JP4653767B2 - Power generation system control method - Google Patents

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

本発明は、ガスエンジンの出力によって発電機を作動させるよう構成した発電システムの制御方法に関する。   The present invention relates to a method for controlling a power generation system configured to operate a generator by the output of a gas engine.

都市ガス等の主燃料ガスとバイオガス等の副燃料ガスとの2種類の燃料を用いてガスエンジンを運転し、このガスエンジンの出力によって発電機を作動させるよう構成した発電システムにおいては、種々のシステム方式が採用されている。例えば、副燃料ガスの発熱量に応じて、主燃料ガスと燃焼用空気との混合気の供給流量を調整して、2種類の燃料を混合して燃焼を行う方式、主燃料ガスと副燃料ガスとの混合燃料を用い、燃焼用空気の空気比を制御しながら燃焼を行う方式等がある。   In a power generation system configured to operate a gas engine using two types of fuel, a main fuel gas such as city gas and a secondary fuel gas such as biogas, and operate the generator by the output of the gas engine, The system method is adopted. For example, according to the calorific value of the auxiliary fuel gas, the supply flow rate of the mixture of the main fuel gas and combustion air is adjusted to mix and burn two types of fuel, the main fuel gas and the auxiliary fuel There is a system that uses a fuel mixed with gas and performs combustion while controlling the air ratio of combustion air.

例えば、特許文献1においては、バイオガス等の副燃料ガスと燃焼用空気との混合気と、都市ガス等の主燃料ガスとをガスエンジンに供給して、運転を行うよう構成したガスエンジンが開示されている。このガスエンジンにおいては、燃焼用空気がミキサーを通過する際に生じる負圧を利用し、ミキサー内へ副燃料ガスを吸引して、これらの混合気を生成している。また、ガスエンジンの排気系統に設けた酸素センサ又はNOxセンサの出力変動に基づいて、主燃料ガスの供給流量を調整するバルブの開度を調整して、空気比の制御を行っている。そして、ミキサーにおいて、燃焼用空気と副燃料ガスとの混合気と、主燃料ガスとを混合した後に、スロットル弁によって、この2燃料の混合気のガスエンジンへの供給流量を調整して、ガスエンジンの回転速度又は負荷を制御している。   For example, in Patent Document 1, there is a gas engine configured to supply a gas engine with a mixture of an auxiliary fuel gas such as biogas and combustion air and a main fuel gas such as city gas to perform operation. It is disclosed. In this gas engine, by utilizing the negative pressure generated when combustion air passes through the mixer, the auxiliary fuel gas is sucked into the mixer to generate these air-fuel mixtures. Further, the air ratio is controlled by adjusting the opening of a valve for adjusting the supply flow rate of the main fuel gas based on the output fluctuation of the oxygen sensor or NOx sensor provided in the exhaust system of the gas engine. In the mixer, after the mixture of combustion air and auxiliary fuel gas and the main fuel gas are mixed, the supply flow rate of the two fuel mixture to the gas engine is adjusted by the throttle valve, and the gas is The engine speed or load is controlled.

また、ガスエンジン及び発電機を用いた発電システムの多くは、発電機を商用電源(50Hz又は60Hzの交流電源)と系統連系させ、商用電源の周波数と同期する一定の回転速度で発電を行っている。
また、上記2種類の燃料を混合して燃焼を行うガスエンジンにおいては、都市ガス等の主燃料ガスを用いて運転を開始し、ガスエンジンの出力が安定した後に、バイオガス等の副燃料ガスの投入を開始している。
In many power generation systems using a gas engine and a generator, the generator is connected to a commercial power source (50 Hz or 60 Hz AC power source) to generate power at a constant rotational speed synchronized with the frequency of the commercial power source. ing.
In addition, in the gas engine that performs combustion by mixing the above two kinds of fuels, the operation is started using the main fuel gas such as city gas, and after the output of the gas engine is stabilized, the auxiliary fuel gas such as biogas is used. Has started.

しかしながら、上記2種類の燃料を混合して燃焼を行うガスエンジンを用いた発電システムにおいて、発電機を商用電源と系統連系させて作動させる際に、バイオガス等の副燃料ガスの供給を開始すると、燃焼用空気の供給量が不足し、空気比が急激に小さくなる(ガスリッチになる)と共に、発電機の発電出力が急激に上昇してしまう。一方、発電機を商用電源と系統連系させて作動させる際に、バイオガス等の副燃料ガスの供給を遮断すると、燃焼用空気の供給量が過剰になり、空気比が急激に大きくなる(ガスリーンになる)と共に、発電機の発電出力が急激に低下してしまう。
そのため、ガスエンジンの出力が著しく不安定になるおそれがあり、ひいてはガスエンジンの耐久性に悪影響を与えるおそれがある。
However, in a power generation system using a gas engine that mixes and burns the above two types of fuel, when the generator is operated in a grid-connected manner with a commercial power supply, the supply of secondary fuel gas such as biogas is started. Then, the supply amount of combustion air is insufficient, the air ratio is rapidly decreased (becomes rich in gas), and the power generation output of the generator is rapidly increased. On the other hand, when the generator is operated in a grid-connected manner with the commercial power supply, if the supply of the auxiliary fuel gas such as biogas is cut off, the supply amount of combustion air becomes excessive, and the air ratio increases rapidly ( The power output of the generator will drop sharply.
Therefore, there is a possibility that the output of the gas engine becomes extremely unstable, which may adversely affect the durability of the gas engine.

また、副燃料ガスの供給の開始及び遮断は、制御装置によって開度を制御可能な制御バルブを用い、この制御バルブの開度を徐々に変化させて徐々に行うことも考えられる。しかしながら、この場合には、制御バルブ及びこれを制御する制御装置が新たに必要になり、発電システムの機械的及び電気的構造を複雑にしてしまう。   It is also conceivable to start and shut off the supply of the auxiliary fuel gas by using a control valve whose opening degree can be controlled by a control device and gradually changing the opening degree of the control valve. However, in this case, a control valve and a control device for controlling the control valve are newly required, which complicates the mechanical and electrical structure of the power generation system.

特開2005−30302号公報JP 2005-30302 A

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、主燃料ガスと副燃料ガスとを用いてガスエンジンを運転し、発電機を商用電源と系統連系させる場合に、特別な制御を行うことなく、ガスエンジンを安定して運転することができる発電システムの制御方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a conventional problem. When the gas engine is operated using the main fuel gas and the auxiliary fuel gas and the generator is connected to the commercial power source, special control is performed. It is an object of the present invention to provide a method for controlling a power generation system that can stably operate a gas engine without performing the above.

第1の発明は、複数の気筒を備えたガスエンジンと、
該ガスエンジンの出力によって作動させる発電機と、
燃焼用空気が供給される空気配管と、
バイオガス等の副燃料ガスが供給される副燃料配管と、
該副燃料配管に設けた電磁弁と、
該電磁弁が閉じているときには、上記空気配管から流入する上記燃焼用空気を通過させる一方、上記電磁弁が開いているときには、上記空気配管から流入する上記燃焼用空気に、上記副燃料配管から流入する上記副燃料ガスを混合して、第1混合気を作り出す第1ミキサーと、
主燃料ガスが供給される主燃料配管と、
該主燃料配管に設けたスロットルバルブと、
上記第1ミキサーから流入する上記燃焼用空気又は上記第1混合気に、上記主燃料配管から上記スロットルバルブによる流量調整後の上記主燃料ガスを混合して、第2混合気を作り出す第2ミキサーと、
上記ガスエンジンからの排ガスを利用し、上記第2ミキサーから流入する上記第2混合気を圧縮して、圧縮混合気を作り出す過給機と、
該過給機から流入する上記圧縮混合気を、上記複数の気筒へ分岐させて供給する吸気マニホールドと、
上記発電機の発電出力が目標出力になるよう上記スロットルバルブの開度を調整する制御コンピュータとを有しており、
上記発電機の発電出力を商用電源と系統連系させたときに、当該発電機に負荷が加えられるよう構成した発電システムの制御方法であって、
該発電システムを始動する際には、上記電磁弁を閉じて上記主燃料ガスを用いた主燃料単独運転を開始する始動ステップと、上記電磁弁を開けて上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始して、上記主燃料ガスと上記副燃料ガスとを用いた2燃料混焼運転を開始する副燃料供給開始ステップと、上記発電機の上記商用電源との系統連系を開始する系統連系開始ステップとを順次行い、
上記発電システムを停止する際には、上記発電機の上記商用電源との系統連系を遮断する系統連系遮断ステップと、上記電磁弁を閉じて上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を遮断する副燃料供給遮断ステップとを順次行うことを特徴とする発電システムの制御方法にある(請求項1)。
A first invention is a gas engine having a plurality of cylinders;
A generator operated by the output of the gas engine;
An air pipe to which combustion air is supplied;
An auxiliary fuel pipe to which an auxiliary fuel gas such as biogas is supplied;
A solenoid valve provided in the auxiliary fuel pipe;
When the solenoid valve is closed, the combustion air flowing from the air pipe is allowed to pass therethrough, and when the solenoid valve is open, the combustion air flowing from the air pipe is transferred to the combustion fuel from the auxiliary fuel pipe. A first mixer that mixes the inflowing auxiliary fuel gas to create a first air-fuel mixture;
A main fuel pipe to which main fuel gas is supplied;
A throttle valve provided in the main fuel pipe;
A second mixer for producing a second air-fuel mixture by mixing the combustion air or the first air-fuel mixture flowing in from the first mixer with the main fuel gas whose flow rate is adjusted by the throttle valve from the main fuel pipe. When,
Using the exhaust gas from the gas engine, compressing the second gas mixture flowing in from the second mixer, and creating a compressed gas mixture;
An intake manifold that supplies the compressed air-fuel mixture flowing from the supercharger in a branched manner to the plurality of cylinders;
A control computer that adjusts the opening of the throttle valve so that the power generation output of the generator becomes a target output;
A control method of a power generation system configured to apply a load to the generator when the power generation output of the generator is connected to a commercial power source,
When starting the power generation system, the electromagnetic valve is closed to start a main fuel single operation using the main fuel gas, and the electromagnetic valve is opened to supply the auxiliary fuel gas to the gas engine. A secondary fuel supply start step for starting supply and starting a two-fuel co-firing operation using the main fuel gas and the secondary fuel gas, and a grid connection for starting grid interconnection with the commercial power source of the generator The system start step is sequentially performed,
When stopping the power generation system, a grid connection disconnecting step for disconnecting the grid connection with the commercial power source of the generator, and closing the solenoid valve to supply the auxiliary fuel gas to the gas engine. A sub-fuel supply shut-off step for shutting off is sequentially performed.

本発明の発電システムの制御方法においては、発電機を商用電源と系統連系させる場合に、副燃料ガスの供給開始時期及び供給遮断時期の工夫を行っている。
本発明の発電システムを始動する際には、始動ステップとして、電磁弁を閉じて主燃料ガスを用いた主燃料単独運転を開始する。この主燃料単独運転は、ガスエンジン(及び発電機)の回転速度が商用電源の周波数(50Hz又は60Hz)と同期する略一定の回転速度になるまで行うことができる。
In the control method for the power generation system of the present invention, when the generator is connected to the commercial power source, the supply start timing and the supply cutoff timing of the auxiliary fuel gas are devised.
When starting the power generation system of the present invention, as a starting step, the solenoid valve is closed and the main fuel single operation using the main fuel gas is started. The main fuel single operation can be performed until the rotational speed of the gas engine (and the generator) reaches a substantially constant rotational speed that is synchronized with the frequency (50 Hz or 60 Hz) of the commercial power source.

次いで、副燃料供給開始ステップとして、電磁弁を開けてガスエンジンへの副燃料ガスの供給を開始して、主燃料ガスと副燃料ガスとを用いた2燃料混焼運転を開始する。このとき、発電機を商用電源に対して系統連系させていないことにより、発電機は無負荷状態にある。そのため、発電機に急激な負荷が加わって発電機の発電出力が急激に上昇してしまうことを防止することができる。
また、副燃料ガスの供給を開始したときには、ガスエンジン(及び発電機)の回転速度が瞬時に上昇し、第1ミキサーへの燃焼用空気の吸込量が増加するため、空気比が小さくなる(ガスリッチになる)ことが緩和される。なお、このときには、ガスエンジンも無負荷状態にあり、ガスエンジンの回転速度は素早く略一定の回転速度に復帰することができる。
Next, as a secondary fuel supply start step, the solenoid valve is opened to start the supply of the secondary fuel gas to the gas engine, and the two-fuel mixed combustion operation using the main fuel gas and the secondary fuel gas is started. At this time, since the generator is not grid-connected to the commercial power source, the generator is in a no-load state. Therefore, it is possible to prevent a sudden load from being applied to the generator and a sudden increase in the power generation output of the generator.
Further, when the supply of the auxiliary fuel gas is started, the rotational speed of the gas engine (and the generator) is instantaneously increased and the amount of combustion air sucked into the first mixer is increased, so that the air ratio becomes small ( Gas-rich) is alleviated. At this time, the gas engine is also in a no-load state, and the rotational speed of the gas engine can quickly return to a substantially constant rotational speed.

その後、系統連系開始ステップとして、発電機の商用電源との系統連系を開始する。この系統連系は、上記瞬時に上昇したガスエンジンの回転速度が略一定の回転速度に復帰した後に開始することができる。これにより、上記2燃料混焼運転が安定した後に、発電機に負荷を加えることができ、ガスエンジンの運転が不安定になってしまうことを防止することができる。   Then, the grid connection with the commercial power supply of a generator is started as a grid connection start step. This grid connection can be started after the instantaneously increased rotational speed of the gas engine returns to a substantially constant rotational speed. Thereby, after the two-fuel mixed combustion operation is stabilized, a load can be applied to the generator, and the operation of the gas engine can be prevented from becoming unstable.

そして、ガスエンジンにおいて2燃料混焼運転を行い、発電システムにおいては、発電機の発電出力が、この発電機に対する負荷を駆動するための目標出力になるよう負荷追従運転を行うことができる。
具体的には、この負荷追従運転を行う際には、第1ミキサーにおいて、燃焼用空気と副燃料ガスとの第1混合気が作り出され、第2ミキサーにおいて、第1混合気と主燃料ガスとの第2混合気が作り出される。次いで、過給機において、第2混合気が圧縮されて圧縮混合気が作り出され、この圧縮混合気が吸気マニホールドを経由してガスエンジンにおける複数の気筒に供給される。そして、制御コンピュータによってスロットルバルブの開度を調整して、ガスエンジンへの主燃料ガスの供給流量を調整することにより、発電機を目標出力で作動させることができる。
Then, the two-fuel co-firing operation is performed in the gas engine, and in the power generation system, the load following operation can be performed so that the power generation output of the power generator becomes a target output for driving the load on the power generator.
Specifically, when performing this load following operation, a first mixture of combustion air and auxiliary fuel gas is produced in the first mixer, and the first mixture and main fuel gas are produced in the second mixer. A second gas mixture is created. Next, in the supercharger, the second air-fuel mixture is compressed to produce a compressed air-fuel mixture, and this compressed air-fuel mixture is supplied to a plurality of cylinders in the gas engine via the intake manifold. The generator can be operated at the target output by adjusting the opening of the throttle valve by the control computer and adjusting the supply flow rate of the main fuel gas to the gas engine.

一方、本発明の発電システムを停止する際には、系統連系遮断ステップとして、発電機の商用電源との系統連系を遮断する。次いで、副燃料供給遮断ステップとして、電磁弁を閉じてガスエンジンへの副燃料ガスの供給を遮断する。この副燃料ガスの供給の遮断は、発電機に対する負荷状態がほぼ無負荷になった後に行うことができる。そのため、発電機に対する負荷が急激になくなって発電機の発電出力が急激に低下してしまうことを防止することができる。   On the other hand, when the power generation system of the present invention is stopped, the grid connection with the commercial power source of the generator is cut off as the grid connection cutoff step. Next, as a secondary fuel supply cutoff step, the solenoid valve is closed to shut off the supply of secondary fuel gas to the gas engine. The supply of the auxiliary fuel gas can be interrupted after the load on the generator becomes almost unloaded. Therefore, it is possible to prevent the load on the generator from suddenly disappearing and the power generation output of the generator from rapidly decreasing.

また、副燃料ガスの供給を遮断したときには、ガスエンジン(及び発電機)の回転速度が瞬時に低下し、第1ミキサーへの燃焼用空気の吸込量が減少するため、空気比が大きくなる(ガスリーンになる)ことが緩和される。そのため、ガスエンジンの運転が不安定になってしまうことを防止することができる。
また、本発明においては、スロットルバルブ以外に開度を制御するバルブを用いる必要がなく、発電システムの機械的及び電気的構造が簡単であり、その制御が容易である。
Further, when the supply of the auxiliary fuel gas is cut off, the rotational speed of the gas engine (and the generator) is instantaneously reduced, and the amount of combustion air sucked into the first mixer is reduced, so that the air ratio is increased ( To become a gas lean). Therefore, it is possible to prevent the operation of the gas engine from becoming unstable.
Further, in the present invention, it is not necessary to use a valve for controlling the opening other than the throttle valve, the mechanical and electrical structure of the power generation system is simple, and the control is easy.

それ故、本発明の発電システムの制御方法によれば、主燃料ガスと副燃料ガスとを用いてガスエンジンを運転し、発電機を商用電源と系統連系させる場合に、特別な制御を行うことなく、ガスエンジンを安定して運転することができる。   Therefore, according to the control method of the power generation system of the present invention, special control is performed when the gas engine is operated using the main fuel gas and the auxiliary fuel gas and the generator is connected to the commercial power source. Without this, the gas engine can be operated stably.

第2の発明は、複数の気筒を備えたガスエンジンと、
該ガスエンジンの出力によって作動させる発電機と、
燃焼用空気が供給される空気配管と、
主燃料ガスが供給される主燃料配管と、
該主燃料配管に設けたスロットルバルブと、
上記空気配管から流入する上記燃焼用空気に、上記主燃料配管から上記スロットルバルブによる流量調整後の上記主燃料ガスを混合して、第1混合気を作り出す第1ミキサーと、
バイオガス等の副燃料ガスが供給される副燃料配管と、
該副燃料配管に設けた電磁弁と、
該電磁弁が閉じているときには、上記第1ミキサーから流入する上記第1混合気を通過させる一方、上記電磁弁が開いているときには、上記第1ミキサーから流入する上記第1混合気に、上記副燃料配管から流入する上記副燃料ガスを混合して、第2混合気を作り出す第2ミキサーと、
上記ガスエンジンからの排ガスを利用し、上記第2ミキサーから流入する上記第2混合気を圧縮して、圧縮混合気を作り出す過給機と、
該過給機から流入する上記圧縮混合気を、上記複数の気筒へ分岐させて供給する吸気マニホールドと、
上記発電機の発電出力が目標出力になるよう上記スロットルバルブの開度を調整する制御コンピュータとを有しており、
上記発電機の発電出力を商用電源と系統連系させたときに、当該発電機に負荷が加えられるよう構成した発電システムの制御方法であって、
該発電システムを始動する際には、上記電磁弁を閉じて上記主燃料ガスを用いた主燃料単独運転を開始する始動ステップと、上記電磁弁を開けて上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始して、上記主燃料ガスと上記副燃料ガスとを用いた2燃料混焼運転を開始する副燃料供給開始ステップと、上記発電機の上記商用電源との系統連系を開始する系統連系開始ステップとを順次行い、
上記発電システムを停止する際には、上記発電機の上記商用電源との系統連系を遮断する系統連系遮断ステップと、上記電磁弁を閉じて上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を遮断する副燃料供給遮断ステップとを順次行うことを特徴とする発電システムの制御方法にある(請求項3)。
A second invention is a gas engine having a plurality of cylinders;
A generator operated by the output of the gas engine;
An air pipe to which combustion air is supplied;
A main fuel pipe to which main fuel gas is supplied;
A throttle valve provided in the main fuel pipe;
A first mixer for mixing the combustion air flowing in from the air pipe with the main fuel gas after flow adjustment by the throttle valve from the main fuel pipe to create a first air-fuel mixture;
An auxiliary fuel pipe to which an auxiliary fuel gas such as biogas is supplied;
A solenoid valve provided in the auxiliary fuel pipe;
When the electromagnetic valve is closed, the first air-fuel mixture flowing from the first mixer is allowed to pass through, while when the electromagnetic valve is open, the first air-fuel mixture flowing from the first mixer is passed through the first air-fuel mixture. A second mixer that mixes the sub fuel gas flowing in from the sub fuel pipe to create a second gas mixture;
Using the exhaust gas from the gas engine, compressing the second gas mixture flowing in from the second mixer, and creating a compressed gas mixture;
An intake manifold that supplies the compressed air-fuel mixture flowing from the supercharger in a branched manner to the plurality of cylinders;
A control computer that adjusts the opening of the throttle valve so that the power generation output of the generator becomes a target output;
A control method of a power generation system configured to apply a load to the generator when the power generation output of the generator is connected to a commercial power source,
When starting the power generation system, the electromagnetic valve is closed to start a main fuel single operation using the main fuel gas, and the electromagnetic valve is opened to supply the auxiliary fuel gas to the gas engine. A secondary fuel supply start step for starting supply and starting a two-fuel co-firing operation using the main fuel gas and the secondary fuel gas, and a grid connection for starting grid interconnection with the commercial power source of the generator The system start step is sequentially performed,
When stopping the power generation system, a grid connection disconnecting step for disconnecting the grid connection with the commercial power source of the generator, and closing the solenoid valve to supply the auxiliary fuel gas to the gas engine. According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a power generation system, comprising sequentially performing a step of shutting off a secondary fuel supply.

本発明の発電システムの制御方法においても、発電機を商用電源と系統連系させる場合に、副燃料ガスの供給開始時期及び供給遮断時期の工夫を行っている。
そして、本発明は、上記第1の発明に対して、主燃料ガスと副燃料ガスとの混合順序に関する構成が異なる以外は、第1の発明と同様である。
それ故、本発明の発電システムの制御方法によっても、主燃料ガスと副燃料ガスとを用いてガスエンジンを運転し、発電機を商用電源と系統連系させる場合に、特別な制御を行うことなく、ガスエンジンを安定して運転することができる。
Also in the power generation system control method of the present invention, when the generator is connected to the commercial power source, the supply start timing and the supply cutoff timing of the auxiliary fuel gas are devised.
And this invention is the same as that of 1st invention except the structure regarding the mixing order of main fuel gas and sub fuel gas differing from the said 1st invention.
Therefore, even with the power generation system control method of the present invention, special control is performed when the gas engine is operated using the main fuel gas and the auxiliary fuel gas and the generator is connected to the commercial power source. The gas engine can be operated stably.

上述した第1、第2の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第1、第2の発明において、上記主燃料ガスとしては、メタン等を含有する都市ガス(13A等)を用いることができる。また、上記副燃料ガスとしては、有機性廃棄物(家畜糞尿、生ゴミ、有機性残さ、下水汚泥等)を発酵させて生成したバイオガス、木質系廃棄物(工場端材、建築廃材等)を熱分解させて発生させたバイオガス、工場等で発生する副生ガス等の燃料ガスを用いることができる。また、これ以外にも、副燃料ガスとしては、主燃料ガスと異なる一般的なガス体燃料を用いることもできる。
A preferred embodiment in the first and second inventions described above will be described.
In the first and second inventions, city gas (such as 13A) containing methane or the like can be used as the main fuel gas. The secondary fuel gas includes biogas produced by fermenting organic waste (livestock manure, raw garbage, organic residue, sewage sludge, etc.), wood waste (factory waste, building waste, etc.) A fuel gas such as a biogas generated by pyrolyzing and by-product gas generated in a factory or the like can be used. In addition, a general gas fuel different from the main fuel gas may be used as the auxiliary fuel gas.

第1の発明においては、上記副燃料配管には、圧力レギュレータを設け、上記第1ミキサーにおいては、上記電磁弁が開いているときには、上記空気配管から流入する上記燃焼用空気がベンチュリーを通過する際に生じる吸引力に応じて、上記副燃料配管から上記圧力レギュレータによる圧力設定後の上記副燃料ガスが流入することにより、当該燃焼用空気に当該副燃料ガスを混合して、上記第1混合気を作り出すことが好ましい(請求項2)。また、第2の発明においては、上記副燃料配管には、圧力レギュレータが設け、上記第2ミキサーにおいては、上記電磁弁が開いているときには、上記第1ミキサーから流入する上記第1混合気がベンチュリーを通過する際に生じる吸引力に応じて、上記副燃料配管から上記圧力レギュレータによる圧力設定後の上記副燃料ガスが流入することにより、当該第1混合気に当該副燃料ガスを混合して、上記第2混合気を作り出すことが好ましい(請求項4)。   In the first invention, the auxiliary fuel pipe is provided with a pressure regulator. In the first mixer, the combustion air flowing from the air pipe passes through the venturi when the electromagnetic valve is open. In response to the suction force generated at the time, the auxiliary fuel gas after the pressure is set by the pressure regulator flows from the auxiliary fuel pipe, so that the auxiliary fuel gas is mixed with the combustion air, and the first mixing is performed. It is preferable to create a mind (claim 2). In the second invention, the sub fuel pipe is provided with a pressure regulator. In the second mixer, when the electromagnetic valve is open, the first air-fuel mixture flowing from the first mixer is According to the suction force generated when passing through the venturi, the secondary fuel gas after the pressure is set by the pressure regulator flows from the secondary fuel pipe to mix the secondary fuel gas into the first mixture. Preferably, the second air-fuel mixture is created (claim 4).

これらの場合には、副燃料ガスの熱量が最大となる場合を想定して圧力レギュレータにおける圧力設定を行うことにより、ガスエンジンへの主燃料ガスと副燃料ガスとの合計供給熱量に対する副燃料ガスの供給熱量の割合が、ガスエンジンにおいて安定運転ができる所定の割合を超えないようにすることができる。   In these cases, by setting the pressure in the pressure regulator assuming that the amount of heat of the auxiliary fuel gas is maximized, the auxiliary fuel gas with respect to the total supply heat amount of the main fuel gas and the auxiliary fuel gas to the gas engine is set. It is possible to prevent the ratio of the supplied heat quantity from exceeding a predetermined ratio at which stable operation can be performed in the gas engine.

以下に、本発明の発電システムの制御方法にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
(実施例1)
本例の発電システム1は、図1に示すごとく、複数の気筒21を備えたガスエンジン2の出力によって発電機11を作動させるよう構成してある。この発電システム1は、都市ガス等の主燃料ガスF1をガスエンジン2へ供給する主燃料供給系と、バイオガス等の副燃料ガスF2をガスエンジン2へ供給する副燃料供給系とを有しており、主燃料ガスF1と副燃料ガスF2とを混焼させてガスエンジン2を運転するよう構成してある。
Hereinafter, embodiments of the method for controlling a power generation system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Example 1
As shown in FIG. 1, the power generation system 1 of this example is configured to operate the generator 11 by the output of the gas engine 2 having a plurality of cylinders 21. The power generation system 1 includes a main fuel supply system that supplies a main fuel gas F1 such as city gas to the gas engine 2, and an auxiliary fuel supply system that supplies a sub fuel gas F2 such as biogas to the gas engine 2. The main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2 are co-fired and the gas engine 2 is operated.

同図に示すごとく、本例の副燃料供給系は、燃焼用空気Aが供給される空気配管4と、バイオガス等の副燃料ガスF2が供給される副燃料配管6と、副燃料配管6に設けた圧力レギュレータ61及び電磁弁62と、空気配管4から流入する燃焼用空気Aに、副燃料配管6から流入する副燃料ガスF2を混合して第1混合気M1を作り出すことができる第1ミキサー7Aとを有している。   As shown in the figure, the auxiliary fuel supply system of this example includes an air pipe 4 to which combustion air A is supplied, an auxiliary fuel pipe 6 to which an auxiliary fuel gas F2 such as biogas is supplied, and an auxiliary fuel pipe 6. The first air-fuel mixture M1 can be created by mixing the auxiliary fuel gas F2 flowing in from the auxiliary fuel pipe 6 with the pressure regulator 61 and the electromagnetic valve 62 provided in the combustion chamber A and the combustion air A flowing in from the air pipe 4. 1 mixer 7A.

第1ミキサー7Aは、空気配管4から流入する燃焼用空気Aがベンチュリー71を通過する際に生じる吸引力に応じて、副燃料配管6から圧力レギュレータ61による圧力設定後の副燃料ガスF2が吸引されるよう構成されている。また、第1ミキサー7Aは、電磁弁62が閉じているときには、空気配管4から流入する燃焼用空気Aを通過させる一方、電磁弁62が開いているときには、空気配管4から流入する燃焼用空気Aに、副燃料配管6から流入する副燃料ガスF2を混合して、第1混合気M1を作り出すよう構成されている。   The first mixer 7A sucks the auxiliary fuel gas F2 after the pressure is set by the pressure regulator 61 from the auxiliary fuel pipe 6 according to the suction force generated when the combustion air A flowing in from the air pipe 4 passes through the venturi 71. It is configured to be. The first mixer 7A allows the combustion air A flowing in from the air pipe 4 to pass when the electromagnetic valve 62 is closed, while the combustion air flowing in from the air pipe 4 when the electromagnetic valve 62 is open. A is mixed with the auxiliary fuel gas F2 flowing in from the auxiliary fuel pipe 6 to create a first air-fuel mixture M1.

図1に示すごとく、本例の主燃料供給系は、主燃料ガスF1が供給される主燃料配管5と、主燃料配管5に設けたスロットルバルブ51と、第1ミキサー7Aから流入する第1混合気M1に、主燃料配管5からスロットルバルブ51による流量調整後の主燃料ガスF1を混合して第2混合気M2を作り出す第2ミキサー7Bとを有している。
また、第2ミキサー7Bの下流側には、ガスエンジン2からの排ガスGを利用し第2ミキサー7Bから流入する第2混合気M2を圧縮して圧縮混合気M3を作り出す過給機3と、過給機3から流入する圧縮混合気M3を複数の気筒21へ分岐させて供給する吸気マニホールド22とが接続してある。また、発電システム1は、電子制御ユニット等の制御コンピュータ8によって制御可能であり、スロットルバルブ51の開度は、制御コンピュータ8によって、発電機11の発電出力が目標出力になるよう制御される。
As shown in FIG. 1, the main fuel supply system of this example includes a main fuel pipe 5 to which the main fuel gas F1 is supplied, a throttle valve 51 provided in the main fuel pipe 5, and a first mixer 7A that flows in from the first mixer 7A. The air-fuel mixture M1 has a second mixer 7B that mixes the main fuel gas F1 whose flow rate is adjusted by the throttle valve 51 from the main fuel pipe 5 to produce the second air-fuel mixture M2.
Further, on the downstream side of the second mixer 7B, a supercharger 3 that compresses the second air-fuel mixture M2 flowing from the second mixer 7B using the exhaust gas G from the gas engine 2 to produce a compressed air-fuel mixture M3, An intake manifold 22 for connecting the compressed mixture M3 flowing from the supercharger 3 to the plurality of cylinders 21 is connected. The power generation system 1 can be controlled by a control computer 8 such as an electronic control unit, and the opening degree of the throttle valve 51 is controlled by the control computer 8 so that the power generation output of the generator 11 becomes a target output.

また、発電機11は、商用電源100と系統連系を行って発電を行うよう構成してあり、発電システム1は、発電機11の発電出力を商用電源100と系統連系させたときに、発電機11に負荷101が加えられるよう構成してある。
図3に示すごとく、本例の発電システム1の制御方法において、発電システム1を始動する際には、電磁弁62を閉じて主燃料ガスF1を用いた主燃料単独運転を開始する始動ステップ(ステップS101)と、電磁弁62を開けてガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始して、主燃料ガスF1と副燃料ガスF2とを用いた2燃料混焼運転を開始する副燃料供給開始ステップ(S102)と、発電機11の商用電源100との系統連系を開始する系統連系開始ステップ(S103)とを順次行う。また、発電システム1を停止する際には、発電機11の商用電源100との系統連系を遮断する系統連系遮断ステップ(S107)と、電磁弁62を閉じてガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を遮断する副燃料供給遮断ステップ(S108)とを順次行う。
Further, the generator 11 is configured to generate power by performing grid connection with the commercial power source 100. When the power generation system 1 links the power generation output of the generator 11 with the commercial power source 100, A load 101 is applied to the generator 11.
As shown in FIG. 3, in the control method of the power generation system 1 of this example, when starting the power generation system 1, a start step (starting the main fuel single operation using the main fuel gas F <b> 1 by closing the solenoid valve 62). In step S101), the electromagnetic valve 62 is opened to start the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2, and the auxiliary fuel supply for starting the dual fuel co-firing operation using the main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2 is started. A start step (S102) and a grid interconnection start step (S103) for starting grid interconnection with the commercial power source 100 of the generator 11 are sequentially performed. Further, when stopping the power generation system 1, a grid connection disconnecting step (S <b> 107) for disconnecting the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11, and closing the electromagnetic valve 62 to supply the auxiliary fuel to the gas engine 2. The auxiliary fuel supply cutoff step (S108) for cutting off the supply of the gas F2 is sequentially performed.

以下に、本例の発電システム1の制御方法につき、図1〜図3と共に詳説する。
本例においては、図1に示すごとく、ガスエンジン2において2燃料混焼運転を行い、発電システム1を運転する際には、制御コンピュータ8により発電機11の目標出力に応じてスロットルバルブ51の開度を調整して、第2ミキサー7Bへの主燃料ガスF1の流入量が決定されると共に、ガスエンジン2の出力に応じて過給機3の回転数が変化し、過給機3の回転数に応じて第1ミキサー7Aへの燃焼用空気Aの流入量が決定され、かつ燃焼用空気Aの流入量に応じて第1ミキサー7Aへの副燃料ガスF2の流入量が決定される。
Below, it demonstrates in full detail with the control method of the electric power generation system 1 of this example with FIGS. 1-3.
In this example, as shown in FIG. 1, when the gas engine 2 performs the dual fuel mixed operation and operates the power generation system 1, the control computer 8 opens the throttle valve 51 according to the target output of the generator 11. The amount of the main fuel gas F1 flowing into the second mixer 7B is determined by adjusting the degree, and the rotation speed of the supercharger 3 changes according to the output of the gas engine 2 to rotate the supercharger 3. The inflow amount of the combustion air A to the first mixer 7A is determined according to the number, and the inflow amount of the auxiliary fuel gas F2 to the first mixer 7A is determined according to the inflow amount of the combustion air A.

そして、発電システム1においては、制御コンピュータ8により発電機11の目標出力に応じてスロットルバルブ51の開度を調整することにより、副燃料ガスF2だけでは不足する目標出力を出すために必要な熱量を、主燃料ガスF1によって補い、ガスエンジン2への主燃料ガスF1と副燃料ガスF2との合計供給流量に対する副燃料ガスF2の供給流量の割合を、初期設定した割合以下に保つことができる。   In the power generation system 1, the control computer 8 adjusts the opening of the throttle valve 51 according to the target output of the generator 11, so that the amount of heat necessary for producing a target output that is insufficient only with the auxiliary fuel gas F <b> 2. Is supplemented by the main fuel gas F1, and the ratio of the supply flow rate of the auxiliary fuel gas F2 to the total supply flow rate of the main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 can be kept below the initially set ratio. .

図1に示すごとく、本例の発電機11は、商用電源100と系統連系を行ったときには、商用電源100の周波数(50Hz又は60Hz)と同期する一定の回転速度で発電を行うよう構成されている。また、発電機11は、商用電源100と同じ電圧及び周波数で発電を行うよう構成されている。
本例の制御コンピュータ8は、発電機11の発電出力を電力計81によって測定し、この発電出力が目標出力になるようスロットルバルブ51の開度を調整して、フィードバック制御を行うよう構成してある。なお、制御コンピュータ8は、ガスエンジン2の回転数が目標回転数になるようスロットルバルブ51の開度を調整することもできる。
As shown in FIG. 1, the generator 11 of this example is configured to generate power at a constant rotational speed synchronized with the frequency (50 Hz or 60 Hz) of the commercial power source 100 when the grid connection with the commercial power source 100 is performed. ing. The generator 11 is configured to generate power at the same voltage and frequency as the commercial power supply 100.
The control computer 8 of this example is configured to perform feedback control by measuring the power generation output of the generator 11 with a wattmeter 81 and adjusting the opening of the throttle valve 51 so that this power generation output becomes the target output. is there. The control computer 8 can also adjust the opening degree of the throttle valve 51 so that the rotational speed of the gas engine 2 becomes the target rotational speed.

同図に示すごとく、本例の過給機3は、ガスエンジン2から排気される排ガスGのエネルギーを利用して作動する排ガス過給機3である。この排ガス過給機3は、ガスエンジン2の複数の気筒21における排気口を集結した排気マニホールド23内を通過する排ガスGによって回転するタービンホイール31と、このタービンホイール31の同軸上に連結し、タービンホイール31の回転を受けて回転するコンプレッサホイール32とを有して構成されている。そして、第2ミキサー7Bから過給機3へ送られた第2混合気M2は、コンプレッサホイール32によって圧縮混合気M3とされて、ガスエンジン2へ供給される。
本例のスロットルバルブ51は、制御コンピュータ8からの指令を受け、主燃料ガスF1を通過させる通過口に配設したバルブ本体511を、アクチュエータ512によって動作させて、上記通過口の開度を調整するよう構成されている。
As shown in the figure, the supercharger 3 of this example is an exhaust gas supercharger 3 that operates using the energy of the exhaust gas G exhausted from the gas engine 2. The exhaust gas supercharger 3 is connected to a turbine wheel 31 rotated by exhaust gas G passing through an exhaust manifold 23 in which exhaust ports of a plurality of cylinders 21 of the gas engine 2 are gathered, and the turbine wheel 31 on the same axis. The compressor wheel 32 is configured to rotate in response to the rotation of the turbine wheel 31. Then, the second air-fuel mixture M <b> 2 sent from the second mixer 7 </ b> B to the supercharger 3 is converted into a compressed air-fuel mixture M <b> 3 by the compressor wheel 32 and supplied to the gas engine 2.
The throttle valve 51 of this example receives a command from the control computer 8 and operates the valve body 511 disposed at the passage port through which the main fuel gas F1 passes to operate the actuator 512 to adjust the opening degree of the passage port. It is configured to

図2に示すごとく、本例の第1ミキサー7Aは、メイン通路70内にベンチュリー71を設け、このベンチュリー71におけるスロート部(絞り部)711の外周に、サブ通路72における複数の先端開口穴721を開口させて構成したものである。そして、メイン通路70内におけるベンチュリー71を燃焼用空気Aが通過すると、ベンチュリー71におけるスロート部711が負圧になり、この負圧による吸引力によってサブ通路72からメイン通路70内へ副燃料ガスF2を吸引することができる。
また、本例の第2ミキサー7Bも、第1ミキサー7Aと同様の構成を有しており、メイン通路70を通過する第1混合気M1に主燃料ガスF1を混合するよう構成されている。
As shown in FIG. 2, the first mixer 7 </ b> A of this example is provided with a venturi 71 in the main passage 70, and a plurality of tip opening holes 721 in the sub-passage 72 on the outer periphery of the throat portion (throttle portion) 711 in the venturi 71. Is configured to open. Then, when the combustion air A passes through the venturi 71 in the main passage 70, the throat portion 711 in the venturi 71 becomes negative pressure, and the auxiliary fuel gas F2 enters the main passage 70 from the sub passage 72 by the suction force due to the negative pressure. Can be aspirated.
The second mixer 7B of this example also has the same configuration as the first mixer 7A, and is configured to mix the main fuel gas F1 with the first air-fuel mixture M1 passing through the main passage 70.

また、図1に示すごとく、第1ミキサー7A、第2ミキサー7B、及び過給機3のコンプレッサホイール32は、吸気配管12によって接続してある。
また、本例の副燃料配管6には、圧力レギュレータ61の下流側に、副燃料配管6を開閉することができる電磁弁62が設けてある。この電磁弁62は、他の制御コンピュータ等によって動作可能であり、ガスエンジン2において、主燃料ガスF1と副燃料ガスF2とを用いて混焼させて運転を行う際には、常時、副燃料配管6を開けた状態にあり、ガスエンジン2において、主燃料ガスF1のみを燃焼させて運転を行う際には、副燃料配管6を閉じるよう構成してある。
Further, as shown in FIG. 1, the first mixer 7 </ b> A, the second mixer 7 </ b> B, and the compressor wheel 32 of the supercharger 3 are connected by the intake pipe 12.
Further, the auxiliary fuel pipe 6 of this example is provided with an electromagnetic valve 62 that can open and close the auxiliary fuel pipe 6 on the downstream side of the pressure regulator 61. The electromagnetic valve 62 can be operated by another control computer or the like. When the gas engine 2 is operated by cofiring with the main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2, the auxiliary fuel pipe is always operated. When the gas engine 2 is operated by burning only the main fuel gas F1, the auxiliary fuel pipe 6 is closed.

同図に示すごとく、本例においては、空気配管4は大気に開放されており、副燃料配管6は、バイオガス等の副燃料ガスF2が生成又は貯蔵されたタンク(図示略)に接続されている。また、圧力レギュレータ61による副燃料ガスF2の設定圧力は、ほぼ大気圧となるよう設定してある。
空気配管4の入口部には、ガスエンジン2への異物混入を防止するためのエアフィルター41が配設してある。そして、発電システム1を長期間稼働させる際には、空気配管4におけるエアフィルター41の下流側においては、エアフィルター41に生じた詰まりによって大気圧よりも若干負圧になっている。
As shown in the figure, in this example, the air pipe 4 is open to the atmosphere, and the auxiliary fuel pipe 6 is connected to a tank (not shown) in which the auxiliary fuel gas F2 such as biogas is generated or stored. ing. The set pressure of the auxiliary fuel gas F2 by the pressure regulator 61 is set to be almost atmospheric pressure.
An air filter 41 for preventing foreign matter from entering the gas engine 2 is disposed at the inlet of the air pipe 4. When the power generation system 1 is operated for a long period of time, on the downstream side of the air filter 41 in the air pipe 4, the negative pressure is slightly lower than the atmospheric pressure due to clogging generated in the air filter 41.

図1に示すごとく、本例の圧力レギュレータ61は、その設定圧力を調整するパイロット部611が、配管612によって空気配管4におけるエアフィルター41の配設位置よりも下流側であって、第1ミキサー7Aよりも上流側に接続してある。そして、圧力レギュレータ61は、空気配管4におけるエアフィルター41の下流側の燃焼用空気Aの圧力が低下したときには、この圧力の低下に応じて設定圧力を低く補正するよう構成してある。   As shown in FIG. 1, in the pressure regulator 61 of this example, the pilot section 611 that adjusts the set pressure is downstream of the air filter 41 in the air pipe 4 by the pipe 612, and the first mixer It is connected upstream of 7A. The pressure regulator 61 is configured to correct the set pressure to be low according to the decrease in the pressure of the combustion air A downstream of the air filter 41 in the air pipe 4.

具体的には、発電システム1を長期間稼働させる際に、エアフィルター41に詰まりが生じたときには、エアフィルター41における圧損の増加により、エアフィルター41の下流側における燃焼用空気Aの圧力が若干低下するものの、この圧力の若干の低下に応じて、圧力レギュレータ61の設定圧力も若干低く補正される。これにより、圧力レギュレータ61の設定圧力がエアフィルター41の下流側における燃焼用空気Aの圧力よりも相対的に高くなってしまうことが抑制され、第1ミキサー7Aへの副燃料ガスF2の流入量が若干増加してしまうことを抑制することができる。そのため、発電システム1を長期的に稼働させる際に、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給流量が若干増加してしまうことを抑制することができる。   Specifically, when the air filter 41 is clogged when the power generation system 1 is operated for a long period of time, the pressure of the combustion air A on the downstream side of the air filter 41 is slightly increased due to an increase in pressure loss in the air filter 41. Although the pressure decreases, the set pressure of the pressure regulator 61 is corrected to be slightly lower according to the slight decrease in the pressure. Thereby, it is suppressed that the set pressure of the pressure regulator 61 becomes relatively higher than the pressure of the combustion air A on the downstream side of the air filter 41, and the inflow amount of the auxiliary fuel gas F2 to the first mixer 7A. Can be suppressed from increasing slightly. Therefore, when the power generation system 1 is operated for a long period, it is possible to suppress a slight increase in the supply flow rate of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2.

また、発電システム1の運転前においては、圧力レギュレータ61の設定圧力を所定の値に設定することにより、第1ミキサー7Aへの副燃料ガスF2の供給圧力が決定される。また、副燃料配管6において、圧力レギュレータ61と電磁弁62との間には、手動のバルブを配設することができる。そして、発電システム1の初期設定時等には、上記手動のバルブを操作して、副燃料ガスF2の流量の調整をしておくことができる。
また、圧力レギュレータ61による副燃料ガスF2の圧力の設定により、副燃料ガスF2中に、水素やブタン等のノッキングを起こしやすいガスが含まれる場合には、ノッキングを回避するために副燃料ガスF2の混合割合を、所定の割合以下に抑えることができる。
In addition, before the operation of the power generation system 1, the supply pressure of the auxiliary fuel gas F2 to the first mixer 7A is determined by setting the set pressure of the pressure regulator 61 to a predetermined value. In the auxiliary fuel pipe 6, a manual valve can be disposed between the pressure regulator 61 and the electromagnetic valve 62. When the power generation system 1 is initially set, the flow rate of the auxiliary fuel gas F2 can be adjusted by operating the manual valve.
Further, when the pressure of the auxiliary fuel gas F2 is set by the pressure regulator 61, when the auxiliary fuel gas F2 contains a gas that easily causes knocking such as hydrogen or butane, the auxiliary fuel gas F2 is used to avoid knocking. The mixing ratio can be suppressed to a predetermined ratio or less.

また、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給熱量は、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給熱量と副燃料ガスF2の供給熱量との合計供給熱量に対して、上記ノッキングを防止できる範囲で決定することができる。また、主燃料ガスF1の供給熱量は、上記合計供給熱量に対して、発電機11における急激な負荷変動に追従できる範囲で決定することができる。そして、副燃料ガスF2の供給熱量を主燃料ガスF1の供給熱量よりも多くしても、ガスエンジン2の運転が可能である。なお、主燃料ガスF1の供給熱量は、上記合計供給熱量に対して、最低でも10%程度は必要と考える。   Further, the amount of heat supplied to the gas engine 2 of the auxiliary fuel gas F2 can prevent the above-described knocking with respect to the total amount of supplied heat of the main fuel gas F1 supplied to the gas engine 2 and the amount of supplied heat of the auxiliary fuel gas F2. Can be determined by range. Further, the supply heat amount of the main fuel gas F1 can be determined within a range that can follow a rapid load fluctuation in the generator 11 with respect to the total supply heat amount. The gas engine 2 can be operated even if the supply heat amount of the auxiliary fuel gas F2 is larger than the supply heat amount of the main fuel gas F1. The supply heat amount of the main fuel gas F1 is considered to be at least about 10% with respect to the total supply heat amount.

本例の発電システム1においては、2燃料混焼運転を行う際に、特別な制御を行うことなく、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給熱量の割合を、常に安定運転ができる所定の割合以下に保つことができる。
具体的には、本例の発電システム1においては、副燃料配管6に設けた圧力レギュレータ61によって、第1ミキサー7Aへの副燃料ガスF2の流入量を調整しておき、ガスエンジン2への主燃料ガスF1と副燃料ガスF2との合計供給流量に対する副燃料ガスF2の供給流量の割合を、ガスエンジン2において安定運転ができる所定の割合を超えない範囲内で初期設定しておく。
In the power generation system 1 of this example, when performing the two-fuel co-firing operation, the ratio of the amount of heat supplied to the gas engine 2 of the auxiliary fuel gas F2 is always set to a predetermined ratio at which stable operation can be performed without performing special control. Can be kept below.
Specifically, in the power generation system 1 of this example, the inflow amount of the auxiliary fuel gas F2 to the first mixer 7A is adjusted by the pressure regulator 61 provided in the auxiliary fuel pipe 6, and The ratio of the supply flow rate of the sub fuel gas F2 to the total supply flow rate of the main fuel gas F1 and the sub fuel gas F2 is initially set within a range that does not exceed a predetermined ratio at which the gas engine 2 can be stably operated.

この初期設定を行うときには、副燃料ガスF2の熱量が最大となる場合を想定し、ガスエンジン2への主燃料ガスF1と副燃料ガスF2との合計供給熱量に対する副燃料ガスF2の供給熱量の割合が、ガスエンジン2において安定運転ができる所定の割合を超えない範囲内で、副燃料ガスF2の供給流量の割合を設定する。
なお、上記初期設定を行うときには、圧力レギュレータ61によって設定圧力に調整し、副燃料配管6に設けた手動バルブの開度を調整して流量の微調整を行うことができる。
When performing this initial setting, it is assumed that the amount of heat of the auxiliary fuel gas F2 is maximized, and the amount of heat supplied to the auxiliary fuel gas F2 with respect to the total amount of supplied heat of the main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is set. The ratio of the supply flow rate of the auxiliary fuel gas F2 is set within a range in which the ratio does not exceed a predetermined ratio at which stable operation can be performed in the gas engine 2.
When performing the initial setting, the flow rate can be finely adjusted by adjusting the set pressure by the pressure regulator 61 and adjusting the opening of the manual valve provided in the auxiliary fuel pipe 6.

本例において、ガスエンジン2において2燃料混焼運転を行い、発電システム1の運転を行う際には、第1ミキサー7Aにおいて、燃焼用空気Aと副燃料ガスF2との第1混合気M1が作り出され、第2ミキサー7Bにおいて、第1混合気M1と主燃料ガスF1との第2混合気M2が作り出される。次いで、過給機3において、第2混合気M2が圧縮されて圧縮混合気M3が作り出され、この圧縮混合気M3が吸気マニホールド22を経由してガスエンジン2における複数の気筒21に供給される。そして、制御コンピュータ8によってスロットルバルブ51の開度を調整して、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給流量を調整することにより、発電機11を目標出力で作動させることができる。   In this example, when the two-fuel mixed combustion operation is performed in the gas engine 2 and the power generation system 1 is operated, the first mixture M1 of the combustion air A and the auxiliary fuel gas F2 is generated in the first mixer 7A. Thus, in the second mixer 7B, a second mixture M2 of the first mixture M1 and the main fuel gas F1 is created. Next, in the supercharger 3, the second mixture M <b> 2 is compressed to produce a compressed mixture M <b> 3, and this compressed mixture M <b> 3 is supplied to the plurality of cylinders 21 in the gas engine 2 via the intake manifold 22. . The generator 11 can be operated at the target output by adjusting the opening of the throttle valve 51 by the control computer 8 and adjusting the supply flow rate of the main fuel gas F1 to the gas engine 2.

本例の発電システム1において、ガスエンジン2の出力を上昇させるときには、制御コンピュータ8からの指令によってスロットルバルブ51の開度が増加し、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給流量が増加する。このとき、ガスエンジン2からの排ガスGの温度が増加することによって、過給機3の膨張仕事が増加し、過給機3の回転数が増加する。これにより、過給機3への第2混合気M2の流入量、第2ミキサー7Bへの第1混合気M1の流入量及び第1ミキサー7Aへの燃焼用空気Aの流入量がそれぞれ増加し、第1ミキサー7Aのベンチュリー71における吸引力が増加することにより、第1ミキサー7Aへの副燃料ガスF2の流入量が増加する。
こうして、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給流量が増加したときには、ガスエンジン2への燃焼用空気A及び副燃料ガスF2の供給流量も増加させることができる。
In the power generation system 1 of this example, when the output of the gas engine 2 is increased, the opening degree of the throttle valve 51 is increased by a command from the control computer 8, and the supply flow rate of the main fuel gas F1 to the gas engine 2 is increased. . At this time, when the temperature of the exhaust gas G from the gas engine 2 increases, the expansion work of the supercharger 3 increases, and the rotational speed of the supercharger 3 increases. Thereby, the inflow amount of the second air-fuel mixture M2 to the supercharger 3, the inflow amount of the first air-fuel mixture M1 to the second mixer 7B, and the inflow amount of the combustion air A to the first mixer 7A are increased. As the suction force in the venturi 71 of the first mixer 7A increases, the inflow amount of the auxiliary fuel gas F2 to the first mixer 7A increases.
Thus, when the supply flow rate of the main fuel gas F1 to the gas engine 2 increases, the supply flow rates of the combustion air A and the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 can also be increased.

一方、ガスエンジン2の出力を低下させるときには、制御コンピュータ8からの指令によってスロットルバルブ51の開度が減少し、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給流量が減少する。このとき、ガスエンジン2からの排ガスGの温度が減少することによって、過給機3の膨張仕事が減少し、過給機3の回転数が減少する。これにより、過給機3への第2混合気M2の流入量、第2ミキサー7Bへの第1混合気M1の流入量及び第1ミキサー7Aへの燃焼用空気Aの流入量がそれぞれ減少し、第1ミキサー7Aのベンチュリー71における吸引力が減少することにより、第1ミキサー7Aへの副燃料ガスF2の流入量が減少する。
こうして、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給流量が減少したときには、ガスエンジン2への燃焼用空気A及び副燃料ガスF2の供給流量も減少させることができる。
On the other hand, when the output of the gas engine 2 is reduced, the opening degree of the throttle valve 51 is reduced by a command from the control computer 8, and the supply flow rate of the main fuel gas F <b> 1 to the gas engine 2 is reduced. At this time, when the temperature of the exhaust gas G from the gas engine 2 decreases, the expansion work of the supercharger 3 decreases, and the rotational speed of the supercharger 3 decreases. Thereby, the inflow amount of the second air-fuel mixture M2 to the supercharger 3, the inflow amount of the first air-fuel mixture M1 to the second mixer 7B, and the inflow amount of the combustion air A to the first mixer 7A are reduced. As the suction force in the venturi 71 of the first mixer 7A decreases, the inflow amount of the auxiliary fuel gas F2 to the first mixer 7A decreases.
Thus, when the supply flow rate of the main fuel gas F1 to the gas engine 2 is reduced, the supply flow rates of the combustion air A and the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 can also be reduced.

そして、本例の発電システム1においては、副燃料ガスF2の組成等が変化し、その熱量が変動したときには、この熱量の変動を主燃料ガスF1の供給流量によって補うことができる。具体的には、副燃料ガスF2の熱量が減少したときには、制御コンピュータ8は、発電機11の発電出力が目標出力になるように、スロットルバルブ51の開度を増加させ、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給流量を増加させることができる。一方、副燃料ガスF2の熱量が増加したときには、制御コンピュータ8は、発電機11の発電出力が目標出力になるように、スロットルバルブ51の開度を減少させ、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給流量を減少させることができる。これにより、本例においては、副燃料ガスF2の熱量の変動を補い、発電機11が目標出力を出すために必要な熱量の燃料ガスを、常時ガスエンジン2へ供給することができる。   In the power generation system 1 of this example, when the composition or the like of the auxiliary fuel gas F2 changes and the amount of heat changes, the change in the amount of heat can be compensated by the supply flow rate of the main fuel gas F1. Specifically, when the amount of heat of the auxiliary fuel gas F2 decreases, the control computer 8 increases the opening of the throttle valve 51 so that the power generation output of the generator 11 becomes the target output, The supply flow rate of the main fuel gas F1 can be increased. On the other hand, when the amount of heat of the auxiliary fuel gas F2 increases, the control computer 8 decreases the opening of the throttle valve 51 so that the power generation output of the generator 11 becomes the target output, and the main fuel gas to the gas engine 2 The supply flow rate of F1 can be reduced. Thereby, in this example, the fuel gas of the calorie | heat amount required in order to make up the fluctuation | variation of the calorie | heat amount of the sub fuel gas F2 and the generator 11 output target output can always be supplied to the gas engine 2. FIG.

また、副燃料配管6から第1ミキサー7Aへ供給される副燃料ガスF2の圧力は、圧力レギュレータ61によって所定の値に設定してあることにより、副燃料ガスF2のタンク等における元圧が変動しても、第1ミキサー7Aへの燃焼用空気Aの流入量に応じて、第1ミキサー7Aへの副燃料ガスF2の流入量を安定して変化させることができる。また、第1ミキサー7Aへの副燃料ガスF2の流入量は、常に第1ミキサー7Aへの燃焼用空気Aの流入量と、圧力レギュレータ61による設定圧力により決定され、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給流量の変化に応じて、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給流量を安定して変化させることができる。   Further, the pressure of the auxiliary fuel gas F2 supplied from the auxiliary fuel pipe 6 to the first mixer 7A is set to a predetermined value by the pressure regulator 61, so that the original pressure of the auxiliary fuel gas F2 in the tank or the like fluctuates. Even so, the inflow amount of the auxiliary fuel gas F2 to the first mixer 7A can be stably changed in accordance with the inflow amount of the combustion air A to the first mixer 7A. The inflow amount of the auxiliary fuel gas F2 to the first mixer 7A is always determined by the inflow amount of the combustion air A to the first mixer 7A and the set pressure by the pressure regulator 61, and the main fuel to the gas engine 2 is determined. The supply flow rate of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 can be stably changed according to the change in the supply flow rate of the gas F1.

これにより、ガスエンジン2への主燃料ガスF1と副燃料ガスF2との合計供給流量に対するガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給流量の割合が、初期設定した割合、すなわちガスエンジン2において安定運転ができる所定の割合を超えないようにすることができる。
また、副燃料ガスF2の熱量が変動した場合、又は発電機11に対する負荷101が変動してガスエンジン2の出力が変動する場合においても、ガスエンジン2への主燃料ガスF1と副燃料ガスF2との合計供給熱量に対する副燃料ガスF2の供給熱量の割合が、ガスエンジン2において安定運転ができる所定の割合を超えないようにすることができる。そのため、2燃料混焼運転を行う際に、ガスエンジン2の運転が不安定になってしまうことを防止することができる。
Thereby, the ratio of the supply flow rate of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 with respect to the total supply flow rate of the main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is stable in the initially set rate, that is, the gas engine 2. It is possible not to exceed a predetermined ratio at which driving is possible.
Even when the amount of heat of the auxiliary fuel gas F2 changes or when the load 101 on the generator 11 changes and the output of the gas engine 2 changes, the main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 also change. Thus, the ratio of the supply heat amount of the auxiliary fuel gas F2 to the total supply heat amount can be prevented from exceeding a predetermined ratio at which the gas engine 2 can be stably operated. Therefore, it is possible to prevent the operation of the gas engine 2 from becoming unstable when the two-fuel mixed combustion operation is performed.

それ故、本例の発電システム1によれば、スロットルバルブ51以外に開度を制御するバルブを用いず、特別な制御を行うことなく、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給熱量の割合を、常に安定運転ができる所定の割合以下に保つことができる。   Therefore, according to the power generation system 1 of this example, the ratio of the amount of heat supplied to the gas engine 2 without using the valve for controlling the opening other than the throttle valve 51 and without performing special control. Can be kept below a predetermined ratio at which stable operation is always possible.

また、本例の発電システム1においては、ガスエンジン2に供給される燃料ガスの熱量に応じて、燃焼用空気Aがガスエンジン2に供給されることになる。そのため、特別な制御を行うことなく、ガスエンジン2における空気比(空気過剰率、すなわち実際に供給した空気量を、理論上、燃料ガスを完全燃焼させるために要する空気量で割った値)をほぼ一定に保つことができる。なお、ガスエンジン2における空気比は、過給機3の特性、燃焼用空気Aの温度等の影響を受けて若干変化することがある。   Further, in the power generation system 1 of this example, the combustion air A is supplied to the gas engine 2 in accordance with the amount of heat of the fuel gas supplied to the gas engine 2. Therefore, without performing special control, the air ratio in the gas engine 2 (the excess air ratio, that is, the value obtained by dividing the actually supplied air amount by the amount of air required for completely burning the fuel gas theoretically). It can be kept almost constant. Note that the air ratio in the gas engine 2 may slightly change under the influence of the characteristics of the supercharger 3, the temperature of the combustion air A, and the like.

また、本例の発電システム1においては、その始動時及び停止時に以下の制御を行って、ガスエンジン2の運転が不安定になることを防止することができる。以下に、発電システム1の制御方法及びその作用効果につき、図3と共に説明する。
具体的には、本例の発電システム1を始動する際には、始動ステップ(図3のステップS101)として、電磁弁62を閉じて主燃料ガスF1を用いた主燃料単独運転を開始する。このとき、発電機11の発電出力は、商用電源100との系統連系を遮断した状態にある。また、主燃料単独運転は、ガスエンジン2(及び発電機11)の回転速度が商用電源100の周波数(50Hz又は60Hz)と同期する略一定の回転速度になるまで行う。そして、発電機11の周波数及び電圧を定格値まで立ち上げる。
Further, in the power generation system 1 of this example, the following control can be performed at the time of starting and stopping to prevent the operation of the gas engine 2 from becoming unstable. Below, the control method of the electric power generation system 1 and its effect are demonstrated with FIG.
Specifically, when starting the power generation system 1 of this example, as a starting step (step S101 in FIG. 3), the solenoid valve 62 is closed and the main fuel single operation using the main fuel gas F1 is started. At this time, the power generation output of the generator 11 is in a state where the grid connection with the commercial power source 100 is cut off. Further, the main fuel single operation is performed until the rotation speed of the gas engine 2 (and the generator 11) reaches a substantially constant rotation speed synchronized with the frequency (50 Hz or 60 Hz) of the commercial power supply 100. And the frequency and voltage of the generator 11 are raised to a rated value.

次いで、副燃料供給開始ステップ(図3のS102)として、電磁弁62を開けてガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始して、主燃料ガスF1と副燃料ガスF2とを用いた2燃料混焼運転を開始する。このとき、発電機11を商用電源100に対して系統連系させていないことにより、発電機11は無負荷状態にある。そのため、発電機11に急激な負荷101が加わって発電機11の発電出力が急激に上昇してしまうことを防止することができる。
また、副燃料ガスF2の供給を開始したときには、ガスエンジン2(及び発電機11)の回転速度が瞬時に上昇し、第1ミキサー7Aへの燃焼用空気Aの吸込量が増加するため、空気比が小さくなる(ガスリッチになる)ことが緩和される。なお、このときには、ガスエンジン2も無負荷状態にあり、ガスエンジン2の回転速度は素早く略一定の回転速度に復帰することができる。
Next, as a secondary fuel supply start step (S102 in FIG. 3), the electromagnetic valve 62 is opened to start the supply of the secondary fuel gas F2 to the gas engine 2, and the main fuel gas F1 and the secondary fuel gas F2 are used. 2. Start the fuel co-firing operation. At this time, since the generator 11 is not grid-connected to the commercial power source 100, the generator 11 is in an unloaded state. Therefore, it is possible to prevent a sudden load 101 from being applied to the generator 11 and the power generation output of the generator 11 from rapidly increasing.
Further, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 is started, the rotational speed of the gas engine 2 (and the generator 11) increases instantaneously and the amount of combustion air A sucked into the first mixer 7A increases. Reducing the ratio (becomes gas rich) is alleviated. At this time, the gas engine 2 is also in a no-load state, and the rotational speed of the gas engine 2 can quickly return to a substantially constant rotational speed.

その後、系統連系開始ステップ(図3のS103)として、発電機11の商用電源100との系統連系を開始する。この系統連系は、上記瞬時に上昇したガスエンジン2の回転速度が略一定の回転速度に復帰した後に開始することができる。これにより、上記2燃料混焼運転が安定した後に、発電機11に負荷101を加えることができ、ガスエンジン2の運転が不安定になってしまうことを防止することができる。   Then, the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 is started as a grid connection start step (S103 in FIG. 3). This grid connection can be started after the instantaneously increased rotational speed of the gas engine 2 returns to a substantially constant rotational speed. Thereby, after the two-fuel mixed combustion operation is stabilized, the load 101 can be applied to the generator 11, and the operation of the gas engine 2 can be prevented from becoming unstable.

そして、上述したように、ガスエンジン2において2燃料混焼運転を行い、発電システム1においては、発電機11の発電出力が、この発電機11に対する負荷101を駆動するための目標出力になるよう負荷追従運転を行うことができる(図3のS104)。次いで、発電システム1の管理コンピュータからスロットルバルブ51を制御する制御コンピュータ8に停止信号が送られたときには(図3のS105)、制御コンピュータ8は、スロットルバルブ51の開度を減少させて発電出力を低下させる(図3のS106)。   As described above, the two-fuel co-firing operation is performed in the gas engine 2, and in the power generation system 1, the load is generated so that the power generation output of the power generator 11 becomes a target output for driving the load 101 for the power generator 11. Follow-up operation can be performed (S104 in FIG. 3). Next, when a stop signal is sent from the management computer of the power generation system 1 to the control computer 8 that controls the throttle valve 51 (S105 in FIG. 3), the control computer 8 decreases the opening of the throttle valve 51 to generate power output. (S106 in FIG. 3).

その後、本例の発電システム1を停止する際には、系統連系遮断ステップ(図3のS107)として、発電機11の商用電源100との系統連系を遮断する。次いで、副燃料供給遮断ステップ(図3のS108)として、電磁弁62を閉じてガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を遮断する。この副燃料ガスF2の供給の遮断は、発電機11に対する負荷状態がほぼ無負荷になった後に行うことができる。そのため、発電機11に対する負荷101が急激になくなって発電機11の発電出力が急激に低下してしまうことを防止することができる。   Then, when stopping the power generation system 1 of this example, the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 is shut off as a grid connection cutoff step (S107 in FIG. 3). Next, as the auxiliary fuel supply cutoff step (S108 in FIG. 3), the electromagnetic valve 62 is closed to interrupt the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2. The supply of the auxiliary fuel gas F2 can be shut off after the load on the generator 11 becomes almost unloaded. Therefore, it can prevent that the load 101 with respect to the generator 11 lose | disappears rapidly, and the electric power generation output of the generator 11 falls rapidly.

また、副燃料ガスF2の供給を遮断したときには、ガスエンジン2(及び発電機11)の回転速度が瞬時に低下し、第1ミキサー7Aへの燃焼用空気Aの吸込量が減少するため、空気比が大きくなる(ガスリーンになる)ことが緩和される。そのため、ガスエンジン2の運転が不安定になってしまうことを防止することができる。
また、本例においては、スロットルバルブ51以外に開度を制御するバルブを用いる必要がなく、発電システム1の機械的及び電気的構造が簡単であり、その制御が容易である。
Further, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 is cut off, the rotational speed of the gas engine 2 (and the generator 11) is instantaneously reduced, and the amount of combustion air A sucked into the first mixer 7A is reduced. The increase in ratio (becomes gas lean) is alleviated. Therefore, it is possible to prevent the operation of the gas engine 2 from becoming unstable.
In this example, it is not necessary to use a valve for controlling the opening other than the throttle valve 51, the mechanical and electrical structure of the power generation system 1 is simple, and the control is easy.

それ故、本例の発電システム1の制御方法によれば、主燃料ガスF1と副燃料ガスF2とを用いてガスエンジン2を運転し、発電機11を商用電源100と系統連系させる場合に、特別な制御を行うことなく、ガスエンジン2を安定して運転することができる。   Therefore, according to the control method of the power generation system 1 of this example, when the gas engine 2 is operated using the main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2, and the generator 11 is connected to the commercial power source 100, The gas engine 2 can be stably operated without performing special control.

(実施例2)
本例は、図4に示すごとく、燃焼用空気Aと主燃料ガスF1とを混合した第1混合気M1に、副燃料ガスF2を混合して第2混合気M2を作り出すよう構成した例である。
本例の発電システム1も、都市ガス等の主燃料ガスF1をガスエンジン2へ供給する主燃料供給系と、バイオガス等の副燃料ガスF2をガスエンジン2へ供給する副燃料供給系とを有している。
(Example 2)
In this example, as shown in FIG. 4, the first mixture M1 obtained by mixing the combustion air A and the main fuel gas F1 is mixed with the auxiliary fuel gas F2 to create the second mixture M2. is there.
The power generation system 1 of this example also includes a main fuel supply system that supplies the main fuel gas F1 such as city gas to the gas engine 2 and an auxiliary fuel supply system that supplies the sub fuel gas F2 such as biogas to the gas engine 2. Have.

同図に示すごとく、本例の主燃料供給系は、燃焼用空気Aが供給される空気配管4と、主燃料ガスF1が供給される主燃料配管5と、主燃料配管5に設けたスロットルバルブ51と、空気配管4から流入する燃焼用空気Aに主燃料配管5からスロットルバルブ51による流量調整後の主燃料ガスF1を混合して第1混合気M1を作り出す第1ミキサー7Aとを有している。   As shown in the figure, the main fuel supply system of this example includes an air pipe 4 to which combustion air A is supplied, a main fuel pipe 5 to which main fuel gas F1 is supplied, and a throttle provided in the main fuel pipe 5. A valve 51 and a first mixer 7A that mixes the combustion fuel A flowing in from the air pipe 4 with the main fuel gas F1 whose flow rate is adjusted by the throttle valve 51 from the main fuel pipe 5 to produce the first mixture M1. is doing.

本例の副燃料供給系は、バイオガス等の副燃料ガスF2が供給される副燃料配管6と、副燃料配管6に設けた圧力レギュレータ61及び電磁弁62と、第1ミキサー7Aから流入する第1混合気M1に副燃料配管6から流入する副燃料ガスF2を混合して第2混合気M2を作り出す第2ミキサー7Bとを有している。   The auxiliary fuel supply system of this example flows in from the auxiliary fuel pipe 6 to which the auxiliary fuel gas F2 such as biogas is supplied, the pressure regulator 61 and the electromagnetic valve 62 provided in the auxiliary fuel pipe 6, and the first mixer 7A. A second mixer 7B that mixes the first fuel mixture M1 with the auxiliary fuel gas F2 flowing from the auxiliary fuel pipe 6 to produce the second gas mixture M2.

第2ミキサー7Bは、第1ミキサー7Aから流入する第1混合気M1がベンチュリー71を通過する際に生じる吸引力に応じて、副燃料配管6から圧力レギュレータ61による圧力設定後の副燃料ガスF2が吸引されるよう構成されている。また、第2ミキサー7Bは、電磁弁62が閉じているときには、第1ミキサー7Aから流入する第1混合気M1を通過させる一方、電磁弁62が開いているときには、第1ミキサー7Aから流入する第1混合気M1に、副燃料配管6から流入する副燃料ガスF2を混合して、第2混合気M2を作り出すよう構成されている。
また、本例の圧力レギュレータ61は、その設定圧力を調整するパイロット部611が、配管612によって第1ミキサー7Aと第2ミキサー7Bとを接続する吸気配管12に接続してある。
The second mixer 7B has a sub fuel gas F2 after the pressure is set by the pressure regulator 61 from the sub fuel pipe 6 according to the suction force generated when the first air-fuel mixture M1 flowing from the first mixer 7A passes through the venturi 71. Is configured to be sucked. The second mixer 7B allows the first air-fuel mixture M1 flowing from the first mixer 7A to pass when the electromagnetic valve 62 is closed, while flowing from the first mixer 7A when the electromagnetic valve 62 is open. The first fuel mixture M1 is mixed with the auxiliary fuel gas F2 flowing from the auxiliary fuel pipe 6 so as to produce the second gas mixture M2.
Further, in the pressure regulator 61 of this example, a pilot section 611 that adjusts the set pressure is connected to the intake pipe 12 that connects the first mixer 7A and the second mixer 7B by a pipe 612.

本例において、ガスエンジン2における2燃料混焼運転を行い、発電システム1の負荷追従運転を行う際には、第1ミキサー7Aにおいて、燃焼用空気Aと主燃料ガスF1との第1混合気M1が作り出され、第2ミキサー7Bにおいて、第1混合気M1と副燃料ガスF2との第2混合気M2が作り出される。次いで、過給機3において、第2混合気M2が圧縮されて圧縮混合気M3が作り出され、この圧縮混合気M3が吸気マニホールド22を経由してガスエンジン2における複数の気筒21に供給される。   In this example, when the two-fuel mixed combustion operation in the gas engine 2 is performed and the load following operation of the power generation system 1 is performed, the first mixture M1 of the combustion air A and the main fuel gas F1 is performed in the first mixer 7A. In the second mixer 7B, a second mixture M2 of the first mixture M1 and the auxiliary fuel gas F2 is produced. Next, in the supercharger 3, the second mixture M <b> 2 is compressed to produce a compressed mixture M <b> 3, and this compressed mixture M <b> 3 is supplied to the plurality of cylinders 21 in the gas engine 2 via the intake manifold 22. .

また、本例の発電システム1においては、制御コンピュータ8により発電機11の目標出力に応じてスロットルバルブ51の開度を制御して、第1ミキサー7Aへの主燃料ガスF1の流入量が決定されると共に、ガスエンジン2の出力に応じて過給機3の回転数が変化し、過給機3の回転数に応じて第1ミキサー7Aへの燃焼用空気Aの流入量が決定され、かつ燃焼用空気Aの流入量に応じて第2ミキサー7Bへの副燃料ガスF2の流入量が決定される。こうして、制御コンピュータ8によってスロットルバルブ51の開度を調整して、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給流量を調整することにより、発電機11を目標出力で作動させることができる。   In the power generation system 1 of this example, the control computer 8 controls the opening degree of the throttle valve 51 according to the target output of the generator 11 to determine the amount of inflow of the main fuel gas F1 into the first mixer 7A. At the same time, the rotational speed of the supercharger 3 changes according to the output of the gas engine 2, and the inflow amount of the combustion air A to the first mixer 7A is determined according to the rotational speed of the supercharger 3, Further, the inflow amount of the auxiliary fuel gas F2 to the second mixer 7B is determined according to the inflow amount of the combustion air A. Thus, the generator 11 can be operated at the target output by adjusting the opening of the throttle valve 51 by the control computer 8 and adjusting the supply flow rate of the main fuel gas F1 to the gas engine 2.

また、本例の発電機11も、商用電源100と系統連系を行って発電を行うよう構成してあり、発電システム1は、発電機11の発電出力を商用電源100と系統連系させたときに、発電機11に負荷101が加えられるよう構成してある。
また、本例の発電システム1の制御方法においても、上記実施例1と同様に、発電システム1を始動する際には、上記始動ステップ、副燃料供給開始ステップ、系統連系開始ステップを順次行い、発電システム1を停止する際には、上記系統連系遮断ステップ、副燃料供給遮断ステップを順次行う。
Moreover, the generator 11 of this example is also configured to generate power by performing grid connection with the commercial power source 100, and the power generation system 1 links the power generation output of the generator 11 with the commercial power source 100. Sometimes, a load 101 is applied to the generator 11.
Also in the control method of the power generation system 1 of this example, when starting the power generation system 1 as in the first embodiment, the start step, the auxiliary fuel supply start step, and the grid interconnection start step are sequentially performed. When the power generation system 1 is stopped, the grid interconnection cutoff step and the auxiliary fuel supply cutoff step are sequentially performed.

それ故、本例の発電システム1の制御方法によっても、主燃料ガスF1と副燃料ガスF2とを用いてガスエンジン2を運転し、発電機11を商用電源100と系統連系させる場合に、特別な制御を行うことなく、ガスエンジン2を安定して運転することができる。本例においても、その他の構成は上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。   Therefore, even when the gas engine 2 is operated using the main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2 and the generator 11 is connected to the commercial power source 100 by the control method of the power generation system 1 of this example, The gas engine 2 can be stably operated without performing special control. Also in this example, other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

(確認試験)
本確認試験においては、発電システム1を始動する際に、発電機11の商用電源100との系統連系を開始する前に、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始した場合(試験1)と、発電システム1を停止する際に、発電機11の商用電源100との系統連系を遮断した後に、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を遮断した場合(試験2)とについて、ガスエンジン2及び発電機11における運転状況の変化について確認した。
また、比較のために、発電システム1を始動する際に、発電機11の商用電源100との系統連系を開始した後に、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始した場合(比較試験1)と、発電システム1を停止する際に、発電機11の商用電源100との系統連系を遮断する前に、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を遮断した場合(比較試験2)とについても、ガスエンジン2及び発電機11における運転状況の変化について確認した。
(Confirmation test)
In this confirmation test, when the power generation system 1 is started, the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is started before the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 is started (test 1) and the case where the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is shut off after the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 is shut off when the power generation system 1 is stopped (test 2). About the change of the driving | running state in the gas engine 2 and the generator 11, it confirmed.
For comparison, when the power generation system 1 is started, the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is started after starting the grid connection with the commercial power supply 100 of the generator 11 (comparison) When the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is shut off before the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 is shut off when the test 1) and the power generation system 1 are stopped (comparison test) As for 2), changes in the operating conditions of the gas engine 2 and the generator 11 were also confirmed.

本確認試験においては、発電システム1の始動時及び停止時において、スロットルバルブ51の開度、発電機11の発電出力(電力)、ガスエンジン2(及び発電機11)の回転速度、空気比の変化について測定を行った。
図5、図7、図9、図11は、横軸に時間(秒)をとり、縦軸に、スロットルバルブ51の開度(%)、発電機11の電力、ガスエンジン2の回転速度をとって、発電システム1の始動時又は停止時におけるこれらの変化を示すグラフである。なお、発電機11の電力、ガスエンジン2の回転速度は、いずれも定格値に対する割合(対定格%)で示す。
In this confirmation test, when the power generation system 1 is started and stopped, the opening of the throttle valve 51, the power generation output (electric power) of the generator 11, the rotational speed of the gas engine 2 (and the generator 11), and the air ratio The change was measured.
5, 7, 9, and 11, the horizontal axis represents time (seconds), and the vertical axis represents the opening degree (%) of the throttle valve 51, the power of the generator 11, and the rotational speed of the gas engine 2. FIG. 5 is a graph showing these changes when the power generation system 1 is started or stopped. Note that the electric power of the generator 11 and the rotational speed of the gas engine 2 are both expressed as a percentage of the rated value (vs. rated%).

また、図6、図8、図10、図12は、横軸に時間(秒)をとり、縦軸にガスエンジン2における空気比をとって、発電システム1の始動時又は停止時における空気比の変化を示すグラフである。図5、図6は、試験1について、図7、図8は、試験2について、図9、図10は、比較試験1について、図11、図12は、比較試験2について、それぞれ測定を行った結果を示す。   6, 8, 10, and 12, the horizontal axis represents time (seconds), and the vertical axis represents the air ratio in the gas engine 2, so that the air ratio at the time of starting or stopping the power generation system 1. It is a graph which shows the change of. 5 and FIG. 6 are measured for Test 1, FIG. 7 and FIG. 8 are for Test 2, FIG. 9 and FIG. 10 are for Comparative Test 1, and FIG. 11 and FIG. The results are shown.

試験1について、図5においては、発電機11の商用電源100との系統連系を開始する前において、約30(秒)経過付近で、電磁弁62を開け、副燃料ガスF2の供給を開始している。このとき、スロットルバルブ51の開度が減少し、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給量が減少する。また、このとき、ガスエンジン2の回転速度が瞬間的に若干上昇していることがわかる。そして、これにより、ガスエンジン2における空気比が急激に小さくなる(ガスリッチになる)ことが緩和されていることがわかる。   For test 1, in FIG. 5, before starting grid connection with the commercial power supply 100 of the generator 11, the electromagnetic valve 62 is opened and the supply of the auxiliary fuel gas F2 is started in the vicinity of about 30 (seconds). is doing. At this time, the opening degree of the throttle valve 51 decreases, and the supply amount of the main fuel gas F1 to the gas engine 2 decreases. Further, at this time, it can be seen that the rotational speed of the gas engine 2 slightly increases momentarily. As a result, it can be seen that the air ratio in the gas engine 2 suddenly decreases (becomes rich in gas).

なお、図6において、副燃料ガスF2の供給を開始したときには、空気比が瞬間的に若干小さくなっている(ガスリッチになっている)ことがわかる。ここで、空気比の変化が、副燃料ガスF2の供給開始時期よりも遅れて現れているのは、排ガスGを吸引し、その残存酸素濃度等を測定して空気比を求めているためである。実際には、空気比の変化は、副燃料ガスF2の供給開始時期に現れていると考える。
このように、発電機11の商用電源100との系統連系を開始する前に、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始した場合(試験1)には、ガスエンジン2における空気比の急激な低下がなく、ガスエンジン2の運転が不安定になることを防止できることがわかる。
In FIG. 6, it can be seen that when the supply of the auxiliary fuel gas F2 is started, the air ratio is momentarily slightly reduced (gas rich). Here, the change in the air ratio appears later than the supply start timing of the auxiliary fuel gas F2 because the exhaust gas G is sucked and the residual oxygen concentration is measured to obtain the air ratio. is there. Actually, it is considered that the change in the air ratio appears at the supply start timing of the auxiliary fuel gas F2.
As described above, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is started (test 1) before starting the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11, the air ratio in the gas engine 2 is started. It can be seen that the operation of the gas engine 2 can be prevented from becoming unstable.

試験2について、図7においては、発電機11の商用電源100との系統連系を遮断した後において、約30(秒)経過付近で、電磁弁62を開じ、副燃料ガスF2の供給を遮断している。このとき、スロットルバルブ51の開度が増加し、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給量が増加する。また、このとき、ガスエンジン2の回転速度が瞬間的に若干低下していることがわかる。そして、これにより、ガスエンジン2における空気比が急激に大きくなる(ガスリーンになる)ことが緩和されていることがわかる。   Regarding test 2, in FIG. 7, after the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 is shut off, the electromagnetic valve 62 is opened and the auxiliary fuel gas F2 is supplied in the vicinity of about 30 (seconds). It is shut off. At this time, the opening degree of the throttle valve 51 increases and the supply amount of the main fuel gas F1 to the gas engine 2 increases. Further, at this time, it can be seen that the rotational speed of the gas engine 2 is slightly decreased momentarily. And it turns out that this has eased that the air ratio in gas engine 2 becomes large rapidly (it becomes gas lean).

なお、図8において、副燃料ガスF2の供給を遮断したときには、空気比が瞬間的に若干小さくなっている(ガスリッチになっている)ことがわかる。ここで、空気比の変化が、副燃料ガスF2の供給開始時期よりも遅れて現れているのは、上記と同様の理由による。
このように、発電機11の商用電源100との系統連系を遮断した後に、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を遮断した場合(試験2)には、ガスエンジン2における空気比の急激な上昇がなく、ガスエンジン2の運転が不安定になることを防止できることがわかる。
In FIG. 8, it can be seen that when the supply of the auxiliary fuel gas F2 is cut off, the air ratio is momentarily slightly reduced (gas rich). Here, the change in the air ratio appears later than the supply start timing of the auxiliary fuel gas F2 for the same reason as described above.
As described above, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is cut off after the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 is cut off (test 2), the air ratio of the gas engine 2 is reduced. It can be seen that there is no sudden rise and it is possible to prevent the operation of the gas engine 2 from becoming unstable.

比較試験1について、図9においては、発電機11の商用電源100との系統連系を開始した後において、約30(秒)経過付近で、電磁弁62を開け、副燃料ガスF2の供給を開始している。このとき、スロットルバルブ51の開度が減少し、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給量が減少する。また、このとき、ガスエンジン2の回転速度の変化がほとんどないものの、発電機11の電力が急激に上昇していることがわかる。   Regarding comparative test 1, in FIG. 9, after starting grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11, the electromagnetic valve 62 is opened and the auxiliary fuel gas F2 is supplied in the vicinity of about 30 seconds. Has started. At this time, the opening degree of the throttle valve 51 decreases, and the supply amount of the main fuel gas F1 to the gas engine 2 decreases. Further, at this time, it can be seen that the power of the generator 11 is rapidly increased although there is almost no change in the rotational speed of the gas engine 2.

これにより、図10に示すごとく、副燃料ガスF2の供給を開始したときには、ガスエンジン2における空気比が急激に小さくなっている(ガスリッチになっている)ことがわかる。ここで、空気比の変化が、副燃料ガスF2の供給開始時期よりも遅れて現れているのは、上記と同様の理由による。
このように、発電機11の商用電源100との系統連系を開始した後に、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始した場合(比較試験1)には、ガスエンジン2における空気比の急激な低下があり、ガスエンジン2の運転が不安定になることがわかる。また、ガスエンジン2の運転が安定状態に戻るまでに長い時間を要していることがわかる。
Thus, as shown in FIG. 10, it can be seen that when the supply of the auxiliary fuel gas F2 is started, the air ratio in the gas engine 2 is abruptly decreased (gas rich). Here, the change in the air ratio appears later than the supply start timing of the auxiliary fuel gas F2 for the same reason as described above.
In this way, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is started after starting the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 (comparative test 1), the air ratio in the gas engine 2 is started. It can be seen that the operation of the gas engine 2 becomes unstable. It can also be seen that it takes a long time for the operation of the gas engine 2 to return to a stable state.

比較試験2について、図11においては、発電機11の商用電源100との系統連系を遮断する前において、約30(秒)経過付近で、電磁弁62を開じ、副燃料ガスF2の供給を遮断している。このとき、スロットルバルブ51の開度が増加し、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給量が増加する。また、このとき、ガスエンジン2の回転速度の変化がほとんどないものの、発電機11の電力が急激に低下していることがわかる。   For comparative test 2, in FIG. 11, before the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 is shut off, the electromagnetic valve 62 is opened in the vicinity of about 30 (seconds) to supply the auxiliary fuel gas F2. Is shut off. At this time, the opening degree of the throttle valve 51 increases and the supply amount of the main fuel gas F1 to the gas engine 2 increases. In addition, at this time, it is understood that the power of the generator 11 is drastically reduced although there is almost no change in the rotational speed of the gas engine 2.

これにより、図12に示すごとく、副燃料ガスF2の供給を遮断したときには、ガスエンジン2における空気比が急激に大きくなっている(ガスリーンになっている)ことがわかる。ここで、空気比の変化が、副燃料ガスF2の供給開始時期よりも遅れて現れているのは、上記と同様の理由による。
このように、発電機11の商用電源100との系統連系を遮断する前に、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を遮断した場合(比較試験2)には、ガスエンジン2における空気比の急激な上昇があり、ガスエンジン2の運転が不安定になることがわかる。また、ガスエンジン2の運転が安定状態に戻るまでに長い時間を要していることがわかる。
Accordingly, as shown in FIG. 12, it can be seen that when the supply of the auxiliary fuel gas F2 is cut off, the air ratio in the gas engine 2 is rapidly increased (gas lean). Here, the change in the air ratio appears later than the supply start timing of the auxiliary fuel gas F2 for the same reason as described above.
As described above, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is shut off before the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 (comparative test 2), the air in the gas engine 2 is It can be seen that there is a rapid increase in the ratio and the operation of the gas engine 2 becomes unstable. It can also be seen that it takes a long time for the operation of the gas engine 2 to return to a stable state.

実施例1における、発電システムを示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 実施例1における、第1ミキサーの構造を概略的に示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a structure of a first mixer in the first embodiment. 実施例1における、発電システムの制御方法を示すフローチャート。2 is a flowchart illustrating a method for controlling the power generation system according to the first embodiment. 実施例2における、発電システムを示す説明図。Explanatory drawing which shows the electric power generation system in Example 2. FIG. 確認試験における試験1について、発電システムの始動時におけるスロットルバルブの開度、発電機の電力、ガスエンジンの回転速度の変化を示すグラフ。The graph which shows the opening degree of the throttle valve at the time of starting of a power generation system, the electric power of a generator, and the rotation speed of a gas engine about the test 1 in a confirmation test. 確認試験における試験1について、発電システムの始動時における空気比の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the air ratio at the time of starting of a power generation system about the test 1 in a confirmation test. 確認試験における試験2について、発電システムの停止時におけるスロットルバルブの開度、発電機の電力、ガスエンジンの回転速度の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the opening degree of a throttle valve, the electric power of a generator, and the rotational speed of a gas engine at the time of a stop of a power generation system about test 2 in a confirmation test. 確認試験における試験2について、発電システムの停止時における空気比の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the air ratio at the time of a stop of a power generation system about the test 2 in a confirmation test. 確認試験における比較試験1について、発電システムの始動時におけるスロットルバルブの開度、発電機の電力、ガスエンジンの回転速度の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the opening degree of the throttle valve at the time of starting of a power generation system, the electric power of a generator, and the rotational speed of a gas engine about the comparative test 1 in a confirmation test. 確認試験における比較試験1について、発電システムの始動時における空気比の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the air ratio at the time of starting of a power generation system about the comparative test 1 in a confirmation test. 確認試験における比較試験2について、発電システムの停止時におけるスロットルバルブの開度、発電機の電力、ガスエンジンの回転速度の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the opening degree of a throttle valve, the electric power of a generator, and the rotational speed of a gas engine at the time of a power generation system stop about the comparative test 2 in a confirmation test. 確認試験における比較試験2について、発電システムの停止時における空気比の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the air ratio at the time of a stop of a power generation system about the comparison test 2 in a confirmation test.

符号の説明Explanation of symbols

100 商用電源
101 負荷
1 発電システム
11 発電機
2 ガスエンジン
21 気筒
22 吸気マニホールド
3 過給機
4 空気配管
5 主燃料配管
51 スロットルバルブ
6 副燃料配管
61 圧力レギュレータ
62 電磁弁
7A 第1ミキサー
7B 第2ミキサー
71 ベンチュリー
8 制御コンピュータ
A 燃焼用空気
F1 主燃料ガス
F2 副燃料ガス
M1 第1混合気
M2 第2混合気
M3 圧縮混合気
G 排ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Commercial power supply 101 Load 1 Power generation system 11 Generator 2 Gas engine 21 Cylinder 22 Intake manifold 3 Supercharger 4 Air piping 5 Main fuel piping 51 Throttle valve 6 Sub fuel piping 61 Pressure regulator 62 Solenoid valve 7A 1st mixer 7B 2nd Mixer 71 Venturi 8 Control computer A Combustion air F1 Main fuel gas F2 Sub fuel gas M1 First mixture M2 Second mixture M3 Compressed mixture G Exhaust gas

Claims (4)

複数の気筒を備えたガスエンジンと、
該ガスエンジンの出力によって作動させる発電機と、
燃焼用空気が供給される空気配管と、
バイオガス等の副燃料ガスが供給される副燃料配管と、
該副燃料配管に設けた電磁弁と、
該電磁弁が閉じているときには、上記空気配管から流入する上記燃焼用空気を通過させる一方、上記電磁弁が開いているときには、上記空気配管から流入する上記燃焼用空気に、上記副燃料配管から流入する上記副燃料ガスを混合して、第1混合気を作り出す第1ミキサーと、
主燃料ガスが供給される主燃料配管と、
該主燃料配管に設けたスロットルバルブと、
上記第1ミキサーから流入する上記燃焼用空気又は上記第1混合気に、上記主燃料配管から上記スロットルバルブによる流量調整後の上記主燃料ガスを混合して、第2混合気を作り出す第2ミキサーと、
上記ガスエンジンからの排ガスを利用し、上記第2ミキサーから流入する上記第2混合気を圧縮して、圧縮混合気を作り出す過給機と、
該過給機から流入する上記圧縮混合気を、上記複数の気筒へ分岐させて供給する吸気マニホールドと、
上記発電機の発電出力が目標出力になるよう上記スロットルバルブの開度を調整する制御コンピュータとを有しており、
上記発電機の発電出力を商用電源と系統連系させたときに、当該発電機に負荷が加えられるよう構成した発電システムの制御方法であって、
該発電システムを始動する際には、上記電磁弁を閉じて上記主燃料ガスを用いた主燃料単独運転を開始する始動ステップと、上記電磁弁を開けて上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始して、上記主燃料ガスと上記副燃料ガスとを用いた2燃料混焼運転を開始する副燃料供給開始ステップと、上記発電機の上記商用電源との系統連系を開始する系統連系開始ステップとを順次行い、
上記発電システムを停止する際には、上記発電機の上記商用電源との系統連系を遮断する系統連系遮断ステップと、上記電磁弁を閉じて上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を遮断する副燃料供給遮断ステップとを順次行うことを特徴とする発電システムの制御方法。
A gas engine with multiple cylinders;
A generator operated by the output of the gas engine;
An air pipe to which combustion air is supplied;
An auxiliary fuel pipe to which an auxiliary fuel gas such as biogas is supplied;
A solenoid valve provided in the auxiliary fuel pipe;
When the solenoid valve is closed, the combustion air flowing from the air pipe is allowed to pass therethrough, and when the solenoid valve is open, the combustion air flowing from the air pipe is transferred to the combustion fuel from the auxiliary fuel pipe. A first mixer that mixes the inflowing auxiliary fuel gas to create a first air-fuel mixture;
A main fuel pipe to which main fuel gas is supplied;
A throttle valve provided in the main fuel pipe;
A second mixer for producing a second air-fuel mixture by mixing the combustion air or the first air-fuel mixture flowing in from the first mixer with the main fuel gas whose flow rate is adjusted by the throttle valve from the main fuel pipe. When,
Using the exhaust gas from the gas engine, compressing the second gas mixture flowing in from the second mixer, and creating a compressed gas mixture;
An intake manifold that supplies the compressed air-fuel mixture flowing from the supercharger in a branched manner to the plurality of cylinders;
A control computer that adjusts the opening of the throttle valve so that the power generation output of the generator becomes a target output;
A control method of a power generation system configured to apply a load to the generator when the power generation output of the generator is connected to a commercial power source,
When starting the power generation system, the electromagnetic valve is closed to start a main fuel single operation using the main fuel gas, and the electromagnetic valve is opened to supply the auxiliary fuel gas to the gas engine. A secondary fuel supply start step for starting supply and starting a two-fuel co-firing operation using the main fuel gas and the secondary fuel gas, and a grid connection for starting grid interconnection with the commercial power source of the generator The system start step is sequentially performed,
When stopping the power generation system, a grid connection disconnecting step for disconnecting the grid connection with the commercial power source of the generator, and closing the solenoid valve to supply the auxiliary fuel gas to the gas engine. A control method for a power generation system, wherein a secondary fuel supply cutoff step for shutting off is sequentially performed.
請求項1において、上記副燃料配管には、圧力レギュレータが設けてあり、
上記第1ミキサーにおいては、上記電磁弁が開いているときには、上記空気配管から流入する上記燃焼用空気がベンチュリーを通過する際に生じる吸引力に応じて、上記副燃料配管から上記圧力レギュレータによる圧力設定後の上記副燃料ガスが流入することにより、当該燃焼用空気に当該副燃料ガスを混合して、上記第1混合気を作り出すことを特徴とする発電システムの制御方法。
In Claim 1, the sub fuel pipe is provided with a pressure regulator,
In the first mixer, when the electromagnetic valve is open, the pressure by the pressure regulator from the sub fuel pipe is determined according to the suction force generated when the combustion air flowing from the air pipe passes through the venturi. A control method for a power generation system, characterized in that the first fuel-air mixture is created by mixing the secondary fuel gas into the combustion air when the secondary fuel gas after setting flows in.
複数の気筒を備えたガスエンジンと、
該ガスエンジンの出力によって作動させる発電機と、
燃焼用空気が供給される空気配管と、
主燃料ガスが供給される主燃料配管と、
該主燃料配管に設けたスロットルバルブと、
上記空気配管から流入する上記燃焼用空気に、上記主燃料配管から上記スロットルバルブによる流量調整後の上記主燃料ガスを混合して、第1混合気を作り出す第1ミキサーと、
バイオガス等の副燃料ガスが供給される副燃料配管と、
該副燃料配管に設けた電磁弁と、
該電磁弁が閉じているときには、上記第1ミキサーから流入する上記第1混合気を通過させる一方、上記電磁弁が開いているときには、上記第1ミキサーから流入する上記第1混合気に、上記副燃料配管から流入する上記副燃料ガスを混合して、第2混合気を作り出す第2ミキサーと、
上記ガスエンジンからの排ガスを利用し、上記第2ミキサーから流入する上記第2混合気を圧縮して、圧縮混合気を作り出す過給機と、
該過給機から流入する上記圧縮混合気を、上記複数の気筒へ分岐させて供給する吸気マニホールドと、
上記発電機の発電出力が目標出力になるよう上記スロットルバルブの開度を調整する制御コンピュータとを有しており、
上記発電機の発電出力を商用電源と系統連系させたときに、当該発電機に負荷が加えられるよう構成した発電システムの制御方法であって、
該発電システムを始動する際には、上記電磁弁を閉じて上記主燃料ガスを用いた主燃料単独運転を開始する始動ステップと、上記電磁弁を開けて上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始して、上記主燃料ガスと上記副燃料ガスとを用いた2燃料混焼運転を開始する副燃料供給開始ステップと、上記発電機の上記商用電源との系統連系を開始する系統連系開始ステップとを順次行い、
上記発電システムを停止する際には、上記発電機の上記商用電源との系統連系を遮断する系統連系遮断ステップと、上記電磁弁を閉じて上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を遮断する副燃料供給遮断ステップとを順次行うことを特徴とする発電システムの制御方法。
A gas engine with multiple cylinders;
A generator operated by the output of the gas engine;
An air pipe to which combustion air is supplied;
A main fuel pipe to which main fuel gas is supplied;
A throttle valve provided in the main fuel pipe;
A first mixer for mixing the combustion air flowing in from the air pipe with the main fuel gas after flow adjustment by the throttle valve from the main fuel pipe to create a first air-fuel mixture;
An auxiliary fuel pipe to which an auxiliary fuel gas such as biogas is supplied;
A solenoid valve provided in the auxiliary fuel pipe;
When the electromagnetic valve is closed, the first air-fuel mixture flowing from the first mixer is allowed to pass through, while when the electromagnetic valve is open, the first air-fuel mixture flowing from the first mixer is passed through the first air-fuel mixture. A second mixer that mixes the sub fuel gas flowing in from the sub fuel pipe to create a second gas mixture;
Using the exhaust gas from the gas engine, compressing the second gas mixture flowing in from the second mixer, and creating a compressed gas mixture;
An intake manifold that supplies the compressed air-fuel mixture flowing from the supercharger in a branched manner to the plurality of cylinders;
A control computer that adjusts the opening of the throttle valve so that the power generation output of the generator becomes a target output;
A control method of a power generation system configured to apply a load to the generator when the power generation output of the generator is connected to a commercial power source,
When starting the power generation system, the electromagnetic valve is closed to start a main fuel single operation using the main fuel gas, and the electromagnetic valve is opened to supply the auxiliary fuel gas to the gas engine. A secondary fuel supply start step for starting supply and starting a two-fuel co-firing operation using the main fuel gas and the secondary fuel gas, and a grid connection for starting grid interconnection with the commercial power source of the generator The system start step is sequentially performed,
When stopping the power generation system, a grid connection disconnecting step for disconnecting the grid connection with the commercial power source of the generator, and closing the solenoid valve to supply the auxiliary fuel gas to the gas engine. A control method for a power generation system, wherein a secondary fuel supply cutoff step for shutting off is sequentially performed.
請求項3において、上記副燃料配管には、圧力レギュレータが設けてあり、
上記第2ミキサーにおいては、上記電磁弁が開いているときには、上記第1ミキサーから流入する上記第1混合気がベンチュリーを通過する際に生じる吸引力に応じて、上記副燃料配管から上記圧力レギュレータによる圧力設定後の上記副燃料ガスが流入することにより、当該第1混合気に当該副燃料ガスを混合して、上記第2混合気を作り出すことを特徴とする発電システムの制御方法。
In Claim 3, the sub fuel pipe is provided with a pressure regulator,
In the second mixer, when the solenoid valve is open, the pressure regulator is supplied from the sub fuel pipe according to the suction force generated when the first air-fuel mixture flowing from the first mixer passes through the venturi. A control method for a power generation system, characterized in that the second fuel gas is created by mixing the second fuel gas into the first air-fuel mixture by the inflow of the sub fuel gas after the pressure is set.
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