JP2005251603A - Method for abnormal stop of fuel gas manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、炭化水素又はアルコールを含む含水素燃料を改質した後、水素リッチな燃料ガスを精製する燃料ガス製造装置の異常停止方法に関する。 The present invention relates to a method for abnormally stopping a fuel gas production apparatus for purifying a hydrogen-rich fuel gas after reforming a hydrogen-containing fuel containing, for example, a hydrocarbon or an alcohol.
例えば、天然ガス等の炭化水素燃料やメタノール等のアルコールを含む含水素燃料を改質して水素含有ガス(改質ガス)を得た後、この水素含有ガスから燃料ガスを精製して燃料電池等に供給する水素製造装置(燃料ガス製造装置)が採用されている。 For example, after reforming a hydrocarbon fuel such as natural gas or a hydrogen-containing fuel containing alcohol such as methanol to obtain a hydrogen-containing gas (reformed gas), the fuel gas is purified from the hydrogen-containing gas and then a fuel cell. A hydrogen production apparatus (fuel gas production apparatus) for supplying to a gas etc. is employed.
例えば、特許文献1に開示されている水素製造装置は、図12に示すように、都市ガス等の燃料が圧縮機1から供給される水添脱硫部2、脱硫後の燃料を水蒸気改質して水素含有ガス(水素リッチガス)を製造する水蒸気改質部3、前記水蒸気改質部3の周囲に外装され、水素と空気中の酸素とを触媒燃焼させる触媒燃焼部4、前記水素含有ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素及び水素に転換させるガス変成部5、及びガス変成後の水素含有ガスから高純度水素を圧力吸着により分離するPSA(Pressure Swing Adsorption)部6を備えている。
For example, as shown in FIG. 12, a hydrogen production apparatus disclosed in
PSA部6には、高純度水素を固体高分子型燃料電池(PEFC)7に供給する前に一時的に貯蔵する水素貯蔵タンク8と、このPSA部6で吸着除去されたオフガス(不要物)を一時的に貯蔵するオフガスホルダ9とが接続されている。オフガスホルダ9は、水蒸気改質部3を加熱するための燃料として、オフガスを触媒燃焼部4に供給している。
The PSA unit 6 includes a hydrogen storage tank 8 for temporarily storing high-purity hydrogen before being supplied to the polymer electrolyte fuel cell (PEFC) 7, and an off-gas (unnecessary material) adsorbed and removed by the PSA unit 6. Is connected to an off-gas holder 9 that temporarily stores. The off-gas holder 9 supplies off-gas to the catalytic combustion unit 4 as fuel for heating the
この場合、PSA部6は、水素以外の成分を高圧下で選択的に吸着し、減圧下で脱着する吸着剤を充填した複数の吸着塔を設けている。そして、各吸着塔に、それぞれ吸着−脱着−置換−昇圧からなるサイクリック運転を行わせることにより、高純度水素を取り出す一方、他の成分をオフガスとして排出するように構成されている。 In this case, the PSA unit 6 is provided with a plurality of adsorption towers filled with an adsorbent that selectively adsorbs components other than hydrogen under high pressure and desorbs under reduced pressure. Then, by causing each adsorption tower to perform a cyclic operation consisting of adsorption-desorption-substitution-pressure increase, high-purity hydrogen is taken out while other components are discharged as off-gas.
上記の水素製造装置では、運転中に何らかの異常が発生した際に、緊急停止する場合がある。しかしながら、異常状態によっては、適切な停止処理を施すことにより再立ち上げが可能な場合があるものの、全ての異常状態に対して同一条件の停止処理を施すため、ユーザーにメンテナンス作業を強要することになる。これにより、特に家庭用水素製造装置では、ユーザーの負担が増大して採用することができないという問題がある。 In the above hydrogen production apparatus, an emergency stop may occur when any abnormality occurs during operation. However, depending on the abnormal state, it may be possible to re-start up by performing an appropriate stop process, but because the stop process under the same conditions is applied to all abnormal states, the user must be forced to perform maintenance work. become. As a result, there is a problem that the burden on the user cannot be increased and employed particularly in a domestic hydrogen production apparatus.
本発明はこの種の問題を解決するものであり、異常状態が発生した際、次回の立ち上げが可能である場合に適切な停止処理を施すことができ、ユーザーによるメンテナンス作業を可及的に削減することが可能な燃料ガス製造装置の異常停止方法を提供することを目的とする。 The present invention solves this kind of problem, and when an abnormal state occurs, an appropriate stop process can be performed when the next start-up is possible, and maintenance work by the user can be performed as much as possible. An object of the present invention is to provide a method for abnormally stopping a fuel gas production apparatus that can be reduced.
本発明は、含水素燃料を改質して改質ガスを得た後、前記改質ガスから不要物を除去して水素リッチな燃料ガスを精製する燃料ガス製造装置の異常停止方法である。この場合、含水素燃料とは、例えば、炭化水素又はアルコール等のように、水素を含む燃料をいう。 The present invention is a method for abnormally stopping a fuel gas production apparatus in which after reforming a hydrogen-containing fuel to obtain a reformed gas, unnecessary substances are removed from the reformed gas to purify a hydrogen-rich fuel gas. In this case, the hydrogen-containing fuel refers to a fuel containing hydrogen, such as a hydrocarbon or alcohol.
先ず、燃料ガス製造装置の始動信号が入力されると、前記燃料ガス製造装置の各種異常状態が検出される。そして、検出された異常状態が、予め設定されている複数の停止処理パターンの中、いずれの停止処理パターンに属するか否かの判断がなされ、該判断された停止処理パターンに従って、燃料ガス製造装置に停止処理が施される。 First, when a start signal of the fuel gas production apparatus is input, various abnormal states of the fuel gas production apparatus are detected. Then, a determination is made as to which stop processing pattern the detected abnormal state belongs to among a plurality of preset stop processing patterns, and the fuel gas production apparatus is determined according to the determined stop processing pattern Is stopped.
また、異常状態が自己修復不能であると判断された際、異常検知信号が出力されることが好ましい。異常検知信号は、例えば、メンテナンス会社に送信されるため、燃料ガス製造装置のメンテナンス作業が迅速に行われる。 Further, it is preferable that an abnormality detection signal is output when it is determined that the abnormal state is not self-repairable. Since the abnormality detection signal is transmitted to, for example, a maintenance company, the maintenance work of the fuel gas production apparatus is quickly performed.
本発明では、予め複数の停止処理パターンが設定されているため、検出された異常状態に応じた停止処理パターンに従って、燃料ガス製造装置を停止すれば、次回の立ち上げが可能である場合に適切な停止処理を施すことができる。これにより、ユーザーに過度のメンテナンス作業を強いることがなく、燃料ガス製造装置は、簡単な工程で、正常な始動を確実且つ迅速に開始することができるとともに、該ユーザーによるメンテナンス作業を最小限に抑えることが可能になる。 In the present invention, since a plurality of stop processing patterns are set in advance, if the fuel gas production device is stopped according to the stop processing pattern corresponding to the detected abnormal state, it is appropriate when the next startup is possible. Stop processing can be performed. As a result, the fuel gas production apparatus can start a normal start reliably and promptly with a simple process and minimize the maintenance work by the user without imposing excessive maintenance work on the user. It becomes possible to suppress.
図1は、本発明の実施形態に係る異常停止方法を実施するための燃料ガス製造装置である家庭用燃料ガス製造システム(HRS)10の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a household fuel gas production system (HRS) 10 that is a fuel gas production apparatus for carrying out an abnormal stop method according to an embodiment of the present invention.
家庭用燃料ガス製造システム10は、含水素燃料、例えば、メタンやプロパン等の炭化水素燃料(以下、改質用燃料ともいう)の改質反応により水素リッチガス(以下、改質ガスという)を得る改質部12と、前記水素リッチガスから高純度の水素ガス(以下、燃料ガスともいう)を精製する精製部14と、前記燃料ガスを貯蔵する貯蔵部16とを備える。
The household fuel
改質部12は、燃焼触媒を有して改質用燃料を蒸発させる蒸発器18を備える。蒸発器18には、バーナー等の燃焼器(加熱部)20が付設されるとともに、前記蒸発器18には、水供給タンク21が水コンプレッサ23及び弁25aを介して接続される。
The reforming
蒸発器18の下流には、改質用燃料を改質して改質ガスを得る反応器22が配設される。反応器22の下流には、改質ガスを冷却する冷却器24が配設されるとともに、この冷却器24の下流には、冷却された前記改質ガスをガス成分と水分とに分離する気液分離器26が配設される。この気液分離器26で分離される水は、水供給タンク21に供給される。
A
改質部12には、空気供給機構28が設けられる。空気供給機構28は、空気コンプレッサ30を備えるとともに、この空気コンプレッサ30には、改質用空気供給路32、燃焼用空気供給路34及びオフガス排出用空気供給路36が接続される。
The reforming
改質用空気供給路32は、改質用空気により改質用燃料を吸引するエゼクタ37を介して蒸発器18に接続され、燃焼用空気供給路34は、バーナー20に接続され、オフガス排出用空気供給路36は、後述するPSA機構42を経由して前記蒸発器18に接続される。改質用空気供給路32、燃焼用空気供給路34及びオフガス排出用空気供給路36は、弁38a、38b及び38cを介して空気コンプレッサ30に接続可能である。改質用燃料は、弁25bを介してエゼクタ37への供給が停止可能である。
The reforming
バーナー20には、始動燃料供給路39が接続されるとともに、前記始動燃料供給路39には、弁38d、38eが配設される。始動燃料供給路39には、オフガス排出用空気供給路36から分岐した分岐空気供給路36aが、弁38d、38e間に位置して接続される。この分岐空気供給路36aには、弁38fが配設される。
A starter fuel supply path 39 is connected to the
気液分離器26の下流には、改質ガス供給路40を介して精製部14を構成するPSA機構42が接続され、前記PSA機構42には、水分が分離された改質ガスが供給される。改質ガス供給路40には、三方弁44を介して分岐経路46が接続されるとともに、前記三方弁44の下流には、コンプレッサ48及び冷却器50が設けられる。改質ガス供給路40には、コンプレッサ48の上流に分岐経路52が設けられ、この分岐経路52とオフガス排出用空気供給路36とは、バイパス経路54により接続される。バイパス経路54には、弁56が配設される。分岐経路52には、背圧調整弁58が配設される。
A
図2に示すように、PSA機構42は、コンプレッサ48にそれぞれ接続可能な、例えば、3塔式圧力スイング吸着装置を構成しており、吸着塔60a、60b及び60cを備える。各吸着塔60a〜60cには、塔内の圧力を検出するための圧力センサ62a〜62cが設けられる。各吸着塔60a〜60cの出入口の下部には、弁66a〜66cが配設されるとともに、前記弁66a〜66cを介して前記吸着塔60a〜60cがオフガス排出路68に接続される。
As shown in FIG. 2, the
オフガス排出路68には、流量制御弁72が設けられるとともに、前記オフガス排出路68は、エゼクタ76を介してオフガス排出用空気供給路36の途上に接続される。
The off-
各吸着塔60a〜60cの出入口の上部には、燃料ガス排出用弁80a〜80cと、均圧(洗浄)用弁82a〜82cとが設けられるとともに、前記吸着塔60a〜60cは、前記弁80a〜80cを介して燃料ガス経路84に連通可能である。
Fuel
図1に示すように、燃料ガス経路84には、圧力調整弁86と流量制御弁88とが並列に設置されるとともに、コンプレッサ90と圧力調整弁92とが並列に配置される。燃料ガス経路84は、弁94を介して貯蔵部16を構成する充填タンク96に接続されるとともに、前記燃料ガス経路84の途上に、分岐燃料ガス経路98が設けられ、この分岐燃料ガス経路98には、弁100を介してバッファタンク102が接続される。
As shown in FIG. 1, a pressure adjustment valve 86 and a flow
充填タンク96は、図示しない燃料電池車両に燃料ガスを供給する一方、バッファタンク102は、家庭内で定置型燃料電池(図示せず)を発電させるために、該定置型燃料電池に燃料ガスを供給する。
The
家庭用燃料ガス製造システム10には、この家庭用燃料ガス製造システム10の各種異常状態を検出するために種々のセンサ類が設けられる。具体的には、空気コンプレッサ30に近接して圧力センサ104aが配設され、オフガス排出用空気供給路36には、圧力センサ104bが配設され、さらに改質用燃料供給路105に圧力センサ104cが配設される。
The home fuel
蒸発器18に圧力センサ104dが配設され、反応器22に圧力センサ104eが配設されるとともに、気液分離器26の下流に近接して圧力センサ104fが配置される一方、コンプレッサ48の下流に近接して圧力センサ104gが配置される。蒸発器18、バーナー20及び反応器22には、それぞれ温度センサ106a、106b及び106cが配置される。
A
家庭用燃料ガス製造システム10は、各補機類と通信及び制御を行うとともに、特に本実施形態では、前記家庭用燃料ガス製造システム10の各種異常状態を、例えば、圧力センサ104a〜104g及び温度センサ106a〜106cの検出信号に基づいて検出するとともに、検出された異常状態が、予め設定されている複数の停止処理パターンの中、いずれの停止処理パターンに属するか否かを判断し且つ該判断された停止処理パターンに従って、前記家庭用燃料ガス製造システム10に停止処理を施すための制御を行う制御部として、例えば、制御ECU(Electronic Control Unit)108を備える。
The home fuel
制御ECU108は、異常状態等の種々の情報を操作パネル110に送るとともに、前記異常状態が自己修復不能であると判断された際、異常個所及び異常内容をメンテナンス会社112に通信することにより、部品交換が必要な重大故障を前記メンテナンス会社112に知らせることができる。
The
このように構成される家庭用燃料ガス製造システム10の動作について、以下に説明する。
The operation of the household fuel
家庭用燃料ガス製造システム10では、制御ECU108を介して空気コンプレッサ30が運転されており、改質用空気、燃焼用空気及びオフガス排出用空気が、それぞれ改質用空気供給路32、燃焼用空気供給路34及びオフガス排出用空気供給路36に送られる。
In the domestic fuel
改質用空気供給路32に供給される改質用空気は、蒸発器18に供給されるとともに、この蒸発器18には、例えば、天然ガス等の改質用燃料と水とが供給される。一方、バーナー20では、燃焼用空気及び必要に応じて水素等が供給されて燃焼が行われ、蒸発器18では、改質用燃料及び水が蒸発する。
The reforming air supplied to the reforming
蒸発した改質用燃料は、反応器22に送られる。この反応器22では、改質用燃料中の、例えば、メタン、空気中の酸素及び水蒸気によって、酸化反応であるCH4+2O2→CO2+2H2O(発熱反応)と、燃料改質反応であるCH4+2H2O→CO2+4H2(吸熱反応)とが同時に行われる(オートサーマル方式)。
The evaporated reforming fuel is sent to the
上記のように、反応器22により改質された改質ガスは、冷却器24によって冷却された後、気液分離器26に供給される。この気液分離器26で水分が分離された改質ガスは、改質ガス供給路40を介してPSA機構42に送られ、コンプレッサ48で圧縮されて前記PSA機構42を構成する吸着塔60a〜60cに選択的に供給される(図2参照)。
As described above, the reformed gas reformed by the
その際、図3に示すように、PSA機構42では、例えば、吸着塔60aで吸着工程、吸着塔60bで洗浄工程及び吸着塔60cで減圧工程が同時に行われる。このため、吸着塔60a内では、水素以外の成分が吸着されて高濃度の水素(水素リッチ)を含む燃料ガスが精製され、この燃料ガスが燃料ガス経路84に供給される。燃料ガスは、図1に示すように、コンプレッサ90の作用下に充填タンク96とバッファタンク102とに選択的に貯蔵される。
At that time, as shown in FIG. 3, in the
さらに、図3に示すように、吸着塔60aで吸着工程、吸着塔60bで均圧工程及び吸着塔60cで均圧工程を経た後、前記吸着塔60aで吸着工程、前記吸着塔60bで昇圧工程及び吸着塔60cで脱着工程が実施される。従って、吸着塔60cでの脱着工程によるオフガス(不要物)は、弁66cの開放作用下にオフガス排出路68に排出される(洗浄工程)。
Further, as shown in FIG. 3, after the adsorption process at the
オフガス排出路68は、図1に示すように、オフガス排出用空気供給路36に接続されており、該オフガス排出路68に排出されたオフガスは、このオフガス排出用空気供給路36に沿って流動するオフガス排出用空気を介してバーナー20に送られる。このオフガスは、バーナー20の燃焼用燃料として使用される。
As shown in FIG. 1, the off-
上記のように、吸着塔60a〜60cでは、吸着工程、減圧工程、均圧工程、脱着工程及び洗浄工程が、順次、行われることにより、PSA機構42で燃料ガスが連続的に精製される。この燃料ガスは、燃料ガス経路84から貯蔵部16に供給される。
As described above, in the adsorption towers 60a to 60c, the adsorption process, the pressure reduction process, the pressure equalization process, the desorption process, and the cleaning process are sequentially performed, so that the fuel gas is continuously purified by the
次いで、本実施形態に係る家庭用燃料ガス製造システム10の異常停止方法について、説明する。
Next, an abnormal stop method for the household fuel
先ず、家庭用燃料ガス製造システム10では、各種システム運転モードにおける複数の停止処理パターンが予め設定されている。具体的には、図4に示すように、HRS停止118から図示しない起動スイッチ(イグニッションスイッチ)がオンされることにより、システムチェック120が開始される。このシステムチェック120では、異常状態が検出されると、第1停止処理パターン122aに移行する一方、正常状態であれば、ステータスチェック124に進む。
First, in the household fuel
ステータスチェック124で異常状態が検出されると、第1停止処理パターン122aに移行し、異常状態が検出されない場合には、PSAステータスチェック126に進む。このPSAステータスチェック126においても同様に、異常状態が検出されると、第1停止処理パターン122aに進む一方、異常状態が検出されないと、バーナー暖機着火前128に進む。
If an abnormal state is detected in the
バーナー暖機着火前128では、未着火やその他の異常状態が検出されると、第2停止処理パターン122bに移行し、これらの異常状態が検出されないと、バーナー暖機着火後130に進む。このバーナー暖機着火後130では、失火等の異常状態が検出されると、第2停止処理パターン122bに進む一方、異常状態が検出されないと、燃焼触媒暖機132に進む。
Before the burner warm-up
この燃焼触媒暖機132は、蒸発器18の暖機であり、バーナー(SBN)20の失火や、蒸発器(CBN)18の失火等の異常状態が検出されると、第3停止処理パターン122cに進む。燃焼触媒暖機132が正常に行われると、反応器22で改質運転開始及びPSA運転開始134に進む。この運転開始134では、異常状態によって第4停止処理パターン122d、第5停止処理パターン122e又は第6停止処理パターン122fに選択的に進む。
The combustion catalyst warm-
PSA運転開始から計時がなされて所定時間改質運転後及びPSA運転後136に至ると、この運転後136では、異常状態によって第4〜第6停止処理パターン122d〜122fに選択的に移行する。そして、運転後136が正常に行われて停止スイッチがオンされると、PSA正常停止処理パターン138に進んだ後、HRS停止118に移行する。
When the time is measured from the start of the PSA operation and after the reforming operation for a predetermined time and after the
次いで、各停止処理パターンについて詳述すると、第1停止処理パターン122aでは、システムチェック120で異常が検出されると、図5に示すように、異常ランプが点灯され(ステップS1)、イグニッションがオフされる(ステップS2)。さらに、制御ECU108は、メンテナンス会社112に故障の連絡を行い(ステップS3)、このメンテナンス会社112が部品の交換等、異常個所の修理を行う。
Next, each stop processing pattern will be described in detail. In the first
図4に示すように、第2停止処理パターン122bでは、例えば、バーナー20の失火や異常燃焼時に、前記バーナー20の温度センサ106b、反応器22の温度センサ106c及び前記反応器22の圧力センサ104eにより故障が検知されている。この状態では、バーナー20の燃焼用空気は、全て循環モード(三方弁44がオンされて分岐経路46に接続)で、蒸発器18の暖機空気とともに排気される。
As shown in FIG. 4, in the second
その際、次回の始動時に、循環ラインに未燃の始動燃料が残留することを防止する必要がある。始動時に過剰な燃料が蒸発器18に導入され、触媒温度が急上昇するおそれがあるからである。
At that time, it is necessary to prevent unburned start fuel from remaining in the circulation line at the next start. This is because excessive fuel is introduced into the
そこで、先ず、弁38d、38eをオフにして始動燃料供給路39を遮断するとともに、弁38aを全開(100%)して、大量の空気で循環ライン中の始動燃料を掃気する(図6中、ステップS11)。なお、三方弁44は、システム暖機時は、常時オン状態であり、このオン状態を維持している。
Therefore, first, the
そして、ステップS12において、所定時間T1秒間だけ上記の掃気処理を行った後、全ての供給系を停止する。すなわち、ステップS13において、空気コンプレッサ30、弁38b、38c及びイグニッションがオフされるとともに、弁35aが閉塞(0%)される。
And in step S12, after performing said scavenging process only for predetermined time T1 second, all the supply systems are stopped. That is, in step S13, the
第3停止処理パターン122cでは、温度センサ106cによる反応器22の温度及び温度センサ106aによる蒸発器18の温度により、前記蒸発器18及び/又はバーナー20の失火による暖機不良が検出されている。そこで、図7に示すように、弁38d、38e及び38fが閉塞される一方、弁38aが全開(100%)されて、多量の空気により循環ライン中の始動燃料が掃気される(ステップS21)。さらに、上記のステップS12及びステップS13と同様に、ステップS22及びステップS23が行われて、全ての供給系が停止される。
In the third
また、第4停止処理パターン122dでは、図8に示すように、PSA機構42が通常停止処理を施された後(ステップS31)、家庭用燃料ガス製造システム10全体が通常停止処理を施される(ステップS32)。
In the fourth
さらにまた、第5停止処理パターン122eは、改質が行われてPSA機構42により燃料ガスの生成が開始されているときである。ここで、反応器22の温度センサ106c、蒸発器18の温度センサ106a及び圧力センサ104a〜104gの検出値が、閾値以上又は以下となった場合に、第5停止処理パターン122eに進む。
Furthermore, the fifth stop processing pattern 122e is when reforming is performed and fuel gas generation is started by the PSA mechanism. Here, when the detected values of the
例えば、空気コンプレッサ30及び弁38cの故障が考えられ、空気供給量が低下した場合に、特に、蒸発器18に空気が供給されず、PSA機構42のオフガスで触媒温度が異常高温となって該蒸発器18を破損するおそれがある。
For example, when the
そこで、図9に示すように、PSA機構42からオフガスを出さないために、このPSA機構42及びコンプレッサ48を停止するとともに、改質ガスを精製しないように改質用燃料及び水の供給が停止される(ステップS41中、その他:OFF)。一方、蒸発器18に供給される空気量を上げるため、弁38cを全開(100%)にし、空気コンプレッサ30は、オン状態を継続する。さらに、コンプレッサ48を停止するために、三方弁44をオン状態に維持するとともに、蒸発器18の温度を下げるために、弁38aが全開(100%)される。
Therefore, as shown in FIG. 9, in order not to emit off-gas from the
次いで、上記の状態を所定時間T2秒間だけ行った後(ステップS42中、YES)、ステップS43に進む。このステップS43では、PSA機構42の上流側のガスを掃気するために、三方弁44をオフにする一方、弁56をオンにして掃気ガスを蒸発器18に導入して排気する。
Next, after performing the above state for a predetermined time T2 seconds (YES in step S42), the process proceeds to step S43. In this step S43, in order to scavenge the gas upstream of the
さらに、所定時間T3秒間だけ経過した後(ステップS44中、YES)、ステップS45に進んで、空気コンプレッサ30、弁38a及び冷却水による冷却が停止される。その後、所定時間T4秒間が経過した後(ステップS46中、YES)、ステップS47に進んで、弁38cをオフすることにより、空気による内圧上昇を回避する。
Further, after a predetermined time T3 seconds have elapsed (YES in step S44), the process proceeds to step S45, and cooling by the
さらにまた、第6停止処理パターン122fは、第1停止処理パターン122aと同一であり、電源供給を迅速に遮断する。
Furthermore, the sixth stop process pattern 122f is the same as the first
また、PSA正常停止処理パターン138では、図10に示すように、家庭用燃料ガス製造システム10が通常停止される(ステップS51)。その際、充填タンク96及びバッファタンク102には、それぞれ燃料ガスが所定量だけ充填されている。次に、ステップS52に進んで、PSA機構42が停止される。このPSA機構42では、吸着塔60a〜60cが正常始動位置、例えば、図3中、位置T1〜T3のいずれかに停止されている。そして、反応器22の停止シーケンスが開始される(ステップS53)。
Further, in the PSA normal
ところで、上記の各種システム運転モードにおける異常状態の検出は、圧力センサ104a〜104g及び温度センサ106a〜106cの検出信号に基づいて行われる。各センサの異常検出の閾値は、各システム運転モードにより異なるとともに、同一システム運転モード内でも上下限値を設定しているセンサもある。すなわち、最低限のセンサを用い、家庭用燃料ガス製造システム10で使用されている各種機器の故障検知及び異常の検知が行われる閾値を設定し、各種異常状態を検出することができる。
By the way, detection of abnormal states in the various system operation modes described above is performed based on detection signals from the
例えば、図11に示すように、圧力センサ104bによる異常状態の判断条件(閾値)と停止処理パターンとが設定される。閾値は、AkPa<BkPa<CkPaの関係を有している。この圧力センサ104bは、空気コンプレッサ30、弁38c、オフガス排出用空気供給路36を含む排気ライン、始動燃料供給路39を含む燃焼ラインの圧損、エゼクタ76のつまり等を監視している。
For example, as shown in FIG. 11, an abnormal state determination condition (threshold value) by the
そして、各種システム運転モード及び異常状態から、故障部位及び重大な故障か否かの判断を行うことができ、異常信号が出た場合でも、次回立ち上げ時にシステム異常が生じない正常停止モードで停止することができるように、異常状態検出後も短時間だけ運転を継続した後、停止するモード(b、c、d及びe)が設定されている。一方、自己修復が不可能な重大な故障が生じた場合は、即座に緊急停止するモード(a、f)が選択されている。 Then, it is possible to determine whether or not there is a failure part and a serious failure from various system operation modes and abnormal states. Even if an abnormal signal is output, the system is stopped in a normal stop mode that does not cause a system abnormality at the next startup. In order to be able to do so, modes (b, c, d and e) are set in which the operation is continued for a short time after the abnormal state is detected and then stopped. On the other hand, when a serious failure that cannot be self-repaired occurs, an emergency stop mode (a, f) is selected immediately.
この場合、本実施形態では、図4に示すように、家庭用燃料ガス製造システム10のシステム運転モードに対応して、予め、複数の停止処理パターン、例えば、第1〜第6停止処理パターン122a〜122fが設定されている。このため、例えば、圧力センサ104a〜104g及び温度センサ106a〜106cにより検出された各種異常状態に応じた停止処理パターンに従って、家庭用燃料ガス製造システム10を停止すれば、次回の立ち上げが可能である場合に適切な停止処理を施すことができる。
In this case, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, a plurality of stop processing patterns, for example, first to sixth
すなわち、第2〜第5停止処理パターン122b〜122eでは、異常状態が検出された後、短時間の運転を継続することにより、次回の立ち上げ時にシステム異常が生じないように、正常停止モードに停止することができ、ユーザーに過度のメンテナンス作業を強いることがない。
That is, in the second to fifth
一方、運転継続が不可能な重大な故障が発生した場合には、すなわち、第1及び第6停止処理パターン122a〜122fに移行する際には、即座に緊急停止が行われる。そして、メンテナンス会社112には、故障内容及び故障個所を、例えば、通信により送ることができ、部品交換等の修理を該メンテナンス会社112に行わせることができる。
On the other hand, when a serious failure that cannot be continued occurs, that is, when the process proceeds to the first and sixth
これにより、家庭用燃料ガス製造システム10は、簡単な工程で、正常な始動を確実且つ迅速に開始することができるとともに、ユーザーによるメンテナンス作業を最小限に抑えることが可能になるという効果が得られる。
As a result, the household fuel
10…家庭用燃料ガス製造システム 12…改質部
14…精製部 16…貯蔵部
18…蒸発器 20…バーナー
22…反応器 24、50…冷却器
26…気液分離器 28…空気供給機構
30…空気コンプレッサ 36…オフガス排出用空気供給路
40…改質ガス供給路 42…PSA機構
60a〜60c…吸着塔
62a〜62c、104a〜104g…圧力センサ
38a〜38f、56、66a〜66c、70、72、80a〜80c、82a〜82c、94、100…弁
68…オフガス排出路 84…燃料ガス経路
96…充填タンク 102…バッファタンク
106a〜106c…温度センサ 108…制御ECU
110…操作パネル 112…メンテナンス会社
122a〜122f…停止処理パターン
138…PSA正常停止処理パターン
DESCRIPTION OF
110 ...
Claims (2)
前記燃料ガス製造装置の始動信号が入力された際、該燃料ガス製造装置の各種異常状態を検出する工程と、
前記検出された異常状態が、予め設定されている複数の停止処理パターンの中、いずれの停止処理パターンに属するか否かを判断する工程と、
該判断された停止処理パターンに従って、前記燃料ガス製造装置に停止処理を施す工程と、
を有することを特徴とする燃料ガス製造装置の異常停止方法。 A method for abnormally stopping a fuel gas production apparatus for purifying hydrogen-rich fuel gas by removing unnecessary substances from the reformed gas after reforming the hydrogen-containing fuel to obtain a reformed gas,
Detecting various abnormal states of the fuel gas production device when a start signal of the fuel gas production device is inputted;
Determining whether the detected abnormal state belongs to any stop processing pattern among a plurality of preset stop processing patterns;
Applying a stop process to the fuel gas production device according to the determined stop process pattern;
A method of abnormally stopping a fuel gas production apparatus, comprising:
2. The abnormal stop method according to claim 1, wherein an abnormality detection signal is output when it is determined that the abnormal state is not self-repairable.
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