JPH0789495B2 - 燃料電池発電プラント - Google Patents
燃料電池発電プラントInfo
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- JPH0789495B2 JPH0789495B2 JP59222919A JP22291984A JPH0789495B2 JP H0789495 B2 JPH0789495 B2 JP H0789495B2 JP 59222919 A JP59222919 A JP 59222919A JP 22291984 A JP22291984 A JP 22291984A JP H0789495 B2 JPH0789495 B2 JP H0789495B2
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- reformer
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- 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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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は燃料電池発電プラントに係り、特に燃料改質装
置（リフォーマ）の温度と燃料電池の負荷信号から燃料
電池への燃料流量を制御する燃料流量制御装置を備えた
燃料電池発電プラントに関する 〔発明の技術的背景とその問題点〕 燃料電池（以下F.C.とする）は、良く知られているよう
に、アノードの燃料ガス中の水素とカソードの空気中の
酸素を反応させて電力を発生する発電素子である。これ
を用いたF.C.発電プラントは、F.C.本体の他、空気をF.
C.に供給する空気供給系や、燃料ガスをF.C.に供給する
燃料系等から構成される。F.C.はその特性上、供給され
た全ての水素や酸素を消費して電力に変換することは困
難であり、経済的な利用率の限界は、一般的に80〜90％
と言われている。そこで、このF.C.で消費されないF.C.
からの排燃料ガス中の水素は、そのまま捨てるのでな
く、炭化水素を主成分とする原燃料から、水素ガスを中
心とするF.Cに供給する燃料へ改質するのに要する熱の
源として使うのが、特開昭51−104541号にあるように、
一般的である。
置（リフォーマ）の温度と燃料電池の負荷信号から燃料
電池への燃料流量を制御する燃料流量制御装置を備えた
燃料電池発電プラントに関する 〔発明の技術的背景とその問題点〕 燃料電池（以下F.C.とする）は、良く知られているよう
に、アノードの燃料ガス中の水素とカソードの空気中の
酸素を反応させて電力を発生する発電素子である。これ
を用いたF.C.発電プラントは、F.C.本体の他、空気をF.
C.に供給する空気供給系や、燃料ガスをF.C.に供給する
燃料系等から構成される。F.C.はその特性上、供給され
た全ての水素や酸素を消費して電力に変換することは困
難であり、経済的な利用率の限界は、一般的に80〜90％
と言われている。そこで、このF.C.で消費されないF.C.
からの排燃料ガス中の水素は、そのまま捨てるのでな
く、炭化水素を主成分とする原燃料から、水素ガスを中
心とするF.Cに供給する燃料へ改質するのに要する熱の
源として使うのが、特開昭51−104541号にあるように、
一般的である。
このようなF.C.発電システム燃料処理系の従来例を、第
４図に従って説明する。この例では、まず炭化水素を主
成分とする源燃料を水蒸気と適当な割合いで混合したの
ち、リフォーマ１に供給する。このリフォーマで、水蒸
気と炭化水素が反応し、炭化水素が分解されて、水素と
二酸化炭素の他一酸化炭素が生成する。この反応は吸熱
反応であるので、リフォーマ１に付設されたリフォーマ
バーナ２で発生するF.Cからの燃料排ガスの燃焼エネル
ギーを用いて反応を進める。次に、リフォーマを出た燃
料ガスは、シフトコンバータ３に入いり、一酸化炭素と
水蒸気とが反応してさらに水素と二酸化炭素を生成す
る。その後セパレータ４で水蒸気圧を調節した後、F.C.
5のアノードに導き発電に寄与する。このF.C.で発電に
用いられた後の燃料排ガスがリフォーマバーナ２へ導び
かれるのである。
４図に従って説明する。この例では、まず炭化水素を主
成分とする源燃料を水蒸気と適当な割合いで混合したの
ち、リフォーマ１に供給する。このリフォーマで、水蒸
気と炭化水素が反応し、炭化水素が分解されて、水素と
二酸化炭素の他一酸化炭素が生成する。この反応は吸熱
反応であるので、リフォーマ１に付設されたリフォーマ
バーナ２で発生するF.Cからの燃料排ガスの燃焼エネル
ギーを用いて反応を進める。次に、リフォーマを出た燃
料ガスは、シフトコンバータ３に入いり、一酸化炭素と
水蒸気とが反応してさらに水素と二酸化炭素を生成す
る。その後セパレータ４で水蒸気圧を調節した後、F.C.
5のアノードに導き発電に寄与する。このF.C.で発電に
用いられた後の燃料排ガスがリフォーマバーナ２へ導び
かれるのである。
この系において、F.C.へ供給される燃料流量は、負荷信
号とリフォーマ温度から燃料流量の目標値を演算する。
この目標値に対して、特開昭53−81923号にあるように
流量調節弁6aを制御する流量制御装置7aにより、また、
リフォーマ１内圧力は、セパレータの圧力を検出して、
原燃料ガス流量調節弁6bと水蒸気流量調節弁6cを制御し
て、圧力を一定に保つ、圧力制御装置により制御されて
いる。
号とリフォーマ温度から燃料流量の目標値を演算する。
この目標値に対して、特開昭53−81923号にあるように
流量調節弁6aを制御する流量制御装置7aにより、また、
リフォーマ１内圧力は、セパレータの圧力を検出して、
原燃料ガス流量調節弁6bと水蒸気流量調節弁6cを制御し
て、圧力を一定に保つ、圧力制御装置により制御されて
いる。
この流量制御装置7aは、第５図に示すように、負荷信号
から、それを定数Ｋ倍して得られる、発電に必要な燃料
ガス流量と、リフォーマ温度信号と、同目標値との偏差
にもとずきPI演算をして得られる、リフォーマ温度制御
のための燃料ガス流量との和を目標値とし、PI演算によ
り、流量調節弁6aの開度指示値を出力する。
から、それを定数Ｋ倍して得られる、発電に必要な燃料
ガス流量と、リフォーマ温度信号と、同目標値との偏差
にもとずきPI演算をして得られる、リフォーマ温度制御
のための燃料ガス流量との和を目標値とし、PI演算によ
り、流量調節弁6aの開度指示値を出力する。
しかし、上述の如き構成を有するF.C.発電プラントで
は、負荷変化等の原因によりF.C.内で発電に供される燃
料と、F.C.への燃量供給量のバランスが崩れた場合、リ
フォーマの温度が設定値からずれ、温度に敏感な炭化水
素の改質率が変化する。炭化水素が水素に変換されると
体積が膨張し、F.C.から出る排燃料ガスの単体体積あた
り燃焼エネルギーが変化するので、同じ流量でもリフォ
ーマバーナの出力が変化し、リフォーマ温度の制御が困
難となる。このため従来は、リフォーマ温度が大きく振
動して、整定するまでに大きな時間を要していた（第６
図）。リフォーマ温度の大きな上昇は、リフォーマ材料
の劣化を招き寿命を短縮していた。また、温度の振動
は、リフォーマ内の触媒材料を破壊し、改質能力の低下
を招いていた。従来は上記のような問題を含んでいたの
で、プラントの運転は定常的なものとならざるを得なか
った。
は、負荷変化等の原因によりF.C.内で発電に供される燃
料と、F.C.への燃量供給量のバランスが崩れた場合、リ
フォーマの温度が設定値からずれ、温度に敏感な炭化水
素の改質率が変化する。炭化水素が水素に変換されると
体積が膨張し、F.C.から出る排燃料ガスの単体体積あた
り燃焼エネルギーが変化するので、同じ流量でもリフォ
ーマバーナの出力が変化し、リフォーマ温度の制御が困
難となる。このため従来は、リフォーマ温度が大きく振
動して、整定するまでに大きな時間を要していた（第６
図）。リフォーマ温度の大きな上昇は、リフォーマ材料
の劣化を招き寿命を短縮していた。また、温度の振動
は、リフォーマ内の触媒材料を破壊し、改質能力の低下
を招いていた。従来は上記のような問題を含んでいたの
で、プラントの運転は定常的なものとならざるを得なか
った。
この発明は、上述した従来装置の欠点を改良したもの
で、安定にリフォーマ温度を制御することのできる燃料
電池発電プラントを提供することを目的とする。
で、安定にリフォーマ温度を制御することのできる燃料
電池発電プラントを提供することを目的とする。
燃料ガスを導入し電力を発生する燃料電池と、前記燃料
電池からの燃料排ガスをバーナで燃焼させることにより
温度制御されるリフォーマと、前記リフォーマの温度
と、前記燃料電池の負荷信号から、前記燃料電池への燃
料流量の目標値を演算して燃料流量を制御する燃料流量
制御装置と、を有する燃料電池発電プラントにおいて、
前記燃料流量制御装置は、前記燃料電池の負荷信号を入
力して前記リフォーマの温度目標値を演算する温度目標
値演算器と、前記燃料電池の負荷信号を入力して前記燃
料電池の燃料流量を演算する流量演算手段と、前記リフ
ォーマの温度測定値と前記温度目標値演算器による前記
リフォーマの温度目標値を入力し、前記燃料電池への燃
料流量の目標値を演算する燃料流量目標値演算器と、前
記リフォーマの温度測定値から得られる改質反応率と、
前記燃料電池の負荷信号から得られる前記燃料電池の消
費燃料と、前記燃料電池の燃料流量測定値とを用い、前
記リフォーマの前記バーナでの発熱量の補正値を予測演
算するとともに、この予測演算された補正値を時系列的
に順次記憶する発熱量予測器と、前記燃料流量目標値演
算器で演算された流量目標値と前記発熱量予測器に記憶
された前記バーナ付近を流れる燃料排ガスに関する補正
値とから求められる補正燃料流量目標値と、前記流量演
算手段で演算された燃料流量と、前記燃料電池の燃料流
量測定値とを用い、前記燃料電池に与えられる燃料流量
の流量調節制御信号を演算する流量調節制御器と、から
なる燃料電池発電プラントとした。
電池からの燃料排ガスをバーナで燃焼させることにより
温度制御されるリフォーマと、前記リフォーマの温度
と、前記燃料電池の負荷信号から、前記燃料電池への燃
料流量の目標値を演算して燃料流量を制御する燃料流量
制御装置と、を有する燃料電池発電プラントにおいて、
前記燃料流量制御装置は、前記燃料電池の負荷信号を入
力して前記リフォーマの温度目標値を演算する温度目標
値演算器と、前記燃料電池の負荷信号を入力して前記燃
料電池の燃料流量を演算する流量演算手段と、前記リフ
ォーマの温度測定値と前記温度目標値演算器による前記
リフォーマの温度目標値を入力し、前記燃料電池への燃
料流量の目標値を演算する燃料流量目標値演算器と、前
記リフォーマの温度測定値から得られる改質反応率と、
前記燃料電池の負荷信号から得られる前記燃料電池の消
費燃料と、前記燃料電池の燃料流量測定値とを用い、前
記リフォーマの前記バーナでの発熱量の補正値を予測演
算するとともに、この予測演算された補正値を時系列的
に順次記憶する発熱量予測器と、前記燃料流量目標値演
算器で演算された流量目標値と前記発熱量予測器に記憶
された前記バーナ付近を流れる燃料排ガスに関する補正
値とから求められる補正燃料流量目標値と、前記流量演
算手段で演算された燃料流量と、前記燃料電池の燃料流
量測定値とを用い、前記燃料電池に与えられる燃料流量
の流量調節制御信号を演算する流量調節制御器と、から
なる燃料電池発電プラントとした。
以上の装置により、燃料流量を、負荷とリフォーマ温度
に従い制御する。特にリフォーマ温度は、排燃料ガスの
単位体積あたり燃焼エネルギーを常時予測しながら燃料
流量の制御を行なう。
に従い制御する。特にリフォーマ温度は、排燃料ガスの
単位体積あたり燃焼エネルギーを常時予測しながら燃料
流量の制御を行なう。
上述の燃料流量制御装置を設置することにより、リフォ
ーマ温度の制御に必要なバーナでの燃焼エネルギーを用
いることができる。これによって極めて安定にリフォー
マ温度を制御することが可能となり、リフォーマ材料や
触媒の劣化を抑止し、故障の危険性を大幅に下げること
ができる。また、系の動特性を考慮してリフォーマの温
度偏差をすぐに抑制できるので、従来より大きな外乱に
も耐えられるので、急激なF.C.の負荷変化も可能になり
発電プラントの負荷応答性を顕しく改善できる。
ーマ温度の制御に必要なバーナでの燃焼エネルギーを用
いることができる。これによって極めて安定にリフォー
マ温度を制御することが可能となり、リフォーマ材料や
触媒の劣化を抑止し、故障の危険性を大幅に下げること
ができる。また、系の動特性を考慮してリフォーマの温
度偏差をすぐに抑制できるので、従来より大きな外乱に
も耐えられるので、急激なF.C.の負荷変化も可能になり
発電プラントの負荷応答性を顕しく改善できる。
以下本発明によって構成される、燃料電池発電プラント
の一実施例を図面に従い詳細に説明する。本発明により
構成される燃料電池発電プラントの燃料流量制御装置の
構成を第１図に示す。演算器８は、負荷信号を入力して
それに対応する燃料流量F1を演算する。このF1は、負荷
を取ることによってF.C.内で消費される燃料流量に対応
するものである。温度目標値演算器９は、負荷に対応し
て最適なリフォーマ温度を演算する。設定温度は負荷に
応じて高くなり、負荷の増加にともなう改質燃料の要求
増大に対応している。この目標温度とリフォーマ温度信
号Ｔを入力して、PI調節計10aは流量目標値F2を演算す
る。リフォーマ温度は燃料流量の加減により変化するた
め、例えばこれらの相関関係をあらかじめテーブルとし
て用意し利用することもできる。すなわちこのPI調節計
10aがリフォーマの温度制御を担当する。また、発熱量
予測器11は、リフォーマ温度T,負荷信号と燃料流量Ｆか
ら現時点でのバーナに供給されている排燃料ガスの単位
体積あたり燃焼エネルギーの標準状態との比を演算し出
力する。この補正係数とF2の積から、補正後目標流量F2
を演算し、F1と加えることにより、燃料目標流量を求め
る。PI調節計10bは、この目標流量と、燃料流量信号か
ら、流量調節弁6dの開度信号を演算し出力する。燃料流
量は流量調節弁6dの開閉状態により変化するため、例え
ばこれらの相関関係をあらかじめテーブルとして用意し
利用することもできる。すなわちこのPI調節計10bが、
流量制御を担当している。
の一実施例を図面に従い詳細に説明する。本発明により
構成される燃料電池発電プラントの燃料流量制御装置の
構成を第１図に示す。演算器８は、負荷信号を入力して
それに対応する燃料流量F1を演算する。このF1は、負荷
を取ることによってF.C.内で消費される燃料流量に対応
するものである。温度目標値演算器９は、負荷に対応し
て最適なリフォーマ温度を演算する。設定温度は負荷に
応じて高くなり、負荷の増加にともなう改質燃料の要求
増大に対応している。この目標温度とリフォーマ温度信
号Ｔを入力して、PI調節計10aは流量目標値F2を演算す
る。リフォーマ温度は燃料流量の加減により変化するた
め、例えばこれらの相関関係をあらかじめテーブルとし
て用意し利用することもできる。すなわちこのPI調節計
10aがリフォーマの温度制御を担当する。また、発熱量
予測器11は、リフォーマ温度T,負荷信号と燃料流量Ｆか
ら現時点でのバーナに供給されている排燃料ガスの単位
体積あたり燃焼エネルギーの標準状態との比を演算し出
力する。この補正係数とF2の積から、補正後目標流量F2
を演算し、F1と加えることにより、燃料目標流量を求め
る。PI調節計10bは、この目標流量と、燃料流量信号か
ら、流量調節弁6dの開度信号を演算し出力する。燃料流
量は流量調節弁6dの開閉状態により変化するため、例え
ばこれらの相関関係をあらかじめテーブルとして用意し
利用することもできる。すなわちこのPI調節計10bが、
流量制御を担当している。
この中で、演算器8,9及びPI演算器は、半導体メモリを
有するディジタル回路で構成されている。また、発熱量
予測器11の構成を第２図に示す。予測器は、まずリフォ
ーマ温度信号と負荷信号を入力して、燃料廃ガスの単位
体積発熱量係数Ｑを演算する発熱量演算部12と、求めら
れたＱとその時刻ｔを順次記憶するシフトレジスター13
と、燃料流量を入力して、時刻tnに改質された燃料ガス
が、リフォーマバーナに達したか否かを判断してシフト
レジスターにシフトをうながす判定器14、が主要部品で
ある。発熱量予測器11では、まずリフォーマ温度から、
テーブルより改質反応率KRを求める。改質後燃料ガスの
体積あたり発熱量は次式で求める。
有するディジタル回路で構成されている。また、発熱量
予測器11の構成を第２図に示す。予測器は、まずリフォ
ーマ温度信号と負荷信号を入力して、燃料廃ガスの単位
体積発熱量係数Ｑを演算する発熱量演算部12と、求めら
れたＱとその時刻ｔを順次記憶するシフトレジスター13
と、燃料流量を入力して、時刻tnに改質された燃料ガス
が、リフォーマバーナに達したか否かを判断してシフト
レジスターにシフトをうながす判定器14、が主要部品で
ある。発熱量予測器11では、まずリフォーマ温度から、
テーブルより改質反応率KRを求める。改質後燃料ガスの
体積あたり発熱量は次式で求める。
QＲ=(n.XCH・(1-KＲ)・QＨ+XCHKＲQCH)/(1+(n-1)XＣ(1-K
Ｒ)) （１） n:炭化水素燃料1molより発生する水素のモル数 XCH:原燃料中の炭化水素分子の濃度 燃料廃ガス中の燃焼エネルギーは、QRから負荷による消
費分を引きさらに標準状態の排ガス発熱量で除算するこ
とにより得ている。次に、判定器14では、シフトレジス
タ13の記憶している最も古い発熱量係数をＱ（tn）とす
ると、その１ステップ後のＱ（tn−１）について、次式
の判定が成立するとシフト信号を出力する。
Ｒ)) （１） n:炭化水素燃料1molより発生する水素のモル数 XCH:原燃料中の炭化水素分子の濃度 燃料廃ガス中の燃焼エネルギーは、QRから負荷による消
費分を引きさらに標準状態の排ガス発熱量で除算するこ
とにより得ている。次に、判定器14では、シフトレジス
タ13の記憶している最も古い発熱量係数をＱ（tn）とす
ると、その１ステップ後のＱ（tn−１）について、次式
の判定が成立するとシフト信号を出力する。
V:リフォーマ反応管から、リフォーマバーナまでの体積 P:F.C.圧力 F:燃料流量 t:現在時刻 このようにして、シフトレジスタ13には、改質直後の燃
料ガスからリフォーマバーナの排燃料ガスまでの発熱量
係数が記憶されている。本発明では、この中で最も古い
値、すなわち現在リフォーマバーナ付近を流れる燃料排
ガスに関する発熱量係数Ｑ（tn）を出力する すなわち、シフトレジスタ13に発熱量係数を時系列的に
記憶しておけば、燃料がプラント内を流れるのに費やす
時間遅れに追従した最適な値を出力することができ、従
って系の動特性を考慮した確実な制御が可能となる。
料ガスからリフォーマバーナの排燃料ガスまでの発熱量
係数が記憶されている。本発明では、この中で最も古い
値、すなわち現在リフォーマバーナ付近を流れる燃料排
ガスに関する発熱量係数Ｑ（tn）を出力する すなわち、シフトレジスタ13に発熱量係数を時系列的に
記憶しておけば、燃料がプラント内を流れるのに費やす
時間遅れに追従した最適な値を出力することができ、従
って系の動特性を考慮した確実な制御が可能となる。
以上述べた発熱量予測器を設けることによって、リフォ
ーマ温度変化に起因する改質率変化によるリフォーマバ
ーナの発熱量を適確に把握することができ、従来燃料流
量だけでは制御が困難であった、リフォーマの温度制御
が可能となった。第３図には本発明に係るリフォーマ温
度・燃料流量制御装置による、F.C.負荷変化時のリフォ
ーマ温度応答と第４図に示した従来例の応答を比較す
る。従来の大きな振動に対して、本実施例ではほとんど
オーバーシュートなく負荷に応じたリフォーマ温度に制
御される。
ーマ温度変化に起因する改質率変化によるリフォーマバ
ーナの発熱量を適確に把握することができ、従来燃料流
量だけでは制御が困難であった、リフォーマの温度制御
が可能となった。第３図には本発明に係るリフォーマ温
度・燃料流量制御装置による、F.C.負荷変化時のリフォ
ーマ温度応答と第４図に示した従来例の応答を比較す
る。従来の大きな振動に対して、本実施例ではほとんど
オーバーシュートなく負荷に応じたリフォーマ温度に制
御される。
前述の実施例の発熱量予測器において、２箇のシフトレ
ジスターを用意し、一方は、リフォーマ反応管からF.C.
入口まで、他方はF.C.出口からリフォーマバーナまでの
発熱量係数を記憶させる。また、リフォーマ温度のみか
ら改質燃料の単体体積あたり発熱量を演算する発熱量演
算部と、第１のシフトレジスターからF.C.入口の改質燃
料ガスの発熱量を得、これから負荷電流に応じた消費燃
量の発熱量を引き、さらに標準燃料排ガス発熱量で除算
して、燃料排ガス発熱量係数を演算する負荷補正演算器
を設け、この演算器で求めた発熱量係数を第２レジスタ
へ出力する機構を設ける。また、２箇のレジスタに対応
してそれぞれのレジスタへシフト信号を出力する判断器
を設ける。
ジスターを用意し、一方は、リフォーマ反応管からF.C.
入口まで、他方はF.C.出口からリフォーマバーナまでの
発熱量係数を記憶させる。また、リフォーマ温度のみか
ら改質燃料の単体体積あたり発熱量を演算する発熱量演
算部と、第１のシフトレジスターからF.C.入口の改質燃
料ガスの発熱量を得、これから負荷電流に応じた消費燃
量の発熱量を引き、さらに標準燃料排ガス発熱量で除算
して、燃料排ガス発熱量係数を演算する負荷補正演算器
を設け、この演算器で求めた発熱量係数を第２レジスタ
へ出力する機構を設ける。また、２箇のレジスタに対応
してそれぞれのレジスタへシフト信号を出力する判断器
を設ける。
以上述べた発熱量予測器を設置することにより、負荷変
化時により正確なリフォーマバーナ熱出力を演算するこ
とができるので、より精密なリフォーマ温度制御が可能
である。
化時により正確なリフォーマバーナ熱出力を演算するこ
とができるので、より精密なリフォーマ温度制御が可能
である。
第１図は、本発明の燃料電池発電プラントの燃料流量制
御装置のブロック，第２図は、発熱量予測器の構成図，
第３図は、本発明の燃料電池発電プラントの負荷変化時
のリフォーマ温度応答と従来装置によるリフォーマ温度
応答の比較図，第４図は、燃料電池発電システム燃料系
の従来例の構成図，第５図は、燃料流量制御装置の従来
例のブロック図，第６図は、従来の燃料流量制御装置に
よるリフォーマ温度の応答図である。 １……燃料改質器（リフォーマ） ２……リフォーマバーナ ３……シフトコンバーター ４……気水分離器（セパレータ） ５……燃料電池（F.C.） ６……弁 ７……流量制御装置 ８……負荷対応流量演算器 ９……温度目標値演算器 10……PI調節計 11……発熱量予測器 12……発熱量演算部 13……シフトレジスター 14……判定器
御装置のブロック，第２図は、発熱量予測器の構成図，
第３図は、本発明の燃料電池発電プラントの負荷変化時
のリフォーマ温度応答と従来装置によるリフォーマ温度
応答の比較図，第４図は、燃料電池発電システム燃料系
の従来例の構成図，第５図は、燃料流量制御装置の従来
例のブロック図，第６図は、従来の燃料流量制御装置に
よるリフォーマ温度の応答図である。 １……燃料改質器（リフォーマ） ２……リフォーマバーナ ３……シフトコンバーター ４……気水分離器（セパレータ） ５……燃料電池（F.C.） ６……弁 ７……流量制御装置 ８……負荷対応流量演算器 ９……温度目標値演算器 10……PI調節計 11……発熱量予測器 12……発熱量演算部 13……シフトレジスター 14……判定器
Claims (1)
- 【請求項１】燃料ガスを導入し電力を発生する燃料電池
と、 前記燃料電池からの燃料排ガスをバーナで燃焼させるこ
とにより温度制御されるリフォーマと、 前記リフォーマの温度と、前記燃料電池の負荷信号か
ら、前記燃料電池への燃料流量の目標値を演算して燃料
流量を制御する燃料流量制御装置と、 を有する燃料電池発電プラントにおいて、前記燃料流量
制御装置は、 前記燃料電池の負荷信号を入力して前記リフォーマの温
度目標値を演算する温度目標値演算器と、 前記燃料電池の負荷信号を入力して前記燃料電池の燃料
流量を演算する流量演算手段と、 前記リフォーマの温度測定値と前記温度目標値演算器に
よる前記リフォーマの温度目標値を入力し、前記燃料電
池への燃料流量の目標値を演算する燃料流量目標値演算
器と、 前記リフォーマの温度測定値から得られる改質反応率
と、前記燃料電池の負荷信号から得られる前記燃料電池
の消費燃料と、前記燃料電池の燃料流量測定値とを用
い、前記リフォーマの前記バーナでの発熱量の補正値を
予測演算するとともに、この予測演算された補正値を時
系列的に順次記憶する発熱量予測器と、 前記燃料流量目標値演算器で演算された流量目標値と前
記発熱量予測器に記憶された前記バーナ付近を流れる燃
料排ガスに関する補正値とから求められる補正燃料流量
目標値と、前記流量演算手段で演算された燃料流量と、
前記燃料電池の燃料流量測定値とを用い、前記燃料電池
に与えられる燃料流量の流量調節制御信号を演算する流
量調節制御器と、 からなることを特徴とする燃料電池発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59222919A JPH0789495B2 (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 燃料電池発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59222919A JPH0789495B2 (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 燃料電池発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61101970A JPS61101970A (ja) | 1986-05-20 |
| JPH0789495B2 true JPH0789495B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=16789915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59222919A Expired - Lifetime JPH0789495B2 (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 燃料電池発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789495B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02148571A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-07 | Toshiba Corp | 燃料電池発電プラントの制御装置 |
| US5009967A (en) * | 1989-10-24 | 1991-04-23 | International Fuel Cells Corporation | Fuel cell power plant fuel control |
| JP4944597B2 (ja) * | 2006-12-26 | 2012-06-06 | 株式会社日立製作所 | 固体酸化物形燃料電池発電システムとその運転制御方法 |
-
1984
- 1984-10-25 JP JP59222919A patent/JPH0789495B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61101970A (ja) | 1986-05-20 |
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