JP4747132B2 - Power generation system - Google Patents

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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に関する。   The present invention relates to 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、及び都市ガス等の主燃料ガス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, Patent Document 1 discloses a gas engine configured to operate by supplying an air-fuel mixture of an auxiliary fuel gas such as biogas and combustion air and a main fuel gas such as city gas to the gas engine. Has been. 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.

しかしながら、上記2種類の燃料を混焼させてガスエンジンを運転する際に、バイオガス等の副燃料ガスの供給を開始すると、空気比が一時的に小さくなる(ガスリッチになる)と共に、発電機の発電出力が一時的に上昇してしまう。一方、バイオガス等の副燃料ガスの供給を遮断すると、空気比が一時的に大きくなる(ガスリーンになる)と共に、発電機の発電出力が一時的に低下してしまう。そのため、ガスエンジンの出力が不安定になるおそれがある。   However, when the gas engine is operated by co-firing the above two types of fuel, when the supply of the auxiliary fuel gas such as biogas is started, the air ratio is temporarily reduced (gas rich) and the generator The power generation output temporarily increases. On the other hand, when the supply of the auxiliary fuel gas such as biogas is cut off, the air ratio temporarily increases (becomes gas lean) and the power generation output of the generator temporarily decreases. For this reason, the output of the gas engine may become unstable.

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.

なお、特許文献2の燃焼システムにおいては、バーナにおける点火開始時に過大な燃料が流れるのを防止するために、燃料ガスの供給路にガバナを設け、このガバナにおける第1ダイヤフラム室と第2ダイヤフラム室との空気圧を適宜制御することが開示されている。しかしながら、特許文献2は、バーナの燃焼システムにかかる技術であり、2燃料混焼運転を行うガスエンジンの出力を安定させるための技術は何ら開示されていない。   In the combustion system of Patent Document 2, a governor is provided in the fuel gas supply path in order to prevent excessive fuel from flowing at the start of ignition in the burner, and the first diaphragm chamber and the second diaphragm chamber in this governor. And appropriately controlling the air pressure. However, Patent Literature 2 is a technology related to a burner combustion system, and does not disclose any technology for stabilizing the output of a gas engine that performs a dual fuel mixed combustion operation.

特開2005−30302号公報JP 2005-30302 A 特開平9−178166号公報JP-A-9-178166

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、複雑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を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and operates a gas engine using main fuel gas and auxiliary fuel gas, and stably operates the gas engine without performing complicated control. It is intended to provide a power generation system that can.

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、
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圧力レギュレータと、
燃焼用空気が供給される空気配管と、
該空気配管から流入する上記燃焼用空気を通過させることができる一方、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、第1混合気を作り出すことができる第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トローラとを有しており、
上記圧力レギュレータの出口圧力を調整するローディング部は、第1ローディング配管を介して上記第1ミキサーの入口部に接続してあると共に、第2ローディング配管を介して上記第1ミキサーの出口部に接続してあり、
上記第1ローディング配管には、第1電磁弁が設けてあり、上記第2ローディング配管には、第2電磁弁が設けてあり、当該第1電磁弁及び当該第2電磁弁は、運転管理コントローラによって開閉制御が可能であり、
上記ガスエンジンの運転を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じると共に上記第2電磁弁を開けた状態で、上記主燃料ガスを用いて運転を行うよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記第2電磁弁を閉じて上記第1電磁弁を開けることにより、上記第1ミキサーの入口部から上記第1ローディング配管へ上記燃焼用空気を流入させて上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に増加させ、当該圧力レギュレータによる副燃料ガスの出口圧力を上記第1ミキサーの入口部における燃焼用空気の圧力に近づけるよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を停止する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じて上記第2電磁弁を開けることにより、上記第2ローディング配管から上記第1ミキサーの出口部へ上記燃焼用空気を流出させて上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に減少させ、当該圧力レギュレータによる副燃料ガスの出口圧力を上記第1ミキサーの出口部における第1混合気の圧力に近づけるよう構成してあることを特徴とする発電システムにある(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 auxiliary fuel pipe to which an auxiliary fuel gas such as biogas is supplied;
A pressure regulator provided in the auxiliary fuel pipe;
An air pipe to which combustion air is supplied;
While the combustion air flowing from the air pipe can be passed, the pressure regulator is supplied from the sub fuel pipe according to the suction force generated when the combustion air flowing from the air pipe passes through the venturi. A first mixer capable of producing the first air-fuel mixture by mixing the sub fuel gas into the combustion air by the inflow of the sub fuel gas after the pressure is set by
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 controller that adjusts the opening of the throttle valve so that the power generation output of the generator becomes a target output;
The loading section for adjusting the outlet pressure of the pressure regulator is connected to the inlet section of the first mixer via a first loading pipe and connected to the outlet section of the first mixer via a second loading pipe. And
The first loading pipe is provided with a first solenoid valve, the second loading pipe is provided with a second solenoid valve, and the first solenoid valve and the second solenoid valve are operated by an operation management controller. Can be controlled to open and close,
When starting the operation of the gas engine, the operation management controller closes the first electromagnetic valve and opens the second electromagnetic valve so that the operation is performed using the main fuel gas. Yes,
When the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is started, the operation management controller closes the second electromagnetic valve and opens the first electromagnetic valve, thereby opening the first mixer from the inlet of the first mixer. The combustion air is caused to flow into the first loading pipe to gradually increase the pressure at the loading portion of the pressure regulator, and the outlet pressure of the auxiliary fuel gas by the pressure regulator is changed to the combustion air at the inlet portion of the first mixer. It is configured to approach the pressure of
When stopping the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine, the first electromagnetic valve is closed and the second electromagnetic valve is opened by the operation management controller, whereby the first loading pipe is used to open the first electromagnetic valve. The combustion air is caused to flow out to the outlet of the mixer to gradually reduce the pressure in the loading part of the pressure regulator, and the outlet pressure of the auxiliary fuel gas by the pressure regulator is first mixed at the outlet of the first mixer. The power generation system is configured to be close to the pressure of the gas (claim 1).

本発明の発電システムにおいては、2燃料混焼運転を行うガスエンジンへの副燃料ガスの供給の開始時及び停止時の工夫を行っている。
具体的には、副燃料配管に設けた圧力レギュレータのローディング部に、第1ミキサーの入口部に接続した第1ローディング配管と、第1ミキサーの出口部に接続した第2ローディング配管とを接続している。また、第1ローディング配管及び第2ローディング配管には、運転管理コントローラによって開閉動作可能な電磁弁をそれぞれ設けている。
In the power generation system of the present invention, the device is devised at the start and stop of the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine that performs the dual fuel mixed operation.
Specifically, a first loading pipe connected to the inlet part of the first mixer and a second loading pipe connected to the outlet part of the first mixer are connected to the loading part of the pressure regulator provided in the auxiliary fuel pipe. ing. The first loading pipe and the second loading pipe are each provided with an electromagnetic valve that can be opened and closed by an operation management controller.

本発明の発電システムの運転を行う際には、運転管理コントローラによって第1電磁弁を閉じると共に第2電磁弁を開けた状態で、主燃料ガスを用いてガスエンジンの運転を開始する。そして、制御コントローラによるスロットルバルブの開度の調整によって、ガスエンジンの出力が安定するまで、ほとんど主燃料ガスのみを用いてガスエンジンを運転することができる。   When the operation of the power generation system of the present invention is performed, the operation of the gas engine is started using the main fuel gas in a state where the first electromagnetic valve is closed and the second electromagnetic valve is opened by the operation management controller. By adjusting the throttle valve opening by the controller, the gas engine can be operated using almost only the main fuel gas until the output of the gas engine is stabilized.

次いで、運転管理コントローラによって第2電磁弁を閉じて第1電磁弁を開け、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給を開始する。第2電磁弁を閉じるときには、圧力レギュレータのローディング部における圧力は、第1ミキサーの出口部における燃焼用空気の圧力とほぼ同じになっている。そして、第1電磁弁を開けたときには、空気配管を通過する燃焼用空気の一部が、第1ローディング配管を経由して圧力レギュレータのローディング部へ徐々に流入する。   Next, the operation management controller closes the second electromagnetic valve and opens the first electromagnetic valve, and starts supplying the auxiliary fuel gas to the gas engine. When the second solenoid valve is closed, the pressure at the loading portion of the pressure regulator is substantially the same as the pressure of the combustion air at the outlet of the first mixer. When the first solenoid valve is opened, a part of the combustion air passing through the air pipe gradually flows into the pressure regulator loading section via the first loading pipe.

これにより、圧力レギュレータのローディング部における圧力(ローディング圧力)が徐々に増加し、圧力レギュレータによる副燃料ガスの出口圧力(圧力レギュレータの出口部における副燃料ガスの圧力)は、第1ミキサーの入口部における燃焼用空気の圧力になるよう徐々に増加する。そのため、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給量を徐々に増加させることができ、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給を開始する際に、ガスエンジンにおける供給熱量が急激に増加することを防止することができる。また、ガスエンジンにおいて、空気比が一時的に小さくなる(ガスリッチになる)ことを防止することができる。したがって、発電機の発電出力が一時的に激しく上昇してしまうことを防止することができ、しいてはNOx濃度の急激な増加を防止することもできる。   As a result, the pressure (loading pressure) at the loading portion of the pressure regulator gradually increases, and the outlet pressure of the auxiliary fuel gas by the pressure regulator (the pressure of the auxiliary fuel gas at the outlet portion of the pressure regulator) becomes the inlet portion of the first mixer. Gradually increase to the pressure of the combustion air at. Therefore, the supply amount of the auxiliary fuel gas to the gas engine can be gradually increased, and when the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is started, the supply heat amount in the gas engine is prevented from rapidly increasing. be able to. Further, in the gas engine, it is possible to prevent the air ratio from becoming temporarily small (gas rich). Therefore, it is possible to prevent the power generation output of the generator from temporarily rising sharply and to prevent a rapid increase in the NOx concentration.

なお、本方式の発電システムによらずに、従来の副燃料ガスの投入を急激に開始する場合には、以下のようにしてNOx濃度が増加すると考える。
すなわち、副燃料ガスの投入を急激に行うと、ガスエンジンにおいて副燃料ガスによる熱量が増加する。このとき、スロットルバルブにより主燃料ガスの供給量を絞る制御が働くものの、この制御に遅れがあるため、一時的に、燃料供給量の総和(主燃料ガスと副燃料ガスとの合計供給量)に対し、燃焼用空気の供給量が不足状態となり、ガスリッチになる。よって、従来の副燃料ガスの投入を急激に開始する場合には、ガスエンジンにおいて、NOx濃度が増加してしまうと考える。
In addition, it is considered that the NOx concentration increases in the following manner when the introduction of the conventional auxiliary fuel gas is suddenly started without using the power generation system of this method.
That is, if the auxiliary fuel gas is rapidly charged, the amount of heat generated by the auxiliary fuel gas in the gas engine increases. At this time, although the control for reducing the supply amount of the main fuel gas by the throttle valve works, since this control is delayed, the total amount of the fuel supply amount (the total supply amount of the main fuel gas and the auxiliary fuel gas) is temporarily On the other hand, the supply amount of combustion air becomes insufficient, resulting in gas richness. Therefore, it is considered that the NOx concentration increases in the gas engine when the conventional injection of the auxiliary fuel gas is suddenly started.

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、制御コントローラ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 controller and adjusting the supply flow rate of the main fuel gas to the gas engine.

その後、運転管理コントローラによって第1電磁弁を閉じて第2電磁弁を開けることにより、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給の停止を開始する。第1電磁弁を閉じるときには、圧力レギュレータのローディング部における圧力(ローディング圧力)は、第1ミキサーの入口部における燃焼用空気の圧力とほぼ同じになっている。そして、第2電磁弁を開けたときには、圧力レギュレータのローディング部に存在する燃焼用空気の一部が、第2ローディング配管を経由して第1ミキサーの出口部へ徐々に流出する。   Thereafter, the operation management controller closes the first solenoid valve and opens the second solenoid valve, thereby starting to stop the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine. When the first solenoid valve is closed, the pressure (loading pressure) at the loading portion of the pressure regulator is substantially the same as the pressure of the combustion air at the inlet portion of the first mixer. When the second electromagnetic valve is opened, a part of the combustion air existing in the loading part of the pressure regulator gradually flows out to the outlet part of the first mixer via the second loading pipe.

これにより、圧力レギュレータのローディング部における圧力が徐々に減少し、圧力レギュレータによる副燃料ガスの出口圧力は、第1ミキサーの出口部における第1混合気の圧力になるよう徐々に減少する。そのため、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給量を徐々に減少させることができ、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給を停止する際に、ガスエンジンにおける供給熱量が急激に減少することを防止することができる。また、ガスエンジンにおいて、空気比が一時的に大きくなる(ガスリーンになる)ことを防止することができる。したがって、発電機の発電出力が一時的に激しく低下してしまうことを防止することができる。   As a result, the pressure at the loading portion of the pressure regulator gradually decreases, and the outlet pressure of the auxiliary fuel gas by the pressure regulator gradually decreases so as to become the pressure of the first air-fuel mixture at the outlet portion of the first mixer. Therefore, the supply amount of the auxiliary fuel gas to the gas engine can be gradually decreased, and when the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is stopped, the supply heat amount in the gas engine is prevented from rapidly decreasing. be able to. Further, in the gas engine, it is possible to prevent the air ratio from temporarily increasing (becoming gas lean). Therefore, it is possible to prevent the power generation output of the generator from being temporarily reduced sharply.

また、本発明においては、運転管理コントローラは、第1電磁弁及び第2電磁弁の開閉制御を行っており、スロットルバルブ以外には開度を制御するバルブを用いていない。そのため、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。   In the present invention, the operation management controller controls the opening and closing of the first solenoid valve and the second solenoid valve, and does not use a valve for controlling the opening other than the throttle valve. Therefore, the mechanical and electrical structure of the power generation system is simple and easy to control.

それ故、本発明の発電システムによれば、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、複雑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 power generation system of the present invention, the gas engine can be operated using the main fuel gas and the auxiliary fuel gas, and the gas engine can be stably operated without performing complicated control.

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圧力レギュレータと、
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ことができる一方、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、第2混合気を作り出すことができる第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トローラとを有しており、
上記圧力レギュレータの出口圧力を調整するローディング部は、第1ローディング配管を介して上記第2ミキサーの入口部に接続してあると共に、第2ローディング配管を介して上記第2ミキサーの出口部に接続してあり、
上記第1ローディング配管には、第1電磁弁が設けてあり、上記第2ローディング配管には、第2電磁弁が設けてあり、当該第1電磁弁及び当該第2電磁弁は、運転管理コントローラによって開閉制御が可能であり、
上記ガスエンジンの運転を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じると共に上記第2電磁弁を開けた状態で、上記主燃料ガスを用いて運転を行うよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記第2電磁弁を閉じて上記第1電磁弁を開けることにより、上記第2ミキサーの入口部から上記第1ローディング配管へ上記第1混合気を流入させて上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に増加させ、当該圧力レギュレータによる副燃料ガスの出口圧力を上記第2ミキサーの入口部における第1混合気の圧力に近づけるよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を停止する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じて上記第2電磁弁を開けることにより、上記第2ローディング配管から上記第2ミキサーの出口部へ上記第1混合気を流出させて上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に減少させ、当該圧力レギュレータによる副燃料ガスの出口圧力を上記第2ミキサーの出口部における第2混合気の圧力に近づけるよう構成してあることを特徴とする発電システムにある(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 pressure regulator provided in the auxiliary fuel pipe;
While the first air-fuel mixture flowing from the first mixer can be passed, the auxiliary fuel pipe is responsive to the suction force generated when the first air-fuel mixture flowing from the first mixer passes through the venturi. A second mixer capable of creating a second air-fuel mixture by mixing the sub-fuel gas into the first air-fuel mixture when the sub-fuel gas after pressure setting by the pressure regulator flows from
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 controller that adjusts the opening of the throttle valve so that the power generation output of the generator becomes a target output;
The loading section for adjusting the outlet pressure of the pressure regulator is connected to the inlet section of the second mixer via the first loading pipe, and is connected to the outlet section of the second mixer via the second loading pipe. And
The first loading pipe is provided with a first solenoid valve, the second loading pipe is provided with a second solenoid valve, and the first solenoid valve and the second solenoid valve are operated by an operation management controller. Can be controlled to open and close,
When starting the operation of the gas engine, the operation management controller closes the first electromagnetic valve and opens the second electromagnetic valve so that the operation is performed using the main fuel gas. Yes,
When the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is started, the operation management controller closes the second electromagnetic valve and opens the first electromagnetic valve, thereby opening the first mixer from the inlet of the second mixer. The first air-fuel mixture is caused to flow into the first loading pipe to gradually increase the pressure at the loading portion of the pressure regulator, and the outlet pressure of the secondary fuel gas by the pressure regulator is changed to the first at the inlet portion of the second mixer. It is configured to approach the pressure of the mixture,
When stopping the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine, the operation management controller closes the first electromagnetic valve and opens the second electromagnetic valve, thereby opening the second loading pipe from the second loading pipe. The first air-fuel mixture is caused to flow out to the outlet of the mixer to gradually reduce the pressure in the loading portion of the pressure regulator, and the outlet pressure of the auxiliary fuel gas by the pressure regulator is changed to the second at the outlet of the second mixer. The power generation system is configured to approach the pressure of the air-fuel mixture (Claim 3).

本発明の発電システムにおいても、2燃料混焼運転を行うガスエンジンへの副燃料ガスの供給の開始時及び停止時の工夫を行っている。
そして、本発明の構成は、上記第1の発明の構成に対して、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によっても、第1の発明と同様の作用効果を得ることができ、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、複雑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 of the present invention, the device is devised at the start and stop of the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine that performs the dual fuel mixed operation.
And the structure of this invention is the same as that of the 1st invention except the structure regarding the mixing order of main fuel gas and sub fuel gas differing from the structure of the said 1st invention.
Therefore, even with the power generation system of the present invention, the same effects as those of the first invention can be obtained, and the gas engine is operated using the main fuel gas and the auxiliary fuel gas without performing complicated control. 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の発明においては、上記副燃料配管には、上記運転管理コントローラによって開閉制御可能な副燃料用電磁弁を設けておき、上記ガスエンジンの運転を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁及び上記第1電磁弁を閉じると共に上記第2電磁弁を開けるよう構成し、上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁を開けると共に上記第2電磁弁を閉じ、かつ上記第1電磁弁を開けるよう構成し、上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を停止する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じて上記第2電磁弁を開け、上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力が上記第1ミキサーの出口部における第1混合気の圧力とほぼ同じになった後、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁を閉じるよう構成することが好ましい(請求項2)。
A preferred embodiment in the first and second inventions described above will be described.
In the first aspect of the present invention, the auxiliary fuel piping is provided with an auxiliary fuel solenoid valve that can be controlled to be opened and closed by the operation management controller, and when the operation of the gas engine is started, the operation management controller The secondary solenoid valve and the first solenoid valve are closed and the second solenoid valve is opened. When the supply of the secondary fuel gas to the gas engine is started, the operation management controller When the auxiliary fuel solenoid valve is opened, the second solenoid valve is closed and the first solenoid valve is opened, and when the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is stopped, the operation management controller To close the first solenoid valve and open the second solenoid valve so that the pressure in the loading part of the pressure regulator is the outlet of the first mixer. After almost a first mixture pressure of definitive same, it is preferable to construct to close the solenoid valve for the auxiliary fuel by the operation management controller (claim 2).

第2の発明においては、上記副燃料配管には、上記運転管理コントローラによって開閉制御可能な副燃料用電磁弁を設けておき、上記ガスエンジンの運転を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁及び上記第1電磁弁を閉じると共に上記第2電磁弁を開けるよう構成し、上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁を開けると共に上記第2電磁弁を閉じ、かつ上記第1電磁弁を開けるよう構成し、上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を停止する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じて上記第2電磁弁を開け、上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力が上記第2ミキサーの出口部における第2混合気の圧力とほぼ同じになった後、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁を閉じるよう構成することが好ましい(請求項4)。   In the second aspect of the invention, the auxiliary fuel piping is provided with an auxiliary fuel solenoid valve that can be controlled to be opened and closed by the operation management controller, and when the operation of the gas engine is started, the operation management controller The secondary solenoid valve and the first solenoid valve are closed and the second solenoid valve is opened. When the supply of the secondary fuel gas to the gas engine is started, the operation management controller When the auxiliary fuel solenoid valve is opened, the second solenoid valve is closed and the first solenoid valve is opened, and when the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is stopped, the operation management controller To close the first solenoid valve and open the second solenoid valve so that the pressure in the loading part of the pressure regulator is the outlet part of the second mixer. After almost a second mixture pressure of definitive same, it is preferable to construct to close the solenoid valve for the auxiliary fuel by the operation management controller (claim 4).

これらの場合には、ガスエンジンの運転を開始する際には、副燃料用電磁弁を閉じておき、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給を遮断し、ガスエンジンにおいて主燃料ガスのみを用いて運転を行うことができる。また、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給を停止した際には、副燃料用電磁弁を閉じて、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給を遮断することができる。   In these cases, when starting the operation of the gas engine, the auxiliary fuel solenoid valve is closed, the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is shut off, and only the main fuel gas is used in the gas engine. You can drive. Further, when the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is stopped, the auxiliary fuel electromagnetic valve can be closed to interrupt the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine.

また、運転管理コントローラによって副燃料用電磁弁を閉じるタイミングは、タイマー(時間)によって制御することができる。例えば、運転管理コントローラによって第1電磁弁を閉じて第2電磁弁を開け、圧力レギュレータのローディング部における圧力が第1ミキサー(第2ミキサー)の出口部における第1混合気(第2混合気)の圧力とほぼ同じになる時間を予め測定しておき、この測定した時間(又は多少の余裕を見た時間)をタイマー設定時間とすることができる。そして、運転管理コントローラによって第1電磁弁を閉じて第2電磁弁を開けた後、タイマー設定時間を経過した後に運転管理コントローラによって副燃料用電磁弁を閉じることができる。   The timing for closing the auxiliary fuel solenoid valve by the operation management controller can be controlled by a timer (time). For example, the operation control controller closes the first solenoid valve and opens the second solenoid valve, and the pressure in the loading part of the pressure regulator is the first mixture (second mixture) at the outlet of the first mixer (second mixer). It is possible to measure in advance the time when the pressure becomes substantially the same as this pressure, and use this measured time (or time with some margin) as the timer setting time. Then, after the first electromagnetic valve is closed by the operation management controller and the second electromagnetic valve is opened, the auxiliary fuel electromagnetic valve can be closed by the operation management controller after the timer set time has elapsed.

また、第1、第2の発明において、上記圧力レギュレータの上記ローディング部には、上記第1ローディング配管と上記第2ローディング配管とが合流した合流配管を接続し、該合流配管には、上記第1ローディング配管及び上記第2ローディング配管よりも流路断面積を小さくした絞り流路部を設け、該絞り流路部によって上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に増加又は減少させるよう構成することが好ましい(請求項5)。
この場合には、1つの絞り流路部によって、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給開始時及び供給停止時において、容易に圧力レギュレータのローディング部における圧力を徐々に増加又は減少させることができる。
なお、上記絞り流路部は、上記第1ローディング配管と上記第2ローディング配管との両方に設けることもできる。この場合にも、上記と同様の作用効果を得ることができる。
In the first and second aspects of the invention, the loading portion of the pressure regulator is connected to a merging pipe where the first loading pipe and the second loading pipe are merged, and the merging pipe is connected to the merging pipe. A throttle channel portion having a channel cross-sectional area smaller than that of the first loading pipe and the second loading pipe is provided, and the throttle channel unit is configured to gradually increase or decrease the pressure in the loading part of the pressure regulator. (Claim 5).
In this case, the pressure in the loading portion of the pressure regulator can be gradually increased or decreased easily by one throttle channel portion at the start and stop of the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine.
In addition, the said throttle flow path part can also be provided in both the said 1st loading piping and the said 2nd loading piping. Also in this case, the same effect as described above can be obtained.

また、上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁を開けると共に上記第2電磁弁を閉じた後、上記第1電磁弁の開閉を繰り返すことにより、上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に増加させるよう構成し、上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を停止する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じた後、上記第2電磁弁の開閉を繰り返すことにより、上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に減少させるよう構成することもできる(請求項6)。
この場合には、第1電磁弁又は第2電磁弁の開閉を繰り返す簡単な電気的制御によって、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給開始時及び供給停止時において、圧力レギュレータのローディング部における圧力を徐々に増加又は減少させることができる。なお、この電気的制御は、上記絞り流路部を設けた構成においても採用することができる。
When the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is started, the operation control controller opens the auxiliary fuel solenoid valve and closes the second electromagnetic valve. By repeating opening and closing, the pressure in the loading portion of the pressure regulator is gradually increased. When the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is stopped, the operation management controller performs the first operation. After the solenoid valve is closed, the pressure in the loading portion of the pressure regulator can be gradually decreased by repeatedly opening and closing the second solenoid valve.
In this case, the pressure in the loading part of the pressure regulator is reduced at the start and stop of the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine by simple electrical control that repeatedly opens and closes the first solenoid valve or the second solenoid valve. It can be gradually increased or decreased. This electrical control can also be employed in a configuration in which the throttle channel portion is provided.

また、上記発電機は、その発電出力を商用電源と系統連系させているときに、負荷が加えられるよう構成し、上記発電機の発電出力を上記商用電源と系統連系させているときに、上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給の開始及び停止を行うよう構成することができる(請求項7)。
この場合には、発電システムは、商用電源と系統連系して用いることができ、系統連系を行っているときにおいて、ガスエンジンへの副燃料ガスの供給の開始及び停止を行っても、発電機の発電出力の一時的な上昇又は低下を防止することができる。
The generator is configured so that a load is applied when the power generation output is grid-connected to the commercial power source, and when the power generation output of the generator is grid-connected to the commercial power source. The supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine can be started and stopped (claim 7).
In this case, the power generation system can be used in a grid connection with a commercial power source, and even when starting and stopping the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine when performing the grid connection, A temporary increase or decrease in the power generation output of the generator can be prevented.

以下に、本発明の発電システム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 power generation system of 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 gas engine 2 is operated by co-firing the main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2.

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(差圧ガバナ)61及び副燃料用電磁弁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 auxiliary fuel gas F2 flowing in from the auxiliary fuel pipe 6 is mixed with the pressure regulator (differential pressure governor) 61 and the auxiliary fuel solenoid valve 62 provided in the combustion chamber A and the combustion air A flowing in from the air pipe 4 to perform the first mixing. And a first mixer 7A capable of producing a gas M1.

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、副燃料用電磁弁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、副燃料用電磁弁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. Further, the first mixer 7A allows the combustion air A flowing in from the air pipe 4 to pass when the sub fuel electromagnetic valve 62 is closed, while the air pipe 4 when the sub fuel electromagnetic valve 62 is open. Combustion air A flowing in from the auxiliary fuel pipe 6 is mixed with the combustion air A 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トローラ(コンピュータ)81によって制御可能であり、スロットルバルブ51の開度は、制御コントローラ81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 uses the exhaust gas G from the gas engine 2 to compress the second air-fuel mixture M2 flowing from the second mixer 7B 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 controller (computer) 81 such as an electronic control unit, and the opening degree of the throttle valve 51 is controlled by the control controller 81 so that the power generation output of the generator 11 becomes a target output. Is done.

また、圧力レギュレータ61の出口圧力を調整するローディング部611は、第1ローディング配管64Aを介して第1ミキサー7Aの入口部aに接続してあると共に、第2ローディング配管64Bを介して第1ミキサー7Aの出口部bに接続してある。
第1ローディング配管64Aには、第1電磁弁63Aが設けてあり、第2ローディング配管64Bには、第2電磁弁63Bが設けてある。そして、副燃料用電磁弁62、第1電磁弁63A及び第2電磁弁63Bは、運転管理コントローラ82によって開閉制御が可能である。
The loading unit 611 for adjusting the outlet pressure of the pressure regulator 61 is connected to the inlet part a of the first mixer 7A via the first loading pipe 64A, and is connected to the first mixer via the second loading pipe 64B. It is connected to the outlet b of 7A.
The first loading piping 64A is provided with a first electromagnetic valve 63A, and the second loading piping 64B is provided with a second electromagnetic valve 63B. The auxiliary fuel solenoid valve 62, the first solenoid valve 63A, and the second solenoid valve 63B can be opened and closed by the operation management controller 82.

図3に示すごとく、発電システム1は、ガスエンジン2の運転を開始する際には、運転管理コントローラ82によって副燃料用電磁弁62及び第1電磁弁63Aを閉じると共に第2電磁弁63Bを開けた状態で、主燃料ガスF1のみを用いてガスエンジン2の運転を行うよう構成してある。
また、発電システム1は、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始する際には、運転管理コントローラ82によって副燃料用電磁弁62を開けると共に第2電磁弁63Bを閉じ、かつ第1電磁弁63Aを開けることにより、第1ミキサー7Aの入口部aから第1ローディング配管64Aへ燃焼用空気Aを流入させて圧力レギュレータ61のローディング部611における圧力を徐々に増加させ、圧力レギュレータ61の出口圧力(副燃料ガスF2の供給圧力)を第1ミキサー7Aの入口部aにおける燃焼用空気Aの圧力に近づけるよう構成してある。
As shown in FIG. 3, when starting operation of the gas engine 2, the power generation system 1 closes the auxiliary fuel electromagnetic valve 62 and the first electromagnetic valve 63 </ b> A and opens the second electromagnetic valve 63 </ b> B by the operation management controller 82. In this state, the gas engine 2 is operated using only the main fuel gas F1.
Further, when the power generation system 1 starts to supply the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2, the operation management controller 82 opens the auxiliary fuel electromagnetic valve 62, closes the second electromagnetic valve 63B, and the first By opening the electromagnetic valve 63A, the combustion air A flows into the first loading pipe 64A from the inlet a of the first mixer 7A, and the pressure in the loading unit 611 of the pressure regulator 61 is gradually increased. The outlet pressure (supply pressure of the auxiliary fuel gas F2) is configured to approach the pressure of the combustion air A at the inlet portion a of the first mixer 7A.

さらに、発電システム1は、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を停止する際には、運転管理コントローラ82によって第1電磁弁63Aを閉じて第2電磁弁63Bを開けることにより、第2ローディング配管64Bから第1ミキサー7Aの出口部bへ燃焼用空気Aを流出させて圧力レギュレータ61のローディング部611における圧力を徐々に減少させ、圧力レギュレータ61の出口圧力(副燃料ガスF2の供給圧力)を第1ミキサー7Aの出口部bにおける第1混合気M1の圧力に近づけるよう構成してある。   Further, when stopping the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2, the power generation system 1 closes the first electromagnetic valve 63A and opens the second electromagnetic valve 63B by the operation management controller 82, so that the second Combustion air A flows out from the loading pipe 64B to the outlet b of the first mixer 7A to gradually reduce the pressure in the loading part 611 of the pressure regulator 61, and the outlet pressure of the pressure regulator 61 (supply pressure of the auxiliary fuel gas F2) ) To be close to the pressure of the first air-fuel mixture M1 at the outlet b of the first mixer 7A.

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、制御コントローラ81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の回転速度が変化し、過給機3の回転速度に応じて第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 two-fuel co-firing operation is performed in the gas engine 2 and the power generation system 1 is operated, the controller 81 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 rotational speed of the supercharger 3 changes according to the output of the gas engine 2, and the supercharger 3 rotates. The inflow amount of the combustion air A to the first mixer 7A is determined according to the speed, 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、制御コントローラ81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、圧力レギュレータ61によって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 controller 81 adjusts the opening degree 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 sub fuel gas F2 to the total supply flow rate of the main fuel gas F1 and the sub fuel gas F2 to the gas engine 2 is less than the ratio initially set by the pressure regulator 61. Can keep.

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と系統連系させているときに、発電機11に負荷101が加えられるよう構成してある。また、発電機11は、商用電源100と系統連系を行っているときには、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。
本例の制御コントローラ81は、発電機11の発電出力を電力計811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、制御コントローラ81は、ガスエンジン2の回転速度が目標回転速度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 the present example is configured to generate power by performing grid connection with the commercial power supply 100, and the power generation system 1 generates the power generation output of the generator 11 with the commercial power supply 100 and the grid. It is configured such that a load 101 is applied to the generator 11 when connected. Further, the generator 11 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 performing grid connection with the commercial power source 100. The generator 11 is configured to generate power at the same voltage and frequency as the commercial power supply 100.
The controller 81 in this example is configured to perform feedback control by measuring the power generation output of the generator 11 with a wattmeter 811 and adjusting the opening of the throttle valve 51 so that the power generation output becomes a target output. is there. The controller 81 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、制御コントローラ81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 coupled 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 concentrated, 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 controller 81 and adjusts the opening degree of the passage port by operating the valve body 511 disposed in the passage port through which the main fuel gas F1 passes through the actuator 512. 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副燃料用電磁弁62が設けてある。この副燃料用電磁弁62は、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、運転管理コントローラ82によって常時副燃料配管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、運転管理コントローラ82によって副燃料配管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 auxiliary fuel solenoid valve 62 that can open and close the auxiliary fuel pipe 6 on the downstream side of the pressure regulator 61. The auxiliary fuel solenoid valve 62 always opens the auxiliary fuel pipe 6 by the operation management controller 82 when the gas engine 2 is operated by co-firing with the main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2. In the gas engine 2, when the operation is performed by burning only the main fuel gas F 1, the sub fuel pipe 6 is closed by the operation management controller 82.

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。
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.
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.

また、第1ミキサー7Aの入口部a及び出口部bと、第1ミキサー7Aへの副燃料配管6の接続部cとは、いずれも負圧になっている。また、第1ミキサー7Aの入口部aよりも、第1ミキサー7Aへの副燃料配管6の接続部cの圧力が低く、第1ミキサー7Aへの副燃料配管6の接続部cよりも第1ミキサー7Aの出口部bの圧力が低くなっている。   Further, the inlet part a and the outlet part b of the first mixer 7A and the connection part c of the auxiliary fuel pipe 6 to the first mixer 7A are all at negative pressure. In addition, the pressure of the connecting portion c of the auxiliary fuel pipe 6 to the first mixer 7A is lower than the inlet portion a of the first mixer 7A, and the first pressure is higher than the connecting portion c of the auxiliary fuel pipe 6 to the first mixer 7A. The pressure at the outlet b of the mixer 7A is low.

また、本例の圧力レギュレータ61は、副燃料ガスF2の流量を開度によって調整する調整弁と、圧力レギュレータ61の出口圧力を感知し、この出口圧力の変動を調整弁に伝達するダイヤフラムと、出口圧力を設定する差圧調整用バネとを用いて構成されている。ダイヤフラム及び差圧調整用バネは、容器内に配置されており、ローディング部611を構成している。   Further, the pressure regulator 61 of the present example includes an adjustment valve that adjusts the flow rate of the auxiliary fuel gas F2 according to the opening degree, a diaphragm that senses the outlet pressure of the pressure regulator 61, and transmits the fluctuation of the outlet pressure to the adjustment valve, A differential pressure adjusting spring that sets the outlet pressure is used. The diaphragm and the differential pressure adjusting spring are disposed in the container and constitute a loading portion 611.

図1に示すごとく、本例の圧力レギュレータ61は、その出口圧力を、ローディング部611における圧力(ローディング圧力)と差圧調整用バネによる加圧力との合計圧力によって設定するよう構成されている。そして、ローディング部611に加わる圧力が高くなったときには、出口圧力も高くなり、ローディング部611に加わる圧力が低くなったときには、出口圧力も低くなって、ローディング部611における圧力(ローディング圧力)と圧力レギュレータ61の出口圧力とが平衡するように構成されている。
これにより、圧力レギュレータ61を用いることにより、2燃料混焼運転を行う際には、第1ミキサー7Aにおいて混合する燃焼用空気Aの圧力と、副燃料ガスF2の圧力とをほぼ同じに保つことができ、これらの混合比の変化を小さくすることができる。
As shown in FIG. 1, the pressure regulator 61 of this example is configured to set its outlet pressure by the total pressure of the pressure in the loading portion 611 (loading pressure) and the pressure applied by the differential pressure adjusting spring. When the pressure applied to the loading unit 611 increases, the outlet pressure also increases. When the pressure applied to the loading unit 611 decreases, the outlet pressure also decreases, and the pressure (loading pressure) and pressure in the loading unit 611 are reduced. The outlet pressure of the regulator 61 is balanced.
Thus, by using the pressure regulator 61, the pressure of the combustion air A mixed in the first mixer 7A and the pressure of the auxiliary fuel gas F2 can be kept substantially the same when performing the two-fuel mixed combustion operation. And the change in the mixing ratio can be reduced.

本例の圧力レギュレータ61のローディング部611には、第1ローディング配管64Aと第2ローディング配管64Bとが合流した合流配管65が接続してある。この合流配管65には、第1ローディング配管64A及び第2ローディング配管64Bよりも流路断面積を小さくした絞り流路部66が設けてある。この絞り流路部66は、ニードル弁等の流路の開度を手動で調整することができるものを用いることができる。
そして、絞り流路部66によって圧力レギュレータ61のローディング部611における圧力を徐々に増加又は減少させることができる。また、絞り流路部66の流路断面積を適宜設定変更することにより、ローディング部611へ流入する燃焼用空気Aの流入速度又はローディング部611から流出する燃焼用空気Aの流出速度を適切に設定することができる。
A joining pipe 65 in which the first loading pipe 64A and the second loading pipe 64B are joined is connected to the loading portion 611 of the pressure regulator 61 of this example. The junction pipe 65 is provided with a throttle channel section 66 having a channel cross-sectional area smaller than that of the first loading pipe 64A and the second loading pipe 64B. As the throttle channel section 66, a throttle valve section or the like that can manually adjust the opening degree of the channel such as a needle valve can be used.
Then, the pressure in the loading portion 611 of the pressure regulator 61 can be gradually increased or decreased by the throttle channel portion 66. Further, by appropriately setting and changing the flow path cross-sectional area of the throttle flow path section 66, the inflow speed of the combustion air A flowing into the loading section 611 or the outflow speed of the combustion air A flowing out of the loading section 611 is appropriately set. Can be set.

なお、絞り流路部66を設けると共に、又は絞り流路部66を設ける代わりに、運転管理コントローラ82が第1電磁弁63A(副燃料ガスF2の供給開始時)又は第2電磁弁63B(副燃料ガスF2の供給停止時)の開閉を繰り返す構成にすることによっても、圧力レギュレータ61のローディング部611における圧力を徐々に増加(副燃料ガスF2の供給開始時)又は減少(副燃料ガスF2の供給停止時)させることができる。そして、時間の経過と共に第1電磁弁63A又は第2電磁弁63Bが開いている時間を長くしていくことにより、ローディング部611へ流入する燃焼用空気Aの流入速度又はローディング部611から流出する燃焼用空気Aの流出速度を適切に設定することができる。   The operation management controller 82 is provided with the first electromagnetic valve 63A (at the start of the supply of the auxiliary fuel gas F2) or the second electromagnetic valve 63B (the auxiliary electromagnetic valve 63B). Even when the opening and closing of the fuel gas F2 is stopped repeatedly, the pressure in the loading portion 611 of the pressure regulator 61 is gradually increased (at the start of the supply of the auxiliary fuel gas F2) or decreased (when the auxiliary fuel gas F2 is supplied). (When the supply is stopped). As the time elapses, the time during which the first electromagnetic valve 63A or the second electromagnetic valve 63B is open is lengthened, so that the inflow speed of the combustion air A flowing into the loading unit 611 or the loading unit 611 flows out. The outflow speed of the combustion air A can be set appropriately.

また、図1に示すごとく、合流配管65から分岐する第1ローディング配管64Aは、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。
また、合流配管65から分岐する第2ローディング配管64Bは、第1ミキサー7Aと第2ミキサー7Bとの間の吸気配管12に接続してある。
Further, as shown in FIG. 1, the first loading pipe 64A branching from the merging pipe 65 is connected downstream of the air filter 41 in the air pipe 4 and upstream of the first mixer 7A. It is.
The second loading pipe 64B branched from the merging pipe 65 is connected to the intake pipe 12 between the first mixer 7A and the second mixer 7B.

また、副燃料配管6において、圧力レギュレータ61と副燃料用電磁弁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の差圧調整用バネによる加圧力を調整して、副燃料ガスF2の流量の調整することもできる。また、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、圧力レギュレータ61による副燃料ガスF2の圧力の初期設定により、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 the auxiliary fuel pipe 6, a manual valve can be disposed between the pressure regulator 61 and the auxiliary fuel 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. In addition, the flow rate of the auxiliary fuel gas F2 can be adjusted by adjusting the pressure applied by the differential pressure adjusting spring of the pressure regulator 61. In addition, when the auxiliary fuel gas F2 contains a gas that easily causes knocking such as hydrogen or butane, the auxiliary fuel gas is used to avoid knocking by the initial setting of the pressure of the auxiliary fuel gas F2 by the pressure regulator 61. The mixing ratio of F2 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.

また、運転管理コントローラ82は、発電機11の発電出力を測定する電力計811等から発電出力の信号を受け、この発電出力が目標出力になるよう、第1電磁弁63Aと第2電磁弁63Bとの開閉制御を交互に繰り返し行うよう構成することもできる。この場合には、副燃料ガスF2の供給量をほぼ100%にして、ガスエンジン2を運転することも可能であると考える。   Further, the operation management controller 82 receives a power generation output signal from a power meter 811 or the like that measures the power generation output of the generator 11, and the first electromagnetic valve 63A and the second electromagnetic valve 63B so that the power generation output becomes a target output. It is also possible to configure such that the open / close control is alternately repeated. In this case, it is considered that the gas engine 2 can be operated with the supply amount of the auxiliary fuel gas F2 being almost 100%.

次に、本例の発電システム1のガスエンジン2において、2燃料混焼運転を行う場合の動作及び作用効果を説明する。
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、及び圧力レギュレータ61と副燃料用電磁弁62との間に設けた手動バルブによって、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。
Next, the operation and effect when the two-fuel mixed combustion operation is performed in the gas engine 2 of the power generation system 1 of the present example will be described.
In the power generation system 1 of this example, the auxiliary fuel gas to the first mixer 7A is provided by the pressure regulator 61 provided in the auxiliary fuel pipe 6 and the manual valve provided between the pressure regulator 61 and the auxiliary fuel solenoid valve 62. 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 is adjusted in advance so that the gas engine 2 can stably operate. Set the initial value within a range that does not exceed the ratio.

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、上記圧力レギュレータ61の初期設定を行うときには、第1電磁弁63Aを開けると共に第2電磁弁63Bを閉じた状態で、上記差圧調整用バネによる加圧力を調整し、副燃料ガスF2が必要な流量流れるよう圧力レギュレータ61の出口圧を調整する。また、差圧調整用バネのみでは調整できない(絞りきれない)場合には、上記副燃料配管6に設けた手動バルブを絞って調整することができる。
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 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 the pressure regulator 61 is initially set, the pressure applied by the differential pressure adjusting spring is adjusted while the first electromagnetic valve 63A is opened and the second electromagnetic valve 63B is closed. The outlet pressure of the pressure regulator 61 is adjusted so that the required flow rate flows. Further, when the adjustment cannot be performed only with the differential pressure adjusting spring (cannot be fully throttled), the manual valve provided in the auxiliary fuel pipe 6 can be throttled for adjustment.

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、制御コントローラ81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 controller 81 and adjusting the supply flow rate of the main fuel gas F1 to the gas engine 2.

また、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、制御コントローラ81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の回転速度が増加する。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。
Further, in the power generation system 1 of this example, when the output of the gas engine 2 is increased, the opening of the throttle valve 51 is increased by a command from the controller 81, and the supply flow rate of the main fuel gas F1 to the gas engine 2 is increased. To increase. 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、制御コントローラ81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の回転速度が減少する。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 controller 81, and the supply flow rate of the main fuel gas F1 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、制御コントローラ81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、制御コントローラ81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 controller 81 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 controller 81 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、圧力レギュレータ61によって、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、第1ミキサー7Aへ流入する燃焼用空気Aの圧力とほぼ同じ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。   In addition, the pressure of the auxiliary fuel gas F2 supplied from the auxiliary fuel pipe 6 to the first mixer 7A by the pressure regulator 61 is set to be substantially the same as the pressure of the combustion air A flowing into the first mixer 7A. This stabilizes the inflow of the auxiliary fuel gas F2 into the first mixer 7A according to the inflow of the combustion air A into the first mixer 7A even if the original pressure in the tank of the auxiliary fuel gas F2 fluctuates. Can be changed. 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 changes in the supply flow rate of the main fuel gas F1 to the gas engine 2. Accordingly, the supply flow rate of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 can be changed stably.

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、複雑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 the present example, the ratio of the amount of heat supplied to the gas engine 2 without using a valve for controlling the opening other than the throttle valve 51 and without performing complicated 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、複雑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 complicated 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.

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ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給開始時及び供給停止時の工夫を行っている。以下に、副燃料ガスF2の供給開始時及び供給停止時における発電システム1の制御動作及びその作用効果につき、図3と共に説明する。
本例の発電システム1の運転を行う際には、運転管理コントローラ82によって副燃料用電磁弁62及び第1電磁弁63Aを閉じると共に第2電磁弁63Bを開けた状態で、主燃料ガスF1のみを用いてガスエンジン2の運転を開始する(図3のステップS101)。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(図3のS102)。次いで、発電機11の商用電源100との系統連系を開始する(図3のS103)。
In the power generation system 1 of this example, the device is devised at the start and stop of the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 that performs the two-fuel mixed combustion operation. Hereinafter, the control operation of the power generation system 1 at the start of supply and the stop of the supply of the auxiliary fuel gas F2 and the effects thereof will be described with reference to FIG.
When the power generation system 1 of the present example is operated, only the main fuel gas F1 is used with the secondary fuel solenoid valve 62 and the first solenoid valve 63A being closed and the second solenoid valve 63B being opened by the operation management controller 82. The operation of the gas engine 2 is started using (Step S101 in FIG. 3). 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. Then, the frequency and voltage of the generator 11 are raised to the rated values (S102 in FIG. 3). Subsequently, the grid connection with the commercial power supply 100 of the generator 11 is started (S103 of FIG. 3).

次いで、運転管理コントローラ82によって副燃料用電磁弁62を開けると共に第2電磁弁63Bを閉じ、その後第1電磁弁63Aを開けて、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始する(図3のS104)。第2電磁弁63Bを閉じるときには、圧力レギュレータ61のローディング部611における圧力は、第1ミキサー7Aの出口部bにおける燃焼用空気Aの圧力とほぼ同じになっている。そして、第1ローディング配管64Aが合流する合流配管65には、絞り流路部66が設けてあることにより、第1電磁弁63Aを開けたときには、空気配管4を通過する燃焼用空気Aの一部が、第1ローディング配管64Aを経由して圧力レギュレータ61のローディング部611へ徐々に流入する。   Next, the operation control controller 82 opens the auxiliary fuel electromagnetic valve 62 and closes the second electromagnetic valve 63B, and then opens the first electromagnetic valve 63A to start supplying the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 (FIG. 3 S104). When the second electromagnetic valve 63B is closed, the pressure in the loading part 611 of the pressure regulator 61 is substantially the same as the pressure of the combustion air A at the outlet part b of the first mixer 7A. Since the converging pipe 65 where the first loading pipe 64A joins is provided with a throttle channel portion 66, when the first electromagnetic valve 63A is opened, one of the combustion air A passing through the air pipe 4 is provided. Part gradually flows into the loading part 611 of the pressure regulator 61 via the first loading pipe 64A.

これにより、圧力レギュレータ61のローディング部611における圧力が徐々に増加し、圧力レギュレータ61による副燃料ガスF2の出口圧力は、第1ミキサー7Aの入口部aにおける燃焼用空気Aの圧力になるよう徐々に増加する。そのため、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給量を徐々に増加させることができ、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始する際に、ガスエンジン2における供給熱量が急激に増加することを防止することができる。また、ガスエンジン2において、空気比が一時的に小さくなる(ガスリッチになる)ことを防止することができる。したがって、発電機11の発電出力が一時的に激しく上昇してしまうことを防止することができ、しいてはNOx濃度の急激な増加を防止することもできる。   As a result, the pressure in the loading portion 611 of the pressure regulator 61 gradually increases, and the outlet pressure of the auxiliary fuel gas F2 by the pressure regulator 61 gradually increases to become the pressure of the combustion air A at the inlet portion a of the first mixer 7A. To increase. Therefore, the supply amount of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 can be gradually increased, and when the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is started, the supply heat amount in the gas engine 2 increases rapidly. Can be prevented. Further, in the gas engine 2, it is possible to prevent the air ratio from becoming temporarily small (gas rich). Therefore, it is possible to prevent the power generation output of the generator 11 from temporarily rising sharply, and to prevent a rapid increase in the NOx concentration.

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S105)。次いで、発電システム1の運転管理コントローラ82からスロットルバルブ51を制御する制御コントローラ81に停止信号が送られたときには(図3のS106)、制御コントローラ81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S107)。   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 (S105 in FIG. 3). Next, when a stop signal is sent from the operation management controller 82 of the power generation system 1 to the control controller 81 that controls the throttle valve 51 (S106 in FIG. 3), the controller 81 decreases the opening of the throttle valve 51. The power generation output is reduced (S107 in FIG. 3).

次いで、運転管理コントローラ82によって第1電磁弁63Aを閉じて第2電磁弁63Bを開けることにより、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給の停止を開始することができる(図3のS108)。第1電磁弁63Aを閉じるときには、圧力レギュレータ61のローディング部611における圧力は、第1ミキサー7Aの入口部aにおける燃焼用空気Aの圧力とほぼ同じになっている。そして、第2ローディング配管64Bが合流する合流配管65には、絞り流路部66が設けてあることにより、第2電磁弁63Bを開けたときには、圧力レギュレータ61のローディング部611に存在する燃焼用空気Aの一部が、第2ローディング配管64Bを経由して第1ミキサー7Aの出口部bへ徐々に流出する。   Next, the operation controller 82 closes the first electromagnetic valve 63A and opens the second electromagnetic valve 63B, thereby stopping the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 (S108 in FIG. 3). . When closing the first electromagnetic valve 63A, the pressure in the loading portion 611 of the pressure regulator 61 is substantially the same as the pressure of the combustion air A at the inlet portion a of the first mixer 7A. The converging pipe 65 where the second loading pipe 64B joins is provided with a throttle channel section 66, so that when the second electromagnetic valve 63B is opened, the combustion pipe existing in the loading section 611 of the pressure regulator 61 is opened. A part of the air A gradually flows out to the outlet b of the first mixer 7A via the second loading pipe 64B.

これにより、圧力レギュレータ61のローディング部611における圧力が徐々に減少し、圧力レギュレータ61による副燃料ガスF2の出口圧力は、第1ミキサー7Aの出口部bにおける第1混合気M1の圧力になるよう徐々に減少する。そのため、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給量を徐々に減少させることができ、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を停止する際に、ガスエンジン2における供給熱量が急激に減少することを防止することができる。また、ガスエンジン2において、空気比が一時的に大きくなる(ガスリーンになる)ことを防止することができる。したがって、発電機11の発電出力が一時的に激しく低下してしまうことを防止することができる。   As a result, the pressure in the loading portion 611 of the pressure regulator 61 gradually decreases, and the outlet pressure of the auxiliary fuel gas F2 by the pressure regulator 61 becomes the pressure of the first air-fuel mixture M1 in the outlet portion b of the first mixer 7A. Decrease gradually. Therefore, the supply amount of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 can be gradually decreased, and when the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is stopped, the supply heat amount in the gas engine 2 is rapidly reduced. Can be prevented. Further, in the gas engine 2, it is possible to prevent the air ratio from temporarily increasing (becoming gas lean). Therefore, it is possible to prevent the power generation output of the generator 11 from being temporarily reduced sharply.

次いで、圧力レギュレータ61の出口圧力が第1ミキサー7Aの出口部bにおける第1混合気M1の圧力とほぼ同じになった後(運転管理コントローラ82によって第1電磁弁63Aを閉じて第2電磁弁63Bを開け、タイマー設定時間を経過した後)には、運転管理コントローラ82によって副燃料用電磁弁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とができる(図3のS109)。その後、発電機11の商用電源100との系統連系を遮断する(図3のS110)。   Subsequently, after the outlet pressure of the pressure regulator 61 becomes substantially the same as the pressure of the first air-fuel mixture M1 at the outlet b of the first mixer 7A (the first electromagnetic valve 63A is closed by the operation management controller 82 and the second electromagnetic valve When 63B is opened and the timer set time has elapsed, the operation control controller 82 closes the auxiliary fuel electromagnetic valve 62 to shut off the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 (FIG. 3). S109). Then, the grid connection with the commercial power supply 100 of the generator 11 is interrupted (S110 in FIG. 3).

なお、本例の発電システム1の動作においては、発電機11の商用電源100との系統連系を行っているときに、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始し、発電機11の商用電源100との系統連系を行っているときに、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を停止した。これに対し、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始した後に、発電機11の商用電源100との系統連系を開始するができ、また、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を停止した後に、発電機11の商用電源100との系統連系を遮断することもできる。
つまり、本例の発電システム1によれば、商用電源100との系統連系の開始、遮断を行うタイミングを考慮しなくても、ガスエンジン2の運転を安定して継続することができる。
In the operation of the power generation system 1 of this example, when the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 is performed, the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is started, and the generator 11 During the grid connection with the commercial power source 100, the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 was stopped. On the other hand, after the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is started, the grid connection with the commercial power source 100 of the generator 11 can be started, and the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 can be started. After the supply is stopped, the grid connection with the commercial power supply 100 of the generator 11 can be cut off.
That is, according to the power generation system 1 of this example, the operation of the gas engine 2 can be stably continued without considering the timing of starting and shutting off the grid connection with the commercial power source 100.

また、本例においては、運転管理コントローラ82は、副燃料用電磁弁62、第1電磁弁63A及び第2電磁弁63Bの開閉制御(単純なON/OFF制御)を行っており、スロットルバルブ51以外には開度を制御するバルブを用いていない。また、第1ローディング配管64A及び第2ローディング配管64Bの配管径(内径)は細く、第1電磁弁63A及び第2電磁弁63Bには、小型の電磁弁を用いることができる。また、運転管理コントローラ82は、副燃料用電磁弁62、第1電磁弁63A及び第2電磁弁63BのON/OFF制御を行えばよく(開度を調整する制御が不要)、運転管理コントローラ82には、安価なシーケンサ等を用いることができる。そのため、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。   In this example, the operation management controller 82 performs open / close control (simple ON / OFF control) of the auxiliary fuel solenoid valve 62, the first solenoid valve 63A, and the second solenoid valve 63B. Other than the above, no valve for controlling the opening is used. The first loading pipe 64A and the second loading pipe 64B have small pipe diameters (inner diameters), and small solenoid valves can be used as the first solenoid valve 63A and the second solenoid valve 63B. Further, the operation management controller 82 may perform ON / OFF control of the auxiliary fuel electromagnetic valve 62, the first electromagnetic valve 63A, and the second electromagnetic valve 63B (control for adjusting the opening degree is unnecessary), and the operation management controller 82 An inexpensive sequencer or the like can be used. Therefore, the mechanical and electrical structure of the power generation system 1 is simple and its control is easy.

それ故、本例の発電システム1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、複雑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 power generation system 1 of this example, the gas engine 2 is operated using the main fuel gas F1 and the auxiliary fuel gas F2, and the gas engine 2 is stably operated without performing complicated control. be able to.

(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 for producing the first mixture M1 by mixing 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; 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及び副燃料用電磁弁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 includes an auxiliary fuel pipe 6 to which an auxiliary fuel gas F2 such as biogas is supplied, a pressure regulator 61 and an auxiliary fuel electromagnetic valve 62 provided in the auxiliary fuel pipe 6, and a first mixer 7A. And a second mixer 7B that mixes the sub fuel gas F2 flowing in from the sub fuel pipe 6 with the first gas mixture M1 flowing in from the sub fuel pipe 6 to create 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、副燃料用電磁弁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、副燃料用電磁弁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。   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 auxiliary fuel electromagnetic valve 62 is closed, while the second fuel electromagnetic valve 62 is open when the auxiliary fuel electromagnetic valve 62 is open. The first mixed gas M1 flowing from the first mixer 7A is mixed with the auxiliary fuel gas F2 flowing from the auxiliary fuel pipe 6 so as to produce the second mixed gas M2.

図4に示すごとく、本例の圧力レギュレータ(差圧ガバナ)61のローディング部611には、第1ローディング配管64Aと第2ローディング配管64Bとが合流した合流配管65が接続してあり、この合流配管65には、第1ローディング配管64A及び第2ローディング配管64Bよりも流路断面積を小さくした絞り流路部66が設けてある。
また、合流配管65から分岐する第1ローディング配管64Aは、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。また、合流配管65から分岐する第2ローディング配管64Bは、第2ミキサー7Bと過給機3の間の吸気配管12に接続してある。
As shown in FIG. 4, a merging pipe 65 in which the first loading pipe 64A and the second loading pipe 64B merge is connected to the loading portion 611 of the pressure regulator (differential pressure governor) 61 of this example. The pipe 65 is provided with a throttle channel section 66 having a channel cross-sectional area smaller than that of the first loading pipe 64A and the second loading pipe 64B.
In addition, the first loading pipe 64A branched from the merging pipe 65 is connected to the downstream side of the air pipe 4 at the position where the air filter 41 is disposed and to the upstream side of the first mixer 7A. The second loading pipe 64B branched from the merging pipe 65 is connected to the intake pipe 12 between the second mixer 7B and the supercharger 3.

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、制御コントローラ81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の回転速度が変化し、過給機3の回転速度に応じて第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、制御コントローラ81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。   Further, in the power generation system 1 of this example, the controller 81 controls the opening degree of the throttle valve 51 in accordance with the target output of the generator 11 to determine the inflow amount 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 controller 81 and adjusting the supply flow rate of the main fuel gas F1 to the gas engine 2.

また、本例の発電システム1は、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を開始する際には、運転管理コントローラ82によって第2電磁弁63Bを閉じて第1電磁弁63Aを開けることにより、第2ミキサー7Bの入口部aから第1ローディング配管64Aへ第1混合気M1を流入させて上記圧力レギュレータ61のローディング部611における圧力を徐々に増加させ、圧力レギュレータ61の出口圧力を第2ミキサー7Bの入口部aにおける第1混合気M1の圧力に近づけるよう構成してある。   Further, in the power generation system 1 of this example, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is started, the operation management controller 82 closes the second electromagnetic valve 63B and opens the first electromagnetic valve 63A. The first air-fuel mixture M1 is caused to flow from the inlet a of the second mixer 7B into the first loading pipe 64A to gradually increase the pressure in the loading part 611 of the pressure regulator 61, and the outlet pressure of the pressure regulator 61 is increased to the second. It is configured to approach the pressure of the first air-fuel mixture M1 at the inlet a of the mixer 7B.

また、本例の発電システム1は、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を停止する際には、運転管理コントローラ82によって第1電磁弁63Aを閉じて第2電磁弁63Bを開けることにより、第2ローディング配管64Bから第2ミキサー7Bの出口部bへ第1混合気M1を流出させて圧力レギュレータ61のローディング部611における圧力を徐々に減少させ、圧力レギュレータ61の出口圧力を第2ミキサー7Bの出口部bにおける第2混合気M2の圧力に近づけるよう構成してある。   Further, in the power generation system 1 of this example, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is stopped, the operation management controller 82 closes the first electromagnetic valve 63A and opens the second electromagnetic valve 63B. The first air-fuel mixture M1 flows out from the second loading pipe 64B to the outlet b of the second mixer 7B to gradually decrease the pressure in the loading part 611 of the pressure regulator 61, and the outlet pressure of the pressure regulator 61 is reduced to the second mixer. 7B is configured to approach the pressure of the second air-fuel mixture M2 at the outlet b of 7B.

その他、本例の発電システム1の構成は、上記実施例1と同様であり、本例の発電システム1によっても、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができ、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、複雑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。   In addition, the configuration of the power generation system 1 of the present example is the same as that of the first embodiment, and the power generation system 1 of the present example can obtain the same operational effects as those of the first embodiment. The gas engine 2 is operated using the auxiliary fuel gas F2, and the gas engine 2 can be stably operated without performing complicated control.

(確認試験)
本確認試験においては、上記実施例1に示した発電システム1において、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、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を停止した場合(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、上記第1電磁弁63A及び第2電磁弁63Bを設けていない発電システム1において、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、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給を停止した場合(比較試験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。
(Confirmation test)
In this confirmation test, in the power generation system 1 shown in the first embodiment, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is started (test 1), the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is started. The change of the operating condition in the gas engine 2 and the generator 11 was confirmed with respect to the case where the operation was stopped (test 2).
For comparison, in the power generation system 1 in which the first electromagnetic valve 63A and the second electromagnetic valve 63B are not provided, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2 is started (comparison test 1), About the case where supply of sub fuel gas F2 to gas engine 2 was stopped (comparative test 2), it checked about change in the operating condition in gas engine 2 and generator 11.

本確認試験においては、副燃料ガスF2の供給開始時及び供給停止時について、ガスエンジン2への主燃料ガスF1の供給量、ガスエンジン2への副燃料ガスF2の供給量、発電機11の発電出力(電力)、ガスエンジン2における空気比及びNOx濃度の変化について測定を行った。
また、本確認試験は、商用電源100との系統連系を行っているときに、副燃料ガスF2の供給開始又は供給停止を行って各データの測定をした。
In this confirmation test, the supply amount of the main fuel gas F1 to the gas engine 2, the supply amount of the auxiliary fuel gas F2 to the gas engine 2, and the generator 11 Measurements were made of changes in power generation output (electric power), air ratio in the gas engine 2 and NOx concentration.
Further, in this confirmation test, when the grid connection with the commercial power source 100 was performed, the supply of the auxiliary fuel gas F2 was started or stopped, and each data was measured.

図5、図7、図9、図11は、横軸に時間(秒)をとり、縦軸に、主燃料ガスF1の供給量、副燃料ガスF2の供給量、発電機11の発電出力、圧力レギュレータ61のローディング圧力(kPa)をとって、副燃料ガスF2の供給開始時又は供給停止時におけるこれらの変化を示すグラフである。なお、主燃料ガスF1の供給量、副燃料ガスF2の供給量、発電機11の発電出力は、いずれも定格値に対する割合(対定格%)で示す。   5, 7, 9, and 11, the horizontal axis represents time (seconds), and the vertical axis represents the supply amount of the main fuel gas F1, the supply amount of the auxiliary fuel gas F2, the power generation output of the generator 11, It is a graph which shows these changes at the time of the supply start of supply of sub fuel gas F2, or the stop of supply, taking loading pressure (kPa) of pressure regulator 61. Note that the supply amount of the main fuel gas F1, the supply amount of the auxiliary fuel gas F2, and the power generation output of the generator 11 are all expressed as a ratio (vs. rated%) to the rated value.

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における空気比及びNOx濃度をとって、副燃料ガスF2の供給開始時又は供給停止時におけるこれらの変化を示すグラフである。なお、ガスエンジン2におけるNOx濃度は、定格値に対する割合(対定格%)で示す。
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 and NOx concentration in the gas engine 2, so that the sub fuel gas F <b> 2 is supplied or It is a graph which shows these changes at the time of a supply stop. Note that the NOx concentration in the gas engine 2 is expressed as a ratio to the rated value (vs. rated%).
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.

図5に示すごとく、試験1についての副燃料ガスF2の供給開始時には、副燃料ガスF2の供給を開始した直後から、圧力レギュレータ61のローディング圧力(kPa)が徐々に増加し、副燃料ガスF2の供給量が徐々に増加する一方、主燃料ガスF1の供給量が徐々に減少していることがわかる。そして、発電出力は、小刻みな変動があるものの、安定していることがわかる。また、図6に示すごとく、空気比及びNOx濃度は、小刻みな変動があるものの、安定していることがわかる。   As shown in FIG. 5, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 for test 1 is started, the loading pressure (kPa) of the pressure regulator 61 gradually increases immediately after the supply of the auxiliary fuel gas F2 is started, and the auxiliary fuel gas F2 is started. It can be seen that the supply amount of the main fuel gas F1 gradually decreases while the supply amount of the fuel gas gradually increases. It can be seen that the power generation output is stable although there is a slight fluctuation. In addition, as shown in FIG. 6, it can be seen that the air ratio and the NOx concentration are stable although there are slight fluctuations.

また、図7に示すごとく、試験2についての副燃料ガスF2の供給停止時には、副燃料ガスF2の供給の停止を開始した直後から、圧力レギュレータ61のローディング圧力(kPa)が徐々に減少し、副燃料ガスF2の供給量が徐々に減少する一方、主燃料ガスF1の供給量が徐々に増加していることがわかる。そして、発電出力は、小刻みな変動があるものの、安定していることがわかる。また、図8に示すごとく、空気比及びNOx濃度は、小刻みな変動があるものの、安定していることがわかる。   Further, as shown in FIG. 7, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 is stopped for the test 2, the loading pressure (kPa) of the pressure regulator 61 gradually decreases immediately after starting the supply of the auxiliary fuel gas F2, It can be seen that the supply amount of the auxiliary fuel gas F2 gradually decreases, while the supply amount of the main fuel gas F1 gradually increases. It can be seen that the power generation output is stable although there is a slight fluctuation. Further, as shown in FIG. 8, it can be seen that the air ratio and the NOx concentration are stable although there are slight fluctuations.

図9に示すごとく、比較試験1についての副燃料ガスF2の供給開始時には、副燃料ガスF2の供給を開始した直後に、副燃料ガスF2の供給量が急激に増加する一方、主燃料ガスF1の供給量が急激に減少していることがわかる。そして、発電出力は、副燃料ガスF2の供給を開始した直後に、一時的に激しく上昇していることがわかる。また、図10に示すごとく、空気比は一時的に小さくなり(ガスリッチになり)、NOx濃度が一時的に激しく増加していることがわかる。   As shown in FIG. 9, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 for the comparative test 1 is started, immediately after the supply of the auxiliary fuel gas F2 is started, the supply amount of the auxiliary fuel gas F2 increases rapidly, while the main fuel gas F1 is increased. It can be seen that the supply amount of is decreasing rapidly. Then, it can be seen that the power generation output temporarily increases violently immediately after the supply of the auxiliary fuel gas F2 is started. Further, as shown in FIG. 10, it can be seen that the air ratio temporarily decreases (becomes rich in gas), and the NOx concentration temporarily increases dramatically.

また、図11に示すごとく、比較試験2についての副燃料ガスF2の供給停止時には、副燃料ガスF2の供給の停止を開始した直後に、副燃料ガスF2の供給量が急激に減少する一方、主燃料ガスF1の供給量が急激に増加していることがわかる。そして、発電出力は、副燃料ガスF2の供給を開始した直後に、一時的に激しく低下していることがわかる。また、図12に示すごとく、空気比は一時的に大きくなり(ガスリーンになり)、NOx濃度が一時的に激しく増加していることがわかる。なお、このNOx濃度の一次的な増加は、発電出力の一時的な低下を回復させるため、スロットルバルブ51が急激に開き、空気比が一時的に小さくなるためであると考える。   Further, as shown in FIG. 11, when the supply of the auxiliary fuel gas F2 for the comparative test 2 is stopped, the supply amount of the auxiliary fuel gas F2 rapidly decreases immediately after the stop of the supply of the auxiliary fuel gas F2 is started, It can be seen that the supply amount of the main fuel gas F1 increases rapidly. It can be seen that the power generation output temporarily decreases sharply immediately after the supply of the auxiliary fuel gas F2 is started. Further, as shown in FIG. 12, it can be seen that the air ratio temporarily increases (becomes gas lean), and the NOx concentration temporarily increases dramatically. The primary increase in the NOx concentration is considered to be because the throttle valve 51 is suddenly opened to temporarily reduce the air ratio in order to recover the temporary decrease in the power generation output.

なお、図10、図12において、空気比の変化が、副燃料ガスF2の供給開始時期又は供給停止時期よりも遅れて現れているのは、測定のタイムラグのため(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の供給開始直後又は供給停止直後に現れていると考える。   10 and 12, the change in the air ratio appears later than the supply start timing or supply stop timing of the auxiliary fuel gas F2 because of the measurement time lag (exhaust gas G is sucked This is because the air ratio is obtained by measuring the residual oxygen concentration and the like). Actually, it is considered that the change in the air ratio appears immediately after the supply of the auxiliary fuel gas F2 is started or immediately after the supply is stopped.

このように、上記実施例1に示した第1電磁弁63A及び第2電磁弁63Bの開閉制御を行う発電システム1によれば、商用電源100との系統連系を行っている場合においても、副燃料ガスF2の供給開始時及び供給停止時のいずれにおいても、ガスエンジン2の運転を安定して維持できることがわかった。   Thus, according to the power generation system 1 that performs opening / closing control of the first electromagnetic valve 63A and the second electromagnetic valve 63B shown in the first embodiment, even when the grid connection with the commercial power source 100 is performed, It was found that the operation of the gas engine 2 can be stably maintained both when the supply of the auxiliary fuel gas F2 is started and when the supply is stopped.

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動作を示すフローチャート。3 is a flowchart illustrating a control operation of the power generation system in 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、副燃料ガスの供給開始時における主燃料ガスの供給量、副燃料ガスの供給量、発電機の発電出力及び圧力レギュレータのローディング圧力の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the supply amount of the main fuel gas at the time of the supply start of sub fuel gas, the supply amount of sub fuel gas, the power generation output of a generator, and the loading pressure of a pressure regulator about the test 1 in a confirmation test. 確認試験における試験1について、副燃料ガスの供給開始時における空気比及びNOx濃度の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the air ratio and NOx density | concentration at the time of the supply start of sub fuel gas about the test 1 in a confirmation test. 確認試験における試験2について、副燃料ガスの供給停止時における主燃料ガスの供給量、副燃料ガスの供給量、発電機の発電出力及び圧力レギュレータのローディング圧力の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the supply amount of the main fuel gas at the time of a supply stop of supply of sub fuel gas, the supply amount of sub fuel gas, the power generation output of a generator, and the loading pressure of a pressure regulator about the test 2 in a confirmation test. 確認試験における試験2について、副燃料ガスの供給停止時における空気比及びNOx濃度の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the air ratio and NOx density | concentration at the time of the supply stop of sub fuel gas 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、副燃料ガスの供給開始時における主燃料ガスの供給量、副燃料ガスの供給量及び発電機の発電出力の変化を示すグラフ。6 is a graph showing changes in the amount of main fuel gas supplied, the amount of auxiliary fuel gas supplied, and the power generation output of the generator at the start of the supply of auxiliary fuel gas in Comparative Test 1 in the confirmation test. 確認試験における比較試験1について、副燃料ガスの供給開始時における空気比及びNOx濃度の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the air ratio and NOx density | concentration at the time of the supply start of sub fuel gas 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、副燃料ガスの供給停止時における主燃料ガスの供給量、副燃料ガスの供給量及び発電機の発電出力の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the supply amount of the main fuel gas at the time of the supply stop of sub fuel gas, the supply amount of sub fuel gas, and the electric power generation output of a generator 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、副燃料ガスの供給停止時における空気比及びNOx濃度の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the air ratio and NOx density | concentration at the time of the supply stop of auxiliary fuel gas about the comparative test 2 in a confirmation test.

符号の説明Explanation of symbols

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
611 ローディング部
62 副燃料用電磁弁
63A 第1電磁弁
63B 第2電磁弁
64A 第1ローディング配管
64B 第2ローディング配管
65 合流配管
66 絞り流路部
7A 第1ミキサー
7B 第2ミキサー
71 ベンチュリー
a 入口部
b 出口部
c 接続部
81 制御コントローラ
82 運転管理コントローラ
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 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 611 Loading part 62 Sub fuel solenoid valve 63A 1st solenoid valve 63B Second solenoid valve 64A First loading pipe 64B Second loading pipe 65 Junction pipe 66 Restricted flow path section 7A First mixer 7B Second mixer 71 Venturi a Inlet section b Outlet section c Connection section 81 Control controller 82 Operation management controller A Combustion Air F1 Main fuel gas F2 Sub fuel gas M1 First mixture M2 Second mixture M3 Compressed mixture G Exhaust gas

Claims (7)

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、
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圧力レギュレータと、
燃焼用空気が供給される空気配管と、
該空気配管から流入する上記燃焼用空気を通過させることができる一方、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、第1混合気を作り出すことができる第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トローラとを有しており、
上記圧力レギュレータの出口圧力を調整するローディング部は、第1ローディング配管を介して上記第1ミキサーの入口部に接続してあると共に、第2ローディング配管を介して上記第1ミキサーの出口部に接続してあり、
上記第1ローディング配管には、第1電磁弁が設けてあり、上記第2ローディング配管には、第2電磁弁が設けてあり、当該第1電磁弁及び当該第2電磁弁は、運転管理コントローラによって開閉制御が可能であり、
上記ガスエンジンの運転を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じると共に上記第2電磁弁を開けた状態で、上記主燃料ガスを用いて運転を行うよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記第2電磁弁を閉じて上記第1電磁弁を開けることにより、上記第1ミキサーの入口部から上記第1ローディング配管へ上記燃焼用空気を流入させて上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に増加させ、当該圧力レギュレータによる副燃料ガスの出口圧力を上記第1ミキサーの入口部における燃焼用空気の圧力に近づけるよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を停止する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じて上記第2電磁弁を開けることにより、上記第2ローディング配管から上記第1ミキサーの出口部へ上記燃焼用空気を流出させて上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に減少させ、当該圧力レギュレータによる副燃料ガスの出口圧力を上記第1ミキサーの出口部における第1混合気の圧力に近づけるよう構成してあることを特徴とする発電システム。
A gas engine with multiple cylinders;
A generator operated by the output of the gas engine;
An auxiliary fuel pipe to which an auxiliary fuel gas such as biogas is supplied;
A pressure regulator provided in the auxiliary fuel pipe;
An air pipe to which combustion air is supplied;
While the combustion air flowing from the air pipe can be passed, the pressure regulator is supplied from the sub fuel pipe according to the suction force generated when the combustion air flowing from the air pipe passes through the venturi. A first mixer capable of producing the first air-fuel mixture by mixing the sub fuel gas into the combustion air by the inflow of the sub fuel gas after the pressure is set by
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 controller that adjusts the opening of the throttle valve so that the power generation output of the generator becomes a target output;
The loading section for adjusting the outlet pressure of the pressure regulator is connected to the inlet section of the first mixer via a first loading pipe and connected to the outlet section of the first mixer via a second loading pipe. And
The first loading pipe is provided with a first solenoid valve, the second loading pipe is provided with a second solenoid valve, and the first solenoid valve and the second solenoid valve are operated by an operation management controller. Can be controlled to open and close,
When starting the operation of the gas engine, the operation management controller closes the first electromagnetic valve and opens the second electromagnetic valve so that the operation is performed using the main fuel gas. Yes,
When the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is started, the operation management controller closes the second electromagnetic valve and opens the first electromagnetic valve, thereby opening the first mixer from the inlet of the first mixer. The combustion air is caused to flow into the first loading pipe to gradually increase the pressure at the loading portion of the pressure regulator, and the outlet pressure of the auxiliary fuel gas by the pressure regulator is changed to the combustion air at the inlet portion of the first mixer. It is configured to approach the pressure of
When stopping the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine, the first electromagnetic valve is closed and the second electromagnetic valve is opened by the operation management controller, whereby the first loading pipe is used to open the first electromagnetic valve. The combustion air is caused to flow out to the outlet of the mixer to gradually reduce the pressure in the loading part of the pressure regulator, and the outlet pressure of the auxiliary fuel gas by the pressure regulator is first mixed at the outlet of the first mixer. A power generation system configured to be close to the pressure of qi.
請求項1において、上記副燃料配管には、上記運転管理コントローラによって開閉制御可能な副燃料用電磁弁が設けてあり、
上記ガスエンジンの運転を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁及び上記第1電磁弁を閉じると共に上記第2電磁弁を開けるよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁を開けると共に上記第2電磁弁を閉じ、かつ上記第1電磁弁を開けるよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を停止する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じて上記第2電磁弁を開け、上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力が上記第1ミキサーの出口部における第1混合気の圧力とほぼ同じになった後、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁を閉じるよう構成してあることを特徴とする発電システム。
The auxiliary fuel solenoid valve according to claim 1, wherein the auxiliary fuel pipe is provided with an auxiliary fuel solenoid valve that can be opened and closed by the operation management controller.
When starting the operation of the gas engine, the operation management controller is configured to close the auxiliary fuel solenoid valve and the first solenoid valve and open the second solenoid valve,
When the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is started, the operation management controller opens the auxiliary fuel solenoid valve, closes the second electromagnetic valve, and opens the first electromagnetic valve. And
When the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is stopped, the operation management controller closes the first electromagnetic valve and opens the second electromagnetic valve, and the pressure in the loading portion of the pressure regulator is A power generation system configured to close the sub-fuel solenoid valve by the operation management controller after the pressure of the first air-fuel mixture at the outlet of the first mixer becomes substantially the same.
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圧力レギュレータと、
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ことができる一方、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、第2混合気を作り出すことができる第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トローラとを有しており、
上記圧力レギュレータの出口圧力を調整するローディング部は、第1ローディング配管を介して上記第2ミキサーの入口部に接続してあると共に、第2ローディング配管を介して上記第2ミキサーの出口部に接続してあり、
上記第1ローディング配管には、第1電磁弁が設けてあり、上記第2ローディング配管には、第2電磁弁が設けてあり、当該第1電磁弁及び当該第2電磁弁は、運転管理コントローラによって開閉制御が可能であり、
上記ガスエンジンの運転を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じると共に上記第2電磁弁を開けた状態で、上記主燃料ガスを用いて運転を行うよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記第2電磁弁を閉じて上記第1電磁弁を開けることにより、上記第2ミキサーの入口部から上記第1ローディング配管へ上記第1混合気を流入させて上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に増加させ、当該圧力レギュレータによる副燃料ガスの出口圧力を上記第2ミキサーの入口部における第1混合気の圧力に近づけるよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を停止する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じて上記第2電磁弁を開けることにより、上記第2ローディング配管から上記第2ミキサーの出口部へ上記第1混合気を流出させて上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に減少させ、当該圧力レギュレータによる副燃料ガスの出口圧力を上記第2ミキサーの出口部における第2混合気の圧力に近づけるよう構成してあることを特徴とする発電システム。
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 pressure regulator provided in the auxiliary fuel pipe;
While the first air-fuel mixture flowing from the first mixer can be passed, the auxiliary fuel pipe is responsive to the suction force generated when the first air-fuel mixture flowing from the first mixer passes through the venturi. A second mixer capable of creating a second air-fuel mixture by mixing the sub-fuel gas into the first air-fuel mixture when the sub-fuel gas after pressure setting by the pressure regulator flows from
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 controller that adjusts the opening of the throttle valve so that the power generation output of the generator becomes a target output;
The loading section for adjusting the outlet pressure of the pressure regulator is connected to the inlet section of the second mixer via the first loading pipe, and is connected to the outlet section of the second mixer via the second loading pipe. And
The first loading pipe is provided with a first solenoid valve, the second loading pipe is provided with a second solenoid valve, and the first solenoid valve and the second solenoid valve are operated by an operation management controller. Can be controlled to open and close,
When starting the operation of the gas engine, the operation management controller closes the first electromagnetic valve and opens the second electromagnetic valve so that the operation is performed using the main fuel gas. Yes,
When the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is started, the operation management controller closes the second electromagnetic valve and opens the first electromagnetic valve, thereby opening the first mixer from the inlet of the second mixer. The first air-fuel mixture is caused to flow into the first loading pipe to gradually increase the pressure at the loading portion of the pressure regulator, and the outlet pressure of the secondary fuel gas by the pressure regulator is changed to the first at the inlet portion of the second mixer. It is configured to approach the pressure of the mixture,
When stopping the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine, the operation management controller closes the first electromagnetic valve and opens the second electromagnetic valve, thereby opening the second loading pipe from the second loading pipe. The first air-fuel mixture is caused to flow out to the outlet of the mixer to gradually reduce the pressure in the loading portion of the pressure regulator, and the outlet pressure of the auxiliary fuel gas by the pressure regulator is changed to the second at the outlet of the second mixer. A power generation system configured to approach the pressure of an air-fuel mixture.
請求項3において、上記副燃料配管には、上記運転管理コントローラによって開閉制御可能な副燃料用電磁弁が設けてあり、
上記ガスエンジンの運転を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁及び上記第1電磁弁を閉じると共に上記第2電磁弁を開けるよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁を開けると共に上記第2電磁弁を閉じ、かつ上記第1電磁弁を開けるよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を停止する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じて上記第2電磁弁を開け、上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力が上記第2ミキサーの出口部における第2混合気の圧力とほぼ同じになった後、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁を閉じるよう構成してあることを特徴とする発電システム。
The auxiliary fuel solenoid valve according to claim 3, wherein the auxiliary fuel pipe is provided with an auxiliary fuel solenoid valve that can be opened and closed by the operation management controller.
When starting the operation of the gas engine, the operation management controller is configured to close the auxiliary fuel solenoid valve and the first solenoid valve and open the second solenoid valve,
When the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is started, the operation management controller opens the auxiliary fuel solenoid valve, closes the second electromagnetic valve, and opens the first electromagnetic valve. And
When the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is stopped, the operation management controller closes the first electromagnetic valve and opens the second electromagnetic valve, and the pressure in the loading portion of the pressure regulator is A power generation system configured to close the sub fuel solenoid valve by the operation management controller after the pressure of the second air-fuel mixture at the outlet of the second mixer becomes substantially the same.
請求項1〜4のいずれか一項において、上記圧力レギュレータの上記ローディング部には、上記第1ローディング配管と上記第2ローディング配管とが合流した合流配管が接続してあり、該合流配管には、上記第1ローディング配管及び上記第2ローディング配管よりも流路断面積を小さくした絞り流路部が設けてあり、
該絞り流路部によって上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に増加又は減少させるよう構成してあることを特徴とする発電システム。
In any one of Claims 1-4, the confluence | merging pipe | tube which the said 1st loading piping and the said 2nd loading piping joined is connected to the said loading part of the said pressure regulator, A throttle channel section having a smaller channel cross-sectional area than the first loading pipe and the second loading pipe is provided,
A power generation system configured to gradually increase or decrease the pressure in the loading portion of the pressure regulator by the throttle passage portion.
請求項1〜5のいずれか一項において、上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を開始する際には、上記運転管理コントローラによって上記副燃料用電磁弁を開けると共に上記第2電磁弁を閉じた後、上記第1電磁弁の開閉を繰り返すことにより、上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に増加させるよう構成してあり、
上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給を停止する際には、上記運転管理コントローラによって上記第1電磁弁を閉じた後、上記第2電磁弁の開閉を繰り返すことにより、上記圧力レギュレータの上記ローディング部における圧力を徐々に減少させるよう構成してあることを特徴とする発電システム。
6. When the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine is started, the operation control controller opens the auxiliary fuel electromagnetic valve and the second electromagnetic valve is turned on. After closing, it is configured to gradually increase the pressure in the loading portion of the pressure regulator by repeatedly opening and closing the first electromagnetic valve,
When stopping the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine, the operation control controller closes the first electromagnetic valve, and then repeatedly opens and closes the second electromagnetic valve, whereby the pressure regulator A power generation system configured to gradually decrease the pressure in the loading portion.
請求項1〜6のいずれか一項において、上記発電機は、その発電出力を商用電源と系統連系させているときに、負荷が加えられるよう構成してあり、
上記発電機の発電出力を上記商用電源と系統連系させているときに、上記ガスエンジンへの上記副燃料ガスの供給の開始及び停止を行うよう構成してあることを特徴とする発電システム。
In any one of Claims 1-6, the said generator is comprised so that a load may be added when the power generation output is made to grid-connect with a commercial power source,
A power generation system configured to start and stop the supply of the auxiliary fuel gas to the gas engine when the power generation output of the generator is connected to the commercial power source.
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