JP3137147B2 - Control method for turbine compressor device for fuel cell facility - Google Patents

Control method for turbine compressor device for fuel cell facility

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JP3137147B2
JP3137147B2 JP04229621A JP22962192A JP3137147B2 JP 3137147 B2 JP3137147 B2 JP 3137147B2 JP 04229621 A JP04229621 A JP 04229621A JP 22962192 A JP22962192 A JP 22962192A JP 3137147 B2 JP3137147 B2 JP 3137147B2
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孝一 大西
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池発電システム
からの高温排ガスにより駆動されるタービン・コンプレ
ッサ装置の制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a turbine compressor driven by high-temperature exhaust gas from a fuel cell power generation system.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池発電システム又は
固体電解質型燃料電池発電システムなどのように、圧縮
空気を必要とし高温の排ガスを排出するシステムでは、
システムからの高温排ガスで駆動されるタービンと、こ
のタービンに機械的に連結されたコンプレッサとを備え
るタービン・コンプレッサ装置が一般に用いられる。
2. Description of the Related Art In systems that require compressed air and discharge high-temperature exhaust gas, such as a molten carbonate fuel cell power generation system or a solid electrolyte fuel cell power generation system,
A turbine-compressor device comprising a turbine driven by hot exhaust gases from the system and a compressor mechanically coupled to the turbine is commonly used.

【0003】かかるタービン・コンプレッサ装置は、例
えば図2に示すような構成からなっている。この図にお
いて、31は空気吸入ライン、32は空気吸入弁、33
は空気圧縮機(コンプレッサ)、34は排ガスタービン
(タービン)、35は減速機、36は発電機、37は空
気量制御弁、38は空気逃し弁、39は燃料電池発電シ
ステム(発電システム)、40は排ガス管、41は補助
燃焼器、42は燃料制御弁、43は燃料管、44は排ガ
ス管、45は排熱ボイラである。
[0003] Such a turbine / compressor device has, for example, a configuration as shown in FIG. In this figure, 31 is an air intake line, 32 is an air intake valve, 33
Is an air compressor (compressor), 34 is an exhaust gas turbine (turbine), 35 is a speed reducer, 36 is a generator, 37 is an air amount control valve, 38 is an air release valve, 39 is a fuel cell power generation system (power generation system), 40 is an exhaust gas pipe, 41 is an auxiliary combustor, 42 is a fuel control valve, 43 is a fuel pipe, 44 is an exhaust gas pipe, and 45 is a waste heat boiler.

【0004】上記タービン・コンプレッサ装置におい
て、排ガス入口ラインである排ガス管40からの高温排
ガスでタービン34が駆動され、このタービン34によ
ってコンプレッサ33と発電機36が駆動され、コンプ
レッサ33で発生した圧縮空気を発電システム39に供
給するようになっている。すなわち、タービン・コンプ
レッサ装置の基本的機能は、発電システム39で必要と
する圧縮空気を供給することと、タービン34の余剰出
力を発電という形で回収することにある。
In the above-mentioned turbine / compressor apparatus, a turbine 34 is driven by high-temperature exhaust gas from an exhaust gas pipe 40 serving as an exhaust gas inlet line. Is supplied to the power generation system 39. That is, the basic functions of the turbine compressor device are to supply compressed air required by the power generation system 39 and to recover the surplus output of the turbine 34 in the form of power generation.

【0005】発電システム39が100%の負荷で運転
する場合には、空気吸入弁32と空気量制御弁37を全
開し、空気逃し弁38と燃料制御弁42を全閉した状態
でタービン・コンプレッサ装置が運転され、コンプレッ
サ33で発生した空気は全て発電システム39に供給さ
れ、発電システム39からの排ガスは補助燃焼器41で
燃料を燃焼させることなくそのままタービン34に供給
される。この場合、タービン34に供給されるガスは高
温(例えば700°C以上)であり、タービン34の出
力はコンプレッサ33の駆動力を上回り、その余剰出力
は発電機36により回収される。また、タービン34を
出るガスの温度も高く、排熱ボイラ45により高温の過
熱蒸気を発生することができ、この過熱蒸気は発電シス
テム39に供給され燃料の改質等に用いることができ
る。
When the power generation system 39 is operated at a load of 100%, the turbine compressor is operated with the air intake valve 32 and the air amount control valve 37 fully opened and the air release valve 38 and the fuel control valve 42 fully closed. When the apparatus is operated, all the air generated by the compressor 33 is supplied to the power generation system 39, and the exhaust gas from the power generation system 39 is supplied to the turbine 34 without burning the fuel in the auxiliary combustor 41. In this case, the gas supplied to the turbine 34 is at a high temperature (for example, 700 ° C. or higher), the output of the turbine 34 exceeds the driving force of the compressor 33, and the surplus output is recovered by the generator 36. In addition, the temperature of the gas exiting the turbine 34 is high, and high-temperature superheated steam can be generated by the exhaust heat boiler 45. This superheated steam can be supplied to the power generation system 39 and used for reforming the fuel.

【0006】発電システム39が部分負荷で運転する場
合には、空気吸入弁32によりコンプレッサ33の吸入
空気量を減らし、空気量制御弁37により発電システム
39に必要な量の空気を発電システム39に供給し、余
剰空気は空気逃し弁38を通して補助燃焼器41に供給
される。この場合、発電システム39からの排ガスと余
剰空気との混合ガスは、温度が低くなり、従ってタービ
ン34の出力が低下し、コンプレッサ33を駆動するこ
とができなくなる。そのため、従来の装置では、燃料制
御弁42を介して補助燃焼器41に燃料を供給し、燃料
の燃焼により混合ガスの温度を高めていた。この場合、
燃料の使用によるプラント効率の低下を最小限に抑える
ため、タービン34の出力によりコンプレッサ33を駆
動できる最小限度まで燃料を絞り、発電機出力がほぼゼ
ロになるように制御することが提案されていた(特開平
3−286150号)。
When the power generation system 39 operates at a partial load, the air intake valve 32 reduces the amount of intake air of the compressor 33, and the air amount control valve 37 supplies the air required for the power generation system 39 to the power generation system 39. The supplied excess air is supplied to the auxiliary combustor 41 through the air relief valve 38. In this case, the temperature of the mixed gas of the exhaust gas from the power generation system 39 and the excess air becomes low, so that the output of the turbine 34 decreases, and the compressor 33 cannot be driven. Therefore, in the conventional apparatus, fuel is supplied to the auxiliary combustor 41 via the fuel control valve 42, and the temperature of the mixed gas is increased by burning the fuel. in this case,
In order to minimize the decrease in plant efficiency due to the use of fuel, it has been proposed to reduce the fuel to the minimum that can drive the compressor 33 by the output of the turbine 34 and control the generator output to be almost zero. (JP-A-3-286150).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した部分
負荷時のタービン・コンプレッサ装置の制御方法では、
部分負荷時に、依然として相当量の補助燃料を必要とす
ることがわかった。この補助燃料による熱量はタービン
及び排ガスボイラで熱回収されるが、発電システムと比
較すると熱効率が極めて低く(例えば10%以下)、そ
のため、補助燃料を使うほど全体のプラント効率が悪化
する問題があった。
However, in the method of controlling the turbine / compressor device at the time of partial load described above,
At partial load, it was found that a substantial amount of supplementary fuel was still required. Although the heat generated by the auxiliary fuel is recovered by the turbine and the exhaust gas boiler, the thermal efficiency is extremely low (for example, 10% or less) as compared with the power generation system. Was.

【0008】更に、補助燃焼器による燃料の燃焼は高温
の火炎を伴う通常の燃焼であり、高温によりサーマルN
Ox が発生するため、発電システムの低公害特性を阻害
する問題があった。本発明はかかる問題を解決するため
に創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、
補助燃料の使用量を更に低減することにより、燃料電池
設備のプラント効率を高め、かつNOx 発生量を低減す
ることができるタービン・コンプレッサ装置の制御方法
を提供することにある。
Further, the combustion of fuel by the auxiliary combustor is a normal combustion accompanied by a high-temperature flame.
Since Ox is generated, there is a problem that the low pollution characteristics of the power generation system are hindered. The present invention has been made to solve such a problem. That is, the object of the present invention is:
It is an object of the present invention to provide a control method of a turbine / compressor device capable of improving the plant efficiency of a fuel cell system and reducing the amount of generated NOx by further reducing the amount of auxiliary fuel used.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧縮空
気と燃料の化学反応により電気を発電し高温の排ガスを
排出する燃料電池発電システムを備え、かつ該燃料電池
発電システムからの排ガスで駆動されるタービンと、該
タービンに機械的に連結されたコンプレッサと、前記タ
ービンに機械的に連結された発電・電動機と、前記ター
ビンの排ガス入口ラインに設けられた補助燃焼器と、該
補助燃焼器に供給する燃料の量を制御する燃料制御弁と
を備え、前記燃料電池発電システムへの圧縮空気供給量
が減量される部分負荷時に、前記タービンを出る排ガス
の温度を検出し、該温度が所定の温度以上であるように
前記補助燃焼器に燃料を供給し、かつタービンの出力が
低いときに、前記コンプレッサが所定の回転速度を維持
するように、前記発電・電動機により前記タービンを駆
動する、ことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a fuel cell power generation system for generating electricity by a chemical reaction between compressed air and fuel to discharge high-temperature exhaust gas, and using exhaust gas from the fuel cell power generation system. A driven turbine, a compressor mechanically connected to the turbine, a generator / motor electrically connected to the turbine, an auxiliary combustor provided in an exhaust gas inlet line of the turbine, and the auxiliary combustion A fuel control valve for controlling the amount of fuel supplied to the fuel cell, detecting the temperature of the exhaust gas exiting the turbine at a partial load when the amount of compressed air supplied to the fuel cell power generation system is reduced; Supplying fuel to the auxiliary combustor so that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, and when the output of the turbine is low, the compressor maintains a predetermined rotation speed. Driving the turbine by electrodeposition, the electric motor, characterized in that.

【0010】本発明の好ましい実施例によれば、コンプ
レッサにより圧縮空気を発生させ、発生した圧縮空気の
うち燃料電池発電システムで必要とする量を該燃料電池
発電システムに供給し、余剰の圧縮空気を補助燃焼器に
供給する。また、タービンを出る排ガスを排熱ボイラに
供給し、該排熱ボイラにより高温の蒸気を発生させ、該
蒸気を前記燃料電池発電システムに供給する、ことが好
ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention, compressed air is generated by a compressor, and a necessary amount of the generated compressed air in the fuel cell power generation system is supplied to the fuel cell power generation system, and excess compressed air is supplied to the fuel cell power generation system. To the auxiliary combustor. Further, it is preferable that exhaust gas leaving the turbine is supplied to an exhaust heat boiler, high-temperature steam is generated by the exhaust heat boiler, and the steam is supplied to the fuel cell power generation system.

【0011】[0011]

【作用】上記本発明の方法によれば、システムの部分負
荷時に、タービンを出る排ガスの温度を検出し、この温
度が所定の温度以上であるように補助燃焼器に燃料を供
給するので、排熱ボイラによる発生蒸気の温度を所望の
範囲に保持したままで、補助燃焼器での燃料の使用量を
最小限に抑えることができる。特に、タービンの出力が
低いときに、コンプレッサが所定の回転速度を維持する
ように、発電・電動機によりタービンを駆動するので、
タービンの出力によりコンプレッサを駆動できる最小限
度まで燃料を絞る場合に較べても更に燃料の使用量を少
なくすることができる。
According to the method of the present invention, when the system is partially loaded, the temperature of exhaust gas exiting the turbine is detected, and fuel is supplied to the auxiliary combustor so that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. The amount of fuel used in the auxiliary combustor can be minimized while maintaining the temperature of steam generated by the heat boiler in a desired range. In particular, when the output of the turbine is low, the turbine is driven by the generator / motor so that the compressor maintains the predetermined rotation speed.
The amount of fuel used can be further reduced as compared with a case where the fuel is throttled to the minimum that can drive the compressor by the output of the turbine.

【0012】従ってかかる方法によれば、補助燃料の熱
回収効率(10%以下)に比較して、発電・電動機の効
率ははるかに高いので、発電システムで発電した電気の
一部を発電・電動機の駆動に用いても、燃料電池設備全
体のプラント効率を高めることができる。また、補助燃
料の使用量を少なくすることにより、燃料の燃焼による
NOx 発生量を低減し、燃料電池システムの低公害特性
を維持することができる。
Therefore, according to this method, since the efficiency of the power generation / motor is much higher than the heat recovery efficiency of the auxiliary fuel (10% or less), a part of the electricity generated by the power generation system is generated. , The plant efficiency of the entire fuel cell facility can be increased. Also, by reducing the amount of auxiliary fuel used, the amount of NOx generated by fuel combustion can be reduced, and the low pollution characteristics of the fuel cell system can be maintained.

【0013】[0013]

【実施例】以下に本発明による方法の実施例を図面を参
照して説明する。図1は本発明の方法を実施するための
燃料電池設備用タービン・コンプレッサ装置の全体構成
図である。この図において、タービン・コンプレッサ装
置は、圧縮空気を必要とし高温の排ガスを排出するシス
テム9を備えている。このシステム9は、溶融炭酸塩型
燃料電池発電システム又は固体電解質型燃料電池発電シ
ステム等の発電システムであるのが良い。かかる発電シ
ステムは、例えば、改質器、熱交換器、ブロア、気水分
離器等を備え、供給された圧縮空気と燃料から化学反応
により電気を発電し、高温の排ガスを排出するようにな
っている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a turbine compressor device for a fuel cell facility for carrying out the method of the present invention. In this figure, the turbine compressor device includes a system 9 that requires compressed air and discharges high-temperature exhaust gas. This system 9 is preferably a power generation system such as a molten carbonate fuel cell power generation system or a solid oxide fuel cell power generation system. Such a power generation system includes, for example, a reformer, a heat exchanger, a blower, a steam-water separator, and the like, generates electricity by a chemical reaction from the supplied compressed air and fuel, and discharges high-temperature exhaust gas. ing.

【0014】更に、タービン・コンプレッサ装置は、シ
ステム9からの排ガスで駆動されるタービン4と、ター
ビン4に機械的に連結されたコンプレッサ3と、タービ
ン4に機械的に連結された発電・電動機6と、タービン
4の排ガス入口ライン10に設けられた補助燃焼器11
と、補助燃焼器11に供給する燃料の量を制御する燃料
制御弁12とを備えている。発電・電動機6は、発電機
と電動機の両方の機能を有する。すなわち、通常の発電
機のようにタービン4の出力により発電することがで
き、かつ逆に電力を供給することによりタービン4を駆
動することができる。なお、かかる機能は通常の発電機
及び電動機がそのまま備えている。また、補助燃焼器1
1はガス燃料又は液体燃料を燃焼させる通常のバーナで
ある。
Further, the turbine-compressor unit includes a turbine 4 driven by exhaust gas from the system 9, a compressor 3 mechanically connected to the turbine 4, and a generator / motor 6 mechanically connected to the turbine 4. And an auxiliary combustor 11 provided in an exhaust gas inlet line 10 of the turbine 4.
And a fuel control valve 12 for controlling the amount of fuel supplied to the auxiliary combustor 11. The generator / motor 6 has both functions of a generator and a motor. That is, power can be generated by the output of the turbine 4 like a normal power generator, and conversely, the turbine 4 can be driven by supplying power. Note that such a function is provided in a normal generator and electric motor as it is. The auxiliary combustor 1
1 is a normal burner for burning gas fuel or liquid fuel.

【0015】タービン・コンプレッサ装置は、図1に示
すように、更に、空気吸入ライン1、空気吸入弁2、減
速機5、空気流量制御弁7、空気逃し弁8、燃料管1
3、排熱ボイラ14、排ガスライン15、負荷制御装置
16、排ガス温度検出器17、給水ライン18、蒸気ラ
イン19、流量調節器20、22、圧力調節器21を備
えている。なお、図示のように、コンプレッサ3、ター
ビン4、減速器5、発電・電動機6は、機械的に連結さ
れている。また空気流量制御弁7はシステム9への空気
流量を制御するもので、図示していないが、通常、複数
のラインを備えている。
As shown in FIG. 1, the turbine compressor apparatus further includes an air intake line 1, an air intake valve 2, a speed reducer 5, an air flow control valve 7, an air release valve 8, and a fuel pipe 1.
3, an exhaust heat boiler 14, an exhaust gas line 15, a load control device 16, an exhaust gas temperature detector 17, a water supply line 18, a steam line 19, flow controllers 20, 22, and a pressure controller 21. As shown, the compressor 3, the turbine 4, the speed reducer 5, and the generator / motor 6 are mechanically connected. The air flow control valve 7 controls the air flow to the system 9 and, although not shown, usually has a plurality of lines.

【0016】システム9が100%の負荷で運転する場
合には、空気吸入弁2と空気量制御弁7を全開し、空気
逃し弁8と燃料制御弁12を全閉した状態でタービン・
コンプレッサ装置が運転され、コンプレッサ3で発生し
た空気は全てシステム9に供給され、システム9からの
排ガスは補助燃焼器11で燃料を燃焼させることなくそ
のままタービン4に供給される。この場合、タービン4
に供給されるガスは高温(例えば700°C以上)であ
り、タービン4の出力はコンプレッサ3の駆動力を上回
り、その余剰出力は発電・電動機6により回収される。
また、タービン4を出るガスの温度も高く、排熱ボイラ
14により高温の過熱蒸気(例えば450°C以上)を
発生することができ、この過熱蒸気は発電システム19
に供給され燃料の改質等に用いることができる。
When the system 9 is operated at 100% load, the turbine inlet and the air amount control valve 7 are fully opened, and the air release valve 8 and the fuel control valve 12 are fully closed.
The compressor device is operated, all the air generated by the compressor 3 is supplied to the system 9, and the exhaust gas from the system 9 is supplied to the turbine 4 without burning the fuel in the auxiliary combustor 11. In this case, the turbine 4
Is high temperature (for example, 700 ° C. or higher), the output of the turbine 4 exceeds the driving force of the compressor 3, and the surplus output is collected by the generator / motor 6.
Further, the temperature of the gas leaving the turbine 4 is high, and high-temperature superheated steam (for example, 450 ° C. or more) can be generated by the exhaust heat boiler 14.
And used for fuel reforming.

【0017】システム9が部分負荷で運転する場合に
は、空気吸入弁2によりコンプレッサ3の吸入空気量を
減らし、空気量制御弁7によりシステム9に必要な量の
空気をシステム9に供給し、余剰空気は空気逃し弁8を
通して補助燃焼器11に供給される。この場合、システ
ム9からの排ガスと余剰空気との混合ガスは、温度が低
くなり、タービン4の出力が低下し、コンプレッサ3を
駆動することができなくなる。そのため、燃料制御弁1
2を介して補助燃焼器11に燃料を供給し、燃料の燃焼
により混合ガスの温度を高める。この場合、本発明によ
れば、タービン4を出る排ガスの温度を排ガス温度検出
器17により検出し、この温度が所定の温度以上である
ように燃料制御弁12により補助燃焼器11に供給する
燃料の量をを制御する。また、同時に発電・電動機6を
電動機としても使用し、タービン4を出る排ガスの温度
が高いにもかかわらずタービン4の出力が低いときに、
コンプレッサ3が所定の回転速度を維持するように、発
電・電動機6によりタービンを駆動する。
When the system 9 operates at a partial load, the air intake valve 2 reduces the intake air amount of the compressor 3, and the air amount control valve 7 supplies an amount of air necessary for the system 9 to the system 9. Excess air is supplied to the auxiliary combustor 11 through the air relief valve 8. In this case, the temperature of the mixed gas of the exhaust gas and the excess air from the system 9 decreases, the output of the turbine 4 decreases, and the compressor 3 cannot be driven. Therefore, the fuel control valve 1
The fuel is supplied to the auxiliary combustor 11 through 2 and the temperature of the mixed gas is increased by burning the fuel. In this case, according to the present invention, the temperature of the exhaust gas leaving the turbine 4 is detected by the exhaust gas temperature detector 17, and the fuel supplied to the auxiliary combustor 11 by the fuel control valve 12 so that this temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. Control the amount of. At the same time, the generator / motor 6 is also used as a motor, and when the output of the turbine 4 is low despite the high temperature of the exhaust gas leaving the turbine 4,
The turbine is driven by the generator / motor 6 so that the compressor 3 maintains a predetermined rotation speed.

【0018】タービン4を出る排ガスの上述の所定の温
度は、十分高い温度、例えば475°C以上に設定する
のが良い。これにより、排熱ボイラ14により高温の過
熱蒸気(例えば450°C)を発生することができ、こ
の過熱蒸気をシステム9に供給して燃料の改質等に用い
ることができる。
The above-mentioned predetermined temperature of the exhaust gas leaving the turbine 4 is preferably set to a sufficiently high temperature, for example, 475 ° C. or higher. As a result, high-temperature superheated steam (for example, 450 ° C.) can be generated by the exhaust heat boiler 14, and the superheated steam can be supplied to the system 9 and used for reforming fuel.

【0019】上述した本発明の方法によれば、システム
の部分負荷時に、タービンを出る排ガスの温度を検出
し、この温度が所定の温度以上であるように補助燃焼器
に燃料を供給するので、排熱ボイラによる発生蒸気の温
度を所望の範囲に保持したままで、補助燃焼器での燃料
の使用量を最小限に抑えることができる。特に、タービ
ンの出力が低いときに、コンプレッサが所定の回転速度
を維持するように、発電・電動機によりタービンを駆動
するので、タービンの出力によりコンプレッサを駆動で
きる最小限度まで燃料を絞る場合に較べても更に燃料の
使用量を少なくすることができる。
According to the method of the present invention described above, when the system is partially loaded, the temperature of the exhaust gas exiting the turbine is detected, and the auxiliary combustor is supplied with fuel so that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. The amount of fuel used in the auxiliary combustor can be minimized while keeping the temperature of the steam generated by the exhaust heat boiler in a desired range. In particular, when the output of the turbine is low, the turbine is driven by the generator / motor so that the compressor maintains the predetermined rotation speed, so that the fuel is throttled to the minimum that can drive the compressor by the output of the turbine. The fuel consumption can be further reduced.

【0020】従ってかかる方法によれば、補助燃料の熱
回収効率(10%以下)に比較して、発電・電動機の効
率ははるかに高いので、発電システムで発電した電気の
一部を発電・電動機の駆動に用いても、燃料電池設備全
体のプラント効率を高めることができる。また、補助燃
料の使用量を少なくすることにより、燃料の燃焼による
NOx 発生量を低減し、燃料電池システムの低公害特性
を維持することができる。
Therefore, according to this method, since the efficiency of the power generation / motor is much higher than the heat recovery efficiency of the auxiliary fuel (10% or less), a part of the electricity generated by the power generation system is generated. , The plant efficiency of the entire fuel cell facility can be increased. Also, by reducing the amount of auxiliary fuel used, the amount of NOx generated by fuel combustion can be reduced, and the low pollution characteristics of the fuel cell system can be maintained.

【0021】[0021]

【発明の効果】要約すれば、本発明により、補助燃料の
使用量を更に低減し、これにより、燃料電池設備のプラ
ント効率を高め、かつNOx 発生量を低減することがで
きる。
In summary, according to the present invention, the amount of auxiliary fuel used can be further reduced, thereby increasing the plant efficiency of fuel cell equipment and reducing the amount of NOx generated.

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

【図1】本発明の方法を実施するための燃料電池設備用
タービン・コンプレッサ装置の全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a turbine compressor device for a fuel cell facility for carrying out a method of the present invention.

【図2】従来のタービン・コンプレッサ装置の全体構成
図である。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a conventional turbine / compressor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 空気吸入ライン 2 空気吸入弁 3 コンプレッサ 4 タービン 5 減速機 6 発電・電動機 7 空気流量制御弁 8 空気逃し弁 9 システム 10 排ガス入口ライン 11 補助燃焼器 12 燃料制御弁 13 燃料管 14 排熱ボイラ 15 排ガスライン 16 負荷制御装置 17 排ガス温度検出器 18 給水ライン 19 蒸気ライン 20、22 流量調節器 21 圧力調節器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air intake line 2 Air intake valve 3 Compressor 4 Turbine 5 Reduction gear 6 Generator / motor 7 Air flow control valve 8 Air release valve 9 System 10 Exhaust gas inlet line 11 Auxiliary combustor 12 Fuel control valve 13 Fuel pipe 14 Exhaust heat boiler 15 Exhaust gas line 16 Load control device 17 Exhaust gas temperature detector 18 Water supply line 19 Steam line 20, 22 Flow controller 21 Pressure controller

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 圧縮空気と燃料の化学反応により電気を
発電し高温の排ガスを排出する燃料電池発電システムを
備え、かつ該燃料電池発電システムからの排ガスで駆動
されるタービンと、該タービンに機械的に連結されたコ
ンプレッサと、前記タービンに機械的に連結された発電
・電動機と、前記タービンの排ガス入口ラインに設けら
れた補助燃焼器と、該補助燃焼器に供給する燃料の量を
制御する燃料制御弁とを備え、 前記燃料電池発電システムへの圧縮空気供給量が減量さ
れる部分負荷時に、前記タービンを出る排ガスの温度を
検出し、該温度が所定の温度以上であるように前記補助
燃焼器に燃料を供給し、かつタービンの出力が低いとき
に、前記コンプレッサが所定の回転速度を維持するよう
に、前記発電・電動機により前記タービンを駆動する、
ことを特徴とする燃料電池設備用タービン・コンプレッ
サ装置の制御方法。
1. Electricity is generated by a chemical reaction between compressed air and fuel.
Power was provided with a fuel cell power generation system for discharging hot exhaust gas, and a turbine driven by exhaust gas from the fuel cell power generation system, a compressor which is mechanically coupled to the turbine, mechanically coupled to the turbine And a fuel control valve for controlling the amount of fuel supplied to the auxiliary combustor , the compression to the fuel cell power generation system. Air supply reduced
During the partial load, the temperature of exhaust gas exiting the turbine is detected, fuel is supplied to the auxiliary combustor so that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, and when the output of the turbine is low, the compressor Driving the turbine by the generator / motor so as to maintain the rotation speed of
A method for controlling a turbine / compressor device for a fuel cell facility, comprising:
【請求項2】 コンプレッサにより圧縮空気を発生さ
せ、発生した圧縮空気のうち燃料電池発電システムで必
要とする量を該燃料電池発電システムに供給し、余剰の
圧縮空気を補助燃焼器に供給する、ことを特徴とする請
求項1に記載の燃料電池設備用タービン・コンプレッサ
装置の制御方法。
Wherein to generate the compressed air by the compressor, the amount required by the fuel cell power generation system of the compressed air generated is supplied to the fuel cell power generation system supplies the excess compressed air to the auxiliary burner, The method for controlling a turbine / compressor device for a fuel cell facility according to claim 1, wherein:
【請求項3】 タービンを出る排ガスを排熱ボイラに供
給し、該排熱ボイラにより高温の蒸気を発生させ、該蒸
気を前記燃料電池発電システムに供給する、ことを特徴
とする請求項2に記載の燃料電池設備用タービン・コン
プレッサ装置の制御方法。
3. The exhaust gas leaving the turbine is supplied to an exhaust heat boiler, the exhaust heat boiler generates high-temperature steam, and the steam is supplied to the fuel cell power generation system. The control method of the turbine compressor device for fuel cell equipment according to the above.
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