JPH04167369A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
- Publication number
- JPH04167369A JPH04167369A JP2296875A JP29687590A JPH04167369A JP H04167369 A JPH04167369 A JP H04167369A JP 2296875 A JP2296875 A JP 2296875A JP 29687590 A JP29687590 A JP 29687590A JP H04167369 A JPH04167369 A JP H04167369A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reformer
- air
- temperature
- fuel
- finds
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 241001676573 Minium Species 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野〕
この発明は、燃料電池の排ガスを燃焼させることにより
、原燃料、たとえばメタンガスを主成分とする天然ガス
を水蒸気改質する燃料電池発電システムに関し、特に改
質器の温度制御に関するものである。
、原燃料、たとえばメタンガスを主成分とする天然ガス
を水蒸気改質する燃料電池発電システムに関し、特に改
質器の温度制御に関するものである。
［従来の技術］
第４図は例えば特開昭６３−２９４６０号公報に示され
た従来の燃料電池発電システムを示す０図において（１
）は改質器、（２）は主バーナ、 ＋３１．（４１ｉ５
１は流量調節弁、（６）は改質１１８ｉＮｌの温度を測
定する温度計、（７）、＋８）、＋９）、［ｌＯ＋は流
量計、（１１）は燃料電池排ガス成分比検出器 （１２
）は改質器温度制御装置、（１３）は空気流？制御装置
である。
た従来の燃料電池発電システムを示す０図において（１
）は改質器、（２）は主バーナ、 ＋３１．（４１ｉ５
１は流量調節弁、（６）は改質１１８ｉＮｌの温度を測
定する温度計、（７）、＋８）、＋９）、［ｌＯ＋は流
量計、（１１）は燃料電池排ガス成分比検出器 （１２
）は改質器温度制御装置、（１３）は空気流？制御装置
である。
次に動作について説明する。改質器（１）の温度計（６
）の出力信号と、燃焼ガス流量計（８）とＰ料電池排ガ
ス流量計（９）とベント流９計（１０）の各出力信号は
、改質器温度制御装置（１２）に送られ、改質器の温度
が一定になるように演算されて、補助バーナの流調弁（
４）およびベント流調弁（５）の開度信号が出力される
。また、上記流量測定値と燃料電池排ガス成分比検出器
（１１）の出力信号、空気流早計（７）の出力信号を空
気流量制御装置に送り、必要空気量を演算より求め、空
気流量調節弁（３）の開度信号を出力する。改質器の温
度制御は、温度測定値と設定値との差分を求め、この値
が零になるように測定温度が高い場合にはベント流量調
節弁（５）を開き、低い場合には燃料ガス流量調節弁（
４）を開いで、改質器温度を一定にＩ１１御する。
）の出力信号と、燃焼ガス流量計（８）とＰ料電池排ガ
ス流量計（９）とベント流９計（１０）の各出力信号は
、改質器温度制御装置（１２）に送られ、改質器の温度
が一定になるように演算されて、補助バーナの流調弁（
４）およびベント流調弁（５）の開度信号が出力される
。また、上記流量測定値と燃料電池排ガス成分比検出器
（１１）の出力信号、空気流早計（７）の出力信号を空
気流量制御装置に送り、必要空気量を演算より求め、空
気流量調節弁（３）の開度信号を出力する。改質器の温
度制御は、温度測定値と設定値との差分を求め、この値
が零になるように測定温度が高い場合にはベント流量調
節弁（５）を開き、低い場合には燃料ガス流量調節弁（
４）を開いで、改質器温度を一定にＩ１１御する。
［発明が解決しようとする課題］
従来の燃料電池発電システムは以上のように構成されて
いるので、燃料ガス、電池排ガスおよびベントガスの各
流テ計と調節弁、および電池排ガス成分比検出器を設け
ることが必要で、また、名流１１の演算が？ＳＩ雑にな
るなどの問題があった。
いるので、燃料ガス、電池排ガスおよびベントガスの各
流テ計と調節弁、および電池排ガス成分比検出器を設け
ることが必要で、また、名流１１の演算が？ＳＩ雑にな
るなどの問題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、電池排ガスの滝川調節や排ガス成分比測定が不
要で、各流量計や調節弁が削減できるとともに、温度制
御装置が簡素でかつ改質器のａＴ１性能を向」−させる
ことができる燃料電池発電システムを得ることを目的と
する。
もので、電池排ガスの滝川調節や排ガス成分比測定が不
要で、各流量計や調節弁が削減できるとともに、温度制
御装置が簡素でかつ改質器のａＴ１性能を向」−させる
ことができる燃料電池発電システムを得ることを目的と
する。
［課題を解決するための手段〕
この発明に係る燃料電池発電システムは、改質器の温度
を発電出力信号こ設定し、燃焼空気量を制御する事によ
り温度制御をするとともに、補助バーナやベント弁を削
減したものである。
を発電出力信号こ設定し、燃焼空気量を制御する事によ
り温度制御をするとともに、補助バーナやベント弁を削
減したものである。
［作用］
この発明における燃料電池発電システムは、発電出力よ
り演算された改質器温度設定値と測定された温度との差
を求め、この差が常に零になるように、燃焼空気量を算
出し、空気流量調節弁に操作信号を出力し、改質器の温
度を一定に保つ。
り演算された改質器温度設定値と測定された温度との差
を求め、この差が常に零になるように、燃焼空気量を算
出し、空気流量調節弁に操作信号を出力し、改質器の温
度を一定に保つ。
［発明の実施例］
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）は改質器、（２）は改質器（１）に
熱を供給するバーナ、（３）はバーナ（２）の燃焼用空
気の流量を制御する流ら１調節弁、（６）は改質器（３
）の温度を測定する温度計、（８）は空気流量を測定す
る流量計、（１２）は温度、＋Ｚ６＋の測定値と燃料電
池発電システムの発電出力信号より温度制御用燃焼空気
量を求める温度制御装置、 １１３１は温度制御装置（
１２）の温度制御用燃焼空気量と電池電流と原燃料流量
より燃焼空気量を求め流量調節弁を制御する空気流量制
御装置、（２０）は原燃料の流量をθり定する流量計で
ある。第２図は温度制御装置の構成図で図において、
（３１）は発電電力社より改質器温度目標値を設定する
関数器、（３２）は目標値と測定値の差を求める減算器
、（３３）は減算器（３２）の出力より温度制御空気量
目標値を求める演算器である。第３図は空気流量制御装
置の構成図で、図において（４目は発電出力より燃焼空
気過剰率を設定する関数器、（４２）は燃焼に必要な空
気量を求める演算器、（４３）は燃焼空気目杼ｆ−と温
度制御空気量を加算器、（４４）は目標値と測定値との
差を求める減算器、（４５）は減算器（４４）の出力よ
り調節弁開度１３号を出力する演算器である。
図において、（１）は改質器、（２）は改質器（１）に
熱を供給するバーナ、（３）はバーナ（２）の燃焼用空
気の流量を制御する流ら１調節弁、（６）は改質器（３
）の温度を測定する温度計、（８）は空気流量を測定す
る流量計、（１２）は温度、＋Ｚ６＋の測定値と燃料電
池発電システムの発電出力信号より温度制御用燃焼空気
量を求める温度制御装置、 １１３１は温度制御装置（
１２）の温度制御用燃焼空気量と電池電流と原燃料流量
より燃焼空気量を求め流量調節弁を制御する空気流量制
御装置、（２０）は原燃料の流量をθり定する流量計で
ある。第２図は温度制御装置の構成図で図において、
（３１）は発電電力社より改質器温度目標値を設定する
関数器、（３２）は目標値と測定値の差を求める減算器
、（３３）は減算器（３２）の出力より温度制御空気量
目標値を求める演算器である。第３図は空気流量制御装
置の構成図で、図において（４目は発電出力より燃焼空
気過剰率を設定する関数器、（４２）は燃焼に必要な空
気量を求める演算器、（４３）は燃焼空気目杼ｆ−と温
度制御空気量を加算器、（４４）は目標値と測定値との
差を求める減算器、（４５）は減算器（４４）の出力よ
り調節弁開度１３号を出力する演算器である。
次に動作について説明する。燃料電池発電システムにお
いて、発電出力に対して改質２ｉｉ （１１での原燃料
の流ｔは−１的にその系の関係より決定される。このた
め、改質に必要な熱量が沃まる。このため、改Ｔ！ｔ
Ｓの温度を一定にすることにより改質性能が向上し、燃
料電池の燃料制御も安定する。
いて、発電出力に対して改質２ｉｉ （１１での原燃料
の流ｔは−１的にその系の関係より決定される。このた
め、改質に必要な熱量が沃まる。このため、改Ｔ！ｔ
Ｓの温度を一定にすることにより改質性能が向上し、燃
料電池の燃料制御も安定する。
発電システムから得られる発電出力と改質器（１）の反
応管に取付けられた温度計（６）の測定出力を改質器温
度制御装置（１２）に遜り温度制御空気量目標値を求め
７・。さらに改質器温度制御装置（１２）の出力と原燃
料流量計（２０）の測定値と空気流量計（８）の出力と
電池電流、発電出力値を空気流量制御装置（１３）に送
り、空気流量調節弁（３）の開度信号を得て調節弁（３
）を制御することにより、改質器（１）の温度を＊Ｊ御
する６次に第２図、第３図により改質器温度制御装置（
１２）と空気流量制御装置（１３）の制御について説明
する６発電出力により関数器（３１）で改質器の温度目
標値Ｓｖ、を求め、測定値と′１４算器（３２）により
測定温度と目標温度の差を求め、この差を零にするよう
な空気量を演算器（３３）により求める。この演算には
、ＰＩＤ制御器を用いる。
応管に取付けられた温度計（６）の測定出力を改質器温
度制御装置（１２）に遜り温度制御空気量目標値を求め
７・。さらに改質器温度制御装置（１２）の出力と原燃
料流量計（２０）の測定値と空気流量計（８）の出力と
電池電流、発電出力値を空気流量制御装置（１３）に送
り、空気流量調節弁（３）の開度信号を得て調節弁（３
）を制御することにより、改質器（１）の温度を＊Ｊ御
する６次に第２図、第３図により改質器温度制御装置（
１２）と空気流量制御装置（１３）の制御について説明
する６発電出力により関数器（３１）で改質器の温度目
標値Ｓｖ、を求め、測定値と′１４算器（３２）により
測定温度と目標温度の差を求め、この差を零にするよう
な空気量を演算器（３３）により求める。この演算には
、ＰＩＤ制御器を用いる。
又、空気流量制御装置（１３）では電池電流と原燃料流
量より演算器（４２）内で燃焼に最低必要な空気量を求
め、さらに発電出力より関数器（４１）にて空気過剰率
Ｓｖ４を求めて、燃焼用空気項目ＦＡ値を演算器（４２
）の出力として得る。この燃焼用空気量目標頷と改質器
温度制御空気量目標値とを加算器（４３）で合算し、さ
らに減算器（４４）により空気量測定値との差を求める
。この差を零にするように演算器（４５）で空気流量調
節弁開度信号を求める。この開度信号を空気流！ａｌｌ
１節弁（３）に送り空気量を制御する。改質器の温度が
目標値より高い時は、改質器温度制御装置Ｃｌ２）によ
り改質器温度制御空気量が増加し、改質器ｆｉ＋が冷却
される。逆に温度が低い場合には、改質器温度制御空気
量は負の値に減少し、改質器（１）は暖められる。この
ようにして、改質器（１）の温度が設定温度になるよう
に制御する。
量より演算器（４２）内で燃焼に最低必要な空気量を求
め、さらに発電出力より関数器（４１）にて空気過剰率
Ｓｖ４を求めて、燃焼用空気項目ＦＡ値を演算器（４２
）の出力として得る。この燃焼用空気量目標頷と改質器
温度制御空気量目標値とを加算器（４３）で合算し、さ
らに減算器（４４）により空気量測定値との差を求める
。この差を零にするように演算器（４５）で空気流量調
節弁開度信号を求める。この開度信号を空気流！ａｌｌ
１節弁（３）に送り空気量を制御する。改質器の温度が
目標値より高い時は、改質器温度制御装置Ｃｌ２）によ
り改質器温度制御空気量が増加し、改質器ｆｉ＋が冷却
される。逆に温度が低い場合には、改質器温度制御空気
量は負の値に減少し、改質器（１）は暖められる。この
ようにして、改質器（１）の温度が設定温度になるよう
に制御する。
なお、上記実施例では温度制御装置（１２）、空気流型
制御装置（Ｉ３）の人力に発゛電出力を用いているが、
電池電流信号なとの発電出力と一義的に定まる測定量を
用いても良い。
制御装置（Ｉ３）の人力に発゛電出力を用いているが、
電池電流信号なとの発電出力と一義的に定まる測定量を
用いても良い。
［発明の効果］
以」二のように、この発明によれば改質器の温度を燃焼
空気により制御するように構成したので、装置が安価に
でき、制御方法が簡素で信頼性の高い−ものが得られる
効果がある。
空気により制御するように構成したので、装置が安価に
でき、制御方法が簡素で信頼性の高い−ものが得られる
効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システ
ムを示す系統図、第２図は第１図における改質器温度制
御装置の構成図、第３図は第１図における空気流量制御
装置の構成図、第４図は従来の燃料電池発電システムを
示す系統図である。 図において、（１）は改質器、（３）は空気流量調節弁
、（６）は温度計、（８）は空気流量計、（１２）は改
質器温度制御装置、（１３）は空気流量制御装置である
。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
ムを示す系統図、第２図は第１図における改質器温度制
御装置の構成図、第３図は第１図における空気流量制御
装置の構成図、第４図は従来の燃料電池発電システムを
示す系統図である。 図において、（１）は改質器、（３）は空気流量調節弁
、（６）は温度計、（８）は空気流量計、（１２）は改
質器温度制御装置、（１３）は空気流量制御装置である
。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 原燃料を改質して水素燃料ガスを生成する改質器を含む
燃料処理装置と、この燃料処理装置から得られる水素燃
料ガスを燃料とする燃料電池とを備え、上記燃料電池の
燃料排ガスを上記改質器のバーナ燃料として利用するよ
うにした燃料電池発電システムにおいて、原燃料の流量
を測定する流量計と、燃焼用空気の流量を測定する流量
計と、上記改質器の温度を測定する温度計と、上記燃料
電池の出力電流信号と上記測定出力信号を受け取り、上
記改質器の温度を上記燃料電池の出力により設定された
温度に制御するように、空気流量を調節する弁を駆動さ
せるための操作信号を出力する制御装置を具備すること
を特徴とする燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2296875A JPH04167369A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2296875A JPH04167369A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04167369A true JPH04167369A (ja) | 1992-06-15 |
Family
ID=17839298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2296875A Pending JPH04167369A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04167369A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002016258A1 (fr) * | 2000-08-25 | 2002-02-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Generateur d'hydrogene |
| JP2009091210A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Nippon Oil Corp | 水素製造システム |
| JP2010218887A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 燃料電池システム |
-
1990
- 1990-10-30 JP JP2296875A patent/JPH04167369A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002016258A1 (fr) * | 2000-08-25 | 2002-02-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Generateur d'hydrogene |
| US7135050B2 (en) | 2000-08-25 | 2006-11-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Hydrogen generator |
| JP2009091210A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Nippon Oil Corp | 水素製造システム |
| JP2010218887A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 燃料電池システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20010014414A1 (en) | Fuel cell system and method of controlling the same | |
| JPH09147893A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JPH04167369A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| US7422809B2 (en) | Method and apparatus for regulating electrical power output of a fuel cell system | |
| JP3230431B2 (ja) | ガス測定装置 | |
| JPH07105965A (ja) | 燃料電池発電装置および燃料電池発電装置の制御方法 | |
| JPS6260789B2 (ja) | ||
| JP2988960B2 (ja) | ボイラ用空気供給装置 | |
| US4119061A (en) | Method and equipment for control of internal combustion engine including a fuel-reforming device | |
| JPS58163183A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JPS6014978B2 (ja) | 燃焼制御装置 | |
| JP2599815B2 (ja) | 燃料電池発電システムの改質器温度制御装置 | |
| JPH07310918A (ja) | 比例弁付き燃焼器具およびその比例弁調整装置 | |
| JPS6329460A (ja) | 燃料電池発電システムの改質器温度制御装置 | |
| JP7474541B1 (ja) | 流量制御装置 | |
| JP3817851B2 (ja) | ガス焚きボイラの燃料ガス圧力制御方法及び装置 | |
| JPS60107268A (ja) | 燃料電池発電プラントの制御装置 | |
| US20220282866A1 (en) | Power Output Determination by Way of a Fuel Parameter | |
| JPS58207103A (ja) | 複数制御系の非干渉制御装置 | |
| JPH0789495B2 (ja) | 燃料電池発電プラント | |
| JPH0697090B2 (ja) | 熱量調節装置に於ける品質制御方法 | |
| JP3822300B2 (ja) | ボイラ負荷配分制御装置 | |
| JPS58206071A (ja) | 燃料電池制御装置 | |
| JPS61138840A (ja) | ガス機関の空燃比制御装置 | |
| JPH049604Y2 (ja) |