JP3762225B2

JP3762225B2 - Gas engine generator system

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Publication number: JP3762225B2
Application number: JP2001001780A
Authority: JP
Inventors: 藤功一後
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2021-01-09
Also published as: JP2002202006A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処理プラント等から発生する低発熱量ガスを燃料として発電に利用するガスエンジン発電機システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般廃棄物及び産業廃棄物等を処理する熱分解ガス化処理システムに、ガスエンジン発電機が接続されている。そのような例の構成の概略を、図６に示す。
【０００３】
図６において、熱分解ガスを発生させる熱分解ガス化処理システム５１の内部構成は、詳細に描かれていない。熱分解ガス化処理システム５１について概略だけ説明すれば、廃棄物の破砕機、乾燥機、熱分解炉、ガス改質器、ガス冷却器、バグフィルタ、ガス洗浄装置及び脱硫塔が、上流から直列に接続されている。
【０００４】
廃棄物は、破砕機及び乾燥機にて、破砕され乾燥される。その後、廃棄物は熱分解炉で熱分解されて、熱分解ガスを発生させる。この熱分解ガスは、ガス改質器でクラッキングされ、ガス冷却器で急冷され、バグフィルタでバグダストを除去される。さらに、ガス洗浄装置で、塩化水素などの成分が除去され、脱硫塔で脱硫される。この時点で、ガスは無害化されており、クリーンガスと呼ばれる。
【０００５】
このクリーンガスの一部が、ブロアによってガスエンジン１０１、１０２に供給されるようになっている。残りのクリーンガスは、他の用途に使用されたり、再燃炉５２で燃焼されたりする。ガス洗浄装置が湿式ガス洗浄装置である時は、洗浄に用いた水を洗浄化する水処理装置が設けられ得る。
【０００６】
ガスエンジン１０１、１０２は、クリーンガスを燃料として運転され、これらに接続された発電機１０３、１０４を回転駆動させて電力を発生させる。ガスエンジン１０１、１０２の燃焼排ガスは、脱硝装置１０５を通過して脱硝された後、大気に排ガスとして放出される。クリーンガスの発生量は変動するため、クリーンガス配管途中にクリーンガスタンク１０６が設けられ得る。この場合、クリーンガスの圧力変動は当該タンク１０６により吸収されて、クリーンガスが安定的にガスエンジン１０１、１０２に供給され得る。
【０００７】
プラント内の電力は、一般に、電力会社からの商用電源からの電気とガスエンジン発電機で発電した電気とが系統連係されて使用される。ガスエンジン１０１、１０２を運転していない時は、商用電源からの供給電力が変動するだけであり、電力不足となることはない。
【０００８】
商用電源の停電時には、プラントへの廃棄物投入が中止される。しかし、既に投入されてしまった廃棄物については、無害化処理を実施する必要がある。また、高温箇所の冷却など、プラントの健全性を確保するための処理を実施する必要がある。従って、ガスエンジン発電機により発電した電力を用いて、必要最小限の電力が供給可能であることが望ましい。即ち、低発熱量ガスであるクリーンガスでも、プラントに必要最小限の電力が発電できるようなガスエンジン発電機を設置しておくことが望ましい。
【０００９】
例えば、停電と同時に電気の系統連係が切り離される。この時、ガスエンジン発電機の電気系統は、必要最小限の負荷しか接続されていない状態になる。当該電気系統が、停電時に高負荷になることはなく、従って、停電直後に負荷遮断器が作動する事もない。
【００１０】
しかしながら、停電のような非常事態には、クリーンガスタンクの上流の弁さえ全閉とされることが一般である。この場合、クリーンガスタンク内のクリーンガスでしか運転の続行ができず、すなわち、短時間しか運転できない。仮に、タンクの上流の弁を閉じない場合であっても、プラントへの廃棄物投入が中止された後は、時間経過と共にクリーンガス発生量が減っていき、成分濃度の都合で発熱量も減っていき、やがてはゼロになる。従って、弁の開閉状態に拘わらず、短時間しか運転できない。すなわち、プラントに投入済みの廃棄物を処理完了する時間まで電気を供給し続ける事ができない、あるいは、保証できない。
【００１１】
クリーンガスタンク１０６を大きくすれば、比較的長時間の発電が可能となる。しかしながら、低発熱量ガスでは、その分だけ流量が増えるので、タンク容積が激しく巨大になる。停電時のためだけに大きなタンクを設けることは、好ましくない。
【００１２】
ところで、エンジンや発電機や排ガス脱硝装置の点検等のため、ガスエンジン１０１、１０２には都市ガス配管が接続されており、都市ガスを燃料として供給可能となっている。従って、ガスエンジン１０１、１０２を都市ガス運転に切換えれば、時間制限なく電力供給を継続することができる。
【００１３】
このためには、ガスエンジン１０１、１０２において、都市ガスのような高発熱量ガスで運転する場合とクリーンガスのような低発熱量ガスで運転する場合とで、燃料ガス供給ラインの状態を変える必要がある。高発熱量ガス用のガス供給ラインに低発熱量ガスを供給しても好適な運転はできないし、低発熱量ガス用のガス供給ラインに高発熱量ガスを供給しても好適な運転はできないからである。
【００１４】
高発熱量ガスに適した燃料ガスラインに低発熱量ガスを流すと、流量不足状態となり、時間あたりの総発熱量、即ち、発熱量×流量が、不足になる。一方、低発熱量ガスに適した燃料ガスラインに高発熱量ガスを流すと、流量が多すぎるためうまく燃焼せず、起動が特にしにくくなる。
【００１５】
また、空気比が一定になるように、空気比調整用の燃料ガスの調整弁が自動制御され得る。ここで、一方のガスに適当な調整弁は、他方のガスでは弁開度範囲を逸脱する事が多く、適切な空気比が実現できない。
【００１６】
さらには、高発熱量ガスまたは低発熱量ガスに適した燃料ガス系統とは、具体的には、例えば、管内径の大きさによって調製され得る。高発熱量ガスに適した管内径の配管に低発熱量ガスを流すと、流量不足になり得る。低発熱量ガスのためには、より管内径の大きい配管を採用して、圧損を低減し、流量が不足しないようにする必要がある。
【００１７】
そこで、例えば、１つのガスエンジンに対して都市ガス供給ラインとクリーンガス供給ラインの２つを設け、開閉弁の開閉等により適当な一方を選択するようにすれば、都市ガスでもクリーンガスでも運転可能な態様とすることができる。
【００１８】
なお、都市ガスでなくても、液化プロパンガスのような高発熱量ガスが充分入ったＣＥタンクまたは大量ボンベを具備し、そこから高発熱量ガスを供給するようなシステムでも同様である。プラントへの廃棄物投入は中断しているので、燃料ガスは既に投入されてある廃棄物を無害化処理完了するまでの量があれば十分である。液化プロパンガス等は、高発熱量かつ液化ガスであるため好適である。
【００１９】
さて、クリーンガスによる運転状態から都市ガスによる運転状態に切換えるためには、主に以下の２つの方法がある。
【００２０】
１つめの方法は、クリーンガスで運転中のガスエンジンを停止させた後、都市ガスでの運転を起動させる方法である。この場合、クリーンガスでの停止ルーチンを開始してから都市ガスでの起動ルーチンが終了するまでの間、発電はなされない。
【００２１】
２つめの方法では、都市ガス燃料ラインの開閉弁を全開から全閉まで閉めながら、クリーンガス燃料ラインの開閉弁を全閉から全開まで開いていく。
【００２２】
ここで、都市ガス及びクリーンガスの両方の開閉弁を急激に駆動させると、ガスエンジンに流入する燃料ガスの流量、圧力、発熱量が、急激に変化する事になる。例えば、燃料ガスと大気を混合する混合器に流入する燃料ガス配管に設けられている空気比調整弁は、混合器から流出する混合気が所定の空気比になるように弁開度を調節する物であるが、その駆動制御は急激な変化に適切に追従できない。また、混合器から燃焼室に流入させる混合気を流量調節するスロットル弁がある。これは、ガスエンジン発電機の回転数を検知しながら、その回転数を一定に保つ調速機であるが、燃料ガスの発熱量や流量が急激に変化すると、スロットル弁の開度制御がうまく追従しない。例えば、スロットル弁動作がハンチングし、その結果、ガスエンジン発電機の回転数が変動し続ける。このようなスロットル弁や空気比調整弁の制御不具合により、燃焼室内で失火に到ったり、ガスエンジンが停止する事も生じ得る。
【００２３】
従って、２つめの方法では、都市ガス及びクリーンガスの両方の開閉弁を、非常にゆっくりと、例えば数分程度かけて、駆動させることが必要である。さらに、確実に健全運転するために、以下のような態様を採用する事が好ましい。すなわち、ます発電負荷を軽減し、その後、都市ガス及びクリーンガスの両方の開閉弁を非常にゆっくり駆動させ、当該駆動による切り替えが完了した後、発電負荷を元に戻すのである。
【００２４】
なお、廃棄物処理プラントにおける熱分解ガス化処理システムは、下水汚泥や家畜汚泥の嫌気性処理システム、食品工場等の廃水処理システム、生ゴミのメタン発酵処理システム等に置換され得る。即ち、燃料ガスとしては、バイオガスも利用されている。更には、廃棄物埋立地からの発生ガスであるランドヒルガスも利用され得る。
【００２５】
また、廃棄物でなくても、半導体や液晶等の洗浄に使用したメタノールを改質して得られるガスや、シリコンウエハ製造過程の副生水素なども、低発熱量ガスとして利用可能である。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、前述のように、従来の廃棄物処理プラントでは、商用電源が停電となっても処理途中の廃棄物を無害化処理できるように、当該無害化処理の実施のために必要最小限の電力をクリーンガスを燃料としたガスエンジン発電機からの発電電力で賄う事ができるように構成されている。
【００２７】
しかしながら、クリーンガスタンク内のクリーンガスが尽きる前に、クリーンガス運転から都市ガス運転への切換えを完了しなければならない。この間に、ガスエンジンによる発電を停止させてはならない。また、切換えに時間を要するからといって、クリーンガスタンクを巨大にすることはできる限り回避したい。
【００２８】
この課題を一般化すると、以下のようになる。すなわち、都市ガスより低発熱量であるガスを燃料として運転するガスエンジン発電機において、当該発電機による発電量が需要に対して不足である、あるいは、不足になると予想される際に、必要最小限以上の電力を発電し続けながら都市ガス運転に切換えられることが望まれている。
【００２９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、必要最小限以上の電力の発電を続けることが可能で、かつ、巨大な発生ガスタンクが不要であるような、ガスエンジン発電機システムを提供する事を目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、低発熱量ガス及び都市ガスのうちのいずれを用いても発電可能であり、低発熱量ガスを用いた発電時において所定の最小電力量を発電可能である第１発電機と、低発熱量ガス及び都市ガスのうちのいずれを用いても発電可能な第２発電機と、第１発電機に低発熱量ガスを供給する第１低発熱量ガス供給手段と、第２発電機に低発熱量ガスを供給する第２低発熱量ガス供給手段と、第１発電機に都市ガスを供給する第１都市ガス供給手段と、第２発電機に都市ガスを供給する第２都市ガス供給手段と、第１低発熱量ガス供給手段、第２低発熱量ガス供給手段、第１都市ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、第１低発熱量ガス供給手段及び第２低発熱量ガス供給手段が作動していると共に第１都市ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段が作動していない第１の状態から、第２低発熱量ガス供給手段の作動を停止させ、第２都市ガス供給手段を作動させて、第１低発熱量ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段が作動していると共に第１都市ガス供給手段及び第２低発熱量ガス供給手段が作動していない第２の状態に切り換えることが可能となっていることを特徴とするガスエンジン発電機システムである。
【００３１】
本発明によれば、第１低発熱量ガス供給手段を作動させたままの状態で第１の状態から第２の状態への切り替えが実施される。ここで、第２都市ガス供給手段の作動は、第２低発熱量ガス供給手段が停止した状態で行われるため、第１の状態から第２の状態への切り替えが比較的迅速に行われ得る。
【００３２】
好ましくは、制御手段は、前記第２の状態から、第１低発熱量ガス供給手段の作動を停止させ、第１都市ガス供給手段を作動させて、第１都市ガス供給手段及び第２都市ガス供給手段が作動していると共に第１低発熱量ガス供給手段及び第２低発熱量ガス供給手段が作動していない第３の状態に切り換えることが可能となっている。ここで、第２の状態から第３の状態への切り替えは、特に迅速に行われる必要が無い。
【００３３】
また、好ましくは、制御手段は、前記第１の状態から前記第２の状態への切り替え制御の途中において、第２低発熱量ガス供給手段の作動を停止させる際に、第１発電機での所定の最小電力量の発電がなされるように第１低発熱量ガス供給手段を制御するようになっている。
【００３４】
また、好ましくは、制御手段は、低発熱量ガスによる第１発電機及び第２発電機の発電量が不足する可能性があると判断した場合において、低発熱量ガスを用いた第１発電機での所定の最小電力量の発電がなされるように第１低発熱量ガス供給手段を制御しつつ、前記第１の状態から前記第２の状態への切り替え制御を実施するようになっている。
【００３５】
また、好ましくは、第１低発熱量ガス供給手段は、低発熱量ガス発生装置と、低発熱量ガス貯蔵タンクと、を有している。
【００３６】
この場合、好ましくは、制御手段は、低発熱量ガス発生装置における低発熱量ガスの発生が停止した場合において、低発熱量ガス貯蔵タンク内に貯留されている低発熱量ガスを用いて第１発電機での所定の最小電力量の発電がなされるように第１低発熱量ガス供給手段を制御しつつ、前記第１の状態から前記第２の状態への切り替え制御を実施するようになっている。
【００３７】
【発明の実施の形態】
まず、第１の実施の形態について、図１を用いて説明する。
【００３８】
第１及び第２のガスエンジン１、２は、それぞれ第１及び第２の発電機３、４に接続されている。ガス発生装置７０から、都市ガスよりも低発熱量である低発熱量ガスが発生して、第１及び第２のガスエンジン１、２に供給される。第１のガスエンジン１及び第１の発電機３のみで、必要最小限の電力が発電可能である。
【００３９】
ここで、第１及び第２の発電機３、４による発電電力は、ガス発生装置７０で使用している電力より小さい。従って、ガス発生装置７０は、当該発電電力と商用電源とを系統連係して作動されている。
【００４０】
ガスエンジン１、２の燃焼排ガスは、脱硝装置５を通過して脱硝され、その後に大気に放出される。ガス発生装置７０からの低発熱量ガスの発生量は変動し得るため、低発熱量ガスの配管途中に低発熱量ガスタンク６を設けている。これにより、低発熱量ガスの発生量変動による圧力変動が吸収され、低発熱量ガスは、常に圧力変動が小さい状態でガスエンジン１、２に供給され得る。
【００４１】
低発熱量ガスの元配管１２は、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４に分岐し、その各々が第１及び第２のガスエンジン１、２に連通するように接続されている。また、都市ガス元配管１５も、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７に分岐し、その各々が第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４に合流するよう接続されている。各都市ガス配管と各低発熱量ガス配管とは、管内径が異なる。例えば、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４の管内径は、充分に大きくなっており、ガスが流れる際の圧損が極めて小さい。
【００４２】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４と、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７には、それらが合流する位置よりも上流の位置において、４本の配管の各々に、第１乃至第４の開閉弁７乃至１０が設けられている。更に、低発熱量ガスタンク６の上流位置に、第５の開閉弁１１が設けられている。
【００４３】
通常は、第１、第２及び第５の開閉弁７、８及び１１が開き、第３及び第４の開閉弁９及び１０が閉じた状態とされている（第１の状態）。この場合、第１及び第２のガスエンジン１、２が低発熱量ガスで運転され得る。
【００４４】
以上の構成により、ガス発生装置７０、低発熱量ガスの元配管１２、第１の低発熱量ガス配管１３、第５の開閉弁１１及び第１の開閉弁７が、第１低発熱量ガス供給手段を形成している。また、ガス発生装置７０、低発熱量ガスの元配管１２、第２の低発熱量ガス配管１４、第５の開閉弁１１及び第２の開閉弁８が、第２低発熱量ガス供給手段を形成している。また、都市ガスの元配管１５、第１の都市ガス配管１６及び第３の開閉弁９が、第１都市ガス供給手段を形成している。また、都市ガスの元配管１５、第２の都市ガス配管１７及び第４の開閉弁１０が、第２都市ガス供給手段を形成している。
【００４５】
そして、第１乃至第５の開閉弁７〜１１は、制御装置８０に接続されており、当該制御装置８０によって制御されるようになっている。
【００４６】
次に、本実施の形態において、商用電源が停電した時の動作について説明する。
【００４７】
停電と同時に、商用電源と第１及び第２のガスエンジン発電機３、４との系統連係が切り離される。そして、低発熱量ガスの濃度（発熱量）を維持するため、更には、ガス発生装置７０の側に悪影響が出ないようにするため、低発熱量ガスタンク６の上流位置にある第５の開閉弁１１が閉じる。
【００４８】
続いて、第２のガスエンジン２が停止され、第２の開閉弁８が閉じ、第４の開閉弁１０が開く。この時、第２及び第４の開閉弁８及び１０の動作は、第２ガスエンジン２が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【００４９】
これにより、第２のガスエンジン２が都市ガスによって運転され、第２の発電機４における発電が再開される（第２の状態）。その後、低発熱量ガスタンク６内の低発熱量ガスが減少していくが、本実施の形態では、第１のガスエンジン１が停止に到るより前に、第２のガスエンジン２による発電が開始されるようになっている。
【００５０】
従って、本実施の形態において、必要最小限の電力発電量が確保されない期間は存在しない。なお、低発熱量ガスタンク６の上流の第５の開閉弁１１が閉じない場合でも、停電のためにガス発生装置７０からのガスの発生及び供給が不足していく事になるので、状況は同様である。
【００５１】
その後、第１のガスエンジン１が停止される。そして、第１の開閉弁７が閉じ、第３の開閉弁９が開いて、第１のガスエンジン１が都市ガスにより運転されるようになる（第３の状態）。この時の第３の開閉弁９の動作は、第１のガスエンジン１が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【００５２】
以上のような本実施の形態によれば、従来技術の場合と比較して、低発熱量ガスタンク６を顕著に小型化することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態の第１及び第３の開閉弁７及び９は、第１及び第３の流量調整弁として機能することができる。
【００５４】
例えば、この場合、停電発生後に、前記と同様の手順で第２のガスエンジン２の運転が都市ガス運転状態に切換えられるが、その後に第１のガスエンジン１が停止されず、その運転が継続される。
【００５５】
すなわち、第１の流量調整弁（第１の開閉弁７）がゆっくり閉じながら、同時に、第３の流量調整弁（第３の開閉弁９）がゆっくり開くことができる。第１の流量調整弁が全閉になる一方、第３の流量調整弁が全開あるいは適当な開度になる。これにより、第１のガスエンジン１は、停止する事なく、低発熱量ガス運転から都市ガス運転に切換えられ得る。
【００５６】
また、この場合、第２のガスエンジン２の運転が都市ガス運転状態に切換えられた後、第１の発電機３の負荷が下げられることも好ましい。この場合においても、その後に、第１の流量調整弁（第１の開閉弁７）がゆっくり閉じながら、同時に、第３の流量調整弁（第３の開閉弁９）がゆっくり開くことができる。第１の流量調整弁が全閉になる一方、第３の流量調整弁が全開あるいは適当な開度になる。そして、その後に、第１の発電機３の負荷が元に戻される。
【００５７】
次に、第２の実施の形態について、図２を用いて説明する。図２において、図１に示す第１の実施の形態と略同一の部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５８】
本実施の形態においても、第１及び第２のガスエンジン１、２は、それぞれ第１及び第２の発電機３、４に接続されている。ガス発生装置７０から、都市ガスよりも低発熱量である低発熱量ガスが発生して、第１及び第２のガスエンジン１、２に供給される。第１のガスエンジン１及び第１の発電機３のみで、必要最小限の電力が発電可能である。
【００５９】
ここで、第１及び第２の発電機３、４による発電電力は、ガス発生装置７０で使用している電力より小さい。従って、ガス発生装置７０は、当該発電電力と商用電源とを系統連係して作動されている。
【００６０】
低発熱量ガスの元配管１２は、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４に分岐し、その各々が第１及び第２のガスエンジン１、２に連通するように接続されている。
【００６１】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４には、それぞれ第６及び第７の流量調整弁２１、２２が設けられている。また。低発熱量ガスの元配管１２の分岐位置と低発熱量ガスタンク６との間に、第８の開閉弁２３が設けられている。そして、低発熱量ガスの元配管１２の分岐位置と第７の流量調整弁２２との間に、第９の開閉弁２４が設けられている。
【００６２】
また、本実施の形態の都市ガス元配管１５は、第２の低発熱量ガス配管１４に対して、第９の開閉弁２４及び第７の流量調整弁２２との間で連通している。都市ガス元配管１５の、第２の低発熱量ガス配管１４との合流位置よりも上流位置に、第１０の流量調整弁２５が設けられている。
【００６３】
各低発熱量ガス配管１２乃至１４は、都市ガス元配管１５と比べて、管内径が異なる。例えば、各低発熱量ガス配管１２乃至１４は、充分に大きくなっており、ガスが流れる際の圧損が極めて小さい。
【００６４】
通常は、第５、第８及び第９の開閉弁１１、２３及び２４が開き、第６及び第７の流量調整弁２１及び２２が開き、第１０の開閉弁２５が閉じた状態とされている（第１の状態）。この場合、第１及び第２のガスエンジン１、２が低発熱量ガスで運転され得る。
【００６５】
以上の構成により、ガス発生装置７０、低発熱量ガスの元配管１２、第１の低発熱量ガス配管１３、第５の開閉弁１１、第８の開閉弁２３及び第６の流量調整弁２１が、第１低発熱量ガス供給手段を形成している。また、ガス発生装置７０、低発熱量ガスの元配管１２、第２の低発熱量ガス配管１４、第５の開閉弁１１、８の開閉弁２３、第９の開閉弁２４及び第７の流量調製弁２２が、第２低発熱量ガス供給手段を形成している。また、都市ガスの元配管１５、第２の低発熱量ガス配管１４、第１の低発熱量ガス配管１３、第１０の開閉弁２５、第９の開閉弁２４及び第６の流量調整弁２１が、第１都市ガス供給手段を形成している。また、都市ガスの元配管１５、第２の低発熱量ガス配管１４、第１０の開閉弁２５及び第７の流量調整弁２２が、第２都市ガス供給手段を形成している。
【００６６】
そして、各流量調整弁及び各開閉弁１１、２１〜２５は、制御装置８０に接続されており、当該制御装置８０によって制御されるようになっている。
【００６７】
次に、本実施の形態において、商用電源が停電した時の動作について説明する。
【００６８】
停電と同時に、商用電源と第１及び第２のガスエンジン発電機３、４との系統連係が切り離される。そして、低発熱量ガスの濃度（発熱量）を維持するため、更には、ガス発生装置７０の側に悪影響が出ないようにするため、低発熱量ガスタンク６の上流位置にある第５の開閉弁１１が閉じる。
【００６９】
続いて、第２のガスエンジン２が停止され、第９の開閉弁２４が閉じ、第７の流量調整弁２２が、都市ガス運転に適した開度まで狭まる。第１及び２の低発熱量ガス配管１３及び１４は、都市ガス運転には適さないほど管内径が大きいが、第７の流量調整弁２２の開度を充分に小さくする事により、ガス流れの圧損が増大して、都市ガス運転に適した都市ガスの流量調節が可能となる。この時、第７の流量調整弁２２の動作は、第２ガスエンジン２が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【００７０】
その後、第１０の開閉弁２５が開いて、第２のガスエンジン２が都市ガスによって運転され、第２の発電機４における発電が再開される（第２の状態）。その後、低発熱量ガスタンク６内の低発熱量ガスが減少していくが、本実施の形態では、第１のガスエンジン１が停止に到るより前に、第２のガスエンジン２による発電が開始されるようになっている。
【００７１】
従って、本実施の形態において、必要最小限の電力発電量が確保されない期間は存在しない。なお、低発熱量ガスタンク６の上流の第５の開閉弁１１が閉じない場合でも、停電のためにガス発生装置７０からのガスの発生及び供給が不足していく事になるので、状況は同様である。
【００７２】
その後、第１のガスエンジン１が停止される。そして、第８の開閉弁２３が閉じ、第６の流量調製弁２１が都市ガス運転に適した開度まで狭まる。第１及び２の低発熱量ガス配管１３及び１４は、都市ガス運転には適さないほど管内径が大きいが、第６の流量調整弁２１の開度を充分に小さくする事により、ガス流れの圧損が増大して、都市ガス運転に適した都市ガスの流量調節が可能となる。この時、第６の流量調整弁２１の動作は、第１ガスエンジン１が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【００７３】
その後、第９の開閉弁２４が開いて、第１のガスエンジン２が都市ガスによって運転され、第１の発電機３における発電が再開される（第３の状態）。
【００７４】
以上のような本実施の形態によれば、従来技術の場合と比較して、低発熱量ガスタンク６を顕著に小型化することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態の第８及び第９の開閉弁２３及び２４は、流量調整弁として機能することができる。
【００７６】
例えば、この場合、停電発生後に、前記と同様の手順で第２のガスエンジン２の運転が都市ガス運転状態に切換えられるが、その後に第１のガスエンジン１が停止されず、その運転が継続される。
【００７７】
すなわち、第８の開閉弁２３がゆっくり閉じながら、同時に、第９の開閉弁２４がゆっくり開くことができる。さらに同時に、第６の流量調製弁の開度が、ゆっくりと適当な開度にまで狭まり得る。そして、第８の開閉弁２３が全閉になる一方、第９の開閉弁２４が全開あるいは適当な開度になる。これにより、第１のガスエンジン１は、停止する事なく、低発熱量ガス運転から都市ガス運転に切換えられ得る。
【００７８】
また、この場合、第２のガスエンジン２の運転が都市ガス運転状態に切換えられた後、第１の発電機３の負荷が下げられることも好ましい。この場合においても、その後に、第８の開閉弁２３がゆっくり閉じながら、同時に、第９の開閉弁２４がゆっくり開くことができる。第８の開閉弁が全閉になる一方、第９の開閉弁が全開あるいは適当な開度になる。そして、その後に、第１の発電機３の負荷が元に戻される。
【００７９】
次に、第３の実施の形態について、図３を用いて説明する。図３において、図１に示す第１の実施の形態と略同一の部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８０】
本実施の形態において、第１及び第２のガスエンジン１、２の内部は、以下のような構成となっている。すなわち、第１のガスエンジン１は、燃料ガスと空気を混同して第１ガスエンジン本体部２６に流入させるための、低発熱量ガス運転に適した第１の混合器２８と、都市ガス運転に適した第２の混合器２９と、を備えており、第２のガスエンジン２は、同様に、燃料ガスと空気を混同して第２ガスエンジン本体部２７に流入させるための、低発熱量ガス運転に適した第３の混合器３０と、都市ガス運転に適した第４の混合器３１と、を備えている。
【００８１】
第１の混合器２８及び第３の混合器３０は、第２の混合器２９及び第４の混合器３１よりも、燃料ガス流路が広くなっていて燃料ガスが流入しやすい形状になっており、低発熱量ガス運転に適するようになっている。第１の混合器２８及び第２の混合器２９にて混合された各混合気は、合流してから、第１のエンジン本体部２６に流入する。第３の混合器３０及び第４の混合器３１にて混合された各混合気は、合流してから、第２のガスエンジン本体部２６に流入する。なお、図３では、空気比調整弁や混合気の流量調節を行うスロットル弁等は省略してある。
【００８２】
低発熱量ガスの元配管１２は、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４に分岐し、その各々が第１及び第３の混合器２８、３０に連通するように接続されている。また、都市ガス元配管１５も、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７に分岐し、その各々が第２及び第４の混合器２９、３１に連通するように接続されている。各都市ガス配管と各低発熱量ガス配管とは、管内径が異なる。例えば、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４の管内径は、充分に大きくなっており、ガスが流れる際の圧損が極めて小さい。
【００８３】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４と、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７には、それぞれ第１乃至第４の混合器よりも上流の位置において、４本の配管の各々に、第１乃至第４の開閉弁７乃至１０が設けられている。更に、低発熱量ガスタンク６の上流位置に、第５の開閉弁１１が設けられている。
【００８４】
通常は、第１、第２及び第５の開閉弁７、８及び１１が開き、第３及び第４の開閉弁９及び１０が閉じた状態とされている（第１の状態）。この場合、第１及び第２のガスエンジン１、２が低発熱量ガスで運転され得る。
【００８５】
本実施の形態において、商用電源が停電した時の動作については、第１の実施の形態と略同様である。
【００８６】
次に、第４の実施の形態について、図４を用いて説明する。図４において、図１に示す第１の実施の形態と略同一の部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８７】
本実施の形態において、第１及び第２のガスエンジン１、２の内部は、以下のような構成となっている。すなわち、第１のガスエンジン１は、燃料ガスと空気を混同して第１ガスエンジン本体部２６に流入させるための、第５の混合器３２及び都市ガス運転に適した第６の混合器３３を備えており、第２のガスエンジン２は、同様に、燃料ガスと空気を混同して第２ガスエンジン本体部２７に流入させるための、第７の混合器３４及び都市ガス運転に適した第８の混合器３５を備えている。
【００８８】
第５の混合器３２及び第６の混合器３３は、燃料ガスに対して並列かつ空気に対して当該順で直列となるように接続されて配置されている。接続される混合器の数は、２個に限られない。同様に、第７の混合器３４及び第８の混合器３５は、燃料ガスに対して並列かつ空気に対して当該順で直列となるように接続されて配置されている。接続される混合器の数は、２個に限られない。
【００８９】
本実施の形態では、低発熱量ガスの元配管１２は、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４に分岐し、その各々が第１及び第２のガスエンジン１及び２に接続されている。第１のガスエンジン１において、第１の低発熱量ガス配管１３は第３及び第４の低発熱量ガス配管３８及び３９に分岐して、第５及び第６の混合器３２、３３に連通するように接続されている。第２のガスエンジン２において、第２の低発熱量ガス配管１４は第５及び第６の低発熱量ガス配管４０及び４１に分岐して、第７及び第８の混合器３４、３５に連通するように接続されている。
【００９０】
第５の混合器３２及び第７の混合器３４は、都市ガス運転に適している必要がない。第３の低発熱量ガス配管３８には第１１の開閉弁３６が設けられ、第５の低発熱量ガス配管４０には第１２の開閉弁３７が設けられている。なお、図では、空気比調整弁や、混合気の流量調節を行うスロットル弁は、省略されている。
【００９１】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４の管内径は、充分に大きくなっており、ガスが流れる際の圧損が極めて小さい。
【００９２】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４と、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７には、それらが合流する位置よりも上流の位置において、４本の配管の各々に、第１乃至第４の開閉弁７乃至１０が設けられている。更に、低発熱量ガスタンク６の上流位置に、第５の開閉弁１１が設けられている。
【００９３】
通常は、第１、第２、第５、第１１及び第１２の開閉弁７、８、１１、３６及び３７が開き、第３及び第４の開閉弁９及び１０が閉じた状態とされている（第１の状態）。この場合、第１及び第２のガスエンジン１、２が低発熱量ガスで運転され得る。
【００９４】
第５の混合器３２に空気が吸込まれると、第５の混合器はベンチェリ管に似た絞り形状になっているため、第５の混合器３２内部で空気は減圧される。この圧力差により、低発熱量ガスが、第３の低発熱量ガス配管３８から第５の混合器３２内の空気流路に吸込まれる。
【００９５】
第６の混合器３３には、第５の混合器３２から出た低発熱量ガス及び空気から成る第１の混合気が、第１のガスエンジン本体部２６の方向に吸込まれる。第６の混合器３３内は、第５の混合器３２と同様に減圧されるため、低発熱量ガスが第４の低発熱量ガス配管３９から第６の混合器３３に吸込まれる。第６の混合器３３から出た第２の混合気は、第１のガスエンジン本体部２６に流入する。このように、空気の吸込み量は増やさないで、低発熱量ガスを多量に供給できる。
【００９６】
第８の混合器３５には、第７の混合器３４から出た低発熱量ガス及び空気から成る第１の混合気が、第２のガスエンジン本体部２７の方向に吸込まれる。第８の混合器３５内は、第７の混合器３４と同様に減圧されるため、低発熱量ガスが第６の低発熱量ガス配管４１から第８の混合器３５に吸込まれる。第８の混合器３５から出た第２の混合気は、第２のガスエンジン本体部２７に流入する。このように、空気の吸込み量は増やさないで、低発熱量ガスを多量に供給できる。
【００９７】
次に、本実施の形態において、商用電源が停電した時の動作について説明する。
【００９８】
停電と同時に、商用電源と第１及び第２のガスエンジン発電機３、４との系統連係が切り離される。そして、低発熱量ガスの濃度（発熱量）を維持するため、更には、ガス発生装置４０の側に悪影響が出ないようにするため、低発熱量ガスタンク６の上流位置にある第５の開閉弁１１が閉じる。
【００９９】
続いて、第２のガスエンジン２が停止され、第２及び第１２の開閉弁８及び３７が閉じ、第４の開閉弁１０が開く。第１２の開閉弁３７が閉じると、第７の混合器３４は単なる空気流路となる。従って、都市ガスは都市ガスに適した第８の混合器３５のみを流れるため、ガスエンジン２は好適な都市ガス運転状態となる。この時、第２、第４及び第１２の開閉弁８、１０及び３７の動作は、第２ガスエンジン２が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【０１００】
これにより、第２のガスエンジン２が都市ガスによって運転され、第２の発電機４における発電が再開される（第２の状態）。その後、低発熱量ガスタンク６内の低発熱量ガスが減少していくが、本実施の形態では、第１のガスエンジン１が停止に到るより前に、第２のガスエンジン２による発電が開始されるようになっている。
【０１０１】
従って、本実施の形態において、必要最小限の電力発電量が確保されない期間は存在しない。なお、低発熱量ガスタンク６の上流の第５の開閉弁１１が閉じない場合でも、停電のためにガス発生装置７０からのガスの発生及び供給が不足していく事になるので、状況は同様である。
【０１０２】
その後、第１のガスエンジン１が停止される。そして、第１及び第１１の開閉弁７及び３６が閉じ、第３の開閉弁９が開いて、第１のガスエンジン１が都市ガスにより運転されるようになる（第３の状態）。第１１の開閉弁３６が閉じると、第５の混合器３２は単なる空気流路となる。従って、都市ガスは都市ガスに適した第６の混合器３３のみを流れるため、ガスエンジン１は好適な都市ガス運転状態となる。この時の第３及び第１１の開閉弁９及び３６の動作は、第１のガスエンジン１が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【０１０３】
以上のような本実施の形態によれば、従来技術の場合と比較して、低発熱量ガスタンク６を顕著に小型化することができる。
【０１０４】
次に、第５の実施の形態について、図５を用いて説明する。図５において、図１に示す第１の実施の形態と略同一の部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０５】
本実施の形態において、第１及び第２のガスエンジン１、２の内部は、以下のような構成となっている。すなわち、第１のガスエンジン１は、燃料ガスと空気を混同して第１ガスエンジン本体部２６に流入させるための第９の混合器４６を備えており、第２のガスエンジン２は、同様に燃料ガスと空気を混同して第２ガスエンジン本体部２７に流入させるための第１０の混合器４７を備えている。
【０１０６】
第９の混合器４６及び第１０の混合器４７は、部品駆動により、混合器内部の燃料ガス流路を広げることで、燃料ガスの流量を調節可能となっている。例えば、都市ガスに適した流路状態と比べて、低発熱量ガスに適した流路状態は、広くすることができる。なお、図５では、空気比調整弁や混合気の流量調節を行うスロットル弁等は省略してある。また、第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４の管内径は、充分に大きくなっており、ガスが流れる際の圧損が極めて小さい。
【０１０７】
第１及び第２の低発熱量ガス配管１３、１４と、第１及び第２の都市ガス配管１６、１７には、それらが合流する位置よりも上流の位置において、４本の配管の各々に、第１乃至第４の開閉弁７乃至１０が設けられている。更に、低発熱量ガスタンク６の上流位置に、第５の開閉弁１１が設けられている。
【０１０８】
通常は、第１、第２及び第５の開閉弁７、８及び１１が開き、第３及び第４の開閉弁９及び１０が閉じた状態とされている（第１の状態）。この場合、第１及び第２のガスエンジン１、２が低発熱量ガスで運転され得る。この時、第９の混合器４６及び第１０の混合器４７の内部の燃料ガス流路は、低発熱量ガスに適する状態となっている。
【０１０９】
次に、本実施の形態において、商用電源が停電した時の動作について説明する。
【０１１０】
停電と同時に、商用電源と第１及び第２のガスエンジン発電機３、４との系統連係が切り離される。そして、低発熱量ガスの濃度（発熱量）を維持するため、更には、ガス発生装置７０の側に悪影響が出ないようにするため、低発熱量ガスタンク６の上流位置にある第５の開閉弁１１が閉じる。
【０１１１】
続いて、第２のガスエンジン２が停止され、第２の開閉弁８が閉じ、第４の開閉弁１０が開く。さらに、第１０の混合器４７を部品駆動させて、その燃料ガス流路を狭め、都市ガス運転に適した状態とする。この時、第２及び第４の開閉弁８及び１０の動作及び第１０の混合器４７の部品駆動動作は、第２ガスエンジン２が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【０１１２】
これにより、第２のガスエンジン２が都市ガスによって運転され、第２の発電機４における発電が再開される（第２の状態）。その後、低発熱量ガスタンク６内の低発熱量ガスが減少していくが、本実施の形態では、第１のガスエンジン１が停止に到るより前に、第２のガスエンジン２による発電が開始されるようになっている。
【０１１３】
従って、本実施の形態において、必要最小限の電力発電量が確保されない期間は存在しない。なお、低発熱量ガスタンク６の上流の第５の開閉弁１１が閉じない場合でも、停電のためにガス発生装置７０からのガスの発生及び供給が不足していく事になるので、状況は同様である。
【０１１４】
その後、第１のガスエンジン１が停止される。そして、第１の開閉弁７が閉じ、第３の開閉弁９が開いて、第１のガスエンジン１が都市ガスにより運転されるようになる（第３の状態）。この時、第９の混合器４６を部品駆動させて、その燃料ガス流路を狭め、都市ガス運転に適した状態とする。この時の第３１の開閉弁９の動作及び第９の混合器４６の部品駆動動作は、第１のガスエンジン１が運転されていない状態で実施されるので、素早く実施され得る。
【０１１５】
以上のような本実施の形態によれば、従来技術の場合と比較して、低発熱量ガスタンク６を顕著に小型化することができる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明によれば、第１低発熱量ガス供給手段を作動させたままの状態で第１の状態から第２の状態への切り替えが実施される。ここで、第２都市ガス供給手段の作動は、第２低発熱量ガス供給手段が停止した状態で行われるため、第１の状態から第２の状態への切り替えが比較的迅速に行われ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスエンジン発電機システムの第１の実施の形態を示す概略ブロック図。
【図２】本発明のガスエンジン発電機システムの第２の実施の形態を示す概略ブロック図。
【図３】本発明のガスエンジン発電機システムの第３の実施の形態を示す概略ブロック図。
【図４】本発明のガスエンジン発電機システムの第４の実施の形態を示す概略ブロック図。
【図５】本発明のガスエンジン発電機システムの第５の実施の形態を示す概略ブロック図。
【図６】従来のガスエンジン発電機システムを示す概略ブロック図。
【符号の説明】
１第１のガスエンジン
２第２のガスエンジン
３第１の発電機
４第２の発電機
５脱硝装置
６低発熱量ガスタンク
７第１の開閉弁
８第２の開閉弁
９第３の開閉弁
１０第４の開閉弁
１１第５の開閉弁
１２低発熱量ガスの元配管
１３第１の低発熱量ガス配管
１４第２の低発熱量ガス配管
１５都市ガスの元配管
１６第１の都市ガス配管
１７第２の都市ガス配管
２１第６の流量調整弁
２２第７の流量調整弁
２３第８の開閉弁
２４第９の開閉弁
２５第１０の開閉弁
２６害１のガスエンジン本体部
２７第２のガスエンジン本体部
２８第１の混合器
２９第２の混合器
３０第３の混合器
３１第４の混合器
３２第５の混合器
３３第６の混合器
３４第７の混合器
３５第８の混合器
３６第１１の開閉弁
３７第１２の開閉弁
３８第３の低発熱量ガス配管
３９第４の低発熱量ガス配管
４０第５の低発熱量ガス配管
４１第６の低発熱量ガス配管
４６第９の混合器
４７第１０の混合器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas engine generator system that uses a low calorific value gas generated from a waste treatment plant or the like as a fuel for power generation.
[0002]
[Prior art]
A gas engine generator is connected to a pyrolysis gasification processing system for processing general waste and industrial waste. An outline of the configuration of such an example is shown in FIG.
[0003]
In FIG. 6, the internal configuration of the pyrolysis gasification processing system 51 that generates pyrolysis gas is not illustrated in detail. If only the outline of the pyrolysis gasification processing system 51 is described, a waste crusher, a dryer, a pyrolysis furnace, a gas reformer, a gas cooler, a bag filter, a gas cleaning device, and a desulfurization tower are connected in series from the upstream. It is connected to the.
[0004]
The waste is crushed and dried by a crusher and a dryer. Thereafter, the waste is pyrolyzed in a pyrolysis furnace to generate pyrolysis gas. This pyrolysis gas is cracked by a gas reformer, quenched by a gas cooler, and bag dust is removed by a bag filter. Furthermore, components such as hydrogen chloride are removed with a gas scrubber and desulfurized with a desulfurization tower. At this point, the gas is detoxified and is called clean gas.
[0005]
Part of this clean gas is supplied to the gas engines 101 and 102 by a blower. The remaining clean gas is used for other purposes or burned in the reburning furnace 52. When the gas cleaning device is a wet gas cleaning device, a water treatment device for cleaning water used for cleaning may be provided.
[0006]
The gas engines 101 and 102 are operated using clean gas as fuel, and the generators 103 and 104 connected thereto are rotationally driven to generate electric power. The combustion exhaust gas of the gas engines 101 and 102 passes through the denitration device 105 and is denitrated, and then released to the atmosphere as exhaust gas. Since the amount of clean gas generated varies, a clean gas tank 106 may be provided in the middle of the clean gas piping. In this case, the pressure fluctuation of the clean gas is absorbed by the tank 106, and the clean gas can be stably supplied to the gas engines 101 and 102.
[0007]
The electric power in the plant is generally used in a system-linked manner from electricity from a commercial power source from an electric power company and electricity generated by a gas engine generator. When the gas engines 101 and 102 are not in operation, the power supplied from the commercial power supply only fluctuates, and there is no power shortage.
[0008]
In the event of a commercial power failure, waste input to the plant will be stopped. However, it is necessary to carry out a detoxification process for waste that has already been thrown in. In addition, it is necessary to perform processing for ensuring the soundness of the plant, such as cooling of high-temperature places. Therefore, it is desirable that the minimum necessary power can be supplied using the power generated by the gas engine generator. In other words, it is desirable to install a gas engine generator that can generate a minimum amount of power even in the case of clean gas, which is a low calorific value gas.
[0009]
For example, the grid connection of electricity is disconnected simultaneously with a power failure. At this time, the electric system of the gas engine generator is in a state where only a necessary minimum load is connected. The electric system does not become a high load at the time of a power failure, and therefore, the load circuit breaker does not operate immediately after the power failure.
[0010]
However, in an emergency such as a power failure, it is common that even the valve upstream of the clean gas tank is fully closed. In this case, the operation can be continued only with the clean gas in the clean gas tank, that is, the operation can be performed only for a short time. Even if the valve upstream of the tank is not closed, after the waste input to the plant is stopped, the amount of clean gas generated decreases with the passage of time, and the calorific value also decreases due to the component concentration. It will eventually become zero. Therefore, it can be operated only for a short time regardless of the open / closed state of the valve. In other words, electricity cannot be supplied or guaranteed until the time when the waste already input to the plant is processed.
[0011]
If the clean gas tank 106 is enlarged, it is possible to generate power for a relatively long time. However, in the case of a low calorific value gas, the flow rate increases by that amount, and the tank volume becomes extremely large. It is not preferable to provide a large tank only for power failure.
[0012]
By the way, city gas piping is connected to the gas engines 101 and 102 for inspection of the engine, the generator and the exhaust gas denitration device, and the city gas can be supplied as fuel. Therefore, if the gas engines 101 and 102 are switched to city gas operation, power supply can be continued without time limitation.
[0013]
For this purpose, in the gas engines 101 and 102, the state of the fuel gas supply line is changed between when operating with a high calorific value gas such as city gas and when operating with a low calorific value gas such as clean gas. There is a need. Even if low calorific gas is supplied to the gas supply line for high calorific gas, it is not possible to perform suitable operation, and even if high calorific gas is supplied to the gas supply line for low calorific gas, it is not possible to perform suitable operation. Because.
[0014]
When a low calorific value gas is allowed to flow through a fuel gas line suitable for a high calorific value gas, the flow rate becomes insufficient, and the total calorific value per hour, that is, the calorific value × flow rate, becomes insufficient. On the other hand, if a high calorific value gas is allowed to flow through a fuel gas line suitable for a low calorific value gas, the flow rate is too high and combustion does not occur well, making startup particularly difficult.
[0015]
Further, the fuel gas regulating valve for adjusting the air ratio can be automatically controlled so that the air ratio becomes constant. Here, an adjustment valve suitable for one gas often deviates from the valve opening range in the other gas, and an appropriate air ratio cannot be realized.
[0016]
Furthermore, the fuel gas system suitable for the high calorific value gas or the low calorific value gas can be specifically prepared by, for example, the size of the pipe inner diameter. If a low calorific value gas is caused to flow through a pipe having an inner diameter suitable for a high calorific value gas, the flow rate may be insufficient. For a low calorific value gas, it is necessary to employ a pipe with a larger pipe inner diameter to reduce pressure loss and prevent the flow rate from becoming insufficient.
[0017]
Therefore, for example, if one gas engine is provided with a city gas supply line and a clean gas supply line, and an appropriate one is selected by opening / closing an on-off valve, etc., operation is possible with city gas or clean gas. It can be made possible.
[0018]
Even if it is not city gas, the same applies to a system in which a CE tank or a large amount of cylinders sufficiently filled with high calorific gas such as liquefied propane gas is provided and high calorific gas is supplied therefrom. Since the input of the waste into the plant is interrupted, it is sufficient that the fuel gas has a sufficient amount to complete the detoxification process of the already input waste. Liquefied propane gas or the like is preferable because it has a high calorific value and is a liquefied gas.
[0019]
There are mainly the following two methods for switching from an operation state using clean gas to an operation state using city gas.
[0020]
The first method is to start the operation with city gas after stopping the gas engine being operated with clean gas. In this case, power generation is not performed between the start of the clean gas stop routine and the end of the city gas start routine.
[0021]
In the second method, the open / close valve of the city gas fuel line is closed from fully open to fully closed, while the open / close valve of the clean gas fuel line is opened from fully closed to fully open.
[0022]
Here, if both the city gas and clean gas on / off valves are suddenly driven, the flow rate, pressure, and calorific value of the fuel gas flowing into the gas engine will change abruptly. For example, an air ratio adjustment valve provided in a fuel gas pipe that flows into a mixer that mixes fuel gas and the atmosphere adjusts the valve opening so that the mixture flowing out of the mixer has a predetermined air ratio. Although it is a thing, the drive control cannot follow a rapid change appropriately. There is also a throttle valve for adjusting the flow rate of the air-fuel mixture flowing from the mixer into the combustion chamber. This is a governor that keeps the rotational speed constant while detecting the rotational speed of the gas engine generator. However, if the amount of heat generated or the flow rate of the fuel gas changes abruptly, the throttle valve opening control is good. Do not follow. For example, the throttle valve operation hunts, and as a result, the rotation speed of the gas engine generator continues to fluctuate. Such a malfunction of the throttle valve or the air ratio adjusting valve may cause misfire or stop the gas engine in the combustion chamber.
[0023]
Therefore, in the second method, it is necessary to drive both the city gas and the clean gas on / off valves very slowly, for example, for several minutes. Furthermore, it is preferable to employ the following aspects in order to ensure sound operation. That is, the power generation load is further reduced, and then both the city gas and clean gas on / off valves are driven very slowly, and after the switching by the drive is completed, the power generation load is restored.
[0024]
The pyrolysis gasification treatment system in the waste treatment plant can be replaced with an anaerobic treatment system for sewage sludge and livestock sludge, a wastewater treatment system for food factories, a methane fermentation treatment system for garbage, and the like. That is, biogas is also used as the fuel gas. Furthermore, landhill gas, which is generated gas from a waste landfill, can also be used.
[0025]
Even if it is not waste, a gas obtained by reforming methanol used for cleaning semiconductors, liquid crystals, etc., or by-product hydrogen in the process of manufacturing a silicon wafer can be used as a low calorific value gas.
[0026]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional waste treatment plant, even if the commercial power supply is interrupted, the minimum power necessary for the implementation of the detoxification treatment so that the waste in the middle of treatment can be detoxified. It can be covered with power generated from a gas engine generator using clean gas as fuel.
[0027]
However, before the clean gas in the clean gas tank runs out, the switch from clean gas operation to city gas operation must be completed. During this time, power generation by the gas engine must not be stopped. Also, just because it takes time to switch, I want to avoid making the clean gas tank huge as much as possible.
[0028]
Generalizing this issue is as follows. In other words, in a gas engine generator that operates using a gas that has a lower calorific value than city gas as the fuel, the minimum required when the amount of power generated by the generator is insufficient or expected to be insufficient. It is desired to switch to city gas operation while continuing to generate more power than the limit.
[0029]
The present invention has been made in view of such circumstances, and is a gas engine generator system that can continue to generate electric power more than the minimum necessary and that does not require a huge generated gas tank. The purpose is to provide.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is capable of power generation using any one of a low calorific value gas and a city gas, and a first generator capable of generating a predetermined minimum power amount during power generation using the low calorific value gas; A second generator capable of generating electricity using any one of the low calorific value gas and the city gas, a first low calorific value gas supply means for supplying the first generator with a low calorific value gas, and a second generator A second low calorific value gas supply means for supplying a low calorific value gas, a first city gas supply means for supplying city gas to the first generator, and a second city gas for supplying city gas to the second generator And a control means for controlling the first low calorific value gas supply means, the second low calorific value gas supply means, the first city gas supply means and the second city gas supply means. 1 When the low heat value gas supply means and the second low heat value gas supply means are in operation, From the first state where the first city gas supply means and the second city gas supply means are not in operation, the second low calorific value gas supply means is stopped, the second city gas supply means is operated, It is possible to switch to the second state in which the first low heat value gas supply means and the second city gas supply means are in operation and the first city gas supply means and the second low heat value gas supply means are not in operation. It is the gas engine generator system characterized by becoming.
[0031]
According to the present invention, the switching from the first state to the second state is performed while the first low calorific value gas supply means is operated. Here, since the operation of the second city gas supply means is performed in a state where the second low calorific value gas supply means is stopped, the switching from the first state to the second state can be performed relatively quickly. .
[0032]
Preferably, the control means stops the operation of the first low calorific value gas supply means from the second state, operates the first city gas supply means, and operates the first city gas supply means and the second city gas. It is possible to switch to the third state where the supply means is operating and the first low heat value gas supply means and the second low heat value gas supply means are not operating. Here, switching from the second state to the third state does not need to be performed particularly quickly.
[0033]
Preferably, when the control unit stops the operation of the second low calorific value gas supply unit during the switching control from the first state to the second state, the control unit The first low calorific value gas supply means is controlled so as to generate power with a predetermined minimum electric energy.
[0034]
Preferably, when the control means determines that there is a possibility that the power generation amount of the first generator and the second generator by the low calorific value gas is insufficient, the first generator using the low calorific value gas is used. The first low calorific value gas supply means is controlled so as to generate electric power with a predetermined minimum electric energy at the same time, and switching control from the first state to the second state is performed. .
[0035]
Preferably, the first low heat value gas supply means includes a low heat value gas generator and a low heat value gas storage tank.
[0036]
In this case, preferably, when the generation of the low calorific value gas in the low calorific value gas generator stops, the control means uses the low calorific value gas stored in the low calorific value gas storage tank to perform the first operation. Switching control from the first state to the second state is performed while controlling the first low calorific value gas supply means so that the generator generates electric power with a predetermined minimum electric energy. ing.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, a first embodiment will be described with reference to FIG.
[0038]
The first and second gas engines 1, 2 are connected to first and second generators 3, 4, respectively. A low calorific value gas, which is a calorific value lower than that of city gas, is generated from the gas generator 70 and supplied to the first and second gas engines 1 and 2. Only the first gas engine 1 and the first generator 3 can generate the minimum necessary electric power.
[0039]
Here, the electric power generated by the first and second generators 3 and 4 is smaller than the electric power used in the gas generator 70. Therefore, the gas generator 70 is operated by system-linking the generated power and the commercial power source.
[0040]
The combustion exhaust gas from the gas engines 1 and 2 passes through the denitration device 5 and is denitrated, and then released to the atmosphere. Since the amount of low calorific value gas generated from the gas generator 70 can vary, the low calorific value gas tank 6 is provided in the middle of the low calorific value gas piping. As a result, the pressure fluctuation due to the fluctuation of the generated amount of the low calorific value gas is absorbed, and the low calorific value gas can be always supplied to the gas engines 1 and 2 with the pressure fluctuation being small.
[0041]
The low calorific value gas main pipe 12 is branched into first and second low calorific value gas pipes 13 and 14, each of which is connected to communicate with the first and second gas engines 1 and 2. Yes. The city gas main pipe 15 is also branched into the first and second city gas pipes 16 and 17, and each of them is connected to join the first and second low calorific value gas pipes 13 and 14. . Each city gas pipe and each low calorific value gas pipe have different pipe inner diameters. For example, the inner diameters of the first and second low calorific value gas pipes 13 and 14 are sufficiently large, and the pressure loss when the gas flows is extremely small.
[0042]
The first and second low calorific value gas pipes 13 and 14 and the first and second city gas pipes 16 and 17 are connected to each of the four pipes at positions upstream of the positions where they merge. First to fourth on-off valves 7 to 10 are provided. Furthermore, a fifth on-off valve 11 is provided upstream of the low calorific value gas tank 6.
[0043]
Normally, the first, second and fifth on-off valves 7, 8 and 11 are opened, and the third and fourth on-off valves 9 and 10 are closed (first state). In this case, the first and second gas engines 1 and 2 can be operated with a low calorific value gas.
[0044]
With the above configuration, the gas generator 70, the low heat value gas main pipe 12, the first low heat value gas pipe 13, the fifth on-off valve 11 and the first on-off valve 7 are connected to the first low heat value gas. A supply means is formed. The gas generator 70, the low heat value gas main pipe 12, the second low heat value gas pipe 14, the fifth on-off valve 11 and the second on-off valve 8 serve as the second low heat value gas supply means. Forming. The city gas source pipe 15, the first city gas pipe 16, and the third on-off valve 9 form a first city gas supply means. The city gas main pipe 15, the second city gas pipe 17, and the fourth on-off valve 10 form a second city gas supply means.
[0045]
The first to fifth on-off valves 7 to 11 are connected to the control device 80 and are controlled by the control device 80.
[0046]
Next, in this embodiment, the operation when the commercial power supply fails will be described.
[0047]
Simultaneously with the power failure, the grid connection between the commercial power source and the first and second gas engine generators 3 and 4 is disconnected. Then, in order to maintain the concentration of the low calorific value gas (calorific value) and further to prevent adverse effects on the gas generating device 70 side, the fifth open / close at the upstream position of the low calorific value gas tank 6 is provided. The valve 11 is closed.
[0048]
Subsequently, the second gas engine 2 is stopped, the second on-off valve 8 is closed, and the fourth on-off valve 10 is opened. At this time, the operations of the second and fourth on-off valves 8 and 10 are performed in a state where the second gas engine 2 is not operated, and thus can be performed quickly.
[0049]
Thereby, the 2nd gas engine 2 is drive | operated by city gas, and the electric power generation in the 2nd generator 4 is restarted (2nd state). Thereafter, the low calorific value gas in the low calorific value gas tank 6 decreases, but in the present embodiment, the power generation by the second gas engine 2 is performed before the first gas engine 1 is stopped. It is supposed to be started.
[0050]
Therefore, in the present embodiment, there is no period during which the minimum required amount of power generation is not ensured. Even when the fifth on-off valve 11 upstream of the low calorific value gas tank 6 is not closed, the generation and supply of gas from the gas generator 70 will be insufficient due to a power failure, so the situation is the same. It is.
[0051]
Thereafter, the first gas engine 1 is stopped. Then, the first on-off valve 7 is closed, the third on-off valve 9 is opened, and the first gas engine 1 is operated by city gas (third state). Since the operation | movement of the 3rd on-off valve 9 at this time is implemented in the state which the 1st gas engine 1 is not drive | operated, it can be implemented quickly.
[0052]
According to the present embodiment as described above, the low calorific value gas tank 6 can be remarkably reduced in size as compared with the case of the prior art.
[0053]
In addition, the 1st and 3rd on-off valves 7 and 9 of this Embodiment can function as a 1st and 3rd flow regulating valve.
[0054]
For example, in this case, after the occurrence of a power failure, the operation of the second gas engine 2 is switched to the city gas operation state in the same procedure as described above, but after that, the first gas engine 1 is not stopped and the operation continues. Is done.
[0055]
That is, the third flow rate adjusting valve (third on-off valve 9) can be opened slowly while the first flow rate adjusting valve (first on-off valve 7) is slowly closed. While the first flow rate adjustment valve is fully closed, the third flow rate adjustment valve is fully open or has an appropriate opening. Thus, the first gas engine 1 can be switched from the low calorific value gas operation to the city gas operation without stopping.
[0056]
In this case, it is also preferable that the load of the first generator 3 is reduced after the operation of the second gas engine 2 is switched to the city gas operation state. Also in this case, the third flow rate adjustment valve (third on-off valve 9) can be slowly opened at the same time while the first flow rate adjustment valve (first on-off valve 7) is slowly closed. While the first flow rate adjustment valve is fully closed, the third flow rate adjustment valve is fully open or has an appropriate opening. After that, the load of the first generator 3 is restored.
[0057]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, parts that are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIG.
[0058]
Also in the present embodiment, the first and second gas engines 1, 2 are connected to the first and second generators 3, 4, respectively. A low calorific value gas, which is a calorific value lower than that of city gas, is generated from the gas generator 70 and supplied to the first and second gas engines 1 and 2. Only the first gas engine 1 and the first generator 3 can generate the minimum necessary electric power.
[0059]
Here, the electric power generated by the first and second generators 3 and 4 is smaller than the electric power used in the gas generator 70. Therefore, the gas generator 70 is operated by system-linking the generated power and the commercial power source.
[0060]
The low calorific value gas main pipe 12 is branched into first and second low calorific value gas pipes 13 and 14, each of which is connected to communicate with the first and second gas engines 1 and 2. Yes.
[0061]
The first and second low calorific value gas pipes 13 and 14 are provided with sixth and seventh flow rate adjusting valves 21 and 22, respectively. Also. An eighth on-off valve 23 is provided between the branch position of the low heat value gas main pipe 12 and the low heat value gas tank 6. A ninth opening / closing valve 24 is provided between the branch position of the main pipe 12 for the low calorific value gas and the seventh flow rate adjustment valve 22.
[0062]
Further, the city gas source pipe 15 of the present embodiment communicates with the second low calorific value gas pipe 14 between the ninth on-off valve 24 and the seventh flow rate adjustment valve 22. A tenth flow rate adjusting valve 25 is provided at a position upstream of the joining position of the city gas source pipe 15 and the second low calorific value gas pipe 14.
[0063]
Each of the low calorific value gas pipes 12 to 14 has a pipe inner diameter different from that of the city gas source pipe 15. For example, each of the low calorific value gas pipes 12 to 14 is sufficiently large, and the pressure loss when the gas flows is extremely small.
[0064]
Normally, the fifth, eighth, and ninth on-off valves 11, 23, and 24 are opened, the sixth and seventh flow control valves 21 and 22 are opened, and the tenth on-off valve 25 is closed. (First state). In this case, the first and second gas engines 1 and 2 can be operated with a low calorific value gas.
[0065]
With the above configuration, the gas generator 70, the low heat value gas main pipe 12, the first low heat value gas pipe 13, the fifth on-off valve 11, the eighth on-off valve 23, and the sixth flow rate adjustment valve 21. However, it forms the first low calorific value gas supply means. The gas generator 70, the low heat value gas main pipe 12, the second low heat value gas pipe 14, the fifth on-off valves 11, 8 on-off valve 23, the ninth on-off valve 24, and the seventh flow rate. The preparation valve 22 forms a second low calorific value gas supply means. Also, the city gas source pipe 15, the second low heat value gas pipe 14, the first low heat value gas pipe 13, the tenth on-off valve 25, the ninth on-off valve 24, and the sixth flow rate adjustment valve 21. However, it forms the first city gas supply means. In addition, the city gas main pipe 15, the second low calorific value gas pipe 14, the tenth on-off valve 25, and the seventh flow rate adjusting valve 22 form a second city gas supply means.
[0066]
The flow rate adjusting valves and the on-off valves 11, 21 to 25 are connected to the control device 80 and are controlled by the control device 80.
[0067]
Next, in this embodiment, the operation when the commercial power supply fails will be described.
[0068]
Simultaneously with the power failure, the grid connection between the commercial power source and the first and second gas engine generators 3 and 4 is disconnected. Then, in order to maintain the concentration of the low calorific value gas (calorific value) and further to prevent adverse effects on the gas generating device 70 side, the fifth open / close at the upstream position of the low calorific value gas tank 6 is provided. The valve 11 is closed.
[0069]
Subsequently, the second gas engine 2 is stopped, the ninth on-off valve 24 is closed, and the seventh flow rate adjustment valve 22 is narrowed to an opening suitable for city gas operation. The first and second low calorific value gas pipes 13 and 14 have large pipe inner diameters that are not suitable for city gas operation. However, by making the opening of the seventh flow control valve 22 sufficiently small, Pressure loss increases, and it becomes possible to adjust the flow rate of city gas suitable for city gas operation. At this time, since the operation of the seventh flow rate adjustment valve 22 is performed in a state where the second gas engine 2 is not operated, it can be quickly performed.
[0070]
Thereafter, the tenth on-off valve 25 is opened, the second gas engine 2 is operated by the city gas, and the power generation in the second generator 4 is resumed (second state). Thereafter, the low calorific value gas in the low calorific value gas tank 6 decreases, but in the present embodiment, the power generation by the second gas engine 2 is performed before the first gas engine 1 is stopped. It is supposed to be started.
[0071]
Therefore, in the present embodiment, there is no period during which the minimum required amount of power generation is not ensured. Even when the fifth on-off valve 11 upstream of the low calorific value gas tank 6 is not closed, the generation and supply of gas from the gas generator 70 will be insufficient due to a power failure, so the situation is the same. It is.
[0072]
Thereafter, the first gas engine 1 is stopped. And the 8th on-off valve 23 closes and the 6th flow volume adjustment valve 21 narrows to the opening degree suitable for a city gas driving | operation. The first and second low calorific value gas pipes 13 and 14 have large pipe inner diameters that are not suitable for city gas operation. However, by making the opening of the sixth flow control valve 21 sufficiently small, Pressure loss increases, and it becomes possible to adjust the flow rate of city gas suitable for city gas operation. At this time, the operation of the sixth flow rate adjustment valve 21 is performed in a state where the first gas engine 1 is not operated, and thus can be performed quickly.
[0073]
Thereafter, the ninth on-off valve 24 is opened, the first gas engine 2 is operated by city gas, and power generation in the first generator 3 is resumed (third state).
[0074]
According to the present embodiment as described above, the low calorific value gas tank 6 can be remarkably reduced in size as compared with the case of the prior art.
[0075]
In addition, the 8th and 9th on-off valves 23 and 24 of this Embodiment can function as a flow regulating valve.
[0076]
For example, in this case, after the occurrence of a power failure, the operation of the second gas engine 2 is switched to the city gas operation state in the same procedure as described above, but after that, the first gas engine 1 is not stopped and the operation continues. Is done.
[0077]
That is, the ninth on-off valve 24 can be slowly opened while the eighth on-off valve 23 is slowly closed. At the same time, the opening degree of the sixth flow rate adjusting valve can be gradually reduced to an appropriate opening degree. Then, the eighth on-off valve 23 is fully closed, while the ninth on-off valve 24 is fully open or has an appropriate opening degree. Thus, the first gas engine 1 can be switched from the low calorific value gas operation to the city gas operation without stopping.
[0078]
In this case, it is also preferable that the load of the first generator 3 is reduced after the operation of the second gas engine 2 is switched to the city gas operation state. Even in this case, the ninth on-off valve 24 can be slowly opened at the same time while the eighth on-off valve 23 is slowly closed. While the eighth on-off valve is fully closed, the ninth on-off valve is fully open or has an appropriate opening. After that, the load of the first generator 3 is restored.
[0079]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, parts that are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIG.
[0080]
In the present embodiment, the insides of the first and second gas engines 1 and 2 are configured as follows. That is, the first gas engine 1 includes a first mixer 28 suitable for low calorific value gas operation for mixing fuel gas and air into the first gas engine main body 26, and city gas operation. A second mixer 29 suitable for the same, and the second gas engine 2 similarly mixes fuel gas and air and flows into the second gas engine main body 27 with low heat generation. A third mixer 30 suitable for the quantity gas operation and a fourth mixer 31 suitable for the city gas operation are provided.
[0081]
The first mixer 28 and the third mixer 30 have a fuel gas flow path wider than that of the second mixer 29 and the fourth mixer 31 so that the fuel gas can easily flow in. It is suitable for low calorific value gas operation. The air-fuel mixtures mixed in the first mixer 28 and the second mixer 29 merge and then flow into the first engine body 26. The air-fuel mixtures mixed in the third mixer 30 and the fourth mixer 31 merge and then flow into the second gas engine main body 26. In FIG. 3, an air ratio adjusting valve, a throttle valve for adjusting the flow rate of the air-fuel mixture, and the like are omitted.
[0082]
The low calorific value gas main pipe 12 is branched into first and second low calorific value gas pipes 13 and 14, each of which is connected to communicate with the first and third mixers 28 and 30. Yes. The city gas main pipe 15 is also branched into the first and second city gas pipes 16 and 17, and each of them is connected to communicate with the second and fourth mixers 29 and 31. Each city gas pipe and each low calorific value gas pipe have different pipe inner diameters. For example, the inner diameters of the first and second low calorific value gas pipes 13 and 14 are sufficiently large, and the pressure loss when the gas flows is extremely small.
[0083]
The first and second low calorific value gas pipes 13 and 14 and the first and second city gas pipes 16 and 17 have four pipes at positions upstream from the first to fourth mixers, respectively. First to fourth on-off valves 7 to 10 are provided in each of the pipes. Furthermore, a fifth on-off valve 11 is provided upstream of the low calorific value gas tank 6.
[0084]
Normally, the first, second and fifth on-off valves 7, 8 and 11 are opened, and the third and fourth on-off valves 9 and 10 are closed (first state). In this case, the first and second gas engines 1 and 2 can be operated with a low calorific value gas.
[0085]
In the present embodiment, the operation when the commercial power supply fails is the same as that of the first embodiment.
[0086]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, parts that are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIG.
[0087]
In the present embodiment, the insides of the first and second gas engines 1 and 2 are configured as follows. That is, the first gas engine 1 has a fifth mixer 32 and a sixth mixer 33 suitable for city gas operation for mixing the fuel gas and air into the first gas engine body 26. Similarly, the second gas engine 2 is suitable for the seventh mixer 34 and the city gas operation for mixing the fuel gas and air to flow into the second gas engine main body 27. An eighth mixer 35 is provided.
[0088]
The fifth mixer 32 and the sixth mixer 33 are arranged so as to be parallel to the fuel gas and connected in series in that order to the air. The number of mixers connected is not limited to two. Similarly, the seventh mixer 34 and the eighth mixer 35 are connected and arranged in parallel with the fuel gas and in series with the air in that order. The number of mixers connected is not limited to two.
[0089]
In the present embodiment, the main pipe 12 for low calorific value gas branches into first and second low calorific value gas pipes 13 and 14, which are connected to the first and second gas engines 1 and 2, respectively. Has been. In the first gas engine 1, the first low heating value gas pipe 13 branches into third and fourth low heating value gas pipes 38 and 39 and communicates with the fifth and sixth mixers 32 and 33. To be connected. In the second gas engine 2, the second low calorific value gas pipe 14 branches to fifth and sixth low calorific value gas pipes 40 and 41 and communicates with the seventh and eighth mixers 34 and 35. To be connected.
[0090]
The fifth mixer 32 and the seventh mixer 34 need not be suitable for city gas operation. The third low heat value gas pipe 38 is provided with an eleventh on-off valve 36, and the fifth low heat value gas pipe 40 is provided with a twelfth open / close valve 37. In the figure, an air ratio adjusting valve and a throttle valve for adjusting the flow rate of the air-fuel mixture are omitted.
[0091]
The pipe inner diameters of the first and second low calorific value gas pipes 13 and 14 are sufficiently large, and the pressure loss when the gas flows is extremely small.
[0092]
The first and second low calorific value gas pipes 13 and 14 and the first and second city gas pipes 16 and 17 are connected to each of the four pipes at positions upstream of the positions where they merge. First to fourth on-off valves 7 to 10 are provided. Furthermore, a fifth on-off valve 11 is provided upstream of the low calorific value gas tank 6.
[0093]
Normally, the first, second, fifth, eleventh and twelfth on-off valves 7, 8, 11, 36 and 37 are opened, and the third and fourth on-off valves 9 and 10 are closed. (First state). In this case, the first and second gas engines 1 and 2 can be operated with a low calorific value gas.
[0094]
When air is sucked into the fifth mixer 32, the fifth mixer 32 has a throttle shape similar to a venturi tube, so that the air is depressurized inside the fifth mixer 32. Due to this pressure difference, the low calorific value gas is sucked into the air flow path in the fifth mixer 32 from the third low calorific value gas pipe 38.
[0095]
In the sixth mixer 33, the first air-fuel mixture composed of the low calorific value gas and air discharged from the fifth mixer 32 is sucked in the direction of the first gas engine main body 26. Since the inside of the sixth mixer 33 is depressurized similarly to the fifth mixer 32, the low calorific value gas is sucked into the sixth mixer 33 from the fourth low calorific value gas pipe 39. The second air-fuel mixture that has come out of the sixth mixer 33 flows into the first gas engine main body 26. Thus, a large amount of low calorific value gas can be supplied without increasing the amount of air sucked.
[0096]
In the eighth mixer 35, the first air-fuel mixture composed of the low calorific value gas and air discharged from the seventh mixer 34 is sucked in the direction of the second gas engine main body 27. Since the inside of the eighth mixer 35 is decompressed similarly to the seventh mixer 34, the low calorific value gas is sucked into the eighth mixer 35 from the sixth low calorific value gas pipe 41. The second gas mixture coming out of the eighth mixer 35 flows into the second gas engine main body 27. Thus, a large amount of low calorific value gas can be supplied without increasing the amount of air sucked.
[0097]
Next, in this embodiment, the operation when the commercial power supply fails will be described.
[0098]
Simultaneously with the power failure, the grid connection between the commercial power source and the first and second gas engine generators 3 and 4 is disconnected. Then, in order to maintain the concentration of the low calorific value gas (calorific value) and to prevent the gas generator 40 from being adversely affected, the fifth opening / closing at the upstream position of the low calorific value gas tank 6 is performed. The valve 11 is closed.
[0099]
Subsequently, the second gas engine 2 is stopped, the second and twelfth on-off valves 8 and 37 are closed, and the fourth on-off valve 10 is opened. When the twelfth on-off valve 37 is closed, the seventh mixer 34 becomes a simple air flow path. Accordingly, since the city gas flows only through the eighth mixer 35 suitable for city gas, the gas engine 2 is in a suitable city gas operation state. At this time, the operations of the second, fourth, and twelfth on-off valves 8, 10, and 37 are performed in a state where the second gas engine 2 is not operated, and therefore can be performed quickly.
[0100]
Thereby, the 2nd gas engine 2 is drive | operated by city gas, and the electric power generation in the 2nd generator 4 is restarted (2nd state). Thereafter, the low calorific value gas in the low calorific value gas tank 6 decreases, but in the present embodiment, the power generation by the second gas engine 2 is performed before the first gas engine 1 is stopped. It is supposed to be started.
[0101]
Therefore, in the present embodiment, there is no period during which the minimum required amount of power generation is not ensured. Even when the fifth on-off valve 11 upstream of the low calorific value gas tank 6 is not closed, the generation and supply of gas from the gas generator 70 will be insufficient due to a power failure, so the situation is the same. It is.
[0102]
Thereafter, the first gas engine 1 is stopped. Then, the first and eleventh on-off valves 7 and 36 are closed, the third on-off valve 9 is opened, and the first gas engine 1 is operated by city gas (third state). When the eleventh on-off valve 36 is closed, the fifth mixer 32 becomes a simple air flow path. Therefore, since the city gas flows only through the sixth mixer 33 suitable for city gas, the gas engine 1 is in a suitable city gas operation state. The operations of the third and eleventh on-off valves 9 and 36 at this time can be performed quickly because the first gas engine 1 is not operated.
[0103]
According to the present embodiment as described above, the low calorific value gas tank 6 can be remarkably reduced in size as compared with the case of the prior art.
[0104]
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, parts that are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIG.
[0105]
In the present embodiment, the insides of the first and second gas engines 1 and 2 are configured as follows. That is, the first gas engine 1 is provided with a ninth mixer 46 for mixing fuel gas and air into the first gas engine main body 26 and the second gas engine 2 is the same. In addition, a tenth mixer 47 is provided for mixing the fuel gas and air into the second gas engine main body 27.
[0106]
The ninth mixer 46 and the tenth mixer 47 can adjust the flow rate of the fuel gas by expanding the fuel gas flow path inside the mixer by driving the components. For example, the flow path state suitable for the low calorific value gas can be made wider than the flow path state suitable for the city gas. In FIG. 5, an air ratio adjusting valve, a throttle valve for adjusting the flow rate of the air-fuel mixture, and the like are omitted. Further, the inner diameters of the first and second low calorific value gas pipes 13 and 14 are sufficiently large, and the pressure loss when the gas flows is extremely small.
[0107]
The first and second low calorific value gas pipes 13 and 14 and the first and second city gas pipes 16 and 17 are connected to each of the four pipes at positions upstream of the positions where they merge. First to fourth on-off valves 7 to 10 are provided. Furthermore, a fifth on-off valve 11 is provided upstream of the low calorific value gas tank 6.
[0108]
Normally, the first, second and fifth on-off valves 7, 8 and 11 are opened, and the third and fourth on-off valves 9 and 10 are closed (first state). In this case, the first and second gas engines 1 and 2 can be operated with a low calorific value gas. At this time, the fuel gas flow paths inside the ninth mixer 46 and the tenth mixer 47 are in a state suitable for the low calorific value gas.
[0109]
Next, in this embodiment, the operation when the commercial power supply fails will be described.
[0110]
Simultaneously with the power failure, the grid connection between the commercial power source and the first and second gas engine generators 3 and 4 is disconnected. Then, in order to maintain the concentration of the low calorific value gas (calorific value) and further to prevent adverse effects on the gas generating device 70 side, the fifth open / close at the upstream position of the low calorific value gas tank 6 is provided. The valve 11 is closed.
[0111]
Subsequently, the second gas engine 2 is stopped, the second on-off valve 8 is closed, and the fourth on-off valve 10 is opened. Further, the tenth mixer 47 is driven to make the fuel gas flow path narrow so that it is suitable for city gas operation. At this time, the operation of the second and fourth on-off valves 8 and 10 and the component driving operation of the tenth mixer 47 are performed in a state where the second gas engine 2 is not operated, and thus can be performed quickly. .
[0112]
Thereby, the 2nd gas engine 2 is drive | operated by city gas, and the electric power generation in the 2nd generator 4 is restarted (2nd state). Thereafter, the low calorific value gas in the low calorific value gas tank 6 decreases, but in the present embodiment, the power generation by the second gas engine 2 is performed before the first gas engine 1 is stopped. It is supposed to be started.
[0113]
Therefore, in the present embodiment, there is no period during which the minimum required amount of power generation is not ensured. Even when the fifth on-off valve 11 upstream of the low calorific value gas tank 6 is not closed, the generation and supply of gas from the gas generator 70 will be insufficient due to a power failure, so the situation is the same. It is.
[0114]
Thereafter, the first gas engine 1 is stopped. Then, the first on-off valve 7 is closed, the third on-off valve 9 is opened, and the first gas engine 1 is operated by city gas (third state). At this time, the ninth mixer 46 is driven to make the fuel gas flow path narrow so that it is suitable for city gas operation. Since the operation of the 31st on-off valve 9 and the component driving operation of the ninth mixer 46 at this time are performed in a state in which the first gas engine 1 is not operated, it can be performed quickly.
[0115]
According to the present embodiment as described above, the low calorific value gas tank 6 can be remarkably reduced in size as compared with the case of the prior art.
[0116]
【The invention's effect】
According to the present invention, the switching from the first state to the second state is performed while the first low calorific value gas supply means is operated. Here, since the operation of the second city gas supply means is performed in a state where the second low calorific value gas supply means is stopped, the switching from the first state to the second state can be performed relatively quickly. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a first embodiment of a gas engine generator system of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a second embodiment of the gas engine generator system of the present invention.
FIG. 3 is a schematic block diagram showing a third embodiment of the gas engine generator system of the present invention.
FIG. 4 is a schematic block diagram showing a fourth embodiment of the gas engine generator system of the present invention.
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a fifth embodiment of the gas engine generator system of the present invention.
FIG. 6 is a schematic block diagram showing a conventional gas engine generator system.
[Explanation of symbols]
1 First gas engine
2 Second gas engine
3 First generator
4 Second generator
5 Denitration equipment
6 Low calorific value gas tank
7 First on-off valve
8 Second on-off valve
9 Third on-off valve
10 Fourth open / close valve
11 Fifth on-off valve
12 Original piping of low calorific value gas
13 First low calorific value gas piping
14 Second low heating value gas piping
15 City gas former piping
16 First city gas pipe
17 Second city gas pipe
21 Sixth flow regulating valve
22 Seventh flow adjustment valve
23 Eighth on-off valve
24 Ninth on-off valve
25 10th on-off valve
26 Harm 1 Gas Engine Body
27 Second gas engine body
28 First mixer
29 Second mixer
30 Third mixer
31 Fourth mixer
32 Fifth mixer
33 Sixth mixer
34 Seventh mixer
35 Eighth mixer
36 eleventh on-off valve
37 12th on-off valve
38 Third low heating value gas piping
39 4th low calorific value gas piping
40 5th low calorific value gas piping
41 6th low calorific value gas piping
46 Ninth Mixer
47 10th mixer

Claims

A first generator capable of generating power using any one of a low calorific value gas and a city gas, and capable of generating a predetermined minimum electric energy during power generation using the low calorific value gas;
A second generator capable of generating electricity using either low calorific value gas or city gas;
First low heating value gas supply means for supplying a low heating value gas to the first generator;
A second low heating value gas supply means for supplying a low heating value gas to the second generator;
First city gas supply means for supplying city gas to the first generator;
A second city gas supply means for supplying city gas to the second generator;
Control means for controlling the first low heating value gas supply means, the second low heating value gas supply means, the first city gas supply means and the second city gas supply means;
With
The control means starts from the first state where the first low calorific value gas supply means and the second low calorific value gas supply means are in operation and the first city gas supply means and the second city gas supply means are not in operation. The second low calorific value gas supply means is stopped, the second city gas supply means is activated, the first low calorific value gas supply means and the second city gas supply means are activated, and the first city A gas engine generator system characterized in that the gas supply means and the second low calorific value gas supply means can be switched to a second state in which they are not operating.

The control means stops the operation of the first low calorific value gas supply means from the second state, operates the first city gas supply means, and the first city gas supply means and the second city gas supply means 2. The first low calorific value gas supply means and the second low calorific value gas supply means can be switched to a third state in which the first low calorific value gas supply means and the second low calorific value gas supply means are not activated. Gas engine generator system.

When the control means stops the operation of the second low calorific value gas supply means in the middle of the switching control from the first state to the second state, a predetermined minimum electric energy in the first generator is generated. 3. The gas engine generator system according to claim 1, wherein the first low calorific value gas supply means is controlled so as to generate the following power.

When it is determined that there is a possibility that the power generation amount of the first generator and the second generator by the low calorific value gas is insufficient, the control means is a predetermined minimum in the first generator using the low calorific value gas. Switching control from the first state to the second state is performed while controlling the first low calorific value gas supply means so that electric power is generated. The gas engine generator system according to any one of claims 1 to 3.

The first low calorific value gas supply means is:
A low calorific value gas generator,
A low calorific value gas storage tank;
The gas engine generator system according to any one of claims 1 to 4, characterized by comprising:

When the generation of the low calorific value gas in the low calorific value gas generator is stopped, the control means uses the low calorific value gas stored in the low calorific value gas storage tank to perform a predetermined operation in the first generator. The switching control from the first state to the second state is performed while controlling the first low calorific value gas supply means so that the power generation of the minimum amount of electric power is performed. The gas engine generator system according to claim 5.