JP5362422B2 - LOCK HOPPER DEVICE, COAL GASIFICATION COMPACT POWER GENERATION SYSTEM AND OPERATION METHOD - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain an equipment constituting material within a range of an allowable temperature during decompression of a lock hopper, and to enhance processing capability of the lock hopper. <P>SOLUTION: The lock hopper apparatus includes the lock hopper 4 capable of being pressurized storing powder, a powder inlet pipe connected to an upper part of the lock hopper 4 and having a powder valve 3 therein, a powder outlet pipe connected to a bottom part of the lock hopper 4 and having a powder valve 5 therein, a pressurizing system pipe 20 connected to the upper part of the lock hopper 4 and pressurizing the lock hopper 4, and a depressurizing system pipe 11 connected to the lock hopper 4 and decompressing the lock hopper 4. Further, a heating device 13 is provided in order to heat the depressurizing system pipe 11 over the entire length. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、加圧された装置へ粉体を連続的に乾式供給するためのロックホッパ装置及び運転方法に係り、特に、石炭をガス化してガスタービンに供給し発電する石炭ガス化複合発電システムにおいて、ガス化炉へ石炭粒子を乾式供給するための石炭供給装置に関する。   The present invention relates to a lock hopper device and an operation method for continuously dry supplying powder to a pressurized apparatus, and more particularly to a coal gasification combined power generation system for generating power by gasifying coal and supplying it to a gas turbine. The present invention relates to a coal supply apparatus for dry supplying coal particles to a gasifier.

加圧された装置へ粉体を連続的に乾式供給する方法としては、ロックホッパ装置が広く用いられている。ロックホッパ装置の主な用途として石炭ガス化複合発電システムがある。石炭ガス化複合発電システムは、石炭を固体の状態で直接燃焼させるのではなく、酸化剤によりガス化反応を生じさせて固体の石炭を可燃性ガスに変換し、得られた可燃性ガスをガスタービンや燃料電池などの発電装置に供給して電気エネルギに変換するシステムである。また、このプロセスで発生した熱を利用して蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンに供給して電気エネルギに変換する。   A lock hopper device is widely used as a method of continuously supplying dry powder to a pressurized apparatus. The main application of the lock hopper device is a coal gasification combined power generation system. The coal gasification combined cycle system does not directly burn coal in a solid state, but generates a gasification reaction with an oxidant to convert solid coal into a combustible gas, and the resulting combustible gas is gasified. This is a system that supplies power to a power generator such as a turbine or a fuel cell and converts it into electrical energy. Further, steam is generated using the heat generated in this process, and the steam is supplied to a steam turbine to be converted into electric energy.

石炭ガス化では、一般に、２〜３ＭＰａ程度に加圧されたガス化炉に石炭粒子を乾式供給するために、主にロックホッパ装置が採用されている。また、ガス化炉で生成された高温の可燃性ガス中には、石炭がガス化反応を完結せずに残存した未反応の炭素や、石炭中に含まれる灰分が微小な粒子として含まれているため、サイクロンやフィルタなどの高温脱塵装置によりそれら粒子が回収され、ロックホッパ装置を介してガス化炉へリサイクルされている。   In coal gasification, in general, a lock hopper device is mainly used to dry-feed coal particles to a gasification furnace pressurized to about 2 to 3 MPa. In addition, the high-temperature combustible gas generated in the gasification furnace contains unreacted carbon that remains without completing the gasification reaction of coal and ash contained in the coal as fine particles. Therefore, these particles are collected by a high temperature dedusting device such as a cyclone or a filter and recycled to the gasification furnace via the lock hopper device.

ロックホッパ装置は、主に上下に並んだ三つのホッパ容器で構成されており、最上段は常に大気圧のままである常圧ホッパ、２段目は大気圧（常圧）の状態と加圧の状態を周期的に繰り返すロックホッパ、最下段に、常に加圧状態を保つ供給ホッパが配置されている。常圧ホッパに供給された粉体は、最初に、常圧ホッパからロックホッパへ、次ぎにロックホッパから供給ホッパへ、夫々上下二つのホッパの圧力が同じになった時点で間を仕切る弁を開いて、上段のホッパから下段のホッパヘ重力により落とし込まれる。   The lock hopper device is mainly composed of three hopper containers that are lined up and down. The uppermost stage is a normal pressure hopper that always remains at atmospheric pressure, and the second stage is the atmospheric pressure (normal pressure) state and pressurization. A lock hopper that periodically repeats the above state is disposed, and a supply hopper that always maintains a pressurized state is disposed at the lowermost stage. The powder supplied to the normal pressure hopper first has a valve that partitions between the normal pressure hopper and the lock hopper, and then from the lock hopper to the supply hopper, when the pressure of the upper and lower hoppers becomes the same. Open and dropped by gravity from the upper hopper to the lower hopper.

供給ホッパに加圧状態で貯えられた粉体は、例えばロードセルで計量しながらロータリバルブにより定量払い出され、その後エゼクタにより気体搬送されて加圧された後工程の装置へ送られる。ロックホッパには、ホッパ内圧を供給ホッパの圧力まで上昇させるための加圧系統配管と、ホッパ内圧を常圧に低下させるための脱圧系統配管が接続されている。ロックホッパは、これらの配管により、加圧して供給ホッパと均圧し、また脱圧して常圧ホッパと均圧する操作を交互に繰り返している。なお、常圧ホッパは大気圧に保たれると説明したが、供給ホッパよりも低圧であれば、常圧ホッパは大気圧より高い圧力であってもロックホッパ装置は成立する。   The powder stored in the supply hopper in a pressurized state is metered out by a rotary valve while being measured, for example, by a load cell, and is then transported in a gas by an ejector and sent to a post-process device. The lock hopper is connected to a pressurizing system pipe for increasing the hopper internal pressure to the pressure of the supply hopper and a depressurizing system pipe for reducing the hopper internal pressure to normal pressure. The lock hopper alternately repeats the operation of pressurizing and equalizing with the supply hopper, and depressurizing and equalizing with the normal pressure hopper through these pipes. Although it has been described that the normal pressure hopper is maintained at atmospheric pressure, the lock hopper device is established even if the normal pressure hopper is at a pressure higher than atmospheric pressure if the pressure is lower than that of the supply hopper.

石炭の加圧ガス化装置で従来用いられているロックホッパ装置としては、例えば以下の述べるものがある。
ａ．特許文献１：ロックホッパに加圧用窒素の系統を設置するとシステムが複雑になるので、代わりに空気を用いることでシステムを簡略化している。
ｂ．特許文献２：ロックホッパ加圧のために窒素製造装置、貯蔵装置をつけるとシステムが複雑になるので、代わりに排熱回収ボイラ出口の排ガスを用いることでシステムを簡略化している。
ｃ．特許文献３：粒状固体とガスの混合物を反応器まで均一に送るために、ホッパに固体へ通気する手段と固体を放出する手段を設ける。
ｄ．特許文献４：供給する粉体の濃度調整が困難なため、供給容器の中心から同心円状にホッパを複数配置する。
ｅ．特許文献５：生成ガスラインへの影響を緩和して運転性、信頼性の向上を図るために、脱圧系統にバッファタンクと流量調整弁を備えて脱圧調整する。 Examples of the lock hopper apparatus conventionally used in the pressurized gasification apparatus for coal include the following.
a. Patent Document 1: When a system for pressurizing nitrogen is installed in a lock hopper, the system becomes complicated. Therefore, the system is simplified by using air instead.
b. Patent Document 2: Since a system becomes complicated when a nitrogen production device and a storage device are attached for pressurizing a lock hopper, the system is simplified by using exhaust gas at the exhaust heat recovery boiler outlet instead.
c. Patent Document 3: In order to uniformly send a mixture of particulate solid and gas to the reactor, a means for venting the solid and a means for releasing the solid are provided in the hopper.
d. Patent Document 4: Since it is difficult to adjust the concentration of the supplied powder, a plurality of hoppers are arranged concentrically from the center of the supply container.
e. Patent Document 5: In order to alleviate the influence on the generated gas line and improve the operability and reliability, the depressurization system is provided with a buffer tank and a flow rate adjustment valve, and depressurization is adjusted.

特開昭６２―２８５９９０号公報JP 62-285990 A 特開昭６４―６２３９０号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-62390 特開平２−３３０３０号公報JP-A-2-33030 特開平７−２８５６６５号公報JP-A-7-285665 特開平１１−１１６９７１号公報JP-A-11-116971

ロックホッパ装置の運用サイクルにおいて問題になるのは脱圧操作である。一般に圧力容器から配管（脱圧配管）を介して気体を放出して減圧する場合、脱圧配管で気体の体積変化に基づく内部エネルギの変化が生じるために、多くの実在気体では温度が低下する（水素とヘリウムは例外）。ロックホッパ装置においても、一度に大量の高圧ガスを排出して急激に減圧すると、断熱膨張により温度降下するガスが機器を冷却し、構成材料を低温脆化させる惧れがある。   A problem in the operation cycle of the lock hopper device is the depressurization operation. Generally, when a gas is discharged from a pressure vessel through a pipe (decompression pipe) to reduce the pressure, the internal energy changes based on the volume change of the gas in the depressurization pipe. Therefore, the temperature decreases in many real gases. (Hydrogen and helium are exceptions). Even in a lock hopper device, if a large amount of high-pressure gas is discharged at once and the pressure is rapidly reduced, the gas that drops in temperature due to adiabatic expansion may cool the device and cause low-temperature embrittlement.

例えば、石炭処理量５０ｔ／ｄの石炭ガス化試験プラントにおいては、石炭供給装置として内容積４ｍ３のロックホッパ２基を備え、加圧気体に窒素を使用した。このロックホッパを３．２ＭＰａから大気圧まで減圧させる脱圧操作では、６分間で脱圧したときには最大で―５８℃、８分間で脱圧したときには同じく最大で―３７℃に温度降下した。脱圧配管に使用した炭素鋼配管（ＳＴＰＧ３７０）の最低使用可能温度は、使用時の応力を考慮すると―２５℃であり、上記脱圧条件では使用できない。 For example, a coal gasification test plant with a coal throughput of 50 t / d was equipped with two lock hoppers with an internal volume of 4 m 3 as coal supply devices, and nitrogen was used as the pressurized gas. In the depressurization operation of depressurizing the lock hopper from 3.2 MPa to atmospheric pressure , the temperature dropped to a maximum of -58 ° C. when depressurized in 6 minutes, and similarly decreased to a maximum of −37 ° C. when depressurized in 8 minutes. The minimum usable temperature of the carbon steel pipe (STPG 370) used for the decompression pipe is −25 ° C. in consideration of the stress during use, and cannot be used under the above decompression conditions.

このような事態の対策として、従来のロックホッパ装置では、脱圧系統にガス排出量を制限する抵抗手段を設けて脱圧時間を延長し、温度降下を緩和していた。前記試験プラントでは、脱圧配管に径８ｍｍの限流オリフィスを挿入することにより脱圧時間を２８分程度にまで延長し、温度降下を約―１０℃にとどめることができた。前記試験プラントのロックホッパは、加圧・脱圧操作を約７０分のサイクルで繰り返して運用されたが、この低温化対策のために、運用サイクルの中で脱圧操作の時間が占める割合が非常に大きくなってしまい、装置の処理量は低いレベルにならざるを得なかった。   As a countermeasure against such a situation, in the conventional lock hopper device, a resistance means for limiting the gas discharge amount is provided in the depressurization system to extend the depressurization time and to alleviate the temperature drop. In the test plant, by inserting a current-limiting orifice having a diameter of 8 mm into the depressurization pipe, the depressurization time was extended to about 28 minutes, and the temperature drop could be kept at about -10 ° C. The lock hopper of the test plant was operated by repeating the pressurization / depressurization operation in a cycle of about 70 minutes. However, as a countermeasure against this low temperature, the proportion of the depressurization operation occupies the operating cycle. It became very large and the throughput of the apparatus had to be low.

また、従来のロックホッパ装置では、脱圧時に脱圧配管内の圧力が急激に変化する個所で、局所的に大きな温度降下が生じることが問題になっていた。前記試験プラントにおける脱圧系統配管は、ロックホッパに接続された内径３８．１ｍｍ、長さ１２．１ｍの鋼管と、この鋼管の末端に接続された自動開閉弁と、この自動開閉弁の直後に配置された径８ｍｍの限流オリフィスと、この限流オリフィス出側にレジューサを介して接続された内径５０．１ｍｍ、長さ７．９ｍの鋼管と、を含んで構成されている。この脱圧系統配管で、脱圧時の温度降下を測定した結果、局所的に最も大きな温度降下が生じたのは、ロックホッパと脱圧配管の接続部分であった。この接続部分の温度降下は、自動開閉弁の直後に配置された限流オリフィス部分の１．５〜１．７倍であった。   Further, in the conventional lock hopper device, there has been a problem that a large temperature drop locally occurs at a place where the pressure in the decompression pipe changes suddenly at the time of decompression. The depressurization system piping in the test plant consists of a steel pipe having an inner diameter of 38.1 mm and a length of 12.1 m connected to the lock hopper, an automatic opening / closing valve connected to the end of the steel pipe, and immediately after the automatic opening / closing valve. It includes a current limiting orifice having a diameter of 8 mm and a steel pipe having an inner diameter of 50.1 mm and a length of 7.9 m connected to the outlet side of the current limiting orifice via a reducer. As a result of measuring the temperature drop at the time of depressurization in this depressurization system pipe, the largest temperature drop locally occurred at the connection portion between the lock hopper and the depressurization pipe. The temperature drop at this connection portion was 1.5 to 1.7 times that of the current-limiting orifice portion disposed immediately after the automatic opening / closing valve.

局所的に大きな温度降下が生じると、構造材料の低温脆化と温度差に起因する熱応力が同時に同じ場所に生じる。このため、ロックホッパの加圧・脱圧操作の繰り返しは、同一個所に、低温脆化と熱応力が繰り返し負荷されることを意味し、材料の破損の原因となる。   When a large temperature drop occurs locally, thermal stress due to low-temperature embrittlement of the structural material and temperature difference is generated at the same place at the same time. For this reason, repeated pressurization and depressurization operations of the lock hopper mean that low temperature embrittlement and thermal stress are repeatedly applied to the same location, causing damage to the material.

例えば、石炭処理量１５０ｔ／ｄの石炭ガス化プラントでは、石炭供給装置として内容積１０ｍ３のロックホッパ２基を要するとみられるが、予測される商用規模の石炭ガス化複合発電システムの石炭処理量は、２０００〜２５００ｔ／ｄである。このような容量の石炭処理に対応できる処理能力を持つロックホッパとするには、上記低温化に関する諸問題を解決し、処理能力と信頼性の向上を図る必要がある。 For example, in a coal gasification plant with a coal throughput of 150 t / d, it is expected that two lock hoppers with an internal volume of 10 m 3 will be required as coal supply devices. The amount is 2000-2500 t / d. In order to achieve a lock hopper having a processing capacity capable of handling such a capacity of coal, it is necessary to solve the problems related to the low temperature and to improve the processing capacity and reliability.

本発明が解決しようとする課題は、ロックホッパの減圧に際し、機器構成材料を許容温度の範囲内に保ち、かつロックホッパの処理能力を向上させることにある。   The problem to be solved by the present invention is to keep the equipment constituent materials within the allowable temperature range and to improve the processing capacity of the lock hopper when the lock hopper is depressurized.

ロックホッパの処理能力を向上させるには、脱圧操作に要する時間を短縮する必要がある。脱圧操作に要する時間を短縮すると、脱圧系統配管に減圧に伴なう温度降下が生じる。発明者等は、脱圧系統配管に減圧に伴なう温度降下が生じても、脱圧系統配管の温度が許容温度以下に低下するのを回避するのに成功した。 In order to improve the processing capacity of the lock hopper, it is necessary to shorten the time required for the depressurization operation. If the time required for the depressurization operation is shortened, a temperature drop due to depressurization occurs in the depressurization system piping. The inventors have succeeded in avoiding the temperature of the depressurization system pipe from being lowered below the allowable temperature even if a temperature drop due to the pressure reduction occurs in the depressurization system pipe.

すなわち、上記課題を解決する本発明は、粉体が格納される加圧可能なホッパ容器と、このホッパ容器の上部に接続され、弁を介装した粉体入口配管と、前記ホッパ容器の底部に接続され、弁を介装した粉体出口配管と、前記ホッパ容器に接続され、ホッパ容器を加圧するための加圧系統配管と、前記ホッパ容器に接続され、ホッパ容器を減圧するための脱圧系統配管と、を含んでなるロックホッパ装置において、前記脱圧系統配管を加熱する加温装置が設けられていることを特徴とする。この場合、脱圧系統配管系を設定温度又は設定温度以上に加熱しながら減圧することができる。   That is, the present invention for solving the above-mentioned problems is a pressurizable hopper container in which powder is stored, a powder inlet pipe connected to an upper portion of the hopper container and interposing a valve, and a bottom portion of the hopper container. Connected to the hopper container, connected to the hopper container, connected to the hopper container and pressurized system piping to pressurize the hopper container, and connected to the hopper container to depressurize the hopper container. A lock hopper device including a pressure system pipe is provided with a heating device for heating the depressurization system pipe. In this case, the decompression system piping system can be depressurized while being heated to a set temperature or a set temperature or higher.

この加温装置により脱圧操作時の脱圧系統配管を加熱し、脱圧系統配管の機器低温化を防止する。加温装置の熱源としては、脱圧系統配管の機器構成材料を許容下限温度以上に保つものであればどのようなものでもよいが、例えば、電熱、排熱回収ボイラあるいは石炭ガス化炉本体に設備される熱交換手段で生成される蒸気を用いるスチームジャケットやスチームトレース、ガスタービンの排ガスを用いたヒータの使用が可能である。   This heating device heats the depressurization system piping during the depressurization operation, and prevents the equipment temperature of the depressurization system piping from being lowered. As the heat source of the heating device, any material can be used as long as the component material of the depressurization system pipe is maintained at the allowable lower limit temperature or more. For example, in the electric heat, exhaust heat recovery boiler or coal gasifier main body. It is possible to use a steam jacket or steam trace using steam generated by the heat exchange means installed, or a heater using gas turbine exhaust gas.

また、加温装置に加えて、脱圧系統配管のホッパ容器への接続部分に、ホッパ容器から下流側に向かって、流路断面積が連続的に減少する部分を形成することができる。つまり、脱圧系統配管では、ホッパ容器に接続する部分の圧力変化の度合が大きいため、温度が低下しやすい。したがって、脱圧系統配管とホッパ容器の接続部分に、ホッパ容器から下流側に離れるにつれて、脱圧系統配管の流路断面積を連続的に減少させる形状を設けることにより、急激な圧力降下に伴う温度の低下を抑えることができる。例えば、レジューサにより流路断面積を減少させる構成、テーパ管を使用して流路断面積を減少させる構成、あるいはベルマウスノズルを使用して流路断面積を減少させる構成などが採用可能である。このような形状とすることで、大きな圧力勾配が生ずるのを避け、局所的に過大な低温化が生じるのを緩和することができる。   Further, in addition to the heating device, a portion where the flow path cross-sectional area continuously decreases from the hopper container toward the downstream side can be formed in the connection portion of the decompression system pipe to the hopper container. That is, in the depressurization system piping, the degree of pressure change in the portion connected to the hopper container is large, so the temperature is likely to decrease. Therefore, by providing a shape that continuously reduces the cross-sectional area of the flow path of the depressurization system pipe at the connecting portion between the depressurization system pipe and the hopper container, as the distance from the hopper container is decreased, a sudden pressure drop occurs. A decrease in temperature can be suppressed. For example, a configuration in which the flow passage cross-sectional area is reduced by a reducer, a configuration in which the flow passage cross-sectional area is reduced by using a tapered tube, or a configuration in which the flow passage cross-sectional area is reduced by using a bell mouth nozzle can be adopted. . By adopting such a shape, it is possible to avoid the occurrence of a large pressure gradient and to alleviate the occurrence of excessively low temperature locally.

上述の構成により、一度に大量の加圧用気体をロックホッパから排出して急激に減圧した場合でも、機器構成材料を許容温度の範囲内に保ち、脱圧操作に要する時間を短縮してロックホッパ装置の処理能力を向上できる。なお、粉体を貯留した加圧容器の減圧速度は、粉体の飛散により制約される。脱圧中に容器内部で生じる上昇ガスの流速は、粉体の終末速度を越えると大量の粉体粒子が飛散して、粒子の損失、管や弁の磨耗が問題となる。したがって、本発明では粒子飛散が生じない範囲にて減圧速度を高める手段を提供することができる。   With the above configuration, even when a large amount of pressurized gas is discharged from the lock hopper at once and suddenly depressurized, the device constituent materials are kept within the allowable temperature range, and the time required for the depressurization operation is shortened to reduce the lock hopper. The processing capacity of the apparatus can be improved. Note that the pressure reduction speed of the pressurized container storing the powder is limited by the scattering of the powder. When the flow rate of the rising gas generated inside the container during the depressurization exceeds the terminal velocity of the powder, a large amount of powder particles are scattered, and particle loss and pipe and valve wear become problems. Therefore, the present invention can provide means for increasing the pressure reduction rate within a range where particle scattering does not occur.

上記加温装置に加え、脱圧系統配管に開度調整可能な流量調整弁（脱圧調整弁）を介装し、この弁の開度を、脱圧するホッパ容器の内圧に基づいて制御する脱圧制御手段を設けてもよい。この場合、脱圧操作の初期のホッパ圧力が高い状態では前記弁の開度を絞り込み、ホッパ圧力の低下につれて前記弁の開度を大きくする操作を行うことで、急激な減圧に伴なう低温化を避けることができる。   In addition to the warming device, a depressurization system pipe is provided with a flow rate adjustment valve (depressurization adjustment valve) whose opening degree can be adjusted, and the opening degree of this valve is controlled based on the internal pressure of the hopper container to be depressurized. A pressure control means may be provided. In this case, when the hopper pressure at the initial stage of the depressurization operation is high, the opening degree of the valve is narrowed down, and the operation of increasing the opening degree of the valve as the hopper pressure is reduced is performed. Can be avoided.

ホッパ容器の内圧に基づいて前記弁の開度を制御する脱圧制御手段の代わりに、脱圧系統配管の温度を検出して検出した温度に基づいて前記弁の開度を制御する脱圧制御手段としてもよい。この場合、検出した配管温度が許容下限温度を下回ることがないように、検出した配管温度が許容下限温度に近づいたら、前記弁の開度を絞って減圧の速度を低下させ、減圧による温度低下を緩和させるように制御する。また、脱圧系統配管の温度を検出する位置は、脱圧系統配管のなかで温度の低下しやすい場所をあらかじめ選定しておくことが望ましい。   Instead of the depressurization control means for controlling the opening degree of the valve based on the internal pressure of the hopper container, the depressurization control for controlling the opening degree of the valve based on the temperature detected by detecting the temperature of the depressurization system piping It may be a means. In this case, when the detected pipe temperature approaches the allowable lower limit temperature, the opening degree of the valve is reduced to reduce the pressure reduction pressure so that the detected pipe temperature does not fall below the allowable lower limit temperature. Control to relax. In addition, it is desirable that a position where the temperature of the depressurization system pipe is detected is previously selected in the depressurization system pipe.

上述のように、脱圧調整弁の開度を制御して減圧速度を調整することで温度低下を緩和することが可能になり、したがって脱圧系統配管を加温する熱源の使用量を低減することが可能になる。   As described above, it is possible to alleviate the temperature drop by adjusting the pressure reduction speed by controlling the opening of the depressurization regulating valve, and therefore, the amount of heat source used to heat the depressurization system piping is reduced. It becomes possible.

上述のようなロックホッパ装置を石炭ガス化複合発電システムに適用した場合、加温装置の熱源として、例えば、排熱回収ボイラあるいは石炭ガス化炉における熱回収で得られた蒸気を用いるのが望ましい。熱回収で得られた蒸気の代わりに、ガスタービン発電装置から排出される排ガスを用いてもよい。このように構成することで、全体としてのプラント効率が向上する。   When the lock hopper device as described above is applied to a coal gasification combined power generation system, it is desirable to use, for example, steam obtained by heat recovery in an exhaust heat recovery boiler or a coal gasification furnace as a heat source of the heating device. . Instead of the steam obtained by heat recovery, exhaust gas discharged from the gas turbine power generator may be used. By comprising in this way, the plant efficiency as a whole improves.

本発明によれば、機器構成材料の温度を許容温度範囲内に保ちながら、脱圧操作に要する時間を短縮し、ロックホッパ装置の処理能力を向上する効果がある。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect which shortens the time which a depressurization operation requires, and improves the processing capacity of a lock hopper apparatus, keeping the temperature of apparatus component material in an allowable temperature range.

本発明の第１の実施の形態を示す系統図である。It is a systematic diagram showing the first embodiment of the present invention. 図１に示す実施の形態において、脱圧系統配管の加温装置の熱源に電熱を用いる例を示す系統図である。In embodiment shown in FIG. 1, it is a systematic diagram which shows the example which uses electric heat for the heat source of the heating apparatus of the decompression system | strain piping. 図１に示す実施の形態において、脱圧系統配管の加温装置の熱源に排熱回収ボイラで生成された蒸気を用いる例を示す系統図である。In embodiment shown in FIG. 1, it is a systematic diagram which shows the example which uses the vapor | steam produced | generated by the exhaust heat recovery boiler for the heat source of the heating apparatus of depressurization system | strain piping. 図１に示す実施の形態において、脱圧系統配管の加温装置の熱源にガスタービンの排ガスの一部を用いる例を示す系統図である。In embodiment shown in FIG. 1, it is a systematic diagram which shows the example which uses a part of exhaust gas of a gas turbine for the heat source of the heating apparatus of depressurization system | strain piping. 図２に示す脱圧系統配管の脱圧調整弁の制御を、当該脱圧系統配管の温度を入力とする脱圧制御装置によって行う例を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the example which performs control of the depressurization adjustment valve of the depressurization system piping shown in FIG. 2 by the depressurization control apparatus which inputs the temperature of the said depressurization system piping. 図３に示す脱圧系統配管の脱圧調整弁の制御を、当該脱圧系統配管の温度を入力とする脱圧制御装置によって行う例を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the example which performs control of the depressurization adjustment valve of the depressurization system piping shown in FIG. 3 by the depressurization control apparatus which inputs the temperature of the said depressurization system piping. 図４に示す脱圧系統配管の脱圧調整弁の制御を、当該脱圧系統配管の温度を入力とする脱圧制御装置によって行う例を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the example which performs control of the depressurization adjustment valve of the depressurization system piping shown in FIG. 4 by the depressurization control apparatus which uses the temperature of the said depressurization system piping. 図１に示す実施の形態において、レジューサの代わりに用いる配管の管径減少の例を示す斜視図である。In the embodiment shown in FIG. 1, it is a perspective view which shows the example of the pipe diameter reduction of piping used instead of a reducer. 本発明が適用された石炭ガス化複合発電システムの例を示す系統図である。It is a systematic diagram showing an example of a combined coal gasification combined power generation system to which the present invention is applied.

以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図９に本実施の形態が適用される石炭ガス化複合発電システムの全体構成を示す。図示のシステムは、石炭ガス化炉５８で生成された可燃性ガスを高温脱塵装置６０で脱塵し、次いでガス精製装置７２で精製する。精製されたガスはガスタービン７３に送られて燃焼ガスとなってガスタービンを駆動し、発電するとともにコンプレッサ７４を駆動する。ガスタービン７３を駆動したガスは燃焼排ガスとなって排熱回収ボイラ７８に導かれ、蒸気を生成する。生成された蒸気は蒸気ドラム７９を経て蒸気タービン８０に送られ、蒸気タービンを駆動して発電する。排熱回収ボイラ７８を通過した燃焼排ガスは、煙突８１から大気に放出される。   The first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 9 shows the overall configuration of a combined coal gasification combined power generation system to which the present embodiment is applied. In the illustrated system, the combustible gas generated in the coal gasification furnace 58 is dedusted by the high temperature dedusting device 60 and then purified by the gas purifying device 72. The purified gas is sent to the gas turbine 73 to become combustion gas, which drives the gas turbine, generates electric power and drives the compressor 74. The gas that has driven the gas turbine 73 becomes combustion exhaust gas and is led to the exhaust heat recovery boiler 78 to generate steam. The generated steam is sent to the steam turbine 80 through the steam drum 79, and the steam turbine is driven to generate electric power. The combustion exhaust gas that has passed through the exhaust heat recovery boiler 78 is released from the chimney 81 to the atmosphere.

高温脱塵装置６０で回収された未燃炭素分（チャー）を含む粉塵は、高温脱塵装置６０、チャーロックホッパ６２、チャー供給ホッパ６４、脱圧調整弁６９を介装した脱圧系統配管６８、加圧調整弁７１を介装した加圧系統配管７０、粉体弁６１，６３、ロータリーバルブ６５、エゼクタ６６からなるチャーリサイクルロックホッパシステムで、チャーバーナ６７を介してガス化炉５８に戻される。
粉砕されて粉体となった原料炭は、石炭常圧ホッパ４６、石炭ロックホッパ４８、石炭供給ホッパ５０、脱圧調整弁５５を介装した脱圧系統配管５４、加圧調整弁５７を介装した加圧系統配管５６、粉体弁４７，４９、ロータリーバルブ５１、エゼクタ５２からなる原料ロックホッパシステムにより、石炭バーナ５３を介してガス化炉５８に供給される。
コンプレッサ７４の圧縮空気吐出側には空気分離装置７５が接続され、圧縮空気から窒素と酸素が分離される。分離された窒素は前記エゼクタ５２，６６に供給されてエゼクタを駆動し、分離された酸素は酸化剤としてガス化炉５８に供給される。 The dust containing unburned carbon (char) recovered by the high temperature dedusting device 60 is depressurized piping including the high temperature dedusting device 60, the charlock hopper 62, the char supply hopper 64, and the depressure adjusting valve 69. 68, a char recycle lock hopper system comprising a pressurization system pipe 70, a powder valve 61, 63, a rotary valve 65, and an ejector 66 with a pressurization adjustment valve 71, and a gasification furnace 58 through a char burner 67. Returned.
The pulverized raw coal is pulverized into a coal normal pressure hopper 46, a coal lock hopper 48, a coal supply hopper 50, a depressurization system pipe 54 including a depressurization adjustment valve 55, and a pressurization adjustment valve 57. The material is supplied to the gasification furnace 58 via the coal burner 53 by a raw material lock hopper system comprising the pressurized system piping 56, the powder valves 47 and 49, the rotary valve 51, and the ejector 52.
An air separation device 75 is connected to the compressed air discharge side of the compressor 74 to separate nitrogen and oxygen from the compressed air. The separated nitrogen is supplied to the ejectors 52 and 66 to drive the ejector, and the separated oxygen is supplied to the gasifier 58 as an oxidant.

ガス化炉５８に供給された原料炭は、酸化剤と炉内で反応し、可燃性ガスが生成される。この可燃性ガスは、高温脱塵装置６０に導かれ、上述の処理が行なわれる。なお、ガス化炉５８には、シンガスクーラ５９が設けられ、炉内の熱を回収して蒸気を生成し、前記蒸気タービンその他の負荷に供給するようになっている。   The raw coal supplied to the gasification furnace 58 reacts with the oxidant in the furnace to generate a combustible gas. This combustible gas is guided to the high temperature dust removing device 60, and the above-described processing is performed. The gasification furnace 58 is provided with a syngas cooler 59 that recovers heat in the furnace to generate steam and supplies it to the steam turbine and other loads.

以下、上記原料ロックホッパシステムについて説明する。図１に本実施の形態に係る原料ロックホッパシステムの構成を示す。図示の原料ロックホッパシステムは、最上部に配置された常圧ホッパ２と、常圧ホッパ２の下方に配置され、該常圧ホッパ２の底部に粉体弁３を介装した粉体入口配管で接続されたロックホッパ４と、ロックホッパ４の下方に配置され、該ロックホッパ４の底部に粉体弁５を介装した粉体出口配管で接続された供給ホッパ６と、常圧ホッパ２の上部（気相部）とロックホッパ４の上部（気相部）を均圧弁２６を介して接続する均圧配管２５と、ロックホッパ４の上部（気相部）と供給ホッパ６の上部（気相部）を均圧弁２７を介して接続する均圧配管２８と、を含んで構成されている。   Hereinafter, the raw material lock hopper system will be described. FIG. 1 shows a configuration of a raw material lock hopper system according to the present embodiment. The illustrated raw material lock hopper system includes a normal pressure hopper 2 disposed at the top, and a powder inlet pipe disposed below the normal pressure hopper 2 and a powder valve 3 interposed at the bottom of the normal pressure hopper 2. , A supply hopper 6 disposed below the lock hopper 4 and connected to the bottom of the lock hopper 4 by a powder outlet pipe having a powder valve 5 interposed therebetween, and an atmospheric pressure hopper 2. Of the lock hopper 4 and the upper part (gas phase part) of the lock hopper 4 via the pressure equalizing valve 26, the upper part of the lock hopper 4 (gas phase part) and the upper part of the supply hopper 6 ( And a pressure equalizing pipe 28 for connecting a gas phase portion) via a pressure equalizing valve 27.

供給ホッパ６の底部にはロータリーバルブ７、粉体弁８を介してエゼクタ９の吸込み側が接続され、エゼクタ９の吐出側は、ロックホッパ装置出口配管１０を介して石炭ガス化炉５８に接続されている。また、エゼクタ９の駆動流体入り側には、搬送用ガス供給配管２４が接続されている。供給ホッパ６の支持部には、ロードセル２２が装着され、このロードセル２２の出力を入力として前記ロータリーバルブ７の回転を制御する粉体流量制御装置２３が設けられている。   A suction side of an ejector 9 is connected to the bottom of the supply hopper 6 via a rotary valve 7 and a powder valve 8, and a discharge side of the ejector 9 is connected to a coal gasification furnace 58 via a lock hopper device outlet pipe 10. ing. Further, a transport gas supply pipe 24 is connected to the ejector 9 on the side of the drive fluid. A load cell 22 is attached to the support portion of the supply hopper 6, and a powder flow rate control device 23 that controls the rotation of the rotary valve 7 using the output of the load cell 22 as an input is provided.

ロックホッパ４の上部（気相部）には、開度調整が可能な加圧調整弁２１を介装した加圧系統配管２０が接続され、加圧調整弁２１は、ロックホッパ４の圧力を検出して出力する圧力検出器１８の出力を入力とする脱圧制御手段である脱圧制御装置１９により開度制御されるようになっている。ロックホッパ４の上部（気相部）にはまた、開度調整が可能な脱圧調整弁１５を介装した脱圧系統配管１１が接続され、脱圧系統配管１１の下流端はサイレンサ１７で大気に開放されている。脱圧調整弁１５の下流側配管にはオリフィス１６が装着され、脱圧調整弁１５の上流側配管にはフィルタ１４が装着されている。フィルタ１４の更に上流側には、レジューサ１２が大径端をロックホッパ４にして配置されていて、レジューサ１２のフィルタ１４側配管は、レジューサ１２のロックホッパ側配管よりも、小さい径になっている。また、脱圧調整弁１５は、前記圧力検出器１８の出力を入力とする脱圧制御装置１９により開度制御されるようになっている。   A pressurization system pipe 20 is connected to the upper portion (gas phase portion) of the lock hopper 4 and a pressurization adjustment valve 21 capable of adjusting the opening degree. The pressurization adjustment valve 21 controls the pressure of the lock hopper 4. The opening degree is controlled by a depressurization control device 19 that is a depressurization control means that receives the output of the pressure detector 18 that is detected and output. The pressure hopper 4 is connected to the upper part (gas phase part) of a depressurization system pipe 11 having a depressurization adjusting valve 15 capable of adjusting the opening, and a downstream end of the depressurization system pipe 11 is a silencer 17. Open to the atmosphere. An orifice 16 is attached to the downstream side piping of the depressurization adjusting valve 15, and a filter 14 is attached to the upstream side piping of the depressurizing adjusting valve 15. A reducer 12 is arranged further upstream of the filter 14 with the large diameter end being a lock hopper 4, and the filter 14 side pipe of the reducer 12 has a smaller diameter than the lock hopper side pipe of the reducer 12. Yes. The opening of the depressurization adjusting valve 15 is controlled by a depressurization control device 19 that receives the output of the pressure detector 18 as an input.

脱圧系統配管１１にはその全長に亙って加温装置１３が装着され、系統全体を加熱することができるようになっている。前記試験プラントにおいては、脱圧系統配管にスチームトレースを設けた結果、脱圧時間を前記２８分程度から１５分程度にまで短縮できた。   The depressurization system pipe 11 is provided with a heating device 13 over its entire length so that the entire system can be heated. In the test plant, as a result of providing a steam trace in the decompression system piping, the decompression time could be shortened from about 28 minutes to about 15 minutes.

前記脱圧制御装置１９は、ロックホッパ４の圧力を監視しつつあらかじめ定められた手順にしたがって、脱圧調整弁１５及び加圧調整弁２１を制御して、ロックホッパ４の加圧操作、脱圧操作を繰り返す。この場合、ロックホッパ４の圧力が高い間は脱圧調整弁１５の開度を絞り、ロックホッパ４の圧力が低下するにつれて脱圧調整弁１５の開度を大きくすることで、ロックホッパ４の圧力降下の速度をできるだけ均一に保つようにする。圧力降下の速度を均一に保つことで急激な圧力低下に伴なう温度降下を回避できる。   The depressurization control device 19 controls the depressurization adjustment valve 15 and the pressurization adjustment valve 21 according to a predetermined procedure while monitoring the pressure of the lock hopper 4, so that the pressurization operation and desorption of the lock hopper 4 are performed. Repeat the pressure operation. In this case, while the pressure of the lock hopper 4 is high, the opening degree of the depressurization adjusting valve 15 is reduced, and the opening degree of the depressurization adjusting valve 15 is increased as the pressure of the lock hopper 4 decreases. Try to keep the rate of pressure drop as uniform as possible. By keeping the pressure drop rate uniform, a temperature drop due to a sudden pressure drop can be avoided.

前記レジューサ１２は、ロックホッパ４に接続された部分の配管の大きさを大きくしてロックホッパと脱圧配管の接続部の圧力勾配を小さくし、脱圧時の温度低下を抑制している。レジューサとしては、例えば前記１５０ｔ／ｄ容量の装置では、大径側呼び径１００Ａ、小径側呼び径６５Ａとし、脱圧調整弁１５に向かって流路断面積が縮小するように構成した。   The reducer 12 increases the size of the pipe connected to the lock hopper 4 to reduce the pressure gradient at the connection portion between the lock hopper and the depressurization pipe, thereby suppressing the temperature drop during the depressurization. As the reducer, for example, in the apparatus having a capacity of 150 t / d, the large-diameter side nominal diameter 100A and the small-diameter side nominal diameter 65A are configured so that the flow passage cross-sectional area decreases toward the depressurization regulating valve 15.

前記加温装置１３は、脱圧時に脱圧系統配管１１を加熱して、脱圧による脱圧系統配管１１の温度低下を防ぎ、脱圧時間が長くなるのを回避している。   The heating device 13 heats the depressurization system pipe 11 at the time of depressurization to prevent a temperature drop of the depressurization system pipe 11 due to the depressurization, and avoids a long depressurization time.

図２〜図４に、加温装置１３の具体例を示す。図２は加温装置として、熱源に電熱を用いた電気ヒータ２９を設けた例であり、図３は加温装置として、熱源に蒸気を用いた蒸気ヒータ３６を設けた例である。図３の場合、ガスタービンの排熱を利用して排熱回収ボイラ３１で生成された蒸気を蒸気タービン３４に送る主蒸気配管３３を設け、この主蒸気配管３３に分岐してヒータ用蒸気供給配管３５を設けて蒸気ヒータ３６に蒸気を供給している。蒸気ヒータ３６の低部にはスチームトラップ３７が設けられている。発明者等は、蒸気条件０．９８ＭＰａ，１８３℃の蒸気を加温装置に供給することができた。なお、ガス化炉５８には、炉内の熱を回収して蒸気を生成するシンガスクーラ５９が設けられているから、前記排熱回収ボイラ３１で生成された蒸気でなく、シンガスクーラ５９で生成された蒸気を蒸気ヒータ３６の熱源として用いるように構成してもよい。   The specific example of the heating apparatus 13 is shown in FIGS. FIG. 2 shows an example in which an electric heater 29 using electric heat as a heat source is provided as a heating device, and FIG. 3 shows an example in which a steam heater 36 using steam as a heat source is provided as a heating device. In the case of FIG. 3, a main steam pipe 33 is provided for sending the steam generated in the exhaust heat recovery boiler 31 to the steam turbine 34 using the exhaust heat of the gas turbine. A pipe 35 is provided to supply steam to the steam heater 36. A steam trap 37 is provided at the lower portion of the steam heater 36. The inventors were able to supply steam having a steam condition of 0.98 MPa and 183 ° C. to the heating device. The gasification furnace 58 is provided with a syngas cooler 59 that recovers heat in the furnace and generates steam, so that it is generated not by the steam generated by the exhaust heat recovery boiler 31 but by the syngas cooler 59. The steam thus used may be used as a heat source for the steam heater 36.

また、図４の加温装置は、排熱回収ボイラ３１に供給されたガスタービン３９の燃焼排ガスの一部を排熱回収ボイラ３１の途中から取出すヒータ用排ガス供給配管４０を設け、このヒータ用排ガス供給配管４０で取出した排ガスの熱を熱源に用いて加熱を行なうガスヒータ４１としたものである。ガスヒータ４１を通過した排ガスは煙突３８に送り込まれ、排熱回収ボイラ３１を通過してきた排ガスと合流して大気に放出される。
なお、図４では、排熱回収ボイラ３１の途中から排ガスを取出す構成となっているが、排ガスの温度によっては、排熱回収ボイラ３１に導入される前、あるいは排熱回収ボイラ３１通過後の排ガスを用いるようにしても差し支えない。 4 is provided with a heater exhaust gas supply pipe 40 for taking out a part of the combustion exhaust gas of the gas turbine 39 supplied to the exhaust heat recovery boiler 31 from the middle of the exhaust heat recovery boiler 31. This is a gas heater 41 that uses the heat of the exhaust gas extracted by the exhaust gas supply pipe 40 as a heat source for heating. The exhaust gas that has passed through the gas heater 41 is sent to the chimney 38, merges with the exhaust gas that has passed through the exhaust heat recovery boiler 31, and is released to the atmosphere.
In FIG. 4, the exhaust gas is extracted from the middle of the exhaust heat recovery boiler 31. However, depending on the temperature of the exhaust gas, before being introduced into the exhaust heat recovery boiler 31 or after passing through the exhaust heat recovery boiler 31. There is no problem even if exhaust gas is used.

上述のように、石炭ガス化複合発電システムにおいて、ロックホッパ装置の脱圧系統配管に加温装置を設け、加温装置の熱源として、排熱回収ボイラ３１で生成された蒸気、シンガスクーラ５９で生成された蒸気あるいは、ガスタービン発電装置から排出された排ガスを用いることで、プラント全体としての効率も向上する。   As described above, in the coal gasification combined power generation system, a heating device is provided in the depressurization system piping of the lock hopper device, and the steam generated in the exhaust heat recovery boiler 31 is used as a heat source of the heating device by the syngas cooler 59. By using the generated steam or the exhaust gas discharged from the gas turbine power generator, the efficiency of the entire plant is improved.

図５〜図７に、脱圧制御装置の他の例を示す。前記図１〜図４の脱圧制御装置は、ロックホッパ４の圧力を入力として脱圧調整弁１５の開度を制御するものであるが、図５〜図７に示す脱圧制御装置４３は、脱圧配管のある個所、好ましくは温度勾配が急激に変化すると想定される個所の温度を温度検出器４２を介して検出し、検出された温度を入力として脱圧調整弁１５の開度を制御するものである。具体的には、検出された配管温度があらかじめ設定された温度になったら、脱圧調整弁１５の開度を絞り、減圧速度を低下させて減圧による温度降下を抑制するように制御する。   5 to 7 show other examples of the depressurization control device. The depressurization control device of FIGS. 1 to 4 controls the opening degree of the depressurization adjustment valve 15 by using the pressure of the lock hopper 4 as an input, but the depressurization control device 43 shown in FIGS. The temperature of the part where the depressurization pipe is located, preferably the part where the temperature gradient is assumed to change rapidly, is detected via the temperature detector 42, and the opening degree of the depressurization adjusting valve 15 is input using the detected temperature as an input. It is something to control. Specifically, when the detected pipe temperature reaches a preset temperature, the opening degree of the depressurization adjusting valve 15 is reduced, and the pressure reduction rate is reduced to control the temperature drop due to the pressure reduction.

このように配管温度に基づいて脱圧調整弁１５すなわち脱圧操作を制御することにより、より確実に構造材料の温度を許容温度範囲内、つまり許容される下限使用温度以上に維持することができる。また、構造材料の温度を必要以上に狭い範囲に制御する惧れもないから、脱圧時間を過大にすることもないし、加熱のための熱源の使用量を低減することができる。   Thus, by controlling the depressurization adjusting valve 15, that is, the depressurization operation based on the piping temperature, the temperature of the structural material can be more reliably maintained within the allowable temperature range, that is, the allowable lower limit operating temperature or more. . In addition, since there is no possibility that the temperature of the structural material is controlled to a range narrower than necessary, the depressurization time is not excessive, and the amount of heat source used for heating can be reduced.

図８に、図１に示す脱圧系統配管１１の、ロックホッパ４との接続部分の形状の他の例を示す。図８の（ａ）は、ロックホッパ４に接続した短管にレジューサ１２を接続し、流路断面積をレジューサ１２で連続的に減少させた例である。図８の（ｂ）は、レジューサ１２を複数個互いに短管を挟んで接続し、流路断面積を減少させた例である。図８の（ｃ）は、径が直線的に減少するテーパ管を用いて流路断面積を滑らかに減少させた例であり、図８の（ｄ）は、径がベルマウス状に減少するテーパ管を用いて流路断面積を滑らかに減少させた例である。いずれの形状も流路断面積の急激な変化を避け、管内圧力の急激な変化を抑制して局所的に生じる過大な温度降下を緩和する効果がある。   FIG. 8 shows another example of the shape of the connection portion of the decompression system pipe 11 shown in FIG. 1 with the lock hopper 4. FIG. 8A shows an example in which the reducer 12 is connected to a short pipe connected to the lock hopper 4 and the flow passage cross-sectional area is continuously reduced by the reducer 12. FIG. 8B shows an example in which a plurality of reducers 12 are connected to each other with a short pipe interposed therebetween to reduce the cross-sectional area of the flow path. FIG. 8C shows an example in which the cross-sectional area of the flow path is smoothly reduced using a tapered tube whose diameter decreases linearly, and FIG. 8D shows a case where the diameter decreases like a bell mouth. This is an example in which the flow path cross-sectional area is smoothly reduced using a tapered tube. Either shape has an effect of avoiding an abrupt change in the cross-sectional area of the flow path, suppressing an abrupt change in the pipe pressure, and mitigating an excessive temperature drop that occurs locally.

すなわち、脱圧系統配管では、ホッパ容器に接続する部分が圧力変化の度合が大きいため、温度が低下しやすい。したがって、脱圧系統配管とホッパ容器の接続部分に、ホッパ容器から下流側に離れるにつれて、脱圧系統配管の流路断面積を連続的に減少させる形状を設けることが望ましい。例えば、レジューサにより流路断面積を減少させる構成、テーパ管を使用して流路断面積を減少させる構成、あるいはベルマウスノズルを使用して流路断面積を減少させる構成などを採用する。このような形状とすることで、大きな圧力勾配が生ずるのを避け、局所的に過大な低温化が生じるのを緩和することが可能になる。   That is, in the depressurization system piping, the temperature of the portion connected to the hopper container is likely to decrease because the degree of pressure change is large. Therefore, it is desirable to provide a connection portion between the depressurization system pipe and the hopper container so as to continuously reduce the flow path cross-sectional area of the depressurization system pipe as it moves away from the hopper container. For example, a configuration in which the flow passage cross-sectional area is reduced by a reducer, a configuration in which a flow passage cross-sectional area is reduced by using a tapered tube, or a configuration in which the flow passage cross-sectional area is reduced by using a bell mouth nozzle are adopted. By adopting such a shape, it is possible to avoid the occurrence of a large pressure gradient and to reduce the occurrence of excessively low temperature locally.

１ ロックホッパ装置入口配管
２ 常圧ホッパ
３、５，８，４７，４９，６１，６３ 粉体弁
４ ロックホッパ
６ 供給ホッパ
７、５１，６５ ロータリーバルブ
９，５２，６６ エゼクタ
１０ ロックホッパ装置出口配管
１１，５４，６８ 脱圧系統配管
１２ レジューサ
１３ 加温装置
１４ フィルタ
１５、５５，６９ 脱圧調整弁
１６ オリフィス
１７ サイレンサ
１８ 圧力検出器
１９、４３ 脱圧制御装置
２０，５６，７０ 加圧系統配管
２１，５７，７１ 加圧調整弁
２２ ロードセル
２３ 粉体流量制御装置
２４ 搬送用ガス供給配管
２５，２８ 均圧配管
２６，２７ 均圧弁
２９ 電気を熱源とする加温装置
３０ ヒータ用電源装置
３１，７８ 排熱回収ボイラ
３２，７９ 蒸気ドラム
３３ 主蒸気配管
３４，８０ 蒸気タービン
３５ ヒータ用蒸気供給配管
３６ 蒸気ヒータ
３７ スチームトラップ
３８，８１ 煙突
３９，７３ ガスタービン
４０ ヒータ用排ガス供給配管
４１ ガスヒータ
４２ 温度検出器
４４ テーパ管
４５ ベルマウスノズル
４６ 石炭常圧ホッパ
４８ 石炭ロックホッパ
５０ 石炭供給ホッパ
５３ 石炭バーナ
５８ ガス化炉
５９ シンガスクーラ
６０ 高温脱塵装置
６２ チャーロックホッパ
６４ チャー供給ホッパ
６７ チャーバーナ
７２ ガス精製装置
７４ コンプレッサ
７５ 空気分離装置
７６ 酸素供給配管
７７ 搬送用窒素供給配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lock hopper apparatus inlet piping 2 Normal pressure hopper 3, 5, 8, 47, 49, 61, 63 Powder valve 4 Lock hopper 6 Supply hopper 7, 51, 65 Rotary valve 9, 52, 66 Ejector 10 Lock hopper apparatus exit Piping 11, 54, 68 Depressurization system piping 12 Reducer 13 Heating device 14 Filter 15, 55, 69 Depressurization regulating valve 16 Orifice 17 Silencer 18 Pressure detector 19, 43 Depressurization control device 20, 56, 70 Pressurization system Piping 21, 57, 71 Pressurizing adjustment valve 22 Load cell 23 Powder flow rate control device 24 Transport gas supply piping 25, 28 Pressure equalizing piping 26, 27 Pressure equalizing valve 29 Heating device using electricity as a heat source 30 Heater power supply device 31 , 78 Waste heat recovery boiler 32, 79 Steam drum 33 Main steam pipe 34, 80 Steam turbine 35 Steam for heater Gas supply pipe 36 Steam heater 37 Steam trap 38, 81 Chimney 39, 73 Gas turbine 40 Exhaust gas supply pipe for heater 41 Gas heater 42 Temperature detector 44 Taper pipe 45 Bell mouth nozzle 46 Coal normal pressure hopper 48 Coal lock hopper 50 Coal supply hopper 53 Coal burner 58 Gasifier 59 Syngas cooler 60 High temperature dedusting device 62 Charlock hopper 64 Char supply hopper 67 Char burner 72 Gas purification device 74 Compressor 75 Air separation device 76 Oxygen supply piping 77 Nitrogen supply piping for conveyance 77

Claims (13)

粉体が格納される加圧可能なホッパ容器と、このホッパ容器の上部に接続され、弁を介装した粉体入口配管と、前記ホッパ容器の底部に接続され、弁を介装した粉体出口配管と、前記ホッパ容器に接続され、ホッパ容器を加圧するための加圧系統配管と、前記ホッパ容器に接続され、ホッパ容器を減圧するための脱圧系統配管とを含んでなるロックホッパ装置において、
前記脱圧系統配管を加熱する加温装置が設けられていることを特徴とするロックホッパ装置。 A pressurizable hopper container in which powder is stored, a powder inlet pipe connected to the upper portion of the hopper container and interposing a valve, and a powder connected to the bottom of the hopper container and interposing a valve A lock hopper device comprising an outlet pipe, a pressurizing system pipe connected to the hopper container and pressurizing the hopper container, and a depressurizing system pipe connected to the hopper container and depressurizing the hopper container In
A lock hopper device comprising a heating device for heating the depressurization system piping. 請求項１記載のロックホッパ装置において、
前記脱圧系統配管に介装された開度調整可能な脱圧調整弁と、前記ホッパ容器の内圧に基づいて前記脱圧調整弁の開度を制御する脱圧制御手段とを有してなることを特徴とするロックホッパ装置。 The lock hopper device according to claim 1, wherein
A depressurization regulating valve which is adjustable in opening degree and is disposed in the depressurization system piping; and a depressurization control means for controlling the opening degree of the depressurization regulating valve based on the internal pressure of the hopper container. A lock hopper device. 請求項１記載のロックホッパ装置において、
前記脱圧系統配管に介装された開度調整可能な脱圧調整弁と、前記脱圧系統配管のあらかじめ設定された個所の温度に基づいて前記脱圧調整弁の開度を制御する脱圧制御手段とを有してなることを特徴とするロックホッパ装置。 The lock hopper device according to claim 1, wherein
A depressurization regulating valve that is adjustable in opening degree and is disposed in the depressurization system pipe, and a depressurization that controls the opening degree of the depressurization regulation valve based on a preset temperature of the depressurization system pipe And a control hopper device. 請求項１記載のロックホッパ装置において、
前記脱圧系統配管の前記ホッパ容器への接続部分に、ホッパ容器から下流側に向かって、流路断面積が連続的に減少する部分が形成されていることを特徴とするロックホッパ装置。 The lock hopper device according to claim 1, wherein
The lock hopper device according to claim 1, wherein a portion where the flow passage cross-sectional area continuously decreases from the hopper container toward the downstream side is formed at a connection portion of the decompression system pipe to the hopper container. 石炭粒子をガス化して可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉と、この石炭ガス化炉に原料となる石炭粒子を乾式供給するロックホッパ装置と、前記石炭ガス化炉で生成された可燃性ガスを燃料として発電するガスタービン発電装置と、このガスタービン発電装置から排出される排ガスを用いて蒸気を生成する排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで生成された蒸気を用いて発電する蒸気タービン発電装置と、を含んでなる石炭ガス化複合発電システムにおいて、
前記ロックホッパ装置が請求項１〜４のいずれか１項に記載のロックホッパ装置を含み、該ロックホッパ装置の前記加温装置の熱源として、前記排熱回収ボイラで生成された蒸気もしくは前記石炭ガス化炉に内装された熱回収手段で生成された蒸気を用いるように構成されていることを特徴とする石炭ガス化複合発電システム。 A coal gasification furnace that gasifies coal particles to generate a combustible gas, a lock hopper device that dry-feeds coal particles as a raw material to the coal gasification furnace, and a combustible gas generated in the coal gasification furnace Turbine generator that generates electricity using as a fuel, an exhaust heat recovery boiler that generates steam using exhaust gas discharged from the gas turbine generator, and steam that generates electricity using steam generated by the exhaust heat recovery boiler In the combined coal gasification combined power generation system comprising a turbine power generation device,
The lock hopper device includes the lock hopper device according to any one of claims 1 to 4, wherein steam generated by the exhaust heat recovery boiler or the coal is used as a heat source of the heating device of the lock hopper device. A combined coal gasification combined cycle system configured to use steam generated by a heat recovery means incorporated in a gasification furnace. 石炭粒子をガス化して可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉と、この石炭ガス化炉に原料となる石炭粒子を乾式供給するロックホッパ装置と、前記石炭ガス化炉で生成された可燃性ガスを燃料として発電するガスタービン発電装置と、このガスタービン発電装置から排出される排ガスを用いて蒸気を生成する排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで生成された蒸気を用いて発電する蒸気タービン発電装置と、を含んでなる石炭ガス化複合発電システムにおいて、
前記ロックホッパ装置が請求項１〜４のいずれか１項に記載のロックホッパ装置を含み、該ロックホッパ装置の前記加温装置の熱源として、前記ガスタービン発電装置の排ガスを用いるように構成されていることを特徴とする石炭ガス化複合発電システム。 A coal gasification furnace that gasifies coal particles to generate a combustible gas, a lock hopper device that dry-feeds coal particles as a raw material to the coal gasification furnace, and a combustible gas generated in the coal gasification furnace Turbine generator that generates electricity using as a fuel, an exhaust heat recovery boiler that generates steam using exhaust gas discharged from the gas turbine generator, and steam that generates electricity using steam generated by the exhaust heat recovery boiler In the combined coal gasification combined power generation system comprising a turbine power generation device,
The lock hopper device includes the lock hopper device according to any one of claims 1 to 4, and is configured to use exhaust gas of the gas turbine power generation device as a heat source of the heating device of the lock hopper device. A combined coal gasification combined cycle power generation system. 粉体が格納される加圧可能なホッパ容器と、このホッパ容器の上部に接続され、弁を介装した粉体入口配管と、前記ホッパ容器の底部に接続され、弁を介装した粉体出口配管と、前記ホッパ容器に接続され、ホッパ容器を加圧するための加圧系統配管と、前記ホッパ容器に接続され、ホッパ容器を減圧するための脱圧系統配管とを含んでなるロックホッパ装置の運転方法において、
前記ホッパ容器を減圧するとき、前記脱圧系統配管を加熱しながら減圧することを特徴とするロックホッパ装置の運転方法。 A pressurizable hopper container in which powder is stored, a powder inlet pipe connected to the upper portion of the hopper container and interposing a valve, and a powder connected to the bottom of the hopper container and interposing a valve A lock hopper device comprising an outlet pipe, a pressurizing system pipe connected to the hopper container and pressurizing the hopper container, and a depressurizing system pipe connected to the hopper container and depressurizing the hopper container In the driving method of
An operation method of a lock hopper device, wherein when the hopper container is decompressed, the decompression system piping is decompressed while being heated. 請求項７に記載のロックホッパ装置の運転方法において、
前記ホッパ容器を減圧するとき、前記脱圧系統配管系を設定温度以上に加熱しながら減圧することを特徴とするロックホッパ装置の運転方法。 In the operation method of the lock hopper device according to claim 7,
A method for operating a lock hopper device, wherein when the hopper container is depressurized, the depressurization system piping system is depressurized while being heated to a set temperature or higher. 請求項７又は８に記載のロックホッパ装置の運転方法において、
前記ホッパ容器を減圧するとき、前記ホッパ容器の内圧又は前記脱圧系統配管の温度に基づいて、前記脱圧系統配管に介装された脱圧調整弁の開度を制御することを特徴とするロックホッパ装置の運転方法。 In the operation method of the lock hopper device according to claim 7 or 8,
When depressurizing the hopper container, the opening degree of the depressurization regulating valve interposed in the depressurization system pipe is controlled based on the internal pressure of the hopper container or the temperature of the depressurization system pipe. Operation method of lock hopper device. 石炭粒子をガス化して可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉と、この石炭ガス化炉に原料となる石炭粒子を乾式供給するロックホッパ装置と、前記石炭ガス化炉で生成された可燃性ガスを燃料として発電するガスタービン発電装置と、このガスタービン発電装置から排出される排ガスを用いて蒸気を生成する排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで生成された蒸気を用いて発電する蒸気タービン発電装置とを含んでなる石炭ガス化複合発電システムの運転方法において、
前記ロックホッパ装置が請求項１又は２に記載のロックホッパ装置を含んで構成され、前記ホッパ容器を減圧するとき、前記排熱回収ボイラで生成された蒸気もしくは前記石炭ガス化炉に内装された熱回収手段で生成された蒸気を用いて、前記脱圧系統配管を加熱しながら減圧することを特徴とする石炭ガス化複合発電システム。 A coal gasification furnace that gasifies coal particles to generate a combustible gas, a lock hopper device that dry-feeds coal particles as a raw material to the coal gasification furnace, and a combustible gas generated in the coal gasification furnace Turbine generator that generates electricity using as a fuel, an exhaust heat recovery boiler that generates steam using exhaust gas discharged from the gas turbine generator, and steam that generates electricity using steam generated by the exhaust heat recovery boiler In a method for operating a combined coal gasification combined cycle system comprising a turbine generator,
The lock hopper device is configured to include the lock hopper device according to claim 1, and when decompressing the hopper container, the lock hopper device is built in steam generated in the exhaust heat recovery boiler or in the coal gasification furnace. A coal gasification combined power generation system characterized in that the steam generated by the heat recovery means is decompressed while heating the decompression system piping. 石炭粒子をガス化して可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉と、この石炭ガス化炉に原料となる石炭粒子を乾式供給するロックホッパ装置と、前記石炭ガス化炉で生成された可燃性ガスを燃料として発電するガスタービン発電装置と、このガスタービン発電装置から排出される排ガスを用いて蒸気を生成する排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで生成された蒸気を用いて発電する蒸気タービン発電装置とを含んでなる石炭ガス化複合発電システムの運転方法において、
前記ロックホッパ装置が請求項1又は2に記載のロックホッパ装置を含んで構成され、前記ホッパ容器を減圧するとき、前記ガスタービン発電装置の排ガスを用いて、前記脱圧系統配管を加熱しながら減圧することを特徴とする石炭ガス化複合発電システムの運転方法。 A coal gasification furnace that gasifies coal particles to generate a combustible gas, a lock hopper device that dry-feeds coal particles as a raw material to the coal gasification furnace, and a combustible gas generated in the coal gasification furnace Turbine generator that generates electricity using as a fuel, an exhaust heat recovery boiler that generates steam using exhaust gas discharged from the gas turbine generator, and steam that generates electricity using steam generated by the exhaust heat recovery boiler In a method for operating a combined coal gasification combined cycle system comprising a turbine generator,
The lock hopper device is configured to include the lock hopper device according to claim 1 or 2, and when depressurizing the hopper container, the exhaust gas of the gas turbine power generator is used to heat the decompression system pipe. A method for operating a combined coal gasification combined cycle system, wherein the pressure is reduced. 石炭粒子をガス化して可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉と、この石炭ガス化炉に原料となる石炭粒子を乾式供給するロックホッパ装置と、前記石炭ガス化炉で生成された可燃性ガスを燃料として発電するガスタービン発電装置と、このガスタービン発電装置から排出される排ガスを用いて蒸気を生成する排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで生成された蒸気を用いて発電する蒸気タービン発電装置とを含んでなる石炭ガス化複合発電システムの運転方法において、
前記ロックホッパ装置が請求項４に記載のロックホッパ装置を含んで構成され、前記ホッパ容器を減圧するとき、前記排熱回収ボイラで生成された蒸気もしくは前記石炭ガス化炉に内装された熱回収手段で生成された蒸気を用いて、前記脱圧系統配管系を設定温度以上に加熱しながら減圧することを特徴とする石炭ガス化複合発電システム。 A coal gasification furnace that gasifies coal particles to generate a combustible gas, a lock hopper device that dry-feeds coal particles as a raw material to the coal gasification furnace, and a combustible gas generated in the coal gasification furnace Turbine generator that generates electricity using as a fuel, an exhaust heat recovery boiler that generates steam using exhaust gas discharged from the gas turbine generator, and steam that generates electricity using steam generated by the exhaust heat recovery boiler In a method for operating a combined coal gasification combined cycle system comprising a turbine generator,
The lock hopper device includes the lock hopper device according to claim 4, and when decompressing the hopper container, steam generated by the exhaust heat recovery boiler or heat recovery built in the coal gasification furnace A coal gasification combined power generation system characterized in that the steam generated by the means is decompressed while heating the depressurization system piping system to a set temperature or higher. 石炭粒子をガス化して可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉と、この石炭ガス化炉に原料となる石炭粒子を乾式供給するロックホッパ装置と、前記石炭ガス化炉で生成された可燃性ガスを燃料として発電するガスタービン発電装置と、このガスタービン発電装置から排出される排ガスを用いて蒸気を生成する排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラで生成された蒸気を用いて発電する蒸気タービン発電装置とを含んでなる石炭ガス化複合発電システムの運転方法において、
前記ロックホッパ装置が請求項４に記載のロックホッパ装置を含んで構成され、前記ホッパ容器を減圧するとき、前記ガスタービン発電装置の排ガスを用いて、前記脱圧系統配管系を設定温度以上に加熱しながら減圧することを特徴とする石炭ガス化複合発電システムの運転方法。

A coal gasification furnace that gasifies coal particles to generate a combustible gas, a lock hopper device that dry-feeds coal particles as a raw material to the coal gasification furnace, and a combustible gas generated in the coal gasification furnace Turbine generator that generates electricity using as a fuel, an exhaust heat recovery boiler that generates steam using exhaust gas discharged from the gas turbine generator, and steam that generates electricity using steam generated by the exhaust heat recovery boiler In a method for operating a combined coal gasification combined cycle system comprising a turbine generator,
The lock hopper device includes the lock hopper device according to claim 4, and when decompressing the hopper container, the exhaust pressure of the gas turbine power generator is used to set the depressurization system piping system to a set temperature or higher. A method for operating a combined coal gasification combined cycle system, wherein the pressure is reduced while heating.

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