JP2006032001A - Fuel cell power generation system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell power generation system in which an operation control without problem in an environment is performed by suppressing the generation of a carbon monoxide. <P>SOLUTION: The fuel cell power generation system includes an operation control means C for controlling a combustion air supply means 15 to control an original fuel supply means 12 for controlling to increase or decrease the amount of supply of the original fuel according to the electric load of a fuel cell 1, and to control to supply combustion air of the amount of a target corresponding to the original fuel obtained according to the amount of supply of the original fuel to a combustor 5. When the operation control means C controls to reduce the amount of supply of the original fuel, the combustion air is supplied to the combustor 5 with the amount of supply of increasing more than the amount of the target corresponding to the original fuel obtained according to the amount of supply of the original fuel. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、アノードガス及びカソードガスを反応させて発電を行う燃料電池と、燃料電池から排出されるアノード排ガスを燃焼用空気と共に燃焼器で燃焼させて改質触媒を加熱しながら原燃料を改質して、アノードガスを生成する改質装置と、燃料電池の電気負荷に応じて原燃料の供給量を増減制御する原燃料供給手段を制御し、且つ、原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量の燃焼用空気を燃焼器に供給するように制御する燃焼用空気供給手段を制御する運転制御手段とが設けられている燃料電池発電システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell that generates electricity by reacting an anode gas and a cathode gas, and an anode exhaust gas discharged from the fuel cell is combusted in a combustor together with combustion air to reform the raw fuel while heating the reforming catalyst. Therefore, the reformer that generates the anode gas and the raw fuel supply means for increasing / decreasing the supply amount of the raw fuel according to the electric load of the fuel cell are controlled, and is determined according to the supply amount of the raw fuel. The present invention relates to a fuel cell power generation system provided with operation control means for controlling combustion air supply means for controlling so as to supply a target amount of combustion air corresponding to the raw fuel to the combustor.

燃料電池に供給されるアノードガスを改質装置において生成するとき、メタンなどの原燃料と水蒸気とが供給される改質触媒の温度を改質反応に適した温度に調節するために、改質触媒を燃焼器によって加熱することが行われている。燃焼器では、燃料電池から排出される未反応のアノードガスであるアノード排ガスが燃焼用空気と共に燃焼されるように構成され、或いは、アノード排ガスが不足するときには原燃料が供給されて燃焼されるように構成されている。この燃焼器において、不完全燃焼による一酸化炭素の発生を抑制するためには、燃焼器に供給されるアノード排ガス、或いは、アノード排ガス及び原燃料の供給量に対する燃焼用空気の供給量を適切に制御する必要がある。従って、従来の燃料電池発電システムでは、アノード排ガスの発生量が原燃料の供給量に基づいて推測されることに基づいて、原燃料の供給量に応じて求められる目標量の燃焼用空気を燃焼器に供給するようにしている(例えば、特許文献1参照)。   When the anode gas supplied to the fuel cell is generated in the reformer, reforming is performed in order to adjust the temperature of the reforming catalyst to which raw fuel such as methane and steam are supplied to a temperature suitable for the reforming reaction. The catalyst is heated by a combustor. The combustor is configured such that anode exhaust gas that is unreacted anode gas discharged from the fuel cell is burned together with combustion air, or when the anode exhaust gas is insufficient, raw fuel is supplied and burned. It is configured. In this combustor, in order to suppress the generation of carbon monoxide due to incomplete combustion, the anode exhaust gas supplied to the combustor or the amount of combustion air supplied to the amount of anode exhaust gas and raw fuel supplied are appropriately set. Need to control. Therefore, in the conventional fuel cell power generation system, based on the assumption that the amount of anode exhaust gas generated is estimated based on the amount of raw fuel supplied, the target amount of combustion air determined according to the amount of raw fuel supplied is burned. It is made to supply to a container (for example, refer patent document 1).

特開2001−165431号公報JP 2001-165431 A

従来の燃料電池発電システムでは、原燃料の供給量に応じて求められる目標量の燃焼用空気を燃焼器に供給するようにしているため、燃料電池の電気負荷を変化させる制御をしたときには、その電気負荷を変化させる制御と同時に原燃料の供給量及び燃焼用空気量を変化させる制御を行っている。しかし、燃料電池の電気負荷を減少制御するのと同時に原燃料の供給量を減少制御したとしても、その時点では、減少制御前の供給量の原燃料で生成されて燃料電池に供給されているアノードガスの内の未反応分が増大するため、燃焼器に供給されるアノード排ガスの供給量が増大している。そのため、原燃料の供給量の減少制御に合わせて燃焼用空気の供給量も減少制御すると、燃焼用空気の供給量がアノード排ガスの供給量に対して過少となって、不完全燃焼による一酸化炭素が発生するという問題が生じてしまう。従って、燃焼器から排出される燃焼排ガスには一酸化炭素が含まれることとなるため、環境的に大きな問題となる。   In the conventional fuel cell power generation system, a target amount of combustion air required according to the supply amount of raw fuel is supplied to the combustor. Therefore, when control is performed to change the electric load of the fuel cell, Simultaneously with the control for changing the electric load, the control for changing the supply amount of raw fuel and the amount of combustion air is performed. However, even if the supply load of the raw fuel is controlled to decrease at the same time as the electric load of the fuel cell is controlled to decrease, at that time, the raw fuel is generated with the supply amount before the decrease control and supplied to the fuel cell. Since the amount of unreacted anode gas increases, the amount of anode exhaust gas supplied to the combustor increases. For this reason, if the supply amount of combustion air is also controlled to decrease in accordance with the reduction control of the supply amount of raw fuel, the supply amount of combustion air becomes too small relative to the supply amount of anode exhaust gas, resulting in monoxide due to incomplete combustion. The problem of carbon generation occurs. Therefore, since the combustion exhaust gas discharged from the combustor contains carbon monoxide, it becomes a serious environmental problem.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、一酸化炭素の発生が抑制されて環境的に問題の無い運転制御が行われる燃料電池発電システムを提供する点にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell power generation system in which the generation of carbon monoxide is suppressed and environmentally-friendly operation control is performed. .

上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池発電システムの第1特徴構成は、アノードガス及びカソードガスを反応させて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池から排出されるアノード排ガスを燃焼用空気と共に燃焼器で燃焼させて改質触媒を加熱しながら原燃料を改質して、前記アノードガスを生成する改質装置と、前記燃料電池の電気負荷に応じて前記原燃料の供給量を増減制御する原燃料供給手段を制御し、且つ、前記原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように制御する燃焼用空気供給手段を制御する運転制御手段とが設けられている燃料電池発電システムであって、前記運転制御手段が、前記原燃料の供給量を減少制御するときには、前記原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量よりも多い増加供給量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように構成されている点にある。   In order to achieve the above object, a first characteristic configuration of a fuel cell power generation system according to the present invention includes a fuel cell that generates electricity by reacting an anode gas and a cathode gas, and an anode exhaust gas discharged from the fuel cell for combustion. A reformer that reforms raw fuel while combusting with a combustor and heating the reforming catalyst to generate the anode gas, and a supply amount of the raw fuel according to an electric load of the fuel cell. Combustion air supply means for controlling the raw fuel supply means for increasing / decreasing control and for controlling the supply of combustion air in a target quantity corresponding to the raw fuel obtained according to the supply quantity of the raw fuel to the combustor. An operation control means for controlling the fuel cell power generation system, wherein when the operation control means performs a decrease control on the supply amount of the raw fuel, the operation control means is obtained according to the supply amount of the raw fuel. There combustion air of more increasing the supply amount than the raw fuel corresponding target amount to a point that is configured to supply to the combustor.

上記第1特徴構成によれば、燃料電池の電気負荷を減少制御するとき、原燃料供給手段が原燃料の供給量を減少制御し、燃焼用空気供給手段が原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量よりも多い増加供給量の燃焼用空気を燃焼器に供給するように、運転制御手段が上記原燃料供給手段及び上記燃焼用空気供給手段を制御するようになる。
即ち、燃料電池の電気負荷の減少制御に応じて原燃料の供給量を減少制御するときには、燃料電池の電気負荷を減少制御する時点で燃料電池に供給されているアノードガスの内の未反応分が増大して燃焼器に供給されるアノード排ガスの供給量が増大することを考慮して、燃焼器への燃焼用空気の供給量が原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量よりも多い増加供給量へ増大されることになる。その結果、燃焼器に供給されるアノード排ガスを完全燃焼させることができる量の燃焼用空気が燃焼器に供給されることとなるので、燃焼器における不完全燃焼を抑制して、一酸化炭素の発生を抑制することが可能となる。
従って、一酸化炭素の発生が抑制されて環境的に問題の無い運転制御が行われる燃料電池発電システムが提供されることになる。
According to the first characteristic configuration, when the electric load of the fuel cell is controlled to decrease, the raw fuel supply means controls to reduce the supply amount of the raw fuel, and the combustion air supply means obtains according to the supply amount of the raw fuel. The operation control means controls the raw fuel supply means and the combustion air supply means so as to supply an increased supply amount of combustion air larger than the raw fuel-corresponding target amount to the combustor.
That is, when reducing the supply amount of raw fuel in accordance with the reduction control of the electric load of the fuel cell, the unreacted portion of the anode gas supplied to the fuel cell at the time of the reduction control of the electric load of the fuel cell. In consideration of the increase in the amount of anode exhaust gas supplied to the combustor due to an increase in the amount of fuel, the target amount of raw fuel corresponding to the amount of supply of combustion air to the combustor is determined according to the amount of raw fuel supplied Will be increased to a greater increase in supply. As a result, an amount of combustion air that can completely burn the anode exhaust gas supplied to the combustor is supplied to the combustor. Therefore, incomplete combustion in the combustor is suppressed, and carbon monoxide Occurrence can be suppressed.
Accordingly, there is provided a fuel cell power generation system in which generation control of carbon monoxide is suppressed and operation control without environmental problems is performed.

本発明に係る燃料電池発電システムの第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記原燃料の供給量を減少制御するのに先立って、前記増加供給量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように構成されている点にある。   According to a second characteristic configuration of the fuel cell power generation system according to the present invention, in addition to the first characteristic configuration, the operation control means controls the increased supply amount before the supply control of the raw fuel is reduced. The combustion air is configured to be supplied to the combustor.

上記第2特徴構成によれば、燃焼用空気供給手段が、燃料電池の電気負荷を減少制御するのと同時に原燃料の供給量を減少制御するのに先立って、つまり、燃料電池において未反応のアノードガスが増大することにより、燃料電池から燃焼器に供給されるアノード排ガスが増加するのに先立って、原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量よりも多い増加供給量の燃焼用空気を燃焼器に供給するようになるので、増加したアノード排ガスが燃焼器に流入するのに先立って、そのアノード排ガスを完全燃焼させることができる量の燃焼用空気が燃焼器に確実に供給されている状態を作り出すことが可能となる。その結果、燃焼器におけるアノード排ガスの不完全燃焼を確実に抑制して、一酸化炭素の発生を抑制することが可能となる。   According to the second characteristic configuration, before the combustion air supply means controls to reduce the electric load of the fuel cell and at the same time to reduce the supply amount of the raw fuel, that is, the fuel cell has not reacted yet. Combustion with an increased supply amount greater than the target amount corresponding to the raw fuel required according to the supply amount of raw fuel before the anode exhaust gas supplied from the fuel cell to the combustor increases due to the increase in anode gas Since the combustion air is supplied to the combustor, an amount of combustion air that can completely burn the anode exhaust gas is surely supplied to the combustor before the increased anode exhaust gas flows into the combustor. It is possible to create a state that is. As a result, incomplete combustion of the anode exhaust gas in the combustor can be reliably suppressed, and generation of carbon monoxide can be suppressed.

本発明に係る燃料電池発電システムの第3特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記増加供給量の燃焼用空気の供給を開始したのち、前記アノード排ガスの排出量が前記原燃料の供給量に応じた基準量よりも多い期間が経過すると、前記原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように構成されている点にある。   According to a third characteristic configuration of the fuel cell power generation system of the present invention, in addition to the first or second characteristic configuration, the operation control means starts supplying the combustion air with the increased supply amount, and then the anode When a period in which the amount of exhaust gas discharged is greater than a reference amount corresponding to the amount of raw fuel supplied, combustion air corresponding to the amount of raw fuel required for the amount of raw fuel supplied is supplied to the combustor. The point is that it is configured to do.

上記第3特徴構成によれば、燃焼用空気供給手段が、増加供給量の燃焼用空気の供給を開始したのち、アノード排ガスの排出量が原燃料の供給量に応じた基準量よりも多い期間が経過すると、原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量の燃焼用空気を燃焼器に供給するようして、燃焼器へのアノード排ガスの供給量に対して過剰な量の燃焼用空気が燃焼器に供給され続けることをなくしている。その結果、アノード排ガスの燃焼に関与しない余分な燃焼用空気によって燃焼器内の熱が奪われて改質触媒の温度維持の妨げとなることを防止できるので、改質触媒の温度維持が出来なかった場合に生じる原燃料の改質効率の低下や、それに伴う燃料電池の運転効率の低下といった問題を回避することが可能となる。   According to the third characteristic configuration, after the combustion air supply means starts supplying the increased supply amount of combustion air, a period in which the discharge amount of the anode exhaust gas is larger than the reference amount corresponding to the supply amount of the raw fuel When a period of time elapses, the combustion air in a target amount corresponding to the raw fuel required for the supply amount of the raw fuel is supplied to the combustor, and an excessive amount of combustion is performed with respect to the supply amount of anode exhaust gas to the combustor. Air is not continuously supplied to the combustor. As a result, the temperature of the reforming catalyst cannot be maintained because it is possible to prevent the heat in the combustor from being taken away by the excess combustion air that does not participate in the combustion of the anode exhaust gas, thereby hindering the temperature maintenance of the reforming catalyst. In this case, it is possible to avoid problems such as a reduction in raw fuel reforming efficiency and a corresponding decrease in fuel cell operation efficiency.

上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池発電システムの第4特徴構成は、アノードガス及びカソードガスを反応させて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池から排出されるアノード排ガスを燃焼用空気と共に燃焼器で燃焼させて改質触媒を加熱しながら原燃料を改質して、前記アノードガスを生成する改質装置と、前記燃料電池の電気負荷に応じて前記原燃料の供給量を増減制御する原燃料供給手段を制御し、且つ、前記原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように制御する燃焼用空気供給手段を制御する運転制御手段とが設けられている燃料電池発電システムであって、前記運転制御手段が、前記原燃料の供給量を減少制御するときには、前記原燃料の供給量に基づいて導出される前記燃料電池への前記アノードガスの供給量、及び、前記燃料電池で行われる発電反応による前記アノードガスの消費量に基づいて前記アノード排ガスの排出量を導出し、導出された前記アノード排ガスの排出量に応じて求められる排ガス対応目標量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように構成されている点にある。   In order to achieve the above object, a fourth characteristic configuration of a fuel cell power generation system according to the present invention includes a fuel cell that generates electricity by reacting an anode gas and a cathode gas, and an anode exhaust gas discharged from the fuel cell for combustion. A reformer that reforms raw fuel while combusting with a combustor and heating the reforming catalyst to generate the anode gas, and a supply amount of the raw fuel according to an electric load of the fuel cell. Combustion air supply means for controlling the raw fuel supply means for increasing / decreasing control and for controlling the supply of combustion air in a target quantity corresponding to the raw fuel obtained according to the supply quantity of the raw fuel to the combustor. And an operation control means for controlling the fuel cell power generation system, wherein when the operation control means controls the supply amount of the raw fuel to be reduced, the operation control means is derived based on the supply amount of the raw fuel. The discharge amount of the anode exhaust gas is derived based on the supply amount of the anode gas to the fuel cell and the consumption amount of the anode gas by the power generation reaction performed in the fuel cell. The combustion air corresponding to the exhaust gas required in accordance with the exhaust amount is supplied to the combustor.

上記第4特徴構成によれば、運転制御手段が、燃料電池の電気負荷を減少制御するのに応じて原燃料の供給量を減少させるとき、原燃料の供給量に基づいて燃料電池へのアノードガスの供給量、及び、燃料電池で行われる発電反応によるアノードガスの消費量に基づいてアノード排ガスの排出量を導出し、導出されたアノード排ガスの排出量に応じて求められる排ガス対応目標量の燃焼用空気を燃焼器に供給するように上記原燃料供給手段及び上記燃焼用空気供給手段を制御するようになる。
即ち、燃料電池の電気負荷の減少に応じて原燃料の供給量を減少させるときには、燃料電池の電気負荷を減少制御する時点で燃料電池に供給されているアノードガスの内の未反応分が増大して燃焼器に供給されるアノード排ガスの供給量が増大することを考慮して、導出されたアノード排ガスの排出量、つまり、燃焼器へのアノード排ガスの供給量に応じて求められる、アノード排ガスが完全燃焼されるような排ガス対応目標量の燃焼用空気が燃焼器へ供給されることになる。その結果、燃焼器に供給されるアノード排ガスは上記排ガス対応目標量の燃焼用空気と共に完全燃焼されることとなるので、燃焼器における不完全燃焼を抑制して、一酸化炭素の発生を抑制することが可能となる。
従って、一酸化炭素の発生が抑制されて環境的に問題の無い運転制御が行われる燃料電池発電システムが提供されることになる。
According to the fourth characteristic configuration, when the operation control means decreases the supply amount of the raw fuel in response to the reduction control of the electric load of the fuel cell, the anode to the fuel cell is based on the supply amount of the raw fuel. The exhaust amount of the anode exhaust gas is derived based on the gas supply amount and the consumption amount of the anode gas by the power generation reaction performed in the fuel cell, and the target amount of exhaust gas corresponding to the exhaust gas corresponding target amount obtained according to the derived anode exhaust gas emission amount is derived. The raw fuel supply means and the combustion air supply means are controlled so as to supply combustion air to the combustor.
That is, when the supply amount of the raw fuel is decreased in accordance with the decrease in the electric load of the fuel cell, the unreacted portion of the anode gas supplied to the fuel cell increases when the electric load of the fuel cell is controlled to decrease. In view of the increase in the amount of anode exhaust gas supplied to the combustor, the anode exhaust gas obtained in accordance with the derived anode exhaust gas emission amount, that is, the anode exhaust gas supply amount to the combustor The combustion air corresponding to the exhaust gas corresponding to the exhaust gas is completely supplied to the combustor. As a result, the anode exhaust gas supplied to the combustor is completely combusted together with the target amount of combustion air corresponding to the exhaust gas, so that incomplete combustion in the combustor is suppressed and carbon monoxide generation is suppressed. It becomes possible.
Accordingly, there is provided a fuel cell power generation system in which generation control of carbon monoxide is suppressed and operation control without environmental problems is performed.

<第1実施形態>
以下に図面を参照して第1実施形態の燃料電池発電システムについて説明する。
図1に示すのは、アノードガス生成装置Rで生成された水素を主成分とするアノードガスが燃料電池1に供給され、アノードガスとカソードガスとを反応させて発電された電力を燃料電池用電力供給ラインL2及びインバータ8を介して、電気負荷装置9が接続されている電力供給ラインLへ供給するように構成されている燃料電池発電システムのブロック図の例である。図1では省略しているが、燃料電池1に供給されるカソードガスには空気が用いられる。
<First Embodiment>
The fuel cell power generation system according to the first embodiment will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows that an anode gas mainly composed of hydrogen generated by an anode gas generator R is supplied to the fuel cell 1 and the electric power generated by reacting the anode gas and the cathode gas is used for the fuel cell. It is an example of the block diagram of the fuel cell power generation system comprised so that it may supply via the power supply line L2 and the inverter 8 to the power supply line L to which the electric load apparatus 9 is connected. Although omitted in FIG. 1, air is used as the cathode gas supplied to the fuel cell 1.

この燃料電池発電システムでは、電気負荷装置9は、商用系統11及び燃料電池1の両方から電力の供給を受けることができるように構成されている。そして、燃料電池発電システムの運転制御手段としての制御部Cは、商用系統用電力供給ラインL1に設けられた商用系統用電力計測部P1と、燃料電池用電力供給ラインL2に設けられた燃料電池用電力計測部P2とを用いて夫々の電力を監視し、及び、余剰電力回収装置10における回収電力を監視して、燃料電池用電力供給ラインL2から商用系統11への電力の逆潮流が発生しないように、燃料電池1で発電されたものの電気負荷装置9で消費されない余剰電力を余剰電力回収装置10で回収させている。この余剰電力回収装置10は、制御部Cの制御によって消費電力が可変の電気ヒータなどの負荷装置と、その電気ヒータなどによって加熱される湯水を循環させながら貯湯タンク(図示せず)などに貯湯するような蓄熱装置とを組み合わせて構成することができる。   In this fuel cell power generation system, the electric load device 9 is configured to receive power supply from both the commercial system 11 and the fuel cell 1. The control unit C as an operation control unit of the fuel cell power generation system includes a commercial power measurement unit P1 provided in the commercial power supply line L1 and a fuel cell provided in the fuel cell power supply line L2. Each power is monitored using the power measuring unit P2, and the recovered power in the surplus power recovery device 10 is monitored, and a reverse power flow from the fuel cell power supply line L2 to the commercial system 11 occurs. In order to avoid this, surplus power that is generated by the fuel cell 1 but not consumed by the electric load device 9 is recovered by the surplus power recovery device 10. The surplus power recovery device 10 stores hot water in a hot water storage tank (not shown) or the like while circulating a load device such as an electric heater whose power consumption is variable under the control of the control unit C and hot water heated by the electric heater. Such a heat storage device can be combined.

アノードガス生成装置Rには、都市ガス(13A)などの炭化水素系の原燃料に含まれる硫黄化合物を除去する脱硫器2と、供給される原料水を加熱して水蒸気を生成する水蒸気生成器3と、脱硫済の原燃料と水蒸気とを改質触媒(図示せず)を用いて改質して、水素を主成分とする改質ガスを生成する改質装置4と、改質装置4にて生成された改質ガス中に含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する一酸化炭素変成器6と、変成済の改質ガス中に微量に含まれる一酸化炭素を選択的に酸化させる一酸化炭素選択酸化器7とが設けられている。
そして、アノードガス生成装置Rにおいて行われるアノードガスの生成処理制御、上述したインバータ8の制御及び余剰電力回収装置10の制御は制御部Cによって行われる。
The anode gas generator R includes a desulfurizer 2 for removing sulfur compounds contained in hydrocarbon-based raw fuels such as city gas (13A), and a steam generator for heating the supplied raw water to generate steam. 3, a reformer 4 that reforms desulfurized raw fuel and steam using a reforming catalyst (not shown) to generate a reformed gas mainly composed of hydrogen, and a reformer 4 The carbon monoxide converter 6 that converts carbon monoxide contained in the reformed gas produced in step 1 to carbon dioxide, and selectively oxidizes the carbon monoxide contained in a small amount in the reformed reformed gas A carbon monoxide selective oxidizer 7 is provided.
Then, the control processing of the anode gas generation processing performed in the anode gas generation device R, the control of the inverter 8 and the control of the surplus power recovery device 10 are performed by the control unit C.

具体的には、原燃料は原燃料供給路19に設けられた、原燃料の供給を断続する原燃料用開閉弁11及び原燃料の供給量を調節する原燃料用調節弁12を通って脱硫器2に供給される。そして、改質装置4には、脱硫器2にて脱硫された脱硫済の原燃料が脱硫済原燃料ガス供給路20を通って供給され、及び、水蒸気生成器3によって生成された水蒸気が水蒸気量を調節する水蒸気用調節弁13が設けられた水蒸気供給路21を通って供給される。改質装置4には、改質触媒の温度を改質反応に好ましい温度に加熱する燃焼器5が設けられており、温度センサTを用いて温度管理された状態で改質反応が進行される。この燃焼器5には、アノードガス生成装置Rで生成されて燃料電池1に供給された水素を主成分とするアノードガスの内の未反応のガスであるアノード排ガスが、アノード排ガス供給路25に設けられた、燃焼器5へのアノード排ガスの供給を断続するアノード排ガス用開閉弁17を通って供給され、且つ、ブロア15によって流量が調節された空気が燃焼用空気供給路26に設けられた、燃焼器5への空気の供給を断続する空気用開閉弁16を通って供給されて燃焼されている。そして、燃焼器5の燃焼排ガスが燃焼排ガス路28から排出される。また、改質装置4の改質触媒の温度を維持するために、燃焼器5にとっての燃焼用燃料がアノード排ガスだけでは不足するときには、燃焼用原燃料供給路27に設けられた原燃料用調節弁18を通って原燃料が供給される。   Specifically, the raw fuel is desulfurized through a raw fuel on-off valve 11 provided in the raw fuel supply passage 19 for intermittently supplying the raw fuel and a raw fuel control valve 12 for adjusting the supply amount of the raw fuel. Is supplied to the vessel 2. The reformer 4 is supplied with the desulfurized raw fuel desulfurized in the desulfurizer 2 through the desulfurized raw fuel gas supply path 20, and the steam generated by the steam generator 3 is steamed. It is supplied through a water vapor supply path 21 provided with a water vapor adjusting valve 13 for adjusting the amount. The reformer 4 is provided with a combustor 5 that heats the temperature of the reforming catalyst to a temperature preferable for the reforming reaction, and the reforming reaction proceeds in a state in which the temperature is controlled using the temperature sensor T. . In the combustor 5, anode exhaust gas, which is unreacted gas of the anode gas mainly composed of hydrogen generated by the anode gas generator R and supplied to the fuel cell 1, is supplied to the anode exhaust gas supply path 25. Air provided through the anode exhaust gas on-off valve 17 that intermittently supplies anode exhaust gas to the combustor 5 and whose flow rate was adjusted by the blower 15 was provided in the combustion air supply path 26. The air is supplied to the combustor 5 through the air on-off valve 16 that intermittently supplies the air and burned. Then, the combustion exhaust gas from the combustor 5 is discharged from the combustion exhaust gas passage 28. Further, when the combustion fuel for the combustor 5 is insufficient with only the anode exhaust gas in order to maintain the temperature of the reforming catalyst of the reformer 4, the raw fuel adjustment provided in the combustion raw fuel supply path 27 is performed. Raw fuel is supplied through valve 18.

以上のように構成される燃料電池発電システムの運転制御を実施する制御部Cは、アノードガス生成装置Rにおいて、燃料電池1での発電のために必要とされる量のアノードガスを生成するために、燃料電池1の電気負荷に応じて原燃料の供給量を増減制御する原燃料供給手段としての原燃料用調節弁12を制御している。更に制御部Cは、脱硫済の原燃料と水蒸気とが供給される改質触媒の温度を改質反応に適した温度に調節するために、燃料電池から排出される未反応のアノードガスであるアノード排ガスと燃焼用空気とを燃焼器5において燃焼させるとき、不完全燃焼による一酸化炭素の発生を抑制するために、燃焼器5に供給されるアノード排ガスの供給量と一定の関係を有する原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量の燃焼用空気を燃焼器5に供給するように制御する燃焼用空気供給手段としてのブロア15を制御している。
この制御において、上記原燃料対応目標量は、原燃料用調節弁12で供給量が調節された原燃料が、脱硫器2、改質装置4、一酸化炭素変成器6及び一酸化炭素選択酸化器7を経てアノードガスとして燃料電池1に供給され、燃料電池1において発電反応に使用されなかったアノード排ガスとして燃焼器5に供給される量のアノード排ガスを完全燃焼させることができる燃焼用空気の供給量に相当し、アノードガス生成装置Rの内部構造及び行われる反応状態や、燃料電池1の内部構造及び行われる反応状態や、これらのガスの流速に基づいて導出可能である。
The control unit C that performs operation control of the fuel cell power generation system configured as described above generates an amount of anode gas required for power generation in the fuel cell 1 in the anode gas generation device R. Further, the control valve 12 for raw fuel is controlled as a raw fuel supply means for increasing / decreasing the supply amount of the raw fuel according to the electric load of the fuel cell 1. Further, the control unit C is unreacted anode gas discharged from the fuel cell in order to adjust the temperature of the reforming catalyst to which desulfurized raw fuel and steam are supplied to a temperature suitable for the reforming reaction. When the anode exhaust gas and the combustion air are burned in the combustor 5, in order to suppress the generation of carbon monoxide due to incomplete combustion, the raw material having a certain relationship with the supply amount of the anode exhaust gas supplied to the combustor 5. The blower 15 is controlled as a combustion air supply means for controlling the combustion air to be supplied to the combustor 5 with a target amount corresponding to the raw fuel obtained in accordance with the fuel supply amount.
In this control, the raw fuel-corresponding target amount is determined by the raw fuel whose supply amount is adjusted by the raw fuel control valve 12 being the desulfurizer 2, reformer 4, carbon monoxide converter 6 and carbon monoxide selective oxidation. The combustion air is supplied to the fuel cell 1 as an anode gas through the combustor 7 and can be completely burned in an amount of the anode exhaust gas supplied to the combustor 5 as the anode exhaust gas not used in the power generation reaction in the fuel cell 1. It corresponds to the supply amount, and can be derived based on the internal structure of the anode gas generator R and the reaction state performed, the internal structure of the fuel cell 1 and the reaction state performed, and the flow rates of these gases.

また、制御部Cが、燃料電池1の電気負荷を減少制御するのと同時に原燃料の供給量を減少制御するときには、その時点において、減少制御前の供給量の原燃料で生成されて燃料電池に供給されているアノードガスの内の未反応分が増大し、燃焼器5に供給されるアノード排ガスの供給量が増大するため、原燃料の供給量の減少制御に合わせて燃焼用空気の供給量も減少制御すると、燃焼用空気の供給量が過少となって不完全燃焼による一酸化炭素が発生してしまうという問題を回避するために、原燃料の供給量に応じて求められる上記原燃料対応目標量よりも多い増加供給量の燃焼用空気を燃焼器5に供給するようにブロア15を制御するように構成されている。   Further, when the control unit C controls to reduce the supply amount of the raw fuel simultaneously with the reduction control of the electric load of the fuel cell 1, the fuel cell is generated with the supply amount of the raw fuel before the reduction control at that time. Since the amount of unreacted anode gas supplied to the fuel gas increases and the amount of anode exhaust gas supplied to the combustor 5 increases, the supply of combustion air is performed in accordance with the reduction control of the raw fuel supply amount. When the amount is also controlled to decrease, the above-mentioned raw fuel required according to the amount of raw fuel supplied in order to avoid the problem that the supply amount of combustion air becomes too small and carbon monoxide is generated due to incomplete combustion. The blower 15 is controlled so as to supply an increased supply amount of combustion air larger than the corresponding target amount to the combustor 5.

図2に示すのは、原燃料の供給量の減少制御時における燃料電池1の電気出力と、燃焼器5へのアノード排ガスの供給量及び燃焼用空気の供給量の増減を模式的にグラフ化した図である。また、燃焼器5から排出される燃焼排ガスに含まれる一酸化炭素の濃度の推移についても表示している。
制御部Cは、電気負荷装置9の電気負荷が燃料電池1の出力電力よりも小さい状態にあり、燃料電池1の出力を減少させるべきであることを、商用系統用電力計測部P1、燃料電池用電力計測部P2及び余剰電力回収装置10での回収電力などの監視結果に基づいて判定すると、インバータ8を制御して、燃料電池用電力供給ラインL2に供給される電力を減少させる制御を行う。燃料電池1では、このインバータ8の制御に連動してアノードガスとカソードガスとの発電反応が必要量だけに限定され、アノードガスが余る(つまり、未反応のアノードガスであるアノード排ガスが増加する)ことになるので、制御部Cは、原燃料の供給量が減少するように原燃料用調節弁12を制御してアノードガス生成装置Rで生成されるアノードガスの量を減少させる。
図2に示すグラフでは、制御部Cが、定格出力の約97%の発電を行っていた燃料電池1を定格出力の75%で発電運転させるように時刻t2から時刻t3までの間にインバータ8を制御した状態を示している。
FIG. 2 schematically shows the electric output of the fuel cell 1 during the reduction control of the supply amount of raw fuel, and the increase / decrease in the supply amount of anode exhaust gas and the supply amount of combustion air to the combustor 5. FIG. The transition of the concentration of carbon monoxide contained in the combustion exhaust gas discharged from the combustor 5 is also displayed.
The control unit C indicates that the electric load of the electric load device 9 is smaller than the output power of the fuel cell 1 and that the output of the fuel cell 1 should be reduced. If it determines based on monitoring results, such as the collection | recovery electric power in the electric power measurement part P2 and the surplus electric power collection | recovery apparatus 10, the inverter 8 will be controlled and the control which reduces the electric power supplied to the electric power supply line L2 for fuel cells will be performed . In the fuel cell 1, the power generation reaction between the anode gas and the cathode gas is limited to a necessary amount in conjunction with the control of the inverter 8, and the anode gas remains (that is, the anode exhaust gas that is an unreacted anode gas increases). Therefore, the control unit C controls the raw fuel control valve 12 so as to reduce the supply amount of the raw fuel, and decreases the amount of the anode gas generated by the anode gas generation device R.
In the graph shown in FIG. 2, the control unit C performs inverter 8 from time t2 to time t3 so that the fuel cell 1 that has generated power of about 97% of the rated output is operated for power generation at 75% of the rated output. The state which controlled is shown.

また制御部Cは、上述したように燃焼器5において燃焼用空気の供給量が過少となって不完全燃焼による一酸化炭素が発生してしまうという問題を回避するために、時刻t2からインバータ8を制御して燃料電池1の電気負荷(つまり、発電の出力)を減少させるのに先立って、時刻t1から燃焼器5への燃焼用空気の供給量を増加させるようにブロア15を制御する。この制御において、制御部Cは、燃焼用空気の供給量をどれだけ増加させるのか、つまり、原燃料の供給量に応じて求められる上記原燃料対応目標量よりも多い増加供給量の具体的な値については、減少制御前の原燃料供給量と減少制御後の原燃料供給量との関係や、アノードガス生成装置Rの内部構造及び行われる反応状態や、燃料電池1の内部構造及び行われる反応状態に基づいて予め設定されて記憶されている値を使用する。   Further, as described above, the control unit C avoids the problem that the supply amount of combustion air in the combustor 5 becomes too small and carbon monoxide is generated due to incomplete combustion. Is controlled to reduce the electrical load of the fuel cell 1 (that is, the output of power generation), and the blower 15 is controlled so as to increase the supply amount of combustion air to the combustor 5 from time t1. In this control, the control unit C determines how much the supply amount of the combustion air is increased, that is, a specific increase supply amount that is greater than the target amount corresponding to the raw fuel obtained according to the supply amount of the raw fuel. Regarding the values, the relationship between the raw fuel supply amount before the decrease control and the raw fuel supply amount after the decrease control, the internal structure of the anode gas generation device R and the reaction state to be performed, the internal structure of the fuel cell 1 and the flow to be performed. The value preset and stored based on the reaction state is used.

以上の結果、燃料電池1の電気負荷を減少制御するのと同時に原燃料の供給量を減少制御するときに、燃焼器5においてアノード排ガスが完全燃焼されることで、燃焼排ガス中には一酸化炭素の存在が確認されなくなっている。   As a result, the anode exhaust gas is completely burned in the combustor 5 when the electric load of the fuel cell 1 is controlled to decrease and at the same time the supply amount of the raw fuel is decreased. The presence of carbon is no longer confirmed.

更に制御部Cは、燃料電池1からのアノード排ガスの排出量が原燃料の供給量に応じた基準量よりも多い期間が経過すると、つまり、燃料電池1において未反応となるアノードガスの量が基準量となると、時刻t3において原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量の燃焼用空気を燃焼器5に供給するようにブロア15を制御する。
この制御において、上述の燃料電池1からのアノード排ガスの排出量が原燃料の供給量に応じた基準量よりも多い期間は、原燃料が、原燃料用調節弁12で供給量の調節がおこなわれてから脱硫器2、改質装置4、一酸化炭素変成器6及び一酸化炭素選択酸化器7を経てアノードガスとして燃料電池1に供給され、燃料電池1において発電反応に使用されなかったアノード排ガスとして燃焼器5に供給されるまでに要する期間に相当し、アノードガス生成装置Rの内部構造及び行われる反応状態や、燃料電池1の内部構造及び行われる反応状態や、これらのガスの流速に基づいて導出可能である。
以上の結果、アノード排ガスの燃焼に関与しない余分な燃焼用空気によって燃焼器5内の熱が奪われて改質触媒の温度維持の妨げとなることを防止できるので、改質触媒の温度維持が出来なかった場合に生じる原燃料の改質効率の低下や、それに伴う燃料電池の運転効率の低下といった問題を回避することが可能となる。
Furthermore, the control unit C determines that the amount of anode gas that has not reacted in the fuel cell 1 has elapsed when the amount of anode exhaust gas discharged from the fuel cell 1 is longer than a reference amount corresponding to the amount of raw fuel supplied. When the reference amount is reached, the blower 15 is controlled so as to supply the combustor 5 with the combustion air of the target amount corresponding to the raw fuel obtained according to the supply amount of the raw fuel at time t3.
In this control, the supply amount of the raw fuel is adjusted by the raw fuel control valve 12 during a period in which the discharge amount of the anode exhaust gas from the fuel cell 1 is larger than the reference amount corresponding to the supply amount of the raw fuel. After that, the anode was supplied to the fuel cell 1 as an anode gas through the desulfurizer 2, the reformer 4, the carbon monoxide converter 6 and the carbon monoxide selective oxidizer 7, and was not used for the power generation reaction in the fuel cell 1. This corresponds to the period required until the exhaust gas is supplied to the combustor 5, and the internal structure of the anode gas generation device R and the reaction state performed, the internal structure of the fuel cell 1 and the reaction state performed, and the flow rates of these gases Can be derived on the basis of
As a result, since it is possible to prevent heat in the combustor 5 from being taken away by excess combustion air that is not involved in the combustion of the anode exhaust gas, the temperature of the reforming catalyst can be prevented from being maintained. It is possible to avoid problems such as a decrease in the reforming efficiency of the raw fuel that occurs when it cannot be performed and a decrease in the operation efficiency of the fuel cell that accompanies it.

以下に、図3を参照して第1実施形態の燃料電池発電システムの比較例について説明する。
この比較例は従来の燃料電池発電システムと同様に、図3に示すように制御部Cが、燃料電池1の電気負荷を減少制御するのと同時に原燃料の供給量を減少制御するとき、同時期に燃焼用空気の供給量を減少制御している。その結果、燃料電池1の電気負荷を減少制御するのに応じて原燃料の供給量を減少制御する時点では、減少制御前の原燃料の供給量で生成されて燃料電池に供給されているアノードガスの内の未反応分が増大し、燃焼器に供給されるアノード排ガスの供給量が増大するため、減少制御された燃焼用空気の供給量が過少となって、燃焼器5からの燃焼排ガス中には不完全燃焼によって発生した一酸化炭素が図3に示すように現れている。
A comparative example of the fuel cell power generation system of the first embodiment will be described below with reference to FIG.
In this comparative example, as in the conventional fuel cell power generation system, as shown in FIG. 3, when the control unit C controls to reduce the electric load of the fuel cell 1 and simultaneously controls to reduce the supply amount of raw fuel, The supply amount of combustion air is controlled to decrease at the time. As a result, at the time when the supply amount of the raw fuel is reduced and controlled in accordance with the reduction control of the electric load of the fuel cell 1, the anode generated by the supply amount of the raw fuel before the reduction control and supplied to the fuel cell Since the amount of unreacted gas in the gas increases and the supply amount of anode exhaust gas supplied to the combustor increases, the supply amount of combustion air that is controlled to decrease becomes too small, and the combustion exhaust gas from the combustor 5 is reduced. In FIG. 3, carbon monoxide generated by incomplete combustion appears.

<第2実施形態>
第2実施形態の燃料電池発電システムは、制御部Cが、燃料電池1の電気負荷を減少制御するのと同時に原燃料の供給量を減少制御するときに、燃料電池1から排出されて燃焼器5に供給されるアノード排ガス(燃料電池1における未反応のアノードガス)の供給量を導出し、導出したアノード排ガスの供給量に応じた量の燃焼用空気を燃焼器5に供給するように構成されている点で第1実施形態で説明した燃料電池発電システムと異なっている。以下に第2実施形態の燃料電池発電システムについて説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
Second Embodiment
In the fuel cell power generation system of the second embodiment, when the control unit C controls to reduce the electric load of the fuel cell 1 and simultaneously controls to reduce the supply amount of the raw fuel, it is discharged from the fuel cell 1 and combustor. The supply amount of the anode exhaust gas (unreacted anode gas in the fuel cell 1) supplied to the fuel cell 5 is derived, and combustion air corresponding to the derived supply amount of the anode exhaust gas is supplied to the combustor 5. This is different from the fuel cell power generation system described in the first embodiment. The fuel cell power generation system of the second embodiment will be described below, but the description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.

図4に示すフローチャートは燃料電池1の電気負荷を減少させる制御から燃焼用空気の供給制御に至る制御部Cの制御を示すものである。
制御部Cは、電気負荷装置9の電気負荷が燃料電池1の出力電力よりも小さい状態にあり、燃料電池1の出力を減少させるべきであることを、商用系統用電力計測部P1、燃料電池用電力計測部P2及び余剰電力回収装置10での回収電力などの監視結果に基づいて判定すると、インバータ8を制御して、燃料電池用電力供給ラインL2に供給される電力を減少させる制御を行う。そしてステップ102において制御部Cは、燃料電池1での発電反応に必要なだけの量のアノードガスを燃料電池1に供給するために、アノードガス生成装置Rへの原燃料の供給量が減少するように原燃料用調節弁12を制御する。
The flowchart shown in FIG. 4 shows the control of the control unit C from the control for reducing the electric load of the fuel cell 1 to the supply control of the combustion air.
The control unit C indicates that the electric load of the electric load device 9 is smaller than the output power of the fuel cell 1 and that the output of the fuel cell 1 should be reduced. If it determines based on monitoring results, such as the collection | recovery electric power in the electric power measurement part P2 and the surplus electric power collection | recovery apparatus 10, the inverter 8 will be controlled and the control which reduces the electric power supplied to the electric power supply line L2 for fuel cells will be performed . In step 102, the control unit C supplies the fuel cell 1 with an amount of anode gas necessary for the power generation reaction in the fuel cell 1, so that the amount of raw fuel supplied to the anode gas generator R decreases. Thus, the control valve 12 for raw fuel is controlled.

次に、ステップ104において制御部Cは、アノードガス生成装置Rへの原燃料の供給量や、温度センサTによって監視されている改質触媒の温度などの改質反応の変動要因に基づいて、アノードガス生成装置Rから燃料電池1へ供給されるアノードガスの供給量を導出する。また制御部は、インバータ8を制御して、燃料電池用電力供給ラインL2に供給される電力を減少させる制御を能動的に行っているので、燃料電池1での発電反応のために消費されるアノードガスの消費量についても導出することができる。   Next, in step 104, the control unit C, based on the supply factor of the raw fuel to the anode gas generator R and the variation factor of the reforming reaction such as the temperature of the reforming catalyst monitored by the temperature sensor T, The supply amount of the anode gas supplied from the anode gas generator R to the fuel cell 1 is derived. Further, since the control unit actively controls the inverter 8 to reduce the power supplied to the fuel cell power supply line L2, it is consumed for the power generation reaction in the fuel cell 1. The amount of anode gas consumed can also be derived.

そして、ステップ106において制御部Cは、以上のように導出された燃料電池1へのアノードガスの供給量及びアノードガスの消費量に基づいて、燃料電池1から燃焼器5へのアノード排ガスの排出量を導出し、ステップ108において、アノード排ガスの排出量に応じて求められる排ガス対応目標量の燃焼用空気を燃焼器に供給するようにブロア15を制御する。この制御において、上記排ガス対応目標量は、上述のように導出される量のアノード排ガスを燃焼器5において完全燃焼させることができる燃焼用空気の量に相当し、制御部Cは、予め設定されて記憶されている値を使用する。
以上の結果、第1実施形態の場合と同様に、燃料電池1の電気負荷を減少制御するのと同時に原燃料の供給量を減少制御するときに、燃焼器5においてアノード排ガスが完全燃焼されることで、燃焼器5においてアノード排ガスの不完全燃焼が抑制されて、燃焼器5の燃焼排ガスには一酸化炭素が含まれないようにすることが可能となる。
In step 106, the control unit C discharges the anode exhaust gas from the fuel cell 1 to the combustor 5 based on the supply amount of the anode gas to the fuel cell 1 and the consumption amount of the anode gas derived as described above. In step 108, the blower 15 is controlled so as to supply the combustion air with the target amount of exhaust gas corresponding to the exhaust amount corresponding to the discharge amount of the anode exhaust gas to the combustor. In this control, the target amount corresponding to exhaust gas corresponds to the amount of combustion air that can completely burn the amount of anode exhaust gas derived as described above in the combustor 5, and the control unit C is set in advance. Use the stored value.
As a result, as in the case of the first embodiment, the anode exhaust gas is completely burned in the combustor 5 when the electric load of the fuel cell 1 is controlled to decrease and simultaneously the supply amount of raw fuel is controlled to decrease. Thus, incomplete combustion of the anode exhaust gas is suppressed in the combustor 5, and it becomes possible to prevent carbon monoxide from being included in the combustion exhaust gas of the combustor 5.

<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、燃焼部5においてアノード排ガスを燃焼用空気と共に燃焼させる場合における燃焼用空気の供給量の制御について説明したが、燃焼部5において原燃料及びアノード排ガスを燃焼用空気と共に燃焼させてもよい。
燃焼部5において原燃料及びアノード排ガスを燃焼用空気と共に燃焼させるとき、制御部Cは、上記実施形態と同様にして燃焼器5においてアノード排ガスを完全燃焼させるために必要となる燃焼用空気の量を上記原燃料対応目標量として導出することができる。一方で、制御部Cは、燃焼器5への原燃料の供給量を原燃料用調節弁18を制御して調節しているので、燃焼器5に供給される原燃料を完全燃焼させるために必要となる燃焼用空気の量を導出することができる。従って、燃焼部5において原燃料及びアノード排ガスを燃焼用空気と共に燃焼させる場合であっても、燃焼器5に供給される原燃料及びアノード排ガスを完全燃焼させるために必要となる燃焼用空気の量を導出することができるのである。
また上記実施形態において説明した、燃料電池1の電気負荷を減少制御するのと同時に原燃料の供給量を減少制御するときに、原燃料の供給量に応じて求められる上記原燃料対応目標量よりも多い増加供給量の値、及び、上記排ガス対応目標量の値についても同様に導出することができる。具体的には、燃焼器5に供給される原燃料を完全燃焼させるために必要となる燃焼用空気の量を上述したように別に導出して、燃焼器5に供給されるアノード排ガスを完全燃焼させるために必要となる燃焼用空気の量に加算すればよい。
<Another embodiment>
<1>
In the above embodiment, the control of the supply amount of combustion air when the anode exhaust gas is combusted together with the combustion air in the combustion unit 5 has been described. However, in the combustion unit 5, the raw fuel and the anode exhaust gas are combusted together with the combustion air. Also good.
When the raw fuel and the anode exhaust gas are burned together with the combustion air in the combustion unit 5, the control unit C uses the amount of combustion air required to completely burn the anode exhaust gas in the combustor 5 in the same manner as in the above embodiment. Can be derived as the target amount corresponding to the raw fuel. On the other hand, the control unit C adjusts the supply amount of the raw fuel to the combustor 5 by controlling the raw fuel control valve 18, so that the raw fuel supplied to the combustor 5 is completely burned. The amount of combustion air required can be derived. Therefore, even when the raw fuel and anode exhaust gas are burned together with the combustion air in the combustion section 5, the amount of combustion air required to completely burn the raw fuel and anode exhaust gas supplied to the combustor 5 Can be derived.
In addition, when the reduction control of the supply amount of the raw fuel is performed simultaneously with the reduction control of the electric load of the fuel cell 1 described in the above embodiment, the target amount corresponding to the raw fuel calculated according to the supply amount of the raw fuel is used. The value of the increased supply amount and the value of the target amount corresponding to exhaust gas can be derived in the same manner. Specifically, the amount of combustion air necessary to completely burn the raw fuel supplied to the combustor 5 is derived separately as described above, and the anode exhaust gas supplied to the combustor 5 is completely burned. What is necessary is just to add to the quantity of combustion air required in order to make it.

<2>
上記実施形態では、制御部Cが、インバータ8を制御して燃料電池1の電気負荷を減少制御するのと同時にアノードガスの生成のための原燃料の供給量を減少制御するように構成されている例について説明したが、燃料電池1の電気負荷を減少制御するタイミングと、アノードガスの生成のための原燃料の供給量を減少制御するタイミングとが同時ではなく時間的に前後してもよい。また、上述したように、原燃料の供給量を減少制御するのに先立って上記増加供給量の燃焼用空気を燃焼器5に供給することが好ましいが、原燃料の供給量を減少制御するタイミングに対して時間的に近いタイミングで上記増加供給量の燃焼用空気を燃焼器5に供給すればよい。
<2>
In the above embodiment, the control unit C is configured to control the inverter 8 to reduce the electric load of the fuel cell 1 and simultaneously to reduce the supply amount of raw fuel for generating the anode gas. However, the timing for reducing the electric load of the fuel cell 1 and the timing for reducing the supply amount of the raw fuel for generating the anode gas may be mixed in time rather than simultaneously. . In addition, as described above, it is preferable to supply the increased supply amount of combustion air to the combustor 5 prior to the decrease control of the supply amount of the raw fuel. However, the increased supply amount of combustion air may be supplied to the combustor 5 at a timing close to time.

燃料電池発電システムのブロック図Block diagram of fuel cell power generation system 本実施形態の燃焼用空気の供給量制御を示す図The figure which shows the supply amount control of the combustion air of this embodiment 比較例の燃焼用空気の供給量制御を示す図The figure which shows the supply amount control of the combustion air of a comparative example 燃焼用空気の供給量制御のフローチャートFlow chart of combustion air supply amount control

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池
4 改質装置
5 燃焼器
12 原燃料用調節弁(原燃料供給手段)
15 ブロア(燃焼用空気供給手段)
C 制御部(運転制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell 4 Reformer 5 Combustor 12 Control valve for raw fuel (raw fuel supply means)
15 Blower (combustion air supply means)
C control unit (operation control means)

Claims (4)

アノードガス及びカソードガスを反応させて発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池から排出されるアノード排ガスを燃焼用空気と共に燃焼器で燃焼させて改質触媒を加熱しながら原燃料を改質して、前記アノードガスを生成する改質装置と、
前記燃料電池の電気負荷に応じて前記原燃料の供給量を増減制御する原燃料供給手段を制御し、且つ、前記原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように制御する燃焼用空気供給手段を制御する運転制御手段とが設けられている燃料電池発電システムであって、
前記運転制御手段が、前記原燃料の供給量を減少制御するときには、前記原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量よりも多い増加供給量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように構成されている燃料電池発電システム。
A fuel cell that generates electricity by reacting an anode gas and a cathode gas; and
A reformer for generating anode gas by reforming raw fuel while heating the reforming catalyst by combusting anode exhaust gas discharged from the fuel cell together with combustion air in a combustor;
A raw fuel supply means for increasing or decreasing the supply amount of the raw fuel according to the electric load of the fuel cell is controlled, and a target amount of combustion air corresponding to the raw fuel required for the supply amount of the raw fuel is obtained. A fuel cell power generation system provided with operation control means for controlling combustion air supply means for controlling to supply to the combustor,
When the operation control means controls to decrease the supply amount of the raw fuel, the combustion air is supplied to the combustor with an increased supply amount that is larger than the target amount corresponding to the raw fuel obtained in accordance with the supply amount of the raw fuel. A fuel cell power generation system configured to.
前記運転制御手段が、前記原燃料の供給量を減少制御するのに先立って、前記増加供給量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように構成されている請求項1記載の燃料電池発電システム。   2. The fuel cell power generation according to claim 1, wherein the operation control means is configured to supply the increased supply amount of combustion air to the combustor prior to reducing the supply amount of the raw fuel. system. 前記運転制御手段が、前記増加供給量の燃焼用空気の供給を開始したのち、前記アノード排ガスの排出量が前記原燃料の供給量に応じた基準量よりも多い期間が経過すると、前記原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように構成されている請求項1又は2記載の燃料電池発電システム。   After the operation control means starts to supply the increased supply amount of combustion air, when a period in which the discharge amount of the anode exhaust gas is larger than a reference amount corresponding to the supply amount of the raw fuel elapses, the raw fuel The fuel cell power generation system according to claim 1 or 2, wherein the combustion air is supplied to the combustor with a target amount corresponding to a raw fuel obtained in accordance with a supply amount of the fuel. アノードガス及びカソードガスを反応させて発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池から排出されるアノード排ガスを燃焼用空気と共に燃焼器で燃焼させて改質触媒を加熱しながら原燃料を改質して、前記アノードガスを生成する改質装置と、
前記燃料電池の電気負荷に応じて前記原燃料の供給量を増減制御する原燃料供給手段を制御し、且つ、前記原燃料の供給量に応じて求められる原燃料対応目標量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように制御する燃焼用空気供給手段を制御する運転制御手段とが設けられている燃料電池発電システムであって、
前記運転制御手段が、
前記原燃料の供給量を減少制御するときには、前記原燃料の供給量に基づいて導出される前記燃料電池への前記アノードガスの供給量、及び、前記燃料電池で行われる発電反応による前記アノードガスの消費量に基づいて前記アノード排ガスの排出量を導出し、導出された前記アノード排ガスの排出量に応じて求められる排ガス対応目標量の燃焼用空気を前記燃焼器に供給するように構成されている燃料電池発電システム。
A fuel cell that generates electricity by reacting an anode gas and a cathode gas; and
A reformer for generating anode gas by reforming raw fuel while heating the reforming catalyst by combusting anode exhaust gas discharged from the fuel cell together with combustion air in a combustor;
A raw fuel supply means for increasing or decreasing the supply amount of the raw fuel according to the electric load of the fuel cell is controlled, and a target amount of combustion air corresponding to the raw fuel required for the supply amount of the raw fuel is obtained. A fuel cell power generation system provided with operation control means for controlling combustion air supply means for controlling to supply to the combustor,
The operation control means is
When the supply amount of the raw fuel is controlled to decrease, the supply amount of the anode gas to the fuel cell derived based on the supply amount of the raw fuel, and the anode gas generated by a power generation reaction performed in the fuel cell The discharge amount of the anode exhaust gas is derived based on the consumption amount of the exhaust gas, and the combustion air of the target amount corresponding to the exhaust gas calculated according to the derived discharge amount of the anode exhaust gas is supplied to the combustor. Fuel cell power generation system.
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