[0036]以往，即使在气化炉的运转状态量变动或气化发电设备的负荷变动的情况下，以与气化发电设备处于静定状态时相同使空气比固定的空气比固定模式进行了控制。然而，通过将空气比固定，气化炉中的其他控制量(例如，氧化剂的供给量)产生过冲，因而要使气化发电设备整体的控制达到稳定有时需要时间。另外，气化炉的运转状态量例如为在气化炉中生成的气体的发热量(生成气体发热量)。
[0037]因此，本发明在气化炉的运转状态量或气化发电设备的负荷变动时，将运转模式从空气比固定模式切换为使空气比可变动的空气比变动模式。
[0038]在气化炉的运转状态量或气化发电设备的负荷变动的情况下，通过切换为空气比变动模式，氧化剂量会根据负荷而变动，因此抑制氧化剂量的过冲。并且，通过抑制氧化剂量的过冲，供给到气化炉的相对于含碳燃料量的氧化剂量会变少，因而，气化炉中生成的气体中的可燃性气体(例如，CO)的生成量增加，与以往相比，生成气体发热量迅速增加，气化发电设备在更短的时间内达到静定状态。
[0039]并且，由于抑制氧化剂量的过冲，因而对氧化剂的供给设备的容量考虑的过冲容许度会减少，因此，与以往相比，能够更加降低该供给设备的容量。并且，过冲容许度越小，越能够抑制该供给设备的设备计划点和正常运转时的运转点之间的偏差。
[0040]因此，采用本结构，无需增加氧化剂供给设备的容量，且能够使设备整体的控制迅速达到稳定状态。
[0041]在上述第I实施方式中，优选所述气化发电设备具备氧化剂供给路径，该氧化剂供给路径将从所述燃气轮机的空气压缩机抽气的空气或从该空气分离出来的氧气作为氧化剂供给到所述气化炉，根据所述气化炉的运转状态量的变动或所述气化发电设备的负荷的变动，容许供给到所述气化炉的氧化剂量与含碳燃料的理论燃烧氧化剂量之比即空气比偏离预先规定的设定值，在规定的上限值内控制供给到所述气化炉的氧化剂量。
[0042]根据本发明，气化发电设备具备:利用氧化剂使含碳燃料气化的气化炉、通过利用气体精制设备将气化炉中生成的气体精制而得到的燃料气体燃烧后的燃烧气体而进行驱动的燃气轮机、及将从燃气轮机的空气压缩机抽气的空气或从该空气分离出来的氧气作为氧化剂供给到气化炉的氧化剂供给路径。氧化剂例如为空气或氧气，含碳燃料例如为煤炭。
[0043]以往，即使在气化炉的运转状态量变动或气化发电设备的负荷变动的情况下，为了使气化炉的运转状态保持恒定，以使空气比(供给到气化炉的氧化剂量与相对于气化炉的含碳燃料的理论燃烧氧化剂量之比)维持预先规定的设定值的方式进行控制。然而，通过将空气比维持恒定，气化炉中的其他控制量(例如，氧化剂的供给量)会产生过冲，因而要使气化发电设备整体的控制达到稳定有时需要时间。另外，气化炉的运转状态量例如为在气化炉中生成的气体的发热量(生成气体发热量)。
[0044]因此，本发明中，通过氧化剂量控制构件，根据气化炉的运转状态量或气化发电设备的负荷的变动，容许过渡性的气化炉的运转状态的变动，即，容许空气比偏离预先规定的设定值，在规定的上限值内控制供给到气化炉的氧化剂量。另外，上限值基于空气压缩机能够向气化炉送风的风量。具体而言，上限值是对空气压缩机的最大风量加上容许度的值。并且，从预先规定的设定值偏离的容许范围例如以相对于设定值的相对比率为3 %，优选为
[0045]通过对供给到气化炉的氧化剂量的控制量积极地设定上限值，抑制氧化剂量的过冲。并且，通过设置上限值，相对于供给到气化炉的含碳燃料量的氧化剂量减少，因此在气化炉中生成的气体中的可燃性气体(例如，CO)的生成量增加，因而与以往相比，生成气体发热量迅速增加，气化发电设备在更短的时间内到达稳定状态。
[0046]并且，通过设定上限值，抑制氧化剂量的过冲，因此对氧化剂的供给设备的容量考虑的过冲容许度变小，因而与以往相比，能够缩小该供给设备的容量。并且，过冲容许度越小，越能够抑制该供给设备的设备计划点和正常运行时的运转点之间的偏差。
[0047]如上所述，在本发明中，容许空气比从预先规定的设定值偏离，对供给到气化炉的氧化剂量设定上限值，因此，无需增加氧化剂的供给设备的容量，并且能够使设备整体的控制迅速达到稳定状态。
[0048]本发明的第2实施方式涉及一种气化发电设备，其具备:空气分离装置，从空气分离氧气和氮气；气化炉，将所述氧气作为氧化剂使含碳燃料气化；燃气轮机，通过利用气体精制设备将所述气化炉中生成的气体精制而得到的燃料气体燃烧后的燃烧气体而进行驱动；及上述控制装置。
[0049]本发明的第3实施方式涉及一种气化发电设备的控制方法，该气化发电设备具备:从空气分离氧气和氮气的空气分离装置、将所述氧气作为氧化剂使含碳燃料气化的气化炉、及通过利用气体精制设备将所述气化炉中生成的气体精制而得到的燃料气体燃烧后的燃烧气体而进行驱动的燃气轮机，该气化发电设备的控制方法包括:第I工序，根据所述气化发电设备的运转负荷确定由所述空气分离装置制造的氮气的制造量；第2工序，将对应于由所述空气分离量确定部确定的氮气的制造量而次生的全部氧气供给到所述气化炉。
[0050]发明效果
[0051]根据本发明，具有能够将从空气中制造出的氧气的放气限制为最小的有益效果。
【附图说明】
[0052]图1是本发明的实施方式所涉及的IGCC设备的结构图。
[0053]图2是表示本发明的实施方式所涉及的供给到煤气化炉所具有的炉渣熔融燃烧嘴的气体的路径的图。
[0054]图3是表示本发明的实施方式所涉及的IGCC设备的控制装置的有关向煤气化炉供给气体的控制的功能的框图。
[0055]图4是表示本发明的实施方式所涉及的氧气量确定处理的流程的流程图。
[0056]图5是表示本发明的实施方式所涉及的MffD和氮气的消耗量之间的关系的图表。
[0057]图6是表示本发明的实施方式所涉及的氮气的制造量和氧气的制造量之间的关系的图表。
[0058]图7是表不本发明的实施方式所涉及的氧气的制造量和MffD之间的关系的图表。
[0059]图8是表示本发明的实施方式所涉及的使用炉渣熔融燃烧嘴时的各流量调整阀的开度的变化的图。
[0060]图9是表示本发明的实施方式所涉及的使用炉渣熔融燃烧嘴时的各流量调整阀的开度的变化的其他方式的图。
[0061]图10是表示本发明的变形例所涉及的基于煤气化炉的运转状态量的变动的各种状态量的时间变化的图表。
[0062]图11是表示本发明的变形例所涉及的基于IGCC设备的负荷变动的各种状态量的时间变化的图表。
[0063]图12是表示以往的煤气化炉中的GID和氧浓度之间的关系的图表。
[0064]图13是表示以往的煤气化炉中的GID和氧化剂流量之间的关系的图表。
【具体实施方式】
[0065]以下，参考附图对本发明所涉及的气化发电设备的控制装置、气化发电设备、及气化发电设备的控制方法的一种实施方式进行说明。
[0066]在本实施方式中，对将本发明应用到气化复合发电设备(以下，称作“IGCC设备”)的情况进行说明，该气化复合发电设备具备:气化炉，利用氧化剂使含碳燃料气化；燃气轮机，通过使由精制设备对气化炉中生成的气体进行精制而得到的燃料气体燃烧后的燃烧气体而进行驱动；蒸汽轮机，通过被气化炉或燃气轮机的废气加热的蒸汽而进行驱动。另外，作为氧化剂的一例使用空气及氧气，作为含碳燃料的一例使用煤炭。
[0067]图1是概略地表示本实施方式所涉及的IGCC设备I的整体结构的图。
[0068]如图1所示，本实施方式所涉及的IGCC设备I主要具备:煤气化炉3、燃气轮机设备5、蒸汽轮机设备7、及废热回收锅炉(以下，称作“HRSG”)30。
[0069]在煤气化炉3的上游侧设置有向煤气化炉3供给煤粉的煤炭供给设备10。该煤炭供给设备10具备将炼焦煤粉碎成数μπι至数百μ m的煤粉的粉碎机(未图示)，通过该粉碎机粉碎的煤粉积存在多个料斗11。
[0070]积存于各料斗11中的煤粉与从空气分离设备(以下，称作“ASU”)15供给过来的氮气一同以恒定的流速搬送到煤气化炉3。ASU15是从空气中分离氮气及氧气，并将这些气体供给到煤气化炉3的装置，在