JP2006344408A - Fuel cell power generating device and re-starting method and device for fuel cell power generating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部を備えて、水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部と、
その燃料ガス生成部への原燃料の供給を断続する原燃料用開閉弁と、
前記燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが燃料ガス供給路を通じて燃料極に供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池の前記燃料極から排出された燃料極排ガスを前記改質バーナに供給する燃料極排ガス路と、
前記改質バーナにガス燃料を供給し且つバーナ燃料用開閉弁を備えたバーナ燃料供給路とが設けられた燃料電池発電装置、その燃料電池発電装置の再起動方法、及び、その燃料電池発電装置の再起動装置に関する。
The present invention comprises a reforming section for reforming a supplied hydrocarbon-based raw fuel and steam by heating a reforming burner to generate a reforming treatment gas containing hydrogen gas as a main component. A fuel gas generation unit that generates a fuel gas mainly composed of gas;
A raw fuel on-off valve for intermittently supplying raw fuel to the fuel gas generation unit;
A fuel cell in which the fuel gas generated in the fuel gas generator is supplied to the fuel electrode through a fuel gas supply path to generate electricity;
A fuel electrode exhaust gas passage for supplying fuel reformer exhaust gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell to the reforming burner;
A fuel cell power generation device provided with a burner fuel supply path that supplies gas fuel to the reforming burner and is provided with a burner fuel on-off valve, a method for restarting the fuel cell power generation device, and the fuel cell power generation device Relates to the restarting device.
かかる燃料電池発電装置は、燃料電池にて発電する発電運転では、原燃料用開閉弁が開弁されて原燃料が燃料ガス生成部に供給されて、その燃料ガス生成部にて原燃料ガスと別途供給される水蒸気とにより水素ガスを主成分とする燃料ガスが生成され、そのように生成された燃料ガスが燃料ガス供給路を通じて燃料電池の燃料極に供給されて燃料電池にて発電されるものであり、その発電運転中は、燃料電池の燃料極から排出された燃料極排ガスが燃料極排ガス路を通じて改質バーナに供給され、その改質バーナにおいて燃料極排ガスが燃焼されて、改質部が加熱されるようになっている。 In such a fuel cell power generation apparatus, in a power generation operation in which power is generated by a fuel cell, a raw fuel on-off valve is opened and raw fuel is supplied to a fuel gas generation unit. Fuel gas containing hydrogen gas as a main component is generated by the separately supplied water vapor, and the generated fuel gas is supplied to the fuel electrode of the fuel cell through the fuel gas supply path to generate power in the fuel cell. During the power generation operation, the fuel electrode exhaust gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell is supplied to the reformer burner through the fuel electrode exhaust gas passage, and the fuel electrode exhaust gas is combusted in the reformer burner to Part is heated.
そして、その発電運転を通常に停止させるときは、原燃料用開閉弁を閉弁して燃料ガス生成部への原燃料ガスの供給を停止して燃料電池の発電を停止させ、その後、パージ用ガスを燃料ガス生成部から供給して燃料ガス生成部及び燃料電池に充填する通常時停止処理を行う構成となっている。
つまり、燃料ガス生成部及び燃料電池にパージ用ガスを充填した状態で、燃料電池発電装置を停止状態に保持することにより、改質部の改質触媒及び燃料電池の電極触媒等の劣化を防止して、燃料電池発電装置の発電性能の低下を抑制するように構成してある。
When the power generation operation is normally stopped, the raw fuel on-off valve is closed to stop the supply of the raw fuel gas to the fuel gas generation unit to stop the power generation of the fuel cell. A normal-time stop process is performed in which gas is supplied from the fuel gas generation unit to fill the fuel gas generation unit and the fuel cell.
In other words, by holding the fuel cell power generation device in the stopped state while the fuel gas generating unit and the fuel cell are filled with the purge gas, the deterioration of the reforming catalyst of the reforming unit, the electrode catalyst of the fuel cell, and the like is prevented. And it is comprised so that the fall of the power generation performance of a fuel cell power generator may be suppressed.
ちなみに、パージ用ガスとして窒素ガス等の不活性ガスを用いる場合があるが、この場合は、ガスボンベ等、不活性ガスを供給するための不活性ガス供給設備を設置する必要があるので、燃料電池発電装置が大型化すると共に、不活性ガス供給設備の維持管理が煩雑となる。
そこで、近年では、このような燃料電池発電装置の大型化及び維持管理の煩雑化を回避するために、パージ用ガスとして原燃料ガスを用いている。
そして、パージ用ガスとして原燃料ガスを用いる場合、前記通常時停止処理では、燃料ガス生成部への水蒸気の供給を継続する状態で原燃料用開閉弁を閉弁して燃料ガス生成部への原燃料ガスの供給を停止することにより、燃料ガス生成部及び燃料電池内のガスを水蒸気にて置換する水蒸気置換処理、及び、改質部の温度が原燃料ガスの熱分解による炭素の析出を防止でき且つ水蒸気の凝縮を防止できる温度に低下すると、燃料ガス生成部への水蒸気の供給を停止し且つ原燃料用開閉弁を開弁して燃料ガス生成部へ原燃料ガスを供給することにより、燃料ガス生成部及び燃料電池内の水蒸気を原燃料ガスにて置換するパージ処理を順次行うことになる(例えば、特許文献1参照。)。
Incidentally, an inert gas such as nitrogen gas may be used as the purge gas. In this case, it is necessary to install an inert gas supply facility for supplying the inert gas, such as a gas cylinder. As the power generation device increases in size, maintenance of the inert gas supply facility becomes complicated.
Therefore, in recent years, raw fuel gas is used as the purge gas in order to avoid such an increase in the size and maintenance of the fuel cell power generator.
When raw fuel gas is used as the purge gas, in the normal stop process, the raw fuel on-off valve is closed while the supply of water vapor to the fuel gas generator is continued, and the fuel gas generator is supplied to the fuel gas generator. By stopping the supply of the raw fuel gas, steam replacement processing for replacing the gas in the fuel gas generation unit and the fuel cell with water vapor, and the temperature of the reforming unit causes carbon deposition due to thermal decomposition of the raw fuel gas. When the temperature is lowered to a temperature at which the water vapor can be prevented and the water vapor is prevented from condensing, the supply of the water vapor to the fuel gas generation unit is stopped and the raw fuel on-off valve is opened to supply the raw fuel gas to the fuel gas generation unit. Then, a purge process for replacing the water vapor in the fuel gas generator and the fuel cell with the raw fuel gas is sequentially performed (for example, see Patent Document 1).
又、前記特許文献1には記載されていないが、発電運転を開始する前には、バーナ燃料用開閉弁を開弁し且つ改質バーナを点火させて、その改質バーナにてバーナ燃料供給路を通じて供給されるガス燃料を燃焼させて改質部を改質反応が可能なように加熱する起動運転処理を行う。
Further, although not described in
ところで、商用電源の停電等の異常時には、上述の如き燃料ガス生成部及び燃料電池にパージ用ガスとして原燃料ガスを充填するための通常時停止処理を行うことができないので、単に原燃料用開閉弁を閉弁して燃料ガス生成部への原燃料ガスの供給を停止して発電運転を停止させる異常時停止を行うことになる。
従って、異常時停止が行われたときは、燃料ガス供給路に燃料ガスが残留し、燃料極排ガス路に燃料極排ガスが残留したままとなっているので、燃料ガス供給路や燃料極排ガス路にて、燃料ガスや燃料極排ガスに含まれる水蒸気が凝縮して、燃料ガス供給路や燃料極排ガス路に水が残留することになり、又、その燃料ガス供給路や燃料極排ガス路の水が改質バーナにまで流動したり、対流により改質バーナに流動した燃料ガスや燃料極排ガスに含まれる水蒸気が凝縮したりして、改質バーナにも水が残留することになる。
By the way, when an abnormality such as a power failure of the commercial power supply occurs, the normal stop process for filling the fuel gas generation unit and the fuel cell with the raw fuel gas as the purge gas cannot be performed. The valve is closed to stop the supply of raw fuel gas to the fuel gas generation unit and stop the power generation operation to stop during an abnormality.
Therefore, when the stop is performed in the event of an abnormality, the fuel gas remains in the fuel gas supply path and the fuel electrode exhaust gas remains in the fuel electrode exhaust path. Thus, water vapor contained in the fuel gas and the fuel electrode exhaust gas is condensed, and water remains in the fuel gas supply channel and the fuel electrode exhaust gas channel. Will flow to the reforming burner, or the water vapor contained in the fuel gas flowing into the reforming burner due to convection and the fuel electrode exhaust gas will be condensed, and water will remain in the reforming burner.
しかしながら、従来では、異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときに、前記起動運転処理を行うと、上述のように、燃料ガス供給路、燃料極排ガス路及び改質バーナに水が残留しているので、その起動運転処理において、改質バーナを速やかに点火させることができなかったり、改質バーナを一旦点火させることができても、残留していた水が改質バーナに流動してきて改質バーナが消火してしまう等、改質バーナを適切に着火させることができず、起動運転処理を適切に行うことができないという問題があった。 However, conventionally, when the fuel cell power generation device is started after an abnormal stop is performed, if the startup operation process is performed, as described above, the fuel gas supply path, the fuel electrode exhaust gas path, and the reformer burner are Since water remains, even if the reforming burner cannot be ignited promptly or can be ignited once in the startup operation process, the remaining water remains in the reforming burner. In other words, the reforming burner cannot be properly ignited and the start-up operation process cannot be performed properly.
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、異常時停止が行われた後の再起動を適切に行うことが可能な燃料電池発電装置、燃料電池発電装置の再起動方法及び燃料電池発電装置の再起動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to restart a fuel cell power generation device and a fuel cell power generation device that can appropriately perform a restart after a stop at an abnormal time is performed. It is an object to provide a method and a restart device for a fuel cell power generator.
本発明の燃料電池発電装置は、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部を備えて、水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部と、
その燃料ガス生成部への原燃料の供給を断続する原燃料用開閉弁と、
前記燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが燃料ガス供給路を通じて燃料極に供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池の前記燃料極から排出された燃料極排ガスを前記改質バーナに供給する燃料極排ガス路と、
前記改質バーナにガス燃料を供給し且つバーナ燃料用開閉弁を備えたバーナ燃料供給路とが設けられたものであって、
その第1特徴構成は、前記燃料ガス供給路に送風する排水用送風機が設けられ、
前記燃料極排ガス路における前記改質バーナ側の箇所に、前記排水用送風機による送風に伴って前記燃料極排ガス路を流動する水を排水する排水手段が設けられている点を特徴とする。
The fuel cell power generator according to the present invention includes a reforming unit that generates a reforming process gas mainly composed of hydrogen gas by reforming a supplied hydrocarbon-based raw fuel and water vapor by heating a reforming burner. A fuel gas generation unit that generates a fuel gas mainly composed of hydrogen gas,
A raw fuel on-off valve for intermittently supplying raw fuel to the fuel gas generation unit;
A fuel cell in which the fuel gas generated in the fuel gas generator is supplied to the fuel electrode through a fuel gas supply path to generate electricity;
A fuel electrode exhaust gas passage for supplying fuel reformer exhaust gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell to the reforming burner;
A gas fuel is supplied to the reforming burner, and a burner fuel supply passage provided with a burner fuel on-off valve is provided,
The first characteristic configuration is provided with a drainage blower for blowing air to the fuel gas supply path,
The fuel electrode exhaust gas passage is provided with a drainage means for draining water flowing through the fuel electrode exhaust gas passage in accordance with the air blow by the drainage blower at a location on the reforming burner side.
即ち、燃料ガス供給路に送風する排水用送風機が設けられ、燃料極排ガス路における改質バーナ側の箇所に、排水用送風機による送風に伴って燃料極排ガス路を流動する水を排水する排水手段が設けられているので、異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときは、起動運転処理を行う前に、排水用送風機を作動させて燃料ガス供給路に送風して、燃料ガス供給路や燃料極排ガス路に残留している水を燃料極排ガス路における排水手段の設置箇所にまで流動させて、その排水手段により排水すると共に、改質バーナに残留している水をその改質バーナから燃焼ガスを排気する排気口を通じて排出させることが可能となる。 In other words, a drainage fan that blows air to the fuel gas supply path is provided, and drainage means that drains water flowing through the fuel electrode exhaust gas path along with the ventilation by the drainage blower at a location on the reforming burner side of the fuel electrode exhaust gas path Therefore, when starting the fuel cell power generation device after an abnormal stop has been performed, the drainage blower is operated and the fuel gas supply passage is blown before the start-up operation process is performed. The water remaining in the gas supply passage and the fuel electrode exhaust passage is caused to flow to the location of the drainage means in the fuel electrode exhaust passage and drained by the drainage means, and the water remaining in the reformer burner is It becomes possible to discharge the combustion gas from the reforming burner through an exhaust port for exhausting the combustion gas.
従って、起動運転処理を行うときには、改質バーナに水が残留したり、燃料ガス供給路や燃料極排ガス路に残留していた水が改質バーナに流動してくるようなことがないようにすることが可能となるので、起動運転処理において、改質バーナを適切に着火させることが可能となる。
要するに、異常時停止が行われた後の再起動を適切に行うことが可能な燃料電池発電装置を提供することができるようになった。
Therefore, when performing the start-up operation processing, water should not remain in the reforming burner, or water remaining in the fuel gas supply path or the fuel electrode exhaust gas path will not flow into the reforming burner. Therefore, the reforming burner can be appropriately ignited in the startup operation process.
In short, it has become possible to provide a fuel cell power generator capable of appropriately performing a restart after an abnormal stop.
燃料電池発電装置の第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記排水用送風機から前記燃料ガス供給路に送風された空気を、前記燃料電池を迂回させて前記燃料極排ガス路に通流させる電池迂回通流状態に切り換え自在な電池迂回通流状態切換手段が設けられている点を特徴とする。
In addition to the first feature configuration, the second feature configuration of the fuel cell power generator is
Battery bypass flow state switching means capable of switching to a battery bypass flow state in which the air blown from the drainage blower to the fuel gas supply path bypasses the fuel cell and flows to the fuel electrode exhaust gas path. It is characterized by being provided.
即ち、排水用送風機から燃料ガス供給路に送風された空気を燃料電池を迂回させて燃料極排ガス路に通流させる電池迂回通流状態に切り換え自在な電池迂回通流状態切換手段が設けられているので、その電池迂回通流状態切換手段にて電池迂回通流状態に切り換えた状態で、排水用送風機を作動させて燃料ガス供給路に送風することにより、排水用送風機から燃料ガス供給路に送風された空気を、燃料電池を迂回させる状態で燃料極排ガス路に通流させて、燃料ガス供給路や燃料極排ガス路に残留している水を排水手段により排水すると共に、改質バーナに残留している水を排気口を通じて排出させることが可能となる。 That is, there is provided a battery bypass flow state switching means capable of switching to a battery bypass flow state in which the air blown from the drainage blower to the fuel gas supply path bypasses the fuel cell and flows through the fuel electrode exhaust gas path. Therefore, in the state where the battery bypass flow state switching means is switched to the battery bypass flow state switching means, the drainage blower is operated to blow air to the fuel gas supply path, whereby the drainage blower is changed to the fuel gas supply path. The blown air is passed through the fuel electrode exhaust gas passage in a state of bypassing the fuel cell, and water remaining in the fuel gas supply passage and the fuel electrode exhaust gas passage is drained by the drainage means, and is also supplied to the reformer burner. The remaining water can be discharged through the exhaust port.
そして、排水用送風機からの空気を燃料電池を迂回させて通流させるようにすることにより、燃料電池が不必要に加圧されたり、不必要に乾燥されたりするのを回避することができるので、燃料電池の耐久性が低下するのを回避することができる。
従って、燃料電池の耐久性が低下するのを回避しながら、異常時停止が行われた後の再起動を適切に行うことができるようになった。
And by making the air from the blower for drainage flow around the fuel cell, it can be avoided that the fuel cell is unnecessarily pressurized or unnecessarily dried. It is possible to avoid a decrease in the durability of the fuel cell.
Accordingly, it is possible to appropriately perform the restart after the abnormal stop is performed while avoiding the deterioration of the durability of the fuel cell.
燃料電池発電装置の第3特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成に加えて、
前記燃料ガス供給路を通流する燃料ガスにその燃料ガスに含まれる一酸化炭素を酸化するための空気を添加するブリード用送風機が設けられ、
そのブリード用送風機が前記排水用送風機に兼用されるように構成されている点を特徴とする。
In addition to the first or second feature configuration, the third feature configuration of the fuel cell power generator is
A bleed blower for adding air for oxidizing carbon monoxide contained in the fuel gas to the fuel gas flowing through the fuel gas supply path is provided,
The bleed blower is configured to be used also as the drainage blower.
即ち、燃料ガス供給路を通流する燃料ガスにその燃料ガスに含まれる一酸化炭素を酸化するための空気を添加するブリード用送風機が前記排水用送風機に兼用されて、異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときは、起動運転処理を行う前に、そのブリード用送風機により燃料ガス供給路に送風されて、燃料ガス供給路や燃料極排ガス路に残留している水が排水手段により排水されると共に、改質バーナに残留している水が排気口を通じて排出される。 That is, a bleed blower that adds air for oxidizing carbon monoxide contained in the fuel gas flowing through the fuel gas supply passage is also used as the drainage blower, and is stopped in an abnormal state. When the fuel cell power generation device is started after the operation, before the start-up operation process is performed, the water blown to the fuel gas supply passage by the bleed blower and the water remaining in the fuel gas supply passage or the fuel electrode exhaust passage is removed. While being drained by the drainage means, water remaining in the reforming burner is discharged through the exhaust port.
つまり、このような燃料電池発電装置においては、前記燃料ガス生成部にて生成される燃料ガスに一酸化炭素が含まれており、又、燃料極等で一酸化炭素が生成される場合もあり、そのようにして存在することになる一酸化炭素により燃料電池の電極触媒が被毒すると、発電性能が低下することにより耐久性が低下する。
そこで、燃料ガス供給路を通流する燃料ガスに空気を添加するブリード用送風機を設けて、空気が添加された燃料ガスを燃料極に供給するようにして、その空気中の酸素により、燃料ガスに含まれる一酸化炭素や燃料極等で生成される一酸化炭素を酸化することにより、電極触媒の一酸化炭素被毒を抑制するように構成する場合がある。
That is, in such a fuel cell power generator, the fuel gas generated in the fuel gas generation unit contains carbon monoxide, and carbon monoxide may be generated at the fuel electrode or the like. If the electrode catalyst of the fuel cell is poisoned by the carbon monoxide that is present in this way, the power generation performance is lowered and the durability is lowered.
Therefore, a bleed blower for adding air to the fuel gas flowing through the fuel gas supply path is provided so that the fuel gas to which air has been added is supplied to the fuel electrode, and the fuel gas is absorbed by oxygen in the air. In some cases, the carbon monoxide produced in the fuel electrode or the like is oxidized to suppress poisoning of the electrode catalyst by carbon monoxide.
上述の一酸化炭素により電極触媒が被毒すると発電性能が低下する点について説明を加えると、燃料極の電極触媒に一酸化炭素が吸着して電極触媒が被毒すると、燃料極での発電反応が阻害されて発電性能が低下するのである。
又、燃料ガスに一酸化炭素が含まれる点について説明を加えると、燃料ガス生成部にて備えられた改質部にて炭化水素系の原燃料を水蒸気により改質処理して生成される改質処理ガスには、水素ガスの他に一酸化炭素が含まれることから、燃料ガスに一酸化炭素が含まれることになる。
又、燃料極等で一酸化炭素が生成される点について説明を加えると、燃料ガス中に水素の他に二酸化炭素が含まれていると、燃料極等において、水素と二酸化炭素が反応して一酸化炭素と水が発生する反応が起こり、燃料極等で一酸化炭素が生成されるのである。
If the electrode catalyst is poisoned by the carbon monoxide described above, the power generation performance will be reduced. If carbon monoxide is adsorbed on the electrode catalyst of the fuel electrode and the electrode catalyst is poisoned, the power generation reaction at the fuel electrode As a result, the power generation performance is reduced.
In addition, the point that carbon monoxide is included in the fuel gas will be explained. The reformed gas generated by reforming hydrocarbon-based raw fuel with steam in the reforming section provided in the fuel gas generating section. Since the quality treatment gas contains carbon monoxide in addition to hydrogen gas, the fuel gas contains carbon monoxide.
In addition, to explain that carbon monoxide is generated at the fuel electrode, etc., if carbon dioxide is contained in the fuel gas in addition to hydrogen, hydrogen and carbon dioxide react at the fuel electrode. A reaction in which carbon monoxide and water are generated occurs, and carbon monoxide is generated at the fuel electrode or the like.
従って、ブリード用送風機が設けられている場合に、そのブリード用送風機を排水用送風機に兼用することにより、低廉化を図りながら、異常時停止が行われた後の再起動を適切に行うことができるようになった。 Therefore, when a bleed blower is provided, the bleed blower can also be used as a drainage blower so that the restart after an abnormal stop is appropriately performed while reducing the cost. I can do it now.
燃料電池発電装置の第4特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成に加えて、
前記燃料ガス生成部に、前記改質部にて生成された改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを選択酸化用送風機から供給される空気にて選択酸化処理する選択酸化部が備えられ、
前記選択酸化用送風機からの空気を前記燃料ガス供給路に供給する排水用通流状態に切り換え自在な排水用通流状態切換手段が設けられ、
前記選択酸化用送風機が前記排水用送風機に兼用されるように構成されている点を特徴とする。
The fourth characteristic configuration of the fuel cell power generator is in addition to the first or second characteristic configuration described above,
The fuel gas generation unit includes a selective oxidation unit that selectively oxidizes carbon monoxide gas in the reformed gas generated in the reforming unit with air supplied from a selective oxidation blower,
A drainage flow state switching means is provided which is switchable to a drainage flow state for supplying air from the selective oxidation blower to the fuel gas supply path,
The selective oxidation blower is configured to be used also as the drainage blower.
即ち、発電運転中は、選択酸化部において、改質部にて生成された改質処理ガス中の一酸化炭素ガスが選択酸化用送風機から供給される空気にて選択酸化処理されるので、燃料ガス生成部にて一酸化炭素の含有量の少ない燃料ガスが生成されて、その燃料ガスが燃料ガス供給路を通じて燃料電池の燃料極に供給される。
そして、異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときは、起動運転処理を行う前に、排水用通流状態切換手段により選択酸化用送風機からの空気を燃料ガス供給路に供給する排水用通流状態に切り換えた状態で、その選択酸化用送風機により送風することにより、選択酸化用送風機からの空気が燃料ガス供給路を通流して、燃料ガス供給路や燃料極排ガス路に残留している水が排水手段により排水されると共に、改質バーナに残留している水が排気口を通じて排出される。
That is, during the power generation operation, in the selective oxidation unit, the carbon monoxide gas in the reformed gas generated in the reforming unit is selectively oxidized with air supplied from the selective oxidation blower. A fuel gas having a low carbon monoxide content is generated in the gas generator, and the fuel gas is supplied to the fuel electrode of the fuel cell through the fuel gas supply path.
Then, when starting the fuel cell power generation device after stopping in the event of an abnormality, the air from the selective oxidation blower is supplied to the fuel gas supply path by the drainage flow state switching means before performing the startup operation process. In this state, the air from the selective oxidation blower is blown by the selective oxidation blower, and the air from the selective oxidation blower flows through the fuel gas supply passage to the fuel gas supply passage and the fuel electrode exhaust passage. The remaining water is drained by the drainage means, and the water remaining in the reformer burner is discharged through the exhaust port.
つまり、このような燃料電池発電装置においては、燃料ガス生成部にて一酸化炭素の含有量の少ない燃料ガスを生成して、燃料極の電極触媒の一酸化炭素による被毒を抑制するために、燃料ガス生成部に、改質部にて生成された改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを選択酸化用送風機から供給される空気にて選択酸化処理する選択酸化部が備えられる場合がある。
そこで、燃料ガス生成部にて選択酸化部が備えられる場合に、その選択酸化部に選択酸化用空気を供給する選択酸化用送風機を排水用送風機に兼用することにより、低廉化を図りながら、異常時停止が行われた後の再起動を適切に行うことができるようになった。
That is, in such a fuel cell power generation device, in order to suppress poisoning of the electrode catalyst of the fuel electrode by carbon monoxide by generating a fuel gas having a low carbon monoxide content in the fuel gas generation unit. The fuel gas generation unit may be provided with a selective oxidation unit that selectively oxidizes carbon monoxide gas in the reformed gas generated in the reforming unit with air supplied from a selective oxidation blower. .
Therefore, when the selective oxidation unit is provided in the fuel gas generation unit, the selective oxidation blower that supplies the selective oxidation air to the selective oxidation unit is also used as the drainage blower, so that the abnormality can be achieved while reducing the cost. It is now possible to properly restart after an outage.
本発明の燃料電池発電装置の起動方法は、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部を備えて、水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部と、
その燃料ガス生成部への原燃料の供給を断続する原燃料用開閉弁と、
前記燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが燃料ガス供給路を通じて燃料極に供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池の前記燃料極から排出された燃料極排ガスを前記改質バーナに供給する燃料極排ガス路と、
前記改質バーナにガス燃料を供給し且つバーナ燃料用開閉弁を備えたバーナ燃料供給路とが設けられた燃料電池発電装置の再起動方法であって、
その特徴構成は、前記原燃料用開閉弁を閉弁して前記燃料電池の発電を停止させる異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときは、前記燃料ガス供給路に送風する排水用送風機を作動させて、前記燃料ガス供給路及び前記燃料極排ガス路の水を前記燃料極排ガス路における前記改質バーナ側の箇所又は前記改質バーナに設けられた排水手段に導いて排水する排水処理を行い、その後、前記バーナ燃料用開閉弁を開弁して、前記改質バーナにて前記バーナ燃料供給路を通じて供給されるガス燃料を燃焼させて前記改質部を改質反応が可能な温度に加熱する起動運転処理を行う点を特徴とする。
In the method for starting a fuel cell power generator according to the present invention, a reforming treatment gas containing hydrogen gas as a main component is produced by reforming a supplied hydrocarbon-based raw fuel and steam by heating a reforming burner. A fuel gas generation unit that includes a reforming unit and generates a fuel gas mainly composed of hydrogen gas;
A raw fuel on-off valve for intermittently supplying raw fuel to the fuel gas generation unit;
A fuel cell in which the fuel gas generated in the fuel gas generator is supplied to the fuel electrode through a fuel gas supply path to generate electricity;
A fuel electrode exhaust gas passage for supplying fuel reformer exhaust gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell to the reforming burner;
A method of restarting a fuel cell power generator provided with a burner fuel supply path provided with gas fuel to the reforming burner and provided with a burner fuel on-off valve,
The characteristic configuration is that when the fuel cell power generation device is started after the abnormal fuel stop is performed by closing the raw fuel on-off valve to stop the power generation of the fuel cell, the fuel gas supply passage is blown By operating a drainage blower, the water in the fuel gas supply passage and the fuel electrode exhaust gas passage is led to the location on the reforming burner side in the fuel electrode exhaust gas passage or the drainage means provided in the reforming burner. Then, the burner fuel on-off valve is opened, the gas fuel supplied through the burner fuel supply passage is burned in the reformer burner, and the reforming section is subjected to the reforming reaction. It is characterized in that a start-up operation process for heating to a possible temperature is performed.
即ち、異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときは、燃料ガス供給路に送風する排水用送風機を作動させて、燃料ガス供給路及び燃料極排ガス路の水を燃料極排ガス路における改質バーナ側の箇所又は改質バーナに設けられた排水手段に導いて排水する排水処理を行い、その後、バーナ燃料用開閉弁を開弁して、改質バーナにてバーナ燃料供給路を通じて供給されるガス燃料を燃焼させて改質部を改質反応が可能な温度に加熱する起動運転処理を行う。 That is, when the fuel cell power generation device is started after the stop in the event of an abnormality, the drainage blower that blows air to the fuel gas supply passage is operated, and the water in the fuel gas supply passage and the fuel electrode exhaust passage is used as the fuel electrode exhaust gas. The wastewater treatment is conducted by discharging the wastewater by guiding to the reformer burner side or the drainage means provided in the reformer, and then the burner fuel on-off valve is opened, and the burner fuel supply passage is opened by the reformer burner. The start-up operation process is performed in which the gas fuel supplied through is burned to heat the reforming section to a temperature at which the reforming reaction can be performed.
従って、起動運転処理を行うときには、改質バーナに水が残留したり、燃料ガス供給路や燃料極排ガス路に残留していた水が改質バーナに流動してくるようなことがないようにすることが可能となるので、起動運転処理において、改質バーナを適切に着火させることが可能となる。
要するに、異常時停止が行われた後の再起動を適切に行うことが可能な燃料電池発電装置の再起動方法を提供することができるようになった。
Therefore, when performing the start-up operation processing, water should not remain in the reforming burner, or water remaining in the fuel gas supply path or the fuel electrode exhaust gas path will not flow into the reforming burner. Therefore, the reforming burner can be appropriately ignited in the startup operation process.
In short, it is possible to provide a method for restarting a fuel cell power generation apparatus that can appropriately perform restart after an abnormal stop.
本発明の燃料電池発電装置の再起動装置は、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部を備えて、水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部と、
その燃料ガス生成部への原燃料の供給を断続する原燃料用開閉弁と、
前記燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが燃料ガス供給路を通じて燃料極に供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池の前記燃料極から排出された燃料極排ガスを前記改質バーナに供給する燃料極排ガス路と、
前記改質バーナにガス燃料を供給し且つバーナ燃料用開閉弁を備えたバーナ燃料供給路とが設けられた燃料電池発電装置の再起動装置であって、
その特徴構成は、前記燃料ガス供給路に送風する排水用送風機が設けられ、
運転を制御する制御手段が、前記原燃料用開閉弁を閉弁して前記燃料電池の発電を停止させる異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させる起動指令が指令されると、前記燃料ガス供給路及び前記燃料極排ガス路の水を前記燃料極排ガス路における前記改質バーナ側の箇所又は前記改質バーナに設けられた排水手段に導いて排水するべく前記燃料ガス供給路に送風するように前記排水用送風機を作動させる排水用送風機作動処理を実行し、その後、前記バーナ燃料用開閉弁を開弁して、前記改質バーナにて前記バーナ燃料供給路を通じて供給されるガス燃料を燃焼させて前記改質部を改質反応が可能な温度に加熱する起動用加熱運転処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
The restart device of the fuel cell power generator according to the present invention generates a reforming treatment gas containing hydrogen gas as a main component by reforming the supplied hydrocarbon-based raw fuel and steam by heating the reforming burner. A fuel gas generation unit that includes a reforming unit that generates a fuel gas containing hydrogen gas as a main component;
A raw fuel on-off valve for intermittently supplying raw fuel to the fuel gas generation unit;
A fuel cell in which the fuel gas generated in the fuel gas generator is supplied to the fuel electrode through a fuel gas supply path to generate electricity;
A fuel electrode exhaust gas passage for supplying fuel reformer exhaust gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell to the reforming burner;
A fuel cell power generator restarting device provided with a burner fuel supply path that supplies gas fuel to the reforming burner and is provided with a burner fuel on-off valve,
The characteristic configuration is provided with a blower for drainage that blows air to the fuel gas supply path,
When the control means for controlling the operation is instructed to start the fuel cell power generator after the abnormal fuel stop is performed by closing the raw fuel on-off valve to stop the power generation of the fuel cell, The water in the fuel gas supply path and the fuel electrode exhaust gas path are introduced into the fuel gas supply path to be drained by being led to a portion on the reformer burner side in the fuel electrode exhaust gas path or a drain means provided in the reformer burner. A gas supplied to the reformer burner through the burner fuel supply passage by performing drainage blower operation processing for operating the drainage blower so as to blow, and then opening the burner fuel on-off valve. It is characterized in that a starting heating operation process is performed in which fuel is burned to heat the reforming section to a temperature at which a reforming reaction is possible.
即ち、運転制御手段は、異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させる起動指令が指令されると、燃料ガス供給路及び燃料極排ガス路の水を燃料極排ガス路における改質バーナ側の箇所又は改質バーナに設けられた排水手段に導いて排水するべく燃料ガス供給路に送風するように排水用送風機を作動させる排水用送風機作動処理を実行し、その後、バーナ燃料用開閉弁を開弁して、改質バーナにてバーナ燃料供給路を通じて供給されるガス燃料を燃焼させて改質部を改質反応が可能な温度に加熱する起動用加熱運転処理を実行する。 That is, when the start command for starting the fuel cell power generation device is issued after the stop in the event of an abnormality, the operation control means sends the water in the fuel gas supply path and the fuel electrode exhaust gas path to the reformer burner in the fuel electrode exhaust gas path. The drainage blower actuating process is performed to actuate the drainage blower so as to blow to the fuel gas supply path to be drained by leading to the drainage means provided on the side or reformer burner, and then the burner fuel on-off valve Is opened, and the reforming burner burns the gas fuel supplied through the burner fuel supply path to heat the reforming section to a temperature at which the reforming reaction can be performed.
従って、起動運転処理を行うときには、改質バーナに水が残留したり、燃料ガス供給路や燃料極排ガス路に残留していた水が改質バーナに流動してくるようなことがないようにすることが可能となるので、起動運転処理において、改質バーナを適切に着火させることが可能となる。
要するに、異常時停止が行われた後の再起動を適切に行うことが可能な燃料電池発電装置の再起動装置を提供することができるようになった。
Therefore, when performing the start-up operation processing, water should not remain in the reforming burner, or water remaining in the fuel gas supply path or the fuel electrode exhaust gas path will not flow into the reforming burner. Therefore, the reforming burner can be appropriately ignited in the startup operation process.
In short, it has become possible to provide a restart device for a fuel cell power generation device that can appropriately restart after an abnormal stop.
〔第1実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の第1実施形態を説明する。
図1に示すように、燃料電池発電装置は、燃料極に水素を主成分とする燃料ガスが供給され且つ酸素極に空気が供給されて発電するように構成された燃料電池1、炭化水素系の原燃料ガスを原料として前記燃料ガスを生成して、生成した燃料ガスを燃料ガス供給路2を通じて前記燃料電池1に供給する燃料ガス生成部R、反応用空気供給路3を通じて前記燃料電池1に発電反応用の空気を供給する反応用送風機4、前記燃料ガス供給路2を通流する燃料ガスにその燃料ガスに含まれる一酸化炭素を酸化するための空気(以下、ブリード用空気と称する場合がある)をブリード用空気供給路5を通じて供給するブリード用送風機6、及び、燃料電池発電装置の運転を制御する制御手段としての制御部7等を備えて構成してある。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
As shown in FIG. 1, the fuel cell power generator includes a
以下、燃料電池発電装置を構成する各部について説明を加える。
前記燃料電池1は周知であるので、詳細な説明は省略して、以下、簡単に説明する。
この燃料電池1は、電解質層としての高分子膜(図示省略)の両側に酸素極(図示省略)と燃料極(図示省略)とを振り分けて配置した固体高分子型のセル(図示省略)の複数を隣接セル間に冷却水通流部(図示省略)を介在させた状態で積層状態に設けたセルスタック(図示省略)を備えて構成し、並びに、前記燃料ガス生成部Rから燃料ガスが前記燃料ガス供給路2を通じて各セルの燃料極に分配供給され、前記反応用送風機4から反応用空気が前記反応用空気供給路3を通じて各セルの酸素極に分配供給され、冷却水ポンプ8により冷却水循環路9を通じて冷却水が各冷却水通流部に分配供給されるように構成してある。
そして、各セルが冷却水通流部にて冷却される状態で、各セルにて水素と酸素との電気化学的な反応により発電を行うようになっている。
Hereinafter, each part which comprises a fuel cell power generator is demonstrated.
Since the
This
Then, in a state where each cell is cooled by the cooling water flow portion, power is generated by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen in each cell.
前記燃料ガス生成部Rは、原燃料供給路11を通じて供給される都市ガス(例えば、天然ガスベースの都市ガス13A)等の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫部12、原料水供給路13を通じて供給される原料水を蒸発させて水蒸気を生成する水蒸気生成部14、前記脱硫部12からの脱硫原燃料ガスと前記水蒸気生成部14からの水蒸気が混合状態で供給されて、それら混合状態の原燃料ガスと水蒸気とを改質バーナ15の加熱により改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部16、その改質部16から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素を水蒸気にて二酸化炭素に変成処理する変成部17、及び、その変成部17から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素を選択酸化用送風機18から選択酸化用空気供給路19を通じて供給される選択酸化用空気にて選択酸化処理する選択酸化部20を備えて構成して、一酸化炭素濃度の低い(例えば10ppm以下)改質処理ガスを生成するように構成してある。
そして、一酸化炭素を変成処理及び選択酸化処理により低減した改質処理ガスを、燃料ガスとして前記燃料ガス供給路2を通じて前記燃料電池1に供給するようにしてある。
The fuel gas generation unit R supplies the raw fuel gas such as city gas (for example, natural gas-based city gas 13A) supplied through the raw fuel supply channel 11 through the
Then, the reforming process gas obtained by reducing carbon monoxide by the modification process and the selective oxidation process is supplied to the
前記原燃料供給路11には、燃料ガス生成部Rへの原燃料ガスの供給を断続する原燃料用開閉弁V1、及び、燃料ガス生成部Rへの原燃料ガスの供給量を調節する原燃料用調節弁21を設けてあり、この原燃料用調節弁21により燃料ガス生成部Rへの原燃料ガスの供給量を調節することにより、前記燃料電池1に供給する燃料ガスの供給量を調節して、その燃料電池1からの出力電力を調節するように構成してある。
In the raw fuel supply path 11, a raw fuel on-off valve V <b> 1 that intermittently supplies the raw fuel gas to the fuel gas generation unit R and a raw fuel gas that adjusts the supply amount of the raw fuel gas to the fuel gas generation unit R are provided. A
前記脱硫部12から前記改質部16に脱硫原燃料ガスを供給する脱硫原燃料ガス路22に、前記水蒸気生成部14からの水蒸気を導く水蒸気供給路23を接続して、脱硫原燃料ガスと水蒸気とが混合状態で前記改質部16に供給されるように構成してあり、前記水蒸気供給路23には、その水蒸気供給路23を開閉する水蒸気用開閉弁V2を設けてある。
A desulfurization raw
前記改質部16には、その内部の改質反応領域の温度を検出する改質部温度センサ25を設けてある。
前記改質バーナ15には、各セルの前記燃料極から排出された燃料極排ガスを合流させて導く燃料極排ガス路26、及び、燃焼用送風機27からの燃焼用空気を導く燃焼用空気路28を接続してある。
The reforming
A fuel electrode
又、前記改質バーナ15には、燃料の供給用として、前記燃料極排ガス路26以外に、都市ガス等のガス燃料を供給するバーナ燃料供給路29を接続すると共に、そのバーナ燃料供給路29に、改質バーナ15へのガス燃料の供給を断続するバーナ燃料用開閉弁V3、及び、改質バーナ15へのガス燃料の供給量を調節するバーナ燃料用調節弁31を設けてある。
The
前記燃料極側排ガス路26における前記改質バーナ15の側の端部箇所には、その燃料極側排ガス路26を開閉する燃料電池出口開閉弁V4を設けてある。
前記改質バーナ15の燃焼排ガスは、その改質バーナ15の排気口34を通じて外部に排出するように構成してある。
A fuel cell outlet on-off valve V4 for opening and closing the fuel electrode side
The combustion exhaust gas of the reforming
前記選択酸化用空気供給路19には、前記選択酸化部20への選択酸化用空気の供給を断続する選択酸化用空気開閉弁V7を設けてある。
The selective oxidation
前記反応用空気供給路3には、前記燃料電池1への反応用空気の供給を断続する反応用空気開閉弁V5、及び、燃料電池1への反応用空気の供給量を調節する反応用空気調節弁35を設けてある。
ちなみに、この反応用空気調節弁35により、前記燃料電池1に供給する反応用空気の供給量を、前記原燃料用調節弁21にて調節される前記燃料電池1への燃料ガスの供給量に応じて調節するように構成してある。
The reaction
Incidentally, the amount of reaction air supplied to the
前記ブリード用空気供給路5は、前記反応用空気供給路3における前記反応用空気開閉弁V5及び前記反応用空気調節弁35よりも上流側箇所と前記燃料ガス供給2とに接続する状態で設けると共に、そのブリード用空気供給路5には、そのブリード用空気供給路5を開閉するブリード用空気開閉弁V6、及び、ブリード用空気の添加量を調節するブリード用空気調節弁37を設けてある。
The bleed
そして、ブリード用空気開閉弁V6を開弁することにより、前記反応用送風機4からの空気の一部をブリード用空気として燃料ガス供給路2に供給するように構成してある。
つまり、前記反応用送風機4を前記ブリード用送風機6に兼用するように構成してある。
A part of the air from the
That is, the
尚、上記の各開閉弁V1〜V7は、作動用電力の供給が停止すると閉弁状態となるように構成してある。 In addition, each said on-off valve V1-V7 is comprised so that it may be in a valve closing state, if supply of electric power for operation stops.
そして、本発明では、前記燃料ガス供給路2に送風する排水用送風機32を設け、前記燃料極側排ガス路26における前記改質バーナ15側の端部に、排水用送風機32による送風に伴って燃料極排ガス路26を流動する水を排水する排水手段としてのドレイントラップ33を設けてある。
又、前記改質バーナ15の排気口34も、前記排水手段として機能させるように構成してある。
更に、この第1実施形態では、前記反応用送風機4を前記排水用送風機32に兼用するように、つまり、前記ブリード用送風機6を前記排水用送風機32に兼用するように構成してある。
In the present invention, a
Further, the
Further, in the first embodiment, the
次に、上述のように構成した燃料電池発電装置の起動方法について説明する。
この燃料電池発電装置では、詳細は後述するが、通常時停止処理が行われて運転が停止された状態では、燃料ガス生成部R、燃料ガス供給路2、燃料電池1及び燃料極排ガス供給路26を含むガス経路(以下、燃料極側ガス経路と称する場合がある)には、パージ用ガスとして原燃料ガスが充填された状態となっている。
又、燃料電池発電装置周辺の雰囲気の可燃性ガスの濃度を検出するガスセンサの検出値が設定上限濃度以上となった異常時には、前記原燃料用開閉弁V1等、前記各開閉弁V1〜V7を閉弁することにより異常時停止処理を行って、前記燃料電池1の発電を停止させる異常時停止を行う。
又、商用電源の停電等により、前記各開閉弁V1〜V7の作動制御用等、この燃料電池発電装置の運転を制御するための電力の供給が停止される異常時には、前記原燃料用開閉弁V1等、前記各開閉弁V1〜V7が閉弁されて、異常時停止が行われる。
Next, a method for starting the fuel cell power generator configured as described above will be described.
In this fuel cell power generation device, the details will be described later, but in the state where the normal time stop process is performed and the operation is stopped, the fuel gas generator R, the fuel
Further, when the detected value of the gas sensor for detecting the concentration of the combustible gas in the atmosphere around the fuel cell power generation device exceeds the set upper limit concentration, the on-off valves V1 to V7 such as the raw fuel on-off valve V1 are opened. An abnormal stop process is performed by closing the valve, and an abnormal stop for stopping the power generation of the
In addition, when the power supply for controlling the operation of the fuel cell power generation device is stopped, such as for controlling the operation of the on-off valves V1 to V7 due to a power failure or the like of the commercial power source, the on-off valve for raw fuel is used. The on-off valves V1 to V7 such as V1 are closed, and stoppage is performed when an abnormality occurs.
そして、前記通常時停止処理が行われて燃料電池発電装置が停止されているときに、燃料電池発電装置を起動させるときは、改質バーナ15にて改質部16の加熱を開始する改質部加熱処理、改質部16の温度が原燃料ガスの熱分解による炭素の析出を防止でき且つ水蒸気の凝縮を防止できる置換用設定温度(例えば400°C)に昇温すると、前記水蒸気生成部14から水蒸気を供給して前記燃料極側ガス経路の原燃料ガスを水蒸気にて置換する起動時水蒸気置換処理を順次行って、前記改質部16を改質反応が可能な改質開始用設定温度(例えば650°C)に加熱する通常時起動運転処理を行い、その後、前記原燃料用開閉弁V1を開弁して、前記燃料ガス生成部Rにて燃料ガスを生成し、その生成燃料ガスを前記燃料電池1に供給して、燃料電池1にて発電させる発電運転処理を行う。
When the fuel cell power generation device is started when the normal time stop process is performed and the fuel cell power generation device is stopped, the
又、前記原燃料用開閉弁V1を閉弁して前記燃料電池1の発電を停止させる異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときは、前記排水用送風機32を兼用する前記反応用送風機4を作動させて、前記燃料ガス供給路2及び前記燃料極排ガス路26の水を前記ドレイントラップ33及び前記改質バーナ15の排気口34に導いて排水する排水処理を行い、その後、前記バーナ燃料用開閉弁V3を開弁して、前記改質バーナ15にて前記バーナ燃料供給路29を通じて供給されるガス燃料を燃焼させて前記改質部16を改質反応が可能な前記改質開始用設定温度に加熱する異常時起動運転処理を行い、その後、前記発電運転処理を行う。
In addition, when the fuel cell power generation device is started after the abnormal fuel stop is performed by closing the raw fuel on-off valve V1 to stop the power generation of the
尚、前記燃料ガス供給路2及び前記燃料極排ガス路26の水を前記ドレイントラップ33及び前記改質バーナ15の排気口34に導いて排水するのに適した量の空気を前記燃料ガス供給路2に供給することができるように、予め、前記ブリード用空気調節弁37の排水処理用制御条件を設定してある。
そして、前記排水処理においては、前記ブリード用空気調節弁37を前記排水処理用制御条件にて制御する。
It should be noted that the fuel gas supply passage is supplied with an amount of air suitable for draining the fuel
In the wastewater treatment, the bleed
つまり、異常時停止が行われたときは、燃料ガス供給路2に燃料ガスが残留し、燃料極排ガス路26に燃料極排ガスが残留したままとなっているので、燃料ガス供給路2や燃料極排ガス路26にて、燃料ガスや燃料極排ガスに含まれる水蒸気が凝縮して、燃料ガス供給路2や燃料極排ガス路26に水が残留している。
そして、異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときは、上述のように排水処理が行われて、排水用送風機32として機能する反応用送風機4により燃料ガス供給路2に送風されるので、その反応用送風機4からの空気が燃料ガス供給路2、燃料電池1、燃料極排ガス路26及び改質バーナ15を通流して、その改質バーナ15の排気口34を通じて排出されることになり、その空気の通流により、燃料ガス供給路2、燃料電池1、燃料極排ガス路26に残留している水が改質バーナ15に向かって流動して、ドレイントラップ33や改質バーナ15の排気口34を通じて排出される。
従って、前記異常時起動運転処理を行うときには、改質バーナ15に水が残留したり、燃料ガス供給路2、燃料電池1及び燃料極排ガス路26に残留していた水が改質バーナ15に流動してくるようなことがないようにすることが可能となるので、異常時起動運転処理において、改質バーナ15を適切に着火させることが可能となる。
That is, when the stop is performed in the event of an abnormality, the fuel gas remains in the fuel
Then, when the fuel cell power generation device is started after the abnormal stop is performed, the wastewater treatment is performed as described above, and the fuel is blown to the fuel
Therefore, when the abnormal start-up operation process is performed, water remains in the reforming
前記排水処理、前記通常時起動運転処理、前記異常時起動運転処理、前記発電運転処理及び前記通常時停止処理について、説明を加える。
先ず、前記排水処理について説明を加えると、その排水処理では、前記ブリード用空気開閉弁V6及び前記燃料電池出口開閉弁V4を開弁すると共に、前記排水用送風機32を兼用する前記反応用送風機4を作動させて、その状態を排水処理用設定時間の間維持する。
The drainage process, the normal start operation process, the abnormal start operation process, the power generation operation process, and the normal stop process will be described.
First, the wastewater treatment will be described. In the wastewater treatment, the bleed air on-off valve V6 and the fuel cell outlet on-off valve V4 are opened, and the
その排水処理用設定時間は、前記排水用送風機32を兼用する前記反応用送風機4の送風により、燃料ガス供給路2、燃料電池1、燃料極排ガス路26に残留している水の略全てを改質バーナ15に向けて流動させて、ドレイントラップ33や改質バーナ15の排気口34を通じて排出させるのに要する時間以上に設定してある。
The set time for wastewater treatment is that substantially all of the water remaining in the fuel
次に、前記通常時起動運転処理について説明を加えると、その通常時起動運転処理の前記改質部加熱処理では、バーナ燃料用開閉弁V3を開弁し且つ燃焼用送風機27を作動させると共に、点火装置(図示省略)を作動させて、改質バーナ15を着火させ、改質バーナ15にてバーナ燃料供給路29を通じて供給されるガス燃料を燃焼させて改質部16を加熱する。
Next, the normal startup operation process will be described. In the reforming part heating process of the normal startup operation process, the burner fuel on-off valve V3 is opened and the
前記通常時起動運転処理の前記起動時水蒸気置換処理は、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記置換用設定温度になると実行し、その起動時水蒸気置換処理では、水蒸気用開閉弁V2及び燃料電池出口開閉弁V4を開弁する。つまり、水蒸気生成部14から水蒸気供給路23を通じて供給される水蒸気が、改質部16、変成部17、選択酸化部20、燃料ガス供給路2、燃料電池1、燃料極排ガス路26、改質バーナ15を通流するのに伴って、前記燃料極側ガス経路に充填されていた原燃料ガスが改質バーナ15に押し流されてその改質バーナ15にて燃焼し、その燃焼ガスが排気口34を通じて外部に排出されるので、燃料極側ガス経路内の原燃料ガスが水蒸気にて置換される。
The startup steam replacement process of the normal startup operation process is executed when the temperature detected by the
次に、前記異常時起動運転処理について説明を加えると、その異常時起動運転処理では、バーナ燃料用開閉弁V3を開弁し且つ燃焼用送風機27を作動させると共に、点火装置(図示省略)を作動させて、改質バーナ15を着火させ、改質バーナ15にてバーナ燃料供給路29を通じて供給されるガス燃料を燃焼させて改質部16を加熱する。
Next, the abnormal start operation process will be described. In the abnormal start operation process, the burner fuel on-off valve V3 is opened and the
次に、前記発電運転処理について説明を加える。その発電運転処理は、前記通常時起動運転処理又は前記異常時起動運転処理において、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記改質開始用設定温度になると実行し、その発電運転処理では、原燃料用開閉弁V1、水蒸気用開閉弁V2、反応用空気開閉弁V5、ブリード用空気開閉弁V6及び選択酸化用空気開閉弁V7を開弁する。
Next, the power generation operation process will be described. The power generation operation process is executed when the temperature detected by the reforming
つまり、その発電運転処理が行われると、前記燃料ガス生成部Rにて燃料ガスが生成され、その燃料ガス生成部Rにて生成された燃料ガスがブリード用空気供給路5からブリード用空気が添加される状態で燃料ガス供給路2を通じて燃料電池1の燃料極に供給されると共に、反応用空気供給路3を通じて反応用空気が燃料電池1の酸素極に供給されて、燃料電池1にて発電され、並びに、燃料電池1の燃料極から排出された燃料極排ガスが燃料極排ガス路26を通じて改質バーナ15に供給されて、その燃料極排ガスの全量が燃焼用空気供給路28からの燃焼用空気にて燃焼して、改質部16が加熱される。
That is, when the power generation operation process is performed, fuel gas is generated in the fuel gas generation unit R, and the fuel gas generated in the fuel gas generation unit R is supplied from the bleed
次に、前記通常時停止処理について説明を加えると、その通常時停止処理では、前記燃料ガス生成部Rへの水蒸気の供給を継続する状態で燃料ガス生成部Rへの原燃料ガスの供給を停止して燃料ガスの生成を停止し、且つ、改質バーナ15を消火して改質部16の加熱を停止して、前記燃料極側ガス経路の内部のガスを水蒸気にて置換する停止時水蒸気置換処理、前記改質部16の温度が原燃料ガスの熱分解による炭素の析出を防止でき且つ水蒸気の凝縮を防止できる前記置換用設定温度に低下すると、前記燃料ガス生成部Rへの水蒸気の供給を停止し且つ前記燃料ガス生成部Rに原燃料ガスを供給して、前記燃料極側ガス経路の内部の水蒸気を原燃料ガスで置換してその燃料極側ガス経路の内部にパージ用ガスとして原燃料ガスを充填するパージ処理を順次行う。
Next, the normal time stop process will be described. In the normal time stop process, the raw fuel gas is supplied to the fuel gas generation unit R in a state where the supply of water vapor to the fuel gas generation unit R is continued. When stopping, the generation of fuel gas is stopped, and the reforming
前記停止時水蒸気置換処理では、前記水蒸気用開閉弁V2の開弁状態を維持して、燃料ガス生成部Rへの水蒸気の供給を継続する状態で、前記原燃料用開閉弁V1及び前記選択酸化用空気開閉弁V7を閉弁して燃料ガス生成部Rでの燃料ガスの生成を停止して燃料電池1への燃料ガスの供給を停止し、並びに、前記前記反応用空気開閉弁V5を閉弁して燃料電池1への反応用空気の供給を停止して、燃料電池1の発電を停止させ、又、前記バーナ燃料用開閉弁V3を開弁して前記バーナ燃料供給路29を通じてガス燃料を前記改質バーナ15に供給しているときは、そのバーナ燃料用開閉弁V3を閉弁する。
In the stop-time steam replacement process, the raw fuel on-off valve V1 and the selective oxidation are maintained in a state in which the steam on-off valve V2 is kept open and the supply of water vapor to the fuel gas generator R is continued. And the supply of fuel gas to the
すると、前記燃料極側ガス経路の内部のガスが水蒸気により改質バーナ15に押し流されてその改質バーナ15にて燃焼し、その燃焼ガスが前記排気口34を通じて排出されることとなって、前記燃料極側ガス経路の内部のガスが水蒸気により置換される。
又、改質バーナ15への燃料の供給が停止するので、改質バーナ15が消火して、その改質バーナ15による改質部16の加熱が停止する。
Then, the gas inside the fuel electrode side gas path is forced to flow into the reforming
Further, since the supply of fuel to the reforming
前記パージ処理は、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記置換用設定温度になると実行し、そのパージ処理では、水蒸気用開閉弁V2を閉弁し且つ原燃料用開閉弁V1を開弁し、その状態を第1設定時間の間維持して、その第1設定時間が経過すると、前記燃料電池出口開閉弁V4を閉弁し、その状態を第2設定時間の間維持して、その第2設定時間が経過すると、前記原燃料用開閉弁V1を閉弁する。
The purge process is executed when the temperature detected by the reforming
前記第1設定時間は、水蒸気用開閉弁V2を閉弁し且つ原燃料用開閉弁V1を開弁した後、前記燃料極側ガス経路内の水蒸気の全てが前記排気口34を通じて排出されて、前記燃料極側ガス経路内の水蒸気が原燃料ガスにて置換されるのに要する時間以上に設定してある。
又、前記第2設定時間は、前記燃料極側ガス経路内の温度が常温に下がった状態でも、燃料極側ガス経路内に外気圧以上で原燃料ガスが封入される状態を維持できるように燃料極側ガス経路内に原燃料ガスを封入するのに要する時間以上に設定してある。
In the first set time, after the steam on-off valve V2 is closed and the raw fuel on-off valve V1 is opened, all of the water vapor in the fuel electrode side gas path is discharged through the
Further, the second set time can maintain the state in which the raw fuel gas is sealed in the fuel electrode side gas path at a pressure higher than the external pressure even when the temperature in the fuel electrode side gas path is lowered to the normal temperature. It is set to be longer than the time required to enclose the raw fuel gas in the fuel electrode side gas path.
以下、前記制御部7の制御動作について説明する。
この実施形態では、制御部7を用いて、前記排水処理、前記通常時起動運転処理、前記異常時起動運転処理、前記発電運転処理、前記通常時停止処理及び前記異常時停止処理を自動的に行わせるように構成してある。
Hereinafter, the control operation of the control unit 7 will be described.
In this embodiment, the control unit 7 is used to automatically perform the drainage process, the normal start operation process, the abnormal start operation process, the power generation operation process, the normal stop process, and the abnormal stop process. It is configured to be performed.
そして、本発明では、前記制御部7を、前記原燃料用開閉弁V1を閉弁して前記燃料電池1の発電を停止させる異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させる起動指令が指令されると、前記燃料ガス供給路2及び前記燃料極排ガス路26の水を前記ドレイントラップ33及び前記改質バーナ15の排気口34に導いて排水するべく前記燃料ガス供給路2に送風するように前記排水用送風機32を兼用する前記反応用送風機4を作動させる排水用送風機作動処理を実行することにより前記排水処理を実行し、その後、前記バーナ燃料用開閉弁V3を開弁して、前記改質バーナ15にて前記バーナ燃料供給路29を通じて供給されるガス燃料を燃焼させて前記改質部16を改質反応が可能な温度に加熱する起動用加熱運転処理を実行することにより前記異常時起動運転処理を実行するように構成してある。
In the present invention, the control unit 7 causes the start command to start the fuel cell power generator after the abnormal fuel stop is performed to close the raw fuel on-off valve V1 and stop the power generation of the
図2に示すタイムチャートに基づいて、前記異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときの前記制御部7の制御動作について、説明する。
尚、前記制御部7は、前記燃料電池発電装置が異常時停止されると、前記燃料電池発電装置が異常時停止された異常時停止状態であることを記憶するように構成してある。
又、前記異常時停止が行われて燃料電池発電装置が停止された状態では、前記各開閉弁V1〜V7は全て閉弁状態となり、前記反応用、前記選択酸化用及び前記燃焼用の全ての送風機4,18,27が停止状態となっている。
Based on the time chart shown in FIG. 2, the control operation of the control unit 7 when starting the fuel cell power generator after the abnormal stop is described.
When the fuel cell power generation device is stopped in an abnormal state, the control unit 7 is configured to store that the fuel cell power generation device is in an abnormal stop state in which the fuel cell power generation device is stopped in an abnormal state.
In the state where the fuel cell power generation device is stopped due to the stop at the time of abnormality, all of the on-off valves V1 to V7 are closed, and all of the reaction, selective oxidation, and combustion are used.
前記制御部7は、前記異常時停止状態であることを記憶している状態で、操作盤等に設けられた運転スイッチ(図示省略)により、起動指令が指令されると、前記燃料電池出口開閉弁V4及び前記ブリード用空気開閉弁V6を開弁し、且つ、前記排水用送風機32を兼用する前記反応用送風機4を作動させ、その状態を前記排水処理用設定時間が経過するまで維持する前記排水用送風機作動処理を実行する。
その排水用送風機作動処理においては、前記制御部7は、前記ブリード用空気調節弁37を前記排水処理用制御条件にて制御する。
The control unit 7 stores the fact that it is in the abnormal stop state, and when the start command is issued by an operation switch (not shown) provided on the operation panel or the like, the fuel cell outlet opening / closing is opened and closed. The valve V4 and the bleed air on-off valve V6 are opened, and the
In the wastewater blower operation process, the control unit 7 controls the bleed
続いて、前記制御部7は、前記排水処理用設定時間が経過すると、前記ブリード用空気開閉弁V6を閉弁し且つ前記排水用送風機32を兼用する前記反応用送風機4を停止させて、前記排水用送風機作動処理を終了して、バーナ燃料用開閉弁V3を開弁し且つ燃焼用送風機27を作動させると共に点火装置を作動させて、改質バーナ15を着火させて、前記起動用加熱運転処理を開始する。
Subsequently, when the set time for wastewater treatment elapses, the control unit 7 closes the bleed air on-off valve V6 and stops the
続いて、前記制御部7は、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記改質開始用設定温度以上になると、前記原燃料用開閉弁V1、前記水蒸気用開閉弁V2、反応用空気開閉弁V5、前記ブリード用空気開閉弁V6及び前記選択酸化用空気開閉弁V7を開弁すると共に、前記反応用送風機4及び前記選択酸化用送風機18を作動させて、前記起動用加熱運転処理を終了すると共に前記発電運転処理を開始する。
Subsequently, when the temperature detected by the reforming
又、その発電運転処理では、電力負荷に応じて出力電力を調節すべく、前記原燃料用調節弁21及び前記反応用空気調節弁35を制御して、前記燃料電池1への燃料ガスの供給量及び反応用空気の供給量を調節すると共に、前記ブリード用空気調節弁37により、燃料ガスに対するブリード用空気の添加量が設定比率になるように、ブリード用空気の供給量を前記原燃料用調節弁21にて調節される前記燃料電池1への燃料ガスの供給量に応じて調節する。
又、その発電運転処理では、前記改質部温度センサ25の検出温度が改質用設定温度(例えば700°C)よりも低下すると、前記バーナ燃料用開閉弁V3を開弁すると共に、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記改質用設定温度になるように、前記バーナ燃料用調節弁31を制御する。従って、前記改質部16が改質用設定温度に維持されるように、前記改質バーナ15により加熱される。
In the power generation operation process, the raw
In the power generation operation process, when the temperature detected by the reforming
前記制御部7は、前記運転スイッチにより停止指令が指令されると、前記水蒸気用開閉弁V2の開弁状態を維持する状態で、前記原燃料用開閉弁V1、前記バーナ燃料用開閉弁V3、反応用空気開閉弁V5、前記ブリード用空気開閉弁V6及び前記選択酸化用空気開閉弁V7を閉弁すると共に、前記反応用送風機4、前記選択酸化用送風機18及び前記燃焼用送風機27を停止させて、前記発電運転処理を終了すると共に前記通常時停止処理の停止時水蒸気置換処理を開始する。
When the stop command is instructed by the operation switch, the control unit 7 maintains the open state of the steam on-off valve V2, and the raw fuel on-off valve V1, the burner fuel on-off valve V3, The reaction air on-off valve V5, the bleed air on-off valve V6, and the selective oxidation air on-off valve V7 are closed, and the
続いて、前記制御部7は、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記置換用設定温度になると、前記水蒸気用開閉弁V2を閉弁し、且つ、前記原燃料用開閉弁V1を開弁して、前記停止時水蒸気置換処理を終了すると共に、前記通常時停止処理のパージ処理を開始する。
そして、前記制御部7は、前記パージ処理の開始後、前記第1設定時間が経過すると、前記燃料電池出口開閉弁V4を閉弁し、その閉弁後、前記第2設定時間が経過すると、前記原燃料用開閉弁V1を閉弁して、前記パージ処理を終了する。
Subsequently, when the temperature detected by the reforming
Then, the controller 7 closes the fuel cell outlet on / off valve V4 when the first set time has elapsed after the start of the purge process, and when the second set time has elapsed after the valve closing, The raw fuel on-off valve V1 is closed to end the purge process.
つまり、前記制御部7、前記排水用送風機32を兼用する前記反応用送風機4、前記バーナ燃料用開閉弁V3、前記ドレイントラップ33及び前記改質バーナ15等により、燃料電池発電装置の再起動装置が構成される。
That is, the control unit 7, the
前記通常時停止処理が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときの前記制御部7の制御動作について、簡単に説明する。
尚、前記通常時停止処理が行われて燃料電池発電装置が停止された状態では、前記異常時停止が行われたときと同様に、前記各開閉弁V1〜V7は全て閉弁状態となり、前記反応用、前記選択酸化用及び前記燃焼用の全ての送風機4,18,27が停止状態となっている。
The control operation of the control unit 7 when starting the fuel cell power generation device after the normal stop process is performed will be briefly described.
In the state in which the normal time stop process is performed and the fuel cell power generation device is stopped, the open / close valves V1 to V7 are all closed, as in the case of the abnormal stop. All
前記制御部7は、前記運転スイッチにより起動指令が指令されると、前記通常時起動運転処理を実行し、その通常時起動運転処理の実行中に、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記改質開始用設定温度になると、上述の異常時停止が行われたときの制御動作と同様に、前記発電運転処理を実行する。
又、前記制御部7は、前記発電運転処理の実行中に、前記運転スイッチにより停止指令が指令されると、上述の異常時停止が行われたときの制御動作と同様に、前記通常時停止処理を実行する。
When a start command is commanded by the operation switch, the control unit 7 executes the normal start operation process. During the normal start operation process, the temperature detected by the reforming
In addition, when the stop command is issued by the operation switch while the power generation operation process is being executed, the control unit 7 stops the normal operation in the same manner as the control operation when the abnormal stop is performed. Execute the process.
以下、本発明の第2及び第3の各実施形態を説明するが、第1実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、第1実施形態と異なる構成を説明する。 Hereinafter, the second and third embodiments of the present invention will be described. However, the same constituent elements as those of the first embodiment and the constituents having the same actions are denoted by the same reference numerals in order to avoid redundant description. The description is omitted, and a configuration different from the first embodiment will be mainly described.
〔第2実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の第2実施形態を説明する。
図3に示すように、この第2実施形態では、上記の第1実施形態の構成に加えて、前記排水用送風機32から前記燃料ガス供給路2に送風された空気を、前記燃料電池1を迂回させて前記燃料極排ガス路26に通流させる電池迂回通流状態に切り換え自在な電池迂回通流状態切換手段Sを設けてある点で、第1実施形態と異なる。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
As shown in FIG. 3, in the second embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, the air blown from the
以下、前記電池迂回通流状態切換手段Sについて説明を加える。
図3に示すように、電池迂回路38を、前記燃料ガス供給路2における前記ブリード用空気供給路5の接続箇所よりも下手側の箇所と前記燃料極排ガス路26とに接続する状態で設け、その電池迂回路38に電池迂回路開閉弁V8を設け、前記燃料ガス供給路2における前記電池迂回路38の接続箇所よりも下手側箇所に、電池上手側開閉弁V9を設け、前記燃料極排ガス路26における前記電池迂回路38の接続箇所よりも上手側箇所に、電池下手側開閉弁V10を設けてある。
Hereinafter, the battery bypass flow state switching means S will be described.
As shown in FIG. 3, the
そして、前記電池上手側開閉弁V9及び電池下手側開閉弁V10を開弁し、且つ、前記電池迂回路開閉弁V8を閉弁した状態では、前記燃料ガス供給路2を通流する流体は、前記燃料電池1を通流して、前記燃料極排ガス路26を通流する電池通流状態となり、前記電池上手側開閉弁V9及び電池下手側開閉弁V10を閉弁し、且つ、前記電池迂回路開閉弁V8を開弁した状態では、前記燃料ガス供給路2を通流する流体は、前記燃料電池1を迂回して、前記燃料極排ガス路26を通流する前記電池迂回通流状態となる。
つまり、前記電池迂回路開閉弁V8、前記電池上手側開閉弁V9及び前記電池下手側開閉弁V10により、前記電池迂回通流状態切換手段Sを構成している。
When the battery upper side open / close valve V9 and the battery lower side open / close valve V10 are opened and the battery bypass circuit open / close valve V8 is closed, the fluid flowing through the fuel
That is, the battery bypass circuit state switching means S is constituted by the battery bypass circuit opening / closing valve V8, the battery upper side opening / closing valve V9, and the battery lower side opening / closing valve V10.
この第2実施形態においても、上記の第1実施形態と同様に、前記通常時停止処理が行われて燃料電池発電装置が停止されているときに、燃料電池発電装置を起動させるときは、前記改質部加熱処理、前記起動時水蒸気置換処理を順次行う通常時起動運転処理を行い、その後、前記発電運転処理を行い、前記原燃料用開閉弁V1を閉弁して前記燃料電池1の発電を停止させる異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときは、前記排水処理を行い、その後、前記異常時起動運転処理を行い、その後、前記発電運転処理を行うように構成してある。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, when the fuel cell power generation device is started when the normal time stop process is performed and the fuel cell power generation device is stopped, A normal startup operation process in which the reforming section heating process and the startup steam replacement process are sequentially performed is performed, and then the power generation operation process is performed, and the raw fuel on-off valve V1 is closed to generate power in the
この第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、制御部7を用いて、前記排水処理、前記通常時起動運転処理、前記異常時起動運転処理、前記発電運転処理、前記通常時停止処理及び前記異常時停止処理を自動的に行わせるように構成してある。 Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the control unit 7 is used to perform the drainage process, the normal start operation process, the abnormal start operation process, the power generation operation process, and the normal stop. The process and the abnormal stop process are automatically performed.
そして、この第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、前記制御部7を、前記原燃料用開閉弁V1を閉弁して前記燃料電池1の発電を停止させる異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させる起動指令が指令されると、前記排水用送風機作動処理を実行することにより前記排水処理を実行し、その後、前記起動用加熱運転処理を実行することにより前記異常時起動運転処理を実行するように構成してある。
Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the control unit 7 is stopped at the time of abnormal operation in which the raw fuel on-off valve V1 is closed to stop the power generation of the
以下、図4に示すタイムチャートに基づいて、前記異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときの前記制御部7の制御動作について、説明する。
尚、前記異常時停止が行われて燃料電池発電装置が停止された状態では、前記各開閉弁V1〜V10は全て閉弁状態となり、前記反応用、前記選択酸化用及び前記燃焼用の全ての送風機4,18,27が停止状態となっている。
Hereinafter, based on the time chart shown in FIG. 4, the control operation of the control unit 7 when starting the fuel cell power generator after the abnormal stop is described.
In the state in which the fuel cell power generation device is stopped due to the stop when the abnormality occurs, all the on-off valves V1 to V10 are closed, and all of the reaction, the selective oxidation and the combustion are used.
前記制御部7は、前記異常時停止状態であることを記憶している状態で、前記運転スイッチにより起動指令が指令されると、前記燃料電池出口開閉弁V4、前記ブリード用空気開閉弁V6及び前記電池迂回路開閉弁V8を開弁し、且つ、前記排水用送風機32を兼用する前記反応用送風機4を作動させ、その状態を前記排水処理用設定時間が経過するまで維持する前記排水用送風機作動処理を実行する。
その排水用送風機作動処理においては、前記制御部7は、前記ブリード用空気調節弁37を前記排水処理用制御条件にて制御する。
When the control unit 7 stores the fact that it is in the abnormal stop state, and when a start command is commanded by the operation switch, the fuel cell outlet on-off valve V4, the bleed air on-off valve V6, The drainage blower that opens the battery bypass circuit opening / closing valve V8 and operates the
In the wastewater blower operation process, the control unit 7 controls the bleed
つまり、前記電池上手側開閉弁V9及び電池下手側開閉弁V10が閉弁され、且つ、前記電池迂回路開閉弁V8が開弁されて、前記電池迂回通流状態切換手段Sが前記電池迂回通流状態に切り換えられる。 That is, the battery upper side open / close valve V9 and the battery lower side open / close valve V10 are closed, and the battery bypass circuit open / close valve V8 is opened, so that the battery bypass flow state switching means S is connected to the battery bypass. Switch to the flow state.
続いて、前記制御部7は、前記排水処理用設定時間が経過すると、前記ブリード用空気開閉弁V6及び前記電池迂回路開閉弁V8を閉弁し且つ前記排水用送風機32を兼用する前記反応用送風機4を停止させて、前記排水用送風機作動処理を終了して、バーナ燃料用開閉弁V3を開弁し且つ燃焼用送風機27を作動させると共に点火装置を作動させて、改質バーナ15を着火させて、前記起動用加熱運転処理を開始する。
Subsequently, when the set time for wastewater treatment elapses, the control unit 7 closes the bleed air on-off valve V6 and the battery bypass circuit on-off valve V8 and also serves as the
続いて、前記制御部7は、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記改質開始用設定温度以上になると、前記原燃料用開閉弁V1、前記水蒸気用開閉弁V2、反応用空気開閉弁V5、前記ブリード用空気開閉弁V6、前記選択酸化用空気開閉弁V7、電池上手側開閉弁V9及び前記電池下手側開閉弁V10を開弁すると共に、前記反応用送風機4及び前記選択酸化用送風機18を作動させて、前記起動用加熱運転処理を終了すると共に前記発電運転処理を開始する。
つまり、前記電池上手側開閉弁V9及び電池下手側開閉弁V10が開弁され、且つ、前記電池迂回路開閉弁V8が閉弁されて、前記電池迂回通流状態切換手段Sが前記電池通流状態に切り換えられる。
Subsequently, when the temperature detected by the reforming
That is, the battery upper side open / close valve V9 and the battery lower side open / close valve V10 are opened, the battery bypass circuit open / close valve V8 is closed, and the battery bypass flow state switching means S is connected to the battery flow. Switch to state.
又、その発電運転処理では、電力負荷に応じて出力電力を調節すべく、前記原燃料用調節弁21及び前記反応用空気調節弁35を制御して、前記燃料電池1への燃料ガスの供給量及び反応用空気の供給量を調節すると共に、前記ブリード用空気調節弁37により、燃料ガスに対するブリード用空気の添加量が設定比率になるように、ブリード用空気の供給量を前記原燃料用調節弁21にて調節される前記燃料電池1への燃料ガスの供給量に応じて調節する。
又、その発電運転処理では、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記改質用設定温度よりも低下すると、前記バーナ燃料用開閉弁V3を開弁すると共に、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記改質用設定温度になるように、前記バーナ燃料用調節弁31を制御する。
In the power generation operation process, the raw
Further, in the power generation operation process, when the temperature detected by the reforming
前記制御部7は、前記発電運転処理に実行中に、前記運転スイッチにより停止指令が指令されると、前記水蒸気用開閉弁V2の開弁状態を維持する状態で、前記原燃料用開閉弁V1、前記バーナ燃料用開閉弁V3、反応用空気開閉弁V5、前記ブリード用空気開閉弁V6及び前記選択酸化用空気開閉弁V7を閉弁し、前記電池迂回路開閉弁V8を開弁すると共に、前記反応用送風機4、前記選択酸化用送風機18及び前記燃焼用送風機27を停止させて、前記発電運転処理を終了すると共に前記通常時停止処理の停止時水蒸気置換処理を開始する。
When the stop command is issued by the operation switch during execution of the power generation operation process, the control unit 7 maintains the open state of the steam on-off valve V2 and maintains the open / close valve for raw fuel V1. The burner fuel on-off valve V3, the reaction air on-off valve V5, the bleed air on-off valve V6 and the selective oxidation air on-off valve V7 are closed, the battery bypass circuit on-off valve V8 is opened, The
続いて、前記制御部7は、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記置換用設定温度になると、前記水蒸気用開閉弁V2を閉弁し、且つ、前記原燃料用開閉弁V1を開弁して、前記停止時水蒸気置換処理を終了すると共に、前記通常時停止処理のパージ処理を開始する。
そして、前記制御部7は、前記パージ処理の開始後、前記第1設定時間が経過すると、前記燃料電池出口開閉弁V4を閉弁し、その閉弁後、前記第2設定時間が経過すると、前記原燃料用開閉弁V1、前記電池迂回路開閉弁V8、前記電池上手側開閉弁V9及び前記電池下手側開閉弁V10を閉弁して、前記パージ処理を終了する。
Subsequently, when the temperature detected by the reforming
Then, the controller 7 closes the fuel cell outlet on / off valve V4 when the first set time has elapsed after the start of the purge process, and when the second set time has elapsed after the valve closing, The purge process is terminated by closing the raw fuel on-off valve V1, the battery bypass circuit on-off valve V8, the battery upper-side on-off valve V9, and the battery lower-side on-off valve V10.
つまり、前記制御部7、前記排水用送風機32を兼用する前記反応用送風機4、前記バーナ燃料用開閉弁V3、前記ドレイントラップ33、前記改質バーナ15及び前記電池迂回通流状態切換手段S等により、燃料電池発電装置の再起動装置が構成される。
That is, the control unit 7, the
〔第3実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の第3実施形態を説明する。
図5に示すように、この第3実施形態では、上記の第1実施形態の構成に加えて、前記排水用送風機32から前記燃料ガス供給路2に送風された空気を、前記燃料電池1を迂回させて前記燃料極排ガス路26に通流させる電池迂回通流状態に切り換え自在な電池迂回通流状態切換手段Sを設けてある点で、第1実施形態と異なる。
又、この第3実施形態では、上記の第1実施形態の構成に加えて、前記選択酸化用送風機18からの空気を前記燃料ガス供給路2に供給する排水用通流状態に切り換え自在な排水用通流状態切換手段Tを設け、前記選択酸化用送風機18を前記排水用送風機32に兼用するように構成してある点でも、第1実施形態と異なる。
[Third Embodiment]
The third embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.
As shown in FIG. 5, in the third embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, the air blown from the
Further, in the third embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, the drainage that can be switched to the drainage flow state for supplying the air from the
図5に示すように、前記電池迂回通流状態切換手段Sは、上記の第2実施形態と同様に、前記電池迂回路開閉弁V8、前記電池上手側開閉弁V9及び前記電池下手側開閉弁V10により構成してある。 As shown in FIG. 5, the battery bypass flow state switching means S is similar to the second embodiment in that the battery bypass circuit on-off valve V8, the battery upper side on-off valve V9, and the battery lower side on-off valve It is comprised by V10.
以下、前記排水用通流状態切換手段Tについて、説明を加える。
前記選択酸化用空気供給路19から分岐させた排水用空気供給路39を前記燃料ガス供給路2に接続し、その排水用空気供給路39に、排水用空気開閉弁V11を設けてある。
そして、前記選択酸化用空気開閉弁V7を開弁し、且つ、前記排水用空気開閉弁V11を閉弁した状態では、前記選択酸化用送風機18からの空気が前記選択酸化用空気供給路19を通じて前記選択酸化部20に供給される選択酸化用通流状態となり、前記選択酸化用空気開閉弁V7を閉弁し、且つ、前記排水用空気開閉弁V11を開弁した状態では、前記選択酸化用送風機18からの空気が前記排水用空気供給路39を通じて前記燃料ガス供給路2に供給される前記排水用通流状態となる。
つまり、前記選択酸化用空気開閉弁V7及び前記排水用空気開閉弁V11により、前記排水用通流状態切換手段Tを構成している。
The drainage flow state switching means T will be described below.
A drainage
When the selective oxidation air on-off valve V7 is opened and the drainage air on-off valve V11 is closed, air from the
That is, the drainage flow state switching means T is constituted by the selective oxidation air on-off valve V7 and the drainage air on-off valve V11.
この第3実施形態においても、上記の第1実施形態と同様に、前記通常時停止処理が行われて燃料電池発電装置が停止されているときに、燃料電池発電装置を起動させるときは、前記改質部加熱処理、前記起動時水蒸気置換処理を順次行う通常時起動運転処理を行い、その後、前記発電運転処理を行い、前記原燃料用開閉弁V1を閉弁して前記燃料電池1の発電を停止させる異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときは、前記排水処理を行い、その後、前記異常時起動運転処理を行い、その後、前記発電運転処理を行うように構成してある。
In the third embodiment, as in the first embodiment, when the fuel cell power generation device is started when the normal time stop process is performed and the fuel cell power generation device is stopped, A normal startup operation process in which the reforming section heating process and the startup steam replacement process are sequentially performed is performed, and then the power generation operation process is performed, and the raw fuel on-off valve V1 is closed to generate power in the
この第3実施形態においても、第1実施形態と同様に、制御部7を用いて、前記排水処理、前記通常時起動運転処理、前記異常時起動運転処理、前記発電運転処理、前記通常時停止処理及び前記異常時停止処理を自動的に行わせるように構成してある。 Also in the third embodiment, similarly to the first embodiment, the control unit 7 is used to perform the drainage process, the normal start operation process, the abnormal start operation process, the power generation operation process, and the normal stop. The process and the abnormal stop process are automatically performed.
そして、この第3実施形態においても、第1実施形態と同様に、前記制御部7を、前記原燃料用開閉弁V1を閉弁して前記燃料電池1の発電を停止させる異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させる起動指令が指令されると、前記排水用送風機作動処理を実行することにより前記排水処理を実行し、その後、前記起動用加熱運転処理を実行することにより前記異常時起動運転処理を実行するように構成してある。
Also in the third embodiment, similarly to the first embodiment, the control unit 7 is stopped at the time of abnormality in which the
以下、図6に示すタイムチャートに基づいて、前記異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときの前記制御部7の制御動作について、説明する。
尚、前記異常時停止が行われて燃料電池発電装置が停止された状態では、前記各開閉弁V1〜V11は全て閉弁状態となり、前記反応用、前記選択酸化用及び前記燃焼用の全ての送風機4,18,27が停止状態となっている。
Hereinafter, based on the time chart shown in FIG. 6, the control operation of the control unit 7 when starting the fuel cell power generator after the abnormal stop has been performed will be described.
In the state in which the fuel cell power generator is stopped due to the stop at the time of abnormality, all the on-off valves V1 to V11 are closed, and all of the reaction, the selective oxidation and the combustion are used.
前記制御部7は、前記異常時停止状態であることを記憶している状態で、前記運転スイッチにより、起動指令が指令されると、前記燃料電池出口開閉弁V4、前記電池迂回路開閉弁V8及び前記排水用空気開閉弁V11を開弁し、且つ、前記排水用送風機32を兼用する前記選択酸化用送風機18を作動させ、その状態を前記排水処理用設定時間が経過するまで維持する前記排水用送風機作動処理を実行する。
つまり、前記電池上手側開閉弁V9及び電池下手側開閉弁V10が閉弁され、且つ、前記電池迂回路開閉弁V8が開弁されて、前記電池迂回通流状態切換手段Sが前記電池迂回通流状態に切り換えられる。
又、前記選択酸化用空気開閉弁V7が閉弁され、且つ、前記排水用空気開閉弁V11が開弁されて、前記排水用通流状態切換手段Tが前記排水用通流状態に切り換えられる。
When the control unit 7 stores the fact that the engine is stopped at the time of an abnormality and a start command is commanded by the operation switch, the fuel cell outlet on-off valve V4 and the battery bypass circuit on-off valve V8. And the drainage air on-off valve V11 is opened, the
That is, the battery upper side open / close valve V9 and the battery lower side open / close valve V10 are closed, and the battery bypass circuit open / close valve V8 is opened, so that the battery bypass flow state switching means S is connected to the battery bypass. Switch to the flow state.
The selective oxidation air on-off valve V7 is closed, and the drainage air on-off valve V11 is opened, so that the drainage flow state switching means T is switched to the drainage flow state.
続いて、前記制御部7は、前記排水処理用設定時間が経過すると、前記電池迂回路開閉弁V8及び前記排水用空気開閉弁V11を閉弁し且つ前記排水用送風機32を兼用する前記選択酸化用送風機18を停止させて、前記排水用送風機作動処理を終了して、バーナ燃料用開閉弁V3を開弁し且つ燃焼用送風機27を作動させると共に点火装置を作動させて、改質バーナ15を着火させて、前記起動用加熱運転処理を開始する。
Subsequently, when the set time for wastewater treatment elapses, the control unit 7 closes the battery bypass circuit on-off valve V8 and the drainage air on-off valve V11 and performs the selective oxidation that also serves as the
続いて、前記制御部7は、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記改質開始用設定温度以上になると、前記原燃料用開閉弁V1、前記水蒸気用開閉弁V2、反応用空気開閉弁V5、前記ブリード用空気開閉弁V6、前記選択酸化用空気開閉弁V7、電池上手側開閉弁V9及び前記電池下手側開閉弁V10を開弁すると共に、前記反応用送風機4及び前記選択酸化用送風機18を作動させて、前記起動用加熱運転処理を終了すると共に前記発電運転処理を開始する。
つまり、前記選択酸化用空気開閉弁V7が開弁され、且つ、前記排水用空気開閉弁V11が閉弁されて、前記排水用通流状態切換手段Tが前記選択酸化用通流状態に切り換えられる。
又、前記電池上手側開閉弁V9及び電池下手側開閉弁V10が開弁され、且つ、前記電池迂回路開閉弁V8が閉弁されて、前記電池迂回通流状態切換手段Sが前記電池通流状態に切り換えられる。
Subsequently, when the temperature detected by the reforming
That is, the selective oxidation air on-off valve V7 is opened, the drainage air on-off valve V11 is closed, and the drainage flow state switching means T is switched to the selective oxidation flow state. .
Further, the battery upper side open / close valve V9 and the battery lower side open / close valve V10 are opened, the battery bypass circuit open / close valve V8 is closed, and the battery bypass flow state switching means S is connected to the battery flow. Switch to state.
又、その発電運転処理では、電力負荷に応じて出力電力を調節すべく、前記原燃料用調節弁21及び前記反応用空気調節弁35を制御して、前記燃料電池1への燃料ガスの供給量及び反応用空気の供給量を調節すると共に、前記ブリード用空気調節弁37により、燃料ガスに対するブリード用空気の添加量が設定比率になるように、ブリード用空気の供給量を前記原燃料用調節弁21にて調節される前記燃料電池1への燃料ガスの供給量に応じて調節する。
又、その発電運転処理では、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記改質用設定温度よりも低下すると、前記バーナ燃料用開閉弁V3を開弁すると共に、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記改質用設定温度になるように、前記バーナ燃料用調節弁31を制御する。
In the power generation operation process, the raw
Further, in the power generation operation process, when the temperature detected by the reforming
前記制御部7は、前記発電運転処理に実行中に、前記運転スイッチにより停止指令が指令されると、前記水蒸気用開閉弁V2の開弁状態を維持する状態で、前記原燃料用開閉弁V1、前記バーナ燃料用開閉弁V3、反応用空気開閉弁V5、前記ブリード用空気開閉弁V6及び前記選択酸化用空気開閉弁V7を閉弁し、前記電池迂回路開閉弁V8を開弁すると共に、前記反応用送風機4、前記選択酸化用送風機18及び前記燃焼用送風機27を停止させて、前記発電運転処理を終了すると共に前記通常時停止処理の停止時水蒸気置換処理を開始する。
When the stop command is issued by the operation switch during execution of the power generation operation process, the control unit 7 maintains the open state of the steam on-off valve V2 and maintains the open / close valve for raw fuel V1. The burner fuel on-off valve V3, the reaction air on-off valve V5, the bleed air on-off valve V6 and the selective oxidation air on-off valve V7 are closed, the battery bypass circuit on-off valve V8 is opened, The
続いて、前記制御部7は、前記改質部温度センサ25の検出温度が前記置換用設定温度になると、前記水蒸気用開閉弁V2を閉弁し、且つ、前記原燃料用開閉弁V1を開弁して、前記停止時水蒸気置換処理を終了すると共に、前記通常時停止処理のパージ処理を開始する。
そして、前記制御部7は、前記パージ処理の開始後、前記第1設定時間が経過すると、前記燃料電池出口開閉弁V4を閉弁し、その閉弁後、前記第2設定時間が経過すると、前記原燃料用開閉弁V1、前記電池迂回路開閉弁V8、前記電池上手側開閉弁V9及び前記電池下手側開閉弁V10を閉弁して、前記パージ処理を終了する。
Subsequently, when the temperature detected by the reforming
Then, the controller 7 closes the fuel cell outlet on / off valve V4 when the first set time has elapsed after the start of the purge process, and when the second set time has elapsed after the valve closing, The purge process is terminated by closing the raw fuel on-off valve V1, the battery bypass circuit on-off valve V8, the battery upper-side on-off valve V9, and the battery lower-side on-off valve V10.
つまり、前記制御部7、前記排水用送風機32を兼用する前記選択酸化用送風機18、前記バーナ燃料用開閉弁V3、前記ドレイントラップ33、前記改質バーナ15、前記電池迂回通流状態切換手段S及び前記排水用通流状態切換手段T等により、燃料電池発電装置の再起動装置が構成される。
That is, the control unit 7, the
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) 上記の第1及び第2の各実施形態では、ブリード用送風機6を排水用送風機32に兼用するように構成するに当たって、反応用送風機4をブリード用送風機6に兼用することにより、反応用送風機4を排水用送風機32に兼用する場合について例示したが、ブリード用送風機6を専用に設けて、その専用のブリード用送風機6を排水用送風機32に兼用するように構成しても良い。
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
(A) In each of the first and second embodiments described above, when the
(ロ) 上記の第1及び第2の各実施形態では、ブリード用送風機6を排水用送風機32に兼用し、上記の第3実施形態においては、選択酸化用送風機18を排水用送風機32に兼用する場合について例示したが、燃焼用送風機27を排水用送風機32に兼用するように構成しても良い。
又、排水用送風機32を他の送風機と兼用せずに、専用に設けても良い。
(B) In each of the first and second embodiments, the
Further, the
(ハ) 上記の第1及び第2の各実施形態において、ブリード用空気供給路5、ブリード用空気開閉弁V6及びブリード用空気調節弁37を省略することにより、燃料ガス供給路2を通流する燃料ガスにその燃料ガスに含まれる一酸化炭素を酸化するための空気を添加する構成を省略して、専用の排水用送風機32を設けても良い。
(C) In each of the first and second embodiments described above, the bleed
(ニ) 上記の第3実施形態において、前記電池迂回通流状態切換手段Sを省略しても良い。 (D) In the third embodiment, the battery bypass flow state switching means S may be omitted.
(ホ) 上記の第3実施形態において、前記ブリード用空気供給路5、前記ブリード用空気開閉弁V6及び前記ブリード用空気調節弁37を省略して、前記燃料ガス供給路2を通流する燃料ガスにブリード用空気を添加するための構成を省略しても良い。
(E) In the third embodiment, the bleed
(ヘ) 電池迂回通流状態切換手段Sの具体構成は、上記の第2及び第3の各実施形態において例示した構成に限定されるものではない。
例えば、前記電池迂回路38と前記燃料ガス供給路2との接続箇所、及び、前記電池迂回路38と前記燃料極排ガス路26との接続箇所の夫々に三方弁を設けて、それら2個の三方弁により電池迂回通流状態切換手段Sを構成しても良い。
又、排水用通流状態切換手段Tの具体構成は、上記の第3実施形態において例示した構成に限定されるものではない。
例えば、前記選択酸化用空気供給路19における前記排水用空気供給路39の分岐箇所に三方弁を設けて、その三方弁により排水用通流状態切換手段Tを構成しても良い。
(F) The specific configuration of the battery bypass flow state switching means S is not limited to the configuration exemplified in the second and third embodiments.
For example, a three-way valve is provided at each of the connection location between the
The specific configuration of the drainage flow state switching means T is not limited to the configuration exemplified in the third embodiment.
For example, a three-way valve may be provided at a branch point of the drainage
(ト) 上記の各実施形態においては、前記排水処理及び前記異常時起動運転処理を前記制御部7に実行させるように構成して、異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させる再起動方法を前記制御部7に実行させるように構成したが、前記排水処理に係わる前記排水用送風機32等の作動の制御、及び、前記異常時起動運転処理に係わるバーナ燃料用開閉弁V3等の作動の制御を手動操作にて行うように構成して、異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させる再起動方法を手動操作にて行うように構成しても良い。
(G) In each of the above-described embodiments, the control unit 7 is configured to execute the drainage process and the abnormal start operation process, and the fuel cell power generator is started after the abnormal stop is performed. Although the restarting method is configured to be executed by the control unit 7, the control of the operation of the
(チ) 炭化水素系の原燃料として、硫黄化合物を含有しない又は硫黄化合物の含有量がわずかなものを用いる場合は、脱硫部12を省略することが可能である。
又、炭化水素系の原燃料としては、上記の実施形態において例示した天然ガスベースの都市ガス限定されるものではなく、例えば、プロパンガス、メタノール等のアルコール類等、種々のものを用いることが可能である。
(H) When a hydrocarbon-based raw fuel that does not contain a sulfur compound or has a slight sulfur compound content, the
Further, the hydrocarbon-based raw fuel is not limited to the natural gas-based city gas exemplified in the above embodiment, and various kinds of fuel such as propane gas and alcohols such as methanol may be used. Is possible.
1 燃料電池
2 燃料ガス供給路
6 ブリード用送風機
7 制御手段
15 改質バーナ
16 改質部
18 選択酸化用送風機
20 選択酸化部
26 燃料極排ガス路
29 バーナ燃料供給路
32 排水用送風機
33,34 排水手段
R 燃料ガス生成部
S 電池迂回通流状態切換手段
T 排水用通流状態切換手段
V1 原燃料用開閉弁
V3 バーナ燃料用開閉弁
DESCRIPTION OF
Claims (6)
その燃料ガス生成部への原燃料の供給を断続する原燃料用開閉弁と、
前記燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが燃料ガス供給路を通じて燃料極に供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池の前記燃料極から排出された燃料極排ガスを前記改質バーナに供給する燃料極排ガス路と、
前記改質バーナにガス燃料を供給し且つバーナ燃料用開閉弁を備えたバーナ燃料供給路とが設けられた燃料電池発電装置であって、
前記燃料ガス供給路に送風する排水用送風機が設けられ、
前記燃料極排ガス路における前記改質バーナ側の箇所に、前記排水用送風機による送風に伴って前記燃料極排ガス路を流動する水を排水する排水手段が設けられている燃料電池発電装置。 Provided with a reforming section that reforms the supplied hydrocarbon-based raw fuel and steam by heating the reforming burner to generate a reformed gas containing hydrogen gas as the main component. A fuel gas generator that generates fuel gas, and
A raw fuel on-off valve for intermittently supplying raw fuel to the fuel gas generation unit;
A fuel cell in which the fuel gas generated in the fuel gas generator is supplied to the fuel electrode through a fuel gas supply path to generate electricity;
A fuel electrode exhaust gas passage for supplying fuel reformer exhaust gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell to the reforming burner;
A fuel cell power generation apparatus provided with a burner fuel supply path that supplies gas fuel to the reforming burner and includes an on-off valve for burner fuel,
A drainage blower for blowing air to the fuel gas supply path is provided,
A fuel cell power generator in which a drainage means for draining water flowing through the fuel electrode exhaust gas passage in association with air blown by the drainage blower is provided at a location on the reformer burner side in the fuel electrode exhaust gas passage.
そのブリード用送風機が前記排水用送風機に兼用され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装置。 A bleed blower for adding air for oxidizing carbon monoxide contained in the fuel gas to the fuel gas flowing through the fuel gas supply path is provided,
The fuel cell power generator according to claim 1 or 2, wherein the bleed blower is also used as the drainage blower.
前記選択酸化用送風機からの空気を前記燃料ガス供給路に供給する排水用通流状態に切り換え自在な排水用通流状態切換手段が設けられ、
前記選択酸化用送風機が前記排水用送風機に兼用され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装置。 The fuel gas generation unit includes a selective oxidation unit that selectively oxidizes carbon monoxide gas in the reformed gas generated in the reforming unit with air supplied from a selective oxidation blower,
A drainage flow state switching means is provided which is switchable to a drainage flow state for supplying air from the selective oxidation blower to the fuel gas supply path,
The fuel cell power generator according to claim 1 or 2, wherein the selective oxidation blower is also used as the drainage blower.
その燃料ガス生成部への原燃料の供給を断続する原燃料用開閉弁と、
前記燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが燃料ガス供給路を通じて燃料極に供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池の前記燃料極から排出された燃料極排ガスを前記改質バーナに供給する燃料極排ガス路と、
前記改質バーナにガス燃料を供給し且つバーナ燃料用開閉弁を備えたバーナ燃料供給路とが設けられた燃料電池発電装置の再起動方法であって、
前記原燃料用開閉弁を閉弁して前記燃料電池の発電を停止させる異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させるときは、前記燃料ガス供給路に送風する排水用送風機を作動させて、前記燃料ガス供給路及び前記燃料極排ガス路の水を前記燃料極排ガス路における前記改質バーナ側の箇所又は前記改質バーナに設けられた排水手段に導いて排水する排水処理を行い、その後、前記バーナ燃料用開閉弁を開弁して、前記改質バーナにて前記バーナ燃料供給路を通じて供給されるガス燃料を燃焼させて前記改質部を改質反応が可能な温度に加熱する起動運転処理を行う燃料電池発電装置の再起動方法。 Provided with a reforming section that reforms the supplied hydrocarbon-based raw fuel and steam by heating the reforming burner to generate a reformed gas containing hydrogen gas as the main component. A fuel gas generator that generates fuel gas, and
A raw fuel on-off valve for intermittently supplying raw fuel to the fuel gas generation unit;
A fuel cell in which the fuel gas generated in the fuel gas generator is supplied to the fuel electrode through a fuel gas supply path to generate electricity;
A fuel electrode exhaust gas passage for supplying fuel reformer exhaust gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell to the reforming burner;
A method of restarting a fuel cell power generator provided with a burner fuel supply path provided with gas fuel to the reforming burner and provided with a burner fuel on-off valve,
When the fuel cell power generation device is started after the fuel cell power generation device is started after an abnormal stop that closes the raw fuel on-off valve and stops the power generation of the fuel cell, the drainage blower that blows air to the fuel gas supply path is operated. And performing drainage treatment in which the water in the fuel gas supply passage and the fuel electrode exhaust gas passage is led to drainage means provided on the reforming burner in the fuel electrode exhaust gas passage or in the reforming burner and drained. Thereafter, the burner fuel on-off valve is opened, the gas fuel supplied through the burner fuel supply passage is burned by the reforming burner, and the reforming section is heated to a temperature at which the reforming reaction can be performed. A method for restarting a fuel cell power generator that performs startup operation processing.
その燃料ガス生成部への原燃料の供給を断続する原燃料用開閉弁と、
前記燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが燃料ガス供給路を通じて燃料極に供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池の前記燃料極から排出された燃料極排ガスを前記改質バーナに供給する燃料極排ガス路と、
前記改質バーナにガス燃料を供給し且つバーナ燃料用開閉弁を備えたバーナ燃料供給路とが設けられた燃料電池発電装置の再起動装置であって、
前記燃料ガス供給路に送風する排水用送風機が設けられ、
運転を制御する制御手段が、前記原燃料用開閉弁を閉弁して前記燃料電池の発電を停止させる異常時停止が行われた後に燃料電池発電装置を起動させる起動指令が指令されると、前記燃料ガス供給路及び前記燃料極排ガス路の水を前記燃料極排ガス路における前記改質バーナ側の箇所又は前記改質バーナに設けられた排水手段に導いて排水するべく前記燃料ガス供給路に送風するように前記排水用送風機を作動させる排水用送風機作動処理を実行し、その後、前記バーナ燃料用開閉弁を開弁して、前記改質バーナにて前記バーナ燃料供給路を通じて供給されるガス燃料を燃焼させて前記改質部を改質反応が可能な温度に加熱する起動用加熱運転処理を実行するように構成されている燃料電池発電装置の再起動装置。 Provided with a reforming section that reforms the supplied hydrocarbon-based raw fuel and steam by heating the reforming burner to generate a reformed gas containing hydrogen gas as the main component. A fuel gas generator that generates fuel gas, and
A raw fuel on-off valve for intermittently supplying raw fuel to the fuel gas generation unit;
A fuel cell in which the fuel gas generated in the fuel gas generator is supplied to the fuel electrode through a fuel gas supply path to generate electricity;
A fuel electrode exhaust gas passage for supplying fuel reformer exhaust gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell to the reforming burner;
A fuel cell power generator restarting device provided with a burner fuel supply path that supplies gas fuel to the reforming burner and is provided with a burner fuel on-off valve,
A drainage blower for blowing air to the fuel gas supply path is provided,
When the control means for controlling the operation is instructed to start the fuel cell power generator after the abnormal fuel stop is performed by closing the raw fuel on-off valve to stop the power generation of the fuel cell, The water in the fuel gas supply path and the fuel electrode exhaust gas path are introduced into the fuel gas supply path to be drained by being led to a portion on the reformer burner side in the fuel electrode exhaust gas path or a drain means provided in the reformer burner. A gas supplied to the reformer burner through the burner fuel supply passage by performing drainage blower operation processing for operating the drainage blower so as to blow, and then opening the burner fuel on-off valve. A restart device for a fuel cell power generator configured to execute a starting heating operation process in which fuel is burned and the reforming section is heated to a temperature at which a reforming reaction is possible.
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