ガス化複合発電プラントおよびこの起動方法
【課題】コスト削減が可能なガス化複合発電プラントおよびこの起動方法を提供することを目的とする。
【解決手段】石炭をガス化して燃料ガスにするガス化炉３と、燃料ガスが燃焼した燃焼ガスにより駆動されるガスタービン４と、ガスタービン４と同軸８上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービン９と、軸８に接続されて発電を行う発電機１６と、蒸気を発生するボイラ３０と、空気から酸素と窒素とを分離して、石炭をガス化炉３に搬送する搬送ガスである窒素を生成する空気分離装置２０と、空気分離装置２０に供給する空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機２２と、空気分離装置用圧縮機２２を駆動する圧縮機用蒸気タービン２３と、を備え、ボイラ３０が発生する蒸気の一部を圧縮機用蒸気タービン２３へと供給して圧縮機用蒸気タービン２３を駆動することを特徴とする。
【解決手段】石炭をガス化して燃料ガスにするガス化炉３と、燃料ガスが燃焼した燃焼ガスにより駆動されるガスタービン４と、ガスタービン４と同軸８上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービン９と、軸８に接続されて発電を行う発電機１６と、蒸気を発生するボイラ３０と、空気から酸素と窒素とを分離して、石炭をガス化炉３に搬送する搬送ガスである窒素を生成する空気分離装置２０と、空気分離装置２０に供給する空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機２２と、空気分離装置用圧縮機２２を駆動する圧縮機用蒸気タービン２３と、を備え、ボイラ３０が発生する蒸気の一部を圧縮機用蒸気タービン２３へと供給して圧縮機用蒸気タービン２３を駆動することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化複合発電プラントおよびこの起動方法に関し、特に、ガス化複合発電プラントの起動に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭ガス化複合発電プラントの起動の際には、石炭ガス化炉においてガス化された生成ガスを脱硫した燃焼ガスをガスタービンの燃料として用いてガスタービンを起動している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、近年は、石炭ガス化複合発電プラントにおける熱効率を高めるため、ガスタービンには、高温の燃焼ガスが供給されている。このように高温の燃焼ガスが供給されるガスタービンには、例えば、特許文献２に記載のように空気分離装置において副生した窒素や、冷却用の蒸気を導いて翼の冷却が行われている。
【０００４】
また、ガスタービンが起動される際には、石炭ガス化複合発電プラントに設けられる蒸気タービンに蒸気が導かれることなく蒸気タービンが駆動されることとなる。そのため、蒸気タービンの翼が空力加熱される恐れがあるため、冷却用の蒸気を蒸気タービンに導いて冷却する必要がある。
【０００５】
そこで、石炭ガス化複合発電プラントの起動の際に蒸気タービンやガスタービンへと冷却用の蒸気を供給するために、特許文献３には、工場内に設置されている補助ボイラが発生する蒸気を用いることが開示されている。
【０００６】
また、工場内に設置されている補助ボイラの替わりに、石炭ガス化複合発電プラント内に補助ボイラを設けて、この補助ボイラからガスタービンおよび蒸気タービンを冷却する冷却用蒸気を供給することも考えられている。
【０００７】
図２には、補助ボイラ３０を備えている石炭ガス化複合発電プラント１００の起動の際の概略構成図が示されている。
石炭ガス化複合発電プラント１００の起動の際には、電動機２１によって駆動される空気分離装置用圧縮機２２により加圧された圧縮空気が空気分離装置２０において窒素と酸素とに分離される。空気分離装置２０において分離された窒素は、石炭供給設備１０から導かれた微粉炭を一定流量ずつ石炭ガス化炉３へと搬送する搬送ガスとして用いられる。
【０００８】
また、石炭ガス化複合発電プラント１００の起動の際には、石炭ガス化複合発電プラント１００内に設けられている補助ボイラ３０において蒸気を発生させて、この蒸気をコンバインドシステムの蒸気タービン９およびガスタービン４の冷却に用いる。このように蒸気によって冷却される蒸気タービン９およびガスタービン４は、蒸気タービン９およびガスタービン４と同軸８上に設けられている電動発電機１６を起動用のサイリスタ１７により制御することによって起動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１０２２６号公報
【特許文献２】特開２００３−８３００３号公報
【特許文献３】特開平８−１４０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２および特許文献３に記載の発明や図２の場合には、多量の電力を消費する空気分離装置２０を駆動する必要がある。そのため、石炭ガス化複合発電プラント１００外から大電力を長時間受電する必要があり経済性が悪化するという問題があった。また、ガスタービン４を起動するために、電動発電機１６や起動用のサイリスタ１７等の起動用設備が必要となり、設置場所の確保や設備費が嵩むという問題があった。
【００１１】
さらに、図２のように、石炭ガス化複合発電プラント１００内に補助ボイラ３０を設けた場合には、大容量の電気設備および起動用設備の設置に加えて補助ボイラ３０の設置により、更に石炭ガス化複合発電プラント１００の設置費用が嵩むこととなる。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コスト削減が可能なガス化複合発電プラントおよびこの起動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のガス化複合発電プラントおよびこの起動方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るガス化複合発電プラントによれば、石炭をガス化して燃料ガスにするガス化炉と、前記燃料ガスが燃焼した燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、該ガスタービンと同軸上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービンと、前記軸に接続されて発電を行う発電機と、蒸気を発生するボイラと、空気から酸素と窒素とを分離して、前記石炭を前記ガス化炉に搬送する搬送ガスである前記窒素を生成する空気分離装置と、該空気分離装置に供給する空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機と、該空気分離装置用圧縮機を駆動する圧縮機用蒸気タービンと、を備え、前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記圧縮機用蒸気タービンへと供給して該圧縮機用蒸気タービンを駆動することを特徴とする。
【００１４】
従来、例えば、ガス化複合発電プラント起動の際には、多量の電力を電動機に長時間供給して空気分離装置用圧縮機を駆動して空気分離装置へと空気を送っている。そのため、ガス化複合発電プラントの経済性が悪化するという問題があった。
【００１５】
しかし、本発明のガス化複合発電プラントは、空気分離装置用圧縮機に圧縮機用蒸気タービンを接続して、ボイラからの蒸気を圧縮機用蒸気タービンへと導くこととした。これにより、空気分離装置用圧縮機は、圧縮機用蒸気タービンによって駆動されることとなる。そのため、ガス化複合発電プラント外から供給される受電量を減少させることができる。したがって、ガス化複合発電プラントの経済性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、本発明に係るガス化複合発電プラントによれば、前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記蒸気タービンへと供給して該蒸気タービンを起動することを特徴とする。
【００１７】
本発明のガス化複合発電プラントは、さらに、ボイラから蒸気の一部を蒸気タービンに供給して蒸気タービンを起動することとした。これにより、ボイラは大容量化するが、蒸気タービンと同軸上に設けられるガスタービンも起動させることができる。そのため、従来必要であったガスタービン起動用の制御器等が不要となり、ガスタービン起動用の制御器等の起動用設備の設備費や設置場所の低減を図ることができる。したがって、ボイラ設置費用と、ガスタービン起動用設備費および空気分離装置用圧縮機の受電量の削減費用とが相殺されて、ガス化複合発電プラントの経済性を向上させることができる。
【００１８】
また、蒸気タービンを起動することによって、同軸上に設けられるガスタービンを起動することができる。そのため、ガスタービンを起動してガスタービンと同軸上に設けられる蒸気タービンを回転駆動する従来の場合と異なり、蒸気タービンの翼が空力過熱されることがない。したがって、ガスタービンの起動に伴う蒸気タービンの冷却が不要となる。
なお、蒸気タービンに供給される蒸気の一部とは、蒸気タービンを駆動するのに十分な蒸気量をいう。
【００１９】
さらに、本発明に係るガス化複合発電プラントは、前記蒸気タービンに供給される前記蒸気の一部を前記ガスタービンに冷却媒体として供給することを特徴とする。
【００２０】
蒸気タービンに供給する蒸気の一部を冷却媒体としてガスタービンに供給することとした。そのため、ガスタービンを冷却してガスタービンが損傷することを防止することができる。
【００２１】
さらに、本発明に係るガス化複合発電プラントの起動方法によれば、石炭をガス化して燃料ガスにするガス化炉と、前記燃料ガスが燃焼した燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、該ガスタービンと同軸上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービンと、前記軸に接続されて発電を行う発電機と、蒸気を発生するボイラと、空気から酸素と窒素とを分離して、前記石炭を前記ガス化炉に搬送する搬送ガスである前記窒素を生成する空気分離装置と、該空気分離装置内に設けられて空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機と、該空気分離装置用圧縮機を駆動する圧縮機用蒸気タービンと、を備えるガス化複合発電プラントの起動方法であって、前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記圧縮機用蒸気タービンへと供給することによって該圧縮機用蒸気タービンを駆動して起動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上述した発明によれば、空気分離装置用圧縮機に圧縮機用蒸気タービンを接続して、ボイラからの蒸気を圧縮機用蒸気タービンへと導くこととした。これにより、空気分離装置用圧縮機は、圧縮機用蒸気タービンによって駆動されることとなる。そのため、ガス化複合発電プラント外から供給される受電量を減少させることができる。したがって、ガス化複合発電プラントの経済性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電プラントの概略構成図である。
【図２】従来の石炭ガス化複合発電プラントの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１には、本発明の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電プラントの概略構成図が示されている。
図１に示されているように、石炭を燃料とする石炭ガス化複合発電プラント（ガス化複合発電プラント）１は、主として、微粉炭（石炭）をガス化して燃料ガスにする石炭ガス化炉（ガス化炉）３と、石炭ガス化炉３によってガス化された燃料ガスを燃焼して駆動されるガスタービン４と、ガスタービン４と同軸８上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービン９と、タービン軸８に接続されて発電を行う発電機１６と、蒸気を発生する補助ボイラ（ボイラ）３０と、空気から酸素と窒素とを分離して、微粉炭を石炭ガス化炉３に搬送する搬送ガスである窒素を生成する空気分離装置２０と、空気分離装置２０に供給する空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機２２と、空気分離装置用圧縮機２２を駆動する圧縮機用蒸気タービン２３とを備えている。
【００２５】
石炭ガス化炉３の上流側には、石炭供給設備１０が設けられており、石炭ガス化炉３へと微粉炭を供給する。石炭供給設備１０は、原料炭を微粉砕する微粉炭機（図示せず）と、微粉炭機によって粉砕された微粉炭を貯留する微粉炭ホッパ（図示せず）とを備えている。
【００２６】
微粉炭機へと導かれた原料炭は、微粉炭機によって数μｍ〜数百μｍの微粉炭に粉砕される。微粉炭機が粉砕した微粉炭は、微粉炭を一時的に蓄えるじょうご形状の微粉炭ホッパへと導かれる。
【００２７】
微粉炭ホッパ内の微粉炭は、空気分離装置２０によって分離された窒素によって一定流量ずつ石炭ガス化炉３へと搬送される。ここで、窒素は、微粉炭を石炭ガス化炉３へと搬送する搬送ガスとして用いられる。
【００２８】
空気分離装置２０は、吸着器（図示せず）と、凝縮器（図示せず）とを備えている。吸着器は、空気分離装置２０に取り込まれる空気中の湿分を除去するものである。凝縮器は、供給された空気から酸素と窒素とを分離するものである。
【００２９】
空気分離装置用圧縮機２２は、空気分離装置２０の吸着器に導かれる空気を圧縮するものである。空気分離装置用圧縮機２２に接続されている圧縮機用蒸気タービン２３に補助ボイラ３０から蒸気が供給されて圧縮機用蒸気タービン２３が駆動することによって、空気分離装置用圧縮機２２が駆動する。
【００３０】
空気分離装置用圧縮機２２が駆動することによって取り込まれた大気からの空気は、空気分離装置用圧縮機２２によって圧縮される。空気分離装置用圧縮機２２によって圧縮された空気は、吸着器において空気中の湿分が吸着除去される。吸着器に吸着された湿分は、凝縮器によって分離された窒素ガスの一部を吸着器に通過させることによって除去される。吸着器に窒素ガスを通過させることによって吸着器は、乾燥されて再生される。
【００３１】
空気中の湿分が吸着除去された乾燥空気は、低温の製品酸素及び窒素との熱交換により温度を低減した後、凝縮器に導かれ、沸点差を利用して窒素と酸素とに分離される。凝縮器によって空気から分離された窒素の一部は、吸着器へと導かれ前述したように吸着器を再生し、残りは空気分離装置２０から導出される。空気分離装置２０から導出された窒素は、窒素用昇圧機２４により昇圧されて搬送ガスとして石炭ガス化炉３へと送られる。
【００３２】
空気分離装置２０から導出された酸素は、酸素用昇圧機２５により昇圧されて、後述する昇圧機（図示せず）によって加圧された再加圧空気とともにガス化剤として石炭ガス化炉３へと導かれる。
【００３３】
例えば、石炭ガス化炉３は、下方から上方へとガスが流されるように形成された石炭ガス化部（図示せず）と、石炭ガス化部の下流側に接続されて上方から下方へとガスが流されるように形成された熱交換部（図示せず）とを備えていてもよい。
【００３４】
石炭ガス化炉３内には、コンバスタ（図示せず）及びリダクタ（図示せず）が設けられている。コンバスタは、微粉炭及びチャーの一部分を燃焼させ、残りは熱分解により揮発分（一酸化炭素、水素、低級炭化水素）として放出させる部分である。コンバスタには、噴流床が採用されている。しかし、流動床式や固定床式であっても構わない。
【００３５】
コンバスタ及びリダクタには、それぞれ、コンバスタバーナー（図示せず）及びリダクタバーナー（図示せず）が設けられている。これらのバーナーに対して微粉炭ホッパから微粉炭が供給される。
【００３６】
コンバスタバーナーには、後述するガスタービン４の圧縮機６、前述した昇圧機によって加圧された再加圧空気および酸素用昇圧機２５により昇圧された酸素が供給されるようになっている。ここで、ガスタービン４の圧縮機６から供給される空気は、ガス化剤として用いられる。
【００３７】
リダクタでは、コンバスタからの高温ガスによって微粉炭がガス化される。これにより、微粉炭から一酸化炭素や水素等の可燃性の生成ガスが生成される。石炭ガス化反応は、微粉炭及びチャー中の炭素が高温ガス中の二酸化炭素及び水分と反応して一酸化炭素や水素を生成する吸熱反応である。
【００３８】
石炭ガス化炉３のリダクタにおいて生成された生成ガスは、ポーラスフィルタ１４へと導かれる。ポーラスフィルタ１４は、生成ガスが通過することによって生成ガス中に混在するチャーを捕捉する。ポーラスフィルタ１４によって捕捉されたチャーは、空気分離装置２０によって分離された窒素と共に石炭ガス化炉３のコンバスタバーナーへと返送されてリサイクルされる。
【００３９】
ポーラスフィルタ１４を通過した生成ガスには、硫化水素や硫化カルボニルといった硫黄化合物が含まれている。そのため、ポーラスフィルタ１４からガス精製装置１５へと生成ガスを導いて生成ガス中の硫黄化合物を除去する。
【００４０】
ガス精製装置１５から導出された硫黄化合物が除去された生成ガス（以下、「燃料ガス」という。）は、ガスタービン４へと導かれる。ガスタービン４は、燃焼器５と、燃焼器５から排出された燃焼ガスによって駆動されるタービン７と、燃焼器５へと高圧の圧縮空気を送り出す圧縮機６とを備えている。
【００４１】
このガスタービン４には、石炭ガス化複合発電プラント１の熱効率を高めるために、蒸気を冷却媒体として使用してガスタービン４の動翼（図示せず）や静翼（図示せず）といった高温部を冷却する蒸気冷却方式が用いられている。このガスタービン４の高温部には、補助ボイラ３０において発生した補助蒸気（蒸気）が導かれる。
【００４２】
ガスタービン４に導かれた燃料ガスは、ガスタービン４の燃焼器５へと送られる。燃焼器５では、導かれた燃料ガスと、後述する圧縮空気とが燃焼されて燃焼ガスが排出される。燃焼器５から排出された燃焼ガスは、タービン７へと導かれる。タービン７に導かれた燃焼ガスは、タービン７を回転駆動する。タービン７が燃焼ガスによって駆動されることによって、タービン７に接続されている回転軸８が回転駆動される。
【００４３】
回転軸８が回転駆動されることによって、回転軸８上に設けられている圧縮機６が回転駆動されて空気を吸引する。圧縮機６に吸引された空気は、圧縮機６によって圧縮される。圧縮機６によって圧縮された空気（以下「圧縮空気」という。）の一部は、圧縮機６から燃焼器５へと導かれる。燃焼器５に導かれた圧縮空気は、燃料ガスと共に燃焼される。なお、残りの圧縮空気は、後述する昇圧機用熱交換器（図示せず）へと導かれる。
【００４４】
圧縮機６およびタービン７が設けられている回転軸８には、発電機１６が接続されている。そのため、タービン７の回転駆動に伴い回転軸８が回転駆動することによって、発電機１６が駆動される。発電機１６が駆動されることによって発電機１６は、電気を発生する。
【００４５】
タービン７を回転駆動させた燃焼ガスは、排熱回収ボイラ１８へと導かれる。排熱回収ボイラ１８は、タービン７から導かれた燃焼ガスの熱によって蒸気を発生するものである。排熱回収ボイラ１８に導かれた水に熱を与えて蒸気を発生させた燃焼ガスは、図示しない煙突から石炭ガス化複合発電プラント１外へと排出される。
【００４６】
排熱回収ボイラ１８においてタービン７から導かれた高温の燃焼ガスによって発生した蒸気は、蒸気タービン９へと供給される。蒸気タービン９は、ガスタービン４と同じ回転軸８に接続されており、いわゆる一軸式のコンバインドシステムとなっている。タービン７によって回転駆動されている回転軸８は、蒸気タービン９によって駆動力が増加する。そのため、回転軸８に接続されている発電機１６の発電量が増加する。
蒸気タービン９を回転駆動した蒸気は、図示しない復水器へと導かれて、冷却されることにより水に戻される。復水器により戻された水は、排熱回収ボイラ１８へと導かれる。
【００４７】
昇圧機用熱交換器に導かれた圧縮空気を、昇圧機（図示せず）へと導く構成を用いてもよい。昇圧機に導かれた圧縮空気は、昇圧機によって昇圧されて再加圧空気とされる。再加圧空気は、昇圧機用熱交換器へと導かれる。昇圧機用熱交換器に導かれた再加圧空気は、圧縮機６から導出された圧縮空気と熱交換して温度が上昇する。
昇圧機用熱交換器を通過して温度が上昇した再加圧空気を、石炭ガス化炉３へと供給してもよい。
【００４８】
次に、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電プラント１の起動方法について説明する。
石炭ガス化複合発電プラント１の起動直前に、補助ボイラ３０において蒸気を発生させる（以下、「補助蒸気」という）。石炭ガス化複合発電プラント１起動の際には、補助ボイラ３０において発生した補助蒸気を圧縮機用蒸気タービン２３へと供給する。また、補助ボイラ３０が発生した補助蒸気の一部を蒸気タービン９へと供給する。さらには、蒸気タービン９に供給される補助蒸気の一部をガスタービン４へと供給する。
【００４９】
補助ボイラ３０から圧縮機用蒸気タービン２３へと供給された補助蒸気は、圧縮機用蒸気タービン２３を駆動する。圧縮機用蒸気タービン２３には、空気分離装置用圧縮機２２が接続されている。そのため、圧縮機用蒸気タービン２３が駆動することによって空気分離装置用圧縮機２２が空気を圧縮する。
【００５０】
空気分離装置用圧縮機２２によって圧縮された空気は、前述したように空気分離装置２０へと送られて吸着器において空気中の湿分が除去される。空気中の湿分が吸着除去された乾燥空気は、凝縮器に導かれて窒素と酸素とに分離される。このように空気から分離された窒素は、搬送ガスとして石炭ガス化炉３へと送られて、酸素は、昇圧機によって加圧された再加圧空気とともに石炭ガス化炉３へと導かれる。
【００５１】
補助ボイラ３０から蒸気タービン９へは、例えば、５０ｔ／ｈの蒸気量の補助蒸気が供給される。このように補助ボイラ３０から供給された補助蒸気は、蒸気タービン９を起動させるのに十分の蒸気量とされている。そのため、蒸気タービン９が起動して回転駆動する。
【００５２】
補助蒸気により回転駆動し始めた蒸気タービン９に接続されている回転軸８上には、ガスタービン４が設けられている。そのため、補助ボイラ３０から供給された補助蒸気によって蒸気タービン９が回転駆動することによって、ガスタービン４も起動を開始する。
【００５３】
また、石炭ガス化複合発電プラント１起動の際には、補助ボイラ３０から蒸気タービン９に供給される補助蒸気の一部がガスタービン４へと供給される。ガスタービン４に供給された補助空気は、タービン７に導かれて動翼および静翼等の高温部を蒸気冷却する。
【００５４】
ここで、補助ボイラ３０は、圧縮機用蒸気タービン２３を駆動するための蒸気量、蒸気タービン９を起動するための蒸気量およびガスタービン４の冷却媒体として使用される蒸気量を十分に供給できる大容量とされている。
【００５５】
本実施形態の場合には、このように大容量の補助ボイラ３０が設置されている。しかし、従来の石炭ガス化複合発電プラント１００（図２参照）に設けられていた空気分離装置用圧縮機２２を起動する電動機２１（図２参照）、発電機１６を起動するためのサイリスタ１７（図２参照）の設置が不要になり、かつ、空気分離装置用圧縮機２２を起動するために電動機２１に受電していた電力が不要となる。そのため、大容量の補助ボイラ３０の設置費用と、従来設けられていた電動機２１（図２参照）、サイリスタ１７（図２参照）の設置費用および受電電力費用とが相殺されることとなる。
【００５６】
以上の通り、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電プラント１およびこの起動方法によれば、以下の作用効果を奏する。
空気分離装置用圧縮機２２に圧縮機用蒸気タービン２３を接続して、石炭ガス化複合発電プラント（ガス化複合発電プラント）１の起動の際に、補助ボイラ（ボイラ）３０からの補助蒸気（蒸気）を圧縮機用蒸気タービン２３へと導くこととした。これにより、圧縮機用蒸気タービン２３が駆動されることによって空気分離装置用圧縮機２２が駆動されることとなる。そのため、石炭ガス化複合発電プラント１の外から供給される受電量を減少させることができる。したがって、石炭ガス化複合発電プラント１の経済性を向上させることができる。
【００５７】
石炭ガス化複合発電プラント１の起動の際には、さらに、補助ボイラ３０から補助蒸気の一部を蒸気タービン４に供給して蒸気タービン４を起動することとした。これにより、補助ボイラ３０は大容量化するが、蒸気タービン４と同軸８上に設けられているガスタービン４も起動させることができる。そのため、従来必要であったガスタービン４の起動用のサイリスタ１７（図２参照）等の制御器等が不要となり、ガスタービン４の起動用設備の設備費や設置場所の低減を図ることができる。したがって、補助ボイラ３０の設置費用と、ガスタービン４の起動用設備費および空気分離装置用圧縮機２２を駆動するための受電量の削減費用とが相殺されて、石炭ガス化複合発電プラント１の経済性を向上させることができる。
【００５８】
また、蒸気タービン９を起動することによって、同軸８上に設けられているガスタービン４を起動することができる。そのため、図２に示すように、ガスタービン４を起動してガスタービン４と同軸８上に設けられている蒸気タービン９を回転駆動する従来の石炭ガス化複合発電プラント１００の場合と異なり、蒸気タービン９の翼（図示せず）が空力過熱されることがない。したがって、ガスタービン４の起動に伴う蒸気タービン９の冷却が不要となる。
【００５９】
蒸気タービン９に供給する補助蒸気の一部を冷却媒体としてガスタービン４に供給することとした。そのため、ガスタービン４を冷却してタービン７が損傷することを防止することができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、蒸気タービン４に供給される補助蒸気量を５０ｔ／ｈとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸気タービン４を起動するのに十分な蒸気量であれば良い。
【００６１】
また、圧縮機用蒸気タービン２３は、その回転数を容易に変化させることができる。そのため、圧縮機用蒸気タービン２３の回転数制御を行うことによって、空気分離装置用圧縮機２２の部分負荷における性能を容易に改善することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１ ガス化複合発電プラント（石炭ガス化複合発電プラント）
３ ガス化炉（石炭ガス化炉）
４ ガスタービン
８ 回転軸（軸）
９ 蒸気タービン
１６ 発電機
２０ 空気分離装置
２２ 空気分離装置用圧縮機
２３ 圧縮機用蒸気タービン
３０ ボイラ（補助ボイラ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化複合発電プラントおよびこの起動方法に関し、特に、ガス化複合発電プラントの起動に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭ガス化複合発電プラントの起動の際には、石炭ガス化炉においてガス化された生成ガスを脱硫した燃焼ガスをガスタービンの燃料として用いてガスタービンを起動している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、近年は、石炭ガス化複合発電プラントにおける熱効率を高めるため、ガスタービンには、高温の燃焼ガスが供給されている。このように高温の燃焼ガスが供給されるガスタービンには、例えば、特許文献２に記載のように空気分離装置において副生した窒素や、冷却用の蒸気を導いて翼の冷却が行われている。
【０００４】
また、ガスタービンが起動される際には、石炭ガス化複合発電プラントに設けられる蒸気タービンに蒸気が導かれることなく蒸気タービンが駆動されることとなる。そのため、蒸気タービンの翼が空力加熱される恐れがあるため、冷却用の蒸気を蒸気タービンに導いて冷却する必要がある。
【０００５】
そこで、石炭ガス化複合発電プラントの起動の際に蒸気タービンやガスタービンへと冷却用の蒸気を供給するために、特許文献３には、工場内に設置されている補助ボイラが発生する蒸気を用いることが開示されている。
【０００６】
また、工場内に設置されている補助ボイラの替わりに、石炭ガス化複合発電プラント内に補助ボイラを設けて、この補助ボイラからガスタービンおよび蒸気タービンを冷却する冷却用蒸気を供給することも考えられている。
【０００７】
図２には、補助ボイラ３０を備えている石炭ガス化複合発電プラント１００の起動の際の概略構成図が示されている。
石炭ガス化複合発電プラント１００の起動の際には、電動機２１によって駆動される空気分離装置用圧縮機２２により加圧された圧縮空気が空気分離装置２０において窒素と酸素とに分離される。空気分離装置２０において分離された窒素は、石炭供給設備１０から導かれた微粉炭を一定流量ずつ石炭ガス化炉３へと搬送する搬送ガスとして用いられる。
【０００８】
また、石炭ガス化複合発電プラント１００の起動の際には、石炭ガス化複合発電プラント１００内に設けられている補助ボイラ３０において蒸気を発生させて、この蒸気をコンバインドシステムの蒸気タービン９およびガスタービン４の冷却に用いる。このように蒸気によって冷却される蒸気タービン９およびガスタービン４は、蒸気タービン９およびガスタービン４と同軸８上に設けられている電動発電機１６を起動用のサイリスタ１７により制御することによって起動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１０２２６号公報
【特許文献２】特開２００３−８３００３号公報
【特許文献３】特開平８−１４０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２および特許文献３に記載の発明や図２の場合には、多量の電力を消費する空気分離装置２０を駆動する必要がある。そのため、石炭ガス化複合発電プラント１００外から大電力を長時間受電する必要があり経済性が悪化するという問題があった。また、ガスタービン４を起動するために、電動発電機１６や起動用のサイリスタ１７等の起動用設備が必要となり、設置場所の確保や設備費が嵩むという問題があった。
【００１１】
さらに、図２のように、石炭ガス化複合発電プラント１００内に補助ボイラ３０を設けた場合には、大容量の電気設備および起動用設備の設置に加えて補助ボイラ３０の設置により、更に石炭ガス化複合発電プラント１００の設置費用が嵩むこととなる。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コスト削減が可能なガス化複合発電プラントおよびこの起動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のガス化複合発電プラントおよびこの起動方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るガス化複合発電プラントによれば、石炭をガス化して燃料ガスにするガス化炉と、前記燃料ガスが燃焼した燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、該ガスタービンと同軸上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービンと、前記軸に接続されて発電を行う発電機と、蒸気を発生するボイラと、空気から酸素と窒素とを分離して、前記石炭を前記ガス化炉に搬送する搬送ガスである前記窒素を生成する空気分離装置と、該空気分離装置に供給する空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機と、該空気分離装置用圧縮機を駆動する圧縮機用蒸気タービンと、を備え、前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記圧縮機用蒸気タービンへと供給して該圧縮機用蒸気タービンを駆動することを特徴とする。
【００１４】
従来、例えば、ガス化複合発電プラント起動の際には、多量の電力を電動機に長時間供給して空気分離装置用圧縮機を駆動して空気分離装置へと空気を送っている。そのため、ガス化複合発電プラントの経済性が悪化するという問題があった。
【００１５】
しかし、本発明のガス化複合発電プラントは、空気分離装置用圧縮機に圧縮機用蒸気タービンを接続して、ボイラからの蒸気を圧縮機用蒸気タービンへと導くこととした。これにより、空気分離装置用圧縮機は、圧縮機用蒸気タービンによって駆動されることとなる。そのため、ガス化複合発電プラント外から供給される受電量を減少させることができる。したがって、ガス化複合発電プラントの経済性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、本発明に係るガス化複合発電プラントによれば、前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記蒸気タービンへと供給して該蒸気タービンを起動することを特徴とする。
【００１７】
本発明のガス化複合発電プラントは、さらに、ボイラから蒸気の一部を蒸気タービンに供給して蒸気タービンを起動することとした。これにより、ボイラは大容量化するが、蒸気タービンと同軸上に設けられるガスタービンも起動させることができる。そのため、従来必要であったガスタービン起動用の制御器等が不要となり、ガスタービン起動用の制御器等の起動用設備の設備費や設置場所の低減を図ることができる。したがって、ボイラ設置費用と、ガスタービン起動用設備費および空気分離装置用圧縮機の受電量の削減費用とが相殺されて、ガス化複合発電プラントの経済性を向上させることができる。
【００１８】
また、蒸気タービンを起動することによって、同軸上に設けられるガスタービンを起動することができる。そのため、ガスタービンを起動してガスタービンと同軸上に設けられる蒸気タービンを回転駆動する従来の場合と異なり、蒸気タービンの翼が空力過熱されることがない。したがって、ガスタービンの起動に伴う蒸気タービンの冷却が不要となる。
なお、蒸気タービンに供給される蒸気の一部とは、蒸気タービンを駆動するのに十分な蒸気量をいう。
【００１９】
さらに、本発明に係るガス化複合発電プラントは、前記蒸気タービンに供給される前記蒸気の一部を前記ガスタービンに冷却媒体として供給することを特徴とする。
【００２０】
蒸気タービンに供給する蒸気の一部を冷却媒体としてガスタービンに供給することとした。そのため、ガスタービンを冷却してガスタービンが損傷することを防止することができる。
【００２１】
さらに、本発明に係るガス化複合発電プラントの起動方法によれば、石炭をガス化して燃料ガスにするガス化炉と、前記燃料ガスが燃焼した燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、該ガスタービンと同軸上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービンと、前記軸に接続されて発電を行う発電機と、蒸気を発生するボイラと、空気から酸素と窒素とを分離して、前記石炭を前記ガス化炉に搬送する搬送ガスである前記窒素を生成する空気分離装置と、該空気分離装置内に設けられて空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機と、該空気分離装置用圧縮機を駆動する圧縮機用蒸気タービンと、を備えるガス化複合発電プラントの起動方法であって、前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記圧縮機用蒸気タービンへと供給することによって該圧縮機用蒸気タービンを駆動して起動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
上述した発明によれば、空気分離装置用圧縮機に圧縮機用蒸気タービンを接続して、ボイラからの蒸気を圧縮機用蒸気タービンへと導くこととした。これにより、空気分離装置用圧縮機は、圧縮機用蒸気タービンによって駆動されることとなる。そのため、ガス化複合発電プラント外から供給される受電量を減少させることができる。したがって、ガス化複合発電プラントの経済性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電プラントの概略構成図である。
【図２】従来の石炭ガス化複合発電プラントの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１には、本発明の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電プラントの概略構成図が示されている。
図１に示されているように、石炭を燃料とする石炭ガス化複合発電プラント（ガス化複合発電プラント）１は、主として、微粉炭（石炭）をガス化して燃料ガスにする石炭ガス化炉（ガス化炉）３と、石炭ガス化炉３によってガス化された燃料ガスを燃焼して駆動されるガスタービン４と、ガスタービン４と同軸８上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービン９と、タービン軸８に接続されて発電を行う発電機１６と、蒸気を発生する補助ボイラ（ボイラ）３０と、空気から酸素と窒素とを分離して、微粉炭を石炭ガス化炉３に搬送する搬送ガスである窒素を生成する空気分離装置２０と、空気分離装置２０に供給する空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機２２と、空気分離装置用圧縮機２２を駆動する圧縮機用蒸気タービン２３とを備えている。
【００２５】
石炭ガス化炉３の上流側には、石炭供給設備１０が設けられており、石炭ガス化炉３へと微粉炭を供給する。石炭供給設備１０は、原料炭を微粉砕する微粉炭機（図示せず）と、微粉炭機によって粉砕された微粉炭を貯留する微粉炭ホッパ（図示せず）とを備えている。
【００２６】
微粉炭機へと導かれた原料炭は、微粉炭機によって数μｍ〜数百μｍの微粉炭に粉砕される。微粉炭機が粉砕した微粉炭は、微粉炭を一時的に蓄えるじょうご形状の微粉炭ホッパへと導かれる。
【００２７】
微粉炭ホッパ内の微粉炭は、空気分離装置２０によって分離された窒素によって一定流量ずつ石炭ガス化炉３へと搬送される。ここで、窒素は、微粉炭を石炭ガス化炉３へと搬送する搬送ガスとして用いられる。
【００２８】
空気分離装置２０は、吸着器（図示せず）と、凝縮器（図示せず）とを備えている。吸着器は、空気分離装置２０に取り込まれる空気中の湿分を除去するものである。凝縮器は、供給された空気から酸素と窒素とを分離するものである。
【００２９】
空気分離装置用圧縮機２２は、空気分離装置２０の吸着器に導かれる空気を圧縮するものである。空気分離装置用圧縮機２２に接続されている圧縮機用蒸気タービン２３に補助ボイラ３０から蒸気が供給されて圧縮機用蒸気タービン２３が駆動することによって、空気分離装置用圧縮機２２が駆動する。
【００３０】
空気分離装置用圧縮機２２が駆動することによって取り込まれた大気からの空気は、空気分離装置用圧縮機２２によって圧縮される。空気分離装置用圧縮機２２によって圧縮された空気は、吸着器において空気中の湿分が吸着除去される。吸着器に吸着された湿分は、凝縮器によって分離された窒素ガスの一部を吸着器に通過させることによって除去される。吸着器に窒素ガスを通過させることによって吸着器は、乾燥されて再生される。
【００３１】
空気中の湿分が吸着除去された乾燥空気は、低温の製品酸素及び窒素との熱交換により温度を低減した後、凝縮器に導かれ、沸点差を利用して窒素と酸素とに分離される。凝縮器によって空気から分離された窒素の一部は、吸着器へと導かれ前述したように吸着器を再生し、残りは空気分離装置２０から導出される。空気分離装置２０から導出された窒素は、窒素用昇圧機２４により昇圧されて搬送ガスとして石炭ガス化炉３へと送られる。
【００３２】
空気分離装置２０から導出された酸素は、酸素用昇圧機２５により昇圧されて、後述する昇圧機（図示せず）によって加圧された再加圧空気とともにガス化剤として石炭ガス化炉３へと導かれる。
【００３３】
例えば、石炭ガス化炉３は、下方から上方へとガスが流されるように形成された石炭ガス化部（図示せず）と、石炭ガス化部の下流側に接続されて上方から下方へとガスが流されるように形成された熱交換部（図示せず）とを備えていてもよい。
【００３４】
石炭ガス化炉３内には、コンバスタ（図示せず）及びリダクタ（図示せず）が設けられている。コンバスタは、微粉炭及びチャーの一部分を燃焼させ、残りは熱分解により揮発分（一酸化炭素、水素、低級炭化水素）として放出させる部分である。コンバスタには、噴流床が採用されている。しかし、流動床式や固定床式であっても構わない。
【００３５】
コンバスタ及びリダクタには、それぞれ、コンバスタバーナー（図示せず）及びリダクタバーナー（図示せず）が設けられている。これらのバーナーに対して微粉炭ホッパから微粉炭が供給される。
【００３６】
コンバスタバーナーには、後述するガスタービン４の圧縮機６、前述した昇圧機によって加圧された再加圧空気および酸素用昇圧機２５により昇圧された酸素が供給されるようになっている。ここで、ガスタービン４の圧縮機６から供給される空気は、ガス化剤として用いられる。
【００３７】
リダクタでは、コンバスタからの高温ガスによって微粉炭がガス化される。これにより、微粉炭から一酸化炭素や水素等の可燃性の生成ガスが生成される。石炭ガス化反応は、微粉炭及びチャー中の炭素が高温ガス中の二酸化炭素及び水分と反応して一酸化炭素や水素を生成する吸熱反応である。
【００３８】
石炭ガス化炉３のリダクタにおいて生成された生成ガスは、ポーラスフィルタ１４へと導かれる。ポーラスフィルタ１４は、生成ガスが通過することによって生成ガス中に混在するチャーを捕捉する。ポーラスフィルタ１４によって捕捉されたチャーは、空気分離装置２０によって分離された窒素と共に石炭ガス化炉３のコンバスタバーナーへと返送されてリサイクルされる。
【００３９】
ポーラスフィルタ１４を通過した生成ガスには、硫化水素や硫化カルボニルといった硫黄化合物が含まれている。そのため、ポーラスフィルタ１４からガス精製装置１５へと生成ガスを導いて生成ガス中の硫黄化合物を除去する。
【００４０】
ガス精製装置１５から導出された硫黄化合物が除去された生成ガス（以下、「燃料ガス」という。）は、ガスタービン４へと導かれる。ガスタービン４は、燃焼器５と、燃焼器５から排出された燃焼ガスによって駆動されるタービン７と、燃焼器５へと高圧の圧縮空気を送り出す圧縮機６とを備えている。
【００４１】
このガスタービン４には、石炭ガス化複合発電プラント１の熱効率を高めるために、蒸気を冷却媒体として使用してガスタービン４の動翼（図示せず）や静翼（図示せず）といった高温部を冷却する蒸気冷却方式が用いられている。このガスタービン４の高温部には、補助ボイラ３０において発生した補助蒸気（蒸気）が導かれる。
【００４２】
ガスタービン４に導かれた燃料ガスは、ガスタービン４の燃焼器５へと送られる。燃焼器５では、導かれた燃料ガスと、後述する圧縮空気とが燃焼されて燃焼ガスが排出される。燃焼器５から排出された燃焼ガスは、タービン７へと導かれる。タービン７に導かれた燃焼ガスは、タービン７を回転駆動する。タービン７が燃焼ガスによって駆動されることによって、タービン７に接続されている回転軸８が回転駆動される。
【００４３】
回転軸８が回転駆動されることによって、回転軸８上に設けられている圧縮機６が回転駆動されて空気を吸引する。圧縮機６に吸引された空気は、圧縮機６によって圧縮される。圧縮機６によって圧縮された空気（以下「圧縮空気」という。）の一部は、圧縮機６から燃焼器５へと導かれる。燃焼器５に導かれた圧縮空気は、燃料ガスと共に燃焼される。なお、残りの圧縮空気は、後述する昇圧機用熱交換器（図示せず）へと導かれる。
【００４４】
圧縮機６およびタービン７が設けられている回転軸８には、発電機１６が接続されている。そのため、タービン７の回転駆動に伴い回転軸８が回転駆動することによって、発電機１６が駆動される。発電機１６が駆動されることによって発電機１６は、電気を発生する。
【００４５】
タービン７を回転駆動させた燃焼ガスは、排熱回収ボイラ１８へと導かれる。排熱回収ボイラ１８は、タービン７から導かれた燃焼ガスの熱によって蒸気を発生するものである。排熱回収ボイラ１８に導かれた水に熱を与えて蒸気を発生させた燃焼ガスは、図示しない煙突から石炭ガス化複合発電プラント１外へと排出される。
【００４６】
排熱回収ボイラ１８においてタービン７から導かれた高温の燃焼ガスによって発生した蒸気は、蒸気タービン９へと供給される。蒸気タービン９は、ガスタービン４と同じ回転軸８に接続されており、いわゆる一軸式のコンバインドシステムとなっている。タービン７によって回転駆動されている回転軸８は、蒸気タービン９によって駆動力が増加する。そのため、回転軸８に接続されている発電機１６の発電量が増加する。
蒸気タービン９を回転駆動した蒸気は、図示しない復水器へと導かれて、冷却されることにより水に戻される。復水器により戻された水は、排熱回収ボイラ１８へと導かれる。
【００４７】
昇圧機用熱交換器に導かれた圧縮空気を、昇圧機（図示せず）へと導く構成を用いてもよい。昇圧機に導かれた圧縮空気は、昇圧機によって昇圧されて再加圧空気とされる。再加圧空気は、昇圧機用熱交換器へと導かれる。昇圧機用熱交換器に導かれた再加圧空気は、圧縮機６から導出された圧縮空気と熱交換して温度が上昇する。
昇圧機用熱交換器を通過して温度が上昇した再加圧空気を、石炭ガス化炉３へと供給してもよい。
【００４８】
次に、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電プラント１の起動方法について説明する。
石炭ガス化複合発電プラント１の起動直前に、補助ボイラ３０において蒸気を発生させる（以下、「補助蒸気」という）。石炭ガス化複合発電プラント１起動の際には、補助ボイラ３０において発生した補助蒸気を圧縮機用蒸気タービン２３へと供給する。また、補助ボイラ３０が発生した補助蒸気の一部を蒸気タービン９へと供給する。さらには、蒸気タービン９に供給される補助蒸気の一部をガスタービン４へと供給する。
【００４９】
補助ボイラ３０から圧縮機用蒸気タービン２３へと供給された補助蒸気は、圧縮機用蒸気タービン２３を駆動する。圧縮機用蒸気タービン２３には、空気分離装置用圧縮機２２が接続されている。そのため、圧縮機用蒸気タービン２３が駆動することによって空気分離装置用圧縮機２２が空気を圧縮する。
【００５０】
空気分離装置用圧縮機２２によって圧縮された空気は、前述したように空気分離装置２０へと送られて吸着器において空気中の湿分が除去される。空気中の湿分が吸着除去された乾燥空気は、凝縮器に導かれて窒素と酸素とに分離される。このように空気から分離された窒素は、搬送ガスとして石炭ガス化炉３へと送られて、酸素は、昇圧機によって加圧された再加圧空気とともに石炭ガス化炉３へと導かれる。
【００５１】
補助ボイラ３０から蒸気タービン９へは、例えば、５０ｔ／ｈの蒸気量の補助蒸気が供給される。このように補助ボイラ３０から供給された補助蒸気は、蒸気タービン９を起動させるのに十分の蒸気量とされている。そのため、蒸気タービン９が起動して回転駆動する。
【００５２】
補助蒸気により回転駆動し始めた蒸気タービン９に接続されている回転軸８上には、ガスタービン４が設けられている。そのため、補助ボイラ３０から供給された補助蒸気によって蒸気タービン９が回転駆動することによって、ガスタービン４も起動を開始する。
【００５３】
また、石炭ガス化複合発電プラント１起動の際には、補助ボイラ３０から蒸気タービン９に供給される補助蒸気の一部がガスタービン４へと供給される。ガスタービン４に供給された補助空気は、タービン７に導かれて動翼および静翼等の高温部を蒸気冷却する。
【００５４】
ここで、補助ボイラ３０は、圧縮機用蒸気タービン２３を駆動するための蒸気量、蒸気タービン９を起動するための蒸気量およびガスタービン４の冷却媒体として使用される蒸気量を十分に供給できる大容量とされている。
【００５５】
本実施形態の場合には、このように大容量の補助ボイラ３０が設置されている。しかし、従来の石炭ガス化複合発電プラント１００（図２参照）に設けられていた空気分離装置用圧縮機２２を起動する電動機２１（図２参照）、発電機１６を起動するためのサイリスタ１７（図２参照）の設置が不要になり、かつ、空気分離装置用圧縮機２２を起動するために電動機２１に受電していた電力が不要となる。そのため、大容量の補助ボイラ３０の設置費用と、従来設けられていた電動機２１（図２参照）、サイリスタ１７（図２参照）の設置費用および受電電力費用とが相殺されることとなる。
【００５６】
以上の通り、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電プラント１およびこの起動方法によれば、以下の作用効果を奏する。
空気分離装置用圧縮機２２に圧縮機用蒸気タービン２３を接続して、石炭ガス化複合発電プラント（ガス化複合発電プラント）１の起動の際に、補助ボイラ（ボイラ）３０からの補助蒸気（蒸気）を圧縮機用蒸気タービン２３へと導くこととした。これにより、圧縮機用蒸気タービン２３が駆動されることによって空気分離装置用圧縮機２２が駆動されることとなる。そのため、石炭ガス化複合発電プラント１の外から供給される受電量を減少させることができる。したがって、石炭ガス化複合発電プラント１の経済性を向上させることができる。
【００５７】
石炭ガス化複合発電プラント１の起動の際には、さらに、補助ボイラ３０から補助蒸気の一部を蒸気タービン４に供給して蒸気タービン４を起動することとした。これにより、補助ボイラ３０は大容量化するが、蒸気タービン４と同軸８上に設けられているガスタービン４も起動させることができる。そのため、従来必要であったガスタービン４の起動用のサイリスタ１７（図２参照）等の制御器等が不要となり、ガスタービン４の起動用設備の設備費や設置場所の低減を図ることができる。したがって、補助ボイラ３０の設置費用と、ガスタービン４の起動用設備費および空気分離装置用圧縮機２２を駆動するための受電量の削減費用とが相殺されて、石炭ガス化複合発電プラント１の経済性を向上させることができる。
【００５８】
また、蒸気タービン９を起動することによって、同軸８上に設けられているガスタービン４を起動することができる。そのため、図２に示すように、ガスタービン４を起動してガスタービン４と同軸８上に設けられている蒸気タービン９を回転駆動する従来の石炭ガス化複合発電プラント１００の場合と異なり、蒸気タービン９の翼（図示せず）が空力過熱されることがない。したがって、ガスタービン４の起動に伴う蒸気タービン９の冷却が不要となる。
【００５９】
蒸気タービン９に供給する補助蒸気の一部を冷却媒体としてガスタービン４に供給することとした。そのため、ガスタービン４を冷却してタービン７が損傷することを防止することができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、蒸気タービン４に供給される補助蒸気量を５０ｔ／ｈとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸気タービン４を起動するのに十分な蒸気量であれば良い。
【００６１】
また、圧縮機用蒸気タービン２３は、その回転数を容易に変化させることができる。そのため、圧縮機用蒸気タービン２３の回転数制御を行うことによって、空気分離装置用圧縮機２２の部分負荷における性能を容易に改善することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１ ガス化複合発電プラント（石炭ガス化複合発電プラント）
３ ガス化炉（石炭ガス化炉）
４ ガスタービン
８ 回転軸（軸）
９ 蒸気タービン
１６ 発電機
２０ 空気分離装置
２２ 空気分離装置用圧縮機
２３ 圧縮機用蒸気タービン
３０ ボイラ（補助ボイラ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭をガス化して燃料ガスにするガス化炉と、
前記燃料ガスが燃焼した燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、
該ガスタービンと同軸上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービンと、
前記軸に接続されて発電を行う発電機と、
蒸気を発生するボイラと、
空気から酸素と窒素とを分離して、前記石炭を前記ガス化炉に搬送する搬送ガスである前記窒素を生成する空気分離装置と、
該空気分離装置に供給する空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機と、
該空気分離装置用圧縮機を駆動する圧縮機用蒸気タービンと、を備え、
前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記圧縮機用蒸気タービンへと供給して該圧縮機用蒸気タービンを駆動することを特徴とするガス化複合発電プラント。
【請求項２】
前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記蒸気タービンへと供給して該蒸気タービンを起動することを特徴とする請求項１に記載のガス化複合発電プラント。
【請求項３】
前記蒸気タービンに供給される前記蒸気の一部を前記ガスタービンに冷却媒体として供給することを特徴とする請求項２に記載のガス化複合発電プラント。
【請求項４】
石炭をガス化して燃料ガスにするガス化炉と、
前記燃料ガスが燃焼した燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、
該ガスタービンと同軸上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービンと、
前記軸に接続されて発電を行う発電機と、
蒸気を発生するボイラと、
空気から酸素と窒素とを分離して、前記石炭を前記ガス化炉に搬送する搬送ガスである前記窒素を生成する空気分離装置と、
該空気分離装置内に設けられて空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機と、
該空気分離装置用圧縮機を駆動する圧縮機用蒸気タービンと、を備えるガス化複合発電プラントの起動方法であって、
前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記圧縮機用蒸気タービンへと供給することによって該圧縮機用蒸気タービンを駆動して起動することを特徴とするガス化複合発電プラントの起動方法。
【請求項１】
石炭をガス化して燃料ガスにするガス化炉と、
前記燃料ガスが燃焼した燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、
該ガスタービンと同軸上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービンと、
前記軸に接続されて発電を行う発電機と、
蒸気を発生するボイラと、
空気から酸素と窒素とを分離して、前記石炭を前記ガス化炉に搬送する搬送ガスである前記窒素を生成する空気分離装置と、
該空気分離装置に供給する空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機と、
該空気分離装置用圧縮機を駆動する圧縮機用蒸気タービンと、を備え、
前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記圧縮機用蒸気タービンへと供給して該圧縮機用蒸気タービンを駆動することを特徴とするガス化複合発電プラント。
【請求項２】
前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記蒸気タービンへと供給して該蒸気タービンを起動することを特徴とする請求項１に記載のガス化複合発電プラント。
【請求項３】
前記蒸気タービンに供給される前記蒸気の一部を前記ガスタービンに冷却媒体として供給することを特徴とする請求項２に記載のガス化複合発電プラント。
【請求項４】
石炭をガス化して燃料ガスにするガス化炉と、
前記燃料ガスが燃焼した燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、
該ガスタービンと同軸上に設けられて、蒸気により回転駆動される蒸気タービンと、
前記軸に接続されて発電を行う発電機と、
蒸気を発生するボイラと、
空気から酸素と窒素とを分離して、前記石炭を前記ガス化炉に搬送する搬送ガスである前記窒素を生成する空気分離装置と、
該空気分離装置内に設けられて空気を圧縮する空気分離装置用圧縮機と、
該空気分離装置用圧縮機を駆動する圧縮機用蒸気タービンと、を備えるガス化複合発電プラントの起動方法であって、
前記ボイラが発生する前記蒸気の一部を前記圧縮機用蒸気タービンへと供給することによって該圧縮機用蒸気タービンを駆動して起動することを特徴とするガス化複合発電プラントの起動方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１６７６１５（Ｐ２０１２−１６７６１５Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２９９５２（Ｐ２０１１−２９９５２）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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