JPH0643809B2 - 石炭ガス化プラントのブ−スタ圧縮機制御方法 - Google Patents
石炭ガス化プラントのブ−スタ圧縮機制御方法Info
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- JPH0643809B2 JPH0643809B2 JP61094847A JP9484786A JPH0643809B2 JP H0643809 B2 JPH0643809 B2 JP H0643809B2 JP 61094847 A JP61094847 A JP 61094847A JP 9484786 A JP9484786 A JP 9484786A JP H0643809 B2 JPH0643809 B2 JP H0643809B2
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- Japan
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- pressure
- booster compressor
- gas
- gas turbine
- gasification furnace
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭ガス化プラントの制御方法に係り、特
に、運用性を広げる為に行なう変圧運転に際して、ブー
スタ圧縮機の好適な圧力制御を行い得る制御方法に関す
るものである。
に、運用性を広げる為に行なう変圧運転に際して、ブー
スタ圧縮機の好適な圧力制御を行い得る制御方法に関す
るものである。
従来、石炭ガス化プラントは、定圧運転で検討されてお
り、ブースタ圧縮機出口圧力は一定値制御されていた。
この種の制御技術にいては米国文献“化石燃料エネルギ
ー(Fossil Energy)”1980年３月号が公知である。
り、ブースタ圧縮機出口圧力は一定値制御されていた。
この種の制御技術にいては米国文献“化石燃料エネルギ
ー(Fossil Energy)”1980年３月号が公知である。
上記従来技術は、ガス系統圧力（ガス化炉〜ガスタービ
ン間）が定圧運転であるとしていた。一方、ガス化炉の
型式が流動層タイプであつたり、脱硫装置が最新技術で
ある乾式の流動層タイプの脱硫方式であつたりする場合
は、流動層の運転範囲拡大の為に、ガス流動にほぼ比例
したガス圧力とする事が望ましい。この場合、流動層運
転に必要なガス流速を確保する為には、低負荷時にガス
圧力を下げる事が必要となり、逆にいえば一定圧力の場
合には、負荷運用可能な最低負荷限度が大きくなるとい
う事になる。
ン間）が定圧運転であるとしていた。一方、ガス化炉の
型式が流動層タイプであつたり、脱硫装置が最新技術で
ある乾式の流動層タイプの脱硫方式であつたりする場合
は、流動層の運転範囲拡大の為に、ガス流動にほぼ比例
したガス圧力とする事が望ましい。この場合、流動層運
転に必要なガス流速を確保する為には、低負荷時にガス
圧力を下げる事が必要となり、逆にいえば一定圧力の場
合には、負荷運用可能な最低負荷限度が大きくなるとい
う事になる。
この様な変圧運用のニーズに応じて、ブースタ圧縮機に
おける圧力制御も変圧に対応するものとする必要が生じ
た。
おける圧力制御も変圧に対応するものとする必要が生じ
た。
つまり、ブースタ圧縮機出口圧力一定のままでは、ガス
化炉入口とブースタ圧縮機出口との間に配置されている
ガス化炉空気供給弁の差圧が、高負荷では小さく、低負
荷では大きくなつて、制御性が悪くなる。更に、低負荷
で絞り損失が大きくなるという問題点がある。
化炉入口とブースタ圧縮機出口との間に配置されている
ガス化炉空気供給弁の差圧が、高負荷では小さく、低負
荷では大きくなつて、制御性が悪くなる。更に、低負荷
で絞り損失が大きくなるという問題点がある。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、ブースタ
圧縮機の出口圧力を必要以上に高くしてブースタ駆動用
動力を浪費することを防止でき、更に、ガス化炉空気制
御弁の制御性を向上せしめ得る、ブースタ圧縮機の制御
方法を提供しようとするものである。
圧縮機の出口圧力を必要以上に高くしてブースタ駆動用
動力を浪費することを防止でき、更に、ガス化炉空気制
御弁の制御性を向上せしめ得る、ブースタ圧縮機の制御
方法を提供しようとするものである。
上記の目的を達成する為に創作した本発明方法の基本的
な原理は、ブースタ圧縮機の出口空気圧を、ガス化炉圧
力に比して一定差圧だけ高くすることにより、ブースタ
圧縮機の出口圧力が必要以上に高くなることを防止する
ものである。
な原理は、ブースタ圧縮機の出口空気圧を、ガス化炉圧
力に比して一定差圧だけ高くすることにより、ブースタ
圧縮機の出口圧力が必要以上に高くなることを防止する
ものである。
上記の原理に基づいて前記の目的を達成するため、本発
明に係る制御方法は、ガス化炉で発生したガスを燃料と
するガスタービンと、上記ガスタービンによつて駆動さ
れる空気圧縮機と、前記ガス化炉に空気を供給するブー
スタ圧縮機とを備え、かつ、前記ガスタービンの負荷に
応じてガス化炉の出口ガス圧力を変化させる方式の運転
を行う石炭ガス化プラントにおいて、前記のブースタ圧
縮機の出口側空気圧力を、ガス化炉で発生したガスの圧
力に比して一定圧力だけ高くなるように制御することを
特徴とする。
明に係る制御方法は、ガス化炉で発生したガスを燃料と
するガスタービンと、上記ガスタービンによつて駆動さ
れる空気圧縮機と、前記ガス化炉に空気を供給するブー
スタ圧縮機とを備え、かつ、前記ガスタービンの負荷に
応じてガス化炉の出口ガス圧力を変化させる方式の運転
を行う石炭ガス化プラントにおいて、前記のブースタ圧
縮機の出口側空気圧力を、ガス化炉で発生したガスの圧
力に比して一定圧力だけ高くなるように制御することを
特徴とする。
上記のように制御すると、ブースタ圧縮機出口圧力は、
ガス化炉が必要とする圧力以上に高くならないので、該
ブースタ圧縮機の駆動用動力を節減することが出来る。
ガス化炉が必要とする圧力以上に高くならないので、該
ブースタ圧縮機の駆動用動力を節減することが出来る。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。ガス
化炉１０でガス化されたガスは、脱硫装置や脱塵装置を
含んだガスクリーンアツプ設備１１を経由し、ガスター
ビンの燃料調整弁１２により流量を調整されて、ガスタ
ービン燃焼器３へ導かれ、燃焼後、ガスタービン２を駆
動し、その駆動力によつてガスタービン圧縮機１、及び
発電機４を駆動する。
化炉１０でガス化されたガスは、脱硫装置や脱塵装置を
含んだガスクリーンアツプ設備１１を経由し、ガスター
ビンの燃料調整弁１２により流量を調整されて、ガスタ
ービン燃焼器３へ導かれ、燃焼後、ガスタービン２を駆
動し、その駆動力によつてガスタービン圧縮機１、及び
発電機４を駆動する。
一方、ガスタービン圧縮機出口の空気の一部は燃焼器３
へ導かれるとともに、残部はブースタ圧縮機５で加圧さ
れ、ガス化炉空気供給弁９を経てガス化炉１０へ導か
れ、燃焼用空気として使用される。ブースタ圧縮機の駆
動源は、本例ではタービン６であり、タービン加減弁７
によつて駆動力が調整される。ブースタ圧縮機には低流
量制限があり、その制限以下となつてサージング領域に
入る事を防止する為にサージング防止弁８が設けられて
いる。
へ導かれるとともに、残部はブースタ圧縮機５で加圧さ
れ、ガス化炉空気供給弁９を経てガス化炉１０へ導か
れ、燃焼用空気として使用される。ブースタ圧縮機の駆
動源は、本例ではタービン６であり、タービン加減弁７
によつて駆動力が調整される。ブースタ圧縮機には低流
量制限があり、その制限以下となつてサージング領域に
入る事を防止する為にサージング防止弁８が設けられて
いる。
ブースタ圧縮機５はガス化炉１０への供給圧力を確保す
る為に設置されるものであり、その圧力設定は、当然ガ
ス化炉入口圧力より高い値とする必要がある。
る為に設置されるものであり、その圧力設定は、当然ガ
ス化炉入口圧力より高い値とする必要がある。
第２図は、石炭ガス化プラントの負荷と圧力との関係を
示す表である。
示す表である。
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５は、第１図の系統上の場
所Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５に夫々対応する特性で
ある。
所Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５に夫々対応する特性で
ある。
ガスタービンの負荷特性上、ガスタービン圧縮機出口Ａ
２の圧力は、負荷降下に伴つて低下するＰ２の如き特性
を示す。ブースタ圧縮機入口Ａ１の圧力Ｐ１は、Ｐ２か
ら若干低下する程度である。一方、ガス系統は、ガス化
炉等の運用特性から必要なガス化炉入口圧力Ｐ４と、該
圧力Ｐ４から摩擦損失による圧力降下を差引いた値とな
るガスタービン入口Ａ３の燃料圧力Ｐ３の特性で示され
る。ガス化炉圧力一定の従来プラントではガス化炉入口
圧力はＰ４′によつて示される。ブースタ圧縮機出口圧
力は、従来の定圧プラントｖはＰ５′に示す一定圧力制
御で良かつたが、変圧プラントの場合は、ガス化炉入口
圧力Ｐ４に伴つて変化するよう、Ｐ５のような特性を持
たせる事が、ガス化炉空気供給弁の流量制御上から望ま
しいものとなる。
２の圧力は、負荷降下に伴つて低下するＰ２の如き特性
を示す。ブースタ圧縮機入口Ａ１の圧力Ｐ１は、Ｐ２か
ら若干低下する程度である。一方、ガス系統は、ガス化
炉等の運用特性から必要なガス化炉入口圧力Ｐ４と、該
圧力Ｐ４から摩擦損失による圧力降下を差引いた値とな
るガスタービン入口Ａ３の燃料圧力Ｐ３の特性で示され
る。ガス化炉圧力一定の従来プラントではガス化炉入口
圧力はＰ４′によつて示される。ブースタ圧縮機出口圧
力は、従来の定圧プラントｖはＰ５′に示す一定圧力制
御で良かつたが、変圧プラントの場合は、ガス化炉入口
圧力Ｐ４に伴つて変化するよう、Ｐ５のような特性を持
たせる事が、ガス化炉空気供給弁の流量制御上から望ま
しいものとなる。
第３図は、上記のような特性を持たせる為の具体的制御
ブロツクを示すものである。
ブロツクを示すものである。
第３図（Ａ）は、ガス化炉入口圧力１５に所定の圧力増
分１６を加えてこれをブースタ圧縮機出口圧力の目標値
とし、ブースタ圧縮機出口圧力１３との偏差に応じてブ
ースタ圧縮機タービン加減弁７を制御し、ブースタ圧縮
機回転数を変えるものである。
分１６を加えてこれをブースタ圧縮機出口圧力の目標値
とし、ブースタ圧縮機出口圧力１３との偏差に応じてブ
ースタ圧縮機タービン加減弁７を制御し、ブースタ圧縮
機回転数を変えるものである。
第３図（Ｂ）は、ガスタービン或いはガス化炉への負荷
指令値２１の関数（第２図のＰ５設定に対応する）とし
てブースタ圧縮機出口圧力設定を行ない、以下は、第３
図（Ａ）と同様の制御を行なうものである。
指令値２１の関数（第２図のＰ５設定に対応する）とし
てブースタ圧縮機出口圧力設定を行ない、以下は、第３
図（Ａ）と同様の制御を行なうものである。
又、第３図（Ｃ）は、ガス化炉入口圧力１５に所定の圧
力増分１６を加えた信号と、ガスタービン等の負荷指令
値２１の関数で与える信号との内高い方の値を選びブー
スタ圧縮機出口圧力設定を行ない、以下は第３図（Ａ）
と同様の制御を行なうものである。
力増分１６を加えた信号と、ガスタービン等の負荷指令
値２１の関数で与える信号との内高い方の値を選びブー
スタ圧縮機出口圧力設定を行ない、以下は第３図（Ａ）
と同様の制御を行なうものである。
第３図（Ｄ）は、ガス化炉入口圧力１５に所定の圧力増
分１６を加えた信号をブースタ圧縮機出口圧力目標値と
し、ブースタ圧縮機出口圧力１３との偏差制御信号にガ
スタービン等の負荷指令値２１の関数で与える先行信号
を加えブースタ圧縮機タービン加減弁７を制御するもの
である。
分１６を加えた信号をブースタ圧縮機出口圧力目標値と
し、ブースタ圧縮機出口圧力１３との偏差制御信号にガ
スタービン等の負荷指令値２１の関数で与える先行信号
を加えブースタ圧縮機タービン加減弁７を制御するもの
である。
第４図は前記と異なる実施例を説明するための系統図で
ある。この実施例は、発電機負荷設定２３と発電機負荷
２５との偏差とにより制御演算してガスタービン燃料調
整減１２に開度指令を与え、またガス化炉空気供給弁９
の開度指令を与える。
ある。この実施例は、発電機負荷設定２３と発電機負荷
２５との偏差とにより制御演算してガスタービン燃料調
整減１２に開度指令を与え、またガス化炉空気供給弁９
の開度指令を与える。
また、本実施例（第４図）では、ブースタ圧縮機５の駆
動源をタービン６としたが、これをモータに置き換える
事も可能である。この場合の回転数制御には、流体継
手、サイリスタ制御等を適用することが出来る。
動源をタービン６としたが、これをモータに置き換える
事も可能である。この場合の回転数制御には、流体継
手、サイリスタ制御等を適用することが出来る。
本発明によれば、ブースタ圧縮機出口圧力を、必要以上
に高くしないで済むので、圧縮機動力の軽減を図るとと
もに、ガス化炉空気供給弁の制御性向上を図ることが出
来るという優れた実用的効果を奏する。
に高くしないで済むので、圧縮機動力の軽減を図るとと
もに、ガス化炉空気供給弁の制御性向上を図ることが出
来るという優れた実用的効果を奏する。
第１図は本発明方法の一実施例を説明する為の石炭ガス
化プラント系統図である。第２図は石炭ガス化プラント
の負荷と圧力との関係を示す図表である。第３図
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、それぞれ前記実施
例に適用し得る制御方法のブロツク図である。第４図は
前記と異なる実施例を説明する為の石炭ガス化プラント
の系統図である。 ５……ブースタ圧縮機、６……ブースタ圧縮機駆動用タ
ービン、１２……燃料調整弁。
化プラント系統図である。第２図は石炭ガス化プラント
の負荷と圧力との関係を示す図表である。第３図
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、それぞれ前記実施
例に適用し得る制御方法のブロツク図である。第４図は
前記と異なる実施例を説明する為の石炭ガス化プラント
の系統図である。 ５……ブースタ圧縮機、６……ブースタ圧縮機駆動用タ
ービン、１２……燃料調整弁。
Claims (3)
- 【請求項１】ガス化炉で発生したガスを燃料とするガス
タービンと、上記ガスタービンによって駆動される空気
圧宿機と、前記ガス化炉に空気を供給するブースタ圧縮
機とを備え、かつ、前記ガスタービンの負荷に応じてガ
ス化炉の出口ガス圧力を変化させる方式の運転を行う石
炭ガス化プラントにおいて、前記のブースタ圧縮機の出
口側空気圧力を、ガス化炉で発生したガスの圧力に比し
て一定圧力だけ高くなるように制御することを特徴とす
る石炭ガス化プラントのブースタ圧縮機制御方法。 - 【請求項２】前記のブースタ圧縮機の出口側空気圧力を
ガス化炉で発生したガスの圧力に比して一定圧力だけ高
くなるように制御する場合、ガスタービンの負荷に基づ
いてガス化炉で発生したガスの圧力を推定し、ガスター
ビン負荷デマンドに応じてブースタ圧縮機の出口側空気
圧力を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の石炭ガス化プラントのブースタ圧縮機制御方
法。 - 【請求項３】前記のブースタ圧縮機の出口側空気圧力を
ガス化炉で発生したガスの圧力に比して一定圧力だけ高
くなるように制御する場合、ガスタービンの負荷に基づ
いてガス化炉で発生したガスの圧力を推定し、ガスター
ビン負荷デマンドに応じてブースタ圧縮機の出口側空気
圧力制御目標値Ａを求めると共に、ブースタ圧縮機の出
口側空気圧力がガス化炉発生ガス圧に対して一定圧だけ
高くなるように出口側空気圧力制御値Ｂを求め、前記双
方の制御目標値Ａ，Ｂの内の高値を選択することを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の石炭ガス化プラン
トのブースタ圧縮機制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61094847A JPH0643809B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 石炭ガス化プラントのブ−スタ圧縮機制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61094847A JPH0643809B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 石炭ガス化プラントのブ−スタ圧縮機制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62251427A JPS62251427A (ja) | 1987-11-02 |
| JPH0643809B2 true JPH0643809B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=14121421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61094847A Expired - Lifetime JPH0643809B2 (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 石炭ガス化プラントのブ−スタ圧縮機制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643809B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100074022A (ko) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 복합 발전 설비 시스템 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960700400A (ko) * | 1992-12-30 | 1996-01-20 | 아더 이. 퍼니어 2세 | 융화된 가스화 복합 싸이클 시스템(Control system for integrated gasification combined cycle system) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4442665A (en) * | 1980-10-17 | 1984-04-17 | General Electric Company | Coal gasification power generation plant |
| JPH073178B2 (ja) * | 1985-10-14 | 1995-01-18 | 株式会社日立製作所 | 石炭ガス化複合発電プラント |
-
1986
- 1986-04-25 JP JP61094847A patent/JPH0643809B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100074022A (ko) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 복합 발전 설비 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62251427A (ja) | 1987-11-02 |
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