JP5588709B2 - Solid oxide fuel cell system and cogeneration system equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、燃料ガスを改質した改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う固体酸化物形燃料電池システム及びこれを備えたコージェネレーションシステムに関する。 The present invention relates to a reformed fuel gas obtained by reforming a fuel gas and a solid oxide fuel cell system that generates power by oxidizing and reducing an oxidant and a cogeneration system including the same.
従来より、酸素イオンを伝導する膜として固体電解質を用いた燃料電池セルスタックを燃料電池ハウジング内に収容した固体酸化物形燃料電池システムが知られている。この固体酸化物形燃料電池システムでは、一般的に、固体電解質としてイットリアをドープしたジルコニアが用いられており、この固体電解質の片側に燃料ガスを酸化するための燃料極が設けられ、その他側に空気中の酸素(酸化材)を還元するための酸素極が設けられている。燃料電池セルスタックでは、700〜1000℃の高温で、燃料ガスを改質した改質燃料ガス中の水素、一酸化炭素、炭化水素と酸化材としての酸素とを電気化学反応させることにより発電が行われる。近年、このような固体酸化物形燃料電池システムは有望な発電技術として注目されており、例えばコージェネレーションシステムなどにも利用されている。 Conventionally, a solid oxide fuel cell system in which a fuel cell stack using a solid electrolyte as a membrane for conducting oxygen ions is housed in a fuel cell housing is known. In this solid oxide fuel cell system, zirconia doped with yttria is generally used as a solid electrolyte, and a fuel electrode for oxidizing fuel gas is provided on one side of the solid electrolyte, and on the other side. An oxygen electrode for reducing oxygen (oxidant) in the air is provided. In the fuel cell stack, electric power is generated by electrochemical reaction of hydrogen, carbon monoxide, hydrocarbons and oxygen as an oxidant in the reformed fuel gas obtained by reforming the fuel gas at a high temperature of 700 to 1000 ° C. Done. In recent years, such a solid oxide fuel cell system has attracted attention as a promising power generation technology, and is also used in, for example, a cogeneration system.
この固体酸化物形燃料電池システムでは、燃料電池セルスタックでの作動温度を高く保つ必要があるために、この燃料電池セルスタックでの発電(電気化学反応)に使用されなかった余剰の燃料ガス(改質燃料ガス)が燃焼室で燃焼される。また、この燃焼室の付近には気化器及び改質器が配設されており、燃焼室における余剰の燃料ガスの燃焼熱を利用して、気化器にて水(改質用水)が気化されるとともに、改質器にて水蒸気を用いた改質反応が行われる(例えば、特許文献1参照)。また、この固体酸化物形燃料電池システムの起動時には、燃料電池セルスタックが発電可能な温度に上昇するまで、燃料ガスの燃焼反応やオートサーマルリフォーミング反応を用いて加熱される(例えば、特許文献2参照)。 In this solid oxide fuel cell system, since it is necessary to keep the operating temperature in the fuel cell stack high, surplus fuel gas that was not used for power generation (electrochemical reaction) in this fuel cell stack ( Reformed fuel gas) is combusted in the combustion chamber. In addition, a vaporizer and a reformer are disposed in the vicinity of the combustion chamber, and water (reforming water) is vaporized in the vaporizer using the combustion heat of excess fuel gas in the combustion chamber. At the same time, a reforming reaction using steam is performed in the reformer (see, for example, Patent Document 1). Further, at the time of starting the solid oxide fuel cell system, the fuel cell stack is heated by using a combustion reaction of fuel gas or an autothermal reforming reaction until the temperature rises to a temperature at which power generation is possible (for example, Patent Documents). 2).
このような固体酸化物形燃料電池システムの定常発電運転中においては、燃料電池セルスタックでの発電に使用されなかった余剰の燃料ガスは燃焼室で燃焼され、その燃焼熱が気化器における気化熱及び改質器における改質熱に利用される。燃焼室からの燃焼排ガスは燃料電池ハウジング外に排出され、この排出の際に、燃焼排ガスと酸化材としての空気との間で熱交換が行われる。この熱交換により加熱された空気は、燃料電池セルスタックの空気極側に送給される。 During the steady power generation operation of such a solid oxide fuel cell system, surplus fuel gas that has not been used for power generation in the fuel cell stack is burned in the combustion chamber, and the combustion heat is converted into heat of vaporization in the vaporizer. And used for reforming heat in the reformer. The combustion exhaust gas from the combustion chamber is discharged out of the fuel cell housing, and at the time of this discharge, heat exchange is performed between the combustion exhaust gas and air as an oxidizing material. The air heated by this heat exchange is fed to the air electrode side of the fuel cell stack.
この固体酸化物形燃料電池システムでは、燃料利用率(即ち、燃料ガスの価電子の消費速度に対してどれだけの発電電流を取り出すかの割合)が高いほど燃料電池セルスタックの発電効率が高くなる。一般に、この燃料利用率が高いと、発電に使用されない余剰の燃料ガスの量が少なくなるので、燃焼室での燃焼で得られる燃焼熱が少なくなる。それ故に、この燃料利用率が高くなり過ぎると、燃料電池ハウジング内の温度を一定に保つための熱量が不足し、燃料電池セルスタックの作動温度の低下を招き、その発電性能が低下するという問題が生じる。このようなことから、この燃料利用率は、定格発電能力などにもよるが、ある値以上に大きくすることが難しい。 In this solid oxide fuel cell system, the power generation efficiency of the fuel cell stack increases as the fuel utilization rate (that is, the ratio of how much generated current is extracted with respect to the consumption rate of the valence electrons of the fuel gas) increases. Become. In general, when this fuel utilization rate is high, the amount of surplus fuel gas that is not used for power generation is reduced, so that the combustion heat obtained by combustion in the combustion chamber is reduced. Therefore, if this fuel utilization rate becomes too high, the amount of heat for keeping the temperature inside the fuel cell housing constant will be insufficient, leading to a decrease in the operating temperature of the fuel cell stack, and the power generation performance will be reduced. Occurs. For this reason, it is difficult to increase the fuel utilization rate beyond a certain value, although it depends on the rated power generation capacity.
上述した従来の固体酸化物形燃料電池システムでは、次のような問題がある。上述のように、気化器及び改質器ではそれぞれ吸熱反応である気化反応及び改質反応が行われるので、燃料電池セルスタックの熱自立運転を行うためには、発電に使用されない余剰の燃料ガスを燃焼室で燃焼させ、この燃焼熱を利用して気化器及び改質器を加熱する必要がある。しかしながら、定常発電運転中における余剰の燃料ガスの量を多くすることは、燃料利用率の低下、即ち、燃料電池セルスタックにおける発電効率の低下を招くことになる。 The above-described conventional solid oxide fuel cell system has the following problems. As described above, since the vaporization reaction and the reforming reaction, which are endothermic reactions, are performed in the vaporizer and the reformer, respectively, the surplus fuel gas that is not used for power generation is necessary for the thermal self-sustaining operation of the fuel cell stack. It is necessary to heat the vaporizer and the reformer using this combustion heat. However, increasing the amount of surplus fuel gas during steady power generation operation leads to a decrease in fuel utilization rate, that is, a decrease in power generation efficiency in the fuel cell stack.
この余剰の燃料ガスの量を少なくして発電効率を高めるためには、吸熱反応である気化反応を行う気化器を燃料電池ハウジング外に配設し、燃焼室から燃料電池ハウジング外に排出される燃焼排ガスの熱を利用して気化する方法が考えられる。しかしながら、部分負荷時の低負荷運転状態においては、定格負荷時の高負荷運転状態よりも燃料ガスの供給量が減少するため、燃焼排ガスの流量が減少することによりその保有熱量が減少し、気化器における熱交換温度が低下する。この状態で、低負荷運転状態から高負荷運転状態となって気化器に多量の水(改質用水)が送給されると、気化器へ送給する燃焼排ガスの量を増大させるのが間に合わず、瞬間的に気化不良が生じるおそれがある。このように気化不良が生じると、改質器への水蒸気の供給量が燃料ガスに含まれる炭素水素中の炭素の供給量よりも低くなり、これが原因となって燃料電池セルスタックが破損するおそれがある。 In order to reduce the surplus amount of fuel gas and increase the power generation efficiency, a vaporizer that performs a vaporization reaction that is an endothermic reaction is disposed outside the fuel cell housing and is discharged from the combustion chamber to the outside of the fuel cell housing. A method of vaporizing using the heat of combustion exhaust gas is conceivable. However, in the low-load operation state at the partial load, the fuel gas supply amount is reduced compared to the high-load operation state at the rated load. The heat exchange temperature in the vessel decreases. In this state, if a large amount of water (reforming water) is supplied from the low load operation state to the high load operation state, the amount of combustion exhaust gas to be supplied to the vaporizer can be increased in time. However, there is a risk that vaporization failure occurs instantaneously. If vaporization failure occurs in this way, the supply amount of water vapor to the reformer becomes lower than the supply amount of carbon in the carbon hydrogen contained in the fuel gas, which may cause damage to the fuel cell stack. There is.
本発明の目的は、燃焼排ガス中に含まれる可燃成分を燃焼させることにより、第2気化器における気化不良の発生を抑制することができる固体酸化物形燃料電池システム及びこれを備えたコージェネレーションシステムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to burn a combustible component contained in combustion exhaust gas so as to suppress the occurrence of poor vaporization in the second vaporizer, and a cogeneration system including the solid oxide fuel cell system. Is to provide.
本発明の請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池システムでは、炭化水素系燃料ガスと水蒸気とで改質反応させるための改質器と、前記改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元により発電を行うための複数個の燃料電池セルを備えた燃料電池セルスタックと、前記燃料電池セルスタックにおいて発電に寄与しない余剰の燃料ガスを燃焼させるための燃焼室と、前記改質器、前記燃料電池セルスタック及び前記燃焼室を収容するために断熱材で覆われた燃料電池ハウジングと、前記燃焼室からの燃焼排ガスを前記燃料電池ハウジング外に排出するための燃焼排ガス排出ラインと、を備えた固体酸化物形燃料電池システムであって、
水を気化させて前記改質器へ送給する水蒸気を生成するための第1気化器及び第2気化器が設けられ、前記第1気化器は、前記燃焼室における余剰の燃料ガスの燃焼により加熱されるように前記燃料電池ハウジング内に収容され、前記第2気化器は、前記燃焼排ガス排出ラインを通して流れる燃焼排ガスにより加熱されるように前記燃料電池ハウジング外に配設されており、
前記燃料電池ハウジング外に位置する前記第2気化器又はその上流側における前記燃焼排ガス排出ラインには、燃焼排ガス中に含まれる可燃成分を燃焼させるための燃焼触媒が配設されており、
更に、前記第2気化器に関連して、前記第2気化器にて生成された水蒸気の温度を検知するための燃料利用率制御用温度検知手段及び前記燃料電池セルスタックでの燃料利用率を制御するための制御手段が設けられ、前記燃料利用率制御用温度検知手段の検知温度が燃料利用率制御用設定温度よりも低下すると、前記制御手段は、前記燃料電池セルスタックでの燃料利用率を低下させることを特徴とする。
In the solid oxide fuel cell system according to claim 1 of the present invention, a reformer for reforming reaction with hydrocarbon fuel gas and steam, and reforming reformed by the reformer Fuel cell stack comprising a plurality of fuel cells for generating power by oxidizing and reducing fuel gas and oxidizing material, and combustion for burning surplus fuel gas that does not contribute to power generation in the fuel cell stack A chamber, a fuel cell housing covered with a heat insulating material to accommodate the reformer, the fuel cell stack, and the combustion chamber; and exhausting combustion exhaust gas from the combustion chamber to the outside of the fuel cell housing A solid oxide fuel cell system comprising:
A first vaporizer and a second vaporizer are provided for vaporizing water to be supplied to the reformer, and the first vaporizer is formed by combustion of excess fuel gas in the combustion chamber. The second carburetor is disposed outside the fuel cell housing so as to be heated by the combustion exhaust gas flowing through the combustion exhaust gas discharge line .
A combustion catalyst for combusting combustible components contained in the combustion exhaust gas is disposed in the second carburetor located outside the fuel cell housing or the combustion exhaust gas exhaust line on the upstream side thereof ,
Further, in relation to the second vaporizer, a fuel utilization rate control temperature detecting means for detecting the temperature of water vapor generated in the second vaporizer, and a fuel utilization rate in the fuel cell stack. Control means for controlling is provided, and when the temperature detected by the fuel utilization rate control temperature detection means is lower than the set temperature for fuel utilization rate control, the control means is configured to use the fuel utilization rate in the fuel cell stack. It is characterized by lowering .
また、本発明の請求項2に記載の固体酸化物形燃料電池システムでは、前記第2気化器により生成された水蒸気の温度を検知するための加熱制御用温度検知手段と、前記第2気化器により生成された水蒸気を補助的に加熱するための補助加熱手段と、を備え、前記加熱制御用温度検知手段の検知温度が加熱制御用設定温度よりも低下すると、前記補助加熱手段が作動され、前記第2気化器により生成された水蒸気が前記補助加熱手段によって加熱されることを特徴とする。
Further, in the solid oxide fuel cell system according to
また、本発明の請求項3に記載の固体酸化物形燃料電池システムでは、前記補助加熱手段は、前記第2気化器に配設され、前記第2気化器により生成された水蒸気及び前記第2気化器に配設された前記燃焼触媒を加熱することを特徴とする。 Moreover, in the solid oxide fuel cell system according to claim 3 of the present invention, the auxiliary heating means is disposed in the second vaporizer, and the water vapor generated by the second vaporizer and the second vaporizer. The combustion catalyst disposed in the vaporizer is heated.
また、本発明の請求項4に記載の固体酸化物形燃料電池システムでは、前記第2気化器により生成された水蒸気を前記改質器に送給するための水蒸気送給ラインを備え、前記補助加熱手段は、前記燃料電池ハウジング外に位置する前記第2気化器の上流側における前記燃焼排ガス排出ラインの所定部位に配設され、前記水蒸気送給ラインを流れる水蒸気及び前記燃焼排ガス排出ラインの前記所定部位に配設された前記燃焼触媒を加熱することを特徴とする。
In the solid oxide fuel cell system according to
また、本発明の請求項5に記載のコージェネレーションシステムでは、炭化水素系燃料ガスと水蒸気とで改質反応させるための改質器と、前記改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元により発電を行うための複数個の燃料電池セルを備えた燃料電池セルスタックと、前記燃料電池セルスタックにおいて発電に寄与しない余剰の燃料ガスを燃焼させるための燃焼室と、前記改質器、前記燃料電池セルスタック及び前記燃焼室を収容するために断熱材で覆われた燃料電池ハウジングと、前記燃焼室からの燃焼排ガスを前記燃料電池ハウジング外に排出するための燃焼排ガス排出ラインと、前記燃焼排ガス排出ラインより排出される燃焼排ガスの排熱を温水として回収するための排熱回収手段と、を備え、前記排熱回収手段は、前記燃焼排ガス排出ラインより排出される燃焼排ガスの排熱と水とで熱交換するための排熱回収用熱交換器と、前記排熱回収用熱交換器での熱交換後の温水を貯湯する貯湯タンクと、前記排熱回収用熱交換器と前記貯湯タンクとの間で水を循環させるための循環ラインと、を有するコージェネレーションシステムであって、
水を気化させて前記改質器へ送給する水蒸気を生成するための第1気化器及び第2気化器が設けられ、前記第1気化器は、前記燃焼室における余剰の燃料ガスの燃焼により加熱されるように前記燃料電池ハウジング内に収容され、前記第2気化器は、前記燃焼排ガス排出ラインを通して流れる燃焼排ガスにより加熱されるように前記燃料電池ハウジング外に配設されており、
前記燃料電池ハウジング外に位置する前記第2気化器又はその上流側における前記燃焼排ガス排出ラインには、燃焼排ガス中に含まれる可燃成分を燃焼させるための燃焼触媒が配設されており、
更に、前記第2気化器に関連して、前記第2気化器にて生成された水蒸気の温度を検知するための燃料利用率制御用温度検知手段及び前記燃料電池セルスタックでの燃料利用率を制御するための制御手段が設けられ、前記燃料利用率制御用温度検知手段の検知温度が燃料利用率制御用設定温度よりも低下すると、前記制御手段は、前記燃料電池セルスタックでの燃料利用率を低下させることを特徴とする。
In the cogeneration system according to claim 5 of the present invention, a reformer for reforming reaction with hydrocarbon fuel gas and steam, and a reformed fuel gas reformed by the reformer And a fuel cell stack comprising a plurality of fuel cells for generating power by oxidizing and reducing the oxidizing material, and a combustion chamber for burning surplus fuel gas that does not contribute to power generation in the fuel cell stack A fuel cell housing covered with a heat insulating material to accommodate the reformer, the fuel cell stack and the combustion chamber, and combustion for discharging combustion exhaust gas from the combustion chamber to the outside of the fuel cell housing An exhaust gas exhaust line; and exhaust heat recovery means for recovering exhaust heat of the combustion exhaust gas discharged from the combustion exhaust gas exhaust line as hot water, wherein the exhaust heat recovery means A heat exchanger for exhaust heat recovery for exchanging heat between exhaust heat and water of the exhaust gas discharged from the exhaust gas exhaust line, and hot water after heat exchange in the heat exchanger for exhaust heat recovery is stored. A cogeneration system having a hot water storage tank, and a circulation line for circulating water between the heat exchanger for exhaust heat recovery and the hot water storage tank,
A first vaporizer and a second vaporizer are provided for vaporizing water to be supplied to the reformer, and the first vaporizer is formed by combustion of excess fuel gas in the combustion chamber. accommodated in the fuel cell housing to be heated, the second vaporizer is arranged outside the fuel cell housing to be heated by the combustion exhaust gas flowing through the combustion gas discharge line,
A combustion catalyst for combusting combustible components contained in the combustion exhaust gas is disposed in the second carburetor located outside the fuel cell housing or the combustion exhaust gas exhaust line on the upstream side thereof ,
Further, in relation to the second vaporizer, a fuel utilization rate control temperature detecting means for detecting the temperature of water vapor generated in the second vaporizer, and a fuel utilization rate in the fuel cell stack. Control means for controlling is provided, and when the temperature detected by the fuel utilization rate control temperature detection means is lower than the set temperature for fuel utilization rate control, the control means is configured to use the fuel utilization rate in the fuel cell stack. It is characterized by lowering .
また、本発明の請求項6に記載のコージェネレーションシステムでは、前記排熱回収用熱交換器は、前記第2気化器よりも下流側における前記燃焼排ガス排出ラインに配設されていることを特徴とする。
In the cogeneration system according to
本発明の請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池システム及び請求項5に記載のコージェネレーションシステムによれば、燃料電池ハウジング外に位置する第2気化器又はその上流側における燃焼排ガス排出ラインには燃焼触媒が配設されているので、この燃焼触媒の作用によって燃焼排ガス中に含まれる可燃成分が燃焼される。この燃焼排ガスの燃焼熱及びその保有熱量によって、第2気化器における熱交換温度を高めることができる。従って、例えば部分負荷時の低負荷運転状態から定格負荷時の高負荷運転状態に切り換えられた際に、多量の水(改質用水)が第2気化器に供給された場合であっても、この供給された水を確実に気化することができ、第2気化器における気化不良の発生を抑制することができる。また、燃料利用率制御用温度検知手段の検知温度が燃料利用率制御用設定温度よりも低下すると、制御手段は、燃料電池セルスタックでの燃料利用率を低下させる。このように燃料利用率を低下させることにより、燃料電池セルスタックでの発電に使用されない余剰の燃料ガスの量が増大して燃焼排ガスの保有熱量が増大し、第2気化器における熱交換温度が上昇するので、第2気化器における気化不良の発生をより効果的に抑制することができる。 According to the solid oxide fuel cell system of claim 1 and the cogeneration system of claim 5 of the present invention, the second carburetor located outside the fuel cell housing or the combustion exhaust gas exhaust line upstream thereof Since a combustion catalyst is disposed in the flammable gas, combustible components contained in the combustion exhaust gas are burned by the action of the combustion catalyst. The heat exchange temperature in the second vaporizer can be increased by the combustion heat of the combustion exhaust gas and the amount of retained heat. Therefore, for example, even when a large amount of water (reforming water) is supplied to the second vaporizer when the low load operation state at the partial load is switched to the high load operation state at the rated load, This supplied water can be reliably vaporized, and the occurrence of poor vaporization in the second vaporizer can be suppressed. Further, when the temperature detected by the fuel utilization rate control temperature detecting means is lower than the fuel utilization rate control set temperature, the control means reduces the fuel utilization rate in the fuel cell stack. By reducing the fuel utilization rate in this way, the amount of surplus fuel gas that is not used for power generation in the fuel cell stack increases, the amount of heat retained in the combustion exhaust gas increases, and the heat exchange temperature in the second vaporizer increases. Since it raises, generation | occurrence | production of the vaporization defect in a 2nd vaporizer can be suppressed more effectively.
また、本発明の請求項2に記載の固体酸化物形燃料電池システムによれば、第2気化器により生成された水蒸気を補助的に加熱するための補助加熱手段が設けられているので、第2気化器により生成された水蒸気の温度が加熱制御用設定温度よりも低下した際には、この補助加熱ヒータからの熱によって水蒸気が加熱される。これにより、水の気化不良を抑制することができ、また所望温度の水蒸気を改質器に供給することができる。
Further, according to the solid oxide fuel cell system according to
また、本発明の請求項3に記載の固体酸化物形燃料電池システムによれば、補助加熱手段は第2気化器に配設されているので、第2気化器により生成された水蒸気及び第2気化器に配設された燃焼触媒が補助加熱手段によって加熱される。このように水蒸気を加熱することにより、水の気化不良を抑制することができる。また、燃焼触媒を加熱することにより、燃焼触媒の活性を一定に保つことができ、また固体酸化物形燃料電池システムの冷起動時においても燃焼触媒の活性を速やかに発現することができる。 In the solid oxide fuel cell system according to claim 3 of the present invention, since the auxiliary heating means is disposed in the second vaporizer, the water vapor generated by the second vaporizer and the second The combustion catalyst disposed in the vaporizer is heated by auxiliary heating means. By heating the water vapor in this way, water vaporization defects can be suppressed. Further, by heating the combustion catalyst, the activity of the combustion catalyst can be kept constant, and the activity of the combustion catalyst can be quickly expressed even at the time of cold start of the solid oxide fuel cell system.
また、本発明の請求項4に記載の固体酸化物形燃料電池システムによれば、補助加熱手段は、燃料電池ハウジング外に位置する第2気化器の上流側における燃焼排ガス排出ラインの所定部位に配設されているので、水蒸気送給ラインを流れる水蒸気及び上記所定部位に配設された燃焼触媒が補助加熱手段によって加熱される。このように水蒸気を加熱することにより、水の気化不良を抑制することができる。また、燃焼触媒を加熱することにより、燃焼触媒の活性を一定に保つことができ、また固体酸化物形燃料電池システムの冷起動時においても燃焼触媒の活性を速やかに発現することができる。
In the solid oxide fuel cell system according to
また、本発明の請求項6に記載のコージェネレーションシステムによれば、排熱回収用熱交換器は、第2気化器よりも下流側における燃焼排ガス排出ラインに配設されているので、第2気化器の下流側にて燃焼排ガスが排熱回収用熱交換器により吸熱される。これにより、第2気化器を流れる燃焼排ガスの温度が高くなり、この第2気化器にて燃焼排ガスの排熱を水(改質用水)の気化に用いることができるとともに、第2気化器にて熱交換に利用された後の燃焼排ガスの排熱を排熱回収用熱交換器にて効果的に温水として回収することができる。
In the cogeneration system according to
以下、添付図面を参照して、本発明に従う固体酸化物形燃料電池システム及びこれを備えたコージェネレーションシステムの各種実施形態について説明する。
[第1の実施形態]
まず、図1及び図2を参照して、第1の実施形態による固体酸化物形燃料電池システムについて説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による固体酸化物形燃料電池システムの構成を簡略的に示すブロック図であり、図2は、図1の固体酸化物形燃料電池システムの制御の流れを示すフローチャートである。
Hereinafter, various embodiments of a solid oxide fuel cell system according to the present invention and a cogeneration system including the same will be described with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the solid oxide fuel cell system by 1st Embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a solid oxide fuel cell system according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a control flow of the solid oxide fuel cell system of FIG. It is a flowchart which shows.
図1を参照すると、図示の固体酸化物形燃料電池システム2は、改質器4、燃料電池セルスタック6、空気予熱器8、第1気化器10及び第2気化器12を備えている。以下、固体酸化物形燃料電池システム2の構成について詳細に説明する。
Referring to FIG. 1, the illustrated solid oxide
改質器4は、改質触媒として例えばアルミナにルテニウムを担持させたものが用いられ、この改質触媒によって、例えば天然ガスなどのメタンを主成分とする炭化水素系燃料ガス(以下、「燃料ガス」という)が水蒸気改質される。この改質器4は、ガス・水蒸気送給ライン14を介して第1気化器10に接続されている。
In the
燃料電池セルスタック6は、電気化学反応によって発電を行うための複数個の固体酸化物形燃料電池セル(図示せず)を集電部材を介して積層することにより構成されている。この燃料電池セルスタック6は、酸素イオンを伝導する固体電解質(図示せず)と、固体電解質の片側に設けられた燃料極(図示せず)と、固体電解質の他側に設けられた酸素極(図示せず)と、を備え、固体電解質として例えばイットリアをドープしたジルコニアが用いられる。
The
燃料電池セルスタック6の燃料極の導入側は、改質燃料ガス送給ライン16を介して改質器4に接続されている。また、燃料電池セルスタック6の酸素極の導入側は、空気送給ライン18を介して空気(酸化材)を予熱するための空気予熱器8に接続されている。この空気予熱器8は、空気供給ライン20を介して送風ブロア22に接続されている。送風ブロア22の回転数を制御することによって、空気供給ライン20を通して供給される空気の量が制御される。
The fuel electrode introduction side of the
燃料電池セルスタック6の燃料極及び酸素極の各排出側には燃焼室24が設けられ、燃料電池セルスタック6の燃料極側から排出された余剰の燃料ガス(即ち、燃料電池セルスタック6での発電に使用されなかった燃料ガス)と酸素極側から排出された空気(酸素を含む)とがこの燃焼室24に送給されて燃焼される。燃焼室24は第1燃焼排ガス排出ライン26を介して空気予熱器8に接続され、更に、空気予熱器8は、第2燃焼排ガス排出ライン28を介して第2気化器12に接続されている。空気予熱器8においては、空気供給ライン20を通して供給される空気と第1燃焼排ガス排出ライン26を通して送給される燃焼排ガスとの間で熱交換が行われ、この熱交換によって加温された空気は、空気送給ライン18を通して燃料電池セルスタック6の酸素極側に送給される。
A
第1気化器10は、燃料ガス供給ライン30を介して燃料ガスを供給するための燃料ガス供給源32に接続されている。燃料ガス供給ライン30には、脱硫器34、燃料ガス供給用ポンプ35及び燃料流量センサ36が配設されている。この燃料ガス供給ライン30には、更に、2連の開閉弁40,42が配設されている。2連の開閉弁40,42は開閉自在に構成され、燃料ガス供給ライン30を開放・遮断することにより、燃料ガスの供給・供給停止を行う。脱硫器34は、燃料ガス中に含まれる硫黄成分を除去する。燃料ガス供給用ポンプ35は、燃料ガス供給ライン30を流れる燃料ガスを昇圧し、燃料流量センサ36の流量が設定の値となるように、燃料ガス供給源32からの燃料ガスを燃料ガス供給ライン30を通して第1気化器10に供給する。この第1気化器10は、水蒸気送給ライン44を介して第2気化器12に接続されており、第2気化器12にて生成された水蒸気(後述する)が水蒸気送給ライン44を通して送給される。
The
上述した改質器4、燃料電池セルスタック6、空気予熱器8及び第1気化器10はそれぞれ、燃料電池ハウジング46に収容されている。燃料電池ハウジング46の内壁面は断熱材で覆われて高温室48を規定し、改質器4、燃料電池セルスタック6、空気予熱器8及び第1気化器10が高温室48内で高温状態に保たれる。第1気化器10及び改質器4は燃焼室24の付近に配設されており、このように配設することによって、燃焼室24における燃料ガスの燃焼熱によって第1気化器10及び改質器4が加熱される。これにより、第1気化器10では、燃焼室24における燃料ガスの燃焼熱によって、第2気化器12より送給された水蒸気が更に加熱されることにより、改質用の水蒸気が生成される。
The above-described
第2気化器12は、水供給ライン50を介して改質用水供給源52(例えば、水道管や水タンクなど)に接続され、この水供給ライン50には、水(改質用水)を供給するための水供給ポンプ54が配設されている。改質用水供給源52からの水は、水供給ライン50を通して第2気化器12に供給される。第2気化器12内の燃焼排ガスが流れる排ガス流路(図示せず)には燃焼触媒56が充填されており、この燃焼触媒56は、例えば白金やパラジウム等の貴金属系燃焼触媒、又は例えばマンガンや鉄等の卑金属系燃焼触媒から形成される。特に、白金及びパラジウムは、各種ガス成分に対して活性が高く、300℃以下の低温域でも利用することができる。また、第2気化器12内の水蒸気(水を含む)が流れる水蒸気流路(図示せず)の近傍には、温度検知センサ58(燃料利用率制御用温度検知手段を構成する)が配設されている。この温度検知センサ58は、第2気化器12にて生成されて水蒸気流路を流れる水蒸気の温度を検知する。なお、温度検知センサ58は、水蒸気の温度低下を確実に検知するために、水蒸気の温度が最も低下し得る箇所、例えば、水蒸気流路が金属製の筐体(図示せず)に支持される箇所などに配設するのが好ましい。また、第2気化器12内の排ガス流路及び水蒸気流路は、燃焼触媒58を介して相互に熱伝達可能に構成されている。
The
この第2気化器12は燃料電池ハウジング46外に配設されており、このように配設することによって、第2気化器12における水の気化には、第2燃焼排ガス排出ライン28を流れる燃焼排ガスの熱が利用され、燃料電池ハウジング46内の熱が利用されることがない。第2燃焼排ガス排出ライン28からの燃焼排ガスが第2気化器12内の排ガス流路を流れると、この排ガス流路に充填された燃焼触媒56の作用によって、燃焼排ガス中に含まれる可燃成分が燃焼される。燃焼排ガスの保有熱量及びその燃焼熱は燃焼触媒56を介して第2気化器12内の水蒸気流路に伝達され、この伝達された熱によって、改質用水供給源52より水供給ライン50を通して供給される水が気化されて水蒸気が生成される。
The
また、本実施形態の固体酸化物形燃料電池システム2では、燃料電池セルスタック6での燃料利用率を制御するためのコントローラ60(制御手段を構成する)が設けられている。なお、燃料利用率とは、燃料電池セルスタック6に供給される燃料ガスの量に対する、この燃料電池セルスタック6で発電に消費される燃料ガスの量の割合である。コントローラ60は、温度検知センサ58の検知温度に基づいて、燃料ガス供給用ポンプ35の出力を制御して燃料電池セルスタック6への燃料ガスの供給量を制御することにより、燃料利用率を制御する。本実施形態では、温度検知センサ58の検知温度が第1設定温度(例えば120℃)以上になると、コントローラ60は燃料利用率を上昇させて第2設定値(例えば77%)に設定し、また温度検知センサ58の検知温度が第2設定温度(例えば110℃)(燃料利用率制御用設定温度を構成する)以下になると、コントローラ60は燃料利用率を低下させて第1設定値(例えば65%)に設定する。このように燃料利用率を低下させると、燃料電池セルスタック6にて発電に消費される燃料ガスの割合が減少するため、余剰の燃料ガスの量が増大する。これにより、第1気化器10における熱交換温度を上昇させることができるとともに、燃焼室24から排出される燃焼排ガスの保有熱量が増大して、第2気化器12における熱交換温度を上昇させることができる。
In the solid oxide
図2をも参照すると、本実施形態の固体酸化物形燃料電池システム2の発電運転は、次のようにして行われる。固体酸化物形燃料電池システム2を起動すると(ステップS1)、送風ブロア22が作動され、送風ブロア22からの空気が空気供給ライン20、空気予熱器8及び空気送給ライン18を通して燃料電池セルスタック6の酸素極側に供給される(ステップS2)。燃料電池セルスタック6の酸素極側から排出された空気は、燃焼室24に送給される。また、2連の開閉弁40,42が開状態に保持されるとともに燃料ガス供給用ポンプ35が作動され、燃料ガス供給源32からの燃料ガスは、脱硫器34にて脱硫された後に燃料ガス供給ライン30を通して第1気化器10に供給される。第1気化器10に供給された燃料ガスは、ガス・水蒸気送給ライン14、改質器4及び改質燃料ガス送給ライン16を通して燃料電池セルスタック6の燃料極側に供給される(ステップS3)。燃料電池セルスタック6の燃料極側から排出された燃料ガスは、燃焼室24に送給される。
Referring also to FIG. 2, the power generation operation of the solid oxide
このように空気及び燃料ガスが供給された状態において、燃焼室24に配設された点火装置(図示せず)が点火作動されることにより、燃料電池セルスタック6の空気極側から排出された空気を燃焼用空気として、燃料電池セルスタック6の燃料極側から排出された燃料ガスが燃焼される(ステップS4)。この燃焼室24における燃料ガスの燃焼熱によって、燃料電池セルスタック6、改質器4及び第1気化器10が加熱される。
In such a state where air and fuel gas are supplied, an ignition device (not shown) disposed in the
燃焼室24から排出された燃焼排ガスは、第1燃焼排ガス排出ライン26、空気予熱器8及び第2燃焼排ガス排出ライン28を通して第2気化器12に送給される。このように送給されると、第2気化器12内の排ガス流路に充填された燃焼触媒56の作用によって、燃焼排ガス中に含まれる可燃成分が燃焼される。燃焼排ガスの保有熱量及びその燃焼熱によって第2気化器12内の温度が上昇すると、改質用水供給源52からの水が水供給ライン50を通して第2気化器12に供給される(ステップS5)。この第2気化器12においては、燃焼排ガスの保有熱量及びその燃焼熱によって水が気化されて水蒸気が生成され、生成された水蒸気が水蒸気送給ライン44を通して第1気化器10に送給される。
The flue gas discharged from the
第1気化器10においては、燃焼室24における燃料ガスの燃焼熱によって、燃料ガスが加熱されるとともに、第2気化器12から送給された水蒸気が更に加熱されて改質用の水蒸気が生成される。この加熱された燃料ガス及び生成された水蒸気は、ガス・水蒸気送給ライン14を通して改質器4に送給される。
In the
また、改質器4においては、燃焼室24における燃料ガスの燃焼熱によって、燃料ガスと水蒸気とで水蒸気改質反応が行なわれる。改質された燃料ガス(改質燃料ガス)は、改質燃料ガス送給ライン16を通して燃料電池セルスタック6の燃料極側に送給される。また、空気予熱器8においては、送風ブロア22からの空気と燃焼室24より排出されて第1燃焼排ガス排出ライン26を通して流れる燃焼排ガスとの間で熱交換が行われる。熱交換により加温された空気は、空気送給ライン18を通して燃料電池セルスタック6の酸素極側に送給される。そして、燃料電池セルスタック6の燃料極側から排出された燃料ガスは、燃料電池セルスタック6の酸素極側から排出された空気を燃焼用空気として燃焼される。
In the
このようにして燃料電池セルスタック6の温度が作動温度に達すると、ステップS6からステップS7に進み、固体酸化物形燃料電池システム2の定常発電運転が行われる。この定常発電運転においては、燃料ガス供給源32からの燃料ガスは、燃料流量センサ36の流量が設定の値となるように燃料ガス供給用ポンプ35の出力が制御されることによりその流量が制御されて、燃料ガス供給ライン30を通して第1気化器10に供給される。また、改質用水供給源52からの水は、水供給ライン50を通して第2気化器12に供給され、この第2気化器12において上述のようにして水が気化されて水蒸気となる。第2気化器12からの水蒸気は、水蒸気送給ライン44を通して第1気化器10に送給されて更に加熱される。そして、第1気化器10からの燃料ガス及び水蒸気はガス・水蒸気送給ライン14を通して改質器4に送給され、この改質器4により改質された燃料ガス(改質燃料ガス)が改質燃料ガス送給ライン16を通して燃料電池セルスタック6の燃料極側に送給される。また、送風ブロア22からの空気は、空気供給ライン20を通して空気予熱器8に供給され、この空気予熱器8において第1燃焼排ガス排出ライン26を通して流れる燃焼排ガスとの間で熱交換される。熱交換により加温された空気は、空気送給ライン18を通して燃料電池セルスタック6の酸素極側に送給される。
When the temperature of the
燃料電池セルスタック6の燃料極側では改質された燃料ガスが酸化され、その酸素極側では空気中の酸素が還元され、この燃料極側の酸化及び酸素極側の還元による電気化学反応により発電が行われる。燃料電池セルスタック6の燃料極側及び酸素極側よりそれぞれ排出される余剰の燃料ガス及び空気は燃焼室24に送給され、空気中の酸素を利用して余剰の燃料ガスが燃焼される。この燃焼室24における燃料ガスの燃焼熱によって第1気化器10及び改質器4が加熱される。燃焼室24での燃焼反応に伴って生じる燃焼排ガスは、第1燃焼排ガス排出ライン26を通して空気予熱器8に送給され、この空気予熱器8において送風ブロア22から供給される空気との熱交換に利用される。その後に、この燃焼排ガスは第2燃焼排ガス排出ライン28を通して第2気化器12に送給され、この第2気化器12において水の気化に利用された後に大気に排出される。
The reformed fuel gas is oxidized on the fuel electrode side of the
定常発電運転の初期において、第2気化器12により生成された水蒸気の温度が充分に上昇していない状態、即ち、温度検知センサ58の検知温度が第1設定温度(例えば120℃)以下であるときには、コントローラ60は、燃料電池セルスタック6での燃料利用率を低下させて第1設定値(例えば65%)に制御する(ステップS8)。これにより、固体酸化物形燃料電池システム2は、燃料利用率が低下された第1の運転状態で運転される(ステップS9)。上述のように、燃料利用率を低下させると、余剰の燃料ガスの量が増大して燃焼排ガスの保有熱量が増大し、第2気化器12における熱交換温度が上昇するので、第2気化器12により生成された水蒸気の温度を高めることができる。
In the initial stage of the steady power generation operation, the temperature of the water vapor generated by the
そして、温度検知センサ58の検知温度が第1設定温度以上になると、ステップS10からステップS11に進み、コントローラ60は、燃料電池セルスタック6での燃料利用率を上昇させて第2設定値(例えば77%)に制御する。これにより、固体酸化物形燃料電池システム2は、燃料利用率が上昇された第2の運転状態で運転される(ステップS12)。このように燃料利用率を上昇させることにより、燃料電池セルスタック6にて発電に消費される燃料ガスの割合が増大し、燃料電池セルスタック6での発電効率が高められる。
When the temperature detected by the
また、部分負荷時の低負荷運転状態では、定格負荷時の高負荷運転状態よりも燃料ガスの供給量が低下するため、燃焼排ガスの量が減少することによりその保有熱量が減少し、第2気化器12における熱交換温度が低下する。このような場合などにおいて、温度検知センサ58の検知温度が第2設定温度(例えば110℃)以下になると、ステップS13からステップS8に戻り、コントローラ60は、燃料電池セルスタック6での燃料利用率を低下させて第1設定値に制御し、固体酸化物形燃料電池システム2は第1の運転状態で運転される(ステップS9)。これにより、余剰の燃料ガスの量が増大して燃焼排ガスの保有熱量が増大し、第2気化器12における熱交換温度が上昇するので、第2気化器12における気化不良の発生を抑制することができる。
Further, in the low load operation state at the partial load, the amount of fuel gas supplied is lower than in the high load operation state at the rated load, so that the retained heat amount is reduced by reducing the amount of combustion exhaust gas, and the second The heat exchange temperature in the
上述したように、本実施形態の固体酸化物形燃料電池システム2では、第2気化器12には燃焼触媒56が配設されているので、この燃焼触媒56の作用によって燃焼排ガス中に含まれる可燃成分が燃焼されることにより、第2気化器12における熱交換温度を高めることができる。従って、例えば部分負荷時の低負荷運転状態から定格負荷時の高負荷運転状態に切り換えられた際に、改質用水供給源52から多量の水が第2気化器12に供給された場合であっても、この供給された水を確実に気化することができ、第2気化器12における気化不良の発生を抑制することができる。
As described above, in the solid oxide
なお、本実施形態では、第2気化器12に燃焼触媒56を配設するように構成したが、燃料電池ハウジング46外に位置する、第2気化器12の上流側における第2燃焼排ガス排出ライン28に燃焼触媒56を配設するように構成してもよい。
[第2の実施形態]
次に、図3及び図4を参照して、第2の実施形態の固体酸化物形燃料電池システムについて説明する。図3は、本発明の第2の実施形態による固体酸化物形燃料電池システムの構成を簡略的に示すブロック図であり、図4は、図3の固体酸化物形燃料電池システムの制御の流れを示すフローチャートである。なお、以下に示す各実施形態において、上記第1の実施形態と実質上同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
In the present embodiment, the
[Second Embodiment]
Next, a solid oxide fuel cell system according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the solid oxide fuel cell system according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a control flow of the solid oxide fuel cell system of FIG. It is a flowchart which shows. In each of the embodiments described below, the same reference numerals are given to substantially the same components as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
図3を参照すると、本実施形態の固体酸化物形燃料電池システム2Aでは、燃料電池ハウジング46外に位置する、第2気化器12よりも上流側における第2燃焼排ガス排出ライン28の所定部位及び水蒸気送給ライン44には、補助加熱ヒータ62(補助加熱手段を構成する)が配設されている。また、第2燃焼排ガス排出ライン28の上記所定部位には燃焼触媒56が配設されている。補助加熱ヒータ62は、例えば電気ヒータなどから構成されており、水蒸気送給ライン44を流れる水蒸気及び第2燃焼排ガス排出ライン28の上記所定部位に配設された燃焼触媒56をそれぞれ加熱する。なお、補助加熱ヒータ62には、燃料電池セルスタック6にて発電された電力の一部が供給され、この電力によって補助加熱ヒータ62が作動される。また、第2気化器12内の水蒸気流路(図示せず)の近傍には第1温度検知センサ64が配設され、この第1温度検知センサ64は、第2気化器12にて生成されて水蒸気流路を流れる水蒸気の温度を検知する。補助加熱ヒータ62内における水蒸気送給ライン44の近傍には第2温度検知センサ66(加熱制御用温度検知手段を構成する)が配設され、この第2温度検知センサ66は、水蒸気送給ライン44を流れる水蒸気の温度を検知する。
Referring to FIG. 3, in the solid oxide
コントローラ60Aは、第1温度検知センサ64の検知温度に基づいて燃料利用率を制御し、第2温度検知センサ66の検知温度に基づいて補助加熱ヒータ62の作動を制御する。第1温度検知センサ64の検知温度が第1設定温度(例えば120℃)以上になると、コントローラ60Aは燃料利用率を上昇させて第2設定値(例えば77%)に設定する。また、第2温度検知センサ66の検知温度が第2設定温度(例えば130℃)(加熱制御用設定温度を構成する)以下になると、コントローラ60Aは補助加熱ヒータ62の作動を開始させ、また第2温度検知手段66の検知温度が第3設定温度(例えば150℃)以上になると、コントローラ60Aは補助加熱ヒータ62の作動を停止させる。
The
図4をも参照すると、本実施形態の固体酸化物形燃料電池システム2Aの発電運転は、次のようにして行われる。固体酸化物形燃料電池システム2Aの定常発電運転においては、まず、上記第1の実施形態と同様に、ステップS21〜ステップS25が行われる。ステップS26において、例えば部分負荷時の低負荷運転状態において第2気化器12における熱交換温度が低下して、第2温度検知センサ66の検知温度が第2設定温度以下になると、ステップS26からステップS27に進み、コントローラ60Aは補助加熱ヒータ62の作動を開始する。補助加熱ヒータ62が作動されると、補助加熱ヒータ62からの熱によって水蒸気送給ライン44を流れる水蒸気が加熱され、これにより、水の気化不良を抑制することができる。また、補助加熱ヒータ62からの熱によって第2燃焼排ガス排出ライン28の上記所定部位に配設された燃焼触媒56が加熱され、これにより、燃焼触媒56の活性を一定に保つことができ、また固体酸化物形燃料電池システム2Aの冷起動時においても燃焼触媒56の活性を速やかに発現することができる。
Referring also to FIG. 4, the power generation operation of the solid oxide
水蒸気送給ライン44を流れる水蒸気の温度が上昇し、第2温度検知センサ66の検知温度が第3設定温度以上になると、ステップS28からステップS29に進み、コントローラ60Aは補助加熱ヒータ62の作動を停止する。その後はステップS25に戻り、上述したステップS25〜ステップS29が繰り返し行われる。
[第3の実施形態]
次に、図5及び図6を参照して、第3の実施形態の固体酸化物形燃料電池システムについて説明する。図5は、本発明の第3の実施形態による固体酸化物形燃料電池システムの構成を簡略的に示すブロック図であり、図6は、図5の固体酸化物形燃料電池システムの制御の流れを示すフローチャートである。
When the temperature of the water vapor flowing through the water
[Third Embodiment]
Next, a solid oxide fuel cell system according to a third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram schematically showing a configuration of a solid oxide fuel cell system according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a control flow of the solid oxide fuel cell system of FIG. It is a flowchart which shows.
図5を参照すると、本実施形態の固体酸化物形燃料電池システム2Bでは、補助加熱ヒータ62Bは第2気化器12Bに内蔵され、補助加熱ヒータ62Bからの熱によって第2気化器12B内の燃焼触媒56が加熱されるように構成されている。また、コントローラ60Bに関連して、補助加熱ヒータ62Bの作動時間を計測するためのタイマ(図示せず)が設けられている。コントローラ60Bは、第1温度検知センサ64Bの検知温度及びタイマの計測時間に基づいて燃料利用率を制御し、第2温度検知センサ66B(加熱制御用温度検知手段を構成する)の検知温度に基づいて補助加熱ヒータ62Bの作動を制御する。第1温度検知センサ64Bの検知温度が第1設定温度(例えば120℃)以上になると、コントローラ60Bは燃料利用率を上昇させて第2設定値(例えば77%)に設定して第2の運転状態となる。この第2の運転状態において、第2温度検知センサ66Bの検知温度が第2設定温度(例えば130℃)(加熱制御用設定温度を構成する)以下になると、コントローラ60Bは補助加熱ヒータ62Bの作動を開始させ、タイマによる時間の計測が開始される。第2温度検知センサ66Bの検知温度が第3設定温度(例えば150℃)以上になった場合には、コントローラ60Bは補助加熱ヒータ62Bの作動を停止させる。あるいは、タイマによる計測時間が所定の設定時間(例えば5分)を超えた場合には、コントローラ60Bは燃料利用率を低下させて第1設定値(例えば65%)に設定して第1の運転状態となり、この第1の運転状態において、第2温度検知センサ66Bの検知温度が第3設定温度以上になると、コントローラ60Bは補助加熱ヒータ62Bの作動を停止させる。
Referring to FIG. 5, in the solid oxide
図6をも参照して、本実施形態の固体酸化物形燃料電池システム2Bの発電運転について説明する。固体酸化物形燃料電池システム2Bの定常発電運転においては、まず、上記第1の実施形態と同様に、ステップS41〜ステップS45が行われる。ステップS46において、例えば部分負荷時の低負荷運転状態において第2気化器12Bにおける熱交換温度が低下して、第2温度検知センサ66Bの検知温度が第2設定温度以下になると、ステップS46からステップS47に進み、補助加熱ヒータ62Bの作動が開始されるとともに、タイマによって補助加熱ヒータ62Bの作動時間が計測される(ステップS48)。補助加熱ヒータ62Bが作動されると、補助加熱ヒータ62Bからの熱によって第2気化器12B内を流れる水蒸気が加熱されるとともに、第2気化器12B内の燃焼触媒56が加熱される。このように燃焼触媒56を加熱することにより、燃焼触媒56の活性を一定に保つことができ、また固体酸化物形燃料電池システム2Bの冷起動時においても燃焼触媒56の活性を速やかに発現することができる。
The power generation operation of the solid oxide
水蒸気送給ライン44を流れる水蒸気の温度が上昇し、タイマの計測時間が設定時間以内において第2温度検知センサ66Bの検知温度が第3設定温度以上になると、ステップS49からステップS50に進み、補助加熱ヒータ62Bの作動が停止されるとともに、タイマがリセットされる(ステップS51)。その後はステップS45に戻る。
When the temperature of the water vapor flowing through the water
ステップS49において、設定時間が経過しても水蒸気送給ライン44を流れる水蒸気の温度が第3設定温度まで上昇しない、即ち、第2温度検知センサ66Bの検知温度が第3設定温度以下であり且つタイマの計測時間が設定時間を超えると、ステップS49からステップS52を経てステップS53に進む。コントローラ60Bは、燃料電池セルスタック6での燃料利用率を低下させて第1設定値に制御し、固体酸化物形燃料電池システム2Bは第1の運転状態で運転される(ステップS54)。これにより、余剰の燃料ガスの量が増大して燃焼排ガスの保有熱量が増大し、第2気化器12Bにおける熱交換温度を上昇させて、水蒸気送給ライン44を流れる水蒸気の温度を上昇させることができる。
In step S49, even if the set time has elapsed, the temperature of the water vapor flowing through the water
水蒸気送給ライン44を流れる水蒸気の温度が上昇し、第2温度検知センサ66Bの検知温度が第3設定温度以上になると、ステップS55からステップS56に進み、補助加熱ヒータ62Bの作動が停止されるとともに、タイマがリセットされる(ステップS57)。その後はステップS44に戻る。
When the temperature of the water vapor flowing through the water
なお、第2気化器12Bの上流側における第2燃焼排ガス排出ライン28に燃焼触媒56を配設するように構成した場合には、燃料電池ハウジング46外に位置する、第2気化器12Bの上流側における第2燃焼排ガス排出ライン28及び水蒸気送給ライン44に補助加熱ヒータ62Bを配設するようにしてもよい。
[第4の実施形態]
次に、図7及び図8を参照して、第4の実施形態の固体酸化物形燃料電池システムについて説明する。図7は、本発明の第4の実施形態による固体酸化物形燃料電池システムの構成を簡略的に示すブロック図であり、図8は、図7の固体酸化物形燃料電池システムの制御の流れを示すフローチャートである。
When the
[Fourth Embodiment]
Next, with reference to FIG.7 and FIG.8, the solid oxide fuel cell system of 4th Embodiment is demonstrated. FIG. 7 is a block diagram schematically showing a configuration of a solid oxide fuel cell system according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a control flow of the solid oxide fuel cell system of FIG. It is a flowchart which shows.
図7を参照すると、本実施形態の固体酸化物形燃料電池システム2Cはコージェネレーションシステムに適用されており、燃焼排ガスの排熱を回収するための排熱回収手段68が設けられている。排熱回収手段68は、第2燃焼排ガス排出ライン28を流れる燃焼排ガスの排熱と水とで熱交換するための排熱回収用熱交換器70と、排熱回収用熱交換器70での熱交換後の温水を貯湯するための貯湯タンク72と、排熱回収用熱交換器70と貯湯タンク72との間で水を循環させるための循環ライン74と、を有している。循環ライン74には、水を送り出すための循環ポンプ76が配設されている。循環ポンプ76が作動すると、貯湯タンク72内の水が循環ライン74を通して流れ、排熱回収用熱交換器70にて循環ライン74を流れる水と第2燃焼排ガス排出ライン28を流れる燃焼排ガスとの間で熱交換が行われる。熱交換により加温された温水は、循環ライン74を通して貯湯タンク72内に流入され、このようにして燃焼排ガスの排熱が温水として貯湯タンク72内に貯えられる。
Referring to FIG. 7, the solid oxide
なお、排熱回収用熱交換器70は、第2燃焼排ガス排出ライン28における第2気化器12Bの配設部位より下流側に配設するのが好ましい。このように配設することにより、第2気化器12Bの下流側にて燃焼排ガスが排熱回収用熱交換器70により吸熱されるので、第2気化器12Bを流れる燃焼排ガスの温度が高くなり、この第2気化器12Bにて燃焼排ガスの排熱を水(改質用水)の気化に用いることができるとともに、第2気化器12Bにて熱交換に利用された後の燃焼排ガスの排熱を排熱回収用熱交換器70にて効果的に温水として回収することができる。
In addition, it is preferable to arrange | position the
コントローラ60Cは、第1及び第2温度検知センサ64B,66Bの検知温度に基づいて燃料利用率を制御し、第2温度検知センサ66Bの検知温度に基づいて補助加熱ヒータ62Bの作動を制御する。第1温度検知センサ64Bの検知温度が第1設定温度(例えば120℃)以上になると、コントローラ60Cは燃料利用率を上昇させて第2設定値(例えば77%)に設定する。また、第2温度検知センサ66B(加熱制御用温度検知手段及び燃料利用率制御用温度検知手段を構成する)の検知温度が第2設定温度(例えば130℃)(加熱制御用設定温度及び燃料利用率制御用設定温度を構成する)以下になると、コントローラ60Cは補助加熱ヒータ62Bの作動を開始させると同時に、燃料利用率を低下させて第1設定値(例えば65%)に設定し、また第2温度検知センサ66Bの検知温度が第3設定温度(例えば150℃)以上になると、コントローラ60Cは補助加熱ヒータ62Bの作動を停止させると同時に、燃料利用率を上昇させて第2設定値に設定する。
The
図8をも参照すると、本実施形態の固体酸化物形燃料電池システム2Cの発電運転は、次のようにして行われる。固体酸化物形燃料電池システム2Cの定常発電運転においては、まず、上記第1の実施形態と同様に、ステップS61〜ステップS65が行われる。ステップS66において、例えば部分負荷時の低負荷運転状態において第2気化器12Bにおける熱交換温度が低下して、第2温度検知センサ66Bの検知温度が第2設定温度以下になると、ステップS66からステップS67に進み、補助加熱ヒータ62Bの作動が開始されると同時に、燃料利用率が低下されて第1設定値に設定され、固体酸化物形燃料電池システム2Cが第1の運転状態で運転される(ステップS68)。補助加熱ヒータ62Bが作動されることにより、補助加熱ヒータ62Bからの熱によって第2気化器12B内を流れる水蒸気が加熱されるとともに、第2気化器12B内の燃焼触媒56が加熱される。また、燃料利用率が低下されることにより、余剰の燃料ガスの量が増大して燃焼排ガスの保有熱量が増大し、第2気化器12Bにおける熱交換温度が上昇されて、水蒸気送給ライン44を流れる水蒸気の温度が上昇される。
Referring also to FIG. 8, the power generation operation of the solid oxide
水蒸気送給ライン44を流れる水蒸気の温度が上昇し、第2温度検知センサ66Bの検知温度が第3設定温度以上になると、ステップS69からステップS70に進み、補助加熱ヒータ62Bの作動が停止されると同時に、燃料利用率が上昇されて第2設定値に設定され、固体酸化物形燃料電池システム2Cが第2の運転状態で運転される(ステップS65)。
When the temperature of the water vapor flowing through the water
なお、第2気化器12Bの上流側における第2燃焼排ガス排出ライン28に燃焼触媒56を配設するように構成した場合には、燃料電池ハウジング46外に位置する、第2気化器12Bの上流側における第2燃焼排ガス排出ライン28及び水蒸気送給ライン44に補助加熱ヒータ62Bを配設するようにしてもよい。
When the
以上、本発明に従う固体酸化物形燃料電池システム及びこれを備えたコージェネレーションシステムの各種実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。 The various embodiments of the solid oxide fuel cell system and the cogeneration system including the solid oxide fuel cell system according to the present invention have been described above, but the present invention is not limited to such embodiments and departs from the scope of the present invention. Various modifications or corrections can be made without any problem.
例えば、2系統の水供給ライン(改質用水供給源、水供給ポンプなどを含む)を設けるように構成し、一方の水供給ラインからの水を第1気化器10に供給し、他方の水供給ラインからの水を第2気化器12(12B)に供給するようにしてもよい。かかる場合には、第2気化器12(12B)を水蒸気送給ライン44を介して改質器4に接続し、第2気化器12(12B)からの水蒸気を水蒸気送給ライン44を通して改質器4に送給するように構成してもよい。
For example, two water supply lines (including a reforming water supply source, a water supply pump, etc.) are provided, and water from one water supply line is supplied to the
また例えば、上記各実施形態では、燃料ガス供給ライン30を第1気化器10に接続しているが、このような構成に代えて、この燃料ガス供給ライン30を改質器4に接続し、燃料ガス供給源32からの燃料ガスを改質器4に直接的に送給するようにしてもよい。
Further, for example, in each of the above embodiments, the fuel
2,2A,2B,2C 固体酸化物形燃料電池システム
4 改質器
6 燃料電池セルスタック
10 第1気化器
12,12B 第2気化器
24 燃焼室
34 脱硫器
35 燃料ガス供給用ポンプ
36 燃料流量センサ
46 燃料電池ハウジング
56 燃焼触媒
58 温度検知センサ
60,60A,60B,60C コントローラ
62,62A 補助加熱ヒータ
64,64B 第1温度検知センサ
66,66B 第2温度検知センサ
68 排熱回収手段
70 排熱回収用熱交換器
72 貯湯タンク
74 循環ライン
2, 2A, 2B, 2C Solid oxide
Claims (6)
水を気化させて前記改質器へ送給する水蒸気を生成するための第1気化器及び第2気化器が設けられ、前記第1気化器は、前記燃焼室における余剰の燃料ガスの燃焼により加熱されるように前記燃料電池ハウジング内に収容され、前記第2気化器は、前記燃焼排ガス排出ラインを通して流れる燃焼排ガスにより加熱されるように前記燃料電池ハウジング外に配設されており、
前記燃料電池ハウジング外に位置する前記第2気化器又はその上流側における前記燃焼排ガス排出ラインには、燃焼排ガス中に含まれる可燃成分を燃焼させるための燃焼触媒が配設されており、
更に、前記第2気化器に関連して、前記第2気化器にて生成された水蒸気の温度を検知するための燃料利用率制御用温度検知手段及び前記燃料電池セルスタックでの燃料利用率を制御するための制御手段が設けられ、前記燃料利用率制御用温度検知手段の検知温度が燃料利用率制御用設定温度よりも低下すると、前記制御手段は、前記燃料電池セルスタックでの燃料利用率を低下させることを特徴とする固体酸化物形燃料電池システム。 A reformer for reforming reaction with hydrocarbon-based fuel gas and steam, and a plurality of units for generating power by oxidation and reduction of the reformed fuel gas and the oxidizing material reformed by the reformer. A fuel cell stack including fuel cells, a combustion chamber for burning surplus fuel gas that does not contribute to power generation in the fuel cell stack, the reformer, the fuel cell stack, and the combustion chamber. A solid oxide fuel cell system comprising: a fuel cell housing covered with a heat insulating material for housing; and a combustion exhaust gas discharge line for discharging combustion exhaust gas from the combustion chamber to the outside of the fuel cell housing. There,
A first vaporizer and a second vaporizer are provided for vaporizing water to be supplied to the reformer, and the first vaporizer is formed by combustion of excess fuel gas in the combustion chamber. The second carburetor is disposed outside the fuel cell housing so as to be heated by the combustion exhaust gas flowing through the combustion exhaust gas discharge line .
A combustion catalyst for combusting combustible components contained in the combustion exhaust gas is disposed in the second carburetor located outside the fuel cell housing or the combustion exhaust gas exhaust line on the upstream side thereof ,
Further, in relation to the second vaporizer, a fuel utilization rate control temperature detecting means for detecting the temperature of water vapor generated in the second vaporizer, and a fuel utilization rate in the fuel cell stack. Control means for controlling is provided, and when the temperature detected by the fuel utilization rate control temperature detection means is lower than the set temperature for fuel utilization rate control, the control means is configured to use the fuel utilization rate in the fuel cell stack. solid oxide fuel cell system characterized by lowering.
水を気化させて前記改質器へ送給する水蒸気を生成するための第1気化器及び第2気化器が設けられ、前記第1気化器は、前記燃焼室における余剰の燃料ガスの燃焼により加熱されるように前記燃料電池ハウジング内に収容され、前記第2気化器は、前記燃焼排ガス排出ラインを通して流れる燃焼排ガスにより加熱されるように前記燃料電池ハウジング外に配設されており、
前記燃料電池ハウジング外に位置する前記第2気化器又はその上流側における前記燃焼排ガス排出ラインには、燃焼排ガス中に含まれる可燃成分を燃焼させるための燃焼触媒が配設されており、
更に、前記第2気化器に関連して、前記第2気化器にて生成された水蒸気の温度を検知するための燃料利用率制御用温度検知手段及び前記燃料電池セルスタックでの燃料利用率を制御するための制御手段が設けられ、前記燃料利用率制御用温度検知手段の検知温度が燃料利用率制御用設定温度よりも低下すると、前記制御手段は、前記燃料電池セルスタックでの燃料利用率を低下させることを特徴とするコージェネレーションシステム。 A reformer for reforming reaction with hydrocarbon-based fuel gas and steam, and a plurality of units for generating power by oxidation and reduction of the reformed fuel gas and the oxidizing material reformed by the reformer. A fuel cell stack including fuel cells, a combustion chamber for burning surplus fuel gas that does not contribute to power generation in the fuel cell stack, the reformer, the fuel cell stack, and the combustion chamber. A fuel cell housing covered with a heat insulating material for housing, a combustion exhaust gas discharge line for discharging the combustion exhaust gas from the combustion chamber to the outside of the fuel cell housing, and a combustion exhaust gas discharged from the combustion exhaust gas discharge line Exhaust heat recovery means for recovering the exhaust heat of the exhaust gas as hot water, wherein the exhaust heat recovery means comprises the exhaust heat and water of the combustion exhaust gas discharged from the combustion exhaust gas discharge line. An exhaust heat recovery heat exchanger for exchange, a hot water storage tank for storing hot water after heat exchange in the exhaust heat recovery heat exchanger, and between the exhaust heat recovery heat exchanger and the hot water storage tank A cogeneration system having a circulation line for circulating water at
A first vaporizer and a second vaporizer are provided for vaporizing water to be supplied to the reformer, and the first vaporizer is formed by combustion of excess fuel gas in the combustion chamber. The second carburetor is disposed outside the fuel cell housing so as to be heated by the combustion exhaust gas flowing through the combustion exhaust gas discharge line .
A combustion catalyst for combusting combustible components contained in the combustion exhaust gas is disposed in the second carburetor located outside the fuel cell housing or the combustion exhaust gas exhaust line on the upstream side thereof ,
Further, in relation to the second vaporizer, a fuel utilization rate control temperature detecting means for detecting the temperature of water vapor generated in the second vaporizer, and a fuel utilization rate in the fuel cell stack. Control means for controlling is provided, and when the temperature detected by the fuel utilization rate control temperature detection means is lower than the set temperature for fuel utilization rate control, the control means is configured to use the fuel utilization rate in the fuel cell stack. Cogeneration system characterized by lowering
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JP2004296266A (en) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Osaka Gas Co Ltd | Fuel cell system |
JP4767543B2 (en) * | 2005-01-07 | 2011-09-07 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | Starting method of solid oxide fuel cell system |
JP2006309982A (en) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Solid oxide fuel cell system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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