JP2013119562A - 燃料ガス化システム、その制御方法及び制御プログラム、並びに、燃料ガス化システムを備える燃料ガス化複合発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料の種類又は性状が変化しても、チャーの発生量の増減が抑制されながら、燃料をガス化して得られる可燃性ガスの発熱量が安定である燃料ガス化システム、燃料ガス化システムに適用される制御方法及び制御プログラム、並びに、燃料ガス化システムを備える燃料ガス化複合発電システムを提供する。
【解決手段】燃料ガス化システム１２の制御装置２６は、可燃性ガスの発熱量（ＳＧ発熱量）に対応する指標に応じて、ガス化炉１６への燃料の供給量を制御するとともに、ガス化炉１６への空気の供給量に対する酸素ガスの供給量の比率が変化するように、ガス化炉１６への酸素ガスの供給量を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料ガス化システム、燃料ガス化システムに適用される制御方法及び制御プログラム、並びに、燃料ガス化システムを備える燃料ガス化複合発電システムに関し、より詳しくは、燃料のガス化によって発生した可燃性ガスの発熱量を安定に保つ技術に関する。

近年、石炭ガス化複合発電（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）システムが開発・実用化されている。石炭ガス化複合発電システムは、従来の石炭焚き火力発電よりも発電効率が高く、結果として環境に優しい。

石炭ガス化複合発電システムは、石炭ガス化システムとガスタービンコンバインドサイクル発電（ＧＴＣＣ：Ｇａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）システムとを組み合わせて構成される。
石炭ガス化システムは、ガス化炉、石炭供給装置、及び、空気供給装置を有し、ガス化炉において、石炭供給装置から供給された石炭が、空気供給装置によって供給された空気を酸化剤として燃焼するとともにガス化される。

一方、ＧＴＣＣシステムは、ガスタービン装置、蒸気タービン、排熱回収ボイラ、及び、発電機を有する。ガスタービン装置は、ガスタービン、圧縮機、及び燃焼器を有し、石炭のガス化によって得られた可燃性ガス、及び、圧縮機からの空気が、燃焼器に供給される。燃焼器にて可燃性ガスの燃焼によって発生した燃焼ガスは、ガスタービンを駆動してから、排熱回収ボイラに流入して蒸気を発生させる。蒸気は、蒸気タービンを駆動させる。かくして、可燃性ガスを燃料として、ガスタービン及び蒸気タービンが駆動させられ、発電機は、ガスタービン及び蒸気タービンの出力を電力に変換する。
なお、ガスタービン装置の圧縮機は、石炭ガス化システムの空気供給装置としての機能も有する。

石炭ガス化複合発電システムは、通常、発電機の発電量が一定に保たれるように運転される。しかしながら、燃料である石炭の種類や性状の変化に伴い、ガス化によって得られる可燃性ガスの発熱量が変化し、結果として発電量が変化してしまう。そこで、例えば発熱量が低下した場合、ガス化炉への石炭及び空気の供給量を増量するという制御が行われている。この制御によって、可燃性ガスの発生量を増やした上で、燃焼器への可燃性ガスの供給量を増やすことで、燃焼器での発熱量低下が防止され、もって発電量の低下が防止される。

しかしながら、ガス化炉へ供給される空気の供給源はガスタービン装置の圧縮機であり、ガス化炉への空気の供給量を増量した場合、燃焼器への空気の供給量が減少してガスタービンの出力が低下してしまう。そしてこの結果として、発電機の発電量が減少してしまう。従って、ガスタービン装置の圧縮機をガス化炉へ供給する空気の供給源として用いる石炭ガス化複合発電システムでは、発熱量が低下した場合、発電量を一定に保つことが困難であった。

そこで、特許文献１が開示する石炭ガス化複合システムでは、可燃性ガスの発熱量が低下した場合に、空気の供給量が略一定に保たれながら、石炭の供給量が増量される。これにより、圧縮機から燃焼器への空気の供給量を減少させることなく、可燃性ガスの発生量が増大され、結果として、発電量が一定に保たれる。

この外にも、ガス化炉が上下２段の噴流床を有する場合、発熱量が低下したときに、発熱量を調整すべく、上段の噴流床に供給される燃料と全燃料との比率（Ｒ／Ｔ比）を変化させるという制御方法も提案されている。

特開２０１０−２８５５６４号公報

可燃性ガスの発熱量が低下して石炭の供給量を増量した場合、ガス化炉において、灰分及び固定炭素からなるチャーの発生量が増える。チャーは、ガス化炉に接続されたチャー回収装置にて、可燃性ガスから分離・回収され、ガス化炉に再投入される。チャー回収装置の容量には限界がある一方、チャー回収装置内のチャーの量が少なくなると可燃性ガスの吹き抜けが起きる。このため、ガス化炉でのチャーの発生量は安定に保たれる必要があり、チャーの発生量が増減することは好ましくないという問題がある。
そして同様の問題がＲ／Ｔ比を調整した場合にも生じる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、燃料の種類又は性状が変化しても、チャーの発生量の増減が抑制されながら、燃料をガス化して得られる可燃性ガスの発熱量が安定である燃料ガス化システム、燃料ガス化システムに適用される制御方法及び制御プログラム、並びに、燃料ガス化システムを備える燃料ガス化複合発電システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。

本発明は、燃料を燃焼させる一方でガス化させて可燃性ガスを発生させるガス化炉と、前記ガス化炉に空気を供給する空気供給装置と、空気を窒素ガスと酸素ガスに分離する空気分離装置と、前記空気分離装置によって分離された酸素ガスを前記ガス化炉に供給する高酸素濃度酸化剤供給装置と、前記空気分離装置によって分離された窒素ガスを利用して、前記燃料を前記ガス化炉に供給する燃料供給装置と、前記空気供給装置、前記高酸素濃度酸化剤供給装置及び前記燃料供給装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は前記可燃性ガスの発熱量に対応する指標に応じて、前記ガス化炉への前記燃料の供給量を制御するとともに、前記ガス化炉への空気の供給量に対する酸素ガスの供給量の比率が変化するように、前記ガス化炉への酸素ガスの供給量を制御することを特徴とする燃料ガス化システムを提供する。

この燃料ガス化システムでは、ガス化によって得られた可燃性ガスの発熱量に対応する指標が変化した場合に、ガス化炉への燃料の供給量とともに酸素ガスの供給量が制御される。これによって、ガス化炉への空気の供給量の変化が抑制されながら、可燃性ガスの発熱量の変化が抑制される。
従って、この燃料ガス化システムを燃料ガス複合発電システムに適用した場合、可燃性ガスの発熱量が変化しても、ガスタービン装置の圧縮機からガス化炉への空気の供給量の変化が抑制される。この結果として、ガスタービンの出力が安定し、発電機の発電量も安定する。このため、燃料ガス複合発電システムは安定して運転される。

また、ガス化炉への燃料及び酸素ガスの供給量を制御する場合、燃料の供給量のみを制御する場合に比べて、ガス化炉でのチャーの発生量が安定し、チャーの過剰な発生や不足が防止される。このため、燃料ガス化システムが安定して運転される。
更に、燃料及び酸素ガスの供給量を制御する場合、燃料及び空気量の供給量を制御する場合に比べて、可燃性ガスの圧力変動が抑制される。この点からも、燃料ガス化システムが安定して運転される。

好ましい構成として、前記制御装置は、前記指標として、前記可燃性ガスの発熱量自体に応じて、前記燃料及び前記酸素ガスの供給量を制御する。
この構成によれば、可燃性ガスの発熱量を制御対象として、燃料及び酸素ガスの供給量が制御されるので、可燃性ガスの発熱量の変化が確実に抑制される。

好ましい構成として、前記制御装置は、前記指標として、前記ガス化炉でのチャーの発生量に応じて、前記燃料及び前記酸素ガスの供給量を制御する。
この構成によれば、チャーの発生量を制御対象として、燃料及び酸素ガスの供給量が制御されるので、チャーの発生量の変化が確実に抑制される。

また、本発明は、燃料を燃焼させる一方でガス化させて可燃性ガスを発生させるガス化炉と、前記ガス化炉に空気を供給する空気供給装置と、空気を窒素ガスと酸素ガスに分離する空気分離装置と、前記空気分離装置によって分離された酸素ガスを前記ガス化炉に供給する高酸素濃度酸化剤供給装置と、前記空気分離装置によって分離された窒素ガスを利用して、前記燃料を前記ガス化炉に供給する燃料供給装置と、を備える燃料ガス化システムの制御方法において、前記可燃性ガスの発熱量に対応する指標に応じて、前記ガス化炉への前記燃料の供給量を制御するとともに、前記ガス化炉への空気の供給量に対する酸素ガスの供給量の比率が変化するように、前記ガス化炉への酸素ガスの供給量を制御することを特徴とする燃料ガス化システムの制御方法を提供する。

この燃料ガス化システムの制御方法では、ガス化によって得られた可燃性ガスの発熱量に対応する指標が変化した場合に、燃料の供給量とともに酸素ガスの供給量が制御される。これによって、空気の供給量の変化が抑制されながら、可燃性ガスの発熱量の変化が抑制される。
従って、この燃料ガス化システムの制御方法を燃料ガス複合発電システムに適用した場合、可燃性ガスの発熱量が変化しても、ガスタービン装置の圧縮機からガス化炉への空気の供給量の変化が抑制される。この結果として、ガスタービンの出力が安定し、発電機の発電量も安定する。このため、燃料ガス複合発電システムは安定して運転される。

また、燃料及び酸素ガスの供給量を制御する場合、燃料の供給量のみを制御する場合に比べて、ガス化炉でのチャーの発生量が安定し、チャーの過剰な発生や不足が防止される。このため、燃料ガス化システムが安定して運転される。
更に、燃料及び酸素ガスの供給量を制御する場合、燃料及び空気量の供給量を制御する場合に比べて、可燃性ガスの圧力変動が抑制される。この点からも、燃料ガス化システムが安定して運転される。

また本発明は、燃料を燃焼させる一方でガス化させて可燃性ガスを発生させるガス化炉と、前記ガス化炉に空気を供給する空気供給装置と、空気を窒素ガスと酸素ガスに分離する空気分離装置と、前記空気分離装置によって分離された酸素ガスを前記ガス化炉に供給する高酸素濃度酸化剤供給装置と、前記空気分離装置によって分離された窒素ガスを利用して、前記燃料を前記ガス化炉に供給する燃料供給装置と、前記空気供給装置、前記高酸素濃度酸化剤供給装置及び前記燃料供給装置を制御する制御装置と、を備える燃料ガス化システムの制御プログラムにおいて、前記制御装置に、前記可燃性ガスの発熱量に対応する指標に応じて、前記ガス化炉への前記燃料の供給量を制御するとともに、前記ガス化炉への空気の供給量に対する酸素ガスの供給量の比率が変化するように、前記ガス化炉への酸素ガスの供給量を制御する機能を実現させることを特徴とする燃料ガス化システムの制御プログラムを提供する。

この燃料ガス化システムの制御プログラムでは、ガス化によって得られた可燃性ガスの発熱量に対応する指標が変化した場合に、燃料の供給量とともに酸素ガスの供給量が制御される。これによって、空気の供給量の変化が抑制されながら、可燃性ガスの発熱量の変化が抑制される。
従って、この燃料ガス化システムの制御プログラムを燃料ガス複合発電システムに適用した場合、可燃性ガスの発熱量が変化しても、ガスタービン装置の圧縮機からガス化炉への空気の供給量の変化が抑制される。この結果として、ガスタービンの出力が安定し、発電機の発電量も安定する。このため、燃料ガス複合発電システムは安定して運転される。

また、燃料及び酸素ガスの供給量を制御する場合、燃料の供給量のみを制御する場合に比べて、ガス化炉でのチャーの発生量が安定し、チャーの過剰な発生や不足が防止される。このため、燃料ガス化システムが安定して運転される。
更に、燃料及び酸素ガスの供給量を制御する場合、燃料及び空気量の供給量を制御する場合に比べて、可燃性ガスの圧力変動が抑制される。この点からも、燃料ガス化システムが安定して運転される。

また本発明は、燃料を燃焼させる一方でガス化させて可燃性ガスを発生させるガス化炉と、前記可燃性ガスを燃焼させて燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記燃焼器で発生した燃焼ガスを用いて駆動されるガスタービンと、前記ガスタービンの出力を利用して発電する発電機と、前記ガス化炉に空気を供給する空気供給装置と、前記燃焼器に空気を供給する圧縮機であって、前記空気供給装置の一部を兼ねる圧縮機と、空気を窒素ガスと酸素ガスに分離する空気分離装置を含み、前記空気分離装置によって分離された酸素ガスを前記ガス化炉に供給する高酸素濃度酸化剤供給装置と、前記空気分離装置によって分離された窒素ガスを利用して、前記燃料を前記ガス化炉に供給する燃料供給装置と、前記発電機の発電量が目標値に近付くように、前記空気供給装置、前記高酸素濃度酸化剤供給装置及び前記燃料供給装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記可燃性ガスの発熱量に対応する指標に応じて、前記ガス化炉への前記燃料の供給量を制御するとともに、前記ガス化炉への空気の供給量に対する酸素ガスの供給量の比率が変化するように、前記ガス化炉への酸素ガスの供給量を制御することを特徴とする燃料ガス化複合発電システムを提供する。

この燃料ガス化複合発電システムでは、ガス化によって得られた可燃性ガスの発熱量に対応する指標が変化した場合に、燃料の供給量とともに酸素ガスの供給量が制御される。これによって、空気の供給量の変化が抑制されながら、可燃性ガスの発熱量の変化が抑制される。従って、可燃性ガスの発熱量が変化しても、空気供給装置からガス化炉への空気の供給量の変化が抑制される。この結果として、空気供給装置から燃焼器への空気の供給量の変化が抑制され、ガスタービンの出力が安定し、発電機の発電量も安定する。このため、燃料ガス複合発電システムは安定して運転される。

また、燃料及び酸素ガスの供給量を制御する場合、燃料の供給量のみを制御する場合に比べて、ガス化炉でのチャーの発生量が安定し、チャーの過剰な発生や不足が防止される。このため、燃料ガス化複合発電システムが安定して運転される。
更に、燃料及び酸素ガスの供給量を制御する場合、燃料及び空気量の供給量を制御する場合に比べて、可燃性ガスの圧力変動が抑制される。この点からも、燃料ガス化複合発電システムが安定して運転される。

本発明によれば、燃料の種類又は性状が変化しても、チャーの発生量の増減が抑制されながら、燃料をガス化して得られる可燃性ガスの発熱量が安定である燃料ガス化システム、燃料ガス化システムに適用される制御方法及び制御プログラム、並びに、燃料ガス化システムを備える燃料ガス化複合発電システムが提供される。

本発明の第１実施形態に係る燃料ガス化複合発電システムの全体の概略構成を示す図である。 図１中の制御装置の機能的な構成を概略的に示すブロック図である。 図２中のガス化炉制御部の機能的な構成を概略的に示すブロック図である。 図３中の各ブロックにおいて実行される演算の内容を示すブロック図である。 燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部の機能を停止させた状態における、図１の燃料ガス化複合発電システムの動作の一参考例を示すタイミングチャートである。 燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部の機能を停止させた状態における、図１の燃料ガス化複合発電システムの動作の他の参考例を示すタイミングチャートである。 燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部が機能している状態における、図１の燃料ガス化複合発電システムの動作の一例を示すタイミングチャートである。 第２実施形態に係るガス化炉制御部の機能的な構成を概略的に示すブロック図である。 図８中の各ブロックにおいて実行される演算の内容を示すブロック図である。 第３実施形態に係るガス化炉制御部の機能的な構成を概略的に示すブロック図である。 図９中の各ブロックにおいて実行される演算の内容を示すブロック図である。 第４実施形態に係るガス化炉制御部の機能的な構成を概略的に示すブロック図である。 図１２中の各ブロックにおいて実行される演算の内容を示すブロック図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態の燃料ガス化複合発電システム（以下、ＩＧＣＣともいう）１０の概略的な構成を示している。なお、燃料が石炭である場合、ＩＧＣＣ１０は石炭ガス化複合発電システムである。
ＩＧＣＣ１０は、燃料ガス化システム１２及びガスタービンコンバインドサイクル発電システム（以下、ＧＴＣＣともいう）１４によって構成されている。燃料ガス化システム１２は、燃料をガス化して可燃性ガスを発生させ、ＧＴＣＣ１４は可燃性ガスを用いて発電する。なお、燃料が石炭である場合、燃料ガス化システム１２は、石炭ガス化システムである。

〔燃料ガス化システム〕
燃料ガス化システム１２は、ガス化炉１６、ガス化炉１６に燃料としての石炭を供給する燃料供給装置１８、ガス化炉１６に酸化剤としての空気を供給する空気供給装置２０、ガス化炉１６に高酸素濃度酸化剤として酸素ガスを供給する高酸素濃度酸化剤供給装置２２、及び、ガス化炉１６で発生した可燃性ガスを処理するガス処理装置２４を有する。また、燃料ガス化システム１２は、制御装置２６を有し、制御装置２６は、燃料供給装置１８、空気供給装置２０、及び、高酸素濃度酸化剤供給装置２２を制御する。
なお、制御装置２６は、ＧＴＣＣ１４も制御しており、ＩＧＣＣ１０全体を制御している。

〔ガス化炉〕
ガス化炉１６は、上下２段の噴流床型であり、下段の噴流床部（コンバスタ）２８及び上段の噴流床部（リダクタ）３０を有する。微粉状態の石炭は、コンバスタ２８のバーナ及びリダクタ３０のバーナに供給される。コンバスタ２８のバーナには、空気及び酸素ガスが供給され、コンバスタ２８で石炭が燃焼すると、リダクタ３０にて石炭がガス化して可燃性ガスが発生する。

〔燃料供給装置〕
燃料供給装置１８は、コンバスタ２８及びリダクタ３０から延びる燃料供給路３２を有し、燃料供給路３２には、燃料ビン３４、燃料ホッパ３６、燃料流量調整弁３８及び分配装置４０が、石炭の流動方向にてこの順序で設けられている。
燃料ビン３４は、図示しない粉砕装置から供給された微粉状態の石炭を一時的に貯蔵する。燃料ホッパ３６は、燃料ビン３４内の石炭を燃料供給路３２の下流に供給する。

また、燃料供給装置１８は、空気分離装置（ＡＳＵ：Ａｉｒ Ｓｅｐａｒａｔｏｒ Ｕｎｉｔ）４２を有し、空気分離装置４２は、空気を窒素ガス及び酸素ガスに分離する。そして、分離された窒素ガスは、燃料供給路３２にキャリアガスとして供給され、燃料ホッパ３６から供給された石炭はキャリアガスによって搬送される。

燃料流量調整弁３８は、制御装置２６からの指令に基づいて、石炭の流量を調整する。分配装置４０は、適当な分配比率にて、石炭をコンバスタ２８及びリダクタ３０に供給する。なお、分配比率は、可変であっても固定であってもよい。

〔空気供給装置〕
空気供給装置２０は、コンバスタ２８へ延びる空気供給路４４を有している。圧縮機（ＧＴ空気圧縮機）４６により昇圧された空気の一部は抽気され、昇圧機４８は、圧縮機４６からの抽気空気を昇圧する。そして、昇圧機４８によって昇圧された抽気空気が、ガス化炉１６のコンバスタ２８に送られる。
なお、昇圧機４８は、モータ５０によって駆動され、モータ５０は制御装置２６によって制御され、空気流量はモータ回転数又は昇圧機４８入口ベーンによって制御される。

〔高酸素濃度酸化剤供給装置〕
空気分離装置４２は、高酸素濃度酸化剤供給装置２２の一部を兼ねており、高酸素濃度酸化剤供給装置２２は、空気分離装置４２の酸素ガス放出口と昇圧機４８よりも下流の空気供給路４４の部分とを接続する高酸素濃度酸化剤供給路４７を有する。従って、空気分離装置４２によって分離された酸素ガスが、高酸素濃度酸化剤供給路４７及び空気供給路４４の一部を通じて、コンバスタ２８に供給される。
また、高酸素濃度酸化剤供給路４７には、高酸素濃度酸化剤流量調整弁５１が設けられ、高酸素濃度酸化剤流量調整弁５１は、制御装置２６によって制御される。つまり、ガス化炉１６への酸素ガスの供給量は制御装置２６によって制御される。

〔ガス処理装置〕
ガス処理装置２４は、ガス化炉１６の上部からＧＴＣＣ１４まで延びる可燃性ガス供給路５２を有し、可燃性ガス供給路５２には、熱交換器（シンガスクーラ）５４、チャー回収装置５６及びガス精製装置５８が、可燃性ガスの流動方向にてこの順序で設けられている。
シンガスクーラ５４では、可燃性ガスが適当な温度まで冷却される。この際、熱交換によって蒸気が発生し、発生した蒸気はＧＴＣＣ１４に供給される。

チャー回収装置５６は、可燃性ガスからチャーを分離する。チャー回収装置５６は、チャー返送路６０を介してコンバスタ２８に接続されており、チャー返送路６０には、チャービン６２及びチャーホッパ６４が、チャーの流動方向にてこの順序で設けられている。チャー返送路６０には、空気分離装置４２からキャリアガスとして窒素ガスが供給され、キャリアガスによってチャーがコンバスタ２８に搬送される。

なお、チャービン６２には、チャーの発生量に対応する値として、チャーの貯蔵量を計量可能な計量器（ＷＭ）６５が取り付けられている。計量器６５は、例えば、チャーの上端位置を検出可能な位置センサ又は貯蔵量重量センサによって構成されている。計量器６５によって計測されたチャーの貯蔵量（チャー発生量）は、必要に応じて、制御装置２６に入力される。

ガス精製装置５８は、例えば、脱塵装置と脱硫装置からなり、可燃性ガスから煤塵及び硫黄成分を除去する。
また、可燃性ガス供給路５２には、燃料のガス化によって得られた可燃性ガス（システムガス）の圧力（システムガス（ＳＧ）圧力）を検出するための圧力計（ＰＧ）６６、及び、システムガスの発熱量を検出するための発熱量計（ＨＧ）６８が取り付けられている。システムガスの発熱量は、一定単位量のシステムガスが燃焼することによって生じる熱量であり、燃料の種類や性状、更には、ガス化炉１６でのガス化の条件によって、システムガス中の可燃性成分の種類や濃度が変化することに伴い変化する。

本実施形態では、一例として、圧力計６６は、チャー回収装置５６とガス精製装置５８との間を延びる可燃性ガス供給路５２の部分に取り付けられ、発熱量計６８は、ガス精製装置５８よりも下流の可燃性ガス供給路５２の部分に取り付けられている。

更に、ガス精製装置５８よりも下流の可燃性ガス供給路５２の部分には、分岐路７０が接続されており、分岐路７０には、放出流量調整弁７２及びグランドフレア７４が設けられている。グランドフレア７４は、不要の可燃性ガスを燃焼させ、無害なクリーンガスとして大気中に放出する。

〔ガスタービンコンバインドサイクル発電システム〕
ＧＴＣＣ１４は、可燃性ガス流量調整弁７６、ガスタービン装置７８、蒸気タービン８０、発電機（Ｇ）８２、及び、排熱回収ボイラ８４を有する。
可燃性ガス流量調整弁７６は、可燃性ガス供給路５２の出口近傍に設けられている。可燃性ガス流量調整弁７６は、制御装置２６によって制御される。つまり制御装置２６は、ＧＴＣＣ１４を制御する機能も有する。

〔ガスタービン装置〕
ガスタービン装置７８は、圧縮機４６、燃焼器８６、及び、ガスタービン８８を有する。圧縮機４６はターボ圧縮機であり、大気中の空気を吸入して燃焼器８６に向けて送出する。なお前述したように、圧縮機４６は、空気供給装置２０の空気供給源としての機能も有しており、空気供給装置２０の一部を兼ねている。

燃焼器８６には、可燃性ガス供給路５２の出口が接続されており、燃焼器８６では、可燃性ガスが燃焼させられる。燃焼器８６で発生した燃焼ガスは、ガスタービン８８を駆動してから、排熱回収ボイラ８４に送られ、そして、排熱回収ボイラ８４の煙突から放出される。

〔蒸気タービン〕
蒸気タービン８０には、排熱回収ボイラ８４及びシンガスクーラ５４で発生した蒸気が供給され、蒸気によって、蒸気タービン８０が駆動される。

〔発電機〕
発電機８２の回転軸は、本実施例の場合、ガスタービン８８、圧縮機４６及び蒸気タービン８０の回転軸と同軸的に連結されており、発電機８２は、ガスタービン８８及び蒸気タービン８０の出力である回転力を電力に変換して発電する。なお、発電機８２の発電量（出力）の検出値は、制御装置２６に入力されている。

〔制御装置〕
以下、制御装置２６について詳細に説明する。
制御装置２６は、例えば、コンピュータによって構成され、制御プログラムを記憶する記憶装置、制御プログラムを実行する演算装置、及び、入出力インターフェース等を有する。
なお、制御プログラムはコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されていてもよい。記録媒体としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、及び、半導体メモリ等を用いることができる。あるいは、制御プログラムは、通信回線を通じてコンピュータに配信されてもよい。

図２は、制御装置２６の機能的な構成を示すブロック図である。制御装置２６は、統括負荷圧力制御部９０、ガスタービン制御部９２及びガス化炉制御部９４を有する。
〔統括負荷圧力制御部〕
統括負荷圧力制御部９０は、発電機出力目標値設定部９６、発電機出力偏差演算部９８、偏差合算部１００、ＳＧ圧力目標値設定部１０２及びＳＧ圧力偏差演算部１０４を有する。
発電機出力目標値設定部９６は、例えば、管理者によって手動で入力された負荷設定値Ｘに基づいて、適当な関数（ＦＸ）又はマップデータを利用して、発電機８２の出力の目標値（ＭＷＤ：Ｍｅｇａ
Ｗａｔｔ Ｄｅｍａｎｄ）を設定する。

発電機出力偏差演算部９８は、発電機８２から入力された発電機８２の出力の検出値と発電機出力目標値設定部９６によって設定されたＭＷＤとの偏差（発電機出力偏差）を演算する。
ＳＧ圧力目標値設定部１０２は、発電機出力目標値設定部９６によって設定されたＭＷＤに基づいて、適当な関数（ＦＸ）又はマップデータを利用して、ＳＧ圧力の目標値を設定する。

ＳＧ圧力偏差演算部１０４は、圧力計６６から入力されたＳＧ圧力の検出値とＳＧ圧力目標値設定部１０２によって設定されたＳＧ圧力の目標値との偏差（ＳＧ圧力偏差）を演算する（Δ）。
偏差合算部１００は、発電機出力偏差演算部９８によって演算された発電機出力偏差とＳＧ圧力偏差演算部１０４によって演算されたＳＧ圧力偏差との和を演算する（Σ）。

〔ガスタービン制御部〕
ガスタービン制御部９２は、偏差積分部１０５及びＳＧ供給量指令値設定部１０６を有し、偏差合算部１００で演算された発電機出力偏差とＳＧ圧力偏差の和を、予め設定された所定期間に亘って積分し、積分値を算出する。ＳＧ供給量指令値設定部１０６は、偏差積分部１０５で得られた積分値に基づいて、適当な関数又はマップデータを利用して、燃焼器８６への可燃性ガスの供給量（ＳＧ供給量）の指令値を設定する。ＳＧ供給量の指令値は、可燃性ガス流量調整弁７６に入力され、可燃性ガス流量調整弁７６の弁開度は、燃焼器８６への可燃性ガスの供給量が指令値に近付くように調整される。

〔ガス化炉制御部〕
ガス化炉制御部９４は、ガス化炉入力指令（ＧＩＤ）設定部１０８及び燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０を有する。ガス化炉制御部９４は、発電機出力目標値設定部９６によって設定されたＭＷＤ、ＳＧ圧力偏差演算部１０４によって演算されたＳＧ圧力偏差、及び、発熱量計６８から入力されたシステムガスの発熱量の検出値に基づいて、空気流量指令値、燃料流量指令値、及び、高酸素濃度酸化剤流量指令値を演算して出力する。

空気流量指令値は昇圧機４８（モータ５０）に入力され、ガス化炉１６に供給される空気の流量が空気流量指令値に近付くように、昇圧機４８入口ベーン（又は、モータ５０）の回転速度が調整される。
燃料流量指令値は、燃料流量調整弁３８に入力され、燃料流量調整弁３８の弁開度は、ガス化炉１６に供給される石炭の流量が、燃料流量指令値に近付くように調整される。
高酸素濃度酸化剤流量指令値は、高酸素濃度酸化剤流量調整弁５１に入力され、高酸素濃度酸化剤流量調整弁５１の弁開度は、ガス化炉１６に供給される酸素ガスの流量が高酸素濃度酸化剤流量指令値に近付くように調整される。

〔ＧＩＤ設定部〕
図３は、ガス化炉制御部９４の機能的な構成をより詳細に示しており、図４は、図３の各ブロックが実行する演算の内容を示している。図４は、ガス化炉制御部９４が実行する制御方法又は制御プログラムを実質的に示している。

図３に示したように、ＧＩＤ設定部１０８は、ＧＩＤ目標値設定部１１２、ＧＩＤ補正量設定部１１４、ＧＩＤ決定部１１６、空気流量指令値設定部１１８、燃料流量指令値設定部１２０、及び、高酸素濃度酸化剤流量指令値設定部１２２を有する。

図４も参照すると、ＧＩＤ目標値設定部１１２は、発電機出力目標値設定部９６によって設定されたＭＷＤに基づいて、適当な関数（ＦＸ）又はマップデータを利用して、ＧＩＤの目標値を設定する。一方、ＧＩＤ補正量設定部１１４は、Ｐ（比例）制御、ＰＩ（比例積分）制御又はＰＩＤ（比例積分微分）制御等の補償制御を行う。具体的には、ＧＩＤ補正量設定部１１４は、ＳＧ圧力偏差演算部１０４によって演算されたＳＧ圧力偏差に基づいて、適当な関数（ＦＸ）を利用して、ＧＩＤの補正量を設定する。
そして、ＧＩＤ決定部１１６は、ＧＩＤ目標値設定部１１２によって設定されたＧＩＤの目標値とＧＩＤ補正量設定部１１４によって設定されたＧＩＤの補正量とを足し合わせる（Σ）。足し合わせによって得られた結果が、補正されたＧＩＤの目標値に決定される。

空気流量指令値設定部１１８は、ＧＩＤ決定部１１６によって決定された補正後のＧＩＤの目標値に基づいて、適当な関数（ＦＸ）又はマップデータを利用して、空気流量指令値を設定する。
燃料流量指令値設定部１２０は、ＧＩＤ決定部１１６によって決定された補正後のＧＩＤの目標値に基づいて、適当な関数（ＦＸ）又はマップデータを利用して、燃料流量指令値を設定する。
高酸素濃度酸化剤流量指令値設定部１２２は、ＧＩＤ決定部１１６によって決定された補正後のＧＩＤの目標値に基づいて、適当な関数（ＦＸ）又はマップデータを利用して、高酸素濃度酸化剤流量指令値を設定する。

〔燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部〕
燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０は、ＳＧ発熱量目標値設定部１２４、ＳＧ発熱量偏差演算部１２６、補正用変数決定部１２８、燃料流量補正量設定部１３０、燃料流量指令値決定部１３２、高酸素濃度酸化剤流量補正量設定部１３４、及び、高酸素濃度酸化剤流量指令値決定部１３６を有する。

ＳＧ発熱量目標値設定部１２４は、発電機出力目標値設定部９６によって設定されたＭＷＤに基づいて、適当な関数（ＦＸ）又はマップデータを利用して、システムガスの発熱量（ＳＧ発熱量）の目標値を設定する。
ＳＧ発熱量偏差演算部１２６は、ＳＧ発熱量目標値設定部１２４によって設定されたＳＧ発熱量の目標値と発熱量計６８から入力されたＳＧ発熱量の検出値との偏差（ＳＧ発熱量偏差）を演算する（Δ）。

補正用変数決定部１２８は、Ｐ制御、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御等の補償制御を行う。具体的には、補正用変数決定部１２８は、ＳＧ発熱量偏差演算部１２６によって演算されたＳＧ発熱量偏差に基づいて、予め設定された適当な関数（ＦＸ）を利用して、補正用変数を決定する。
燃料流量補正量設定部１３０は、補正用変数決定部１２８によって決定された補正用変数に基づいて、適当な関数（ＦＸ）又はマップデータを利用して、燃料流量の補正量を設定する。そして、燃料流量指令値決定部１３２は、燃料流量指令値設定部１２０によって設定された燃料流量指令値と燃料流量補正量設定部１３０によって設定された燃料流量の補正量とを足し合わせる（Σ）。足し合わせによって得られた結果が、補正後の燃料流量指令値に決定される。

高酸素濃度酸化剤流量補正量設定部１３４は、補正用変数決定部１２８によって決定された補正用変数に基づいて、適当な関数（ＦＸ）又はマップデータを利用して、高酸素濃度酸化剤流量の補正量を設定する。そして、高酸素濃度酸化剤流量指令値決定部１３６は、高酸素濃度酸化剤流量指令値設定部１２２によって設定された高酸素濃度酸化剤流量指令値と高酸素濃度酸化剤流量補正量設定部１３４によって設定された高酸素濃度酸化剤流量の補正量とを足し合わせる（Σ）。足し合わせによって得られた結果が、補正後の高酸素濃度酸化剤流量指令値に決定される。

かくして、燃料流量指令値及び高酸素濃度酸化剤流量指令値については補正後の燃料流量指令値及び高酸素濃度酸化剤流量指令値が出力され、空気流量指令値については、空気流量指令値設定部１１８によって設定された空気流量指令値がそのまま出力される。

〔動作〕
以下、上述した第１実施形態のＩＧＣＣ１０の動作、換言すれば、ＩＧＣＣ１０の制御方法を説明する。なお、この動作は、制御装置２６にインストールされているＩＧＣＣ１０の制御プログラムに従って、制御装置２６がＩＧＣＣ１０を制御することによって実現されている。
図５、図６及び図７は、ＩＧＣＣ１０の運転状態を表すパラメータの時間変化を概略的に示すタイムチャートであり、縦軸は、各パラメータの大きさを任意スケールで示しており、横軸は時間を示している。そして、図５、図６及び図７のいずれの場合においても、負荷設定値Ｘは時刻ｔ０から終始一定であり、従って、発電機出力目標値及びＳＧ圧力目標値も一定である。

ただし、図５及び図６は、燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０の機能を明確にするために、燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０の機能を停止させた場合のＩＧＣＣ１０の動作を参考例として示している。従って図５及び図６の場合、燃料流量指令値設定部１２０によって設定された燃料流量指令値及び高酸素濃度酸化剤流量指令値設定部１２２によって設定された高酸素濃度酸化剤流量指令値が、制御装置２６からそのまま出力されている。

〔図５の場合（参考例）〕
（１）時刻ｔ０から時刻ｔ１まで
ＩＧＣＣ１０は、燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０の機能が停止していることを除き、正常な運転状態にある。

（２）時刻ｔ１から時刻ｔ３まで
何らかの原因又は外乱、例えば石炭の性状の変化によって、発熱量計６８によって検出される可燃性ガス（システムガス）の発熱量（ＳＧ発熱量）が徐々に低下している。
この場合、燃焼器８６からガスタービン８８に供給される熱量が減少し、発電機出力検出値が減少する。このため、発電機出力偏差が増大し、ＳＧ供給量指令値が増大される。これにより、可燃性ガス流量調整弁７６の弁開度が増大され、燃焼器８６への可燃性ガスの供給量が増量される。この結果として、圧力計６６によって検出されるシステムガスの圧力（ＳＧ圧力）も徐々に低下する。

ＳＧ圧力検出値が減少すると、ＳＧ圧力偏差が増大し、ＧＩＤ補正量が増大され、補正後のＧＩＤ目標値が増大される。これによって、空気流量指令値、燃料流量指令値、及び、高酸素濃度酸化剤流量指令値が増大され、空気流量、燃料供給量及び酸素ガス流量（高濃度酸化剤流量）が徐々に増加している。

この結果として、ＳＧ発熱量、ＳＧ圧力及び発電機出力の回復が期待されるが、図５の場合では、ＳＧ発熱量、ＳＧ圧力及び発電機出力の減少は止まらない。一方、空気流量、燃料供給量及び酸素ガス流量が増加したことによって、チャー発生量が徐々に増加している。

（３）時刻ｔ３以降
図５の場合、空気流量、石炭供給量及び酸素ガス流量が増加したにもかかわらず、時刻ｔ３以降もＳＧ発熱量、ＳＧ圧力及び発電機出力が徐々に減少している。
一方、ＧＩＤ目標値には予め設定された上限があり、時刻ｔ３にて、補正後のＧＩＤ目標値が上限に到達している。このため、時刻ｔ３以降は、空気流量、燃料供給量及び酸素ガス流量は増加せずに飽和している。
なお、チャー発生量は、時刻ｔ４まで徐々に増加し、時刻ｔ４以降飽和している。

〔図６の場合（参考例）〕
図６の場合も、時刻ｔ１からＳＧ発熱量、ＳＧ圧力及び発電機出力が低下している。図５の場合と異なるのは、図６の場合、空気流量、燃料供給量及び酸素ガス流量の増加が奏功し、時刻ｔ２以降、ＳＧ発熱量が一定になるととともに、ＳＧ圧力及び発電機出力が回復している。つまり、図６は、図５の場合に比べて外乱が小さい場合を示している。

なお、燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０の機能が停止している場合、制御対象は、発電機出力及びＳＧ圧力である。従って、時刻ｔ３で発電機出力及びＳＧ圧力が各々の目標値に到達すれば、ＳＧ発熱量が回復していなくても、目標が達成されたことになる。

〔図７の場合〕
（１）時刻ｔ０から時刻ｔ１まで
ＩＧＣＣ１０は、燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０も機能しており、正常な運転状態にある。
（２）時刻ｔ１から時刻ｔ２まで
何らかの原因によって、時刻ｔ１から、ＳＧ発熱量が徐々に減少しており、これに伴い、図５の場合と同様に、発電機出力及びＳＧ圧力が低下している。

ＳＧ圧力検出値が減少すると、ＳＧ圧力偏差が増大し、ＧＩＤ補正量が増大され、補正後のＧＩＤ目標値が増大される。これによって、空気流量指令値、燃料流量指令値、及び、高酸素濃度酸化剤流量指令値が増大される。

更に、燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０が機能している場合、ＳＧ発熱量の検出値が減少すると、ＳＧ発熱量の偏差が増加し、燃料流量の補正量及び高酸素濃度酸化剤流量の補正量が増加する。このため、燃料流量指令値決定部１３２で決定された補正後の燃料流量指令値は、燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０が機能していない場合に比べて大きくなる。同様に、高酸素濃度酸化剤流量指令値決定部１３６で決定された補正後の高酸素濃度酸化剤流量指令値は、燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０が機能していない場合に比べて大きくなる。

従って、図７の場合、図５及び図６の場合に比べて、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間における燃料供給量及び高酸素濃度酸化剤流量の増加量が大きくなっている。つまり、燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０が機能している場合、燃料供給量及び高酸素濃度酸化剤流量が速やかに増加する。

（３）時刻ｔ２から時刻ｔ３まで
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間における燃料供給量及び高酸素濃度酸化剤流量の増加量が大である結果、ＳＧ発熱量、ＳＧ圧力及び発電機出力が上昇している。なお、ガス化炉１６への燃料の供給量と高酸素濃度酸化剤の供給量の比率によって、ガス化炉１６における、炭素燃料のガス化によって生じるガスの量と、固定炭素のガス化によって生じるガスの量の比率を予測することができる。そこで、この比率が最適になるように、補正用変数決定部１２８、燃料流量補正量設定部１３０、及び、高酸素濃度酸化剤流量補正量設定部１３４は、燃料流量の補正量及び高酸素濃度酸化剤流量の補正量を決定しており、この結果、ＳＧ発熱量を効率的に増加させることができる。

（４）時刻ｔ３以降
ＳＧ発熱量が効率的に増加し、ＳＧ発熱量の上昇中に発電機出力検出値が発電機出力目標値に到達すると、発電機出力偏差が減少し、ＳＧ供給量指令値が減少される。これにより、可燃性ガス流量調整弁７６の弁開度が減少され、燃焼器８６への可燃性ガスの供給量が減量される。この結果として、圧力計６６によって検出されるシステムガスの圧力（ＳＧ圧力）が増加する。
ＳＧ圧力検出値がＳＧ圧力目標値を超えて増加すると、ＳＧ圧力偏差が時刻ｔ２の場合とは異なる方向に増加する。このため、時刻ｔ４にてＧＩＤ目標値が減少方向にて補正され、これ以降ＳＧ圧力検出値がＳＧ圧力目標値に徐々に近付く。

以上説明したように、上述した第１実施形態のＩＧＣＣ１０、ＩＧＣＣ１０の制御方法、及び、ＩＧＣＣ１０の制御プログラムによれば、ＳＧ発熱量の検出値が変化した場合に、ガス化炉１６への燃料の供給量とともに、空気の供給量に対する酸素ガスの供給量の比率が変化するように、酸素ガスの供給量が制御される。これによって、ガス化炉１６への空気の供給量の変化が抑制されながら、ＳＧ発熱量の変化が抑制される。従って、ＳＧ発熱量が変化しても、空気供給装置２０からガス化炉１６への空気の供給量の変化が抑制される。
この結果として、空気供給装置２０の一部を兼ねる圧縮機４６から燃焼器８６への空気の供給量の変化が抑制され、ガスタービン８８の出力が安定し、発電機８２の発電量も安定する。このため、ＩＧＣＣ１０は安定して運転される。

また、ＳＧ発熱量の変化を抑制するために燃料及び酸素ガスの供給量を制御する場合、燃料の供給量のみを制御する場合に比べて、ガス化炉１６でのチャーの発生量が安定し、チャーの過剰な発生や不足が防止される。このため、ＩＧＣＣ１０は安定して運転される。
更に、燃料及び酸素ガスの供給量を制御する場合、燃料及び空気の供給量を制御する場合に比べて、ＩＧＣＣ１０におけるシステムガスの圧力変動が抑制される。この点からも、ＩＧＣＣ１０が安定して運転される。

一方、ＳＧ発熱量検出値は、発電機出力目標値（ＭＷＤ）及びＧＩＤ目標値の各々と相関を有し、発電機出力目標値は、ＳＧ発熱量検出値を介して、ＧＩＤ目標値と相関を有する。従って、発電機出力目標値及びＳＧ発熱量検出値が与えられれば、適切なＧＩＤ目標値を定めることができる。このような観点からすれば、ＩＧＣＣ１０では、ＧＩＤ目標値自体はＳＧ発熱量検出値に基づくことなく設定されているが、燃料流量指令値及び高酸素濃度酸化剤流量指令値がＳＧ発熱量検出値に基づいて補正されている。このため、ＧＩＤ目標値設定部１１２においてＧＩＤ目標値の設定に用いられる関数又はマップデータが現状に合わず、ＧＩＤ目標値が適切に設定されていなかったとしても、結果としてみれば、燃料流量指令値及び高酸素濃度酸化剤流量指令値が適切に決定され、ＩＧＣＣ１０は安定して運転される。

なお、ＩＧＣＣ１０の制御方法、及び、ＩＧＣＣ１０の制御プログラムについては、これらの一部を燃料ガス化システム１２の制御方法及び制御プログラムとして使用することができる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態について説明する。
第２実施形態は、図８及び図９に示したように、制御装置２６におけるガス化炉制御部９４の構成が、第１実施形態とは異なる。

具体的には、まず、ＳＧ発熱量検出値に代えて、計量器６５からチャー発生量の検出値がガス化炉制御部９４に入力される。そして、燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部１１０は、ＳＧ発熱量目標値設定部１２４及びＳＧ発熱量偏差演算部１２６に代えて、チャー発生量目標値設定部１３８及びチャー発生量偏差演算部１４０を有する。
チャー発生量目標値設定部１３８は、ＧＩＤ決定部によって決定された補正後のＧＩＤ補正量目標値に基づいて、適当な関数（ＦＸ）又はマップデータを利用して、チャー発生量の目標値を設定する。

そして、チャー発生量偏差演算部１４０は、チャー発生量の目標値と検出値との偏差（チャー発生量偏差）を演算し、補正用変数決定部１４２は、ＳＧ発熱量偏差に代えて、チャー発生量偏差に基づいて、Ｐ制御、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御等の補償制御を行う。具体的には、補正用変数決定部１４２は、予め設定された適当な関数（ＦＸ）を利用して、補正用変数を決定する。
すなわち、第１実施形態では、システムガスの発熱量に対応する指標として、ＳＧ発熱量が用いられていたが、第２実施形態では、チャー発生量が用いられている。

第２実施形態も、第１実施形態と同様の効果を奏する。これは、チャーの発生量に基づいて燃料流量指令値及び高酸素濃度酸化剤流量指令値を補正することによって、チャーの発生量が安定して制御され、この結果として、第１実施形態の場合と同様にＳＧ発熱量が適切に維持されるからである。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態について説明する。
第３実施形態は、図１０及び図１１に示したように、制御装置２６におけるガス化炉制御部９４の構成が、第１実施形態とは異なる。

具体的には、第３実施形態のガス化炉制御部９４は、燃料流量追加補正量設定部１４４、燃料流量補正量決定部１４６、高酸素濃度酸化剤流量追加補正量設定部１４８、及び、高酸素濃度酸化剤流量補正量決定部１５０を更に有する。
燃料流量追加補正量設定部１４４は先行制御を行う。具体的には、燃料流量追加補正量設定部１４４は、ＧＩＤ目標値設定部１１２によって設定されたＧＩＤ目標値に基づいて、適当な関数（ＦＸ）を利用して、燃料流量の追加補正量を設定する。好ましくは、燃料流量追加補正量設定部１４４で利用される関数は、ＧＩＤ目標値の時間微分値を含む。

燃料流量補正量決定部１４６は、燃料流量補正量設定部１３０によって設定された補正量と燃料流量追加補正量設定部１４４によって設定された追加補正量とを足し合わせ、得られた値を最終的な補正量に決定する。そして、燃料流量指令値決定部１３２は、燃料流量指令値設定部１２０によって設定された燃料流量指令値と燃料流量補正量決定部１４６によって決定された補正量とを足し合わせることによって、補正後の燃料流量指令値を決定する。

同様に、高酸素濃度酸化剤流量追加補正量設定部１４８は先行制御を行う。具体的には、高酸素濃度酸化剤流量追加補正量設定部１４８は、ＧＩＤ目標値設定部１１２によって設定されたＧＩＤ目標値に基づいて、適当な関数（ＦＸ）を利用して、高酸素濃度酸化剤流量の追加補正量を設定する。好ましくは、高酸素濃度酸化剤流量追加補正量設定部１４８で利用される関数は、ＧＩＤ目標値の時間微分値を含む。

高酸素濃度酸化剤流量補正量決定部１５０は、高酸素濃度酸化剤流量補正量設定部１３４によって設定された補正量と高酸素濃度酸化剤流量追加補正量設定部１４８によって設定された追加補正量とを足し合わせ、得られた値を最終的な補正量に決定する。そして、高酸素濃度酸化剤流量指令値決定部１３６は、高酸素濃度酸化剤流量指令値設定部１２２によって設定された高酸素濃度酸化剤流量指令値と高酸素濃度酸化剤流量補正量決定部１５０によって決定された補正量とを足し合わせることによって、補正後の高酸素濃度酸化剤流量指令値を決定する。

第３実施形態も第１実施形態と同様の効果を奏する。
その上、第３実施形態のガス化炉制御部９４には、追加補正量も考慮して燃料流量指令値及び高酸素濃度酸化剤流量指令値を補正することで、フィードフォワード制御の機能が付加されている。そして特に、高酸素濃度酸化剤の流量を調整した場合、燃料ガス化システム１２の応答が速い。このため、負荷設定値Ｘの変動時に、ＳＧ発熱量が適正な値に速やかに収束する。

〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態について説明する。
図１２及び図１３に示したように、第４実施形態と第２実施形態の相違点は、第３実施形態と第１実施形態の相違点と同じである。
このため、第４実施形態と第２実施形態の相違点の説明は省略するけれども、第４実施形態も第２実施形態と同様の効果を奏する。

その上、第４実施形態のガス化炉制御部９４には、追加補正量も考慮して燃料流量指令値及び高酸素濃度酸化剤流量指令値を補正することで、フィードフォワード制御の機能が付加されている。このため、負荷設定値Ｘの変動時に、チャー発生量及びＳＧ発熱量が適正な値に速やかに収束する。

本発明は、上述した第１乃至第４実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、燃料ガス化システム１２の燃料としては石炭に限定されることはなく、石炭、バイオマス及び石油残渣油等の炭素水素起源燃料を用いることができる。
そして、可燃性ガスの発熱量に対応する指標として、第１実施形態では発熱量計６８で発熱量自体が検出され、第２実施形態ではチャー発生量が検出されていたが、他の指標を用いてもよい。例えば、発電機８２の出力及び可燃性ガスの供給量の組み合わせを指標として用いても良い。発電機８２の出力及び可燃性ガスの供給量の組み合わせは可燃性ガスの発熱量と相関を有する。
また、燃料ガス化システム１２は、発電以外に、所望の組成のガスを生成するためのガス生成システムとして用いられてもよい。
更に、空気分離装置４２によって分離された酸素ガスは、純度が１００％である必要はなく、窒素ガスや二酸化炭素ガスを含んでいてもよい。

１０ 燃料ガス化複合発電システム（ＩＧＣＣ）
１２ 燃料ガス化システム
１４ ガスタービンコンバインドサイクル発電システム（ＧＴＣＣ）
１６ ガス化炉
１８ 燃料供給装置
２０ 空気供給装置
２２ 高酸素濃度酸化剤供給装置
２６ 制御装置
４２ 空気分離装置
４６ 圧縮機
４７ 高酸素濃度酸化剤供給路
６６ 圧力計
６８ 発熱量計
７８ ガスタービン装置
８０ 蒸気タービン
８２ 発電機
９０ 統括負荷圧力制御部
９２ ガスタービン制御部
９４ ガス化炉制御部
１０８ ガス化炉入力指令（ＧＩＤ）設定部
１１０ 燃料・高酸素濃度酸化剤流量指令値補正部

Claims (6)

1. 燃料を燃焼させる一方でガス化させて可燃性ガスを発生させるガス化炉と、
   前記ガス化炉に空気を供給する空気供給装置と、
   空気を窒素ガスと酸素ガスに分離する空気分離装置を含み、前記空気分離装置によって分離された酸素ガスを前記ガス化炉に供給する高酸素濃度酸化剤供給装置と、
   前記空気分離装置によって分離された窒素ガスを利用して、前記燃料を前記ガス化炉に供給する燃料供給装置と、
   前記空気供給装置、前記高酸素濃度酸化剤供給装置及び前記燃料供給装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記可燃性ガスの発熱量に対応する指標に応じて、前記ガス化炉への前記燃料の供給量を制御するとともに、前記ガス化炉への空気の供給量に対する酸素ガスの供給量の比率が変化するように、前記ガス化炉への酸素ガスの供給量を制御することを特徴とする燃料ガス化システム。
2. 前記制御装置は、前記指標として、前記可燃性ガスの発熱量自体に応じて、前記燃料及び前記酸素ガスの供給量を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料ガス化システム。
3. 前記制御装置は、前記指標として、前記ガス化炉でのチャーの発生量に応じて、前記燃料及び前記酸素ガスの供給量を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料ガス化システム。
4. 燃料を燃焼させる一方でガス化させて可燃性ガスを発生させるガス化炉と、
   前記ガス化炉に空気を供給する空気供給装置と、
   空気を窒素ガスと酸素ガスに分離する空気分離装置と、
   前記空気分離装置によって分離された酸素ガスを前記ガス化炉に供給する高酸素濃度酸化剤供給装置と、
   前記空気分離装置によって分離された窒素ガスを利用して、前記燃料を前記ガス化炉に供給する燃料供給装置と、
   を備える燃料ガス化システムの制御方法において、
   前記可燃性ガスの発熱量に対応する指標に応じて、前記ガス化炉への前記燃料の供給量を制御するとともに、前記ガス化炉への空気の供給量に対する酸素ガスの供給量の比率が変化するように、前記ガス化炉への酸素ガスの供給量を制御することを特徴とする燃料ガス化システムの制御方法。
5. 燃料を燃焼させる一方でガス化させて可燃性ガスを発生させるガス化炉と、
   前記ガス化炉に空気を供給する空気供給装置と、
   空気を窒素ガスと酸素ガスに分離する空気分離装置と、
   前記空気分離装置によって分離された酸素ガスを前記ガス化炉に供給する高酸素濃度酸化剤供給装置と、
   前記空気分離装置によって分離された窒素ガスを利用して、前記燃料を前記ガス化炉に供給する燃料供給装置と、
   前記空気供給装置、前記高酸素濃度酸化剤供給装置及び前記燃料供給装置を制御する制御装置と、を備える燃料ガス化システムの制御プログラムにおいて、
   前記制御装置に、前記可燃性ガスの発熱量に対応する指標に応じて、前記ガス化炉への前記燃料の供給量を制御するとともに、前記ガス化炉への空気の供給量に対する酸素ガスの供給量の比率が変化するように、前記ガス化炉への酸素ガスの供給量を制御する機能を実現させることを特徴とする燃料ガス化システムの制御プログラム。
6. 燃料を燃焼させる一方でガス化させて可燃性ガスを発生させるガス化炉と、
   前記可燃性ガスを燃焼させて燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
   前記燃焼器で発生した燃焼ガスを用いて駆動されるガスタービンと、
   前記ガスタービンの出力を利用して発電する発電機と、
   前記ガス化炉に空気を供給する空気供給装置と、
   前記燃焼器に空気を供給する圧縮機であって、前記空気供給装置の一部を兼ねる圧縮機と、
   空気を窒素ガスと酸素ガスに分離する空気分離装置を含み、前記空気分離装置によって分離された酸素ガスを前記ガス化炉に供給する高酸素濃度酸化剤供給装置と、
   前記空気分離装置によって分離された窒素ガスを利用して、前記燃料を前記ガス化炉に供給する燃料供給装置と、
   前記発電機の発電量が目標値に近付くように、前記空気供給装置、前記高酸素濃度酸化剤供給装置及び前記燃料供給装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記可燃性ガスの発熱量に対応する指標に応じて、前記ガス化炉への前記燃料の供給量を制御するとともに、前記ガス化炉への空気の供給量に対する酸素ガスの供給量の比率が変化するように、前記ガス化炉への酸素ガスの供給量を制御することを特徴とする燃料ガス化複合発電システム。

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