CN101981739A - 燃料电池系统及其负载跟踪运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以实现可靠的转化、防止流路堵塞、阳极劣化的燃料电池系统负载跟踪运行方法。预先设定电池输出Pi和燃料流量Fi的对应，根据转化催化剂层温度求出可转化燃料流量FR，如果FR＜Fmin(最小的Fi)，则停止发电，在FR≥Fmin的情况下，如果输出要求值PD为最大输出PM以下，则进行1，如果PD＞PM，则进行2。1.求出说明书记载的FDS，如果FDS≤FR，则将输出设为PD，将燃料流量设为FDS，如果FDS＞FR，若有小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将输出设为该Pi的最大值，将燃料流量设为与该值对应的Fi，若没有，则停止发电，将燃料流量设为FR。2.如果FM(对应于PM的Fi)≤FR，则将输出设为PM，将燃料流量设为FM，如果FM＞FR，若有对应于FR以下的Fi的Pi，则将输出设为该Pi中的最大值，将燃料流量设为与该值对应的Fi，若没有，则停止发电，将燃料流量设为FR。本发明还提供适于该方法的燃料电池系统。

Description

燃料电池系统及其负载跟踪运行方法
技术领域
本发明涉及一种使用将煤油等烃系燃料转化而得的转化气体来进行发电的燃料电池系统。
背景技术
在固体氧化物电解质型燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell。以下根据情况也称作SOFC。)系统中，通常来说包含用于将煤油或城市煤气等烃系燃料转化而产生含氢气体(转化气体)的转化器、和用于使转化气体与空气电化学地发电反应的SOFC。
SOFC通常来说在550～1000℃的高温下工作。
在转化中可以利用水蒸气转化(SR)、局部氧化转化(POX)、自热转化(ATR)等各种反应，然而为了使用转化催化剂，需要加热到显现出催化活性的温度。
水蒸气转化是非常大的吸热反应，另外，反应温度比较高，为550～750℃，因而需要高温的热源。由此，已知有在SOFC的附近设置转化器(内部转化器)而主要以来自SOFC的辐射热作为热源将转化器加热的内部转化型SOFC(专利文献1)。
另外，在专利文献2及3中，还提出过关于燃料电池系统的负载跟踪运行的方案。
专利文献1：日本特开2004-319420号公报
专利文献2：日本特开2001-185196号公报
专利文献3：日本特开2006-32262号公报
如果烃系燃料未被转化到规定的组成，而未转化部分供给到SOFC，则特别是在作为烃系燃料使用煤油等高级烃的情况下，还会有引起由碳析出造成的流路堵塞、阳极劣化的情况。
SOFC系统有时进行负载跟踪运行。即，有时进行与所需电力的变动匹配地使SOFC系统的发电量变化的运行。例如，在使发电量增加的情况下，就会有增加向SOFC系统的烃系燃料的供给量的情况。此种情况下，也会有碳析出的可能性。所以，希望即使在负载跟踪运行中也可以将烃系燃料可靠地转化。专利文献2及3中所公开的技术中，在进行可靠的转化这一点上，都仍然有待改善。
这并不限于SOFC，对于具有熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)等高温型燃料电池的燃料电池系统也可以这么说。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种方法，其在对包括具有转化催化剂层的转化器和高温型燃料电池的燃料电池系统进行负载跟踪运行时，可以更为可靠地进行转化，更为可靠地防止流路堵塞、阳极劣化。
本发明的另一个目的在于，提供一种适于实施此种方法的燃料电池系统。
根据本发明，提供一种燃料电池系统的负载跟踪运行方法，是包括转化器和高温型燃料电池的燃料电池系统的负载跟踪运行方法，上述转化器具有将烃系燃料转化而制造含有氢的转化气体的转化催化剂层，上述高温型燃料电池使用该转化气体进行发电，
预先设定好该燃料电池的多个电输出Pi(i是1以上M以下的整数，其中M是2以上的整数)、与各Pi对应的烃系燃料的流量Fi，
其中，各Fi是为了由燃料电池输出对应的电输出Pi而需要向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量，各Pi为0以上，且随着i的增加Pi增加，各Fi大于0，
作为i为M时的Pi的PM是燃料电池的最大电输出，
在将所有的Fi中的最小值表示为Fmin时，具有：
A)测定转化催化剂层的温度T的工序；
B)求出可转化流量FR的工序，该可转化流量FR是能够在温度T的转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量；
C)在上述可转化流量FR小于上述最小值Fmin的情况下，停止燃料电池的发电的工序；以及
D)在上述可以转化流量FR为上述最小值Fmin以上的情况下，
如果燃料电池输出要求值PD为上述最大电输出PM以下，则进行工序d1，而如果燃料电池输出要求值PD超过上述最大电输出PM，则进行工序d2的工序，
d1)所有Pi当中，如果有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于与PD相等的Pi的Fi设为FDS，
所有Pi当中，如果没有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于超过PD的最小的Pi的Fi、和对应于小于PD且最大的Pi的Fi中不小的一方设为FDS，
在FDS为上述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PD，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS，
在FDS超过上述可转化流量FR的情况下，
如果有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序；
d2)在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM为上述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PM，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FM，
在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM超过上述可转化流量FR的情况下，
如果有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序。
根据本发明的第一方式，提供一种燃料电池系统的负载跟踪运行方法，是具有转化器和高温型燃料电池的燃料电池系统的负载跟踪运行方法，上述转化器具有将烃系燃料转化而制造含有氢的转化气体的转化催化剂层，上述高温型燃料电池使用该转化气体进行发电，
预先设定好该燃料电池的多个电输出Pi(i是1以上M以下的整数，其中M是2以上的整数)、与各Pi对应的烃系燃料的流量Fi，
其中，各Fi是为了由燃料电池输出对应的电输出Pi而需要向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量，各Pi为0以上，且随着i的增加Pi增加，各Fi大于0，
作为i为M时的Pi的PM是燃料电池的最大电输出，
在将所有的Fi中的最小值表示为Fmin时，具有：
1-A)测定转化催化剂层的温度的工序；
1-B)基于测定出的转化催化剂层的温度，算出作为能够在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量的可转化流量FR的工序；
1-C)在算出的可转化流量FR小于上述最小值Fmin的情况下，停止燃料电池的发电的工序；以及
1-D)在算出的可转化流量FR为上述最小值Fmin以上的情况下，
如果燃料电池输出要求值PD为上述最大电输出PM以下，则进行工序1-d1，如果燃料电池输出要求值PD超过上述最大电输出PM，则进行工序1-d2的工序，
1-d1)所有Pi当中，如果有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于与PD相等的Pi的Fi设为FDS，
所有Pi当中，如果没有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于超过PD的最小的Pi的Fi、和对应于小于PD且最大的Pi的Fi中不小的一方设为FDS，
在FDS为上述算出的可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PD，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS，
在FDS超过上述算出的可转化流量FR的情况下，
如果有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序；
1-d2)在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM为上述算出的可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PM，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FM，
在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM超过上述算出的可转化流量FR的情况下，
如果有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序。
根据本发明的第二方式，提供一种燃料电池系统的负载跟踪运行方法，是具有转化器和高温型燃料电池的燃料电池系统的负载跟踪运行方法，上述转化器具有将烃系燃料转化而制造含有氢的转化气体的转化催化剂层，上述高温型燃料电池使用该转化气体进行发电，
预先设定好该燃料电池的多个电输出Pi(i是1以上M以下的整数，其中M是2以上的整数)、与各Pi对应的烃系燃料的流量Fi，
其中，各Fi是为了由燃料电池输出对应的电输出Pi而需要向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量，各Pi为0以上，且随着i的增加Pi增加，各Fi大于0，
作为i为M时的Pi的PM是燃料电池的最大电输出，
将所有的Fi中的最小值表示为Fmin，
并且，预先设定好转化催化剂层的多个温度Tj(j是1以上N以下的整数，其中N是2以上的整数)、与各Tj对应的烃系燃料的流量Gj，
其中，各Gj是在对应的转化催化剂层温度Tj下能够在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量，各Gj大于0，随着j的增加Gj为相同的值或增加，
具有：
2-A)测定转化催化剂层的温度T的工序；
2-B)作为可转化流量FR，即，在温度T的转化催化剂层中能够转化的烃系燃料的流量，采用对应于上述温度T以下且最大的Tj的Gj的工序；
2-C)在上述可转化流量FR小于上述最小值Fmin的情况下，停止燃料电池的发电的工序；以及
2-D)在上述可转化流量FR为上述最小值Fmin以上的情况下，
如果燃料电池输出要求值PD为上述最大电输出PM以下，则进行工序2-d1，如果燃料电池输出要求值PD超过上述最大电输出PM，则进行工序2-d2的工序，
2-d1)所有Pi当中，如果有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于与PD相等的Pi的Fi设为FDS，
所有Pi当中，如果没有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于超过PD的最小的Pi的Fi、和对应于小于PD且最大的Pi的Fi中不小的一方设为FDS，
在FDS为上述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PD，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS，
在FDS超过上述可转化流量FR的情况下，
如果有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序；
2-d2)在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM为上述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PM，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FM，
在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM超过上述可转化流量FR的情况下，如果有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序。
在负载跟踪运行期间，可以反复进行上述工序A～D、工序1-A～1-D、或工序2-A～2-D。
上述烃系燃料可以含有碳数为2以上的烃系燃料。
上述转化气体中的碳数为2以上的化合物的浓度以质量基准计可以为50ppb以下。
根据本发明，可以提供一种燃料电池系统，其具有转化器和高温型燃料电池，上述转化器具有将烃系燃料转化而制造含有氢的转化气体的转化催化剂层，上述高温型燃料电池使用该转化气体进行发电，
将该燃料电池的多个电输出表示为Pi(i是1以上M以下的整数，其中M是2以上的整数)，将与各Pi对应的烃系燃料的流量表示为Fi，
其中，各Fi是为了由燃料电池输出对应的电输出Pi而需要向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量，各Pi为0以上，且随着i的增加Pi增加，各Fi大于0，
作为i为M时的Pi的PM是燃料电池的最大电输出，
在将所有的Fi中的最小值表示为Fmin时，具有：
I)测定转化催化剂层的温度T的机构；
II)求出作为能够在温度T的转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量的可转化流量FR的机构；
III)在上述可转化流量FR小于上述最小值Fmin的情况下，停止燃料电池的发电的机构；以及
IV)在上述可转化流量FR为上述最小值Fmin以上的情况下，
如果燃料电池输出要求值PD为上述最大电输出PM以下，则进行工序d1，如果燃料电池输出要求值PD超过上述最大电输出PM，则进行工序d2的机构，
d1)所有Pi当中，如果有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于与PD相等的Pi的Fi设为FDS，
所有Pi当中，如果没有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于超过PD的最小的Pi的Fi、和对应于小于PD且最大的Pi的Fi中不小的一方设为FDS，
在FDS为上述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PD，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS，
在FDS超过上述可转化流量FR的情况下，
如果有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序；
d2)在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM为上述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PM，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FM，
在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM超过上述可转化流量FR的情况下，
如果有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序。
根据本发明，可以提供一种方法，其在对包括具有转化催化剂层的转化器和高温型燃料电池的燃料电池系统进行负载跟踪运行时，可以更为可靠地进行转化，更为可靠地防止流路堵塞、阳极劣化。
另外，根据本发明，可以提供一种适于实施此种方法的燃料电池系统。
附图说明
图1是对可以实施本发明的间接内部转化型SOFC系统的例子表示概要的示意图。
图2是对可以实施本发明的间接内部转化型SOFC系统的另一个例子表示概要的示意图。
其中，1水气化器，2附设于水气化器的电加热器，3转化器，4转化催化剂层，5热电偶，6SOFC，7点火器，8模块容器，9附设于转化器的电加热器，10计算机，11流量调节阀，12流量计，13热电偶，14电力调整器
具体实施方式
本发明中所用的燃料电池系统具有将烃系燃料转化而制造含氢气体的转化器和高温型燃料电池。转化器具有转化催化剂层。从转化器中得到的含氢气体被称作转化气体。转化催化剂层由可以促进转化反应的转化催化剂构成。高温型燃料电池使用从转化器中得到的含氢气体(转化气体)进行发电。
下面，使用附图对本发明的方式进行说明，然而本发明并不限定于此。
[间接内部转化型SOFC系统]
图1中示意性地表示可以实施本发明的间接内部转化型SOFC的一个方式。这里，虽然对间接内部转化型SOFC系统进行说明，然而本发明也可以适用于外部转化型SOFC系统或MCFC系统。
间接内部转化型SOFC具有将烃系燃料转化而制造转化气体(含氢气体)的转化器3。转化器具有转化催化剂层4。
间接内部转化型SOFC具有使用上述转化气体进行发电的SOFC6，另外，具有使从SOFC(特别是其阳极)中排出的阳极排出气体燃烧的燃烧区域5。
间接内部转化型SOFC具有收容转化器、固体氧化物型燃料电池及燃烧区域的壳体8。
间接内部转化型SOFC是指壳体(模块容器)8及其内部所包含的设备。
图1所示的方式的间接内部转化型SOFC中，设有作为用于对阳极排出气体进行点火的点火机构的点火器7，另外，转化器具备电加热器9。
各供给气体在根据需要适当地预热后向转化器或SOFC供给。
在间接内部转化型SOFC处，连接有具备电加热器2的水气化器1，在其连接配管的途中连接有用于向转化器供给烃系燃料的配管。水气化器1利用电加热器2的加热来产生水蒸气。水蒸气可以在水气化器中或其下游处适当地过热后向转化催化剂层供给。
另外，也可以将空气(局部氧化转化反应用)向转化催化剂层供给，然而在这里，可以将空气用水气化器预热后向转化催化剂层供给。从水气化器中，可以获得水蒸气，另外还可以获得空气与水蒸气的混合气体。
水蒸气或空气与水蒸气的混合气体被与烃系燃料混合而向转化器3，特别是向其转化催化剂层4供给。在作为烃系燃料使用煤油等液体燃料的情况下，可以在将烃系燃料适当地气化后向转化催化剂层供给。
从转化器中得到的转化气体被向SOFC6，特别是向其阳极供给。虽然未图示，然而空气是被适当地预热而向SOFC的阴极供给的。
阳极排出气体(从阳极中排出的气体)中的可燃部分在SOFC出口处通过阴极排出气体(从阴极中排出的气体)中的氧燃烧。由此，就可以使用点火器7进行点火。阳极、阴极都将其出口向模块容器8内开口。燃烧气体被从模块容器中适当地排出。
转化器和SOFC被收容于一个模块容器中而模块化。转化器配置于可以从SOFC接收热量的位置。例如如果将转化器配置于可以接收来自SOFC的热辐射的位置，则在发电时就可以利用来自SOFC的热辐射将转化器加热。
在间接内部转化型SOFC中，优选将转化器配置于可以从SOFC向转化器的外表面直接辐射传热的位置。所以优选在转化器与SOFC之间实质上不配置遮蔽物，也就是说优选将转化器与SOFC之间设为空隙。另外，转化器与SOFC的距离越短越好。
利用在燃烧区域5中产生的阳极排出气体的燃烧热，将转化器3加热。另外，在SOFC温度高于转化器的情况下，还利用来自SOFC的辐射热将转化器加热。
此外，有时还会利用转化的放热将转化器加热。在转化为局部氧化转化的情况下，或者在为自热转化(autothermal reforming)时，在与水蒸气转化反应的吸热相比局部氧化转化反应的放热更大的情况下，就会伴随着转化放热。
[负载跟踪运行方法(第一方式)]
本发明中，预先设定好燃料电池的多个电输出Pi(i是1以上M以下的整数，其中M是2以上的整数)、与各Pi对应的烃系燃料的流量Fi。
各Fi是为了用燃料电池输出对应的电输出Pi而需要向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量。例如，为了不仅可以将SOFC维持在可以理想地发电的温度，而且发电效率尽可能高，可以通过利用预备实验或模拟等，预先确定好与各Pi对应的电流和燃料利用率，来设定出与各Pi对应的烃系燃料的流量Fi。
另外，根据需要，可以预先与各Pi对应地设定好烃系燃料以外的向间接内部转化型SOFC供给的流体的流量、燃料电池的输出以外的对间接内部转化型SOFC的电的输入输出。例如，对于向转化器供给的水流量，为了抑制碳析出，可以将蒸汽/碳比(水分子摩尔数与向转化催化剂层供给的气体中的碳原子摩尔数的比)设定为规定的值。对于向转化器供给的空气流量，可以将氧/碳比(氧分子摩尔数与向转化催化剂层供给的气体中的碳原子摩尔数的比)设定为规定的值。对于向转化器供给的水及空气以外的向间接内部转化型SOFC供给的流体的流量、对间接内部转化型SOFC的电的输入输出，为了不仅可以将SOFC维持在可以理想地发电的温度，而且发电效率尽可能高，可以利用预备实验或模拟等事先设定好。如果如此操作，则在将燃料电池的输出设为某个值P时，可以使用预先求出的函数，来决定这些流量、输入输出。
各Pi为0以上。也就是说，对于所有的i，0≤Pi。另外随着i的增加Pi增加。也就是说，Pi＜Pi+1(这里i是1以上M-1以下的整数)。这样，实际上可以是零的Pi仅为P1。
此外，各Fi大于0。也就是说，对于所有的i，0＜Fi。
作为i为M时的Pi(即PM)是燃料电池的最大电输出。PM被作为电池系统的规格预先确定。
将所有的Fi中的最小值表示为Fmin。
对于M，从发电效率的观点考虑，在控制机构的存储器的容许范围内，越大越好。
在负载跟踪运行期间，优选通过反复进行工序1-A～1-D，也就是说，通过依次反复进行工序1-A、工序1-B、工序1-C或1-D，就可以更为可靠地进行转化，更为可靠地防止阳极的劣化。
[工序1-A]
在实际地进行负载跟踪运行时，进行测定转化催化剂层的温度的工序1-A。该测定可以在进行负载跟踪运行期间持续地进行。
工序1-A是为了知道在算出后述的可转化流量FR时使用的转化催化剂层的温度T而进行的。工序1-A优选从负载跟踪运行开始时刻起在尽可能短的时间内开始。优选一开始负载跟踪运行就立即开始工序1-A。在负载跟踪运行开始前就进行转化催化剂层的温度监视(持续的计测)的情况下，只要原样不变地继续进行温度监视即可。
为了测定温度，可以使用热电偶等适当的温度传感器。
[工序1-B]
工序1-B中，基于测定出的转化催化剂层的温度，算出可以在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量(可转化流量FR)。对于算出方法，将在后面详述。
[工序1-C]
在工序1-B中算出的可转化流量FR小于上述最小值Fmin的情况下，停止燃料电池的发电。也就是说，由于在FR＜Fmin时，就无法将最低限度必需的转化气体转化，因此将燃料电池的电输出设为零。此时，将FR的流量的烃系燃料向转化器供给，可以利用附设于转化器中的加热器、燃烧器等将转化催化剂层升温，直至至少FR≥Fmin。如果FR≥Fmin，则可以进行工序1-D以后的操作。
[工序1-D]
在工序1-B中算出的可转化流量FR为上述最小值Fmin以上的情况下，进行工序1-D。
工序1-D中，如果燃料电池输出要求值PD为燃料电池的最大电输出PM以下，则进行工序1-d1。PD≤PM意味着，燃料电池能够输出燃料电池输出要求值PD。
或者，如果燃料电池输出要求值PD超过燃料电池的最大电输出PM，则进行工序1-d2。PD＞PM意味着，相对于燃料电池输出要求值PD，燃料电池的电输出不足。
<工序1-d1>
工序1-d1中，首先，为了进行进一步的判断，求出FDS这样的值。这里，FDS具有如下的意味，即，是为了判断可否在安全侧转化而求出的、对应于与燃料电池输出要求值PD接近的Pi的烃系燃料的流量。
调查在预先设定好的所有Pi当中，是否有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi。
如果有与PD相等的Pi，则使用预先设定好的Pi与Fi的对应关系，求出对应于该Pi(＝PD)的Fi，将该Fi设为FDS。以下说明中，在求出对应于Pi的Fi或对应于Fi的Pi时，也使用预先设定的Pi与Fi的对应关系。
如果在所有Pi当中，没有与PD相等的Pi，则为了判断可否在更安全侧转化，而将对应于“超过PD的最小的Pi”的Fi、和对应于“小于PD且最大的Pi”的Fi中大的一方(在这两个值相等的情况下就是该值)设为FDS。
然后，比较该FDS和上述算出的可转化流量FR。
·FDS≤FR的情况
在FDS为可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PD，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS。FDS≤FR意味着可以在转化催化剂层中将流量FDS的烃系燃料转化。
·FDS＞FR的情况
在FDS超过上述算出的可转化流量FR的情况下，进行下面的(1-1)或(1-2)的工序。FDS＞FR意味着无法在转化催化剂层中将流量FDS的烃系燃料完全转化。
(1-1)在小于燃料电池输出要求值PD的范围中，存在对应于FR以下的Fi的Pi的情况
该情况下，将燃料电池的电输出设为该Pi(小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi)中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi。该操作意图用燃料电池输出尽可能多的电输出。
(1-2)在小于燃料电池输出要求值PD的范围中，不存在对应于FR以下的Fi的Pi的情况
该情况下，将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR。这里，将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR是为了继续运行。在该操作之后，用附设于转化器的加热器或燃烧器等将转化器(转化催化剂层)升温，可以等待FR变大(变为FDS≤FR)。如果FDS≤FR，则可以进行工序1-D以后的操作。
<工序1-d2>
如前所述，工序1-d2是在判断为相对于燃料电池输出要求值PD来说燃料电池的电输出不足的情况下进行的。
该工序中，比较FM(对应于最大电输出PM的Fi)和上述算出的可转化流量FR。
·FM≤FR的情况
在FM为上述算出的可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PM，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FM。FM≤FR意味着，可以在转化催化剂层中将流量FM的烃系燃料转化。
·FM＞FR的情况
在FM超过上述算出的可转化流量FR的情况下，进行下面的(1-3)或(1-4)的工序。FM＞FR意味着，无法在转化催化剂层中将流量FM的烃系燃料完全转化。
(1-3)存在对应于FR以下的Fi的Pi的情况
该情况下，将燃料电池的电输出设为对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi。该操作意图用燃料电池输出尽可能多的电输出。
(1-4)不存在对应于FR以下的Fi的Pi的情况
该情况下，将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR。这里，将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR是为了继续运行。在该操作之后，用附设于转化器的加热器或燃烧器等将转化器(转化催化剂层)升温，可以等待FR变大(变为FDS≤FR)。如果FDS≤FR，则可以进行工序1-D以后的操作。
[第一方式的负载跟踪运行例]
下面，对于在进行某一个燃料电池系统的负载跟踪运行时，在各种条件下如何运行，将举出具体例进行说明。但是，本发明并不受其限定。
首先，对燃料电池系统，预先如表1-1所示，设定出电输出Pi和对应于各Pi的烃系燃料的流量Fi。这里，PM＝700W，Fmin＝1g/min，它们是在该燃料电池系统中固有的值。另一方面，PD是可以根据电力需要变动的量，FR是可以根据转化催化剂层温度变动的量。另外，M＝7，也就是设定7个相互不同的Pi。
[表1]
表1-1
  i   Pi(W)   Fi(g/min)
  1   0   2
  2   200   3
  3   300   3
  4   400   4
  5   500   3
  6   600   1
  7(＝M)   700   7
工序1-A中测定转化催化剂层的温度，工序1-B中算出可转化流量FR。
(情形1-1)考虑PD＝450W、FR＝5g/min的情况。
此时，由于FR＝5g/min≥1g/min＝Fmin，因此不进行工序1-C而进行工序1-D。
此外，由于PD＝450W＜700W＝PM，因此不进行工序1-d2，而进行工序1-d1。
工序1-d1中，首先求出FDS。根据表1-1可知，没有与PD(450W)相等的Pi。这样，就根据表1-1求出“对应于超过PD的最小的Pi的Fi”、和“对应于小于PD且最大的Pi的Fi”。超过PD的最小的Pi是500W(P5)，对应于P5的Fi(F5)是3g/min。小于PD且最大的Pi是400W(P4)，对应于P4的Fi(F4)是4g/min。将F5及F4当中的不小的一方，也就是F4设为FDS。由此，FDS＝4g/min。
比较FDS和FR。由于FDS＝4g/min≤5g/min＝FR，因此将燃料电池的电输出设为PD，即450W，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS，即4g/min。
(情形1-2)考虑PD＝350W、FR＝3g/min的情况。
此时，由于FR＝3g/min≥1g/min＝Fmin，因此不进行工序1-C而进行工序1-D。
此外，由于PD＝350W＜700W＝PM，因此不进行工序1-d2，而进行工序1-d1。
工序1-d1中，首先求出FDS。根据表1-1可知，没有与PD(350W)相等的Pi。这样，就根据表1-1求出“对应于超过PD的最小的Pi的Fi”、和“对应于小于PD且最大的Pi的Fi”。超过PD的最小的Pi是400W(P4)，对应于P4的Fi(F4)是4g/min。小于PD且最大的Pi是300W(P3)，对应于P3的Fi(F3)是3g/min。将F4及F3当中的不小的一方，也就是F4设为FDS。由此，FDS＝4g/min。
比较FDS和FR。由于FDS＝4g/min＞3g/min＝FR，因此根据状况进行上述的工序(1-1)或(1-2)。具体来说，由于有小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi，因此进行工序(1-1)。
在小于PD也就是小于350W的范围中，对应于FR也就是3g/min以下的Fi的Pi是P1(0W)、P2(200W)及P3(300W)。它们中的最大值是P3(300W)。对应于该最大值P3的Fi(F3)是3g/min。
这样，将燃料电池的电输出设为该最大值P3也就是300W，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值P3的Fi(F3)，即3g/min。
(情形1-3)考虑PD＝350W、FR＝1g/min的情况。
此时，由于FR＝1g/min≥1g/min＝Fmin，因此不进行工序1-C地进行工序1-D。
此外，由于PD＝350W＜700W＝PM，因此不进行工序1-d2，而进行工序1-d1。
工序1-d1中，首先求出FDS。根据表1-1可知，没有与PD(350W)相等的Pi。这样，就根据表1-1求出“对应于超过PD的最小的Pi的Fi”、和“对应于小于PD且最大的Pi的Fi”。超过PD的最小的Pi是400W(P4)，对应于P4的Fi(F4)是4g/min。小于PD且最大的Pi是300W(P3)，对应于P3的Fi(F3)是3g/min。将F4及F3当中的不小的一方，也就是F4设为FDS。由此，FDS＝4g/min。
比较FDS和FR。由于FDS＝4g/min＞1g/min＝FR，因此根据状况进行上述的工序(1-1)或(1-2)。具体来说，由于没有小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi，因此进行工序(1-2)。具体来说，对应于小于PD的范围的Pi的Fi是F1、F2及F3，然而它们全都大于FR(1g/min)。这样就没有小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi。
所以，在工序(1-2)中，将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR(1g/min)。
表1-1中所示的对应为了说明而采用了极端的情况。但是，在实用上可以认为很多情况是接近如表1-2所示的对应。表1-2中，在电输出Pi小的范围中，即电输出Pi为0W以上、300W以下的范围中，为了将SOFC维持在可以理想地发电的温度，将烃系燃料的流量Fi以1.0g/min设为恒定。另外，在电输出Pi大的范围中，即电输出Pi为400W以上、最大电输出PM(1000W)以下的范围中，为了提高发电效率，与电输出Pi的增加对应地将烃系燃料的流量Fi从1.5g/min增加到4.5g/min。
[表2]
表1-2
  i   Pi(W)   Fi(g/min)
  1   0   1.0
  2   100   1.0
  3   200   1.0
  4   300   1.0
  5   400   1.5
  6   500   2.0
  7   600   2.5
  8   700   3.0
  9   800   3.5
  10   900   4.0
  11   1000   4.5
[可转化流量的算出(FR的算出)]
下面，对基于在工序1-A中测定出的转化催化剂层的温度，在工序1-B中，算出可以在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量FR的方法进行说明。
可以在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量是指如下的流量，即，在将该流量的烃系燃料向转化催化剂层供给的情况下，从转化催化剂层中排出的气体的组成是适于向燃料电池的阳极供给的组成。
例如，可以将可以在转化催化剂层中转化的流量设为能够将所供给的烃系燃料分解到C1化合物(碳数为1的化合物)的流量的最大值以下的任意的流量。即，可以设为如下情况下的、向转化催化剂层的烃系燃料的供给流量的最大值以下的任意的流量，上述情况是，能够在转化催化剂层中将转化推进到使转化催化剂层出口气体中的C2+成分(碳数为2以上的成分)是对于由碳析出造成的流路堵塞、阳极劣化来说不会成为问题的浓度以下的组成。此时的C2+成分的浓度作为转化气体中的质量百分率来说优选为50ppb以下。此外，此时只要转化催化剂层出口气体为还原性即可。在转化催化剂层出口气体中，容许含有甲烷。在烃系燃料的转化中，通常来说，从平衡理论来讲残留有甲烷。即使在转化催化剂层出口气体中，以甲烷、CO或CO2的形式含有碳，也可以通过根据需要添加蒸汽来防止碳析出。在作为烃系燃料使用甲烷的情况下，只要将转化推进到转化催化剂层出口气体变为还原性即可。
对于转化催化剂层出口气体的还原性，只要是即使将该气体向阳极供给也可以抑制阳极的氧化劣化的程度即可。为此，例如可以使转化催化剂层出口气体中所含的氧化性的O2、H2O、CO2等的分压低于阳极电极的氧化反应的平衡分压。例如，在阳极电极材料为Ni、阳极温度为800℃时，可以将转化催化剂层出口气体中所含的O2分压设为小于1.2×10-14atm(1.2×10-9Pa)，将相对于H2的H2O的分压比设为小于1.7×102，将相对于CO的CO2的分压比设为小于1.8×102。
可转化流量依赖于转化催化剂层的温度。由此，转化催化剂层中的可转化流量的算出是基于测定出的转化催化剂层的温度进行的。
转化催化剂层中的可转化流量FR可以作为转化催化剂层的温度T的函数(在明示属于温度的函数的情况下，表示为FR(T))，预先利用实验求出。另外，也可以在利用实验求出的函数上乘以保险系数，或将温度向安全侧修正后，作为可转化流量。而且，FR(T)的单位例如为mol/s。可转化流量FR(T)可以设为仅是温度T的函数。但是，并不限定于此，可转化流量FR也可以是除了温度T以外，还具有催化剂层体积、气体成分的浓度等T以外的变数的函数。该情况下，在计算可转化流量FR时，可以适当地求出T以外的变数，根据T以外的变数和测定出的T计算可转化流量FR。
转化催化剂层的温度测定部位可以是1个点，也可以是多个点。另外，作为温度条件，可以使用多个点的平均值等代表温度等。
也可以考虑将转化催化剂层沿着气体流通方向分割的多个分割区域，测定在转化催化剂层的气体流通方向上处于相互不同的位置的多个点的温度，基于这些温度，算出可以在多个分割区域中的至少一部分中转化的燃料的流量，将算出的流量的合计值作为可以在转化催化剂层中转化的燃料的流量。
[负载跟踪运行方法(第二方式)]
本发明中，预先设定好燃料电池的多个电输出Pi(i是1以上M以下的整数，其中M是2以上的整数)、与各Pi对应的烃系燃料的流量Fi。
各Fi是为了用燃料电池输出对应的电输出Pi而需要向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量。例如，为了不仅可以将SOFC维持在可以理想地发电的温度，而且发电效率尽可能高，可以通过利用预备实验或模拟等，预先确定好与各Pi对应的电流和燃料利用率，来设定出与各Pi对应的烃系燃料的流量Fi。
另外，根据需要，可以预先与各Pi对应地设定好烃系燃料以外的向间接内部转化型SOFC供给的流体的流量、燃料电池的输出以外的对间接内部转化型SOFC的电的输入输出。例如，对于向转化器供给的水流量，为了抑制碳析出，可以将蒸汽/碳比(水分子摩尔数与向转化催化剂层供给的气体中的碳原子摩尔数的比)设定为规定的值。对于向转化器供给的空气流量，可以将氧/碳比(氧分子摩尔数与向转化催化剂层供给的气体中的碳原子摩尔数的比)设定为规定的值。对于向转化器供给的水及空气以外的向间接内部转化型SOFC供给的流体的流量、对间接内部转化型SOFC的电的输入输出，为了不仅可以将SOFC维持在可以理想地发电的温度，而且发电效率尽可能高，可以利用预备实验或模拟等事先设定好。如果如此操作，则在将燃料电池的输出设为某个值P时，可以使用预先求出的函数，来决定这些流量或电输入输出。
各Pi为0以上。也就是说，对于所有的i，0≤Pi。另外随着i的增加Pi增加。也就是说，Pi＜Pi+1(这里i是1以上M-1以下的整数)。这样，实际上可以是零的Pi仅为P1。
此外，各Fi大于0。也就是说，对于所有的i，0＜Fi。
作为i为M时的Pi(即PM)是燃料电池的最大电输出。PM被作为燃料电池系统的规格预先确定。
将所有的Fi中的最小值表示为Fmin，将最大值表示为Fmax。
对于M，从发电效率的观点考虑，在控制机构的存储器的容许范围内，越大越好。
此外，预先设定好转化催化剂层的多个温度Tj(j是1以上N以下的整数，其中N是2以上的整数)、与各Tj对应的烃系燃料的流量Gj。
其中，各Gj是在对应的转化催化剂层温度Tj下可以在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量。
各Gj大于0。也就是说，对于所有的j，0＜Gj。另外随着j的增加Gj为相同的值或增加。也就是说，Gj≤Gj+1(这里j是1以上N-1以下的整数)。
而且，j为N时的Gj(GN)为Fmax以上。即，GN≥Fmax。GN是在设想的最高温度的转化催化剂层中可以转化的烃系燃料的流量，即可以转化的烃系燃料的最大值。如果GN＜Fmax，则无法将Fmax的流量的烃系燃料转化，因此燃料电池系统当然被设计为GN≥Fmax。
在负载跟踪运行期间，优选通过反复进行工序2-A～2-D，也就是说，通过依次反复进行工序2-A、工序2-B、工序2-C或2-D，就可以更为可靠地进行转化，更为可靠地防止阳极的劣化。
[工序2-A]
在实际地进行负载跟踪运行时，进行测定转化催化剂层的温度的工序2-A。该测定可以在进行负载跟踪运行期间持续地进行。
工序2-A是为了知道在求出后述的可以转化流量FR时使用的转化催化剂层的温度T而进行的。工序2-A优选从负载跟踪运行开始时刻起在尽可能短的时间内开始。优选一开始负载跟踪运行就立即开始工序2-A。在负载跟踪运行开始之前就进行转化催化剂层的温度监视(持续的计测)的情况下，只要原样不变地继续进行温度监视即可。
为了测定温度，可以使用热电偶等适当的温度传感器。
[工序2-B]
工序2-B中，作为在温度T(工序2-A中测定出的温度)的转化催化剂层中可以转化的烃系燃料的流量(可转化流量FR)，采用对应于温度T以下且最大的Tj的Gj。也就是说，在预先设定好的Tj当中，在测定出的温度T以下的范围中选择最大的Tj。此后，根据预先设定出的Tj与Gj的对应关系，求出对应于选出的Tj的Gj，将该Gj设为可转化流量FR。
[工序2-C]
在工序2-B中求出的可以转化流量FR小于上述最小值Fmin的情况下，停止燃料电池的发电。也就是说，由于在FR＜Fmin时，就无法将最低限度必需的转化气体转化，因此将燃料电池的电输出设为零。此时，可以利用附设于转化器的加热器或燃烧器等将转化催化剂层升温，直至至少FR≥Fmin。如果FR≥Fmin，则可以进行工序2-D以后的操作。
[工序2-D]
在工序2-B中算出的可转化流量FR为上述最小值Fmin以上的情况下，进行工序2-D。
工序2-D中，如果燃料电池输出要求值PD为燃料电池的最大电输出PM以下，则进行工序2-d1。PD≤PM意味着，燃料电池可以输出燃料电池输出要求值PD。
或者，如果燃料电池输出要求值PD超过燃料电池的最大电输出PM，则进行工序2-d2。PD＞PM意味着，相对于燃料电池输出要求值PD，燃料电池的电输出不足。
<工序2-d1>
工序2-d1中，首先，为了进行进一步的判断，求出FDS这样的值。这里，FDS具有如下的意味，即，是为了判断可否在安全侧转化而求出的、对应于与燃料电池输出要求值PD接近的Pi的烃系燃料的流量。
调查在预先设定好的所有Pi当中，是否有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi。
如果有与PD相等的Pi，则使用预先设定好的Pi与Fi的对应关系，求出对应于该Pi(＝PD)的Fi，将该Fi设为FDS。以下说明中，在求出对应于Pi的Fi或对应于Fi的Pi时，也使用预先设定的Pi与Fi的对应关系。
如果在所有Pi当中，没有与PD相等的Pi，则为了判断可否在更安全侧转化，而将对应于“超过PD的最小的Pi”的Fi、和对应于“小于PD且最大的Pi”的Fi中大的一方(在这两个值相等的情况下就是该值)设为FDS。
然后，比较该FDS和上述算出的可转化流量FR。
·FDS≤FR的情况
在FDS为可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PD，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS。FDS≤FR意味着可以在转化催化剂层中将流量FDS的烃系燃料转化。
·FDS＞FR的情况
在FDS超过上述可转化流量FR的情况下，进行下面的(2-1)或(2-2)的工序。FDS＞FR意味着无法在转化催化剂层中将流量FDS的烃系燃料完全转化。
(2-1)在小于燃料电池输出要求值PD的范围中，存在对应于FR以下的Fi的Pi的情况
该情况下，将燃料电池的电输出设为该Pi(小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi)中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi。该操作意图用燃料电池输出尽可能多的电输出。
(2-2)在小于燃料电池输出要求值PD的范围中，不存在对应于FR以下的Fi的Pi的情况
该情况下，将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR。这里，将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR是为了继续运行。在该操作之后，用附设于转化器的加热器或燃烧器等将转化器(转化催化剂层)升温，可以等待FR变大(变为FDS≤FR)。如果FDS≤FR，则可以进行工序2-D以后的操作。
<工序2-d2>
如前所述，工序2-d2是在判断为相对于燃料电池输出要求值PD来说燃料电池的电输出不足的情况下进行的。
该工序中，比较FM(对应于最大电输出PM的Fi)和上述可转化流量FR。
·FM≤FR的情况
在FM为上述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PM，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FM。FM≤FR意味着，可以在转化催化剂层中将流量FM的烃系燃料转化。
·FM＞FR的情况
在FM超过上述可转化流量FR的情况下，进行下面的(2-3)或(2-4)的工序。FM＞FR意味着，无法在转化催化剂层中将流量FM的烃系燃料完全转化。
(2-3)存在对应于FR以下的Fi的Pi的情况
该情况下，将燃料电池的电输出设为对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi。该操作意图用燃料电池输出尽可能多的电输出。
(2-4)不存在对应于FR以下的Fi的Pi的情况
该情况下，将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR。这里，将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR是为了继续运行。在该操作之后，用附设于转化器的加热器或燃烧器等将转化器(转化催化剂层)升温，可以等待FR变大(变为FDS≤FR)。如果FDS≤FR，则可以进行工序1-D以后的操作。
[第二方式的负载跟踪运行例]
下面，对于在进行某一个燃料电池系统的负载跟踪运行时，在各种条件下如何运行，将举出具体例进行说明。但是，本发明并不受其限定。
首先，对燃料电池系统，预先如表2-1所示，设定出电输出Pi和对应于各Pi的烃系燃料的流量Fi。这里，PM＝700W，Fmin＝1g/min，它们是在该燃料电池系统中固有的值。另一方面，PD是可以根据电力需要变动的量，FR是可以根据转化催化剂层温度变动的量。另外，M＝7，也就是设定7个相互不同的Pi。
[表3]
表2-1
  i   Pi(W)   Fi(g/min)
  1   0   2
  2   200   3
  3   300   3
  4   400   4
  5   500   3
  6   600   1
  7(＝M)   700   7
另外，对于相同的燃料电池系统，预先如表2-2中所示，设定出转化催化剂层的温度Tj和对应于各Tj的烃系燃料的流量Gj。这里TN＝700℃，GN＝8g/min，它们是燃料电池系统中固有的值。N＝5，也就是说设定5个相互不同的Tj。
而且，GN＝8g/min≥7g/min＝FM。
[表4]
表2-2
  i   Tj(℃)   Gj(g/min)
  1   600   1
  2   625   3
  3   650   6
  4   675   8
  5(N)   700   8
工序2-A中测定转化催化剂层的温度T。
(情形2-1)考虑PD＝450W、T＝660℃的情况。
进行工序2-B。根据表2-2，T(660℃)以下的范围中最大的Tj为T3(650℃)。对应于T3的Gj(G3)为6g/min。作为可转化流量FR，采用G3。这样，FR＝6g/min。
由于FR＝6g/min≥1g/min＝Fmin，因此不进行工序2-C地进行工序2-D。
此外，由于PD＝450W≤700W＝PM，因此不进行工序2-d2，而进行工序2-d1。
工序2-d1中，首先求出FDS。根据表2-1可知，没有与PD(450W)相等的Pi。这样，就根据表2-1求出“对应于超过PD的最小的Pi的Fi”、和“对应于小于PD且最大的Pi的Fi”。超过PD的最小的Pi是500W(P5)，对应于P5的Fi(F5)是3g/min。小于PD且最大的Pi是400W(P4)，对应于P4的Fi(F4)是4g/min。将F5及F4当中的不小的一方，也就是F4设为FDS。由此，FDS＝4g/min。
比较FDS和FR。由于FDS＝4g/min≤6g/min＝FR，因此将燃料电池的电输出设为PD，即450W，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS，即4g/min。
(情形2-2)考虑PD＝350W、T＝630℃的情况。
进行工序2-B。根据表2-2，T(630℃)以下的范围中最大的Tj为T2(625℃)。对应于T2的Gj(G2)为3g/min。作为可转化流量FR，采用G2。这样，FR＝3g/min。
由于FR＝3g/min≥1g/min＝Fmin，因此不进行工序2-C地进行工序2-D。
此外，由于PD＝350W＜700W＝PM，因此不进行工序2-d2，而进行工序2-d1。
工序2-d1中，首先求出FDS。根据表2-1可知，没有与PD(350W)相等的Pi。这样，就根据表2-1求出“对应于超过PD的最小的Pi的Fi”、和“对应于小于PD且最大的Pi的Fi”。超过PD的最小的Pi是400W(P4)，对应于P4的Fi(F4)是4g/min。小于PD且最大的Pi是300W(P3)，对应于P3的Fi(F3)是3g/min。将F4及F3当中的不小的一方，也就是F4设为FDS。由此，FDS＝4g/min。
比较FDS和FR。由于FDS＝4g/min＞3g/min＝FR，因此根据状况进行上述的工序(2-1)或(2-2)。具体来说，由于有小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi，因此进行工序(2-1)。
在小于PD也就是小于350W的范围中，对应于FR也就是3g/min以下的Fi的Pi是P1(0W)、P2(200W)及P3(300W)。它们中的最大值是P3(300W)。对应于该最大值P3的Fi(F3)是3g/min。
这样，将燃料电池的电输出设为该最大值P3也就是300W，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值P3的Fi(F3)，即3g/min。
(情形2-3)考虑PD＝350W、T＝610℃的情况。
进行工序2-B。根据表2-2，T(610℃)以下的范围中最大的Tj为T1(600℃)。对应于T1的Gj(G1)为1g/min。作为可转化流量FR，采用G1。这样，FR＝1g/min。
由于FR＝1g/min≥1g/min＝Fmin，因此不进行工序2-C地进行工序2-D。
此外，由于PD＝350W＜700W＝PM，因此不进行工序2-d2，而进行工序2-d1。
工序2-d1中，首先求出FDS。根据表2-1可知，没有与PD(350W)相等的Pi。这样，就根据表2-1求出“对应于超过PD的最小的Pi的Fi”、和“对应于小于PD且最大的Pi的Fi”。超过PD的最小的Pi是400W(P4)，对应于P4的Fi(F4)是4g/min。小于PD且最大的Pi是300W(P3)，对应于P3的Fi(F3)是3g/min。将F4及F3当中的不小的一方，也就是F4设为FDS。由此，FDS＝4g/min。
比较FDS和FR。由于FDS＝4g/min＞1g/min＝FR，因此根据状况进行上述的工序(2-1)或(2-2)。具体来说，由于没有小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi，因此进行工序(2-2)。具体来说，对应于小于PD的范围的Pi的Fi是F1、F2及F3，然而它们全都大于FR(1g/min)。这样就没有小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi。
所以，在工序(2-2)中，将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR(1g/min)。
表2-1中所示的对应为了说明而采用了极端的情况。但是，在实用上可以认为很多情况是接近如表2-3所示的对应。表2-3中，在电输出Pi小的范围中，即电输出Pi为0W以上、300W以下的范围中，为了将SOFC维持在可以理想地发电的温度，将烃系燃料的流量Fi以1.0g/min设为恒定。另外，在电输出Pi大的范围中，即电输出Pi为400W以上、最大电输出PM(1000W)以下的范围中，为了提高发电效率，与电输出Pi的增加对应地将烃系燃料的流量Fi从1.5g/min增加到4.5g/min。
[表5]
表2-3
  i   Pi(W)   Fi(g/min)
  1   0   1.0
  2   100   1.0
  3   200   1.0
  4   300   1.0
  5   400   1.5
  6   500   2.0
  7   600   2.5
  8   700   3.0
  9   800   3.5
  10   900   4.0
  11   1000   4.5
[Tj及与Tj对应的Gj的设定方法]
·Tj的设定方法
由于在催化剂层的测定温度T小于Tj中的最小值的情况下，就不可能实施工序2-B，因此Tj的最小值越小越好，例如可以设为可转化的烃系燃料的流量超过零的温度中的最低温度。
对于N，从发电效率的观点考虑，在控制机构的存储器的容许范围内，越大越好。特别是，在随着催化剂层温度升高，可转化的烃系燃料的流量的增加率变高的情况下，优选温度越高，则越是减小Tj的间隔。
·Gj的设定方法
Gj是在对应的转化催化剂层温度Tj下可以在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量。所以，预先求出在转化催化剂层的温度为温度Tj时的可以在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量Gj，预先设定Tj与Gj的对应关系。下面，对Gj的求出方法进行说明。
可以在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量是指如下的流量，即，在将该流量的烃系燃料向转化催化剂层供给的情况下，从转化催化剂层中排出的气体的组成是适于向燃料电池的阳极供给的组成。
例如，可以将转化催化剂层中的可转化流量设为能够将所供给的烃系燃料分解到C1化合物(碳数为1的化合物)的流量的最大值以下的任意的流量。即，可以设为如下情况下的、向转化催化剂层的烃系燃料的供给流量的最大值以下的任意的流量，上述情况是，能够在转化催化剂层中将转化推进到使转化催化剂层出口气体中的C2+成分(碳数为2以上的成分)是对于由碳析出造成的流路堵塞、阳极劣化来说不会成为问题的浓度以下的组成。此时的C2+成分的浓度作为转化气体中的质量百分率来说优选为50ppb以下。此外，此时只要转化催化剂层出口气体为还原性即可。在转化催化剂层出口气体中，容许含有甲烷。在烃系燃料的转化中，通常来说，从平衡理论来讲残留有甲烷。即使在转化催化剂层出口气体中，以甲烷、CO或CO2的形式含有碳，也可以通过根据需要添加蒸汽来防止碳析出。在作为烃系燃料使用甲烷的情况下，只要将转化推进到转化催化剂层出口气体变为还原性即可。
对于转化催化剂层出口气体的还原性，只要是即使将该气体向阳极供给也可以抑制阳极的氧化劣化的程度即可。为此，例如可以使转化催化剂层出口气体中所含的氧化性的O2、H2O、CO2等的分压低于阳极电极的氧化反应的平衡分压。例如，在阳极电极材料为Ni、阳极温度为800℃时，可以将转化催化剂层出口气体中所含的O2分压设为小于1.2×10-14atm(1.2×10-9Pa)，将相对于H2的H2O的分压比设为小于1.7×102，将相对于CO的CO2的分压比设为小于1.8×102。
可转化流量依赖于转化催化剂层的温度。由此，转化催化剂层中的可转化流量的算出是基于转化催化剂层的温度进行的。
可转化流量Gj可以作为转化催化剂层的温度Tj的函数预先利用实验求出。另外，也可以在利用实验求出的函数上乘以保险系数，或将温度向安全侧修正后，作为可转化流量。而且，Gj的单位例如为g/min或mol/s。可转化流量Gj可以设为仅是温度Tj的函数。但是，并不限定于此，可转化流量Gj也可以是除了温度Tj以外，还具有催化剂层体积、气体成分的浓度等Tj以外的变数的函数。该情况下，在计算可转化流量Gj时，可以适当地求出Tj以外的变数，根据Tj以外的变数和测定出的Tj计算可转化流量Gj。
在用于求出Gj的预备实验中，转化催化剂层的温度测定部位可以是1个点，也可以是多个点。另外，作为转化催化剂层的温度，可以使用多个点的平均值等代表温度等。
也可以考虑将转化催化剂层沿着气体流通方向分割的多个分割区域，测定在转化催化剂层的气体流通方向上处于相互不同的位置的多个点的温度，基于这些温度，算出可以在多个分割区域中的至少一部分中转化的燃料的流量，将算出的流量的合计值作为可以在转化催化剂层中转化的燃料的流量。
在工序2-A中求出实际运行中的转化催化剂层的温度T时，最好与用于求出Gj的预备实验相同，测定转化催化剂层的温度。也就是说，最好在与预备实验相同的部位测定转化催化剂层的温度。在预备实验中使用代表温度等的情况下，在工序2-A中，也最好将相同的代表温度设为转化催化剂层的温度T。
[其他]
在负载跟踪运行期间，不一定需要进行相同种类的转化。更具体来说，虽然在负载跟踪运行期间，可以将烃系燃料的流量阶段性地变更而进行转化，然而在各阶段中不一定需要进行相同种类的转化。
另外，通过将燃料电池与系统电源连接，就可以将燃料电池的电输出相对于电力负载的不足部分从系统电源供给。
燃料电池输出要求值PD可以设为用适当的电力计测定出的电力负载的值。或者，在与其他的发电机或蓄电池连接的情况下，可以将测定出的电力负载的一部分设为燃料电池输出要求值PD。
在工序(1-1)或工序(1-3)中，另外，在工序(2-1)或(2-3)中，在确定烃系燃料的流量时，根据需要，与之匹配地将烃系燃料以外的向间接内部转化型SOFC供给的流体的流量、SOFC的输出以外的对间接内部转化型SOFC的电的输入输出设定为预先与各Pi对应地设定好的值(与确定了的烃系燃料的流量相同的第i个值)。
本发明在向转化催化剂层供给的烃系燃料包含碳数为2以上的烃系燃料的情况下特别有效。根据本发明，即使在负载跟踪运行时，也可以将转化气体中的碳数为2以上的化合物的浓度以质量基准计设为50ppb以下，这样就可以更为可靠地防止由碳析出造成的流路堵塞、阳极劣化。
[间接内部转化型SOFC系统的其他方式]
使用图2，对可以合适地用于进行上述方法的间接内部转化型SOFC系统的一个方式进行说明。
该燃料电池系统具有将烃系燃料转化而制造含有氢的转化气体的转化器3。转化器具有转化催化剂层4。另外，该燃料电池系统具有使用该转化气体进行发电的高温型燃料电池(这里为SOFC)6。
该燃料电池系统还具有以下的机构I～IV。
I)测定转化催化剂层的温度T的机构。
II)求出作为可以在温度T的转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量的可转化流量FR的机构。
III)在上述可转化流量FR小于上述最小值Fmin的情况下，停止燃料电池的发电的机构。
IV)在上述可转化流量FR为上述最小值Fmin以上的情况下，如果燃料电池输出要求值PD为上述最大电输出PM以下，则进行工序d1，如果燃料电池输出要求值PD超过上述最大电输出PM，则进行工序d2的机构。
作为机构II，可以使用以下的机构1-II或机构2-II。
1-II)基于测定出的转化催化剂层的温度，算出作为可以在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量的可转化流量FR的机构。
2-II)作为可转化流量FR，即，在温度T的转化催化剂层中可以转化的烃系燃料的流量，采用对应于上述温度T以下且最大的Tj的Gj的机构。
为了实现机构I，可以使用用于测定转化催化剂层的温度的热电偶13等温度传感器。
为了分别实现机构II、III及IV，可以使用计算机10等在过程控制或燃料电池系统控制的领域中公知的控制机构(适当地包含运算功能)。为了实现机构II、III及IV，既可以各使用一个控制机构，也可以仅将一个控制机构，例如计算机10用于机构II、III及IV。在使用多个控制机构的情况下，它们可以适当地相互收发必需的信息。
控制机构可以适当地存储常数、函数、表格等。例如，用于机构III的控制机构可以存储上述最小值Fmin，用于机构IV的控制机构可以存储Fmin、PM及所有Pi。在使用上述机构1-II的情况下，用于机构1-II的控制机构可以存储用于算出上述函数FR的函数FR(T)。另外，在使用上述机构2-II的情况下，用于机构2-II的控制机构可以存储转化催化剂层的多个温度Tj和与各Tj对应的烃系燃料的流量Gj。
可以向控制机构中适当地输入必需的值。例如，向用于机构II的控制机构输入转化催化剂层温度。即，该控制机构可以接收相当于转化催化剂层温度的信号。另外，用于机构IV的控制机构可以接收相当于PD的信号。
用于机构III的控制机构及用于机构IV的控制机构可以停止燃料电池的发电。另外，用于机构IV的控制机构可以控制燃料电池的电输出。
机构III及机构IV为了控制燃料电池的电输出，除了上述控制机构以外，可以还含有电力调整器14。
用于机构IV的控制机构可以控制向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量。机构IV为了控制向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量，除了上述控制机构以外，可以还含有烃系燃料用的流量调节阀11a及流量计12a。或者，可以含有能够与输入信号对应地使流量变化的烃系燃料用的泵。
燃料电池系统为了根据需要向转化催化剂层供给蒸汽，例如可以具备水用的流量调节阀11b及流量计12b。或者，可以具备能够与输入信号对应地使流量变化的水用的泵。另外，燃料电池系统为了根据需要向转化催化剂层供给含氧气体，例如可以具备空气用的流量调节阀11c及流量计12c。或者，可以具备能够与输入信号对应地使流量变化的空气用的鼓风机。
[烃系燃料]
作为烃系燃料，可以从作为转化气体的原料在高温型燃料电池的领域中公知的、在分子中含有碳和氢的(也可以含有氧等其他的元素)化合物或其混合物中适当地选择使用，可以使用烃类、醇类等在分子中具有碳和氢的化合物。例如为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、天然气、LPG(液化石油气)、城市煤气、汽油、石脑油、煤油、轻油等烃燃料；或甲醇、乙醇等醇；二甲醚等醚等。
其中，煤油或LPG容易获得，因而优选。另外由于可以独立地贮存，因此在没有普及城市煤气的管线的地域中十分有用。此外，利用了煤油或LPG的高温型燃料电池发电装置作为应急用电源来说十分有用。特别是，从处置也很容易的方面考虑，优选煤油。
[高温型燃料电池]
本发明可以适用于具备有可能产生由碳析出造成的流路堵塞或阳极劣化的高温型燃料电池的系统中。作为此种燃料电池，有SOFC或MCFC。
作为SOFC，可以从平板型或圆筒型等各种形状的公知的SOFC中适当地选择采用。SOFC中，一般来说，将氧离子导电性陶瓷或质子离子导电性陶瓷作为电解质利用。
对于MCFC，也可以从公知的MCFC中适当地选择采用。
SOFC或MCFC可以是单电池，然而在实用上，优选使用将多个单电池排列而成的堆(在圆筒型的情况下有时也称作束，而本说明书中所说的堆也包含束)。该情况下，堆可以是1个，也可以是多个。
在高温型燃料电池当中，间接内部转化型SOFC因可以提高系统的热效率这一点而更为优异。间接内部转化型SOFC具有利用水蒸气转化反应由烃系燃料制造含有氢的转化气体的转化器和SOFC。该转化器中，可以进行水蒸气转化反应，另外，也可以进行在水蒸气转化反应中伴随着局部氧化反应的自热转化。从SOFC的发电效率的观点考虑，优选在起动结束后，不会引起局部氧化反应。即使在自热转化中，起动结束后也是将水蒸气转化设为支配性的，所以转化反应在总体上是吸热的。此外，从SOFC供给对于转化反应所必需的热。转化器和SOFC被收容于一个模块容器中而模块化。转化器配置于从SOFC接收热辐射的位置。通过如此设置，在发电时就可以利用来自SOFC的热辐射将转化器加热。另外，通过使从SOFC中排出的阳极排出气体在电池出口处燃烧，也可以将SOFC加热。
在间接内部转化型SOFC中，转化器优选配置于可以从SOFC向转化器的外表面直接进行辐射传热的位置。所以，优选在转化器与SOFC之间实质上不配置遮蔽物，也就是说优选将转化器与SOFC之间设为空隙。另外，转化器与SOFC的距离越短越好。
各供给气体在根据需要适当地预热后向转化器或SOFC供给。
作为模块容器，可以使用能够收容SOFC和转化器的适当的容器。作为其材料，例如可以使用不锈钢等对于所使用的环境具有耐受性的适当的材料。在容器中，为了进行气体的互换等，适当地设置连接口。
在电池出口在模块容器内开口的情况下，特别优选模块容器具有气密性，以便使模块容器的内部与外界(大气)不连通。
燃烧区域是能够将从SOFC的阳极中排出的阳极排出气体燃烧的区域。例如，可以将阳极出口向壳体内开放，将阳极出口附近的空间设为燃烧区域。作为含氧气体例如可以使用阴极排出气体进行该燃烧。为此，可以将阴极出口向壳体内开放。
为了使燃烧用燃料或阳极排出气体燃烧，可以适当地使用点火器等点火机构。
[转化器]
转化器由烃系燃料制造含有氢的转化气体。
在转化器中，可以进行水蒸气转化、局部氧化转化、以及在水蒸气转化反应中伴随着局部氧化反应的自热转化的任意一种。
在转化器中，可以适当地使用具有水蒸气转化能力的水蒸气转化催化剂、具有局部氧化转化能力的局部氧化转化催化剂、兼具局部氧化转化能力和水蒸气转化能力的自热转化催化剂。
转化器的结构可以适当地采用作为转化器公知的结构。例如，可以制成如下的结构，即，在可以密闭的容器内具有收容转化催化剂的区域，并具有转化中所必需的流体的导入口和转化气体的排出口。
转化器的材质可以从作为转化器公知的材质中，考虑使用环境中的耐受性地适当地选择采用。
转化器的形状可以设为长方体状或圆管状等适当的形状。
可以将烃系燃料(根据需要可以预先气化)及水蒸气、以及根据需要使用的空气等含氧气体分别单独地，或者在适当地混合后，向转化器(转化催化剂层)供给。另外，转化气体被向SOFC的阳极供给。
[转化催化剂]
转化器中所用的水蒸气转化催化剂、局部氧化转化催化剂、自热转化催化剂都可以分别使用公知的催化剂。作为局部氧化转化催化剂的例子，可以举出铂系催化剂，作为水蒸气转化催化剂的例子，可以举出钌系及镍系的催化剂，作为自热转化催化剂的例子，可以举出铑系催化剂。
局部氧化转化反应能够进行的温度例如为200℃以上，水蒸气转化反应能够进行的温度例如为400℃以上。
[转化器的运行条件]
下面，将分别针对水蒸气转化、自热转化、局部氧化转化来说明转化器中的负载跟踪运行时的条件。
水蒸气转化中，向煤油等转化原料中添加蒸汽。水蒸气转化的反应温度例如可以在400℃～1000℃，优选在500℃～850℃，更优选在550℃～800℃的范围中进行。导入反应体系的蒸汽的量被作为水分子摩尔数与烃系燃料中所含的碳原子摩尔数的比(蒸汽/碳比)定义，该值优选为1～10，更优选为1.5～7，进一步优选为2～5。在烃系燃料为液体的情况下，对于此时的空间速度(LHSV)，在将烃系燃料的液体状态下的流速设为A(L/h)，将催化剂层体积设为B(L)的情况下，可以用A/B来表示，该值优选在0.05～20h-1，更优选在0.1～10h-1，进一步优选在0.2～5h-1的范围中设定。
自热转化中，除了蒸汽以外，还向转化原料中添加含氧气体。作为含氧气体，虽然也可以是纯氧，然而从获得容易性考虑，优选空气。可以按照能够获得如下的放热量的方式来添加含氧气体，即，使伴随着水蒸气转化反应的吸热反应平衡，并且可以将转化催化剂层、SOFC的温度保持或将它们升温。对于含氧气体的添加量，作为氧分子摩尔数与烃系燃料中所含的碳原子摩尔数的比(氧/碳比)，优选设为0.005～1，更优选设为0.01～0.75，进一步优选设为0.02～0.6。自热转化反应的反应温度例如在400℃～1000℃，优选在450℃～850℃，更优选在500℃～800℃的范围中设定。在烃系燃料为液体的情况下，此时的空间速度(LHSV)优选在0.05～20，更优选在0.1～10，进一步优选在0.2～5的范围中选择。对于导入反应体系的蒸汽的量，作为蒸汽/碳比优选设为1～10，更优选设为1.5～7，进一步优选设为2～5。
局部氧化转化中，向转化原料中添加含氧气体。作为含氧气体，虽然也可以是纯氧，然而从获得容易性考虑，优选空气。为了确保用于推进反应的温度，在热的损失等方面适当地决定添加量。其量作为氧分子摩尔数与烃系燃料中所含的碳原子摩尔数的比(氧/碳比)，优选设为0.1～3，更优选设为0.2～0.7。局部氧化反应的反应温度例如在450℃～1000℃，优选在500℃～850℃，更优选在550℃～800℃的范围中设定。在烃系燃料为液体的情况下，此时的空间速度(LHSV)优选在0.1～30的范围中选择。为了抑制在反应体系中产生煤烟子，可以导入蒸汽，其量作为蒸汽/碳比优选设为0.1～5，更优选设为0.1～3，进一步优选设为1～2。
[其他机器]
在本发明中所用的高温型燃料电池系统中，高温型燃料电池系统的公知的构成要素可以根据需要适当地设置。如果要举出具体例，则为减少烃系燃料中所含的硫分的脱硫器、使液体气化的气化器、用于将各种流体加压的泵、压缩机、鼓风机等升压机构、用于调节流体的流量或者用于将流体的流动阻断/切换的阀等流量调节机构或流路阻断/切换机构、用于进行热交换·热回收的热交换器、将气体冷凝的冷凝器、用蒸汽等将各种机器外热的加热/保温机构、烃系燃料或可燃物的贮存机构、仪表用的空气或电气系统、控制用的信号系统、控制装置、输出用或动力用的电气系统等。
本发明例如可以适用于固定用或移动体用的发电系统中，以及热电联供系统中所用的高温型燃料电池系统中。

Claims (7)

1.一种燃料电池系统的负载跟踪运行方法，是包括具有转化催化剂层的转化器和高温型燃料电池的燃料电池系统的负载跟踪运行方法，所述转化器将烃系燃料转化而制造含有氢的转化气体，所述高温型燃料电池使用该转化气体进行发电，
预先设定好该燃料电池的多个电输出Pi、与各Pi对应的烃系燃料的流量Fi，上述i是1以上M以下的整数，M是2以上的整数，
其中，各Fi是为了用燃料电池输出对应的电输出Pi而需要向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量，各Pi为0以上，且随着i的增加Pi增加，各Fi大于0，
作为i为M时的Pi的PM是燃料电池的最大电输出，
在将所有的Fi中的最小值表示为Fmin时，具有：
A)测定转化催化剂层的温度T的工序；
B)求出作为能够在温度T的转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量的可转化流量FR的工序；
C)在所述可转化流量FR小于所述最小值Fmin的情况下，停止燃料电池的发电的工序；以及
D)在所述可转化流量FR为所述最小值Fmin以上的情况下，
如果燃料电池输出要求值PD为所述最大电输出PM以下，则进行工序d1，如果燃料电池输出要求值PD超过所述最大电输出PM，则进行工序d2的工序，
d1)所有Pi当中，如果有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于与PD相等的Pi的Fi设为FDS，
所有Pi当中，如果没有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于超过PD的最小的Pi的Fi、和对应于小于PD且最大的Pi的Fi中不小的一方设为FDS，
在FDS为所述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PD，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS，
在FDS超过所述可转化流量FR的情况下，
如果有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序；
d2)在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM为所述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PM，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FM，
在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM超过所述可转化流量FR的情况下，
如果有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序。
2.一种燃料电池系统的负载跟踪运行方法，是包括具有转化催化剂层的转化器和高温型燃料电池的燃料电池系统的负载跟踪运行方法，所述转化器将烃系燃料转化而制造含有氢的转化气体，所述高温型燃料电池使用该转化气体进行发电，
预先设定好该燃料电池的多个电输出Pi、与各Pi对应的烃系燃料的流量Fi，上述i是1以上M以下的整数，M是2以上的整数，
其中，各Fi是为了用燃料电池输出对应的电输出Pi而需要向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量，各Pi为0以上，且随着i的增加Pi增加，各Fi大于0，
作为i为M时的Pi的PM是燃料电池的最大电输出，
在将所有的Fi中的最小值表示为Fmin时，具有：
1-A)测定转化催化剂层的温度的工序；
1-B)基于测定出的转化催化剂层的温度，算出作为可以在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量的可转化流量FR的工序；
1-C)在算出的可转化流量FR小于所述最小值Fmin的情况下，停止燃料电池的发电的工序；以及
1-D)在算出的可转化流量FR为所述最小值Fmin以上的情况下，
如果燃料电池输出要求值PD为所述最大电输出PM以下，则进行工序1-d1，如果燃料电池输出要求值PD超过所述最大电输出PM，则进行工序1-d2的工序，
1-d1)所有Pi当中，如果有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于与PD相等的Pi的Fi设为FDS，
所有Pi当中，如果没有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于超过PD的最小的Pi的Fi、和对应于小于PD且最大的Pi的Fi中不小的一方设为FDS，
在FDS为所述算出的可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PD，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS，
在FDS超过所述算出的可转化流量FR的情况下，
如果有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序；
1-d2)在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM为所述算出的可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PM，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FM，
在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM超过所述算出的可转化流量FR的情况下，
如果有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序。
3.一种燃料电池系统的负载跟踪运行方法，是包括具有转化催化剂层的转化器和高温型燃料电池的燃料电池系统的负载跟踪运行方法，所述转化器将烃系燃料转化而制造含有氢的转化气体，所述高温型燃料电池使用该转化气体进行发电，
预先设定好该燃料电池的多个电输出Pi、与各Pi对应的烃系燃料的流量Fi，上述i是1以上M以下的整数，M是2以上的整数，
其中，各Fi是为了用燃料电池输出对应的电输出Pi而需要向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量，各Pi为0以上，且随着i的增加Pi增加，各Fi大于0，
作为i为M时的Pi的PM是燃料电池的最大电输出，
将所有的Fi中的最小值表示为Fmin，
并且，预先设定好转化催化剂层的多个温度Tj、与各Tj对应的烃系燃料的流量Gj，上述j是1以上N以下的整数，N是2以上的整数，
其中，各Gj是在对应的转化催化剂层温度Tj下可以在转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量，各Gj大于0，随着j的增加Gj为相同的值或增加，
具有：
2-A)测定转化催化剂层的温度T的工序；
2-B)作为可转化流量FR，即，在温度T的转化催化剂层中可以转化的烃系燃料的流量，采用对应于所述温度T以下且最大的Tj的Gj的工序；
2-C)在所述可转化流量FR小于所述最小值Fmin的情况下，停止燃料电池的发电的工序；以及
2-D)在所述可转化流量FR为所述最小值Fmin以上的情况下，
如果燃料电池输出要求值PD为所述最大电输出PM以下，则进行工序2-d1，如果燃料电池输出要求值PD超过所述最大电输出PM，则进行工序2-d2的工序，
2-d1)所有Pi当中，如果有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于与PD相等的Pi的Fi设为FDS，
所有Pi当中，如果没有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于超过PD的最小的Pi的Fi、和对应于小于PD且最大的Pi的Fi中不小的一方设为FDS，
在FDS为所述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PD，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS，
在FDS超过所述可转化流量FR的情况下，
如果有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序；
2-d2)在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM为所述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PM，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FM，
在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM超过所述可转化流量FR的情况下，如果有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的方法，其中，在负载跟踪运行期间，反复进行所述工序A～D。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的方法，其中，所述烃系燃料含有碳数为2以上的烃系燃料。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述转化气体中的碳数为2以上的化合物的浓度以质量基准计为50ppb以下。
7.一种燃料电池系统，其包括具有转化催化剂层的转化器和高温型燃料电池，所述转化器将烃系燃料转化而制造含有氢的转化气体，所述高温型燃料电池使用该转化气体进行发电，
将该燃料电池的多个电输出表示为Pi，将与各Pi对应的烃系燃料的流量表示为Fi，上述i是1以上M以下的整数，其中M是2以上的整数，
其中，各Fi是为了用燃料电池输出对应的电输出Pi而需要向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量，各Pi为0以上，且随着i的增加Pi增加，各Fi大于0，
作为i为M时的Pi的PM是燃料电池的最大电输出，
在将所有的Fi中的最小值表示为Fmin时，具有：
I)测定转化催化剂层的温度T的机构；
II)求出作为能够在温度T的转化催化剂层中转化的烃系燃料的流量的可转化流量FR的机构；
III)在所述可转化流量FR小于所述最小值Fmin的情况下，停止燃料电池的发电的机构；以及
IV)在所述可转化流量FR为所述最小值Fmin以上的情况下，
如果燃料电池输出要求值PD为所述最大电输出PM以下，则进行工序d1，如果燃料电池输出要求值PD超过所述最大电输出PM，则进行工序d2的机构，
d1)所有Pi当中，如果有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于与PD相等的Pi的Fi设为FDS，
所有Pi当中，如果没有与燃料电池输出要求值PD相等的Pi，则将对应于超过PD的最小的Pi的Fi、和对应于小于PD且最大的Pi的Fi中不小的一方设为FDS，
在FDS为所述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PD，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FDS，
在FDS超过所述可转化流量FR的情况下，
如果有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为小于PD且对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有小于燃料电池输出要求值PD且对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序；
d2)在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM为所述可转化流量FR以下的情况下，将燃料电池的电输出设为PM，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为FM，
在作为对应于最大电输出PM的Fi的FM超过所述可转化流量FR的情况下，
如果有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的电输出设为对应于FR以下的Fi的Pi中的最大值，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为对应于该最大值的Fi，
如果没有对应于FR以下的Fi的Pi，则将燃料电池的发电停止，并且将向转化催化剂层供给的烃系燃料的流量设为可转化流量FR的工序。
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