JP6278767B2 - Diagnostic method for reformer and diagnostic device for reformer - Google Patents

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Description

本発明は、改質触媒が装入された改質部と内部に燃焼空間を形成する燃焼部とが、伝熱可能な隔壁にて区画された状態で配設され、燃焼用燃料供給手段により供給される燃焼用燃料を酸素含有ガス供給手段により供給される燃焼用酸素含有ガスにて前記燃焼空間内で燃焼させる改質用バーナが、前記燃焼部に備えられた改質装置の異常を診断する改質装置の診断方法、及び、改質装置の診断装置に関する。   According to the present invention, a reforming section in which a reforming catalyst is charged and a combustion section that forms a combustion space are disposed in a state where the reforming section is partitioned by heat transferable partition walls, and the combustion fuel supply means A reforming burner for combusting the supplied combustion fuel in the combustion space with the combustion oxygen-containing gas supplied by the oxygen-containing gas supply means diagnoses an abnormality of the reformer provided in the combustion section The present invention relates to a method for diagnosing a reformer and a diagnostic device for a reformer.

かかる改質装置は、水蒸気と混合状態で供給される炭化水素系の原燃料を改質部において改質触媒の触媒作用により改質処理して、水素ガスを主成分とする改質ガスを生成するものであり、生成された改質ガスは、例えば、燃料電池において発電反応用に用いられる。
つまり、改質用バーナにより、燃焼用燃料供給手段により供給される燃焼用燃料を酸素含有ガス供給手段により供給される燃焼用酸素含有ガスにて燃焼空間内で燃焼させることにより、改質触媒を原燃料の改質処理が可能なように加熱するようになっている。
This reformer reforms hydrocarbon-based raw fuel supplied in a mixed state with water vapor by the catalytic action of the reforming catalyst in the reforming section to generate reformed gas mainly composed of hydrogen gas. The generated reformed gas is used for a power generation reaction in a fuel cell, for example.
In other words, the reforming catalyst is burned in the combustion space by the reforming burner with the combustion oxygen-containing gas supplied by the oxygen-containing gas supply means by the combustion fuel supplied by the combustion fuel supply means. Heating is performed so that the raw fuel can be reformed.

ところで、このような改質装置では、種々の異常が発生する虞がある。
そこで、従来では、例えば、燃焼用燃料供給手段の一例として用いられるポンプ等は、改質用バーナへの燃焼用燃料の供給量が少ないときの低流量域では、脈動が発生して改質用バーナの燃焼が不安定になるとして、改質装置の起動時に、燃焼用燃料供給手段における低流量域での脈動の影響を排除可能な制御を実行するように構成されたものがあった(例えば、特許文献1参照。)。尚、燃焼用燃料供給手段の脈動の影響を排除するための制御の説明は、省略する。
By the way, in such a reformer, various abnormalities may occur.
Therefore, conventionally, for example, a pump or the like used as an example of a combustion fuel supply means generates a pulsation in a low flow rate region when the amount of combustion fuel supplied to the reforming burner is small, and is used for reforming. As the combustion of the burner becomes unstable, there is one configured to execute control capable of eliminating the influence of pulsation in a low flow rate region in the fuel supply means for combustion when the reformer is started (for example, , See Patent Document 1). A description of the control for eliminating the influence of the pulsation of the combustion fuel supply means will be omitted.

特開2008−105861号公報JP 2008-105861 A

しかしながら、従来では、改質装置で異常が発生したときに、その異常が改質装置のどの箇所の異常であるかを診断することができなかった。
特に、改質用バーナに異常が発生すると、燃焼用燃料を燃焼させる際に一酸化炭素ガスの発生量が増加したり、改質触媒が適切に加熱されなくなって、生成された改質ガスの組成が異常になったりするという問題が生じる虞があるので、異常を適切に診断して対策を講じる必要がある。
そこで、特に、改質用バーナの異常を適切に診断可能にすることが望まれている。
However, conventionally, when an abnormality has occurred in the reformer, it has not been possible to diagnose which part of the reformer the abnormality is.
In particular, when an abnormality occurs in the reforming burner, the amount of carbon monoxide gas generated increases when the combustion fuel is burned, or the reforming catalyst is not properly heated, and Since there is a possibility that the composition may become abnormal, it is necessary to appropriately diagnose the abnormality and take measures.
Therefore, in particular, it is desired to appropriately diagnose abnormality of the reforming burner.

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、少なくとも改質用バーナの異常を適切に診断し得る改質装置の診断方法及び診断装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a diagnostic method and a diagnostic apparatus for a reforming apparatus that can appropriately diagnose at least an abnormality of the reforming burner.

本発明に係る改質装置の診断方法は、改質触媒が装入された改質部と内部に燃焼空間を形成する燃焼部とが、伝熱可能な隔壁にて区画された状態で配設され、
燃焼用燃料供給手段により供給される燃焼用燃料を酸素含有ガス供給手段により供給される燃焼用酸素含有ガスにて前記燃焼空間内で燃焼させる改質用バーナが、前記燃焼部に備えられた改質装置の異常を診断するものであって、
その特徴構成は、
前記改質用バーナに、前記燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料の受入部から噴出流路を経て当該燃焼用燃料の前記燃焼空間に対する噴出部に至る噴出経路を、前記受入部、前記噴出流路及び前記噴出部を異ならせた状態で複数備え、
前記燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料を前記燃焼空間に噴出する前記噴出経路である稼働用の噴出経路を、前記複数の噴出経路から択一的に切り換え可能な噴出経路切換手段を設け、
前記改質用バーナの燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が所定の上限値よりも高くなると、
前記噴出経路切換手段を作動させて前記稼働用の噴出経路を変更する噴出経路変更処理を実行した後、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を検出して、その検出結果に基づいて異常を診断する点にある。
The reformer diagnosis method according to the present invention is arranged in a state in which a reforming section in which a reforming catalyst is charged and a combustion section that forms a combustion space are partitioned by partition walls capable of transferring heat. And
A reforming burner provided in the combustion section is provided with a reforming burner for burning the combustion fuel supplied by the combustion fuel supply means in the combustion space with the combustion oxygen-containing gas supplied by the oxygen-containing gas supply means. To diagnose abnormalities in the quality device,
Its feature configuration is
The reforming burner has an ejection path from the combustion fuel receiving section from the combustion fuel supply means to the ejection section with respect to the combustion space via the ejection flow path, the receiving section, the ejection Provided with a plurality of flow paths and different ejection parts,
An ejection path switching means capable of selectively switching an operation ejection path which is the ejection path for ejecting the combustion fuel from the combustion fuel supply means to the combustion space from the plurality of ejection paths;
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas of the reforming burner is higher than a predetermined upper limit value,
After performing the ejection path change process for operating the ejection path switching means to change the ejection path for operation, the carbon monoxide concentration in the combustion gas is detected, and an abnormality is diagnosed based on the detection result There is in point to do.

即ち、改質用バーナにおいて、特に、燃焼用燃料を噴出する噴出部(例えば、噴出孔)やその噴出孔の近傍は、高温に加熱されるため、劣化により異常(例えば、噴出孔の形状の変化等)が発生する可能性が比較的高い。
そして、噴出部やその近傍に異常が発生すると、燃焼空間への燃焼用燃料の噴出に異常を来して燃焼が適切に行われ難くなるので、燃焼部から排出される燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が高くなる場合がある。
That is, in the reforming burner, in particular, the jet part (for example, the jet hole) for jetting the combustion fuel and the vicinity of the jet hole are heated to a high temperature, and therefore abnormal due to deterioration (for example, the shape of the jet hole). Change) is relatively likely to occur.
If an abnormality occurs in the vicinity of the ejection part, it becomes difficult to perform combustion properly due to an abnormality in the ejection of the fuel for combustion into the combustion space. Therefore, monoxide in the combustion gas discharged from the combustion part The carbon concentration may be high.

そこで、改質用バーナに、燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料の受入部から噴出流路を経て当該燃焼用燃料の燃焼空間に対する噴出部に至る噴出経路を、受入部、噴出流路及び噴出部を異ならせた状態で複数備える。
又、燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料を燃焼空間に噴出する噴出経路である稼働用の噴出経路を、複数の噴出経路から択一的に切り換え可能な噴出経路切換手段を設ける。
ちなみに、複数の噴出経路の夫々は、改質触媒を所望に(改質処理を適切に可能なように)加熱するのに必要な量の燃焼用燃料を燃焼空間に噴出して燃焼させることが可能に構成される。
Therefore, the reforming burner has an ejection path from the receiving portion for the combustion fuel from the combustion fuel supply means through the ejection passage to the ejection portion for the combustion space of the combustion fuel, the receiving portion, the ejection passage and A plurality of jetting parts are provided in different states.
Further, there is provided an ejection path switching means capable of selectively switching an operation ejection path, which is an ejection path for ejecting the combustion fuel from the combustion fuel supply means to the combustion space, from a plurality of ejection paths.
Incidentally, each of the plurality of ejection paths ejects and burns an amount of combustion fuel necessary for heating the reforming catalyst in a desired manner (so that the reforming process can be appropriately performed). Configured to be possible.

そして、改質用バーナの燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を検出するようにして、その一酸化炭素ガス濃度が所定の上限値よりも高くなると、噴出経路切換手段を作動させて、稼働用の噴出経路を変更する噴出経路変更処理を実行した後、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を検出して、その検出結果に基づいて異常を診断する。
噴出部等に異常が生じる等、稼働用の噴出経路の異常に起因して、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が高くなっている場合は、噴出経路変更処理を実行して、稼働用の噴出経路を異常が生じていない稼働用の噴出経路に変更すると、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が正常値に低下する。
つまり、噴出経路の異常は改質用バーナの異常の代表的なものであるので、上述のように、噴出経路変更処理を実行して、その実行後の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度の検出結果に基づいて異常を診断するようにすることにより、改質用バーナの異常を適切に診断することができるのである。
従って、少なくとも改質用バーナの異常を適切に診断し得る改質装置の診断方法を提供することができる。
Then, the carbon monoxide concentration in the combustion gas of the reforming burner is detected, and when the carbon monoxide gas concentration becomes higher than a predetermined upper limit value, the ejection path switching means is operated, After executing the ejection path changing process for changing the ejection path, the carbon monoxide concentration in the combustion gas is detected, and an abnormality is diagnosed based on the detection result.
If the carbon monoxide concentration in the combustion gas is high due to abnormalities in the operational ejection path, such as when an abnormality occurs in the ejection part, etc., the ejection path change processing is executed to When the path is changed to an operation ejection path in which no abnormality has occurred, the carbon monoxide concentration in the combustion gas decreases to a normal value.
In other words, since the abnormality of the ejection path is a typical abnormality of the reforming burner, as described above, the ejection path changing process is executed and the carbon monoxide concentration in the combustion gas after the execution is detected. By diagnosing the abnormality based on the result, the abnormality of the reforming burner can be properly diagnosed.
Therefore, it is possible to provide a method for diagnosing a reformer that can appropriately diagnose at least an abnormality of the reforming burner.

本発明に係る改質装置の診断方法の更なる特徴構成は、
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高くなると、前記酸素含有ガス供給手段の作動条件を、前記改質用バーナへの燃焼用酸素含有ガス供給量を燃焼用燃料の供給量に応じた量とするための定常作動条件から、前記改質用バーナへの燃焼用酸素含有ガス供給量を前記燃焼用燃料の供給量に応じた量よりも増加させる診断用作動条件に変更した後、
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値以下になった場合は、
前記酸素含有ガス供給手段を前記定常作動条件で作動させて前記噴出経路変更処理を実行する、定常状態での噴出経路変更処理を実行し、
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、
前記酸素含有ガス供給手段を前記診断用作動条件で作動させて前記噴出経路変更処理を実行する、酸素含有ガス増大状態での噴出経路変更処理を実行する点にある。
A further characteristic configuration of the reforming apparatus diagnosis method according to the present invention is as follows.
When the concentration of carbon monoxide in the combustion gas becomes higher than the upper limit value, the operating condition of the oxygen-containing gas supply means, the supply amount of combustion oxygen-containing gas to the reforming burner, and the supply amount of combustion fuel Was changed from a steady operating condition to an amount according to the condition to a diagnostic operating condition in which the amount of combustion oxygen-containing gas supplied to the reforming burner was increased more than the amount corresponding to the amount of fuel supplied. rear,
When the concentration of carbon monoxide in the combustion gas is less than or equal to the upper limit value,
Performing the ejection path changing process in a steady state by operating the oxygen-containing gas supply means under the steady operating conditions and executing the ejection path changing process;
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit,
The oxygen-containing gas supply means is operated under the diagnostic operating conditions, and the ejection path changing process is executed, and the ejection path changing process in the oxygen-containing gas increasing state is executed.

即ち、酸素含有ガス供給手段に異常が生じて、酸素含有ガス供給手段を定常作動条件で作動させても、改質用バーナへの燃焼用酸素含有ガス供給量が燃焼用燃料の供給量に応じた量に達しないことがあると、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上昇する場合がある。
そこで、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値よりも高くなると、先ず、酸素含有ガス供給手段の作動条件を、定常作動条件から、改質用バーナへの燃焼用酸素含有ガス供給量を燃焼用燃料の供給量に応じた量よりも増加させる診断用作動条件に変更する。
そして、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更すると、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が低下した場合は、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件に戻して噴出経路変更処理を実行することにより、定常状態での噴出経路変更処理を実行して、その実行後の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度の検出結果に基づいて、異常を診断する。
一方、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更しても、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値よりも高いままの場合は、酸素含有ガス供給手段の作動条件を診断用作動条件としたままで噴出経路変更処理を実行することにより、酸素含有ガス増大状態での噴出経路変更処理を実行して、その実行後の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度の検出結果に基づいて、異常を診断する。
That is, even if an abnormality occurs in the oxygen-containing gas supply means and the oxygen-containing gas supply means is operated under steady operating conditions, the amount of combustion oxygen-containing gas supplied to the reforming burner depends on the amount of fuel supplied for combustion. If this amount is not reached, the concentration of carbon monoxide in the combustion gas may increase.
Therefore, when the concentration of carbon monoxide in the combustion gas becomes higher than the upper limit, first, the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is changed from the steady operating condition to the combustion oxygen-containing gas supply amount to the reforming burner. The operating condition for diagnosis is increased to an amount that is greater than the amount corresponding to the amount of fuel supplied.
When the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is changed from the steady operating condition to the diagnostic operating condition, when the carbon monoxide concentration in the combustion gas decreases, the operating condition of the oxygen-containing gas supplying means is changed to the steady operating condition. By returning and executing the ejection path changing process, the ejection path changing process in the steady state is executed, and abnormality is diagnosed based on the detection result of the carbon monoxide concentration in the combustion gas after the execution.
On the other hand, if the concentration of carbon monoxide in the combustion gas remains higher than the upper limit even if the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is changed from the steady operating condition to the diagnostic operating condition, the oxygen-containing gas supply means By executing the ejection path changing process with the operating condition set as the diagnostic operating condition, the ejection path changing process in the increased oxygen-containing gas state is executed, and the carbon monoxide concentration in the combustion gas after the execution is changed. An abnormality is diagnosed based on the detection result.

このように、噴出経路変更処理を実行する前に、先ず、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更して、その変更後の一酸化炭素濃度の検出結果に基づいて、定常状態での噴出経路変更処理か酸素含有ガス増大状態での噴出経路変更処理かのいずれかを実行して、一酸化炭素濃度の検出結果に基づいて異常を診断することにより、改質用バーナの異常に加えて、酸素含有ガス供給手段の異常も適切に診断することができる。   Thus, before executing the ejection path changing process, first, the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is changed from the steady operating condition to the diagnostic operating condition, and the carbon monoxide concentration detection result after the change is obtained. Based on the detection result of the carbon monoxide concentration, either the ejection path changing process in the steady state or the ejection path changing process in the oxygen-containing gas increased state is executed, and the abnormality is diagnosed. In addition to the abnormality of the quality burner, the abnormality of the oxygen-containing gas supply means can be properly diagnosed.

本発明に係る改質装置の診断方法の更なる特徴構成は、
前記定常状態での噴出経路変更処理を実行したときに、
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値以下になった場合は、前記改質用バーナの異常であると診断し、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、前記酸素含有ガス供給手段の軽度の異常であると診断し、
前記酸素含有ガス増大状態での噴出経路変更処理を実行したときに、
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値以下になった場合は、前記改質用バーナの異常であると診断し、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、前記酸素含有ガス供給手段の重度の異常、又は、前記燃焼用燃料供給手段の異常であると診断する点にある。
A further characteristic configuration of the reforming apparatus diagnosis method according to the present invention is as follows.
When executing the ejection route change process in the steady state,
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas is equal to or lower than the upper limit value, it is diagnosed that the reforming burner is abnormal, and the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value. Is diagnosed as a minor abnormality of the oxygen-containing gas supply means,
When performing the ejection path changing process in the oxygen-containing gas increased state,
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas is equal to or lower than the upper limit value, it is diagnosed that the reforming burner is abnormal, and the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value. Is that it is diagnosed as a serious abnormality of the oxygen-containing gas supply means or an abnormality of the combustion fuel supply means.

上記特徴構成によれば、定常状態での噴出経路変更処理を実行したときに、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値以下になった場合は、改質用バーナの異常であると診断し、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値よりも高い場合は、酸素含有ガス供給手段の軽度の異常であると診断する。
一方、酸素含有ガス増大状態での噴出経路変更処理を実行したときに、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値以下になった場合は、改質用バーナの異常であると診断し、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値よりも高い場合は、酸素含有ガス供給手段の重度の異常、又は、燃焼用燃料供給手段の異常であると診断する。
According to the above characteristic configuration, if the carbon monoxide concentration in the combustion gas is equal to or lower than the upper limit value when the ejection path changing process in the steady state is executed, it is diagnosed that the reforming burner is abnormal. When the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value, it is diagnosed that the oxygen-containing gas supply means has a slight abnormality.
On the other hand, if the carbon monoxide concentration in the combustion gas is lower than the upper limit when performing the ejection path changing process in the oxygen-containing gas increasing state, it is diagnosed that the reforming burner is abnormal, and combustion When the carbon monoxide concentration in the gas is higher than the upper limit value, it is diagnosed that the oxygen-containing gas supply means is seriously abnormal or the combustion fuel supply means is abnormal.

つまり、酸素含有ガス供給手段に、軽度の脈動等、軽度の異常があって、燃焼用酸素含有ガスの供給量が少量だけ少なくなることがあるために、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が高くなる場合がある。この場合は、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更すると、燃焼用酸素含有ガスの供給量が増加して、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が低下するが、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件に戻すと、燃焼用酸素含有ガスの供給量が元通りに少なくなるので、一酸化炭素濃度が上限値よりも高くなると考えられる。
又、酸素含有ガス供給手段に、重度の脈動や出力の低下等、重度の異常があるために、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が高くなる場合がある。この場合は、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更しても、燃焼用酸素含有ガスの供給量が設定量に届かないので、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度は上限値よりも高いままであると考えられる。
In other words, the oxygen-containing gas supply means has a slight abnormality such as a slight pulsation, and the supply amount of the combustion oxygen-containing gas may be reduced by a small amount. Therefore, the concentration of carbon monoxide in the combustion gas is high. There is a case. In this case, if the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is changed from the steady operating condition to the diagnostic operating condition, the supply amount of the combustion oxygen-containing gas increases and the carbon monoxide concentration in the combustion gas decreases. When the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is returned to the steady operating condition, the supply amount of the combustion oxygen-containing gas is reduced to the original value, so that the carbon monoxide concentration is considered to be higher than the upper limit value.
In addition, since the oxygen-containing gas supply means has a severe abnormality such as a severe pulsation or a decrease in output, the concentration of carbon monoxide in the combustion gas may increase. In this case, even if the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is changed from the steady operating condition to the diagnostic operating condition, the supply amount of the combustion oxygen-containing gas does not reach the set amount. The concentration is considered to remain higher than the upper limit.

又、燃焼用燃料供給手段に脈動等の異常があるために、燃焼用燃料の供給量の変動が大きくなって、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が高くなる場合がある。この場合は、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更しても、燃焼用燃料の供給量の変動が大きいので、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度は上限値よりも高いままである場合があると考えられる。   In addition, since there is an abnormality such as pulsation in the combustion fuel supply means, fluctuations in the amount of fuel supplied may increase, and the carbon monoxide concentration in the combustion gas may increase. In this case, even if the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is changed from the steady operating condition to the diagnostic operating condition, the supply amount of combustion fuel varies greatly, so the carbon monoxide concentration in the combustion gas is the upper limit value. It is thought that it may remain higher than.

又、稼働用噴出流路の異常のために燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が高くなる場合がある。この場合は、酸素含有ガス供給手段が正常であれば、その作動条件が定常作動条件か診断用作動条件かのいずれであっても、稼働用噴出流路が正常な稼働用噴出流路に変更されると、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値以下になると考えられる。又、稼働用噴出流路に異常がある場合、その異常が軽度であれば、酸素含有ガス供給手段の作動条件を診断用作動条件に変更して、燃焼用酸素含有ガスの供給量を増大すると、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が低下する場合もあると考えられる。
そこで、以上のような観点に基づいて、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更した後の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度に基づいて、定常状態での噴出経路変更処理か酸素含有ガス増大状態での噴出経路変更処理かを選択して実行することにより、改質用バーナの異常に加えて、酸素含有ガス供給手段の軽度の異常、及び、酸素含有ガス供給手段の重度の異常又は燃焼用燃料供給手段の異常を診断することができる。
Further, the carbon monoxide concentration in the combustion gas may become high due to an abnormality in the operation ejection flow path. In this case, if the oxygen-containing gas supply means is normal, the operation ejection flow path is changed to a normal operation ejection flow path regardless of whether the operation condition is a steady operation condition or a diagnosis operation condition. Then, it is considered that the carbon monoxide concentration in the combustion gas becomes the upper limit value or less. Further, if there is an abnormality in the operation ejection flow path, and if the abnormality is minor, the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is changed to a diagnostic operating condition, and the supply amount of the combustion oxygen-containing gas is increased. It is considered that the concentration of carbon monoxide in the combustion gas may decrease.
Therefore, based on the above viewpoint, the ejection in the steady state is based on the concentration of carbon monoxide in the combustion gas after the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is changed from the steady operating condition to the diagnostic operating condition. In addition to reforming burner abnormality, minor abnormality of oxygen-containing gas supply means and oxygen-containing gas in addition to abnormality of reforming burner by selecting and executing path changing process or ejection route changing process in oxygen-containing gas increasing state It is possible to diagnose a serious abnormality of the supply means or an abnormality of the combustion fuel supply means.

本発明に係る改質装置の診断方法の更なる特徴構成は、
前記改質部にて生成された水素ガスを主成分とする改質ガスが、燃料電池に供給されるように構成され、
前記燃料電池から水素が残存した状態で排出されるオフガスが、前記燃焼用燃料として、前記改質用バーナに供給されるように構成され、
前記定常状態での噴出経路変更処理を実行したときに、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、前記酸素含有ガス供給手段の軽度の異常、又は、前記オフガスの組成の異常であると診断し、
前記酸素含有ガス増大状態での噴出経路変更処理を実行したときに、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、前記燃焼用燃料供給手段による燃焼用燃料の供給を停止し、
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値以下になった場合は、前記燃焼用燃料供給手段の異常であると診断し、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、前記酸素含有ガス供給手段の重度の異常であると診断する点にある。
A further characteristic configuration of the reforming apparatus diagnosis method according to the present invention is as follows.
The reformed gas mainly composed of hydrogen gas generated in the reforming unit is configured to be supplied to the fuel cell,
Off gas discharged in a state where hydrogen remains from the fuel cell is configured to be supplied to the reforming burner as the combustion fuel,
If the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value when performing the ejection path changing process in the steady state, a slight abnormality in the oxygen-containing gas supply means, or the off-gas Diagnosed as an abnormal composition,
If the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value when the ejection path changing process in the oxygen-containing gas increasing state is performed, the combustion fuel supply means supplies the combustion fuel. Stop,
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas is equal to or lower than the upper limit value, it is diagnosed that the combustion fuel supply means is abnormal, and the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value. In this case, the oxygen-containing gas supply means is diagnosed as having a serious abnormality.

上記特徴構成によれば、燃料電池から水素が残存した状態で排出されるオフガスが、燃焼用燃料として、燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料と共に改質用バーナに供給されて、燃焼空間内で燃焼する。
そして、定常状態での噴出経路変更処理を実行したときに、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値よりも高い場合は、酸素含有ガス供給手段の軽度の異常、又は、オフガスの組成の異常であると診断する。
一方、酸素含有ガス増大状態での噴出経路変更処理を実行したときに、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値よりも高い場合は、燃焼用燃料供給手段による燃焼用燃料の供給を停止し、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値以下になった場合は、燃焼用燃料供給手段の異常であると診断し、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値よりも高い場合は、酸素含有ガス供給手段の重度の異常であると診断する。
According to the above characteristic configuration, the off-gas discharged from the fuel cell in a state where hydrogen remains is supplied to the reforming burner together with the combustion fuel from the combustion fuel supply means as the combustion fuel. Burn with.
If the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit when the ejection path changing process in the steady state is performed, a slight abnormality in the oxygen-containing gas supply means or an abnormality in the off-gas composition Diagnose that.
On the other hand, if the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value when the ejection path changing process in the oxygen-containing gas increasing state is executed, the supply of combustion fuel by the combustion fuel supply means is stopped. When the carbon monoxide concentration in the combustion gas is below the upper limit value, it is diagnosed that the fuel supply means for combustion is abnormal, and when the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value, oxygen Diagnose a serious abnormality of the contained gas supply means.

つまり、改質触媒の劣化等により改質処理能力が低下すると、改質ガスの組成が変化して、水素濃度が低下して、原燃料濃度が上昇する。
このように改質ガスの組成の変化に起因して、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が高くなる場合、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更して、燃焼用酸素含有ガスの供給量を増加させると、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が低下するが、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件に戻して、燃焼用酸素含有ガスの供給量を元通りにすると、稼働用の噴出経路を変更しても、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値よりも高くなると考えられる。
That is, when the reforming capacity decreases due to deterioration of the reforming catalyst or the like, the composition of the reformed gas changes, the hydrogen concentration decreases, and the raw fuel concentration increases.
Thus, when the carbon monoxide concentration in the combustion gas becomes high due to the change in the composition of the reformed gas, the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is changed from the steady operating condition to the diagnostic operating condition, Increasing the supply amount of combustion oxygen-containing gas decreases the carbon monoxide concentration in the combustion gas, but returns the operating condition of the oxygen-containing gas supply means to the steady operating condition, and supplies the combustion oxygen-containing gas supply amount. Is restored, the carbon monoxide concentration in the combustion gas is considered to be higher than the upper limit value even if the operation ejection path is changed.

又、燃焼用燃料供給手段に脈動等の異常があって、燃焼用燃料の供給量の変動が大きいために、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が高くなる場合がある。この場合は、オフガスが燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料と共に改質用バーナに供給されているときに、酸素含有ガス供給手段の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更して、燃焼用酸素含有ガスの供給量を増加させても、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値よりも高くなると考えられる。
そこで、このような場合に、燃焼用燃料供給手段による燃焼用燃料の供給を停止して、改質用バーナにおいてオフガスのみを燃焼させる状態にすると、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を高くしていた要因、即ち、燃焼用燃料供給手段の異常が排除されるので、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値以下になると考えられる。
In addition, the combustion fuel supply means has an abnormality such as pulsation, and the variation in the supply amount of the combustion fuel may cause a large concentration of carbon monoxide in the combustion gas. In this case, when the off-gas is supplied to the reforming burner together with the combustion fuel from the combustion fuel supply means, the operating condition of the oxygen-containing gas supply means is changed from the steady operation condition to the diagnostic operation condition. Even if the supply amount of the oxygen-containing gas for combustion is increased, the carbon monoxide concentration in the combustion gas is considered to be higher than the upper limit value.
Therefore, in such a case, if the supply of combustion fuel by the combustion fuel supply means is stopped and only the off-gas is burned in the reforming burner, the concentration of carbon monoxide in the combustion gas is increased. Therefore, it is considered that the carbon monoxide concentration in the combustion gas is less than or equal to the upper limit value.

本特徴構成はこのような観点に基づくものであり、本特徴構成により、オフガスの組成の異常、及び、燃焼用燃料供給手段の異常をも適切に診断することができる。   This characteristic configuration is based on such a point of view. With this characteristic configuration, it is possible to appropriately diagnose an abnormality in the off-gas composition and an abnormality in the combustion fuel supply means.

本発明に係る改質装置の診断装置は、改質触媒が装入された改質部と内部に燃焼空間を形成する燃焼部とが、伝熱可能な隔壁にて区画された状態で配設され、
燃焼用燃料供給手段により供給される燃焼用燃料を酸素含有ガス供給手段により供給される燃焼用酸素含有ガスにて前記燃焼空間内で燃焼させる改質用バーナが、前記燃焼部に備えられた改質装置の異常を診断するものであって、
その特徴構成は、
前記改質用バーナに、前記燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料の受入部から噴出流路を経て当該燃焼用燃料の前記燃焼空間に対する噴出部に至る噴出経路が、前記受入部、前記噴出流路及び前記噴出部を異ならせた状態で複数備えられ、
前記改質用バーナの燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度検出手段と、
前記燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料を前記燃焼空間に噴出する前記噴出経路である稼働用の噴出経路を、前記複数の噴出経路から択一的に切り換え可能な噴出経路切換手段と、
前記一酸化炭素濃度検出手段にて検出される前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が所定の上限値よりも高くなると、前記噴出経路切換手段を作動させて前記稼働用の噴出経路を変更する噴出経路変更処理を実行する噴出経路変更処理手段と、
前記噴出経路変更処理手段により前記噴出経路変更処理が実行された後、前記一酸化炭素濃度検出手段にて検出される前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度に基づいて、異常を診断する診断手段とが設けられている点にある。
The diagnostic apparatus for a reformer according to the present invention is arranged in a state where a reforming section in which a reforming catalyst is charged and a combustion section that forms a combustion space therein are partitioned by partition walls that can transfer heat. And
A reforming burner provided in the combustion section is provided with a reforming burner for burning the combustion fuel supplied by the combustion fuel supply means in the combustion space with the combustion oxygen-containing gas supplied by the oxygen-containing gas supply means. To diagnose abnormalities in the quality device,
Its feature configuration is
The reforming burner has an ejection path from the combustion fuel receiving section from the combustion fuel supply means to the ejection section with respect to the combustion space via the ejection flow path, the receiving section, the ejection A plurality of flow paths and the ejection parts are provided in different states,
Carbon monoxide concentration detection means for detecting the carbon monoxide concentration in the combustion gas of the reforming burner;
An ejection path switching means capable of selectively switching an operation ejection path which is the ejection path for ejecting the combustion fuel from the combustion fuel supply means to the combustion space from the plurality of ejection paths;
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas detected by the carbon monoxide concentration detection means becomes higher than a predetermined upper limit value, the ejection that changes the operation ejection path by operating the ejection path switching means An ejection route change processing means for executing route change processing;
Diagnostic means for diagnosing an abnormality based on the carbon monoxide concentration in the combustion gas detected by the carbon monoxide concentration detection means after the ejection route change processing is executed by the ejection route change processing means; Is in the point provided.

上記特徴構成によれば、一酸化炭素濃度検出手段にて検出される燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が所定の上限値よりも高くなると、噴出経路変更処理手段により、噴出経路切換手段を作動させて稼働用の噴出経路を変更する噴出経路変更処理が実行され、その実行後、診断手段により、一酸化炭素濃度検出手段にて検出される燃焼ガス中の一酸化炭素濃度に基づいて、異常が診断される。
つまり、噴出部等に異常が生じる等、稼働用の噴出経路の異常に起因して、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が高くなっている場合は、噴出経路変更処理を実行して、稼働用の噴出経路を異常が生じていない稼働用の噴出経路に変更すると、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が正常値に低下する。
そして、噴出経路の異常は改質用バーナの異常の代表的なものであるので、上述のように、噴出経路変更処理手段により噴出経路変更処理を実行して、その実行後の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度の検出結果に基づいて診断手段により異常を診断することにより、改質用バーナの異常を適切に診断することができるのである。
従って、少なくとも改質用バーナの異常を適切に診断し得る改質装置の診断装置を提供することができる。
According to the above characteristic configuration, when the carbon monoxide concentration in the combustion gas detected by the carbon monoxide concentration detection means becomes higher than the predetermined upper limit value, the ejection path change processing means operates the ejection path switching means. An ejection path changing process for changing the operational ejection path is executed, and after the execution, an abnormality is detected based on the carbon monoxide concentration in the combustion gas detected by the carbon monoxide concentration detecting means by the diagnostic means. Diagnosed.
In other words, if the carbon monoxide concentration in the combustion gas is high due to abnormalities in the operational ejection path, such as when an abnormality occurs in the ejection part, etc. Is changed to an operational ejection path in which no abnormality occurs, the carbon monoxide concentration in the combustion gas is reduced to a normal value.
Since the abnormality of the ejection path is a typical abnormality of the reforming burner, as described above, the ejection path changing process is executed by the ejection path changing processing means, and the combustion gas in the combustion gas after the execution is executed. By diagnosing the abnormality by the diagnostic means based on the detection result of the carbon monoxide concentration, the abnormality of the reforming burner can be appropriately diagnosed.
Therefore, it is possible to provide a diagnostic apparatus for a reforming apparatus that can appropriately diagnose at least an abnormality of the reforming burner.

第1実施形態に係る改質装置の全体構成を示すブロック図The block diagram which shows the whole structure of the reforming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る改質装置の改質用バーナの縦断面図The longitudinal cross-sectional view of the reformer burner of the reformer according to the first embodiment 第1実施形態に係る改質装置の改質用バーナの底面図The bottom view of the reformer burner of the reformer according to the first embodiment 第2実施形態に係る改質装置の全体構成を示すブロック図The block diagram which shows the whole structure of the reforming apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る改質装置の改質用バーナの縦断面図Longitudinal sectional view of the reforming burner of the reforming apparatus according to the second embodiment 第2実施形態に係る改質装置の改質用バーナの底面図The bottom view of the reforming burner of the reformer according to the second embodiment 異常診断制御の制御動作のフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart of control operation of abnormality diagnosis control 改質装置を備えた水素含有ガス生成装置のブロック図Block diagram of a hydrogen-containing gas generator equipped with a reformer 改質装置を備えた水素含有ガス生成装置の縦断面図Vertical section of a hydrogen-containing gas generator equipped with a reformer

以下、図面に基づいて、本発明を燃料電池用の水素含有ガス生成装置Pに備えられた改質装置Rに適用した場合の実施形態を説明する。
〔第1実施形態〕
先ず、第1実施形態を説明する。
図8及び図9に示すように、水素含有ガス生成装置Pは、原燃料供給路31を通して原燃料ブロア32により供給される炭化水素系の原燃料ガス(例えば、13A等の天然ガスベースの都市ガス)を脱硫処理する脱硫部1と、改質用水供給路33を通して改質水ポンプ34により供給される原料水を加熱して水蒸気を生成する水蒸気生成部Jと、脱硫部1で脱硫処理された原燃料ガスを水蒸気生成部Jで生成された水蒸気を用いて改質処理して水素ガスを主成分とする改質ガスを生成する改質装置Rと、その改質装置Rから供給される改質ガス中の一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成部4と、その変成部4から供給される改質ガス中の一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する選択酸化部5と、運転を制御する運転制御部C等を備えて構成されて、一酸化炭素濃度の低い水素含有ガスを生成するように構成されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a reformer R provided in a hydrogen-containing gas generator P for a fuel cell will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the first embodiment will be described.
As shown in FIGS. 8 and 9, the hydrogen-containing gas generator P is a hydrocarbon-based raw fuel gas (for example, a natural gas-based city such as 13A) supplied by the raw fuel blower 32 through the raw fuel supply passage 31. The desulfurization unit 1 for desulfurizing the gas), the steam generation unit J for generating steam by heating the raw water supplied by the reforming water pump 34 through the reforming water supply path 33, and the desulfurization unit 1 A reformer R that reforms the raw fuel gas using the steam generated in the steam generator J to generate a reformed gas mainly composed of hydrogen gas, and the reformer R supplies the reformed gas. The carbon monoxide gas in the reformed gas is converted to carbon dioxide gas using water vapor, and the carbon monoxide gas in the reformed gas supplied from the shift unit 4 is selectively oxidized. Selective oxidation unit 5 and operation control It is configured to include a rolling controller C or the like, and is configured to generate a low hydrogen-containing gas concentration of carbon monoxide.

そして、水素含有ガス生成装置Pにて生成された改質ガスは、発電用の燃料ガスとして燃料ガス流路35を介して燃料電池Gに供給される。
この燃料電池Gは、周知であるので詳細な説明及び図示を省略して簡単に説明すると、例えば、固体高分子膜を電解質層とするセルを複数積層状態に設けた固体高分子型に構成され、各セルの燃料極に水素含有ガス生成装置Pから燃料ガス流路35を介して燃料ガスを供給し、各セルの酸素極に反応用空気ブロア36から空気を供給して、水素と酸素との電気化学反応により発電を行うように構成されている。
The reformed gas generated by the hydrogen-containing gas generation device P is supplied to the fuel cell G through the fuel gas channel 35 as a fuel gas for power generation.
Since this fuel cell G is well known, a detailed description and illustration thereof will be omitted. For example, the fuel cell G is configured in a solid polymer type in which a plurality of cells each having a solid polymer membrane as an electrolyte layer are provided in a stacked state. The fuel gas is supplied from the hydrogen-containing gas generating device P to the fuel electrode of each cell through the fuel gas flow path 35, and the air is supplied from the reaction air blower 36 to the oxygen electrode of each cell, so that hydrogen and oxygen It is comprised so that electric power generation may be performed by the electrochemical reaction.

次に、水素含有ガス生成装置Pの各部について、説明を加える。
改質装置Rは、図1にも示すように、改質触媒61が装入された改質部6と内部に燃焼空間71を形成する燃焼部7とが、伝熱可能な隔壁Wにて区画された状態で配設されて構成されている。
燃焼用燃料供給路9を通して燃焼用燃料ブロア(燃焼用燃料供給手段の一例)10により供給される燃焼用ガス燃料(燃焼用燃料の一例であり、例えば、13A等の都市ガス)を燃焼用空気供給路11を通して燃焼用空気ブロア12(酸素含有ガス供給手段の一例)により供給される燃焼用空気(燃焼用酸素含有ガスの一例)にて燃焼空間71内で燃焼させて、改質触媒61を加熱する改質用バーナ8が、燃焼部7に備えられている。
Next, each part of the hydrogen-containing gas generator P will be described.
As shown in FIG. 1, the reformer R includes a partition wall W capable of transferring heat between a reforming unit 6 in which a reforming catalyst 61 is inserted and a combustion unit 7 that forms a combustion space 71 therein. It is arranged and configured in a partitioned state.
Combustion gas fuel (an example of combustion fuel, such as city gas such as 13A) supplied by a combustion fuel blower (an example of combustion fuel supply means) 10 through a combustion fuel supply path 9 is used as combustion air. The reforming catalyst 61 is burned in the combustion space 71 with combustion air (an example of an oxygen-containing gas for combustion) supplied by a combustion air blower 12 (an example of an oxygen-containing gas supply means) through the supply path 11. A reforming burner 8 for heating is provided in the combustion section 7.

図1に基づいて、改質装置Rについて説明を加えると、改質装置Rの装置本体13は、夫々円筒状の内筒14と外筒15とを同軸状に配設し、それらの両端を上板16及び底板17にて閉塞し、更に、内筒14の内部に、円筒状の輻射筒18を、他端を底板17から離間させて一端を上板16に固定した状態で、内筒14と同軸状に設けて構成されている。
内筒14と外筒15との間に形成される環状空間に改質触媒61が充填されて、内筒14、外筒15、上板16及び底板17等により、改質部6が構成される。
又、内筒14内の空間が燃焼空間71とされて、内筒14、上板16及び底板17等により、燃焼部7が構成され、改質用バーナ8は、上板16に支持された状態で、内筒14と同軸状に設けられる。
そして、内筒14を隔壁Wとして機能させるように構成されている。
Referring to FIG. 1, the reformer R will be described. The reformer R has a main body 13 in which a cylindrical inner cylinder 14 and an outer cylinder 15 are coaxially arranged, and both ends thereof are arranged. The inner cylinder 14 is closed with the upper plate 16 and the bottom plate 17, and further, the cylindrical radiation tube 18 is disposed inside the inner cylinder 14, the other end is separated from the bottom plate 17, and one end is fixed to the upper plate 16. 14 is provided coaxially.
An annular space formed between the inner cylinder 14 and the outer cylinder 15 is filled with the reforming catalyst 61, and the reforming section 6 is configured by the inner cylinder 14, the outer cylinder 15, the upper plate 16, the bottom plate 17, and the like. The
The space in the inner cylinder 14 is a combustion space 71, and the combustion section 7 is constituted by the inner cylinder 14, the upper plate 16, the bottom plate 17, and the like, and the reforming burner 8 is supported by the upper plate 16. In the state, it is provided coaxially with the inner cylinder 14.
The inner cylinder 14 is configured to function as a partition wall W.

上板16には、外筒15と内筒14との間の環状空間に連通する状態で、原燃料ガス入口19が、内筒14と輻射筒18との間の環状空間に連通する状態で、燃焼ガス出口21が夫々設けられ、底板17には、内筒14と外筒15との間の環状空間に連通する状態で、改質ガス出口20が設けられている。   In the state where the upper plate 16 communicates with the annular space between the outer cylinder 15 and the inner cylinder 14, the raw fuel gas inlet 19 communicates with the annular space between the inner cylinder 14 and the radiation cylinder 18. Each of the combustion gas outlets 21 is provided, and the reformed gas outlet 20 is provided on the bottom plate 17 so as to communicate with the annular space between the inner cylinder 14 and the outer cylinder 15.

燃焼用燃料供給路9と燃焼用空気供給路11とが混合器22に接続され、その混合器22にて、燃焼用燃料供給路9からの燃焼用ガス燃料と燃焼用空気供給路11からの燃焼用空気とが混合されて、その混合ガスが混合ガス供給路23を通して改質用バーナ8に供給されるように構成されている。
又、燃料電池Gの燃料極から水素が残存した状態で排出されるオフガスを導くオフガス路24が混合器22に接続されて、オフガスが、燃焼用燃料として、改質用バーナ8に供給されるように構成されている。
The combustion fuel supply path 9 and the combustion air supply path 11 are connected to a mixer 22, and in the mixer 22, the combustion gas fuel from the combustion fuel supply path 9 and the combustion air supply path 11 are connected. Combustion air is mixed and the mixed gas is supplied to the reforming burner 8 through the mixed gas supply path 23.
Further, an offgas passage 24 for guiding offgas discharged from the fuel electrode of the fuel cell G in a state where hydrogen remains is connected to the mixer 22, and the offgas is supplied to the reforming burner 8 as combustion fuel. It is configured as follows.

装置本体13は、その上板16が上方を向く姿勢で配置される。
そして、燃焼用燃料供給路9からの燃焼用ガス燃料と燃焼用空気供給路11からの燃焼用空気との混合気を改質用バーナ8により燃焼させることにより、燃焼ガスが輻射筒18内を下方に流動した後、底板17に衝突して、内筒14と輻射筒18との間の環状空間を上方に流動して、燃焼ガス出口21から燃焼ガス流路25に排出され、その燃焼ガスの保有熱及び輻射筒18からの輻射熱が隔壁Wである内筒14を伝熱して、改質部6の改質触媒61が加熱される。
水蒸気が混合された原燃料ガスが原燃料ガス入口19から改質部6に供給され、改質触媒61に作用により、水素ガスを主成分とする改質ガスに改質処理される。
ちなみに、メタンガスを主成分とする都市ガス(例えば13A)が原燃料ガスである場合は、改質触媒61の触媒作用により、例えば600〜700°Cの範囲の改質処理温度の下で、メタンガスと水蒸気とが下記の反応式にて改質反応して、水素ガスと一酸化炭素ガスを含むガスに改質処理される。
The apparatus main body 13 is arranged with the upper plate 16 facing upward.
Then, the reforming burner 8 burns the mixture of the combustion gas fuel from the combustion fuel supply passage 9 and the combustion air from the combustion air supply passage 11 so that the combustion gas flows in the radiation cylinder 18. After flowing downward, it collides with the bottom plate 17, flows upward in the annular space between the inner cylinder 14 and the radiation cylinder 18, is discharged from the combustion gas outlet 21 to the combustion gas flow path 25, and the combustion gas The retained heat and the radiant heat from the radiation cylinder 18 are transferred to the inner cylinder 14 as the partition wall W, and the reforming catalyst 61 of the reforming unit 6 is heated.
The raw fuel gas mixed with water vapor is supplied from the raw fuel gas inlet 19 to the reforming unit 6, and is reformed by the action of the reforming catalyst 61 into a reformed gas mainly composed of hydrogen gas.
Incidentally, when the city gas (for example, 13A) containing methane gas as the main component is the raw fuel gas, the methane gas is produced under the reforming treatment temperature in the range of 600 to 700 ° C. by the catalytic action of the reforming catalyst 61, for example. And steam undergo a reforming reaction according to the following reaction formula, and reformed to a gas containing hydrogen gas and carbon monoxide gas.

CH4+H2O→CO+3H2 CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2

改質部6には、内筒14と外筒15との間の環状空間に充填された改質触媒61の温度を検出する改質部温度センサ26が設けられ、燃焼ガス流路25には、燃焼部7から排出される改質用バーナ8の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を検出するCO濃度センサ27(一酸化炭素濃度検出手段の一例)が設けられている。   The reforming unit 6 is provided with a reforming unit temperature sensor 26 that detects the temperature of the reforming catalyst 61 filled in the annular space between the inner cylinder 14 and the outer cylinder 15. A CO concentration sensor 27 (an example of a carbon monoxide concentration detecting means) that detects the carbon monoxide concentration in the combustion gas of the reforming burner 8 discharged from the combustion section 7 is provided.

本発明では、図2に示すように、改質用バーナ8に、燃焼用燃料ブロア10からの燃焼用ガス燃料の受入部81から噴出流路82を経て当該燃焼用ガス燃料の燃焼空間71に対する噴出部83に至る噴出経路80が、受入部81、噴出流路82及び噴出部83を異ならせた状態で複数備えられている。
又、図1に示すように、燃焼用燃料ブロア10からの燃焼用ガス燃料を燃焼空間71に噴出する噴出経路80である稼働用の噴出経路80を、複数の噴出経路80から択一的に切り換え可能な噴出経路切換手段84が設けられている。
In the present invention, as shown in FIG. 2, the reforming burner 8 is supplied from the combustion gas fuel receiving portion 81 from the combustion fuel blower 10 to the combustion space 71 of the combustion gas fuel via the ejection passage 82. A plurality of ejection paths 80 reaching the ejection part 83 are provided in a state where the receiving part 81, the ejection flow path 82 and the ejection part 83 are different.
Further, as shown in FIG. 1, an operation ejection path 80, which is an ejection path 80 for ejecting combustion gas fuel from the combustion fuel blower 10 to the combustion space 71, is selected from a plurality of ejection paths 80. A switchable ejection path switching means 84 is provided.

この実施形態では、燃焼用燃料供給路9からの燃焼用ガス燃料と燃焼用空気供給路11からの燃焼用空気とが混合器22で混合されて、その混合ガスが混合ガス供給路23を通して受入部81に供給される。   In this embodiment, the combustion gas fuel from the combustion fuel supply passage 9 and the combustion air from the combustion air supply passage 11 are mixed by the mixer 22, and the mixed gas is received through the mixed gas supply passage 23. Supplied to the unit 81.

図2及び図3に示すように、改質用バーナ8は、混合ガスを噴出する円盤状のノズル部85と、受入部81にて受け入れた混合ガスをノズル部85に導く流路形成体88とを備えて構成されている。
ノズル部85には、複数(この実施形態では12個)の外側噴出孔86が等間隔で環状に並べて形成され、その環状の外側噴出孔86の列の内側に、複数(この実施形態では6個)の内側噴出孔87が等間隔で環状に並べて形成されている。
複数の外側噴出孔86夫々の横断面積を合計した総横断面積と、複数の内側噴出孔87夫々の横断面積を合計した総横断面積とは、ほぼ同等になるように構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the reforming burner 8 includes a disk-shaped nozzle portion 85 that ejects a mixed gas, and a flow path forming body 88 that guides the mixed gas received by the receiving portion 81 to the nozzle portion 85. And is configured.
The nozzle portion 85 is formed with a plurality (12 in this embodiment) of outer ejection holes 86 arranged in a ring at regular intervals, and a plurality (6 in this embodiment) are arranged inside the row of the annular outer ejection holes 86. ) Inner ejection holes 87 are arranged in a ring at regular intervals.
The total cross-sectional area obtained by summing the cross-sectional areas of the plurality of outer ejection holes 86 and the total cross-sectional area obtained by summing the cross-sectional areas of the plurality of inner ejection holes 87 are configured to be substantially equal.

流路形成体88は、夫々円筒状の内管89と外管90とを同軸状に配設し、それらの一端を蓋板91にて閉塞して構成されている。
内管89と外管90との間に、一端が蓋板91にて閉じられ且つ他端が開口した環状の外側噴出流路92が形成され、内管89内に、一端が蓋板91にて閉じられ且つ他端が開口した内側噴出流路93が形成される。
そして、ノズル部85と流路形成体88とが、流路形成体88の外側噴出流路92の開口部がノズル部85の複数の外側噴出孔86に連通し、且つ、流路形成体88の内側噴出流路93がノズル部85の複数の内側噴出孔87に連通する状態で、溶接により一体的に組み付けられる。
The flow path forming body 88 is configured such that a cylindrical inner tube 89 and an outer tube 90 are coaxially arranged, and one end thereof is closed by a cover plate 91.
Between the inner tube 89 and the outer tube 90, an annular outer ejection flow path 92 having one end closed by the lid plate 91 and the other end opened is formed. An inner jet passage 93 that is closed and opened at the other end is formed.
The nozzle portion 85 and the flow path forming body 88 are such that the opening of the outer ejection flow path 92 of the flow path forming body 88 communicates with the plurality of outer ejection holes 86 of the nozzle section 85 and the flow path forming body 88. The inner ejection flow path 93 is integrally assembled by welding in a state where the inner ejection flow path 93 communicates with the plurality of inner ejection holes 87 of the nozzle portion 85.

外管90における蓋板91により閉じられる側の端部に、外側噴出流路92に連通する状態で、外側受入口94が取り付けられ、蓋板91には、内側噴出流路93に連通する状態で、内側受入口95が取り付けられている。   An outer receiving port 94 is attached to the end of the outer tube 90 on the side closed by the lid plate 91 in a state communicating with the outer ejection flow channel 92, and the lid plate 91 communicates with the inner ejection flow channel 93. The inner receiving port 95 is attached.

受入部81として、外側受入口94及び内側受入口95が設けられ、噴出流路82として、外側噴出流路92及び内側噴出流路93が設けられ、噴出部83として、外側噴出孔86の列及び内側噴出孔87の列が設けられている。
そして、外側受入口94、外側噴出流路92及び複数の外側噴出孔86により、外側噴出経路80eが構成され、内側受入口95、内側噴出流路93及び複数の内側噴出孔87により、内側噴出経路80iが構成される。
つまり、この第1実施形態では、噴出経路80として、外側噴出経路80eと内側噴出経路80iとが設けられている。
尚、外側噴出経路80e及び内側噴出経路80i夫々は、改質処理が適切に可能なように改質触媒61を加熱するのに必要な量の混合ガス(燃焼用ガス燃料の一例)を燃焼空間71に噴出して燃焼させることが可能に構成されている。
An outer receiving port 94 and an inner receiving port 95 are provided as the receiving part 81, an outer jetting channel 92 and an inner jetting channel 93 are provided as the jetting channel 82, and a row of outer jetting holes 86 as the jetting unit 83. And a row of inner ejection holes 87 is provided.
An outer ejection path 80e is configured by the outer receiving port 94, the outer ejection channel 92, and the plurality of outer ejection holes 86, and an inner ejection is performed by the inner receiving port 95, the inner ejection channel 93, and the plurality of inner ejection holes 87. A path 80i is configured.
That is, in the first embodiment, as the ejection path 80, an outer ejection path 80e and an inner ejection path 80i are provided.
Each of the outer ejection path 80e and the inner ejection path 80i is a combustion space for the amount of mixed gas (an example of combustion gas fuel) required to heat the reforming catalyst 61 so that the reforming process can be appropriately performed. It is comprised so that it can eject to 71 and burn.

図1に示すように、混合ガス供給路23が、第1分岐路23aと第2分岐路23bとに分岐され、図2にも示すように、第1分岐路23aが外側受入口94に接続され、第2分岐路23bが内側受入口95に接続されている。
又、第1分岐路23aには、その第1分岐路23aにおける混合ガスの通流を断続する第1断続弁Vaが設けられ、第2分岐路23bには、その第2分岐路23bにおける混合ガスの通流を断続する第2断続弁Vbが設けられている。
As shown in FIG. 1, the mixed gas supply path 23 is branched into a first branch path 23a and a second branch path 23b, and the first branch path 23a is connected to the outer receiving port 94 as shown in FIG. The second branch path 23 b is connected to the inner receiving port 95.
The first branch path 23a is provided with a first intermittent valve Va for interrupting the flow of the mixed gas in the first branch path 23a, and the second branch path 23b is mixed in the second branch path 23b. A second intermittent valve Vb that interrupts the flow of gas is provided.

そして、第1断続弁Vaを開き、第2断続弁Vbを閉じると、混合ガスが外側噴出経路80eを通流して燃焼空間71に噴出されることになり、この外側噴出経路80eが稼働用の噴出経路80となる。
あるいは、第1断続弁Vaを閉じ、第2断続弁Vbを開くと、混合ガスが内側噴出経路80iを通流して燃焼空間71に噴出されることになり、この内側噴出経路80iが稼働用の噴出経路80となる。
つまり、第1断続弁Va及び第2断続弁Vbにより、噴出経路切換手段84が構成される。
Then, when the first intermittent valve Va is opened and the second intermittent valve Vb is closed, the mixed gas flows through the outer ejection path 80e and is ejected into the combustion space 71. This outer ejection path 80e is used for operation. It becomes the ejection path 80.
Alternatively, when the first intermittent valve Va is closed and the second intermittent valve Vb is opened, the mixed gas flows through the inner ejection path 80i and is ejected into the combustion space 71. This inner ejection path 80i is used for operation. It becomes the ejection path 80.
That is, the ejection path switching means 84 is configured by the first intermittent valve Va and the second intermittent valve Vb.

次に、水素含有ガス生成装置Pにおける改質装置R以外の部分の構成について、説明を加える。
図8及び図9に示すように、水蒸気生成部Jは、燃焼部7から排出される改質用バーナ8の燃焼ガスを通流させる加熱用排ガス通流部3と、その加熱用排ガス通流部3による加熱により改質用水を蒸発させて水蒸気を生成する蒸発処理部2とを備えて構成されている。
Next, a description will be given of the configuration of portions other than the reformer R in the hydrogen-containing gas generator P.
As shown in FIG. 8 and FIG. 9, the water vapor generating part J includes a heating exhaust gas flow part 3 that allows the combustion gas of the reforming burner 8 discharged from the combustion part 7 to flow, and the heating exhaust gas flow. And an evaporation processing unit 2 that evaporates the reforming water by heating by the unit 3 to generate water vapor.

更に、この水素含有ガス生成装置Pには、改質部6から排出された高温の改質ガスにより脱硫部1にて脱硫された脱硫後の原燃料ガスを加熱する脱硫後原燃料用熱交換器Ea、その脱硫後原燃料用熱交換器Eaにて熱交換後の改質ガスにより脱硫部1にて脱硫処理する原燃料ガスを加熱する脱硫前原燃料用熱交換器Eb、及び、加熱用排ガス通流部3から排出された燃焼ガスを通流させてその燃焼ガスにより変成部4を冷却する冷却用排ガス通流部37が設けられている。   Furthermore, in this hydrogen-containing gas generating device P, heat exchange for the raw fuel after desulfurization is performed in which the raw fuel gas after desulfurization desulfurized in the desulfurization unit 1 by the high-temperature reformed gas discharged from the reforming unit 6 is heated. Ea, raw heat exchanger Eb before desulfurization for heating raw fuel gas desulfurized in desulfurization section 1 by reformed gas after heat exchange in desulfurized raw fuel heat exchanger Ea, and heating There is provided a cooling exhaust gas flow part 37 for allowing the combustion gas discharged from the exhaust gas flow part 3 to flow and cooling the metamorphic part 4 with the combustion gas.

脱硫後原燃料用熱交換器Eaは、改質部6から排出された改質ガスを通流させる上流側熱交換用通流部38と、脱硫部1にて脱硫処理されて改質部6に供給される脱硫後の原燃料ガスを通流させる脱硫後原燃料通流部39とを熱交換自在に設けて構成され、脱硫前原燃料用熱交換器Ebは、上流側熱交換用通流部38から排出された改質ガスを通流させる下流側熱交換用通流部40と、脱硫部1にて脱硫処理する原燃料ガスを通流させる脱硫前原燃料通流部41とを熱交換自在に設けて構成されている。   After desulfurization, the raw fuel heat exchanger Ea is desulfurized in the desulfurization section 1 by the upstream heat exchange flow section 38 through which the reformed gas discharged from the reforming section 6 flows, and the reforming section 6. The desulfurized raw fuel flow section 39 for allowing the desulfurized raw fuel gas to be supplied to the exhaust gas is provided so as to be capable of exchanging heat, and the undesulfurized raw fuel heat exchanger Eb is provided with an upstream heat exchange flow Heat exchange between the downstream heat exchange flow section 40 through which the reformed gas discharged from the section 38 flows and the raw fuel flow section 41 before desulfurization through which the raw fuel gas desulfurized in the desulfurization section 1 flows. It is provided and configured freely.

図9に示すように、水素含有ガス生成装置Pを構成する各部のうち、改質装置R以外の各部は、流体を処理する処理空間Sを形成する扁平状の複数の容器Bを用いて構成されている。
そして、水素含有ガス生成装置Pは、改質装置R及び複数の容器Bを、改質装置Rを中間に位置させた状態で横方向に沿う容器並び方向に積層状に並べ、それら複数の容器Bを容器並び方向両側から押し付け手段(図示省略)にて押し付けることにより構成されている。
各容器Bは、ステンレス等の耐熱金属製であり、各容器Bには、複数の処理空間Sが、互いに伝熱可能に伝熱板(図示省略)にて区画された状態で、容器並び方向に並べて形成されている。
As shown in FIG. 9, among the parts constituting the hydrogen-containing gas generating device P, each part other than the reformer R is configured using a plurality of flat containers B that form a processing space S for processing a fluid. Has been.
Then, the hydrogen-containing gas generation device P arranges the reformer R and the plurality of containers B in a stacked manner in the container alignment direction along the horizontal direction with the reformer R positioned in the middle. It is configured by pressing B by pressing means (not shown) from both sides of the container arrangement direction.
Each container B is made of a heat-resistant metal such as stainless steel, and in each container B, a plurality of processing spaces S are partitioned by a heat transfer plate (not shown) so as to be able to transfer heat to each other. It is formed side by side.

この実施形態では、水素含有ガス生成装置Pは、5個の容器Bを用いて構成されている。尚、5個の容器Bの区別が明確になるように、便宜上、容器を示す符合Bの後に、図9において左からの並び順を示す符合1,2,3……………5を付す。
ちなみに、改質装置Rは、左端の容器B1と左から2個目の容器B2との間に配設されている。
In this embodiment, the hydrogen-containing gas generator P is configured using five containers B. In addition, in order to clarify the distinction between the five containers B, for the sake of convenience, symbols 1, 2, 3,... 5 indicating the arrangement order from the left in FIG. .
Incidentally, the reformer R is disposed between the leftmost container B1 and the second container B2 from the left.

図9に示すように、左端の容器B1は、処理空間Sを2室備え、左側の処理空間Sにて加熱用排ガス通流部3が構成され、右側の処理空間Sにて蛇行状の蒸発処理部2が構成されている。つまり、この左端の容器B1により、水蒸気生成部Jが構成されている。
又、この左端の容器B1における蒸発処理部2側の側面に当て付けた状態で、起動時等に蒸発処理部2を補助的に加熱する補助加熱用電気ヒータ42が設けられている。
As shown in FIG. 9, the leftmost container B1 includes two processing spaces S, the exhaust gas flow passage 3 for heating is configured in the left processing space S, and the meandering evaporation is performed in the right processing space S. A processing unit 2 is configured. That is, the water vapor generating part J is configured by the leftmost container B1.
In addition, an auxiliary heating electric heater 42 is provided for auxiliary heating of the evaporation processing unit 2 at the time of start-up or the like while being applied to the side surface of the leftmost container B1 on the evaporation processing unit 2 side.

左から2個目の容器B2は、処理空間Sを2室備え、左側の処理空間Sにて上流側熱交換用通流部38が構成され、右側の処理空間Sにて脱硫後原燃料通流部39が構成されている。つまり、この左から2個目の容器B2にて、脱硫後原燃料用熱交換器Eaが構成されている。この左から2個目の容器B2における脱硫後原燃料通流部39側の側面に当て付けた状態で、起動時等に脱硫後原燃料通流部39を補助的に加熱する補助加熱用電気ヒータ42が設けられている。   The second container B2 from the left is provided with two processing spaces S, the upstream processing space S is constituted by the upstream processing space S, and the raw fuel flow after desulfurization is performed in the right processing space S. A flow part 39 is configured. That is, the desulfurized raw fuel heat exchanger Ea is configured by the second container B2 from the left. Auxiliary heating electricity for auxiliary heating of the desulfurized raw fuel flow-through section 39 at the time of start-up or the like in the state of being applied to the side surface of the second desulfurized raw fuel flow section 39 in the second container B2 from the left A heater 42 is provided.

左から3個目の容器B3は、処理空間Sを4室備え、左から3室目、左から2室目、左端の処理空間Sは、記載順に流体が通流可能に隣接するもの同士で連通されている。
そして、左から3室目の処理空間Sにて脱硫前原燃料通流部41が構成され、左から2室目及び左端の処理空間Sの夫々は、原燃料ガスを脱硫処理する脱硫触媒43を充填して脱硫部1に構成され、右端の処理空間Sは、一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する酸化鉄系又は銅亜鉛系の変成触媒44を充填して変成部4に構成されている。
ちなみに、詳細は後述するが、この左から3個目の容器B3にて構成する変成部4を1段目として、変成部4を4段に設けるので、以下、この左から3個目の容器B3にて構成する変成部4を1段目の変成部4と記載する場合がある。
The third container B3 from the left includes four processing spaces S. The third chamber from the left, the second chamber from the left, and the processing space S at the left end are adjacent to each other so that fluid can flow in the order of description. It is communicated.
The raw fuel flow passage 41 before desulfurization is configured in the third processing space S from the left, and each of the second processing chamber and the leftmost processing space S from the left has a desulfurization catalyst 43 for desulfurizing the raw fuel gas. The desulfurization unit 1 is filled and the rightmost processing space S is filled with an iron oxide-based or copper-zinc-based conversion catalyst 44 that converts carbon monoxide gas into carbon dioxide gas using water vapor. 4 is configured.
Incidentally, although details will be described later, since the transformation section 4 constituted by the third container B3 from the left is the first stage and the transformation section 4 is provided in four stages, the third container from the left will be described below. The metamorphic part 4 configured by B3 may be referred to as the first stage metamorphic part 4.

脱硫前原燃料通流部41を構成する左から3室目の処理空間Sと1段目の変成部4を構成する右端の処理空間Sとは、伝熱板(図示省略)を介して伝熱可能に構成され、脱硫前原燃料通流部41を通流する脱硫対象の原燃料ガスと1段目の変成部4を通流する変成処理対象の改質ガスとを熱交換させるように構成されている。
つまり、1段目の変成部4が下流側熱交換用通流部40に兼用されるように構成されて、脱硫前原燃料通流部41と1段目の変成部4にて兼用される下流側熱交換用通流部40とにより、脱硫前原燃料用熱交換器Ebが構成されている。
The third processing space S from the left that constitutes the raw fuel flow passage 41 before desulfurization and the rightmost processing space S that constitutes the first-stage metamorphic portion 4 transfer heat through a heat transfer plate (not shown). The raw fuel gas to be desulfurized flowing through the raw fuel flow passage 41 before desulfurization and the reformed gas to be subjected to shift treatment flowing through the first stage shift section 4 are configured to exchange heat. ing.
In other words, the first-stage shift section 4 is configured to be used also as the downstream heat exchange flow section 40, and is used downstream by the raw fuel flow section 41 before desulfurization and the first-stage shift section 4. A heat exchanger Eb for raw fuel before desulfurization is configured by the side heat exchange flow part 40.

そして、左から2室目の処理空間Sにて構成する脱硫部1を1段目とし、左端の処理空間Sにて構成する脱硫部1を2段目として、脱硫対象の原燃料ガスを、脱硫前原燃料通流部41を通過させて予熱した後、1段目、2段目の順に各脱硫部1を通流させて、脱硫処理するように構成されている。
この左から3個目の容器B3における変成部4側の側面に当て付けた状態で、起動時等に変成部4を補助的に加熱する補助加熱電気ヒータ42が設けられている。
And the desulfurization part 1 comprised in the process space S of the 2nd chamber from the left is made into the 1st step, the desulfurization part 1 comprised in the process space S of the left end is made into the 2nd step, and the raw fuel gas to be desulfurized is After the pre-desulfurization raw fuel flow part 41 is passed and preheated, each desulfurization part 1 is made to flow through in order of the first stage and the second stage for desulfurization treatment.
An auxiliary heating electric heater 42 for assisting heating of the transformation section 4 at the time of start-up or the like is provided in a state of being applied to the side face of the third container B3 from the left side on the transformation section 4 side.

左から4個目の容器B4は、処理空間Sを4室備え、左端の処理空間Sは冷却用排ガス通流部37に構成され、左から2室目、3室目、右端の処理空間Sは、記載順に流体が通流可能に隣接するもの同士で連通されると共に、変成触媒44を充填して、変成部4に構成されている。   The fourth container B4 from the left includes four processing spaces S, and the leftmost processing space S is configured as a cooling exhaust gas flow passage 37. The second processing chamber S3, the third processing chamber S, and the rightmost processing space S from the left. Are adjacent to each other so that fluids can flow in the order of description, and are filled in the shift catalyst 44 to form the shift section 4.

そして、左から2室目の処理空間Sにて構成する変成部4を2段目とし、左から3室目の処理空間Sにて構成する変成部4を3段目とし、右端の処理空間Sにて構成する変成部4を4段目として、左から3個目の容器B3にて構成する1段目の変成部4からこの2段目の変成部4に外部のガス処理流路45にて改質ガスを供給して、改質ガスを2段目、3段目、4段目の順に各変成部4を通流させて、変成処理するように構成されている。
又、この左から4個目の容器B4における4段目の変成部4側の側面に当て付けた状態で、起動時等に変成部4を補助的に加熱する補助加熱用電気ヒータ42が設けられている。
The transformation section 4 configured in the processing space S in the second chamber from the left is the second stage, the transformation section 4 configured in the processing space S in the third chamber from the left is the third stage, and the processing space at the right end. The transformation section 4 configured by S is the fourth stage, and an external gas processing flow path 45 is provided from the first stage transformation section 4 configured by the third container B3 from the left to the second stage transformation section 4. The reformed gas is supplied at, and the reformed gas is caused to flow through each of the transforming sections 4 in the order of the second, third, and fourth stages, and the modification process is performed.
In addition, an auxiliary heating electric heater 42 for assisting heating of the transforming portion 4 at the time of start-up or the like is provided in a state of being applied to the side surface of the fourth stage transforming portion 4 side in the fourth container B4 from the left. It has been.

ちなみに、変成部4では、変成触媒44の触媒作用により、改質部6から供給される改質ガス中の一酸化炭素と水蒸気とを、例えば、150〜400°Cの範囲の変成処理温度の下で変成反応させる。   Incidentally, in the shift unit 4, carbon monoxide and water vapor in the reformed gas supplied from the reforming unit 6 are converted at a shift processing temperature in the range of 150 to 400 ° C. by the catalytic action of the shift catalyst 44. The metamorphic reaction is performed below.

左から5個目、即ち右端の容器B5は、処理空間Sを2室備え、左側の処理空間Sは何にも用いずに伝熱調整用とされ、右側の処理空間Sは、一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する白金、ルテニウム、ロジウム等の貴金属系の選択酸化触媒46を充填して選択酸化部5に構成されている。
ちなみに、選択酸化部5では、選択酸化触媒46の触媒作用により、例えば80〜150°Cの選択酸化処理温度の下で、変成処理後の改質ガス中に残存している一酸化炭素ガスが選択酸化される。
The fifth container from the left, that is, the rightmost container B5, has two processing spaces S, the left processing space S is used for heat transfer adjustment without any use, and the right processing space S is carbon monoxide. The selective oxidation unit 5 is configured by filling a selective oxidation catalyst 46 of a noble metal such as platinum, ruthenium, rhodium or the like that selectively oxidizes gas.
Incidentally, in the selective oxidation unit 5, the carbon monoxide gas remaining in the reformed gas after the shift treatment under the selective oxidation treatment temperature of, for example, 80 to 150 ° C. is caused by the catalytic action of the selective oxidation catalyst 46. Selectively oxidized.

そして、上述の5個の容器Bと改質装置Rが、左端の容器B1の外側、左端の容器B1と改質装置Rとの間、改質装置Rと左から2個目の容器B2との間、左から2個目の容器B2と左から3個目の容器B3との間、及び、左から3個目の容器B3と左から4個目の容器B4との間の夫々に断熱材47が配置された状態で、押し付け手段により容器並び方向両側から押し付けられて、密接状態に並べて設けられ、更に、選択酸化部5を構成する右端の容器B5の側方に、その容器B5に向けて通風するように冷却用送風機48が設けられている。そして、その冷却用送風機48により、選択酸化部5を冷却するように構成されている。   The five containers B and the reformer R described above are arranged outside the leftmost container B1, between the leftmost container B1 and the reformer R, the reformer R and the second container B2 from the left. Between the second container B2 from the left and the third container B3 from the left, and between the third container B3 from the left and the fourth container B4 from the left. In a state where the material 47 is arranged, it is pressed from both sides of the container arranging direction by the pressing means, and is arranged in close contact with each other. Further, on the side of the rightmost container B5 constituting the selective oxidation unit 5, the container B5 A cooling blower 48 is provided so as to ventilate the air. Then, the selective oxidizer 5 is cooled by the cooling fan 48.

次に、各容器Bや改質装置Rに流体を供給したり、各容器Bや改質装置Rから流体を排出するための、各容器Bや改質装置Rに対する流路の接続形態について説明する。尚、各処理空間Sにおいては、流体を上部から供給して下方側に向けて通流させて下部から排出する、あるいは、流体を下部から供給して上方側に向けて通流させて上部から排出するように、流体を上下方向に通流させるので、各流路は、各処理空間Sの上端部又は下端部に接続する。   Next, the connection form of the flow path to each container B or reformer R for supplying fluid to each container B or reformer R or discharging the fluid from each container B or reformer R will be described. To do. In each processing space S, the fluid is supplied from the upper part and flows downward and discharged from the lower part, or the fluid is supplied from the lower part and flows upward and supplied from the upper part. Since the fluid flows in the vertical direction so as to be discharged, each flow path is connected to the upper end portion or the lower end portion of each processing space S.

原燃料ガス供給路31が脱硫前原燃料通流部41に接続され、2段目の脱硫部1と脱硫後原燃料通流部39とが、その脱硫後原燃料通流部39と改質部6の原燃料ガス入口19とが、改質部6の改質ガス出口20と上流側熱交換用通流部38とが、その上流側熱交換用通流部38と下流側熱交換用通流部40を兼用する1段目の変成部4とが、その1段目の変成部4と2段目の変成部4とが、4段目の変成部4と選択酸化部5とが、夫々、ガス処理流路45にて接続され、更に、その選択酸化部5と燃料電池Gの燃料ガス供給部とが燃料ガス流路35にて接続されている。   The raw fuel gas supply path 31 is connected to the raw fuel flow section 41 before desulfurization, and the second stage desulfurization section 1 and the raw fuel flow section 39 after desulfurization are the raw fuel flow section 39 and reforming section after desulfurization. 6, the raw fuel gas inlet 19, the reformed gas outlet 20 of the reforming section 6 and the upstream heat exchange flow section 38, and the upstream heat exchange flow section 38 and the downstream heat exchange flow path. The first stage metamorphic section 4 that also serves as the flow section 40, the first stage metamorphic section 4 and the second stage metamorphic section 4, and the fourth stage metamorphic section 4 and the selective oxidation section 5 The selective oxidation unit 5 and the fuel gas supply unit of the fuel cell G are connected to each other through a gas processing channel 45 and a fuel gas channel 35.

2段目の脱硫部1と脱硫後原燃料通流部39とを接続するガス処理流路45には、脱硫後の原燃料ガスに水蒸気を混合させるためのエジェクタ49が設けられている。   An ejector 49 for mixing water vapor into the raw fuel gas after desulfurization is provided in the gas processing flow path 45 that connects the second stage desulfurization unit 1 and the raw fuel flow portion 39 after desulfurization.

又、4段目の変成部4と選択酸化部5とを接続するガス処理流路45には、選択酸化用ブロア50から選択酸化用空気が供給される選択酸化用空気供給路51が接続されて、変成部4にて変成処理された改質ガスに選択酸化用空気を混合させて選択酸化部5に供給するように構成されている。   A selective oxidation air supply path 51 to which selective oxidation air is supplied from a selective oxidation blower 50 is connected to the gas processing flow path 45 that connects the fourth stage shift section 4 and the selective oxidation section 5. Thus, the selective oxidation air is mixed with the reformed gas that has been subjected to the modification treatment in the modification unit 4 and supplied to the selective oxidation unit 5.

燃焼部7の燃焼ガス出口21と加熱用排ガス通流部3とが、その加熱用排ガス通流部3と冷却用排ガス通流部37が、夫々、燃焼ガス流路25にて接続されて、燃焼部7から排出される燃焼ガスを、加熱用排ガス通流部3、冷却用排ガス通流部37の順に通流させて、排出するように構成されている。   The combustion gas outlet 21 of the combustion unit 7 and the heating exhaust gas flow part 3 are connected to the heating exhaust gas flow part 3 and the cooling exhaust gas flow part 37 through the combustion gas flow path 25, respectively. The combustion gas discharged from the combustion section 7 is configured to flow through the heating exhaust gas flow section 3 and the cooling exhaust gas flow section 37 in this order to be discharged.

前述の改質用水供給路33が、蒸発処理部2の下端に接続され、加熱用排ガス通流部3による加熱により蒸発処理部2にて生成された水蒸気を導く水蒸気流路52がエジェクタ43に接続されている。   The reforming water supply path 33 is connected to the lower end of the evaporation processing unit 2, and the water vapor channel 52 that guides the water vapor generated in the evaporation processing unit 2 by heating by the heating exhaust gas flow unit 3 is provided in the ejector 43. It is connected.

つまり、原燃料ガスを1段目、2段目の脱硫部1にて脱硫処理し、その脱硫処理した原燃料ガスに、蒸発処理部2にて生成されて水蒸気流路52を通して供給される水蒸気をエジェクタ49にて混合させ、その水蒸気を混合させた原燃料ガスを改質部6にて改質処理し、その改質ガスを1段目、2段目、3段目、4段目の変成部4にて変成処理し、その変成処理した改質ガスを選択酸化部5にて選択酸化処理して、一酸化炭素濃度の低い水素含有ガスを生成し、その水素含有ガスを燃料ガスとして燃料ガス流路35を通じて燃料電池Gに供給するように構成されている。   That is, the raw fuel gas is desulfurized in the first-stage and second-stage desulfurization sections 1, and the steam that is generated in the evaporation processing section 2 and supplied through the steam flow path 52 to the desulfurized raw fuel gas. Are mixed in the ejector 49, and the raw fuel gas mixed with the water vapor is reformed in the reforming section 6, and the reformed gas is treated in the first, second, third, fourth. A shift treatment is performed in the shift unit 4, and the reformed reformed gas is selectively oxidized in the selective oxidation unit 5 to generate a hydrogen-containing gas having a low carbon monoxide concentration. The hydrogen-containing gas is used as a fuel gas. It is configured to be supplied to the fuel cell G through the fuel gas channel 35.

次に、運転制御部Cの制御動作について、簡単に説明する。
運転制御部Cは、マイクロコンピュータ等を用いて構成され、所定の制御プログラムを実行することにより、改質装置Rを備えた水素含有ガス生成装置P、及び、燃料電池G等の運転を制御するように構成されている。
運転制御部Cは、燃料電池Gの発電出力に応じた量の水素含有ガスを生成して燃料電池Gに供給する通常運転では、外側噴出経路80eか内側噴出経路80iのいずれか一方を稼働用の噴出経路80にすべく、噴出経路切換手段84を制御し、並びに、燃料電池Gの発電出力に応じて、原燃料ガスの供給量、改質用水の供給量を夫々調整すべく、原燃料ブロア32、改質用水ポンプ34を制御する。
並びに、運転制御部Cは、通常運転では、改質部温度センサ26の検出温度が所定の改質処理用の設定温度になるように、改質用バーナ8への燃焼用ガス燃料の供給量を調整すべく、燃焼用燃料ブロア10を制御すると共に、改質用バーナ8へ供給される燃焼用空気の供給量を改質用バーナ8への燃焼用ガス燃料の供給量に応じた量に調整すべく、燃焼用空気ブロア12を制御する。つまり、運転制御部Cは、改質用バーナ8への燃焼用空気供給量を燃焼用ガス燃料の供給量に応じた量とするための定常作動条件にて、燃焼用空気ブロア12を制御することになる。
Next, the control operation of the operation control unit C will be briefly described.
The operation control unit C is configured using a microcomputer or the like, and controls operations of the hydrogen-containing gas generation device P including the reformer R, the fuel cell G, and the like by executing a predetermined control program. It is configured as follows.
In the normal operation in which the operation control unit C generates a hydrogen-containing gas in an amount corresponding to the power generation output of the fuel cell G and supplies it to the fuel cell G, one of the outer ejection path 80e and the inner ejection path 80i is used for operation. In order to control the injection path 80, the supply path switching means 84 is controlled, and the supply amount of the raw fuel gas and the supply amount of reforming water are adjusted according to the power generation output of the fuel cell G, respectively. The blower 32 and the reforming water pump 34 are controlled.
In addition, in the normal operation, the operation control unit C supplies the combustion gas fuel to the reforming burner 8 so that the temperature detected by the reforming unit temperature sensor 26 becomes a predetermined temperature for reforming. The combustion fuel blower 10 is controlled in order to adjust the amount of fuel, and the amount of combustion air supplied to the reforming burner 8 is adjusted to an amount corresponding to the amount of combustion gas fuel supplied to the reforming burner 8. In order to adjust, the combustion air blower 12 is controlled. That is, the operation control unit C controls the combustion air blower 12 under steady operating conditions for setting the amount of combustion air supplied to the reforming burner 8 to an amount corresponding to the amount of fuel gas fuel supplied. It will be.

燃料電池Gの発電出力に応じて、オフガス路24を通して改質用バーナ8に供給される燃焼用ガス燃料としてのオフガスの供給量が分かり、燃焼用燃料ブロア10の制御情報に基づいて、燃焼用燃料ブロア10により供給される燃焼用ガス燃料の供給量が分かる。
そこで、改質用バーナ8に供給されるオフガスの供給量、及び、燃焼用燃料ブロア10による燃焼用ガス燃料の供給量に応じて、それらを完全燃焼させるための燃焼用空気の量を求めるための燃焼用空気量導出情報がマップ情報等により予め設定されて、運転制御部Cの記憶部に記憶されている。
そして、運転制御部Cは、燃焼用空気量導出情報に基づいて、改質用バーナ8に供給されるオフガスの供給量、及び、燃焼用燃料ブロア10による燃焼用ガス燃料の供給量に応じた燃焼用空気の供給量を求めて、求めた供給量の燃焼用空気を供給すべく、燃焼用空気ブロア12を制御する。
According to the power generation output of the fuel cell G, the supply amount of off-gas as combustion gas fuel supplied to the reforming burner 8 through the off-gas passage 24 is known, and based on the control information of the combustion fuel blower 10, The supply amount of the combustion gas fuel supplied by the fuel blower 10 is known.
Therefore, according to the supply amount of off gas supplied to the reforming burner 8 and the supply amount of combustion gas fuel by the combustion fuel blower 10, the amount of combustion air for completely burning them is obtained. The combustion air amount derivation information is preset by map information or the like and stored in the storage unit of the operation control unit C.
Then, the operation control unit C corresponds to the supply amount of the off gas supplied to the reforming burner 8 and the supply amount of the combustion gas fuel by the combustion fuel blower 10 based on the combustion air amount derivation information. The combustion air blower 12 is controlled so as to determine the supply amount of the combustion air and supply the calculated supply amount of combustion air.

次に、本発明に係る改質装置の診断方法及び診断装置について、説明する。
本発明に係る改質装置の診断方法では、CO濃度センサ27により検出される改質用バーナ8の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が所定の上限値よりも高い状態が設定時間継続すると、噴出経路切換手段84を作動させて稼働用の噴出経路80を変更する噴出経路変更処理を実行した後、CO濃度センサ27により燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を検出して、その検出結果に基づいて異常を診断する。
この実施形態では、図1、図8及び図9に示すように、本発明に係る改質装置の診断方法を実行する診断装置Aが設けられ、その診断装置Aは、上述のCO濃度センサ27及び噴出経路切換手段84、並びに、CO濃度センサ27の検出情報に基づいて、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が所定の上限値よりも高い状態が設定時間継続するCO発生異常と判定すると、噴出経路切換手段84を作動させて稼働用の噴出経路80を変更する噴出経路変更処理を実行する噴出経路変更処理手段C1、及び、噴出経路変更処理手段C1により噴出経路変更処理が実行された後、CO濃度センサ27にて検出される燃焼ガス中の一酸化炭素濃度に基づいて、異常を診断する診断手段C2等を備えて構成されている。
噴出経路変更処理手段C1及び診断手段C2は、運転制御部Cを用いて構成されている。
Next, the reforming apparatus diagnosis method and diagnosis apparatus according to the present invention will be described.
In the reforming apparatus diagnosis method according to the present invention, when the state in which the carbon monoxide concentration in the combustion gas of the reforming burner 8 detected by the CO concentration sensor 27 is higher than a predetermined upper limit value continues for a set time, After performing the ejection path changing process of operating the path switching means 84 to change the operational ejection path 80, the CO concentration sensor 27 detects the carbon monoxide concentration in the combustion gas, and based on the detection result. Diagnose the abnormality.
In this embodiment, as shown in FIG. 1, FIG. 8, and FIG. 9, there is provided a diagnostic device A that executes the diagnostic method for a reformer according to the present invention, and the diagnostic device A includes the above-described CO concentration sensor 27. And the ejection path switching means 84 and the detection information of the CO concentration sensor 27, if it is determined that the CO generation abnormality in which the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the predetermined upper limit continues for a set time, After the ejection path change processing means C1 for executing the ejection path change processing for operating the path switching means 84 to change the ejection path 80 for operation, and the ejection path change processing means C1, the ejection route change processing is executed. Based on the carbon monoxide concentration in the combustion gas detected by the CO concentration sensor 27, a diagnosis means C2 for diagnosing an abnormality is provided.
The ejection route change processing means C1 and the diagnosis means C2 are configured using an operation control unit C.

噴出経路変更処理について具体的に説明すると、第1断続弁Vaを開き、第2断続弁Vbを閉じて、外側噴出経路80eが稼働用の噴出経路80となっている場合は、第1断続弁Vaを閉じ、第2断続弁Vbを開いて、稼働用の噴出経路80を内側噴出経路80iに変更する。
逆に、第1断続弁Vaを閉じ、第2断続弁Vbを開いて、稼働用の噴出経路80が内側噴出経路80iになっている場合は、第1断続弁Vaを開き、第2断続弁Vbを閉じて、外側噴出経路80eを稼働用の噴出経路80に変更する。
The ejection path changing process will be specifically described. When the first intermittent valve Va is opened, the second intermittent valve Vb is closed, and the outer ejection path 80e is the ejection path 80 for operation, the first intermittent valve Va is closed, the second intermittent valve Vb is opened, and the operation ejection path 80 is changed to the inner ejection path 80i.
On the contrary, when the first intermittent valve Va is closed and the second intermittent valve Vb is opened and the operation ejection path 80 is the inner ejection path 80i, the first intermittent valve Va is opened and the second intermittent valve is opened. Vb is closed, and the outer ejection path 80e is changed to the operation ejection path 80.

この実施形態では、噴出経路変更処理手段C1が、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常と判定すると、燃焼用空気ブロア12の作動条件を、改質用バーナ8への燃焼用空気供給量を燃焼用ガス燃料の供給量に応じた量とするための定常作動条件から、改質用バーナ8への燃焼用空気供給量を燃焼用ガス燃料の供給量に応じた量よりも増加させる診断用作動条件に変更した後、CO濃度センサ27の検出情報に基づいて、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値以下になることにより、CO発生異常の解消と判定した場合は、燃焼用空気ブロア12を定常作動条件で作動させて噴出経路変更処理を実行する、定常状態での噴出経路変更処理を実行し、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常と判定した場合は、燃焼用空気ブロア12を診断用作動条件で作動させて噴出経路変更処理を実行する、燃焼用空気増大状態(酸素含有ガス増大状態の一例)での噴出経路変更処理を実行するように構成されている。   In this embodiment, when the ejection path change processing means C1 determines that the occurrence of CO is abnormal based on the detection information of the CO concentration sensor 27, the operating condition of the combustion air blower 12 is changed to the combustion air to the reforming burner 8. From the steady operating conditions for setting the supply amount according to the supply amount of the combustion gas fuel, the combustion air supply amount to the reforming burner 8 is increased from the amount according to the supply amount of the combustion gas fuel. After changing to the diagnostic operating condition to be performed, if it is determined that the carbon monoxide concentration in the combustion gas is equal to or lower than the upper limit value based on the detection information of the CO concentration sensor 27, the combustion is determined to be resolved. When the ejection path change process in the steady state is executed by operating the air blower 12 under normal operating conditions and the ejection path change process is performed, and it is determined that the occurrence of CO is abnormal based on the detection information of the CO concentration sensor 27 , The firing air blower 12 is operated under diagnostic operating conditions to execute the ejection path changing process, and the ejection path changing process in the combustion air increasing state (an example of the oxygen-containing gas increasing state) is executed. Yes.

又、診断手段C2が、噴出経路変更処理手段C1により定常状態での噴出経路変更処理が実行されたときに、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常の解消と判定した場合は、改質用バーナ8の異常であると診断し、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常と判定した場合は、燃焼用空気ブロア12の軽度の異常、又は、オフガスの組成の異常であると診断し、噴出経路変更処理手段C1により燃焼用空気増大状態での噴出経路変更処理が実行されたときに、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常の解消と判定した場合は、改質用バーナ8の異常であると診断し、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常と判定した場合は、燃焼用燃料ブロア10による燃焼用燃料の供給を停止し、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常の解消と判定した場合は、燃焼用燃料ブロア10の異常であると診断し、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常と判定した場合は、燃焼用空気ブロア12の重度の異常であると診断するように構成されている。   Further, when the diagnosis unit C2 determines that the occurrence of CO generation is resolved based on the detection information of the CO concentration sensor 27 when the ejection route change processing in the steady state is executed by the ejection route change processing unit C1, When it is diagnosed that the reforming burner 8 is abnormal and it is determined that the CO generation abnormality is detected based on the detection information of the CO concentration sensor 27, a slight abnormality of the combustion air blower 12 or an abnormal off-gas composition is detected. When it is diagnosed that there is, and when the ejection path change processing in the increased combustion air state is executed by the ejection path change processing means C1, it is determined that the CO generation abnormality is resolved based on the detection information of the CO concentration sensor 27. When it is diagnosed that the reforming burner 8 is abnormal and it is determined that CO generation is abnormal based on the detection information of the CO concentration sensor 27, the supply of combustion fuel by the combustion fuel blower 10 is stopped. When it is determined that the CO generation abnormality is resolved based on the detection information of the CO concentration sensor 27, it is diagnosed that the combustion fuel blower 10 is abnormal, and the CO generation abnormality is determined based on the detection information of the CO concentration sensor 27. In this case, the combustion air blower 12 is diagnosed as having a serious abnormality.

次に、図7に示すフローチャートに基づいて、本発明に係る診断方法を実行するための診断装置Aの異常診断制御における制御動作を説明する。
噴出経路変更処理手段C1は、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常と判定すると、燃焼用空気ブロア12の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更した後、CO濃度センサ27の検出情報に基づいて、CO発生異常かCO発生異常の解消かを判定(ステップ#1〜3)。ステップ#3で、CO発生異常の解消と判定した場合は、燃焼用空気ブロア12の作動条件を診断用作動条件から定常作動条件に変更した後、噴出経路変更処理を実行して、定常状態での噴出経路変更処理を実行し、一方、ステップ#3で、CO発生異常と判定した場合は、燃焼用空気ブロア12を診断用作動条件で作動させたままで噴出経路変更処理を実行して、燃焼用空気増大状態での噴出経路変更処理を実行する(ステップ#4、5、12)。
Next, a control operation in the abnormality diagnosis control of the diagnostic apparatus A for executing the diagnostic method according to the present invention will be described based on the flowchart shown in FIG.
If the ejection path change processing means C1 determines that the occurrence of CO is abnormal based on the detection information of the CO concentration sensor 27, after changing the operating condition of the combustion air blower 12 from the steady operating condition to the diagnostic operating condition, the CO concentration sensor Based on the detected information of 27, it is determined whether the CO occurrence abnormality or the CO occurrence abnormality is resolved (steps # 1 to # 3). If it is determined in step # 3 that the CO generation abnormality has been resolved, the operating condition of the combustion air blower 12 is changed from the diagnostic operating condition to the steady operating condition, and then the ejection path changing process is executed. On the other hand, if it is determined in step # 3 that the occurrence of CO is abnormal, the ejection path changing process is executed while the combustion air blower 12 is operated under the diagnostic operating conditions, and combustion is performed. The ejection route changing process in the air increase state is executed (steps # 4, 5, 12).

ステップ#5で噴出経路変更処理手段C1が定常状態での噴出経路変更処理を実行した後、ステップ#6で、診断手段C2は、CO濃度センサ27の検出情報に基づいて、CO発生異常かCO発生異常の解消かを判定する。
ステップ#6でCO発生異常の解消と判定した場合は、改質用バーナ8の異常であると診断し、診断結果を記憶部に記憶して(ステップ#7,8)、リターンする。つまり、改質用バーナ8の稼働用の噴出経路80が変更されることにより、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値以下に抑えられた状態で、運転が継続される。
一方、ステップ#6でCO発生異常と判定した場合は、燃焼用空気ブロア12の軽度の異常又はオフガスの組成の異常と診断して、診断結果を記憶部に記憶し、運転制御部Cは、その診断結果に基づいて、CO濃度センサ27にて検出される燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値以下の状態が設定時間継続するまで、燃焼用空気ブロア12の出力を増大させて(ステップ#9〜11)、リターンする。つまり、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値以下に抑えられた状態で、運転が継続される。
After the ejection route change processing means C1 executes the ejection route change processing in the steady state in step # 5, the diagnostic means C2 determines whether the CO occurrence abnormality is detected or not based on the detection information of the CO concentration sensor 27 in step # 6. Determine whether the occurrence abnormality is resolved.
If it is determined in step # 6 that the CO generation abnormality is resolved, it is diagnosed that the reforming burner 8 is abnormal, the diagnosis result is stored in the storage unit (steps # 7, 8), and the process returns. That is, the operation is continued in a state in which the carbon monoxide concentration in the combustion gas is suppressed to the upper limit value or less by changing the operation ejection path 80 of the reforming burner 8.
On the other hand, if it is determined in step # 6 that the occurrence of CO is abnormal, it is diagnosed as a slight abnormality in the combustion air blower 12 or an off-gas composition abnormality, and the diagnosis result is stored in the storage unit. Based on the diagnosis result, the output of the combustion air blower 12 is increased until the carbon monoxide concentration in the combustion gas detected by the CO concentration sensor 27 is below the upper limit for a set time (step). # 9-11) Return. That is, the operation is continued in a state where the carbon monoxide concentration in the combustion gas is suppressed to the upper limit value or less.

ステップ#12で噴出経路変更処理手段C1が燃焼用空気増大状態での噴出経路変更処理を実行すると、ステップ#13で、診断手段C2は、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常かCO発生異常の解消かを判定する。
ステップ#13でCO発生異常の解消と判定した場合は、改質用バーナ8の異常であると診断し、診断結果を記憶部に記憶して(ステップ#7,8)、リターンする。つまり、改質用バーナ8の稼働用の噴出経路80が変更されることにより、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値以下に抑えられた状態で、運転が継続される。
When the ejection route change processing means C1 executes the ejection route change processing in the combustion air increasing state in step # 12, the diagnosis means C2 determines whether the CO generation abnormality is detected based on the detection information of the CO concentration sensor 27 in step # 13. It is determined whether CO generation abnormality is resolved.
If it is determined in step # 13 that the CO generation abnormality has been resolved, it is diagnosed that the reforming burner 8 is abnormal, the diagnosis result is stored in the storage unit (steps # 7, 8), and the process returns. That is, the operation is continued in a state in which the carbon monoxide concentration in the combustion gas is suppressed to the upper limit value or less by changing the operation ejection path 80 of the reforming burner 8.

診断手段C2は、ステップ#13でCO発生異常と判定した場合は、燃焼用燃料ブロア10を停止した後、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常かCO発生異常の解消かを判定する(ステップ#14,15)。
ステップ#15でCO発生異常の解消と判定した場合は、燃焼用燃料ブロア10の異常と診断し、その診断結果を記憶部に記憶すると共に表示部Dに表示し、運転制御部Cは、その診断結果に基づいて、水素含有ガス生成装置P及び燃料電池Gの運転を停止する(ステップ#16,17)。
ステップ#15でCO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常と判定した場合は、燃焼用空気ブロア12の重度の異常と診断し、その診断結果を記憶部に記憶すると共に表示部Dに表示し、運転制御部Cは、その診断結果に基づいて、水素含有ガス生成装置P及び燃料電池Gの運転を停止する(ステップ#18,19)。
If it is determined in step # 13 that the CO generation abnormality has occurred, the diagnosis unit C2 stops the combustion fuel blower 10 and then determines whether the CO generation abnormality or the CO generation abnormality has been resolved based on the detection information of the CO concentration sensor 27. (Steps # 14 and 15).
If it is determined in step # 15 that the CO generation abnormality is resolved, the abnormality of the combustion fuel blower 10 is diagnosed, the diagnosis result is stored in the storage unit and displayed on the display unit D, and the operation control unit C Based on the diagnosis result, the operation of the hydrogen-containing gas generator P and the fuel cell G is stopped (steps # 16 and 17).
If it is determined in step # 15 that the occurrence of CO is abnormal based on the detection information of the CO concentration sensor 27, it is diagnosed that the combustion air blower 12 is seriously abnormal, and the diagnosis result is stored in the storage unit and displayed on the display unit D. Then, the operation control unit C stops the operation of the hydrogen-containing gas generation device P and the fuel cell G based on the diagnosis result (steps # 18 and 19).

運転制御部Cの記憶部に記憶された診断結果は、診断結果表示用の操作部(図示省略)を操作することにより、表示部Bに表示させることが可能に構成されている。   The diagnosis result stored in the storage unit of the operation control unit C can be displayed on the display unit B by operating an operation unit (not shown) for displaying the diagnosis result.

つまり、診断手段C2により改質用バーナ8の異常であると診断された場合は、運転制御部Cは、改質用バーナ8の稼働用の噴出経路80を変更した状態で改質装置Rの運転を継続するように構成されている。
又、診断手段C2により燃焼用空気ブロア12の軽度の異常又はオフガスの組成の異常と診断された場合は、運転制御部Cは、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が上限値以下になるように燃焼用空気ブロア12を作動させた状態で、改質装置Rの運転を継続するように構成されている。
又、診断手段C2により燃焼用燃料ブロア10の異常又は燃焼用空気ブロア12の重度の異常と診断された場合は、運転制御部Cは、改質装置Rの運転を停止すると共に診断結果を表示部Dに表示させるように構成されている。
That is, when it is diagnosed by the diagnostic unit C2 that the reforming burner 8 is abnormal, the operation control unit C changes the ejection path 80 for operation of the reforming burner 8 in a state where the reforming apparatus R has changed. It is configured to continue driving.
When the diagnosis means C2 diagnoses a slight abnormality in the combustion air blower 12 or an off-gas composition abnormality, the operation control unit C sets the carbon monoxide concentration in the combustion gas to be equal to or lower than the upper limit value. The operation of the reformer R is continued in a state where the combustion air blower 12 is operated.
When the diagnosis means C2 diagnoses that the combustion fuel blower 10 is abnormal or the combustion air blower 12 is seriously abnormal, the operation control unit C stops the operation of the reformer R and displays the diagnosis result. It is configured to be displayed on part D.

CO発生異常の原因が改質用バーナ8にあって、稼働用の噴出経路80を変更することによりCO発生異常が解消される場合は、稼働用の噴出経路80を変更した状態で運転が継続される。
又、CO発生異常の原因が、燃焼用空気ブロア12における軽度の脈動等の軽度の異常や、オフガスの組成異常であって、燃焼用空気ブロア12の出力を増大させて燃焼用空気の供給量を多少増大させることにより、CO発生異常が解消される場合も、燃焼用空気ブロア12の出力を増大させた状態で運転が継続される。
つまり、CO発生異常の原因が、改質用バーナ8の異常、燃焼用空気ブロア12の軽度の異常又はオフガスの組成異常にあって、稼働用の噴出経路80の変更や、燃焼用空気ブロア12の出力の増大によりCO発生異常が解消される場合は、CO発生異常が解消されるように自動的に対策が講じられた状態で、改質装置Rの運転が継続される。
If the cause of the CO generation abnormality is in the reforming burner 8 and the CO generation abnormality is resolved by changing the operation ejection path 80, the operation is continued with the operation ejection path 80 changed. Is done.
Further, the cause of the CO generation abnormality is a slight abnormality such as a slight pulsation in the combustion air blower 12 or an off-gas composition abnormality, and the output of the combustion air blower 12 is increased to increase the supply amount of the combustion air. Even when the CO generation abnormality is resolved by slightly increasing the value, the operation is continued with the output of the combustion air blower 12 increased.
That is, the cause of the CO generation abnormality is an abnormality of the reforming burner 8, a minor abnormality of the combustion air blower 12, or an off-gas composition abnormality, and the change of the operation ejection path 80 or the combustion air blower 12. When the CO generation abnormality is resolved due to the increase in the output, the operation of the reformer R is continued in a state in which measures are automatically taken to eliminate the CO generation abnormality.

一方、CO発生異常の原因が、燃焼用空気ブロア12における重度の脈動や出力の低下等の重度の異常、又は、燃焼用燃料ブロア10における脈動等の異常であって、CO発生異常が解消されない場合は、診断結果が表示部Dに表示されて、改質装置Rの運転が停止される。
従って、表示部Dに表示された診断結果に基づいて、異常箇所が分かるので、速やかにメンテナンスを実施することができる。
On the other hand, the cause of the CO generation abnormality is a serious abnormality such as a severe pulsation in the combustion air blower 12 or a decrease in output, or an abnormality such as a pulsation in the combustion fuel blower 10, and the CO generation abnormality is not solved. In this case, the diagnosis result is displayed on the display unit D, and the operation of the reformer R is stopped.
Therefore, since an abnormal location is known based on the diagnosis result displayed on the display unit D, maintenance can be performed promptly.

〔第2実施形態〕
以下、本発明の第2実施形態を説明するが、この第2実施形態は、改質用バーナ8の噴出経路の別実施形態を説明するものであり、その他の水素含有ガス生成装置Pの構成は上記の第1実施形態と同様である。従って、第1実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、改質用バーナ8について説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, although 2nd Embodiment of this invention is described, this 2nd Embodiment demonstrates another embodiment of the ejection path | route of the reformer burner 8, and the structure of the other hydrogen containing gas production | generation apparatus P is demonstrated. Is the same as in the first embodiment. Accordingly, the same constituent elements as those in the first embodiment and the constituent elements having the same action are denoted by the same reference numerals in order to avoid duplicate description, and the reforming burner 8 will be mainly described.

図4〜図6に示すように、この第2実施形態では、改質用バーナ8は、互いに同一構成の第1バーナ部8a及び第2バーナ部8bから構成されている。
第1バーナ部8a及び第2バーナ部8b夫々は、混合ガスを噴出する円盤状のノズル部96と、受入部81にて受け入れた混合ガスをノズル部96に導く流路形成体97とを備えて構成されている。
As shown in FIGS. 4-6, in this 2nd Embodiment, the reforming burner 8 is comprised from the 1st burner part 8a and the 2nd burner part 8b of the mutually same structure.
Each of the first burner portion 8a and the second burner portion 8b includes a disk-shaped nozzle portion 96 that ejects a mixed gas, and a flow path forming body 97 that guides the mixed gas received by the receiving portion 81 to the nozzle portion 96. Configured.

ノズル部96には、噴出部83として複数(この実施形態では8個)の噴出孔98が等間隔で環状に並べて形成されている。
流路形成体97は、有底円筒状に構成され、その内部が噴出流路82に構成され、その底部に、受入部81として受入口99が噴出流路82に連通する状態で取り付けられている。
そして、複数の噴出孔96が流路形成体97の内部の噴出流路82に連通する状態で、ノズル部96が流路形成体97の先端開口部に溶接により取り付けられることにより、第1バーナ部8a、第2バーナ部8bが構成される。
The nozzle portion 96 is formed with a plurality (eight in this embodiment) of ejection holes 98 arranged in an annular shape at equal intervals as the ejection portions 83.
The flow path forming body 97 is configured in a bottomed cylindrical shape, and the inside thereof is configured as the ejection flow path 82, and the reception port 99 is attached to the bottom portion of the flow path forming body 97 as the reception section 81 in communication with the ejection flow path 82. Yes.
Then, with the plurality of ejection holes 96 communicating with the ejection flow path 82 inside the flow path forming body 97, the nozzle portion 96 is attached to the tip opening of the flow path forming body 97 by welding, whereby the first burner The part 8a and the second burner part 8b are configured.

つまり、第1バーナ部8a及び第2バーナ部8b夫々により、噴出経路80が構成され、この第2実施形態では、噴出経路80として、第1バーナ部8a及び第2バーナ部8bが設けられている。
尚、第1バーナ部8a及び第2バーナ部8b夫々は、改質処理が適切に可能なように改質触媒61を加熱するのに必要な量の燃焼用ガス燃料を燃焼空間71に噴出して燃焼させることが可能に構成されている。
That is, the ejection path 80 is configured by each of the first burner part 8a and the second burner part 8b, and in the second embodiment, the first burner part 8a and the second burner part 8b are provided as the ejection path 80. Yes.
Each of the first burner 8a and the second burner 8b ejects the combustion gas fuel necessary for heating the reforming catalyst 61 into the combustion space 71 so that the reforming process can be appropriately performed. And can be burned.

改質装置Rの装置本体13は、上記の第1実施形態と同様であり、その装置本体13の上板16に、第1バーナ部8a及び第2バーナ部8bが並べて設けられている。
上記の第1実施形態と同様に、混合ガス供給路23が第1分岐路23aと第2分岐路23bとに分岐され、第1分岐路23aが第1バーナ部8aの受入口99に接続され、第2分岐路23bが第2バーナ部8bの受入口99に接続されている。
又、上記の第1実施形態と同様に、第1分岐路23aに第1断続弁Vaが設けられ、第2分岐路23bに第2断続弁Vbが設けられている。
The apparatus main body 13 of the reformer R is the same as that in the first embodiment, and the first burner portion 8a and the second burner portion 8b are provided side by side on the upper plate 16 of the apparatus main body 13.
Similar to the first embodiment, the mixed gas supply path 23 is branched into a first branch path 23a and a second branch path 23b, and the first branch path 23a is connected to the receiving port 99 of the first burner portion 8a. The second branch path 23b is connected to the receiving port 99 of the second burner portion 8b.
Similarly to the first embodiment, the first branching path 23a is provided with the first interrupting valve Va, and the second branching path 23b is provided with the second interrupting valve Vb.

そして、第1断続弁Vaを開き、第2断続弁Vbを閉じると、混合ガスが第1バーナ部8aの噴出経路80を通流して燃焼空間71に噴出されることになり、この第1バーナ部8aの噴出経路80が稼働用の噴出経路80となる。
あるいは、第1断続弁Vaを閉じ、第2断続弁Vbを開くと、混合ガスが第2バーナ部8bの噴出経路80を通流して燃焼空間71に噴出されることになり、この第2バーナ部8bの噴出経路80が稼働用の噴出経路80となる。
つまり、第1断続弁Va及び第2断続弁Vbにより、噴出経路切換手段84が構成される。
When the first intermittent valve Va is opened and the second intermittent valve Vb is closed, the mixed gas flows through the ejection path 80 of the first burner portion 8a and is ejected into the combustion space 71. This first burner The ejection path 80 of the part 8a becomes the ejection path 80 for operation.
Alternatively, when the first intermittent valve Va is closed and the second intermittent valve Vb is opened, the mixed gas flows through the ejection path 80 of the second burner portion 8b and is ejected into the combustion space 71. This second burner The ejection path 80 of the part 8b becomes the ejection path 80 for operation.
That is, the ejection path switching means 84 is configured by the first intermittent valve Va and the second intermittent valve Vb.

診断装置Aは、上記の第1実施形態と同様に、CO濃度センサ27、噴出経路切換手段84、噴出経路変更処理手段C1及び診断手段C2等を備えて構成され、上記の第1実施形態と同様の診断方法を実行するように構成されている。
診断装置Aの異常診断制御における制御動作は、上記の第1実施形態において図7に示すフローチャートに基づいて説明したのと同様であるので、その説明を省略する。
Similar to the first embodiment, the diagnostic apparatus A includes the CO concentration sensor 27, the ejection path switching means 84, the ejection path change processing means C1, the diagnostic means C2, and the like. The same diagnostic method is configured to be executed.
Since the control operation in the abnormality diagnosis control of the diagnosis apparatus A is the same as that described based on the flowchart shown in FIG. 7 in the first embodiment, the description thereof is omitted.

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) 改質装置Rの具体構成は、上記の第1及び第2の各実施形態において説明した構成に限定されるものではない。例えば、改質装置Rを、上記の第1実施形態と同様の処理空間Sを2室備えた容器Bを用いて構成しても良い。つまり、容器Bの一方の処理空間Sを用いて改質部6を構成し、他方の処理空間Sを用いて燃焼部7を構成することになる。
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
(A) The specific configuration of the reformer R is not limited to the configurations described in the first and second embodiments. For example, the reformer R may be configured using a container B having two processing spaces S similar to those in the first embodiment. That is, the reforming unit 6 is configured using one processing space S of the container B, and the combustion unit 7 is configured using the other processing space S.

(ロ) 改質用バーナ8の具体構成(形状等)は、上記の第1及び第2の各実施形態において説明した構成に限定されるものではない。
噴出経路80の具体構成も、上記の第1及び第2の各実施形態において説明した構成に限定されるものではなく、改質用バーナ8の構成に応じて構成することができる。又、噴出経路を3経路以上設けても良い。
(B) The specific configuration (shape, etc.) of the reforming burner 8 is not limited to the configuration described in each of the first and second embodiments.
The specific configuration of the ejection path 80 is not limited to the configuration described in the first and second embodiments, and can be configured according to the configuration of the reforming burner 8. Further, three or more ejection paths may be provided.

(ハ) 上記の第1及び第2の各実施形態では、噴出経路80の受入部81に、燃焼用ガス燃料(燃焼用燃料ブロア10からの燃焼用ガス燃料及びオフガス)と燃焼用空気ブロア12からの燃焼用空気とが混合された混合ガスを供給するように構成した。これに代えて、噴出経路80の受入部81に燃焼用ガス燃料のみが供給されるように構成しても良い。この場合は、改質用バーナ8に、複数の噴出経路80夫々に対応する燃焼用空気噴出経路、又は、複数の噴出経路80に共通の燃焼用空気噴出経路を設けることになる。 (C) In each of the first and second embodiments, the combustion gas fuel (combustion gas fuel and off-gas from the combustion fuel blower 10) and the combustion air blower 12 are provided in the receiving portion 81 of the ejection path 80. A mixed gas mixed with combustion air from was supplied. Instead of this, only the combustion gas fuel may be supplied to the receiving portion 81 of the ejection path 80. In this case, the reforming burner 8 is provided with a combustion air ejection path corresponding to each of the plurality of ejection paths 80 or a combustion air ejection path common to the plurality of ejection paths 80.

(ニ) 上記の第1及び第2の各実施形態では、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常と判定すると、先ず、燃焼用空気ブロア12の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更して、その後に噴出経路変更処理を実行する構成としたが、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常と判定すると、燃焼用空気ブロア12の作動条件を変更することなく、噴出経路変更処理を実行するように構成しても良い。
この場合は、噴出経路変更処理後に、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常の解消と判定すると、改質用バーナ8の異常と診断し、CO濃度センサ27の検出情報に基づいてCO発生異常と判定すると、改質用バーナ8以外の異常と判定するように構成しても良い。
更に、改質用バーナ8以外の異常と判定した場合は、燃焼用空気ブロア12の作動条件を定常作動条件から診断用作動条件に変更したり、燃焼用燃料ブロア10を停止したりし、その後、CO濃度センサ27の検出情報に基づくCO発生異常かCO発生異常の解除かの判定結果に基づいて、異常の箇所を診断するように構成しても良い。
(D) In each of the first and second embodiments described above, when it is determined that the occurrence of CO is abnormal based on the detection information of the CO concentration sensor 27, first, the operating condition of the combustion air blower 12 is changed from the steady operating condition to the diagnostic one. Although it changed to the operating condition and it was set as the structure which performs an ejection path | route change process after that, if it determines with CO generation | occurrence | production abnormality based on the detection information of the CO density | concentration sensor 27, changing the operating condition of the combustion air blower 12 will be changed. Alternatively, the ejection path changing process may be executed.
In this case, if it is determined that the CO generation abnormality is resolved based on the detection information of the CO concentration sensor 27 after the ejection route change processing, the reformer burner 8 is diagnosed as abnormal and based on the detection information of the CO concentration sensor 27. If it is determined that the occurrence of CO is abnormal, it may be determined that an abnormality other than the reforming burner 8 is determined.
Further, when it is determined that there is an abnormality other than the reforming burner 8, the operating condition of the combustion air blower 12 is changed from a steady operating condition to a diagnostic operating condition, or the combustion fuel blower 10 is stopped. Further, the location of the abnormality may be diagnosed based on the determination result of whether the CO generation abnormality is canceled or the CO generation abnormality is canceled based on the detection information of the CO concentration sensor 27.

(ホ) 燃焼用燃料供給手段や酸素含有ガス供給手段の具体構成は、上記の第1及び第2の各実施形態において例示したブロアに限定されるものではなく、例えばポンプでもよい。 (E) The specific configurations of the combustion fuel supply means and the oxygen-containing gas supply means are not limited to the blowers exemplified in the first and second embodiments, and may be pumps, for example.

(ヘ) 噴出経路切換手段84の具体構成は、上記の第1及び第2の各実施形態のように第1断続弁Va及び第2断続弁Vbの2つの開閉弁からなる構成に限定されるものではなく、例えば、三方弁を用いて構成しても良い。 (F) The specific configuration of the ejection path switching means 84 is limited to a configuration including two on-off valves, the first on-off valve Va and the second on-off valve Vb, as in the first and second embodiments. For example, a three-way valve may be used.

以上説明したように、少なくとも改質用バーナの異常を適切に診断し得る改質装置の診断方法及び診断装置を提供することができる。   As described above, it is possible to provide a diagnostic method and a diagnostic apparatus for a reforming apparatus that can appropriately diagnose at least an abnormality of the reforming burner.

6 改質部
7 燃焼部
8 改質用バーナ
10 燃焼用燃料ブロア(燃焼用燃料供給手段)
12 燃焼用空気ブロア(酸素含有ガス供給手段)
27 CO濃度センサ(一酸化炭素濃度検出手段)
61 改質触媒
71 燃焼空間
80 噴出経路
81 受入部
82 噴出流路
83 噴出部
84 噴出経路切換手段
A 診断装置
C1 噴出経路変更処理手段
C2 診断手段
G 燃料電池
R 改質装置
W 隔壁
6 Reforming unit 7 Combusting unit 8 Reforming burner 10 Combustion fuel blower (combustion fuel supply means)
12 Combustion air blower (oxygen-containing gas supply means)
27 CO concentration sensor (carbon monoxide concentration detection means)
61 reforming catalyst 71 combustion space 80 ejection path 81 receiving part 82 ejection channel 83 ejection part 84 ejection path switching means A diagnostic device C1 ejection path change processing means C2 diagnostic means G fuel cell R reforming apparatus W partition

Claims (5)

改質触媒が装入された改質部と内部に燃焼空間を形成する燃焼部とが、伝熱可能な隔壁にて区画された状態で配設され、
燃焼用燃料供給手段により供給される燃焼用燃料を酸素含有ガス供給手段により供給される燃焼用酸素含有ガスにて前記燃焼空間内で燃焼させる改質用バーナが、前記燃焼部に備えられた改質装置の異常を診断する改質装置の診断方法であって、
前記改質用バーナに、前記燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料の受入部から噴出流路を経て当該燃焼用燃料の前記燃焼空間に対する噴出部に至る噴出経路を、前記受入部、前記噴出流路及び前記噴出部を異ならせた状態で複数備え、
前記燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料を前記燃焼空間に噴出する前記噴出経路である稼働用の噴出経路を、前記複数の噴出経路から択一的に切り換え可能な噴出経路切換手段を設け、
前記改質用バーナの燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が所定の上限値よりも高くなると、
前記噴出経路切換手段を作動させて前記稼働用の噴出経路を変更する噴出経路変更処理を実行した後、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を検出して、その検出結果に基づいて異常を診断する改質装置の診断方法。
The reforming section in which the reforming catalyst is charged and the combustion section that forms a combustion space therein are arranged in a state of being partitioned by heat transferable partition walls,
A reforming burner provided in the combustion section is provided with a reforming burner for burning the combustion fuel supplied by the combustion fuel supply means in the combustion space with the combustion oxygen-containing gas supplied by the oxygen-containing gas supply means. A method for diagnosing a reformer for diagnosing an abnormality in a quality device,
The reforming burner has an ejection path from the combustion fuel receiving section from the combustion fuel supply means to the ejection section with respect to the combustion space via the ejection flow path, the receiving section, the ejection Provided with a plurality of flow paths and different ejection parts,
An ejection path switching means capable of selectively switching an operation ejection path which is the ejection path for ejecting the combustion fuel from the combustion fuel supply means to the combustion space from the plurality of ejection paths;
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas of the reforming burner is higher than a predetermined upper limit value,
After performing the ejection path change process for operating the ejection path switching means to change the ejection path for operation, the carbon monoxide concentration in the combustion gas is detected, and an abnormality is diagnosed based on the detection result Method for diagnosing reformer to perform.
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高くなると、前記酸素含有ガス供給手段の作動条件を、前記改質用バーナへの燃焼用酸素含有ガス供給量を燃焼用燃料の供給量に応じた量とするための定常作動条件から、前記改質用バーナへの燃焼用酸素含有ガス供給量を前記燃焼用燃料の供給量に応じた量よりも増加させる診断用作動条件に変更した後、
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値以下になった場合は、
前記酸素含有ガス供給手段を前記定常作動条件で作動させて前記噴出経路変更処理を実行する、定常状態での噴出経路変更処理を実行し、
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、
前記酸素含有ガス供給手段を前記診断用作動条件で作動させて前記噴出経路変更処理を実行する、酸素含有ガス増大状態での噴出経路変更処理を実行する請求項1に記載の改質装置の診断方法。
When the concentration of carbon monoxide in the combustion gas becomes higher than the upper limit value, the operating condition of the oxygen-containing gas supply means, the supply amount of combustion oxygen-containing gas to the reforming burner, and the supply amount of combustion fuel Was changed from a steady operating condition to an amount according to the condition to a diagnostic operating condition in which the amount of combustion oxygen-containing gas supplied to the reforming burner was increased more than the amount corresponding to the amount of fuel supplied. rear,
When the concentration of carbon monoxide in the combustion gas is less than or equal to the upper limit value,
Performing the ejection path changing process in a steady state by operating the oxygen-containing gas supply means under the steady operating conditions and executing the ejection path changing process;
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit,
The diagnosis of the reforming apparatus according to claim 1, wherein the ejection path changing process in an oxygen-containing gas increasing state is executed in which the oxygen-containing gas supply means is operated under the diagnostic operating condition to execute the ejection path changing process. Method.
前記定常状態での噴出経路変更処理を実行したときに、
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値以下になった場合は、前記改質用バーナの異常であると診断し、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、前記酸素含有ガス供給手段の軽度の異常であると診断し、
前記酸素含有ガス増大状態での噴出経路変更処理を実行したときに、
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値以下になった場合は、前記改質用バーナの異常であると診断し、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、前記酸素含有ガス供給手段の重度の異常、又は、前記燃焼用燃料供給手段の異常であると診断する請求項2に記載の改質装置の診断方法。
When executing the ejection route change process in the steady state,
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas is equal to or lower than the upper limit value, it is diagnosed that the reforming burner is abnormal, and the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value. Is diagnosed as a minor abnormality of the oxygen-containing gas supply means,
When performing the ejection path changing process in the oxygen-containing gas increased state,
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas is equal to or lower than the upper limit value, it is diagnosed that the reforming burner is abnormal, and the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value. The diagnosis method for a reformer according to claim 2, wherein a diagnosis is made of a serious abnormality of the oxygen-containing gas supply means or an abnormality of the combustion fuel supply means.
前記改質部にて生成された水素ガスを主成分とする改質ガスが、燃料電池に供給されるように構成され、
前記燃料電池から水素が残存した状態で排出されるオフガスが、前記燃焼用燃料として、前記改質用バーナに供給されるように構成され、
前記定常状態での噴出経路変更処理を実行したときに、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、前記酸素含有ガス供給手段の軽度の異常、又は、前記オフガスの組成の異常であると診断し、
前記酸素含有ガス増大状態での噴出経路変更処理を実行したときに、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、前記燃焼用燃料供給手段による燃焼用燃料の供給を停止し、
前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値以下になった場合は、前記燃焼用燃料供給手段の異常であると診断し、前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が前記上限値よりも高い場合は、前記酸素含有ガス供給手段の重度の異常であると診断する請求項3に記載の改質装置の診断方法。
The reformed gas mainly composed of hydrogen gas generated in the reforming unit is configured to be supplied to the fuel cell,
Off gas discharged in a state where hydrogen remains from the fuel cell is configured to be supplied to the reforming burner as the combustion fuel,
If the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value when performing the ejection path changing process in the steady state, a slight abnormality in the oxygen-containing gas supply means, or the off-gas Diagnosed as an abnormal composition,
If the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value when the ejection path changing process in the oxygen-containing gas increasing state is performed, the combustion fuel supply means supplies the combustion fuel. Stop,
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas is equal to or lower than the upper limit value, it is diagnosed that the combustion fuel supply means is abnormal, and the carbon monoxide concentration in the combustion gas is higher than the upper limit value. The diagnosis method for a reformer according to claim 3, wherein the diagnosis is that the oxygen-containing gas supply means is seriously abnormal.
改質触媒が装入された改質部と内部に燃焼空間を形成する燃焼部とが、伝熱可能な隔壁にて区画された状態で配設され、
燃焼用燃料供給手段により供給される燃焼用燃料を酸素含有ガス供給手段により供給される燃焼用酸素含有ガスにて前記燃焼空間内で燃焼させる改質用バーナが、前記燃焼部に備えられた改質装置の異常を診断する改質装置の診断装置であって、
前記改質用バーナに、前記燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料の受入部から噴出流路を経て当該燃焼用燃料の前記燃焼空間に対する噴出部に至る噴出経路が、前記受入部、前記噴出流路及び前記噴出部を異ならせた状態で複数備えられ、
前記改質用バーナの燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度検出手段と、
前記燃焼用燃料供給手段からの燃焼用燃料を前記燃焼空間に噴出する前記噴出経路である稼働用の噴出経路を、前記複数の噴出経路から択一的に切り換え可能な噴出経路切換手段と、
前記一酸化炭素濃度検出手段にて検出される前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が所定の上限値よりも高くなると、前記噴出経路切換手段を作動させて前記稼働用の噴出経路を変更する噴出経路変更処理を実行する噴出経路変更処理手段と、
前記噴出経路変更処理手段により前記噴出経路変更処理が実行された後、前記一酸化炭素濃度検出手段にて検出される前記燃焼ガス中の一酸化炭素濃度に基づいて、異常を診断する診断手段とが設けられている改質装置の診断装置。
The reforming section in which the reforming catalyst is charged and the combustion section that forms a combustion space therein are arranged in a state of being partitioned by heat transferable partition walls,
A reforming burner provided in the combustion section is provided with a reforming burner for burning the combustion fuel supplied by the combustion fuel supply means in the combustion space with the combustion oxygen-containing gas supplied by the oxygen-containing gas supply means. A reformer diagnostic device for diagnosing abnormalities in the quality device,
The reforming burner has an ejection path from the combustion fuel receiving section from the combustion fuel supply means to the ejection section with respect to the combustion space via the ejection flow path, the receiving section, the ejection A plurality of flow paths and the ejection parts are provided in different states,
Carbon monoxide concentration detection means for detecting the carbon monoxide concentration in the combustion gas of the reforming burner;
An ejection path switching means capable of selectively switching an operation ejection path which is the ejection path for ejecting the combustion fuel from the combustion fuel supply means to the combustion space from the plurality of ejection paths;
When the carbon monoxide concentration in the combustion gas detected by the carbon monoxide concentration detection means becomes higher than a predetermined upper limit value, the ejection that changes the operation ejection path by operating the ejection path switching means An ejection route change processing means for executing route change processing;
Diagnostic means for diagnosing an abnormality based on the carbon monoxide concentration in the combustion gas detected by the carbon monoxide concentration detection means after the ejection route change processing is executed by the ejection route change processing means; A reformer diagnostic apparatus provided with
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