JPH06267574A - 燃料電池プラントの無負荷運転方法 - Google Patents
燃料電池プラントの無負荷運転方法Info
- Publication number
- JPH06267574A JPH06267574A JP5051124A JP5112493A JPH06267574A JP H06267574 A JPH06267574 A JP H06267574A JP 5051124 A JP5051124 A JP 5051124A JP 5112493 A JP5112493 A JP 5112493A JP H06267574 A JPH06267574 A JP H06267574A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- anode exhaust
- fuel
- auxiliary fuel
- fuel cell
- 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
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-
- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 余剰アノード排ガスの有用利用を図ることが
できて、総合効率を向上させることができる燃料電池プ
ラントの無負荷運転方法を提供することにある。 【構成】 通常の負荷運転時に、燃料電池のアノード排
ガスを改質器の燃焼部の燃料として供給する燃料電池プ
ラントにおいて、無負荷運転時における前記改質器での
燃料としてのアノード排ガスの余剰分を、排ガスタービ
ンの上流側に設けた補助燃焼器に燃料として投入し、こ
の投入したアノード排ガスの熱エネルギーに相当する正
規の補助燃料量を低減して前記補助燃焼器に供給するこ
とからなる。
できて、総合効率を向上させることができる燃料電池プ
ラントの無負荷運転方法を提供することにある。 【構成】 通常の負荷運転時に、燃料電池のアノード排
ガスを改質器の燃焼部の燃料として供給する燃料電池プ
ラントにおいて、無負荷運転時における前記改質器での
燃料としてのアノード排ガスの余剰分を、排ガスタービ
ンの上流側に設けた補助燃焼器に燃料として投入し、こ
の投入したアノード排ガスの熱エネルギーに相当する正
規の補助燃料量を低減して前記補助燃焼器に供給するこ
とからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池プラントの無
負荷運転方法に関するもので、とりわけ、無負荷運転時
のアノード排ガスの利用方法に関するものである。
負荷運転方法に関するもので、とりわけ、無負荷運転時
のアノード排ガスの利用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池プラント設備は、たとえ
ば、図２に示すような構成からなっている。図２におい
て、１は原料ガスライン、２は改質器、３はその燃焼
部、４は燃料電池、５はカソードガス入口ライン、６は
アノードガス入口ライン、７と８は空気供給ライン、９
はカソード排ガスライン、１０はアノード排ガスライ
ン、１１はブロワ、１２はアノード排ガス供給弁、１３
は補助燃焼器、１４は排ガスタービン、１５は空気圧縮
機、１６は発電機、１７は補助燃料供給ライン、１８は
補助燃料弁、１９は排ガスタービン入口ライン、２０は
吸気ライン、２１は吸入弁、２２は吐出空気ライン、２
３は空気供給ライン、２４は空気供給弁、２５は焼却設
備、２６はアノード排ガス排出弁である。
ば、図２に示すような構成からなっている。図２におい
て、１は原料ガスライン、２は改質器、３はその燃焼
部、４は燃料電池、５はカソードガス入口ライン、６は
アノードガス入口ライン、７と８は空気供給ライン、９
はカソード排ガスライン、１０はアノード排ガスライ
ン、１１はブロワ、１２はアノード排ガス供給弁、１３
は補助燃焼器、１４は排ガスタービン、１５は空気圧縮
機、１６は発電機、１７は補助燃料供給ライン、１８は
補助燃料弁、１９は排ガスタービン入口ライン、２０は
吸気ライン、２１は吸入弁、２２は吐出空気ライン、２
３は空気供給ライン、２４は空気供給弁、２５は焼却設
備、２６はアノード排ガス排出弁である。
【０００３】すなわち、図２は溶融炭酸塩型燃料電池発
電プラントの一例を示しているが、負荷運転中、アノー
ド排ガスの発熱量は、燃料電池４により燃料を大部分消
費したガスであるために低くなっている。しかし、無負
荷運転中には、改質器２を安定、かつ、安全に運転する
ために、たとえば、プラント負荷３０％相当の原料を改
質処理しているが、該電池４により消費されないので、
そのまま改質器２の燃料として還流し、そのままにする
と、改質器２の温度を過昇させる。
電プラントの一例を示しているが、負荷運転中、アノー
ド排ガスの発熱量は、燃料電池４により燃料を大部分消
費したガスであるために低くなっている。しかし、無負
荷運転中には、改質器２を安定、かつ、安全に運転する
ために、たとえば、プラント負荷３０％相当の原料を改
質処理しているが、該電池４により消費されないので、
そのまま改質器２の燃料として還流し、そのままにする
と、改質器２の温度を過昇させる。
【０００４】そこで、改質器２の内部温度を過昇させな
いために、アノード排ガス供給弁１２を絞るようにして
圧力を制御し、この結果、該弁１２の上流側の圧力が上
昇するので、それを検知してアノード排ガス排出弁２６
を開いて系外に放出させる。あるいは、該弁１２を設け
ないで、改質器２の内部温度を検出し、その上昇により
アノード排ガス排出弁２６を直接制御（温度制御）する
場合もある。
いために、アノード排ガス供給弁１２を絞るようにして
圧力を制御し、この結果、該弁１２の上流側の圧力が上
昇するので、それを検知してアノード排ガス排出弁２６
を開いて系外に放出させる。あるいは、該弁１２を設け
ないで、改質器２の内部温度を検出し、その上昇により
アノード排ガス排出弁２６を直接制御（温度制御）する
場合もある。
【０００５】前記アノード排ガス排出弁２６からアノー
ド排ガスを系外に放出する場合には、その前に、焼却設
備２５で処理してからでないと、放出することができな
いことになっている。
ド排ガスを系外に放出する場合には、その前に、焼却設
備２５で処理してからでないと、放出することができな
いことになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
技術では、無負荷運転時における改質器での燃料として
のアノード排ガスの余剰分を系外に放出していたので、
その余剰アノードガスが無駄になって、総合効率が低下
するばかりでなく、焼却設備などが必要となって、設備
費およびその運転費がかかるという問題点があった。
技術では、無負荷運転時における改質器での燃料として
のアノード排ガスの余剰分を系外に放出していたので、
その余剰アノードガスが無駄になって、総合効率が低下
するばかりでなく、焼却設備などが必要となって、設備
費およびその運転費がかかるという問題点があった。
【０００７】本発明は、上記のような問題点を解決しよ
うとするものである。すなわち、本発明は、余剰アノー
ド排ガスの有効利用を図ることができて、総合効率を向
上させることができる燃料電池プラントの無負荷運転方
法を提供することを目的とするものである。
うとするものである。すなわち、本発明は、余剰アノー
ド排ガスの有効利用を図ることができて、総合効率を向
上させることができる燃料電池プラントの無負荷運転方
法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、通常の負荷運転時に、燃料電池のアノー
ド排ガスを改質器の燃焼部の燃料として供給する燃料電
池プラントにおいて、無負荷運転時における前記改質器
での燃料としてのアノード排ガスの余剰分を、排ガスタ
ービンの上流側に設けた補助燃焼器に燃料として投入
し、この投入したアノード排ガスの熱エネルギーに相当
する正規の補助燃料量を低減して前記補助燃焼器に供給
することからなる。
に、本発明は、通常の負荷運転時に、燃料電池のアノー
ド排ガスを改質器の燃焼部の燃料として供給する燃料電
池プラントにおいて、無負荷運転時における前記改質器
での燃料としてのアノード排ガスの余剰分を、排ガスタ
ービンの上流側に設けた補助燃焼器に燃料として投入
し、この投入したアノード排ガスの熱エネルギーに相当
する正規の補助燃料量を低減して前記補助燃焼器に供給
することからなる。
【０００９】
【作用】本発明によれば、通常の負荷運転時に、燃料電
池のアノード排ガスを改質器の燃焼部の燃料として供給
する燃料電池プラントにおいて、無負荷運転時における
前記改質器での燃料としてのアノード排ガスの余剰分
を、排ガスタービンの上流側に設けた補助燃焼器に燃料
として投入し、この投入したアノード排ガスの熱エネル
ギーに相当する正規の補助燃料量を低減して前記補助燃
焼器に供給するので、余剰アノード排ガスの有効利用が
図られ、それだけ補助燃料を節減することができる。
池のアノード排ガスを改質器の燃焼部の燃料として供給
する燃料電池プラントにおいて、無負荷運転時における
前記改質器での燃料としてのアノード排ガスの余剰分
を、排ガスタービンの上流側に設けた補助燃焼器に燃料
として投入し、この投入したアノード排ガスの熱エネル
ギーに相当する正規の補助燃料量を低減して前記補助燃
焼器に供給するので、余剰アノード排ガスの有効利用が
図られ、それだけ補助燃料を節減することができる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明方法を実施する燃料電池プラン
トの一例を示した構成図である。図１において、符号１
から２４までは、図２に示した従来のものと同様であ
る。そして、２７はアノード排ガス分岐ライン、２８は
アノード排ガス排出弁、２９は圧力制御器、３０は和算
回路、３１は温度制御器、３２は圧力制御器である。
トの一例を示した構成図である。図１において、符号１
から２４までは、図２に示した従来のものと同様であ
る。そして、２７はアノード排ガス分岐ライン、２８は
アノード排ガス排出弁、２９は圧力制御器、３０は和算
回路、３１は温度制御器、３２は圧力制御器である。
【００１１】図１に示すように構成された燃料電池プラ
ントにおいては、無負荷運転中には、改質器２の内部温
度を過昇させないために、アノード排ガス供給弁１２を
絞るようにして圧力制御し、その結果、該弁１２の上流
側の圧力が上昇するので、それを検知してアノード排ガ
ス排出弁２８を開き、アノード排ガスの適量を補助燃焼
器１３に補助燃料として投入する。この投入したアノー
ド排ガスの熱エネルギーに相当する補助燃料供給ライン
１７からの正規の補助燃料（天然ガス）量を低減して該
補助燃焼器１３に供給する。
ントにおいては、無負荷運転中には、改質器２の内部温
度を過昇させないために、アノード排ガス供給弁１２を
絞るようにして圧力制御し、その結果、該弁１２の上流
側の圧力が上昇するので、それを検知してアノード排ガ
ス排出弁２８を開き、アノード排ガスの適量を補助燃焼
器１３に補助燃料として投入する。この投入したアノー
ド排ガスの熱エネルギーに相当する補助燃料供給ライン
１７からの正規の補助燃料（天然ガス）量を低減して該
補助燃焼器１３に供給する。
【００１２】空気圧縮機１５は吐出圧力を一定にするよ
うに、吐出圧力が上昇する場合には空気供給弁２４を開
き、吸入弁２１を絞る。逆に降下する場合には空気供給
弁２４を閉じ、吸入弁２１を開く。余剰アノード排ガス
を補助燃焼器１３に投入すると、排ガスタービン入口温
度が過昇する場合がある。この場合には、タービン入口
温度制御信号と空気圧縮機吐出空気圧力制御信号とを和
算回路３０で加え、この加えた信号により空気供給弁２
４を制御（開）し、排ガスタービン入口温度を下げるよ
うにする。
うに、吐出圧力が上昇する場合には空気供給弁２４を開
き、吸入弁２１を絞る。逆に降下する場合には空気供給
弁２４を閉じ、吸入弁２１を開く。余剰アノード排ガス
を補助燃焼器１３に投入すると、排ガスタービン入口温
度が過昇する場合がある。この場合には、タービン入口
温度制御信号と空気圧縮機吐出空気圧力制御信号とを和
算回路３０で加え、この加えた信号により空気供給弁２
４を制御（開）し、排ガスタービン入口温度を下げるよ
うにする。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通常の負荷運転時に、燃料電池のアノード排ガスを改質
器の燃焼部の燃料として供給する燃料電池プラントにお
いて、無負荷運転時における前記改質器での燃料として
のアノード排ガスの余剰分を、排ガスタービンの上流側
に設けた補助燃焼器に燃料として投入し、この投入した
アノード排ガスの熱エネルギーに相当する正規の補助燃
料量を低減して前記補助燃焼器に供給するので、余剰ア
ノード排ガスの有効利用が図られ、それだけ補助燃料を
節減することができて総合効率が向上し、かつ、従来で
は必要とされていたアノード排ガスの系外に放出のため
の焼却設備および焼却費用が不要となる。
通常の負荷運転時に、燃料電池のアノード排ガスを改質
器の燃焼部の燃料として供給する燃料電池プラントにお
いて、無負荷運転時における前記改質器での燃料として
のアノード排ガスの余剰分を、排ガスタービンの上流側
に設けた補助燃焼器に燃料として投入し、この投入した
アノード排ガスの熱エネルギーに相当する正規の補助燃
料量を低減して前記補助燃焼器に供給するので、余剰ア
ノード排ガスの有効利用が図られ、それだけ補助燃料を
節減することができて総合効率が向上し、かつ、従来で
は必要とされていたアノード排ガスの系外に放出のため
の焼却設備および焼却費用が不要となる。
【図１】本発明方法を実施する燃料電池プラントの一例
を示した構成図である。
を示した構成図である。
【図２】従来の技術の一例を示した構成図である。
２ 改質器 ３ 燃焼部 ４ 燃料電池 １０ アノード排ガスライン １３ 補助燃焼器 １４ 排ガスタービン １５ 空気圧縮機 １７ 補助燃料供給ライン １９ 排ガスタービン入口ライン ２２ 吐出空気ライン ２７ アノード排ガス分岐ライン
Claims (2)
- 【請求項１】 通常の負荷運転時に、燃料電池のアノー
ド排ガスを改質器の燃焼部の燃料として供給する燃料電
池プラントにおいて、無負荷運転時における前記改質器
での燃料としてのアノード排ガスの余剰分を、排ガスタ
ービンの上流側に設けた補助燃焼器に燃料として投入
し、この投入したアノード排ガスの熱エネルギーに相当
する正規の補助燃料量を低減して前記補助燃焼器に供給
することを特徴とする、燃料電池プラントの無負荷運転
方法。 - 【請求項２】 排ガスタービンの入口温度が過昇する場
合に、空気圧縮機の吐出空気を補助燃焼器に冷却用空気
として余分に供給することからなる請求項１記載の燃料
電池プラントの無負荷運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5051124A JPH06267574A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 燃料電池プラントの無負荷運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5051124A JPH06267574A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 燃料電池プラントの無負荷運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267574A true JPH06267574A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12878065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5051124A Pending JPH06267574A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 燃料電池プラントの無負荷運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06267574A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997042673A1 (de) * | 1996-05-07 | 1997-11-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben einer hochtemperatur-brennstoffzellenanlage und hochtemperatur-brennstoffzellenanlage |
| JPH11162488A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | カソードへ蒸気注入する燃料電池発電装置 |
| WO2002037587A2 (en) * | 2000-10-30 | 2002-05-10 | Ztek Corporation | A hybrid electrical power system employing fluid regulating elements for controlling various operational parameters of the system |
| JP2009205930A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | コンバインドシステム |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5051124A patent/JPH06267574A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997042673A1 (de) * | 1996-05-07 | 1997-11-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben einer hochtemperatur-brennstoffzellenanlage und hochtemperatur-brennstoffzellenanlage |
| JPH11162488A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | カソードへ蒸気注入する燃料電池発電装置 |
| WO2002037587A2 (en) * | 2000-10-30 | 2002-05-10 | Ztek Corporation | A hybrid electrical power system employing fluid regulating elements for controlling various operational parameters of the system |
| WO2002037587A3 (en) * | 2000-10-30 | 2003-07-17 | Ztek Corp | A hybrid electrical power system employing fluid regulating elements for controlling various operational parameters of the system |
| JP2009205930A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | コンバインドシステム |
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