阅读说明：本技术 粉体燃料供给装置、气化炉设备及气化复合发电设备以及粉体燃料供给装置的控制方法 (Pulverized fuel supply device, gasification furnace facility, gasification combined power generation facility, and method for controlling pulverized fuel supply device ) 是由 浦方悠一郎 西村幸治 葛西润 于 2019-02-12 设计创作，主要内容包括：具备：分配器(84),将被供给的粉体燃料向多个分支管(82)分支；多个燃烧器(126a),连接于多个分支管(82)各自的下游端(82a),向使粉体燃料气化的气化炉内供给煤焦；流量喷嘴(85),设于多个分支管(82)中的各分支管,对分支管(82)内的煤焦流施加压力损失；差压计(86),计测因流量喷嘴(85)而产生的差压；及控制部,基于由差压计(86)得到的差压来判断煤焦流流速的下降。(The disclosed device is provided with: a distributor (84) for branching the supplied pulverized fuel to a plurality of branch pipes (82); a plurality of burners (126a) connected to the downstream ends (82a) of the plurality of branch pipes (82) and configured to supply char into the gasification furnace for gasifying the pulverized fuel; a flow rate nozzle (85) provided in each of the plurality of branch pipes (82) and configured to apply a pressure loss to the coal char flow in the branch pipe (82); a differential pressure gauge (86) for measuring a differential pressure generated by the flow nozzle (85); and a control unit for determining a decrease in the flow rate of the coal char stream on the basis of the differential pressure obtained by the differential pressure gauge (86).)

粉体燃料供给装置、气化炉设备及气化复合发电设备以及粉 体燃料供给装置的控制方法

技术领域

本发明涉及向气化炉内供给粉体燃料的粉体燃料供给装置、气化炉设备及气化复合发电设备以及粉体燃料供给装置的控制方法。

背景技术

以往，作为气化炉设备，已知有通过将煤等含碳固体燃料向气化炉内供给并使含碳固体燃料部分燃烧而气化从而生成可燃性气体的含碳燃料气化设备(煤气化设备)。以下，对使用煤作为含碳固体燃料的一例的情况进行说明。

在煤气化炉设备中，已知有将粉煤或煤焦(由煤的未反应部分和灰分构成的粉体)等粉体燃料与氮气(惰性气体)一起向气化炉内供给的燃料供给装置(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2012-162660号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在使用粉煤作为气化的燃料的情况下，根据使用的煤等(含碳固体燃料)的性状不同，而产生的煤焦量会变化。在煤焦由氮气等惰性气体向气化炉运送时，若煤焦量变化，则向气化炉供给的煤焦流量有时会变化。因此，在煤焦运送管中的流速变动并运转。

为了运送煤焦和粉煤等粉体燃料，需要以预定值以上的流速进行运送，以避免在运送管内粉体燃料沉降而运送变得不稳定。尤其是，在将向气化炉供给的煤设为多个煤种类且一边切换煤种类一边运转的情况下，对应于煤种类，有时由于煤焦量的变化而煤焦流速变化。在煤焦运送中的流速较慢的情况下，可能会在运送管内煤焦因重力而沉降从而产生运送不良。因此，希望可靠地检测出成为煤焦的运送不良的要因的煤焦运送中的流速的下降。

此外，需要考虑煤焦运送中的流速较慢的情况下的影响波及。即，当产生了由煤焦运送管内的煤焦沉降引起的运送不良时，有时会进行煤焦运送管内的清洗。该清洗使煤焦的运送暂时停止而进行，因此从气化炉内对燃烧器前端的辐射的影响变大。这是因为，在通常运转时，从燃烧器前端朝向气化炉喷出的煤焦的粉体流成为帘幕那样，遮挡从炉内向燃烧器前端的辐射。因此，当煤焦的运送停止时，燃烧器前端的温度上升而燃烧器前端的耗减加速。当燃烧器前端耗减时，从燃烧器前端扩散的燃烧器喷流的喷射角度变大，从燃烧器喷出后的微粉燃料的喷流与卷绕于燃烧器前端的外周的燃烧器冷却管接触，若超过通常运用的状况的耗减进展，则可能会导致耗减泄漏。因此，在产生了煤焦的运送不良的情况下，希望考虑直到抑制燃烧器前端的耗减为止的影响波及并使煤焦运送中的流速恢复。

另外，上述关于煤焦的运送不良的课题关于粉煤等其他粉体燃料的运送不良也是相同的。

本公开的粉体燃料供给装置、气化炉设备及气化复合发电设备以及粉体燃料供给装置的控制方法鉴于这样的情况而作出，其目的在于，可靠地检测成为运送管内的粉体燃料的运送不良的要因的粉体燃料流速的下降。

另外，本公开的粉体燃料供给装置、气化炉设备及气化复合发电设备以及粉体燃料供给装置的控制方法的目的在于，在产生粉体燃料的运送不良的情况下，抑制燃烧器的炉内侧前端的耗减并使粉体燃料流速的下降恢复。

用于解决课题的手段

本公开的一方案的粉体燃料供给装置具备：分配器，将被供给的粉体燃料向多个分支管分支；多个燃烧器，连接于多个上述分支管各自的下游端，向使上述粉体燃料气化的气化炉内供给粉体燃料；阻力体，设于多个上述分支管中的各上述分支管，对上述分支管内的粉体燃料流施加压力损失；压力损失计测单元，计测因上述阻力体而产生的差压；及控制部，基于上述差压来判断上述粉体燃料的流速的下降。

对分配器连接多个分支管，从连接于各分支管的下游端的燃烧器向使粉体燃料气化的气化炉内进行供给。在多个分支管中的各分支管设有为了使各分支管的流量同等而对粉体燃料流施加压力损失的阻力体。在阻力体设置有计测因阻力体而产生的压力损失作为差压的压力损失计测单元。并且，控制部基于由压力损失计测单元得到的差压来判断粉体燃料流速的下降。由此，能够可靠地检知粉体燃料流速的下降，事先掌握因在分支管内粉体沉降而产生的运送不良。

因为基于压力损失来判断，所以能够以较少的时间延迟判断粉体燃料流速的下降。

因为利用压力损失计测单元来计测阻力体的压力损失即差压，将计测压力的位置限定为预定的范围，所以能够避免在计测压力损失的范围内因阻力体而产生由粉体的沉降引起的流路面积的缩小。由此，能够准确地判断运送不良。

此外，本公开的一方案的粉体燃料供给装置具备：惰性气体追加供给单元，对微粉燃料与惰性气体一起向上述分配器流动的粉体燃料流追加供给惰性气体；及控制部，在基于上述差压而判断为在上述分支管中流动的上述粉体燃料的流速下降的情况下，使从上述惰性气体追加供给单元追加供给的惰性气体的流量增大。

在基于使用压力损失计测单元进行的差压而判断为粉体燃料流速下降的情况下，增大从惰性气体追加供给单元追加供给的惰性气体的流量。由此，能够从燃烧器向炉内继续供给粉体燃料并使粉体燃料流速的下降恢复，并且也能够维持粉体燃料的粉体燃料流的幕帘效果，因此，通过遮挡从气化炉内向燃烧器前端的辐射，能够抑制燃烧器的气化炉内侧前端的耗减。

本公开的一方案的粉体燃料供给装置具备：分配器，将被供给的粉体燃料向多个分支管分支；多个燃烧器，连接于多个上述分支管各自的下游端，向使上述粉体燃料气化的气化炉内供给粉体燃料；温度计测单元，计测上述分支管的上述下游端处的下游端部温度；及控制部，基于上述下游端部温度来判断上述粉体燃料的流速的下降。

对分配器连接多个分支管，从连接于各分支管的下游端的燃烧器向使粉体燃料气化的气化炉内进行供给。设置计测分支管的下游端处的温度作为下游端部温度的温度计测单元，基于由温度计测单元得到的下游端部温度来判断粉体燃料流速的下降。例如，若粉体燃料流中的粉体燃料的比例变化，则与分支管的热传递变化而分支管的温度变化，由此能够判断粉体燃料流速的下降。由此，能够可靠地检知粉体燃料流速的下降，事先掌握因在分支管内粉体沉降而产生的运送不良。作为下游端部温度的变化，可以使用温度相对于时间的变化量，也可以使用温度相对于时间的微分值。若使用微分值，则与使用温度的变化量的情况相比能够提前判断。

因为将温度计测单元设置于分支管的下游端即燃烧器的邻近，所以能够对比温度计测单元的设置位置靠上游侧的分支管的整个区域判断粉体的沉降。由此，能够准确地判断粉体燃料流速的下降。

温度计测单元优选设置于分支管的下游端的邻近，例如，在将分支管的口径设为了D的情况下，更优选设置于距与燃烧器连接的连接位置50D以内。进一步具体而言，设为距与燃烧器连接的连接位置起5m以内的范围。

此外，本公开的一方案的粉体燃料供给装置具备：惰性气体追加供给单元，对微粉燃料与惰性气体一起向上述分配器流动的粉体燃料流追加供给惰性气体；及控制部，在基于上述下游端部温度而判断为在上述分支管中流动的上述粉体燃料的流速下降的情况下，使从上述惰性气体追加供给单元追加供给的惰性气体的流量增大。

在基于使用温度计测单元进行的下游端部温度而判断为粉体燃料流速下降的情况下，增大从惰性气体追加供给单元追加供给的惰性气体的流量。由此，能够从燃烧器向炉内继续供给粉体燃料并使粉体燃料流速的下降恢复，并且也能够维持粉体燃料的粉体燃料流的幕帘效果，因此，通过遮挡从气化炉内向燃烧器前端的辐射，能够抑制燃烧器的气化炉内侧前端的耗减。

此外，在本公开的一方案的粉体燃料供给装置中，在上述分支管上具备计测粉体燃料的密度的粉体燃料密度计测单元。

通过在分支管上设置计测粉体燃料的密度的粉体燃料密度计测单元，能够得到粉体燃料流的质量流量。由此，能够更准确地判断粉体燃料流速的下降。

作为粉体燃料密度计测单元，能够使用例如γ射线密度计。

另外，本公开的一方案的气化炉设备具备：上述任一项所记载的粉体燃料供给装置；及气化炉，从该粉体燃料供给装置向上述气化炉供给粉体燃料。

另外，本公开的一方案的气化复合发电设备具备：上述气化炉设备；燃气轮机，通过使在上述气化炉设备中生成的生成气体的至少一部分燃烧而旋转驱动；蒸汽轮机，通过在导入从上述燃气轮机排出后的轮机排气的排热回收锅炉中生成的蒸汽而旋转驱动；及发电机，与上述燃气轮机和/或上述蒸汽轮机旋转连结。

另外，在本公开的一方案的粉体燃料供给装置的控制方法中，上述粉体燃料供给装置具备：分配器，将被供给的粉体燃料向多个分支管分支；多个燃烧器，连接于多个上述分支管各自的下游端，向使上述粉体燃料气化的气化炉内供给粉体燃料；阻力体，设于多个上述分支管中的各上述分支管，对上述分支管内的粉体燃料流施加压力损失；及压力损失计测单元，计测因上述阻力体而产生的差压，其中，上述控制方法基于上述差压来判断粉体燃料的流速的下降。

另外，在本公开的一方案的粉体燃料供给装置的控制方法中，上述粉体燃料供给装置具备：分配器，将被供给的粉体燃料向多个分支管分支；多个燃烧器，连接于多个上述分支管各自的下游端，向使上述粉体燃料气化的气化炉内供给粉体燃料；及温度计测单元，计测上述分支管的上述下游端处的下游端部温度，其中，上述控制方法基于上述下游端部温度来判断粉体燃料的流速的下降。

发明效果

能够利用设于分支管的压力损失计测单元或温度计测单元来可靠地检测成为运送管内的粉体燃料的运送不良的要因的流速的下降。

在产生粉体燃料的运送不良的情况下，通过使向粉体燃料流追加供给的惰性气体的流量增大，能够抑制燃烧器的炉内侧前端的耗减并使粉体燃料流速的下降恢复。

附图说明

图1是示出了本发明的第一实施方式的煤气化复合发电设备的概略结构图。

图2是示出了图1的气化炉设备的概略结构图。

图3是示出了煤焦供给系统的概略结构图。

图4是示出了图3的上游侧的煤焦供给系统的概略结构图。

图5是示出了连接分支管与煤焦燃烧器的连接部的概略结构图。

图6是示出了分支管的金属温度的曲线图。

图7是示出了稀释氮气的流量变化的曲线图。

图8是示出了图6的金属温度的微分值的曲线图。

图9是在图3的分支管配置有γ射线密度计的概略结构图。

具体实施方式

以下，参照附图来对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

在图1中示出了应用了气化炉设备14的煤气化复合发电设备10的概略结构。

煤气化复合发电设备(IGCC：Integrated Coal Gasification Combined Cycle(整体煤气化联合循环发电系统))10采用了使用空气作为主要的氧化剂且在气化炉设备14中由燃料生成可燃性气体(生成气体)的空气燃烧方式。并且，煤气化复合发电设备10将在气化炉设备14中生成的生成气体在气体提纯设备16中提纯而形成为燃料气体后，向燃气轮机17供给来进行发电。即，煤气化复合发电设备10是空气燃烧方式(空气吹送)的发电设备。作为向气化炉设备14供给的燃料，使用例如煤等含碳固体燃料。

另外，在本实施方式中，使用上方及下方的表述而说明的各构成要素的位置关系分别表示铅垂上方侧、铅垂下方侧。

如图1所示，煤气化复合发电设备(气化复合发电设备)10具备：供煤设备11、气化炉设备14、煤焦回收设备15、气体提纯设备16、燃气轮机17、蒸汽轮机18、发电机19及排热回收锅炉(HRSG：Heat Recovery Steam Generator(余热回收蒸气发生器))20。

供煤设备11被供给作为含碳固体燃料的煤作为原煤，通过将煤利用磨煤机(图示省略)等粉碎而制造粉碎成细小的颗粒状的粉煤(粉体燃料)。由供煤设备11制造的粉煤在供煤线11a出口处由从后述的空气分离设备42供给的作为运送用惰性气体的氮气加压，而向气化炉设备14供给。惰性气体是含氧率为大致5体积％以下的惰性气体，氮气、二氧化碳气体、氩气等是代表例，但并非必需限制为大致5体积％以下。

气化炉设备14被供给由供煤设备11制造的粉煤，并且以再利用为目的而被供给由煤焦回收设备15回收到的煤焦(煤的未反应部分和灰分：粉体燃料)。

另外，在气化炉设备14上连接有来自燃气轮机17(压缩机61)的压缩空气供给线41，由燃气轮机17压缩后的压缩空气的一部分能够由升压机68升压为预定压力而向气化炉设备14供给。空气分离设备42从大气中的空气分离生成氮气和氧气，空气分离设备42和气化炉设备14由第一氮气供给线43连接。并且，在该第一氮气供给线43上连接有来自供煤设备11的供煤线11a。另外，从第一氮气供给线43分支的第二氮气供给线45也连接于气化炉设备14，在该第二氮气供给线45上连接有来自煤焦回收设备15的煤焦返回线46。此外，空气分离设备42通过氧气供给线47而与压缩空气供给线41连接。并且，由空气分离设备42分离出的氮气通过在第一氮气供给线43及第二氮气供给线45中流通而作为煤或煤焦的运送用气体来利用。另外，由空气分离设备42分离出的氧气通过在氧气供给线47及压缩空气供给线41中流通而在气化炉设备14中作为氧化剂来利用。

气化炉设备14例如具备二级气流床式的气化炉101(参照图2)。气化炉设备14通过利用氧化剂(空气、氧气)使供给到内部的煤(粉煤)及煤焦部分燃烧而使该煤及煤焦气化从而形成生成气体。另外，气化炉设备14设有去除混入到粉煤的异物(炉渣)的异物去除设备48。并且，在该气化炉设备14上连接有向煤焦回收设备15供给生成气体的气体生成线49，能够排出包含煤焦的生成气体。在该情况下，如图2所示，也可以通过在气体生成线49设置合成气冷却器102(气体冷却器)而将生成气体冷却至预定温度后向煤焦回收设备15供给。

煤焦回收设备15具备集尘设备51和供给料斗52。在该情况下，集尘设备51由一个或多个旋风除尘器或多孔过滤器构成，能够分离由气化炉设备14生成的生成气体中含有的煤焦。并且，煤焦被分离后的生成气体通过气体排出线53而向气体提纯设备16输送。供给料斗52积存由集尘设备51从生成气体分离出的煤焦。另外，也可以构成为在集尘设备51与供给料斗52之间配置料仓且对该料仓连接多个供给料斗52。并且，来自供给料斗52的煤焦返回线46连接于第二氮气供给线45。

气体提纯设备16通过对由煤焦回收设备15分离煤焦后的生成气体去除硫化合物和氮化合物等杂质来进行气体提纯。并且，气体提纯设备16对生成气体进行提纯来制造燃料气体，将其向燃气轮机17供给。另外，由于在煤焦被分离后的生成气体中还包含有硫分(H₂S等)，所以在该气体提纯设备16中，利用胺吸收液等来将硫分去除回收并有效利用。

燃气轮机17具备：压缩机61、燃烧器62及涡轮机63，压缩机61和涡轮机63由旋转轴64连结。在燃烧器62上连接有来自压缩机61的压缩空气供给线65，并且连接有来自气体提纯设备16的燃料气体供给线66，另外，连接有向涡轮机63延伸的燃烧气体供给线67。另外，燃气轮机17设置有从压缩机61向气化炉设备14延伸的压缩空气供给线41，在中途部设置有升压机68。因此，在燃烧器62中，通过将从压缩机61供给的压缩空气的一部分和从气体提纯设备16供给的燃料气体的至少一部分混合并使其燃烧而产生燃烧气体，将产生的燃烧气体向涡轮机63供给。并且，涡轮机63通过利用供给的燃烧气体驱动旋转轴64旋转而驱动发电机19旋转。

蒸汽轮机18具备连结于燃气轮机17的旋转轴64的涡轮机69，发电机19连结于该旋转轴64的基端部。排热回收锅炉20连接有来自燃气轮机17(涡轮机63)的排气线70，通过在向排热回收锅炉20的供水与涡轮机63的排气之间进行热交换而生成蒸汽。并且，在排热回收锅炉20与蒸汽轮机18的涡轮机69之间设置有蒸汽供给线71并且设置有蒸汽回收线72，在蒸汽回收线72设置有凝汽器73。另外，在利用排热回收锅炉20生成的蒸汽中，也可以包含在气化炉101的合成气冷却器102中与生成气体进行热交换而生成的蒸汽。因此，在蒸汽轮机18中，通过从排热回收锅炉20供给的蒸汽而驱动涡轮机69旋转，通过使旋转轴64旋转而驱动发电机19旋转。

在从排热回收锅炉20的出口到烟筒75之间设置有气体净化设备74。

接着，对煤气化复合发电设备10的动作进行说明。

在煤气化复合发电设备10中，当向供煤设备11供给原煤(煤)时，煤在供煤设备11中被粉碎成细小的颗粒状从而成为粉煤。由供煤设备11制造出的粉煤通过从空气分离设备42供给的氮气而在第一氮气供给线43中流通并向气化炉设备14供给。另外，由后述的煤焦回收设备15回收到的煤焦通过从空气分离设备42供给的氮气而在第二氮气供给线45中流通并向气化炉设备14供给。此外，从后述的燃气轮机17抽取到的压缩空气由升压机68升压后，与从空气分离设备42供给的氧气一起通过压缩空气供给线41而向气化炉设备14供给。

在气化炉设备14中，供给的粉煤及煤焦通过压缩空气(氧气)而燃烧，通过粉煤及煤焦气化而生成生成气体。并且，该生成气体从气化炉设备14通过气体生成线49而排出，向煤焦回收设备15输送。

在该煤焦回收设备15中，生成气体首先通过向集尘设备51供给而使生成气体含有的微粒的煤焦分离。并且，煤焦被分离后的生成气体通过气体排出线53而向气体提纯设备16输送。另一方面，从生成气体分离出的微粒的煤焦向供给料斗52堆积，通过煤焦返回线46而返回气化炉设备14而再利用。

由煤焦回收设备15分离煤焦后的生成气体在气体提纯设备16中被去除硫化合物和氮化合物等杂质而进行气体提纯，来制造燃料气体。压缩机61生成压缩空气并向燃烧器62供给。该燃烧器62将从压缩机61供给的压缩空气与从气体提纯设备16供给的燃料气体混合，通过燃烧而生成燃烧气体。通过利用该燃烧气体驱动涡轮机63旋转，经由旋转轴64而驱动压缩机61及发电机19旋转。这样，燃气轮机17能够进行发电。

并且，排热回收锅炉20通过在从燃气轮机17中的涡轮机63排出后的排气与向排热回收锅炉20的供水之间进行热交换而生成蒸汽，将该生成的蒸汽向蒸汽轮机18供给。在蒸汽轮机18中，通过利用从排热回收锅炉20供给的蒸汽对涡轮机69进行旋转驱动，能够经由旋转轴64而对发电机19进行旋转驱动，进行发电。

另外，燃气轮机17和蒸汽轮机18也可以取代形成同一轴驱动一个发电机19旋转的结构而设为形成不同的轴驱动多个发电机旋转的结构。

然后，在气体净化设备74中去除从排热回收锅炉20排出后的废气的有害物质，净化后的废气从烟筒75向大气放出。

接着，参照图1及图2，来对上述煤气化复合发电设备10中的气化炉设备14进行详细说明。

如图2所示，气化炉设备14具备气化炉101及合成气冷却器102。

气化炉101以在铅垂方向上延伸的方式形成，粉煤及氧气向铅垂方向上的下方侧供给，部分燃烧而气化后的生成气体从铅垂方向上的下方侧向上方侧流通。气化炉101具有压力容器110和设于压力容器110的内部的气化炉壁111。并且，气化炉101在压力容器110与气化炉壁111之间的空间形成有环形部115。另外，气化炉101在气化炉壁111的内部的空间中从铅垂方向上的下方侧(也就是生成气体的流通方向上的上游侧)起依次形成有燃烧器部116、扩散器部117、减压器部118。

压力容器110形成为内部成为中空空间的筒形状，在上端部形成有气体排出口121，另一方面，在下端部(底部)形成有炉渣料斗122。气化炉壁111形成为内部成为中空空间的筒形状，以其壁面与压力容器110的内表面相向的方式设置。在本实施方式中，压力容器110是圆筒形状，气化炉壁111的扩散器部117也形成为圆筒形状。并且，气化炉壁111通过未图示的支撑构件而连结于压力容器110内表面。

气化炉壁111将压力容器110的内部分离成内部空间154和外部空间156。气化炉壁111被设为横截面形状在燃烧器部116与减压器部118之间的扩散器部117处变化的形状。气化炉壁111以成为铅垂上方侧的其上端部连接于压力容器110的气体排出口121且成为铅垂下方侧的其下端部与压力容器110的底部空出间隙的方式设置。并且，在形成于压力容器110的底部的炉渣料斗122积存有积存水，通过积存水向气化炉壁111的下端部流入而将气化炉壁111的内外密封。在气化炉壁111***有燃烧器126、127，在内部空间154配置有合成气冷却器102。关于气化炉壁111的构造将在后文叙述。

环形部115是形成于压力容器110的内侧和气化炉壁111的外侧的空间、也就是外部空间156，由空气分离设备42分离出的惰性气体即氮气通过未图示的氮气供给线而向环形部115供给。因此，环形部115成为充满氮气的空间。另外，在该环形部115的铅垂方向上的上部附近设有用于使气化炉101内均压的未图示的炉内均压管。炉内均压管以将气化炉壁111的内外连通的方式设置，以使气化炉壁111的内部(燃烧器部116、扩散器部117及减压器部118)与外部(环形部115)的压力差成为预定压力以内的方式大致均压。

燃烧器部116成为使粉煤及煤焦和空气部分燃烧的空间，在燃烧器部116处的气化炉壁111配置有由多个燃烧器126构成的燃烧装置。在燃烧器部116将粉煤及煤焦的一部分燃烧而得到的高温的燃烧气体通过扩散器部117而向减压器部118流入。

减压器部118成为如下的空间：维持为气化反应所需的高温状态，向来自燃烧器部116的燃烧气体供给粉煤并使其部分燃烧，使粉煤向挥发成分(一氧化碳、氢、低级烃等)分解而气化从而生成生成气体的空间，且在减压器部118处的气化炉壁111配置有由多个燃烧器127构成的燃烧装置。

合成气冷却器102设于气化炉壁111的内部，并且设于减压器部118的燃烧器127的铅垂方向上的上方侧。合成气冷却器102是热交换器，从气化炉壁111的铅垂方向上的下方侧(生成气体的流通方向的上游侧)起依次配置有蒸发器(蒸发设备)131、过热器(过热设备)132、省煤器(省煤设备)134。这些合成气冷却器102通过与在减压器部118中生成的生成气体进行热交换而冷却生成气体。另外，蒸发器(蒸发设备)131、过热器(过热设备)132、省煤器(省煤设备)134不限定图中记载的该数量。

上述气化炉设备14如以下这样进行动作。

在气化炉设备14的气化炉101中，由减压器部118的燃烧器127投入氮气和粉煤并进行点火，并且由燃烧器部116的燃烧器126投入粉煤及煤焦和压缩空气(氧气)并进行点火。于是，在燃烧器部116中，通过粉煤和煤焦的燃烧而产生高温燃烧气体。另外，在燃烧器部116中，通过粉煤和煤焦的燃烧而在高温气体中生成熔融炉渣，该熔融炉渣向气化炉壁111附着，并且向炉底落下，最终向炉渣料斗122内的积存水排出。并且，在燃烧器部116中产生的高温燃烧气体通过扩散器部117而向减压器部118上升。在该减压器部118中，维持为气化反应所需的高温状态，粉煤与高温燃烧气体混合，在高温的还原氛围下使粉煤部分燃烧而进行气化反应，来生成生成气体。气化后的生成气体从铅垂方向上的下方侧向上方侧流通。

[煤焦供给系统]

接着，使用图3及图4，对从积存有煤焦的供给料斗52(参照图1)向设置有多个的燃烧器126(参照图2)中的被供给煤焦的煤焦燃烧器126a供给煤焦的煤焦供给系统(粉体燃料供给装置)进行说明。

在图3中示出了将从燃烧器汇合器80(参照图4)引导来的煤焦向多个分支管82分配的燃烧器分配器(分配器)84。在图3中示出了四个分支管82，但分支管82只要并列地设置至少两个以上即可。在各分支管82的下游端82a连接有煤焦燃烧器126a。

在各分支管82设置有流量喷嘴(阻力体)85。流量喷嘴85对煤焦流施加压力损失，被设为缩窄了流路面积的喷嘴。通过利用流量喷嘴85向煤焦流(氮气和煤焦的混合流体)施加压力损失，能够同等地分配各分支管82的煤焦流流量。

在流量喷嘴85的前后设置有差压计(压力损失计测单元)86。另外，也可以取代差压计86而通过在流量喷嘴85的前后分别独立地设置压力计来计测流量喷嘴85的差压。通过差压计86计测流量喷嘴85的压力损失即差压。差压计86以避免包含除了流量喷嘴85以外的压力损失的方式设于流量喷嘴85的临近的前后。来自差压计86的差压的输出向未图示的控制部发送。

另外，在从分配器84分支出的各分支管82中，单独地具有煤焦燃烧器126a的系统，在各自中压力损失的状态不同，因此，最好另外在以较少的时间延迟掌握煤焦流的差压的各分支管82设置差压计86。

在设置于各分支管82的差压计86的上游侧(燃烧器分配器84侧)连接有清洗氮气供给配管87。在煤焦分支管82内产生沉降并滞留的情况下，通过从清洗氮气供给配管87供给一定流量的清洗用的氮气而将沉降并滞留于分支管82内的煤焦向煤焦燃烧器126a搬运。

在各分支管82的下游端82a附近设有热电偶等温度传感器(温度计测单元)88。温度传感器88计测下游端82a附近的分支管82的金属温度即下游端部温度，由此，设于煤焦燃烧器126a的邻近，所以计测反映了比温度传感器88的设置位置靠上游侧的分支管的整个区域的粉体的沉降状态的分支管82的金属温度。温度传感器88的输出向未图示的控制部发送。

以夹着分支管82与清洗氮气供给配管87的汇合位置和温度传感器88的方式设有运送管切断阀89a和燃烧器入口切断阀89b。运送管切断阀89a和燃烧器入口切断阀89b由控制部(图示省略)控制开闭动作。运送管切断阀89a、燃烧器入口切断阀89b在通常运转时始终被设为打开。在从清洗氮气供给配管87供给清洗氮气时运送管切断阀89a及燃烧器入口切断阀89b暂时被设为全闭，然后，仅下游侧的燃烧器入口切断阀89b被设为开。由此，滞留于分支管82内的煤焦被向煤焦燃烧器126a侧清洗而运送。因为温度传感器88设于煤焦燃烧器126a附近的下游端82a，所以温度传感器88和燃烧器入口切断阀89b优选在下游端82a连续地设置。另外，也可以变更温度传感器88和燃烧器入口切断阀89b的顺序，在燃烧器入口切断阀89b的下游侧将温度传感器88连续地设于下游端82a。

在图4中示出了燃烧器分配器84的上游侧的系统。在燃烧器分配器84的上游侧经由煤焦汇合配管90而连接有燃烧器汇合器80。在燃烧器汇合器80的上游侧并列地连接有多个供给料斗52(参照图1)。从供给料斗52向燃烧器汇合器80引导氮气和煤焦的混合流体即煤焦流。

煤焦汇合配管90是连接于燃烧器汇合器80与燃烧器分配器84之间的一个配管。在煤焦汇合配管90从煤焦流的上游侧起依次设有混合腔91和煤焦供给流量调整阀92。

在混合腔91上连接有稀释氮气供给配管(惰性气体追加供给单元)93。在混合腔91中，从稀释氮气供给配管93对从燃烧器汇合器80引导来的煤焦流追加性地供给氮气。在稀释氮气供给配管93上设有用于调整稀释氮气的流量的稀释氮气流量调整阀94。稀释氮气流量调整阀94由未图示的控制部调整开度。

煤焦供给流量调整阀92由未图示的控制部调整开度。由煤焦供给流量调整阀92决定向燃烧器分配器84供给的煤焦流的流量。

未图示的控制部由例如CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)及计算机能够读取的存储介质等构成。并且，用于实现各种功能的一系列处理作为一例而以程序的形式存储于存储介质等，通过CPU将该程序向RAM等读出并执行信息的加工、运算处理来实现各种功能。另外，程序也可以应用预先安装于ROM或其他存储介质的形态、以存储于计算机能够读取的存储介质的状态提供的形态、经由有线或无线的通信手段而传送的形态等。计算机能够读取的存储介质是磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。

接着，对上述煤焦供给系统的运用方法进行说明。

如图4所示，煤焦和氮气的混合流体从供给料斗52向燃烧器汇合器80引导后，向煤焦汇合配管90流动。在煤焦汇合配管90中，在混合腔91中从稀释氮气供给配管93追加预定量的氮气而稀释且增大氮气流量后，在煤焦供给流量调整阀92处调整流量，并向燃烧器分配器84引导。关于煤焦供给流量调整阀92，基于控制部的指示而进行开度控制。该开度控制基于使积存于供给料斗52的煤焦的总重量成为恒定的总重量控制而进行。

如图3所示，被引导至燃烧器分配器84的煤焦流向多个分支管82分支。在各分支管82中，因为在流量喷嘴85处被施加期望的压力损失，所以在各分支管82中流动的煤焦流流量被同等地分配。在各分支管82中流动的煤焦流被引导至煤焦燃烧器126a，并在燃烧器部116(参照图2)中燃烧。

在差压计86中，始终计测流量喷嘴85的差压。在控制部中，监视差压计86的输出，在差压相对于时间的变动超过了阈值的情况下，判断为煤焦流流速(氮气和煤焦的混合流体的流速)下降了。例如，当煤焦流流速下降时，压力损失变小而差压下降，因此，在变得低于阈值的情况下判断为流速下降。差压变动的阈值预先通过试验或模拟来设定。

当通过控制部判断为煤焦流流速下降了后，使稀释氮气流量调整阀94(参照图4)的开度增大而使向混合腔91引导的稀释氮气的流量增大。由此，使向燃烧器分配器84引导的煤焦流流量增大，消除分支管82中的煤焦流流速的下降。

在即使增大稀释氮气而在分支管82内流动的煤焦流流速也不恢复的情况下，即，在从差压计86得到的差压仍然低于阈值的情况下，判断为在分支管82内产生了煤焦的滞留而使图3所示的运送管切断阀89a及燃烧器入口切断阀89b成为全闭。并且，从清洗氮气供给配管87向分支管82内供给清洗氮气而使分支管82成为预定值以上的加压状态后，仅使下游侧的燃烧器入口切断阀89b成为全开。由此，清洗滞留于分支管82内的煤焦并向煤焦燃烧器126a侧运送。在清洗后，停止来自清洗氮气供给配管87的清洗氮气供给后，使运送管切断阀89a、燃烧器入口切断阀89b成为全开，恢复为通常的运转。

上述煤焦流流速的下降的判断对各分支管82单独地进行。因此，当判断出某一分支管82的煤焦流流速的下降时，进行稀释氮气流量的增大。并且，仅对煤焦流流速不恢复的分支管82进行运送管切断阀89a和燃烧器入口切断阀89b的开闭动作。

在本实施方式中，因为使从稀释氮气供给配管93向混合腔91引导的稀释氮气的流量增大而使向燃烧器分配器84引导的煤焦流流量增大，从而消除分支管82中的煤焦流流速的下降，所以由运送管切断阀89a及燃烧器入口切断阀89b的开闭动作实现的滞留于分支管82内的煤焦的清洗能够尽量抑制频度。因此，能够尽量维持通过煤焦从煤焦燃烧器126a喷出的粉体燃料流如帘幕那样遮挡来自气化炉内的辐射而抑制煤焦燃烧器126a的气化炉内侧前端的耗减的效果。

根据本实施方式，起到以下的作用效果。

基于因由差压计86得到的流量喷嘴85的压力损失而产生的差压来判断煤焦流流速的下降。由此，能够可靠地检知煤焦流流速的下降，事先掌握因在分支管82内粉体燃料(煤焦)沉降而产生的运送不良。

因为基于由压力损失引起的差压来进行判断，所以能够以较少的时间延迟来判断煤焦流流速的下降。

例如，在煤焦汇合配管90设置一个压力传感器且在各分支管82设置另一个压力传感器来计测差压的情况下，在这些压力传感器之间产生了煤焦的堵塞的情况下和在设于分支管82的另一个压力传感器的下游侧产生了煤焦的堵塞的情况下差压不同，无法准确地判断煤焦的运送不良。与此相对，在本实施方式中，将利用差压计86计测差压的位置限定为流量喷嘴85的前后这一预定的范围。由此，能够避免在计测压力损失的范围内因阻力体而煤焦堵塞，能够准确地判断运送不良。

在判断为煤焦流流速的下降的情况下，增大从稀释氮气供给配管93向混合腔91引导的稀释氮气的流量，使煤焦流流速的下降恢复。由此，能够在判断为在分支管82内产生了煤焦的滞留而使运送管切断阀89a及燃烧器入口切断阀89b成为全闭来中断向煤焦燃烧器126a的煤焦供给之前，从煤焦燃烧器126a向炉内继续供给煤焦并使煤焦流流速的下降恢复。由此，能够维持煤焦的粉体燃料流如帘幕那样遮挡来自气化炉内的辐射，能够抑制煤焦燃烧器126a的炉内侧前端的耗减。

[第二实施方式]

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式的基本的结构与第一实施方式相同，在利用温度传感器88判断煤焦流流速的下降这一点上不同。因此，以下，主要对相对于第一实施方式的不同点进行说明。

如图3所示，温度传感器88设置于各分支管82的下游端82a，计测下游端部温度。例如，关于温度传感器88的设置位置，如图5所示，在将分支管82的口径设为D的情况下，距与煤焦燃烧器126a连接的连接位置的距离L1被设为50D以下。更具体而言，距与煤焦燃烧器126a连接的连接位置的距离L1被设为5m以内，更优选被设为3m以上且5m以下的范围。另外，在图5中省略了燃烧器入口切断阀89b。

如图5所示，煤焦燃烧器126a的前端***于气化炉壁111的内部(炉内)。在煤焦燃烧器126a的前端卷绕有冷却水在内部流动的冷却线圈95，来对煤焦燃烧器126a进行冷却。

在控制部中，基于温度传感器88的输出来判断在分支管82内流动的煤焦流流速的下降。例如，当煤焦流中的煤焦量的比例变化时，与分支管82的热传递变化而分支管82的金属温度变化，由此能够判断煤焦流流速的下降。例如，在与煤焦一起流动的氮气的温度比煤焦的温度低的情况下，表示当煤焦流流速下降时煤焦的质量流量减少，与分支管82的热传递量减少而金属温度下降。因此，在由温度传感器88计测到的温度变得低于阈值的情况下能够判断为煤焦流流速下降。由此，能够可靠地检知煤焦流流速的下降，事先掌握因在分支管82内煤焦沉降而产生的运送不良。

另外，温度传感器88设置于煤焦燃烧器126a的邻近即各分支管82的下游端82a，计测下游端部温度。温度传感器88的距与煤焦燃烧器126a连接的连接位置的距离L1被设为50D以下，具体而言被设为5m以内，更优选被设为3m以上且5m以下的范围。下游端部温度的变化能够判断比温度计测单元的设置位置靠上游侧的分支管82的整个区域中的煤焦的沉降，因此能够更准确地判断煤焦流流速的下降。

在图6中，相对于时间示出了设置于分支管82的下游端82a的温度传感器88的输出(以金属温度表示)。根据该图可知，在从时刻0：00经过大致30分钟后金属温度下降。在该图中·记号所示的时刻下，使运送管切断阀89a及燃烧器入口切断阀89b(参照图3)成为关闭状态，通过来自清洗氮气供给配管87的清洗氮气供给而进行清洗。因此，可知在清洗后金属温度的下降恢复。

在从稀释氮气供给配管93(参照图4)增大稀释氮气流量的情况下，如图7所示，也可以对稀释氮气设定偏置值。即，设定固定的稀释氮气基础值，使稀释氮气偏置值基于由温度传感器88得到的金属温度(分支管82的温度)的下降而变化。若基于图7来说明，则在经过30分钟时金属温度开始下降，当变得低于金属温度阈值后，从40分钟附近起使稀释氮气偏置值增大。并且，在金属温度恢复而超过金属温度阈值后，逐渐降低稀释氮气偏置值。

通过使稀释氮气偏置值基于由温度传感器88得到的金属温度(分支管82的温度)的下降而变化从而使稀释氮气偏置值增大，金属温度恢复。即，能够使煤焦流流速的下降恢复而抑制在分支管82内煤焦沉降。因此，能够减少由运送管切断阀89a及燃烧器入口切断阀89b的开闭动作实现的滞留于分支管82内的煤焦的清洗动作频度，使从煤焦燃烧器126a喷出的煤焦的粉体燃料流如帘幕那样遮挡来自气化炉内的辐射继续，能够抑制煤焦燃烧器126a的气化炉内侧前端的耗减。

根据本实施方式，起到以下的作用效果。

基于由温度传感器88得到的下游端部温度来判断煤焦流流速的下降。因此，不是如第一实施方式那样使用差压计86就能够判断煤焦流流速的下降。但是，也可以并用差压计86来判断煤焦流流速的下降。

并且，因为将温度传感器88设置于分支管82的下游端82a即煤焦燃烧器126a的邻近而设为下游端部温度，所以能够对比温度传感器88的设置位置靠上游侧的分支管82的全部区域判断由粉体的沉降引起的流路面积的缩小。由此，能够准确地判断煤焦流流速的下降。

由此，能够可靠地检知煤焦流流速的下降，事先掌握因在分支管82内粉体沉降而产生的运送不良。

另外，通过基于由温度传感器88得到的下游端温度的下降而使其变化从而使稀释氮气流量增大，能够使煤焦流流速的下降恢复而抑制在分支管82内煤焦沉降。

因此，能够在判断为在分支管82内产生了煤焦的滞留而使运送管切断阀89a及燃烧器入口切断阀89b成为全闭来中断向煤焦燃烧器126a的煤焦供给之前，从煤焦燃烧器126a向炉内继续供给煤焦并使煤焦流流速的下降恢复。由此，能够维持煤焦的粉体燃料流如帘幕那样遮挡来自气化炉内的辐射，因此能够抑制煤焦燃烧器126a的气化炉内侧前端的耗减。

另外，虽然观察由温度传感器88计测到的温度相对于经过时间的变动来判断煤焦流流速的下降，但也可以基于由温度传感器88计测到的温度相对于时间的微分值来进行判断。

在图8中，图6的金属温度的微分值由单点划线示出。根据该图可知，金属温度的微分值从时刻0：00起已经下降。在该微分值的下降持续了预定时间(例如15分钟)的情况下，判断为煤焦流流速的下降。由此，与基于金属温度的变化量来判断的情况(在经过30分钟后判断)相比，能够提前判断煤焦流流速的下降。

另外，如图9所示，也可以在上述第一实施方式及第二实施方式的基础上，对各分支管82设置计测煤焦的密度的γ射线密度计(粉体燃料密度计测单元)96。γ射线密度计通过将计测到的密度与煤焦流流速相乘来算出煤焦流流量。由此，能够得到煤焦流的质量流量，能够更准确地判断煤焦流流速的下降。

另外，在上述各实施方式中，虽然对煤焦供给系统进行了说明，但也可以对供给粉煤的系统使用本发明，另外，还可以对供给其他粉体燃料的系统使用本发明。

附图标记说明

10 煤气化复合发电设备(气化复合发电设备)

11 供煤设备

11a 供煤线

14 气化炉设备

15 煤焦回收设备

16 气体提纯设备

17 燃气轮机

18 蒸汽轮机

19 发电机

20 排热回收锅炉

41 压缩空气供给线

42 空气分离设备

43 第一氮气供给线

45 第二氮气供给线

46 煤焦返回线

47 氧气供给线

49 气体生成线

51 集尘设备

52 供给料斗

53 气体排出线

61 压缩机

62 燃烧器

63 涡轮机

64 旋转轴

65 压缩空气供给线

66 燃料气体供给线

67 燃烧气体供给线

68 升压机

69 涡轮机

70 排气线

71 蒸汽供给线

72 蒸汽回收线

74 气体净化设备

75 烟筒

80 燃烧器汇合器

82 分支管

84 燃烧器分配器(分配器)

85 流量喷嘴(阻力体)

86 差压计(压力损失计测单元)

87 清洗氮气供给配管

88 温度传感器(温度计测单元)

89a 运送管切断阀

89b 燃烧器入口切断阀

90 煤焦汇合配管

91 混合腔

92 煤焦供给流量调整阀

93 稀释氮气供给配管(惰性气体追加供给单元)

94 稀释氮气流量调整阀

95 冷却线圈

96 γ射线密度计(粉体燃料密度计测单元)

101 气化炉

102 合成气冷却器

110 压力容器

111 气化炉壁

115 环形部

116 燃烧器部

117 扩散器部

118 减压器部

121 气体排出口

122 炉渣料斗

126 燃烧器

126a 煤焦燃烧器

127 燃烧器

131 蒸发器

132 过热器

134 省煤器

154 内部空间

156 外部空间。