JPH07296834A - 燃料電池発電プラント及び該プラントの改質器運転方法 - Google Patents
燃料電池発電プラント及び該プラントの改質器運転方法Info
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- JPH07296834A JPH07296834A JP6088303A JP8830394A JPH07296834A JP H07296834 A JPH07296834 A JP H07296834A JP 6088303 A JP6088303 A JP 6088303A JP 8830394 A JP8830394 A JP 8830394A JP H07296834 A JPH07296834 A JP H07296834A
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 改質器バーナーの安定燃焼及び燃料ガスの節
約を図る。 【構成】 燃料ガス供給源１からの燃料ガスの温度を検
知する温度検知器１０を改質器５の反応部５ａ入口に、
改質ガスの温度を検知する温度検知器１１を反応部５ａ
出口にそれぞれ設置する。また燃料電池本体７のアノー
ド側７ａからの余剰ガスの温度を検知する温度検知器１
２を改質器バーナー５ｂ入口に、余剰ガス燃焼後の燃焼
ガスの温度を検出する温度検知器１３を改質器バーナー
５ｂ出口に、酸化剤供給源９からの酸化剤の温度を検知
する温度検知器１７を改質器バーナー５ｂ入口にそれぞ
れ設置する。そして、各温度検出器１０，１１，１２，
１３，１７からの信号に基づいて、演算処理装置１４が
燃料ガス供給調節弁２と酸化剤供給調節弁８の開度を調
節し、燃料ガスと酸化剤の流量制御を行う。
約を図る。 【構成】 燃料ガス供給源１からの燃料ガスの温度を検
知する温度検知器１０を改質器５の反応部５ａ入口に、
改質ガスの温度を検知する温度検知器１１を反応部５ａ
出口にそれぞれ設置する。また燃料電池本体７のアノー
ド側７ａからの余剰ガスの温度を検知する温度検知器１
２を改質器バーナー５ｂ入口に、余剰ガス燃焼後の燃焼
ガスの温度を検出する温度検知器１３を改質器バーナー
５ｂ出口に、酸化剤供給源９からの酸化剤の温度を検知
する温度検知器１７を改質器バーナー５ｂ入口にそれぞ
れ設置する。そして、各温度検出器１０，１１，１２，
１３，１７からの信号に基づいて、演算処理装置１４が
燃料ガス供給調節弁２と酸化剤供給調節弁８の開度を調
節し、燃料ガスと酸化剤の流量制御を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、改質器バーナーの安定
燃焼及び燃料ガスの節約が図れる燃料電池発電プラント
及び該プラントの改質器運転方法に関する。
燃焼及び燃料ガスの節約が図れる燃料電池発電プラント
及び該プラントの改質器運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池発電プラントにおいて
は、燃料電池本体のカソード側には酸化剤が、アノード
側には改質ガスがそれぞれ供給されて、発電を行う。こ
のため、カソード側に酸化剤を供給するために酸化剤供
給源が設けられ、アノード側に改質ガスを供給するため
に燃料ガス供給源および改質器が設けられている。改質
器は、燃料ガス供給源からの燃料ガスに水蒸気を混合さ
せて水素を主成分とする改質ガスを生成する。また、改
質器には改質器バーナーが設けられ、この改質器バーナ
ーは燃料電池本体アノード側からの余剰ガスと酸化剤供
給源からの酸化剤を取り込み、酸化剤によって余剰ガス
を燃焼させる。このときの燃焼熱は改質器に供給され、
改質反応の熱源用として利用される。
は、燃料電池本体のカソード側には酸化剤が、アノード
側には改質ガスがそれぞれ供給されて、発電を行う。こ
のため、カソード側に酸化剤を供給するために酸化剤供
給源が設けられ、アノード側に改質ガスを供給するため
に燃料ガス供給源および改質器が設けられている。改質
器は、燃料ガス供給源からの燃料ガスに水蒸気を混合さ
せて水素を主成分とする改質ガスを生成する。また、改
質器には改質器バーナーが設けられ、この改質器バーナ
ーは燃料電池本体アノード側からの余剰ガスと酸化剤供
給源からの酸化剤を取り込み、酸化剤によって余剰ガス
を燃焼させる。このときの燃焼熱は改質器に供給され、
改質反応の熱源用として利用される。
【０００３】このような燃料電池発電プラントでは、発
電時、燃料電池本体での発電用に使用する改質ガスの量
を多くし、改質器バーナーへの熱源としての余剰ガスの
量は必要最小限の流量にすることが効率上好ましいが、
改質器バーナーを考えた場合、燃料電池の負荷変動によ
る燃料電池本体での改質器ガスの消費量、または起動時
のシステム安定後の燃料電池側への流路切り替えによる
余剰ガス流量の変化によって、改質器バーナーが失火や
火炎不安定を起こす恐れがある。このような問題に対し
て、余剰ガスの流量や酸化剤の流量を燃焼可能範囲に制
御する方法が必要となる。
電時、燃料電池本体での発電用に使用する改質ガスの量
を多くし、改質器バーナーへの熱源としての余剰ガスの
量は必要最小限の流量にすることが効率上好ましいが、
改質器バーナーを考えた場合、燃料電池の負荷変動によ
る燃料電池本体での改質器ガスの消費量、または起動時
のシステム安定後の燃料電池側への流路切り替えによる
余剰ガス流量の変化によって、改質器バーナーが失火や
火炎不安定を起こす恐れがある。このような問題に対し
て、余剰ガスの流量や酸化剤の流量を燃焼可能範囲に制
御する方法が必要となる。
【０００４】このような制御方法の一つとして、燃料電
池からの余剰ガス、特に水素ガス濃度及び流量を検出
し、余剰ガスの流量制御又は改質器で改質する前の未改
質ガスを改質器バーナーに供給する方法が、特開昭５９
−１０５２７４号公報によって提案されている。
池からの余剰ガス、特に水素ガス濃度及び流量を検出
し、余剰ガスの流量制御又は改質器で改質する前の未改
質ガスを改質器バーナーに供給する方法が、特開昭５９
−１０５２７４号公報によって提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術のように未改質ガスを改質器バーナーに供給す
ると、改質器での改質ガスの中には水素ガス以外の組成
も含まれており、その組成自体も改質反応温度によるバ
ラツキを持っているので、水素ガス濃度だけを測定して
制御するには技術的難しさと共にシステム全体が複雑に
なるという問題がある。特に、起動時又は負荷変動時の
余剰ガス流量の変化に対し、制御追従の遅れを生じ、改
質器バーナーの安定燃焼の維持を困難にしている。また
改質器バーナーの安定燃焼維持のため、未改質ガスを負
荷変動のたびに改質器バーナーに供給することは、効率
の点から考えても燃料を無駄に消費していることにな
る。
従来技術のように未改質ガスを改質器バーナーに供給す
ると、改質器での改質ガスの中には水素ガス以外の組成
も含まれており、その組成自体も改質反応温度によるバ
ラツキを持っているので、水素ガス濃度だけを測定して
制御するには技術的難しさと共にシステム全体が複雑に
なるという問題がある。特に、起動時又は負荷変動時の
余剰ガス流量の変化に対し、制御追従の遅れを生じ、改
質器バーナーの安定燃焼の維持を困難にしている。また
改質器バーナーの安定燃焼維持のため、未改質ガスを負
荷変動のたびに改質器バーナーに供給することは、効率
の点から考えても燃料を無駄に消費していることにな
る。
【０００６】本発明の目的は、改質器バーナーの安定燃
焼及び燃料ガスの節約を図ることができる燃料電池発電
プラント及び該プラントの改質器運転方法を提供するこ
とである。
焼及び燃料ガスの節約を図ることができる燃料電池発電
プラント及び該プラントの改質器運転方法を提供するこ
とである。
【０００７】
【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、燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
供給された燃料ガスを改質ガスに改質する改質部と、前
記改質ガスをアノード側に、空気をカソード側にそれぞ
れ取り込んで発電を行う燃料電池本体と、前記燃料電池
本体アノード側からの余剰ガスを燃焼し、その燃焼熱を
前記改質部に供給する燃焼部と、該燃焼部に前記余剰ガ
スの燃焼用として酸化剤を供給する酸化剤供給部と、を
備えた燃料電池発電プラントにおいて、前記燃料ガス供
給部から供給される燃料ガスの前記改質部入口での温
度、前記改質器で改質された改質ガスの改質部出口での
温度、前記燃料電池本体アノード側からの余剰ガスの前
記燃焼部入口での温度、前記酸化剤供給部から供給され
る酸化剤の前記燃焼部入口での温度、および前記余剰ガ
ス燃焼後に前記燃焼部から排出される燃焼ガスの燃焼部
出口での温度のうち少なくとも１つを検出する検出手段
と、その検出結果に基づいて、前記燃料ガスの供給量お
よび酸化剤の供給量のうち少なくとも１つを制御する制
御手段と、を備えたものである。
に、本発明は、燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
供給された燃料ガスを改質ガスに改質する改質部と、前
記改質ガスをアノード側に、空気をカソード側にそれぞ
れ取り込んで発電を行う燃料電池本体と、前記燃料電池
本体アノード側からの余剰ガスを燃焼し、その燃焼熱を
前記改質部に供給する燃焼部と、該燃焼部に前記余剰ガ
スの燃焼用として酸化剤を供給する酸化剤供給部と、を
備えた燃料電池発電プラントにおいて、前記燃料ガス供
給部から供給される燃料ガスの前記改質部入口での温
度、前記改質器で改質された改質ガスの改質部出口での
温度、前記燃料電池本体アノード側からの余剰ガスの前
記燃焼部入口での温度、前記酸化剤供給部から供給され
る酸化剤の前記燃焼部入口での温度、および前記余剰ガ
ス燃焼後に前記燃焼部から排出される燃焼ガスの燃焼部
出口での温度のうち少なくとも１つを検出する検出手段
と、その検出結果に基づいて、前記燃料ガスの供給量お
よび酸化剤の供給量のうち少なくとも１つを制御する制
御手段と、を備えたものである。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、検出した温度結果に基づい
て、制御手段は負荷変動時等の余剰ガスの急激な流量変
化に対して、改質器に供給される燃料ガスと酸化剤のう
ち少なくとも一方の流量を瞬時に微調整する制御を行
う。これにより、燃焼部における燃焼を安定燃焼範囲内
に保つことができ、燃焼部での失火の恐れがなくなる。
て、制御手段は負荷変動時等の余剰ガスの急激な流量変
化に対して、改質器に供給される燃料ガスと酸化剤のう
ち少なくとも一方の流量を瞬時に微調整する制御を行
う。これにより、燃焼部における燃焼を安定燃焼範囲内
に保つことができ、燃焼部での失火の恐れがなくなる。
【０００９】また、一般に安定燃焼を維持するために改
質部には余分な燃料ガスを供給しているが、上記のよう
に瞬時に微調整する制御により、改質部に供給する燃料
ガスの量を節約することができる。
質部には余分な燃料ガスを供給しているが、上記のよう
に瞬時に微調整する制御により、改質部に供給する燃料
ガスの量を節約することができる。
【００１０】さらに、燃料供給装置や燃焼空気供給装置
は従来から用いられているものを利用できるので、新た
に付加されるものは、温度を検出するための上記の検出
手段と、燃料ガスや酸化剤の供給量を制御する制御手段
だけであり、制御系についてはソフトを変更することに
より実現できる。そのため、システムを簡単に構築でき
る。
は従来から用いられているものを利用できるので、新た
に付加されるものは、温度を検出するための上記の検出
手段と、燃料ガスや酸化剤の供給量を制御する制御手段
だけであり、制御系についてはソフトを変更することに
より実現できる。そのため、システムを簡単に構築でき
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は本発明の燃料電池発電プラントの概略構成
を示している。図において、燃料ガス供給源１からは燃
料ガスが供給される。燃料ガスとしては、メタン、また
はメタンを主成分とした都市ガス、天然ガス、メタノー
ル、ナフサ等である。燃料ガス供給源１より供給された
燃料ガスは燃料ガス供給調節弁２を通り、水蒸気供給源
３から供給される水蒸気と混合した後、改質器５内の反
応部５ａに供給される。反応部５ａ内では、燃料ガスと
水蒸気の混合ガスを、触媒を利用して水素ガスを主成分
とした一酸化炭素、二酸化炭素、未改質ガスを含む改質
ガスに改質する。
する。図１は本発明の燃料電池発電プラントの概略構成
を示している。図において、燃料ガス供給源１からは燃
料ガスが供給される。燃料ガスとしては、メタン、また
はメタンを主成分とした都市ガス、天然ガス、メタノー
ル、ナフサ等である。燃料ガス供給源１より供給された
燃料ガスは燃料ガス供給調節弁２を通り、水蒸気供給源
３から供給される水蒸気と混合した後、改質器５内の反
応部５ａに供給される。反応部５ａ内では、燃料ガスと
水蒸気の混合ガスを、触媒を利用して水素ガスを主成分
とした一酸化炭素、二酸化炭素、未改質ガスを含む改質
ガスに改質する。
【００１２】改質ガスは、起動時にはシステムの安定化
のために流路切り替え弁６によってバイパス路を通り、
改質器５の改質器バーナー５ｂに直接供給される。発電
時は流路切り替え弁６は燃料電池アノード側７ａに切り
替えられ、改質ガスは流路切り替え弁６を介して燃料電
池本体７のアノード側７ａに供給される。一方、燃料電
池本体７のカソード側７ｃには酸化剤が供給される。そ
して、燃料電池本体７では、電解質７ｂを介して化学反
応が起こり、水素ガスを消費するとともに発電を行う。
この燃料電池としては、リン酸型燃料電池および溶融炭
酸塩型燃料電池等があり、アノード側７ａで、改質ガス
中の水素ガス、または水素ガスを主成分とした改質ガス
中の他の成分を、カソード側７ｂの酸化剤、酸素、また
は酸素と発電に必要な他の成分を含む気体と反応させる
と、発電反応後アノード側７ａ出口から発電に寄与しな
かったガスと、反応によって生成されたガスとを含む余
剰ガスが生成される。
のために流路切り替え弁６によってバイパス路を通り、
改質器５の改質器バーナー５ｂに直接供給される。発電
時は流路切り替え弁６は燃料電池アノード側７ａに切り
替えられ、改質ガスは流路切り替え弁６を介して燃料電
池本体７のアノード側７ａに供給される。一方、燃料電
池本体７のカソード側７ｃには酸化剤が供給される。そ
して、燃料電池本体７では、電解質７ｂを介して化学反
応が起こり、水素ガスを消費するとともに発電を行う。
この燃料電池としては、リン酸型燃料電池および溶融炭
酸塩型燃料電池等があり、アノード側７ａで、改質ガス
中の水素ガス、または水素ガスを主成分とした改質ガス
中の他の成分を、カソード側７ｂの酸化剤、酸素、また
は酸素と発電に必要な他の成分を含む気体と反応させる
と、発電反応後アノード側７ａ出口から発電に寄与しな
かったガスと、反応によって生成されたガスとを含む余
剰ガスが生成される。
【００１３】アノード側７ａ出口からの余剰ガスは、改
質器バーナー５ｂに導かれ改質器バーナー５ｂ内で燃焼
し、改質器５の熱源として利用される。このとき、燃焼
に必要な酸化剤が酸化剤供給源９から酸化剤供給調節弁
８を介して改質器バーナー５ｂに供給され、改質器バー
ナー５ｂ内で燃焼によって生じる燃焼ガスは改質器バー
ナー５ｂの外に排出される。
質器バーナー５ｂに導かれ改質器バーナー５ｂ内で燃焼
し、改質器５の熱源として利用される。このとき、燃焼
に必要な酸化剤が酸化剤供給源９から酸化剤供給調節弁
８を介して改質器バーナー５ｂに供給され、改質器バー
ナー５ｂ内で燃焼によって生じる燃焼ガスは改質器バー
ナー５ｂの外に排出される。
【００１４】このシステムにおいて、負荷変動時および
起動時システム安定のために、改質ガスの流れをバイパ
ス路側に切り替えた時、余剰ガスの流量変化が起こり改
質器バーナー５ｂ内の火炎が不安定になる。
起動時システム安定のために、改質ガスの流れをバイパ
ス路側に切り替えた時、余剰ガスの流量変化が起こり改
質器バーナー５ｂ内の火炎が不安定になる。
【００１５】そこで本実施例では、燃料ガスと水蒸気の
混合ガスが改質器５に流入する反応部５ａ入口には、混
合ガスの温度を検知する温度検知器１０を設置し、改質
ガスが流路切り替え弁６に向かって改質器５から流出す
る反応部５ａ出口には、改質ガスの温度を検知する温度
検知器１１を設置している。また、燃料電池本体７のア
ノード側７ａからの余剰ガスが流入する改質器バーナー
５ｂ入口には、余剰ガスの温度を検知する温度検知器１
２を設置し、余剰ガス燃焼後の燃焼ガスが流出する改質
器バーナー５ｂ出口には、燃焼ガスの温度を検出する温
度検知器１３を設置する。さらに、酸化剤供給源９から
の酸化剤が流入する改質器バーナー５ｂ入口には、酸化
剤の温度を検知する温度検知器１７を設置している。
混合ガスが改質器５に流入する反応部５ａ入口には、混
合ガスの温度を検知する温度検知器１０を設置し、改質
ガスが流路切り替え弁６に向かって改質器５から流出す
る反応部５ａ出口には、改質ガスの温度を検知する温度
検知器１１を設置している。また、燃料電池本体７のア
ノード側７ａからの余剰ガスが流入する改質器バーナー
５ｂ入口には、余剰ガスの温度を検知する温度検知器１
２を設置し、余剰ガス燃焼後の燃焼ガスが流出する改質
器バーナー５ｂ出口には、燃焼ガスの温度を検出する温
度検知器１３を設置する。さらに、酸化剤供給源９から
の酸化剤が流入する改質器バーナー５ｂ入口には、酸化
剤の温度を検知する温度検知器１７を設置している。
【００１６】また、上記の各温度検知器１０，１１，１
２，１３，１７で検知した温度信号が入力される演算処
理装置１４が設けられている。演算処理装置１４は、各
温度検知器１０，１１，１２，１３，１７から入力した
温度信号に基づいて補正演算を行い、燃料ガス供給調節
弁制御部１５と酸化剤供給調節弁制御部１６に補正信号
を出力する。そして、燃料ガス供給調節弁制御部１５は
燃料ガス供給調節弁２の開度を調節し、酸化剤供給調節
弁制御部１６は酸化剤供給調節弁８の開度を調節する。
これによって、改質器５の反応部５ａに流入する燃料ガ
スの量と、改質器バーナー５ｂに流入する酸化剤の量を
制御することができる。
２，１３，１７で検知した温度信号が入力される演算処
理装置１４が設けられている。演算処理装置１４は、各
温度検知器１０，１１，１２，１３，１７から入力した
温度信号に基づいて補正演算を行い、燃料ガス供給調節
弁制御部１５と酸化剤供給調節弁制御部１６に補正信号
を出力する。そして、燃料ガス供給調節弁制御部１５は
燃料ガス供給調節弁２の開度を調節し、酸化剤供給調節
弁制御部１６は酸化剤供給調節弁８の開度を調節する。
これによって、改質器５の反応部５ａに流入する燃料ガ
スの量と、改質器バーナー５ｂに流入する酸化剤の量を
制御することができる。
【００１７】以上のように温度検知器１０，１１，１
２，１３，１７を設け、各部の温度を検知することによ
り、燃料ガス、改質ガス、余剰ガス、燃焼ガスおよび酸
化剤の流量変化に伴う温度低下を知ることができる。そ
して、流量変化に伴う温度低下に対しては、改質器バー
ナー５ｂの燃焼を図４に示す改質器バーナー５ｂの安定
燃焼度での安定領域を維持することを制御に取り入れ、
条件によって失火の恐れがある不安定領域、不安定領域
と安定領域の過渡的な中間安定領域を回避させるように
する。
２，１３，１７を設け、各部の温度を検知することによ
り、燃料ガス、改質ガス、余剰ガス、燃焼ガスおよび酸
化剤の流量変化に伴う温度低下を知ることができる。そ
して、流量変化に伴う温度低下に対しては、改質器バー
ナー５ｂの燃焼を図４に示す改質器バーナー５ｂの安定
燃焼度での安定領域を維持することを制御に取り入れ、
条件によって失火の恐れがある不安定領域、不安定領域
と安定領域の過渡的な中間安定領域を回避させるように
する。
【００１８】また、起動時の流路切り替え、負荷変動時
の温度低下により、中間安定領域に温度が達した場合
は、図２、図３に示した燃料ガス流量の温度特性及び改
質器バーナーへの酸化剤流量の温度特性から安定領域に
なるよう、温度検知器１０，１１，１２，１３，１７を
用いて、燃料ガス流量変化、改質ガス流量変化、余剰ガ
ス流量変化、燃焼ガス流量変化、酸化剤流量変化に伴う
温度低下を捕らえ、そして、その捕らえた温度信号によ
り、燃焼ガスおよび酸化剤またはどちらか一方の補正流
量を導く。そして、燃焼ガスおよび酸化剤の両方の補正
流量を導いた場合は、燃料ガス供給調節弁制御部１５お
よび酸化剤供給調節弁制御部１６へ補正信号を送り、燃
焼ガスの補正流量を導いた場合は燃料ガス供給調節弁制
御部１５へ、酸化剤の補正流量を導いた場合は酸化剤供
給調節弁制御部１６へ補正信号を送る。これによって、
燃料ガス供給調節弁制御部１５は燃料供給調節弁２の開
度を調節して燃料ガスの流量を制御し、酸化剤供給調節
弁制御部１６は酸化剤供給調節弁８の開度を調節して酸
化剤の流量を制御する。
の温度低下により、中間安定領域に温度が達した場合
は、図２、図３に示した燃料ガス流量の温度特性及び改
質器バーナーへの酸化剤流量の温度特性から安定領域に
なるよう、温度検知器１０，１１，１２，１３，１７を
用いて、燃料ガス流量変化、改質ガス流量変化、余剰ガ
ス流量変化、燃焼ガス流量変化、酸化剤流量変化に伴う
温度低下を捕らえ、そして、その捕らえた温度信号によ
り、燃焼ガスおよび酸化剤またはどちらか一方の補正流
量を導く。そして、燃焼ガスおよび酸化剤の両方の補正
流量を導いた場合は、燃料ガス供給調節弁制御部１５お
よび酸化剤供給調節弁制御部１６へ補正信号を送り、燃
焼ガスの補正流量を導いた場合は燃料ガス供給調節弁制
御部１５へ、酸化剤の補正流量を導いた場合は酸化剤供
給調節弁制御部１６へ補正信号を送る。これによって、
燃料ガス供給調節弁制御部１５は燃料供給調節弁２の開
度を調節して燃料ガスの流量を制御し、酸化剤供給調節
弁制御部１６は酸化剤供給調節弁８の開度を調節して酸
化剤の流量を制御する。
【００１９】本実施例では、全ての温度検知器１０，１
１，１２，１３，１７からの検出温度を用いて燃料ガス
や酸化剤の流量制御を行っているが、温度検知器１０，
１１，１２，１３，１７からの検出温度のうち少なくと
も１つを用いて流量制御を行うようにしても良い。
１，１２，１３，１７からの検出温度を用いて燃料ガス
や酸化剤の流量制御を行っているが、温度検知器１０，
１１，１２，１３，１７からの検出温度のうち少なくと
も１つを用いて流量制御を行うようにしても良い。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
燃料ガス流量と酸化剤流量を制御することにより、負荷
変動時等に余剰ガスの急激な流量変化が生じても、安定
燃焼範囲に維持することができる。また、改質部へは適
正な量の燃料ガスが供給されるようになり、従来、余分
に入れていた燃料ガスを節約することができる。従来の
燃料電池発電プラントに、温度を検出するための検出手
段と燃料ガスや酸化剤の供給量を制御する制御手段を付
加すればよいから、システムが複雑化するのを回避でき
る。
燃料ガス流量と酸化剤流量を制御することにより、負荷
変動時等に余剰ガスの急激な流量変化が生じても、安定
燃焼範囲に維持することができる。また、改質部へは適
正な量の燃料ガスが供給されるようになり、従来、余分
に入れていた燃料ガスを節約することができる。従来の
燃料電池発電プラントに、温度を検出するための検出手
段と燃料ガスや酸化剤の供給量を制御する制御手段を付
加すればよいから、システムが複雑化するのを回避でき
る。
【図１】本発明の燃料電池発電プラントの概略構成図で
ある。
ある。
【図２】酸化剤流量の温度特性図である。
【図３】燃料ガス流量の温度特性図である。
【図４】温度と改質器バーナーの安定領域特性図であ
る。
る。
１ 燃料ガス供給源 ２ 燃料ガス供給調節弁 ３ 水蒸気供給源 ５ 改質器 ５ａ 反応部 ５ｂ 改質器バーナー ６ 流路切り替え弁 ７ 燃料電池本体 ７ａ アノード側 ７ｂ 電解質 ７ｃ カソード側 ８ 酸化剤供給調節弁 ９ 酸化剤供給源 １０，１１，１２，１３，１７ 温度検知器 １４ 演算処理装置 １５ 燃料ガス供給調節弁制御部 １６ 酸化剤供給調節弁制御部
Claims (4)
- 【請求項１】 燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
供給された燃料ガスを改質ガスに改質する改質部と、前
記改質ガスをアノード側に、空気をカソード側にそれぞ
れ取り込んで発電を行う燃料電池本体と、前記燃料電池
本体アノード側からの余剰ガスを燃焼し、その燃焼熱を
前記改質部に供給する燃焼部と、該燃焼部に前記余剰ガ
スの燃焼用として酸化剤を供給する酸化剤供給部と、を
備えた燃料電池発電プラントにおいて、 前記燃料ガス供給部から供給される燃料ガスの前記改質
部入口での温度、前記改質器で改質された改質ガスの改
質部出口での温度、前記燃料電池本体アノード側からの
余剰ガスの前記燃焼部入口での温度、前記酸化剤供給部
から供給される酸化剤の前記燃焼部入口での温度、およ
び前記余剰ガス燃焼後に前記燃焼部から排出される燃焼
ガスの燃焼部出口での温度のうち少なくとも１つを検出
する検出手段と、その検出結果に基づいて、前記燃料ガ
スの供給量および酸化剤の供給量のうち少なくとも１つ
を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする燃料
電池発電プラント。 - 【請求項２】 請求項１に記載の燃料電池発電プラント
において、 前記制御手段は、前記検出手段で検出した各温度が高い
ときは前記燃料ガスの供給量を減少させ、低いときは前
記燃料ガスの供給量を増加させることを特徴とする燃料
電池発電プラント。 - 【請求項３】 請求項１に記載の燃料電池発電プラント
において、 前記制御手段は、前記検出手段で検出した各温度が高い
ときは前記酸化剤の供給量を増加させ、低いときは前記
酸化剤の供給量を減少させることを特徴とする燃料電池
発電プラント。 - 【請求項４】 改質器で燃料ガスを改質ガスに改質し、
その改質ガスを燃料燃料電池本体に供給するとともに、
前記燃料電池本体からの余剰ガスを、前記改質器に設け
られた改質器バーナーに取り込み、該改質器バーナーに
供給される酸化剤を用いて改質器バーナー内で前記余剰
ガスを燃焼させ、その時に生じる燃焼熱を前記改質器に
供給して改質を行う燃料電池発電プラントの改質器運転
方法において、 前記改質器に供給される燃料ガスの前記改質器入口での
温度、前記改質器で改質された改質ガスの改質器出口で
の温度、前記余剰ガスの前記改質器バーナー入口での温
度、前記酸化剤の前記改質器バーナー入口での温度、お
よび前記余剰ガス燃焼後に前記改質器バーナーから排出
される燃焼ガスの改質器バーナー出口での温度のうち少
なくとも１つを検出し、その検出結果に基づいて、前記
燃料ガスの供給量および酸化剤の供給量のうち少なくと
も１つを制御することを特徴とする燃料電池発電プラン
トの改質器運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6088303A JPH07296834A (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | 燃料電池発電プラント及び該プラントの改質器運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6088303A JPH07296834A (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | 燃料電池発電プラント及び該プラントの改質器運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07296834A true JPH07296834A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=13939168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6088303A Pending JPH07296834A (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | 燃料電池発電プラント及び該プラントの改質器運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07296834A (ja) |
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- 1994-04-26 JP JP6088303A patent/JPH07296834A/ja active Pending
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