JP2003036877A - Phosphoric acid type fuel cell power generator - Google Patents

Phosphoric acid type fuel cell power generator

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JP2003036877A
JP2003036877A JP2001220757A JP2001220757A JP2003036877A JP 2003036877 A JP2003036877 A JP 2003036877A JP 2001220757 A JP2001220757 A JP 2001220757A JP 2001220757 A JP2001220757 A JP 2001220757A JP 2003036877 A JP2003036877 A JP 2003036877A
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JP
Japan
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flame temperature
temperature
raw fuel
change amount
gas
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Application number
JP2001220757A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Takeshige
晋 竹重
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high reliable phosphoric acid type fuel cell power generator in which the condition of the combustion flame of a burner in the furnace of a reformer is accurately watched. SOLUTION: The power generator has a flame temperature sensor 34 that measures the flame temperature of the burner 28 in the furnace of the reformer 27, a flame temperature collector 35 that collects the flame temperature in order measured with the flame temperature sensor 34, and a flame temperature comparison section 36 that compares the flame temperature that collected in order at the flame temperature collector 35 with the standard value of the temperature that is preliminary determined for judging the burning and fading of the burner 28. The supply of source fuel is stopped when the flame temperature is lower than that of the standard value compared at the flame temperature comparison section 36.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、リン酸型燃料電
池発電装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phosphoric acid fuel cell power generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は例えば特開平9−63613号公
報等に開示された従来のリン酸型燃料電池発電装置の構
成を示すブロック図である。図において、1は原燃料を
供給する原燃料供給手段、2は供給される原燃料を後述
の脱硫器の動作温度まで昇温する原燃料予熱器、3は原
燃料中の硫黄分を水素を用いて除去する脱硫器、4は水
蒸気分離器、5はこの水蒸気分離器4より供給されるス
チームを用いて原燃料を吸引し、スチームと混合するス
チームエゼクタである。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a conventional phosphoric acid fuel cell power generator disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-63613. In the figure, 1 is a raw fuel supply means for supplying raw fuel, 2 is a raw fuel preheater for raising the temperature of the supplied raw fuel to an operating temperature of a desulfurizer described later, and 3 is hydrogen for sulfur content in the raw fuel. The desulfurizer 4 to be removed by using is a steam separator, and 5 is a steam ejector for sucking the raw fuel using the steam supplied from the steam separator 4 and mixing it with the steam.

【0003】6は原燃料とスチームの混合流体を予熱す
る原料予熱器、7はこの原料予熱器6で予熱された混合
流体を反応させ、水素を含む改質ガスを生成する改質
器、8はこの改質器7の炉内に設けられるバーナ、9は
このバーナ8の燃焼火炎を監視するための火炎検出器、
10は改質器7で生成された改質ガス中の一酸化炭素を
水素に変換して変成ガスを生成するCO変成器、11は
CO変成器10によって生成された変成ガス中の水素と
空気中の酸素を反応させて発電する燃料電池で、変成ガ
スが供給される燃料極11aと、空気が供給される空気
極11bと、発電時の発熱を逃がす冷却器11cとを備
えている。12はバーナ8に燃料を供給するライン、1
3はバーナ8の燃焼の安定性を確保するためのパイロッ
トバーナ(図示せず)に燃料を供給するライン、14は
原燃料供給手段1からの原燃料の供給を停止する遮断弁
である。
Reference numeral 6 is a raw material preheater for preheating a mixed fluid of raw fuel and steam, 7 is a reformer for reacting the mixed fluid preheated by the raw material preheater 6 to generate a reformed gas containing hydrogen, 8 Is a burner provided in the furnace of the reformer 7, 9 is a flame detector for monitoring the combustion flame of the burner 8,
Reference numeral 10 is a CO shifter for converting carbon monoxide in the reformed gas generated by the reformer 7 into hydrogen to generate a shift gas, and 11 is hydrogen and air in the shift gas generated by the CO shifter 10. A fuel cell for reacting oxygen in the inside to generate electric power, which includes a fuel electrode 11a to which a shift gas is supplied, an air electrode 11b to which air is supplied, and a cooler 11c that releases heat generated during power generation. 12 is a line for supplying fuel to the burner 8, 1
Reference numeral 3 is a line for supplying fuel to a pilot burner (not shown) for ensuring the combustion stability of the burner 8, and 14 is a shutoff valve for stopping the supply of raw fuel from the raw fuel supply means 1.

【0004】次に、上記のように構成されるリン酸型燃
料電池発電装置の動作を図に基づいて説明する。原燃料
供給手段1によって供給される都市ガスや天然ガスから
なる原燃料は、原燃料予熱器2によって水素添加され、
脱硫反応に適した温度(300℃〜400℃)まで昇温
された後、脱硫器3に導かれ原燃料中の硫黄分が除去さ
れる。なお、この硫黄分は下流に設けられる改質器7内
の改質触媒を被毒し、反応活性を低下させるために脱硫
器3が設けられている。次いで、脱硫された原燃料は水
蒸気分離器4から供給されるスチームの駆動力により、
スチームエゼクタ5により吸引されてスチームと混合さ
れる。
Next, the operation of the phosphoric acid fuel cell power generator configured as described above will be described with reference to the drawings. Raw fuel consisting of city gas or natural gas supplied by the raw fuel supply means 1 is hydrogenated by a raw fuel preheater 2,
After the temperature is raised to a temperature (300 ° C. to 400 ° C.) suitable for the desulfurization reaction, it is guided to the desulfurizer 3 to remove the sulfur content in the raw fuel. A desulfurizer 3 is provided in order to poison the reforming catalyst in the reformer 7 provided downstream and reduce the reaction activity. Next, the desulfurized raw fuel is driven by the steam driving force supplied from the steam separator 4,
It is sucked by the steam ejector 5 and mixed with steam.

【0005】このようにしてスチームと混合された原燃
料は、原料予熱器6で改質反応に適した温度まで昇温さ
れて改質器7に導かれる。そして、改質器7における改
質反応により水素を含む改質ガスが生成され、この改質
ガスは原料予熱器6および原燃料予熱器2で冷却された
後、CO変成器10に導かれ改質ガス中の一酸化炭素が
水素に変換されて、燃料電池11の燃料極11aに供給
され、空気極11bに供給される空気中の酸素と反応し
て発電が起こる。そして、この動作中改質器7の炉内に
おいては、火炎検出器9によってバーナ8の燃焼火炎が
常時測定され、改質反応が正常に行われているか否かが
監視されている。
The raw fuel thus mixed with steam is heated to a temperature suitable for the reforming reaction in the raw material preheater 6 and introduced into the reformer 7. Then, a reforming gas containing hydrogen is generated by the reforming reaction in the reformer 7, and the reformed gas is cooled by the raw material preheater 6 and the raw fuel preheater 2 and then guided to the CO shift converter 10 and modified. Carbon monoxide in the gaseous substance is converted into hydrogen, is supplied to the fuel electrode 11a of the fuel cell 11, and reacts with oxygen in the air supplied to the air electrode 11b to generate electricity. Then, in the furnace of the reformer 7 during the operation, the flame detector 9 constantly measures the combustion flame of the burner 8 to monitor whether or not the reforming reaction is normally performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来のリン酸型燃料電
池発電装置は以上のように構成され、火炎検出器9によ
ってバーナ8の燃焼火炎が常時測定され、改質反応が正
常に行われているか否かが監視されているが、一般的に
火炎検出器9としては、火炎の導電現象を利用するフレ
ームモジュールや、火炎から放出される紫外線を利用す
るウルトラビジョン等が使用されているため、フレーム
モジュールを使用する場合、フレームモジュールが常時
高温にさらされているので、バーナ8の設置位置や火炎
の方向によっては、フレームの自重による変形および酸
化スケールの付着による誤測の恐れがあり、又、ウルト
ラビジョンを使用する場合は、センサ自体の自己放電に
よる誤測定が発生し、発電運転時には燃料電池11で消
費されなかった水素リッチのオフガスを改質器7で燃焼
させるため、水素燃焼となり紫外線の光量が不足して火
炎の測定が困難になるため、監視が不正確となり信頼性
が低下するという問題点があった。
The conventional phosphoric acid fuel cell power generator is constructed as described above, and the flame detector 9 constantly measures the combustion flame of the burner 8 to normally perform the reforming reaction. It is monitored whether or not there is, but as the flame detector 9, in general, a frame module that uses a conductive phenomenon of flame, an ultravision that uses ultraviolet rays emitted from the flame, and the like are used. When the frame module is used, since the frame module is constantly exposed to high temperature, depending on the installation position of the burner 8 and the direction of the flame, there is a risk of deformation due to the frame's own weight and erroneous measurement due to adhesion of oxide scale. , When using Ultravision, erroneous measurement occurs due to self-discharge of the sensor itself, and water not consumed by the fuel cell 11 during power generation operation. To burn rich off-gas reformer 7, since the measurement of the flame becomes difficult insufficient quantity of ultraviolet light becomes hydrogen combustion, reliability becomes inaccurate monitoring is disadvantageously lowered.

【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、改質器の炉内におけるバーナの
燃焼火炎の状態を正確に監視し、信頼性の向上を図るこ
とが可能なリン酸型燃料電池発電装置を提供することを
目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to accurately monitor the state of the combustion flame of the burner in the furnace of the reformer to improve the reliability. Another object of the present invention is to provide a phosphoric acid fuel cell power generator.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るリン酸型燃料電池発電装置は、供給される原燃料を脱
硫反応に適した温度に加熱する原燃料予熱器と、原燃料
予熱器で加熱された原燃料中の硫黄分を除去する脱硫器
と、スチームを供給する水蒸気分離器と、水蒸気分離器
から供給されるスチームと原燃料を混合してなる混合ガ
スを改質ガスにより昇温させる原料予熱器と、原料予熱
器で昇温された混合ガスを加熱して改質ガスを生成する
改質器と、改質ガスを変成ガスに変成するCO変成器
と、変成ガスを燃料ガスとして発電し、発電による発熱
を冷却水で冷却して昇温した冷却水を水蒸気分離器に循
環させるようにした燃料電池と、起動昇温のための原燃
料および発電運転中において発電に寄与しない改質オフ
ガスを燃焼させるために改質器の炉内に設けられたバー
ナとを備えたリン酸型燃料電池発電装置において、バー
ナの火炎温度を測定する火炎温度センサと、火炎温度セ
ンサで測定される火炎温度を順次収集する火炎温度収集
部と、火炎温度収集部に順次収集される火炎温度とバー
ナの燃焼・失火を判断するために予め設定された温度の
基準値とを比較する火炎温度比較部とを備え、火炎温度
比較部で比較された火炎温度が基準値以下の場合に、原
燃料の供給を停止するようにしたものである。
A phosphoric acid fuel cell power generator according to claim 1 of the present invention comprises a raw fuel preheater for heating a supplied raw fuel to a temperature suitable for a desulfurization reaction, and a raw fuel preheat. Desulfurizer that removes the sulfur content in the raw fuel heated by the steam generator, steam separator that supplies steam, and the mixed gas that mixes the steam and raw fuel supplied from the steam separator with the reformed gas. The raw material preheater for raising the temperature, the reformer for heating the mixed gas heated by the raw material preheater to generate the reformed gas, the CO shifter for transforming the reformed gas into the shift gas, and the shift gas A fuel cell that generates power as fuel gas, cools the heat generated by power generation with cooling water, and circulates the heated cooling water through a steam separator, as well as the raw fuel for starting temperature rise and power generation during power generation operation. Burns reforming off-gas that does not contribute In a phosphoric acid fuel cell power generator equipped with a burner provided in the reformer furnace, a flame temperature sensor for measuring the flame temperature of the burner and a flame temperature measured by the flame temperature sensor are sequentially collected. The flame temperature collecting unit and the flame temperature comparing unit that compares the flame temperature sequentially collected in the flame temperature collecting unit with a reference value of a preset temperature for determining the combustion / misfire of the burner are provided. The supply of the raw fuel is stopped when the flame temperature compared by the comparison unit is equal to or lower than the reference value.

【0009】又、この発明の請求項2に係るリン酸型燃
料電池発電装置は、供給される原燃料を脱硫反応に適し
た温度に加熱する原燃料予熱器と、原燃料予熱器で加熱
された原燃料中の硫黄分を除去する脱硫器と、スチーム
を供給する水蒸気分離器と、水蒸気分離器から供給され
るスチームと原燃料を混合してなる混合ガスを改質ガス
により昇温させる原料予熱器と、原料予熱器で昇温され
た混合ガスを加熱して改質ガスを生成する改質器と、改
質ガスを変成ガスに変成するCO変成器と、変成ガスを
燃料ガスとして発電し、発電による発熱を冷却水で冷却
して昇温した冷却水を水蒸気分離器に循環させるように
した燃料電池と、起動昇温のための原燃料および発電運
転中において発電に寄与しない改質オフガスを燃焼させ
るために改質器の炉内に設けられたバーナとを備えたリ
ン酸型燃料電池発電装置において、バーナの火炎温度を
測定する火炎温度センサと、火炎温度センサで測定され
る火炎温度を順次収集する火炎温度収集部と、火炎温度
収集部に順次収集される火炎温度から火炎温度の時間変
化量を算出する火炎温度変化量算出部と、火炎温度変化
量算出部で算出される火炎温度の時間変化量とバーナの
燃焼・失火を判断するために予め設定された時間変化量
の基準値とを比較する火炎温度変化量比較部とを備え、
火炎温度変化量比較部で比較された時間変化量が基準値
以下の場合に、原燃料の供給を停止するようにしたもの
である。
Further, the phosphoric acid fuel cell power generator according to claim 2 of the present invention is heated by the raw fuel preheater for heating the supplied raw fuel to a temperature suitable for the desulfurization reaction, and the raw fuel preheater. Desulfurizer that removes sulfur from raw fuel, steam separator that supplies steam, and raw material that raises the temperature of the mixed gas that mixes steam and raw fuel supplied from the steam separator with reformed gas A preheater, a reformer that heats the mixed gas heated by the raw material preheater to generate a reformed gas, a CO shifter that shifts the reformed gas to a shift gas, and power generation using the shift gas as fuel gas The fuel cell is configured to circulate the heat generated by power generation with cooling water to raise the temperature of the cooling water and circulate it through the steam separator, and the raw fuel for startup temperature rise and reforming that does not contribute to power generation during power generation operation. Of the reformer to burn off-gas In a phosphoric acid fuel cell power generator having a burner provided inside, a flame temperature sensor that measures the flame temperature of the burner, and a flame temperature collection unit that sequentially collects the flame temperature measured by the flame temperature sensor, A flame temperature change amount calculation unit that calculates the time change amount of the flame temperature from the flame temperature sequentially collected in the flame temperature collection unit, and the time change amount of the flame temperature calculated by the flame temperature change amount calculation unit and the combustion of the burner. A flame temperature change amount comparison unit that compares a preset time change amount reference value to determine a misfire is provided,
The supply of the raw fuel is stopped when the time variation compared by the flame temperature variation comparing unit is less than or equal to the reference value.

【0010】又、この発明の請求項3に係るリン酸型燃
料電池発電装置は、供給される原燃料を脱硫反応に適し
た温度に加熱する原燃料予熱器と、原燃料予熱器で加熱
された原燃料中の硫黄分を除去する脱硫器と、スチーム
を供給する水蒸気分離器と、水蒸気分離器から供給され
るスチームと原燃料を混合してなる混合ガスを改質ガス
により昇温させる原料予熱器と、原料予熱器で昇温され
た混合ガスを加熱して改質ガスを生成する改質器と、改
質ガスを変成ガスに変成するCO変成器と、変成ガスを
燃料ガスとして発電し、発電による発熱を冷却水で冷却
して昇温した冷却水を水蒸気分離器に循環させるように
した燃料電池と、起動昇温のための原燃料および発電運
転中において発電に寄与しない改質オフガスを燃焼させ
るために改質器の炉内に設けられたバーナとを備えたリ
ン酸型燃料電池発電装置において、バーナが設けられた
炉内の圧力を測定する圧力センサと、圧力センサで測定
される炉内の圧力を順次収集する炉内圧力収集部と、炉
内圧力収集部に順次収集される炉内圧力から炉内圧力の
時間変化量を算出する炉内圧力変化量算出部と、炉内圧
力変化量算出部で算出される炉内圧力の時間変化量とバ
ーナの燃焼・失火を判断するために予め設定された炉内
圧力変化量の基準値とを比較する炉内圧力変化量比較部
とを備え、炉内圧力変化量比較部で比較された圧力変化
量が基準値以下の場合に、原燃料の供給を停止するよう
にしたものである。
Further, the phosphoric acid fuel cell power generator according to claim 3 of the present invention is heated by the raw fuel preheater for heating the supplied raw fuel to a temperature suitable for the desulfurization reaction and the raw fuel preheater. Desulfurizer that removes sulfur from raw fuel, steam separator that supplies steam, and raw material that raises the temperature of the mixed gas that mixes steam and raw fuel supplied from the steam separator with reformed gas A preheater, a reformer that heats the mixed gas heated by the raw material preheater to generate a reformed gas, a CO shifter that shifts the reformed gas to a shift gas, and power generation using the shift gas as fuel gas The fuel cell is configured to circulate the heat generated by power generation with cooling water to raise the temperature of the cooling water and circulate it through the steam separator, and the raw fuel for startup temperature rise and reforming that does not contribute to power generation during power generation operation. Of the reformer to burn off-gas In a phosphoric acid fuel cell power generator equipped with a burner provided inside, a pressure sensor that measures the pressure inside the furnace where the burner is installed, and a furnace that sequentially collects the pressure inside the furnace measured by the pressure sensor Calculated by the internal pressure collection unit, the internal pressure change calculation unit that calculates the temporal change amount of the internal pressure from the internal pressure sequentially collected by the internal pressure collection unit, and the internal pressure change calculation unit The in-reactor pressure change amount comparison unit that compares the in-reactor pressure change amount with time and the preset reference value of the in-reactor pressure change amount to determine burner combustion / misfire The supply of raw fuel is stopped when the pressure change amount compared by the comparison unit is equal to or less than the reference value.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1における
リン酸型燃料電池発電装置の構成を示すブロック図であ
る。図において、21は原燃料を供給する原燃料供給手
段、22は供給される原燃料を後述の脱硫器の動作温度
まで昇温する原燃料予熱器、23は原燃料中の硫黄分を
水素を用いて除去する脱硫器、24は水蒸気分離器、2
5はこの水蒸気分離器24より供給されるスチームを用
いて原燃料を吸引し、スチームと混合するスチームエゼ
クタ、26は原燃料とスチームの混合流体を予熱する原
料予熱器、27はこの原料予熱器26で予熱された混合
流体を反応させ、水素を含む改質ガスを生成する改質
器、28はこの改質器27の炉内に設けられるバーナで
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1. 1 is a block diagram showing the configuration of a phosphoric acid fuel cell power generator according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 21 is a raw fuel supply means for supplying raw fuel, 22 is a raw fuel preheater for raising the temperature of the supplied raw fuel to an operating temperature of a desulfurizer described later, and 23 is hydrogen for sulfur content in the raw fuel. Desulfurizer to be removed by using, 24 is a steam separator, 2
Reference numeral 5 is a steam ejector for sucking raw fuel using the steam supplied from the steam separator 24 and mixing it with steam, 26 is a raw material preheater for preheating a mixed fluid of raw fuel and steam, and 27 is this raw material preheater. A reformer 28 that reacts the mixed fluid preheated in 26 to generate a reformed gas containing hydrogen, and 28 is a burner provided in the furnace of the reformer 27.

【0012】29は改質器27で生成された改質ガス中
の一酸化炭素を水素に変換して変成ガスを生成するCO
変成器、30はCO変成器29によって生成された変成
ガス中の水素と空気中の酸素を反応させて発電する燃料
電池で、変成ガスが供給される燃料極30aと、空気が
供給される空気極30bと、発電時の発熱を逃がす冷却
器30cとを備えている。31はバーナ28に燃料を供
給するライン、32はバーナ28の燃焼の安定性を確保
するためのパイロットバーナ(図示せず)に燃料を供給
するライン、33は原燃料供給手段21からの原燃料の
供給を停止する遮断弁である。
Reference numeral 29 is a CO which converts carbon monoxide in the reformed gas produced by the reformer 27 into hydrogen to produce a modified gas.
A shifter 30 is a fuel cell for generating electricity by reacting hydrogen in the shift gas generated by the CO shifter 29 with oxygen in the air, and a fuel electrode 30a to which the shift gas is supplied and air to which air is supplied. The electrode 30b is provided with a cooler 30c that releases heat generated during power generation. Reference numeral 31 is a line for supplying fuel to the burner 28, 32 is a line for supplying fuel to a pilot burner (not shown) for ensuring the combustion stability of the burner 28, and 33 is raw fuel from the raw fuel supply means 21. It is a shutoff valve that stops the supply of.

【0013】34はバーナ28の火炎温度を測定する火
炎温度センサ、35はこの火炎温度センサ34で測定さ
れる火炎温度を順次収集する火炎温度収集部、36はこ
の火炎温度収集部に順次収集される火炎温度と、バーナ
28の燃焼・失火を判断するために予め設定された温度
の基準値とを比較する火炎温度比較部で、火炎温度収集
部35と共に火炎温度監視手段37を構成しており、火
炎温度比較部35で比較された火炎温度が基準値以下の
場合に、出力されて遮断弁33を閉止し、原燃料供給手
段21からの原燃料の供給が停止される。
Reference numeral 34 is a flame temperature sensor for measuring the flame temperature of the burner 28, 35 is a flame temperature collecting section for sequentially collecting the flame temperatures measured by the flame temperature sensor 34, and 36 is a sequential collection for the flame temperature collecting section. A flame temperature comparing unit that compares the flame temperature of the burner 28 with a reference value of a preset temperature for determining the combustion / misfire of the burner 28, and constitutes the flame temperature monitoring unit 37 together with the flame temperature collecting unit 35. When the flame temperature compared by the flame temperature comparison unit 35 is equal to or lower than the reference value, the shutoff valve 33 is output and the shutoff valve 33 is closed, and the supply of the raw fuel from the raw fuel supply means 21 is stopped.

【0014】次に、上記のように構成されるこの発明の
実施の形態1におけるリン酸型燃料電池発電装置の動作
を図に基づいて説明する。原燃料供給手段21によって
供給される都市ガスや天然ガスからなる原燃料は、原燃
料予熱器22によって水素添加され、脱硫反応に適した
温度(300℃〜400℃)まで昇温された後、脱硫器
23に導かれ原燃料中の硫黄分が除去される。なお、こ
の硫黄分は下流に設けられる改質器27内の改質触媒を
被毒し、反応活性を低下させるために脱硫器23が設け
られている。次いで、脱硫された原燃料は水蒸気分離器
24から供給されるスチームの駆動力により、スチーム
エゼクタ25により吸引されてスチームと混合される。
Next, the operation of the phosphoric acid fuel cell power generator according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the drawings. The raw fuel consisting of city gas or natural gas supplied by the raw fuel supply means 21 is hydrogenated by the raw fuel preheater 22 and heated to a temperature (300 ° C. to 400 ° C.) suitable for the desulfurization reaction, It is guided to the desulfurizer 23 and the sulfur content in the raw fuel is removed. A desulfurizer 23 is provided in order to poison the reforming catalyst in the reformer 27 provided downstream and reduce the reaction activity. Next, the desulfurized raw fuel is sucked by the steam ejector 25 by the driving force of the steam supplied from the steam separator 24 and mixed with the steam.

【0015】このようにしてスチームと混合された原燃
料は、原料予熱器26で改質反応に適した温度まで昇温
されて改質器27に導かれる。そして、改質器27にお
ける改質反応により水素を含む改質ガスが生成され、こ
の改質ガスは原料予熱器26および原燃料予熱器22で
冷却された後、CO変成器29に導かれ改質ガス中の一
酸化炭素が水素に変換されて、燃料電池30の燃料極3
0aに供給され、空気極30bに供給される空気中の酸
素と反応して発電が起こる。
The raw fuel thus mixed with steam is heated to a temperature suitable for the reforming reaction in the raw material preheater 26 and introduced into the reformer 27. Then, a reforming gas containing hydrogen is generated by the reforming reaction in the reformer 27, and the reformed gas is cooled by the raw material preheater 26 and the raw fuel preheater 22 and then guided to the CO shift converter 29. The carbon monoxide in the quality gas is converted into hydrogen, and the fuel electrode 3 of the fuel cell 30
0a and reacts with oxygen in the air supplied to the air electrode 30b to generate electricity.

【0016】そして、この動作中改質器27の炉内にお
いては、火炎温度センサ34によりバーナ28の火炎温
度が測定されており、この測定された火炎温度は順次火
炎温度収集部35に収集される。次いで、このようにし
て収集された火炎温度は、火炎温度比較部36におい
て、バーナ28の燃焼・失火を判断するために予め設定
された温度の基準値と比較され、火炎温度が基準値以下
の場合に、失火と判断されて出力がなされ遮断弁33が
閉止し、原燃料供給手段21からの原燃料の供給が停止
される。
In the furnace of the reformer 27 during operation, the flame temperature of the burner 28 is measured by the flame temperature sensor 34, and the measured flame temperature is sequentially collected by the flame temperature collecting section 35. It Next, the flame temperature thus collected is compared in the flame temperature comparison unit 36 with a reference value of a temperature preset for determining the combustion / misfire of the burner 28, and the flame temperature is below the reference value. In this case, it is determined that a misfire has occurred, an output is made, the shutoff valve 33 is closed, and the supply of raw fuel from the raw fuel supply means 21 is stopped.

【0017】なお、発電運転中の火炎温度は通常800
〜1000℃であり運転変動により変化するが、発電運
転中は水素燃焼であり水素の自然発火温度は550℃で
ある。したがって、火炎温度がこの自然発火温度以上で
あれば燃焼していると判断できるので、裕度を考慮して
例えば燃焼・失火を判断するための温度の基準値は、6
50℃に設定されている。
The flame temperature during power generation is usually 800.
The temperature is up to 1000 ° C. and changes depending on the operation variation, but during the power generation operation, hydrogen combustion is performed and the spontaneous ignition temperature of hydrogen is 550 ° C. Therefore, if the flame temperature is equal to or higher than the spontaneous ignition temperature, it can be determined that combustion is taking place, and therefore the reference value of the temperature for determining, for example, combustion / misfire is 6 in consideration of the margin.
It is set to 50 ° C.

【0018】このように上記実施の形態1によれば、バ
ーナ28の火炎温度を火炎温度センサ34で測定し、測
定された火炎温度を火炎温度収集部35で順次収集する
とともに、火炎温度比較部36において、収集された火
炎温度と予め燃焼・失火を判断するために設定された温
度の基準値(650℃)とを比較し、基準値以下の場合
には失火と判断して遮断弁33を閉止し、原燃料の供給
を停止するようにしているので、バーナ28の発電運転
時における燃焼火炎の状態を正確に監視することが可能
となり、信頼性の向上を図ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the flame temperature of the burner 28 is measured by the flame temperature sensor 34, and the measured flame temperatures are sequentially collected by the flame temperature collecting unit 35, and the flame temperature comparing unit is also provided. In 36, the collected flame temperature is compared with a reference value (650 ° C.) of the temperature set in advance to determine combustion / misfire, and if it is equal to or lower than the reference value, it is determined as misfire and the shutoff valve 33 is turned on. Since it is closed and the supply of the raw fuel is stopped, it becomes possible to accurately monitor the state of the combustion flame during the power generation operation of the burner 28, and it is possible to improve the reliability.

【0019】なお、上記では火炎温度収集部35と火炎
温度比較部36で、火炎温度監視手段37を構成した場
合について説明したが、これに限定されるものではな
く、火炎温度収集部35および火炎温度比較部36がそ
れぞれ独立した手段として構成するようにしても、同様
の効果を発揮し得ることは言うまでもない。
In the above description, the flame temperature monitoring means 37 is constituted by the flame temperature collecting section 35 and the flame temperature comparing section 36. However, the present invention is not limited to this, and the flame temperature collecting section 35 and the flame are not limited thereto. Needless to say, even if the temperature comparison units 36 are configured as independent means, the same effect can be exhibited.

【0020】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2におけるリン酸型燃料電池発電装置の構成を示すブ
ロック図である。図において、21ないし35は上記実
施の形態1におけると同様なので同一符号を付して説明
を省略する。38は火炎温度収集部35に順次収集され
る火炎温度の履歴から、火炎温度の時間変化量を算出す
る火炎温度変化量算出部、39はこの火炎温度変化量算
出部38で算出される火炎温度の時間変化量と、バーナ
28の燃焼・失火を判断するために予め設定された火炎
温度の時間変化量の基準値とを比較する火炎温度変化量
比較部で、火炎温度収集部35および火炎温度変化量算
出部38と共に火炎温度監視手段40を構成しており、
火炎温度変化量比較部39で比較された火炎温度の時間
変化量が基準値以下の場合に、出力されて遮断弁33を
閉止し、原燃料供給手段21からの原燃料の供給が停止
される。
Embodiment 2. 2 is a block diagram showing the configuration of a phosphoric acid fuel cell power generator according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, reference numerals 21 to 35 are the same as those in the first embodiment, and therefore, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. Reference numeral 38 is a flame temperature change amount calculation unit for calculating the time change amount of the flame temperature from the history of the flame temperature sequentially collected by the flame temperature collection unit 35, and 39 is the flame temperature calculated by the flame temperature change amount calculation unit 38. Of the flame temperature collecting unit 35 and the flame temperature collecting unit 35 for comparing the time change amount of the burner 28 with the reference value of the time change amount of the flame temperature preset for determining the combustion / misfire of the burner 28. The flame temperature monitoring means 40 is configured with the change amount calculation unit 38,
When the temporal change amount of the flame temperature compared by the flame temperature change amount comparing unit 39 is less than or equal to the reference value, it is output, the shutoff valve 33 is closed, and the supply of the raw fuel from the raw fuel supply means 21 is stopped. .

【0021】次に、上記のように構成されるこの発明の
実施の形態2におけるリン酸型燃料電池発電装置の動作
について、燃料電池30の燃料極30aに供給される水
素と、空気極30bに供給される空気中の酸素が反応し
て発電が起こるまでについては、上記実施の形態1にお
けると同様なので説明を省略し、火炎温度監視手段39
について説明する。起動昇温動作中改質器27の炉内に
おいては、火炎温度センサ34によりバーナ28の火炎
温度が測定されており、この測定された火炎温度は順次
火炎温度収集部35に収集される。次いで収集された火
炎温度は、火炎温度変化量算出部38において、その履
歴から火炎温度の時間変化量が算出され、さらに火炎温
度変化量比較部39において、バーナ28の燃焼・失火
を判断するために予め設定された火炎温度の時間変化量
の基準値と比較され、火炎温度の時間変化量が基準値以
下の場合に、失火と判断されて出力がなされ遮断弁38
が閉止し、原燃料供給手段21からの原燃料の供給が停
止される。
Next, regarding the operation of the phosphoric acid type fuel cell power generator according to Embodiment 2 of the present invention configured as described above, the hydrogen supplied to the fuel electrode 30a of the fuel cell 30 and the air electrode 30b are supplied. The process up to the point where the oxygen in the supplied air reacts to generate electric power is the same as in the first embodiment, and therefore description thereof is omitted, and the flame temperature monitoring means 39 is used.
Will be described. The flame temperature of the burner 28 is measured by the flame temperature sensor 34 in the furnace of the reformer 27 during the startup temperature raising operation, and the measured flame temperature is sequentially collected by the flame temperature collecting unit 35. Next, the flame temperature change amount calculation unit 38 calculates the time change amount of the flame temperature from the history of the collected flame temperature, and the flame temperature change amount comparison unit 39 further determines the combustion / misfire of the burner 28. Is compared with a reference value of the temporal change amount of the flame temperature set in advance, and if the temporal change amount of the flame temperature is less than or equal to the reference value, it is determined that a misfire has occurred and an output is made to shut off the shutoff valve 38.
Is closed, and the supply of raw fuel from the raw fuel supply means 21 is stopped.

【0022】なお、起動昇温中の火炎温度の変化は、室
温から800℃程度までを4時間程度かけて徐々に上昇
し、燃焼条件の変化により上昇速度の変動はあるが、火
炎温度の時間変化量は常に正となる。したがって、火炎
温度の時間変化量が正であれば燃焼していると判断でき
るので、裕度を考慮して例えば燃焼・失火を判断するた
めの時間変化量の基準値は、−0.5℃/secに設定
されている。
The change in flame temperature during the startup temperature rise gradually rises from room temperature to about 800 ° C. in about 4 hours, and although the rising speed varies depending on the change in combustion conditions, the flame temperature changes with time. The amount of change is always positive. Therefore, it can be determined that combustion is taking place if the amount of change in flame temperature with time is positive. Therefore, the reference value of the amount of change in time for judging combustion / misfire is −0.5 ° C. / Sec is set.

【0023】このように上記実施の形態2によれば、バ
ーナ28の火炎温度を火炎温度センサ34で測定し、測
定された火炎温度を火炎温度収集部35で順次収集する
とともに、火炎温度変化量算出部38において、収集さ
れた火炎温度の履歴から火炎温度の時間変化量が算出さ
れ、さらに火炎温度変化量比較部39において、算出さ
れた火炎温度の時間変化量と、予め燃焼・失火を判断す
るために設定された時間変化量の基準値(−0.5℃/
sec)とを比較し、基準値以下の場合には失火と判断
して遮断弁33を閉止し、原燃料の供給を停止するよう
にしているので、バーナ28の起動昇温時における燃焼
火炎の状態を正確に監視することが可能となり、信頼性
の向上を図ることができる。
As described above, according to the second embodiment, the flame temperature of the burner 28 is measured by the flame temperature sensor 34, and the measured flame temperatures are sequentially collected by the flame temperature collecting section 35, and at the same time, the flame temperature change amount is measured. The calculation unit 38 calculates the temporal change amount of the flame temperature from the collected history of the flame temperature, and the flame temperature change amount comparison unit 39 further determines the calculated temporal change amount of the flame temperature and the combustion / misfire in advance. The reference value of the amount of change over time (-0.5 ° C /
sec) and when it is less than the reference value, it is determined that a misfire has occurred and the shut-off valve 33 is closed to stop the supply of raw fuel, so that the combustion flame of the burner 28 at the time of starting temperature rise is It is possible to accurately monitor the state and improve reliability.

【0024】なお、上記では火炎温度収集部35、火炎
温度変化量算出部38および火炎温度変化量比較部39
で、火炎温度監視手段40を構成した場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、火炎温度収集
部35、火炎温度変化量算出部38および火炎温度変化
量比較部39がそれぞれ独立した手段として構成するよ
うにしても、同様の効果を発揮し得ることは言うまでも
ない。
In the above, the flame temperature collecting unit 35, the flame temperature change amount calculating unit 38, and the flame temperature change amount comparing unit 39.
Although the case where the flame temperature monitoring means 40 is configured has been described above, the present invention is not limited to this, and the flame temperature collection unit 35, the flame temperature change amount calculation unit 38, and the flame temperature change amount comparison unit 39 are independent of each other. It goes without saying that the same effect can be obtained even if the device is configured as a means.

【0025】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形
態3におけるリン酸型燃料電池発電装置の構成を示すブ
ロック図である。図において、21ないし33は上記実
施の形態1におけると同様なので同一符号を付して説明
を省略する。41は改質器27の炉内圧力を測定するた
めの圧力センサ、42はこの圧力センサ41で測定され
た炉内圧力を順次収集する炉内圧力収集部、43はこの
炉内圧力収集部42で収集される炉内圧力の履歴から、
炉内圧力の時間変化量を算出する炉内圧力変化量算出
部、44はこの炉内圧力変化量算出部43で算出される
炉内圧力の時間変化量と、バーナ28の燃焼・失火を判
断するために予め設定された炉内圧力の時間変化量の基
準値と比較する炉内圧力変化量比較部で、炉内圧力収集
部42および炉内圧力変化量算出部43と共に火炎監視
手段45を構成しており、炉内圧力変化量比較部44で
比較された炉内圧力の時間変化量が基準値以下の場合
に、出力されて遮断弁33を閉止し、原燃料供給手段2
1からの原燃料の供給が停止される。
Embodiment 3. 3 is a block diagram showing the configuration of a phosphoric acid fuel cell power generator according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, reference numerals 21 to 33 are the same as those in the first embodiment, and therefore, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. Reference numeral 41 is a pressure sensor for measuring the in-furnace pressure of the reformer 27, 42 is an in-furnace pressure collecting unit that sequentially collects the in-furnace pressures measured by the pressure sensor 41, and 43 is this in-furnace pressure collecting unit 42. From the history of furnace pressure collected in
An in-furnace pressure change amount calculation unit that calculates the amount of time change in the in-furnace pressure, and 44 determines the amount of time change in the in-furnace pressure calculated by the in-furnace pressure change amount calculation unit 43 and the combustion / misfire of the burner 28. In order to do so, the in-reactor pressure change amount comparison unit that compares the preset in-reactor pressure change amount reference value with the in-reactor pressure collection unit 42 and the in-furnace pressure change amount calculation unit 43 When the time change amount of the in-reactor pressure compared by the in-furnace pressure change amount comparing unit 44 is equal to or less than the reference value, the shutoff valve 33 is output and the raw fuel supply means 2 is closed.
The supply of raw fuel from 1 is stopped.

【0026】次に、上記のように構成されるこの発明の
実施の形態3におけるリン酸型燃料電池発電装置の動作
について、燃料電池30の燃料極30aに供給される水
素と、空気極30bに供給される空気中の酸素が反応し
て発電が起こるまでについては、上記実施の形態1にお
けると同様なので説明を省略し、火炎監視手段45につ
いて説明する。起動昇温動作中改質器27の炉内におい
ては、圧力センサ41により炉内圧力が測定されてお
り、この測定された炉内圧力は順次炉内圧力収集部42
に収集される。次いで収集された炉内圧力は、炉内圧力
変化量算出部43において、その履歴から炉内圧力の時
間変化量が算出され、さらに炉内圧力変化量比較部44
において、バーナ28の燃焼・失火を判断するために予
め設定された炉内圧力の時間変化量の基準値と比較さ
れ、炉内圧力の時間変化量が基準値以下の場合に、失火
と判断されて出力がなされ遮断弁33が閉止し、原燃料
供給手段21からの原燃料の供給が停止される。
Next, regarding the operation of the phosphoric acid fuel cell power generator according to Embodiment 3 of the present invention configured as described above, hydrogen supplied to the fuel electrode 30a of the fuel cell 30 and air supplied to the air electrode 30b will be described. The process up to the point where the oxygen in the supplied air reacts to generate electric power is the same as in the first embodiment, so description thereof will be omitted, and the flame monitoring means 45 will be described. During the startup temperature raising operation, the pressure inside the furnace of the reformer 27 is measured by the pressure sensor 41, and the measured pressure inside the furnace is sequentially measured by the pressure collecting unit 42 inside the furnace.
To be collected. Next, with respect to the collected in-furnace pressure, the in-furnace pressure change amount calculation unit 43 calculates the time-dependent change amount of the in-furnace pressure from the history, and further, the in-furnace pressure change amount comparison unit 44.
In comparison with the reference value of the time change amount of the furnace pressure set in advance in order to determine the combustion / misfire of the burner 28, if the time change amount of the furnace pressure is equal to or less than the reference value, it is determined to be a misfire. Is output, the shutoff valve 33 is closed, and the supply of the raw fuel from the raw fuel supply means 21 is stopped.

【0027】なお、起動昇温中の炉内圧力の変化は、大
気圧から500mmAq程度までを4時間程度かけて炉
内温度上昇に伴い徐々に上昇する。そして、炉内圧力は
燃焼排ガスの流量と温度によって決まり、燃焼排ガスの
温度の変化は火炎温度の変化と同じであり、燃焼条件の
変化により火炎温度の上昇速度は変動するが常に上昇の
傾向にあるため、炉内圧力も常に上昇傾向となり、炉内
圧力の時間変化量は常に正となる。したがって、炉内圧
力の時間変化量が正であれば燃焼していると判断できる
ので、裕度を考慮して例えば燃焼・失火を判断するため
の時間変化量の基準値は、−0.5mmAq/secに
設定されている。
The change in the furnace pressure during the startup temperature rise gradually increases from the atmospheric pressure to about 500 mmAq in about 4 hours as the temperature in the furnace rises. The pressure in the furnace is determined by the flow rate and temperature of the combustion exhaust gas, and the change in the temperature of the combustion exhaust gas is the same as the change in flame temperature.The rate of rise in flame temperature fluctuates due to changes in combustion conditions, but there is always a tendency to rise. Therefore, the in-furnace pressure always tends to increase, and the temporal change amount of the in-furnace pressure is always positive. Therefore, it can be determined that combustion is taking place if the amount of temporal change in the furnace pressure is positive, and therefore the reference value of the amount of time change for determining combustion / misfire, for example, is −0.5 mmAq. / Sec is set.

【0028】このように上記実施の形態3によれば、改
質器27の炉内圧力を圧力センサ41で測定し、測定さ
れた炉内圧力を炉内圧力収集部42で順次収集するとと
もに、炉内圧力変化量算出部43において、収集された
炉内圧力の履歴から炉内圧力の時間変化量が算出され、
さらに炉内圧力変化量比較部44において、算出された
炉内圧力の時間変化量と、予め燃焼・失火を判断するた
めに設定された時間変化量の基準値(−0.5mmAq
/sec)とを比較し、基準値以下の場合には失火と判
断して遮断弁33を閉止し、原燃料の供給を停止するよ
うにしているので、バーナ28の起動昇温時における燃
焼火炎の状態を正確に監視することが可能となり、信頼
性の向上を図ることができる。
As described above, according to the third embodiment, the pressure in the furnace of the reformer 27 is measured by the pressure sensor 41, and the measured pressure in the furnace is sequentially collected by the pressure collecting section 42 in the furnace. In the furnace pressure change amount calculation unit 43, the time change amount of the furnace pressure is calculated from the collected history of the furnace pressure,
Further, in the in-furnace pressure change amount comparison unit 44, the calculated temporal change amount of the in-furnace pressure and the reference value (−0.5 mmAq) of the temporal change amount set in advance to determine combustion / misfire.
/ Sec), and when it is less than the reference value, it is determined that a misfire has occurred and the shut-off valve 33 is closed to stop the supply of the raw fuel. It is possible to accurately monitor the state of and the reliability can be improved.

【0029】なお、上記では炉内圧力収集部42、炉内
圧力変化量算出部43および炉内圧力変化量比較部44
で、火炎監視手段45を構成した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、炉内圧力収集部4
2、炉内圧力変化量算出部43および炉内圧力変化量比
較部44がそれぞれ独立した手段として構成するように
しても、同様の効果を発揮し得ることは言うまでもな
い。
In the above, the in-furnace pressure collecting unit 42, the in-furnace pressure change amount calculating unit 43, and the in-furnace pressure change amount comparing unit 44 are used.
Although the case where the flame monitoring means 45 is configured has been described above, the present invention is not limited to this, and the in-furnace pressure collecting unit 4 is not limited to this.
It goes without saying that even if the in-furnace pressure change amount calculation unit 43 and the in-furnace pressure change amount comparison unit 44 are configured as independent means, the same effect can be exhibited.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、供給される原燃料を脱硫反応に適した温度に加熱
する原燃料予熱器と、原燃料予熱器で加熱された原燃料
中の硫黄分を除去する脱硫器と、スチームを供給する水
蒸気分離器と、水蒸気分離器から供給されるスチームと
原燃料を混合してなる混合ガスを改質ガスにより昇温さ
せる原料予熱器と、原料予熱器で昇温された混合ガスを
加熱して改質ガスを生成する改質器と、改質ガスを変成
ガスに変成するCO変成器と、変成ガスを燃料ガスとし
て発電し、発電による発熱を冷却水で冷却して昇温した
冷却水を水蒸気分離器に循環させるようにした燃料電池
と、起動昇温のための原燃料および発電運転中において
発電に寄与しない改質オフガスを燃焼させるために改質
器の炉内に設けられたバーナとを備えたリン酸型燃料電
池発電装置において、バーナの火炎温度を測定する火炎
温度センサと、火炎温度センサで測定される火炎温度を
順次収集する火炎温度収集部と、火炎温度収集部に順次
収集される火炎温度とバーナの燃焼・失火を判断するた
めに予め設定された温度の基準値とを比較する火炎温度
比較部とを備え、火炎温度比較部で比較された火炎温度
が基準値以下の場合に、原燃料の供給を停止するように
したので、改質器の炉内に設けられるバーナの発電運転
中における燃焼火炎の状態を正確に監視することが可能
になり、信頼性の向上を図ることができる。
As described above, according to claim 1 of the present invention, the raw fuel preheater for heating the supplied raw fuel to a temperature suitable for the desulfurization reaction and the raw fuel heated by the raw fuel preheater. A desulfurizer that removes the sulfur content in the fuel, a steam separator that supplies steam, and a raw material preheater that raises the temperature of the mixed gas obtained by mixing the steam and raw fuel supplied from the steam separator with the reformed gas. A reformer for generating a reformed gas by heating the mixed gas heated by the raw material preheater, a CO shifter for transforming the reformed gas into a shift gas, and power generation using the shift gas as a fuel gas, A fuel cell that circulates the cooling water that has been heated by cooling water generated by power generation by cooling water and circulates it through a steam separator, a raw fuel for startup heating and reforming off-gas that does not contribute to power generation during power generation operation. Installed in the reformer furnace to burn In a phosphoric acid fuel cell power generator including a burner, a flame temperature sensor that measures the flame temperature of the burner, a flame temperature collection unit that sequentially collects the flame temperatures measured by the flame temperature sensor, and a flame temperature collection unit It is equipped with a flame temperature comparison unit that compares the flame temperature collected in sequence with the reference value of the preset temperature to determine the combustion / misfire of the burner, and the flame temperature compared by the flame temperature comparison unit is the reference. Since the supply of raw fuel is stopped when the value is less than the specified value, it becomes possible to accurately monitor the state of the combustion flame during the power generation operation of the burner installed in the furnace of the reformer. Can be improved.

【0031】又、この発明の請求項2によれば、供給さ
れる原燃料を脱硫反応に適した温度に加熱する原燃料予
熱器と、原燃料予熱器で加熱された原燃料中の硫黄分を
除去する脱硫器と、スチームを供給する水蒸気分離器
と、水蒸気分離器から供給されるスチームと原燃料を混
合してなる混合ガスを改質ガスにより昇温させる原料予
熱器と、原料予熱器で昇温された混合ガスを加熱して改
質ガスを生成する改質器と、改質ガスを変成ガスに変成
するCO変成器と、変成ガスを燃料ガスとして発電し、
発電による発熱を冷却水で冷却して昇温した冷却水を水
蒸気分離器に循環させるようにした燃料電池と、起動昇
温のための原燃料および発電運転中において発電に寄与
しない改質オフガスを燃焼させるために改質器の炉内に
設けられたバーナとを備えたリン酸型燃料電池発電装置
において、バーナの火炎温度を測定する火炎温度センサ
と、火炎温度センサで測定される火炎温度を順次収集す
る火炎温度収集部と、火炎温度収集部に順次収集される
火炎温度から火炎温度の時間変化量を算出する火炎温度
変化量算出部と、火炎温度変化量算出部で算出される火
炎温度の時間変化量とバーナの燃焼・失火を判断するた
めに予め設定された時間変化量の基準値とを比較する火
炎温度変化量比較部とを備え、火炎温度変化量比較部で
比較された時間変化量が基準値以下の場合に、原燃料の
供給を停止するようにしたので、改質器の炉内に設けら
れるバーナの起動昇温時における燃焼火炎の状態を正確
に監視することが可能になり、信頼性の向上を図ること
ができる。
According to a second aspect of the present invention, the raw fuel preheater for heating the supplied raw fuel to a temperature suitable for the desulfurization reaction, and the sulfur content in the raw fuel heated by the raw fuel preheater. A desulfurizer for removing steam, a steam separator for supplying steam, a raw material preheater for raising the temperature of a mixed gas obtained by mixing steam and raw fuel supplied from the steam separator with a reformed gas, and a raw material preheater A reformer that heats the mixed gas whose temperature has been raised to generate reformed gas, a CO shifter that transforms the reformed gas into a shift gas, and power is generated using the shift gas as a fuel gas.
A fuel cell that circulates the cooling water that has been heated by cooling water generated by power generation by cooling water and circulates it through a steam separator, a raw fuel for startup heating and reforming off-gas that does not contribute to power generation during power generation operation. In a phosphoric acid fuel cell power generator equipped with a burner provided in the furnace of the reformer for burning, a flame temperature sensor for measuring the flame temperature of the burner, and a flame temperature measured by the flame temperature sensor. A flame temperature collection unit that sequentially collects, a flame temperature change amount calculation unit that calculates the time change amount of the flame temperature from the flame temperature that is sequentially collected by the flame temperature collection unit, and a flame temperature calculated by the flame temperature change amount calculation unit. The flame temperature change amount comparison unit that compares the time change amount with the reference value of the time change amount set in advance to determine the burner combustion / misfire, and the time compared by the flame temperature change amount comparison unit. Strange When the amount is less than the standard value, the supply of raw fuel is stopped, so it is possible to accurately monitor the state of the combustion flame at the time of startup temperature rise of the burner installed in the furnace of the reformer. Therefore, the reliability can be improved.

【0032】又、この発明の請求項3によれば、供給さ
れる原燃料を脱硫反応に適した温度に加熱する原燃料予
熱器と、原燃料予熱器で加熱された原燃料中の硫黄分を
除去する脱硫器と、スチームを供給する水蒸気分離器
と、水蒸気分離器から供給されるスチームと原燃料を混
合してなる混合ガスを改質ガスにより昇温させる原料予
熱器と、原料予熱器で昇温された混合ガスを加熱して改
質ガスを生成する改質器と、改質ガスを変成ガスに変成
するCO変成器と、変成ガスを燃料ガスとして発電し、
発電による発熱を冷却水で冷却して昇温した冷却水を水
蒸気分離器に循環させるようにした燃料電池と、起動昇
温のための原燃料および発電運転中において発電に寄与
しない改質オフガスを燃焼させるために改質器の炉内に
設けられたバーナとを備えたリン酸型燃料電池発電装置
において、バーナが設けられた炉内の圧力を測定する圧
力センサと、圧力センサで測定される炉内の圧力を順次
収集する炉内圧力収集部と、炉内圧力収集部に順次収集
される炉内圧力から炉内圧力の時間変化量を算出する炉
内圧力変化量算出部と、炉内圧力変化量算出部で算出さ
れる炉内圧力の時間変化量とバーナの燃焼・失火を判断
するために予め設定された炉内圧力変化量の基準値とを
比較する炉内圧力変化量比較部とを備え、炉内圧力変化
量比較部で比較された圧力変化量が基準値以下の場合
に、原燃料の供給を停止するようにしたので、改質器の
炉内に設けられるバーナの起動昇温時における燃焼火炎
の状態を正確に監視することが可能になり、信頼性の向
上を図ることができる。
According to the third aspect of the present invention, the raw fuel preheater for heating the supplied raw fuel to a temperature suitable for the desulfurization reaction, and the sulfur content in the raw fuel heated by the raw fuel preheater. A desulfurizer for removing steam, a steam separator for supplying steam, a raw material preheater for raising the temperature of a mixed gas obtained by mixing steam and raw fuel supplied from the steam separator with a reformed gas, and a raw material preheater A reformer that heats the mixed gas whose temperature has been raised to generate reformed gas, a CO shifter that transforms the reformed gas into a shift gas, and power is generated using the shift gas as a fuel gas.
A fuel cell that circulates the cooling water that has been heated by cooling water generated by power generation by cooling water and circulates it through a steam separator, a raw fuel for startup heating and reforming off-gas that does not contribute to power generation during power generation operation. In a phosphoric acid fuel cell power generator equipped with a burner provided in a furnace of a reformer for burning, a pressure sensor for measuring the pressure in the furnace provided with a burner and a pressure sensor The in-furnace pressure collection unit that sequentially collects the in-furnace pressure, the in-furnace pressure change amount calculation unit that calculates the temporal change amount of the in-furnace pressure from the in-furnace pressure that is sequentially collected in the in-furnace pressure collection unit, and In-reactor pressure change amount comparison unit that compares the in-reactor pressure time change amount calculated by the pressure change amount calculation unit with a preset reference value of the in-reactor pressure change amount that is used to determine burner combustion / misfire And equipped with the When the amount of pressure change is less than the reference value, the supply of raw fuel is stopped, so it is necessary to accurately monitor the state of the combustion flame when the temperature of the burner installed in the reformer furnace is increased. Therefore, the reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1におけるリン酸型燃
料電池発電装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a phosphoric acid fuel cell power generator according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態2におけるリン酸型燃
料電池発電装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a phosphoric acid fuel cell power generator according to Embodiment 2 of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態3におけるリン酸型燃
料電池発電装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a phosphoric acid fuel cell power generator according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 従来のリン酸型燃料電池発電装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional phosphoric acid fuel cell power generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

22 原燃料予熱器、26 原料予熱器、27 改質
器、28 バーナ、30 燃料電池、33 遮断器、3
4 火炎温度センサ、35 火炎温度収集部、36 火
炎温度比較部、37,40 火炎温度監視手段、38
火炎温度変化量算出部、39 火炎温度変化量比較部、
41 圧力センサ、42 炉内圧力収集部、43 炉内
圧力変化量算出部、44 炉内圧力変化量比較部。
22 raw fuel preheater, 26 raw material preheater, 27 reformer, 28 burner, 30 fuel cell, 33 circuit breaker, 3
4 flame temperature sensor, 35 flame temperature collecting unit, 36 flame temperature comparing unit, 37, 40 flame temperature monitoring means, 38
Flame temperature change amount calculation unit, 39 Flame temperature change amount comparison unit,
41 pressure sensor, 42 in-furnace pressure collection unit, 43 in-furnace pressure change amount calculation unit, 44 in-furnace pressure change amount comparison unit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 供給される原燃料を脱硫反応に適した温
度に加熱する原燃料予熱器と、上記原燃料予熱器で加熱
された上記原燃料中の硫黄分を除去する脱硫器と、スチ
ームを供給する水蒸気分離器と、上記水蒸気分離器から
供給されるスチームと上記原燃料を混合してなる混合ガ
スを改質ガスにより昇温させる原料予熱器と、上記原料
予熱器で昇温された上記混合ガスを加熱して上記改質ガ
スを生成する改質器と、上記改質ガスを変成ガスに変成
するCO変成器と、上記変成ガスを燃料ガスとして発電
し、発電による発熱を冷却水で冷却して昇温した上記冷
却水を上記水蒸気分離器に循環させるようにした燃料電
池と、起動昇温のための原燃料および発電運転中におい
て発電に寄与しない改質オフガスを燃焼させるために上
記改質器の炉内に設けられたバーナとを備えたリン酸型
燃料電池発電装置において、 上記バーナの火炎温度を測定する火炎温度センサと、上
記火炎温度センサで測定される上記火炎温度を順次収集
する火炎温度収集部と、上記火炎温度収集部に順次収集
される火炎温度と上記バーナの燃焼・失火を判断するた
めに予め設定された温度の基準値とを比較する火炎温度
比較部とを備え、上記火炎温度比較部で比較された火炎
温度が上記基準値以下の場合に、上記原燃料の供給を停
止するようにしたことを特徴とするリン酸型燃料電池発
電装置。
1. A raw fuel preheater for heating a supplied raw fuel to a temperature suitable for a desulfurization reaction, a desulfurizer for removing a sulfur content in the raw fuel heated by the raw fuel preheater, and steam. A steam separator for supplying, a raw material preheater for raising the temperature of a mixed gas obtained by mixing the steam and the raw fuel supplied from the steam separator by the reformed gas, and the temperature of the raw material preheater A reformer that heats the mixed gas to generate the reformed gas, a CO shifter that shifts the reformed gas to a shift gas, and power is generated by using the shift gas as a fuel gas. In order to combust the fuel cell that circulates the cooling water whose temperature has been raised by cooling with the steam separator, and the reforming off gas that does not contribute to power generation during the power generation operation and the raw fuel for starting temperature rise. Installed in the furnace of the above reformer In a phosphoric acid fuel cell power generator having a burner with a burned burner, a flame temperature sensor for measuring the flame temperature of the burner, and a flame temperature collecting unit for sequentially collecting the flame temperature measured by the flame temperature sensor, , A flame temperature comparing unit for comparing the flame temperature sequentially collected in the flame temperature collecting unit and a reference value of a temperature preset in order to determine the combustion / misfire of the burner, and the flame temperature comparing unit The phosphoric acid fuel cell power generation device, wherein the supply of the raw fuel is stopped when the flame temperature compared with the reference temperature is equal to or lower than the reference value.
【請求項2】 供給される原燃料を脱硫反応に適した温
度に加熱する原燃料予熱器と、上記原燃料予熱器で加熱
された上記原燃料中の硫黄分を除去する脱硫器と、スチ
ームを供給する水蒸気分離器と、上記水蒸気分離器から
供給されるスチームと上記原燃料を混合してなる混合ガ
スを改質ガスにより昇温させる原料予熱器と、上記原料
予熱器で昇温された上記混合ガスを加熱して上記改質ガ
スを生成する改質器と、上記改質ガスを変成ガスに変成
するCO変成器と、上記変成ガスを燃料ガスとして発電
し、発電による発熱を冷却水で冷却して昇温した上記冷
却水を上記水蒸気分離器に循環させるようにした燃料電
池と、起動昇温のための原燃料および発電運転中におい
て発電に寄与しない改質オフガスを燃焼させるために上
記改質器の炉内に設けられたバーナとを備えたリン酸型
燃料電池発電装置において、 上記バーナの火炎温度を測定する火炎温度センサと、上
記火炎温度センサで測定される上記火炎温度を順次収集
する火炎温度収集部と、上記火炎温度収集部に順次収集
される火炎温度から上記火炎温度の時間変化量を算出す
る火炎温度変化量算出部と、上記火炎温度変化量算出部
で算出される上記火炎温度の時間変化量と上記バーナの
燃焼・失火を判断するために予め設定された時間変化量
の基準値とを比較する火炎温度変化量比較部とを備え、
上記火炎温度変化量比較部で比較された時間変化量が上
記基準値以下の場合に、上記原燃料の供給を停止するよ
うにしたことを特徴とするリン酸型燃料電池発電装置。
2. A raw fuel preheater for heating a supplied raw fuel to a temperature suitable for a desulfurization reaction, a desulfurizer for removing sulfur in the raw fuel heated by the raw fuel preheater, and steam. A steam separator for supplying, a raw material preheater for raising the temperature of a mixed gas obtained by mixing the steam and the raw fuel supplied from the steam separator by the reformed gas, and the temperature of the raw material preheater A reformer that heats the mixed gas to generate the reformed gas, a CO shifter that shifts the reformed gas to a shift gas, and power is generated by using the shift gas as a fuel gas. In order to combust the fuel cell that circulates the cooling water whose temperature has been raised by cooling with the steam separator, and the reforming off gas that does not contribute to power generation during the power generation operation and the raw fuel for starting temperature rise. Installed in the furnace of the above reformer In a phosphoric acid fuel cell power generator having a burner with a burned burner, a flame temperature sensor for measuring the flame temperature of the burner, and a flame temperature collecting unit for sequentially collecting the flame temperature measured by the flame temperature sensor, , A flame temperature change amount calculation unit that calculates a time change amount of the flame temperature from the flame temperature sequentially collected in the flame temperature collection unit, and a time change amount of the flame temperature calculated by the flame temperature change amount calculation unit And a flame temperature change amount comparison unit that compares a reference value of a time change amount set in advance in order to determine combustion / misfire of the burner,
A phosphoric acid fuel cell power generator, wherein the supply of the raw fuel is stopped when the time variation compared by the flame temperature variation comparing unit is equal to or less than the reference value.
【請求項3】 供給される原燃料を脱硫反応に適した温
度に加熱する原燃料予熱器と、上記原燃料予熱器で加熱
された上記原燃料中の硫黄分を除去する脱硫器と、スチ
ームを供給する水蒸気分離器と、上記水蒸気分離器から
供給されるスチームと上記原燃料を混合してなる混合ガ
スを改質ガスにより昇温させる原料予熱器と、上記原料
予熱器で昇温された上記混合ガスを加熱して上記改質ガ
スを生成する改質器と、上記改質ガスを変成ガスに変成
するCO変成器と、上記変成ガスを燃料ガスとして発電
し、発電による発熱を冷却水で冷却して昇温した上記冷
却水を上記水蒸気分離器に循環させるようにした燃料電
池と、起動昇温のための原燃料および発電運転中におい
て発電に寄与しない改質オフガスを燃焼させるために上
記改質器の炉内に設けられたバーナとを備えたリン酸型
燃料電池発電装置において、 上記バーナが設けられた炉内の圧力を測定する圧力セン
サと、上記圧力センサで測定される上記炉内の圧力を順
次収集する炉内圧力収集部と、上記炉内圧力収集部に順
次収集される炉内圧力から上記炉内圧力の時間変化量を
算出する炉内圧力変化量算出部と、上記炉内圧力変化量
算出部で算出される上記炉内圧力の時間変化量と上記バ
ーナの燃焼・失火を判断するために予め設定された炉内
圧力変化量の基準値とを比較する炉内圧力変化量比較部
とを備え、上記炉内圧力変化量比較部で比較された圧力
変化量が上記基準値以下の場合に、上記原燃料の供給を
停止するようにしたことを特徴とするリン酸型燃料電池
発電装置。
3. A raw fuel preheater for heating the supplied raw fuel to a temperature suitable for a desulfurization reaction, a desulfurizer for removing the sulfur content in the raw fuel heated by the raw fuel preheater, and steam. A steam separator for supplying, a raw material preheater for raising the temperature of a mixed gas obtained by mixing the steam and the raw fuel supplied from the steam separator by the reformed gas, and the temperature of the raw material preheater A reformer that heats the mixed gas to generate the reformed gas, a CO shifter that shifts the reformed gas to a shift gas, and power is generated by using the shift gas as a fuel gas. In order to combust the fuel cell that circulates the cooling water whose temperature has been raised by cooling with the steam separator, and the reforming off gas that does not contribute to power generation during the power generation operation and the raw fuel for starting temperature rise. Installed in the furnace of the above reformer In a phosphoric acid fuel cell power generator equipped with a burner equipped with a burner, a pressure sensor for measuring the pressure in the furnace provided with the burner, and the pressure in the furnace measured by the pressure sensor are sequentially collected. In-furnace pressure collection unit, in-furnace pressure change amount calculation unit that calculates the temporal change amount of the in-furnace pressure from the in-furnace pressure sequentially collected in the in-furnace pressure collection unit, and in-furnace pressure change amount calculation unit The in-reactor pressure change amount comparison unit for comparing the in-reactor pressure change amount calculated in step 1 with the reference value of the in-reactor pressure change amount set in advance to determine the combustion / misfire of the burner. A phosphoric acid fuel cell power generator, wherein the supply of the raw fuel is stopped when the pressure change amount compared by the in-reactor pressure change amount comparison unit is equal to or less than the reference value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008010369A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Sanyo Electric Co Ltd Starting method of fuel cell system and fuel cell system
JP2008135268A (en) * 2006-11-28 2008-06-12 Kyocera Corp Starting method of fuel cell device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010369A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Sanyo Electric Co Ltd Starting method of fuel cell system and fuel cell system
JP2008135268A (en) * 2006-11-28 2008-06-12 Kyocera Corp Starting method of fuel cell device

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