JPH0812783B2 - 燃料電池プラントの燃料切り換え方法および燃料電池プラント - Google Patents
燃料電池プラントの燃料切り換え方法および燃料電池プラントInfo
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- JPH0812783B2 JPH0812783B2 JP63220004A JP22000488A JPH0812783B2 JP H0812783 B2 JPH0812783 B2 JP H0812783B2 JP 63220004 A JP63220004 A JP 63220004A JP 22000488 A JP22000488 A JP 22000488A JP H0812783 B2 JPH0812783 B2 JP H0812783B2
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- 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
-
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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
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の産業上利用分野） 本発明は、燃料電池プラントの燃料切り換え方法およ
び燃料電池プラント、さらに詳細には燃料電池の燃料を
自動的に、かつ無瞬断で予備燃料に切り換える方法およ
び前記方法を採用した燃料電池プラントに関するもので
ある。
び燃料電池プラント、さらに詳細には燃料電池の燃料を
自動的に、かつ無瞬断で予備燃料に切り換える方法およ
び前記方法を採用した燃料電池プラントに関するもので
ある。
（従来技術） 都市ガス、LNGなどメタンガスを主体とした燃料を使
用した従来のリン酸型燃料電池プラントを第２図に示
す。
用した従来のリン酸型燃料電池プラントを第２図に示
す。
燃料は脱硫装置１を通過しイオウ分が除去され、改質
器２に入る。改質器２の中では通常ニッケル系の触媒を
用いて、約800℃で次の改質反応を行なわせる。
器２に入る。改質器２の中では通常ニッケル系の触媒を
用いて、約800℃で次の改質反応を行なわせる。
CH4＋H2O→CO＋3H2 改質器２を出たガスは約15％のCOを含んでいるため、
このままではリン酸型燃料電池の白金触媒を被毒してし
まう。このため、高温および低温の２段のCO変成器３、
４に導き、次のシフト反応により最終的にCOを１％以下
にして、燃料電池５に供給する。
このままではリン酸型燃料電池の白金触媒を被毒してし
まう。このため、高温および低温の２段のCO変成器３、
４に導き、次のシフト反応により最終的にCOを１％以下
にして、燃料電池５に供給する。
CO＋H2O→CO2＋H2 このプラントでは、燃料電池に送られる改質ガスの量
は、負荷６へ流れる電流と改質器２の温度に応じて変化
するよう制御されている。即ち、負荷６へ流れる電流の
量を負荷電流検出センサ71で検知し、改質ガス流量調節
弁７の開閉度を調整している。センサ72で検知した改質
器温度を設定値と比較し、改質ガス流量調節弁７の開閉
度を補正している。これにより、改質器２での燃料消費
量を調整し、改質器２の温度を一定に保つ。燃料供給装
置に送られる原燃料の量は改質ガス圧力検出センサ81で
検出される圧力が一定になるよう燃料流量調節弁８を開
閉することにより制御している。また、燃料流量検出セ
ンサ91で燃料の流量を検知し、水蒸気流量調節弁９の開
閉度を調節することにより改質反応に必要な水蒸気を供
給している。
は、負荷６へ流れる電流と改質器２の温度に応じて変化
するよう制御されている。即ち、負荷６へ流れる電流の
量を負荷電流検出センサ71で検知し、改質ガス流量調節
弁７の開閉度を調整している。センサ72で検知した改質
器温度を設定値と比較し、改質ガス流量調節弁７の開閉
度を補正している。これにより、改質器２での燃料消費
量を調整し、改質器２の温度を一定に保つ。燃料供給装
置に送られる原燃料の量は改質ガス圧力検出センサ81で
検出される圧力が一定になるよう燃料流量調節弁８を開
閉することにより制御している。また、燃料流量検出セ
ンサ91で燃料の流量を検知し、水蒸気流量調節弁９の開
閉度を調節することにより改質反応に必要な水蒸気を供
給している。
（発明が解決する問題点） このような従来のプラント、例えば都市ガスを燃料に
した燃料電池プラントでは、大地震やガス供給装置の工
事などによりガスの供給が停止したとき、このプラント
による発電はできなくなる。このような場合、LPGボン
ベを応急的に接続することが考えられる。しかし、LPG
の主成分であるプロパンガスは次式のような改質反応で
あるため、燃料の流量に対する改質用水蒸気はメタンガ
スの場合に比べて多くする必要がある。
した燃料電池プラントでは、大地震やガス供給装置の工
事などによりガスの供給が停止したとき、このプラント
による発電はできなくなる。このような場合、LPGボン
ベを応急的に接続することが考えられる。しかし、LPG
の主成分であるプロパンガスは次式のような改質反応で
あるため、燃料の流量に対する改質用水蒸気はメタンガ
スの場合に比べて多くする必要がある。
C3H8＋3H2O→3CO＋7H2 また、改質温度など改質条件の最適値が異なるため、
簡単に切り換えることができなかった。
簡単に切り換えることができなかった。
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、
従来の燃料電池プラントでは電力の安定供給が困難であ
るという上記問題点を解決した燃料電池プラントの燃料
切り換え方法および燃料電池プラントを提供することを
目的とする。
従来の燃料電池プラントでは電力の安定供給が困難であ
るという上記問題点を解決した燃料電池プラントの燃料
切り換え方法および燃料電池プラントを提供することを
目的とする。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明による燃料電池プ
ラントの燃料切り換え方法は、燃料電池と前記燃料電池
に燃料を供給する燃料供給装置と、予備燃料を供給する
予備燃料供給装置を有する燃料電池プラントの燃料切り
換え方法であって、前記燃料電池入口における燃料供給
量の異常を検知し、予備燃料供給装置に燃料流路を切り
換えるとともに、燃料流量、改質ガス流量、改質用水蒸
気量、改質器の温度を予備燃料に適した値に変更するこ
とを特徴としている。
ラントの燃料切り換え方法は、燃料電池と前記燃料電池
に燃料を供給する燃料供給装置と、予備燃料を供給する
予備燃料供給装置を有する燃料電池プラントの燃料切り
換え方法であって、前記燃料電池入口における燃料供給
量の異常を検知し、予備燃料供給装置に燃料流路を切り
換えるとともに、燃料流量、改質ガス流量、改質用水蒸
気量、改質器の温度を予備燃料に適した値に変更するこ
とを特徴としている。
さらに本発明による燃料電池プラントは、燃料電池と
前記燃料電池に燃料を供給する燃料供給装置と予備燃料
を供給する予備燃料供給装置と、燃料電池入口部分に設
置された燃料供給量の異常を検知するセンサと、このセ
ンサの出力を受け予備燃料供給装置へ流路を切り換える
信号、および燃料量、改質ガス量、改質用水蒸気量を制
御する予備燃料流量調整弁、改質ガス流量調整弁、水蒸
気流量調整弁へのそれぞれの制御量を予め記憶してある
最適値に切り換えて送出する制御装置より構成されるこ
とを特徴としている。
前記燃料電池に燃料を供給する燃料供給装置と予備燃料
を供給する予備燃料供給装置と、燃料電池入口部分に設
置された燃料供給量の異常を検知するセンサと、このセ
ンサの出力を受け予備燃料供給装置へ流路を切り換える
信号、および燃料量、改質ガス量、改質用水蒸気量を制
御する予備燃料流量調整弁、改質ガス流量調整弁、水蒸
気流量調整弁へのそれぞれの制御量を予め記憶してある
最適値に切り換えて送出する制御装置より構成されるこ
とを特徴としている。
上述のように本発明は、燃料電池入口における燃料供
給量の異常を検知し、速やかに予備燃料の流路に切り換
えるとともに、燃料流量、改質用水蒸気量、改質器の温
度を、予め記憶させてある予備燃料に最適な値に変更す
ることを最も主要な特徴とする燃料電池プラントの燃料
切り換え方法と、これを実現するための燃料電池プラン
トである。
給量の異常を検知し、速やかに予備燃料の流路に切り換
えるとともに、燃料流量、改質用水蒸気量、改質器の温
度を、予め記憶させてある予備燃料に最適な値に変更す
ることを最も主要な特徴とする燃料電池プラントの燃料
切り換え方法と、これを実現するための燃料電池プラン
トである。
従来の技術では、第２図に示したように燃料の供給装
置は１装置統のみであり、予備燃料に切り換えるという
方法は取っていなかった。なお、燃料電池プラントに水
素吸蔵合金を内蔵した装置を組み込み、改質ガスの生成
が一時的に不足したとき、その不足分を補うという例が
見られるが、負荷応答特性の改善が目的であり、長時間
の運転を対象にしたものではなかった。このため、従来
の燃料電池プラントでは、平常使用している燃料が供給
を停止したときにも、自動的に無瞬断で電力を発電しつ
づけるのは困難であった。
置は１装置統のみであり、予備燃料に切り換えるという
方法は取っていなかった。なお、燃料電池プラントに水
素吸蔵合金を内蔵した装置を組み込み、改質ガスの生成
が一時的に不足したとき、その不足分を補うという例が
見られるが、負荷応答特性の改善が目的であり、長時間
の運転を対象にしたものではなかった。このため、従来
の燃料電池プラントでは、平常使用している燃料が供給
を停止したときにも、自動的に無瞬断で電力を発電しつ
づけるのは困難であった。
（実施例） 第１図は本発明の実施例を説明する図であって、平常
時の燃料は改質ガス圧力検出センサ81で検出される改質
ガスの圧力が所定の値になるよう燃料流量調節弁８によ
り流量を制御されて、燃料供給装置に入る。このあと、
燃料中のイオウ分を取り除くため改質ガスと混合され脱
硫装置１を通過し、水蒸気と混合され改質器２で触媒に
より改質される。この時、燃料流量調節弁８を通過する
燃料の量を燃料流量検出センサ91で検知し、信号ｄを制
御装置11に送り、前記制御装置11は信号Ｄを水蒸気流量
調節弁９に送り、前記水蒸気流量調節弁９の開閉度を調
節して、改質に必要な水蒸気を供給する。改質器２を出
たガスは高温、低温CO変成器３、４を通過した後改質ガ
ス流量調節弁７により制御されて燃料電池５に入る。こ
の時、負荷電流検出センサ71で検出される燃料電池５の
出力電流（信号ａとして制御装置11に入力）に相当する
改質ガス量よりも多くのガスを燃料電池に供給する。即
ち、燃料電池５から出た水素ガスを含んだ排ガスは、改
質器２に戻り、バーナで燃焼し、改質器２を加熱する。
改質器温度が設定した温度になっているかどうかはセン
サ72（信号ｂを制御装置11に入力）で監視し、必要に応
じて改質ガス流量調節弁７（制御装置11よりの信号Ａに
よって制御される）の開閉度を補正する。
時の燃料は改質ガス圧力検出センサ81で検出される改質
ガスの圧力が所定の値になるよう燃料流量調節弁８によ
り流量を制御されて、燃料供給装置に入る。このあと、
燃料中のイオウ分を取り除くため改質ガスと混合され脱
硫装置１を通過し、水蒸気と混合され改質器２で触媒に
より改質される。この時、燃料流量調節弁８を通過する
燃料の量を燃料流量検出センサ91で検知し、信号ｄを制
御装置11に送り、前記制御装置11は信号Ｄを水蒸気流量
調節弁９に送り、前記水蒸気流量調節弁９の開閉度を調
節して、改質に必要な水蒸気を供給する。改質器２を出
たガスは高温、低温CO変成器３、４を通過した後改質ガ
ス流量調節弁７により制御されて燃料電池５に入る。こ
の時、負荷電流検出センサ71で検出される燃料電池５の
出力電流（信号ａとして制御装置11に入力）に相当する
改質ガス量よりも多くのガスを燃料電池に供給する。即
ち、燃料電池５から出た水素ガスを含んだ排ガスは、改
質器２に戻り、バーナで燃焼し、改質器２を加熱する。
改質器温度が設定した温度になっているかどうかはセン
サ72（信号ｂを制御装置11に入力）で監視し、必要に応
じて改質ガス流量調節弁７（制御装置11よりの信号Ａに
よって制御される）の開閉度を補正する。
これら一連の調節弁の操作は平常時の燃料であるメタ
ンについて最適となるように前述のように制御装置11で
制御される。この制御装置11は、例えば圧力センサから
の圧力信号ｃを受けて、制御装置内部に記憶してある設
定圧力と比較し、その結果を基に演算し燃料流量調節弁
８の開閉度を調節する信号Ｃを送出する。平常使用して
いる燃料が大地震や事故により不意に供給が停止した場
合、例えば圧力あるいは流量の変化の形で燃料供給異常
検出センサ101（信号ｅとして制御装置11に入力）で検
知し、速やかに燃料流量調節弁８を閉じ、信号Ｅにより
予備燃料流量調節弁10を開くと共に、これらの２つの調
節弁を含めた全ての調節弁の制御を、予め制御装置11に
記憶してあるデータを基に予備燃料に最適になるように
切り換える。また、燃料供給異常検出センサ101からの
燃料供給停止信号だけでなく、操作者が燃料切り換え信
号を送ることにより、自動的に燃料を予備燃料供給装置
に切り換えることができる。これにより、無瞬断で予備
燃料に適した条件で燃料供給装置の運転を継続すること
ができ、停電を回避できる。
ンについて最適となるように前述のように制御装置11で
制御される。この制御装置11は、例えば圧力センサから
の圧力信号ｃを受けて、制御装置内部に記憶してある設
定圧力と比較し、その結果を基に演算し燃料流量調節弁
８の開閉度を調節する信号Ｃを送出する。平常使用して
いる燃料が大地震や事故により不意に供給が停止した場
合、例えば圧力あるいは流量の変化の形で燃料供給異常
検出センサ101（信号ｅとして制御装置11に入力）で検
知し、速やかに燃料流量調節弁８を閉じ、信号Ｅにより
予備燃料流量調節弁10を開くと共に、これらの２つの調
節弁を含めた全ての調節弁の制御を、予め制御装置11に
記憶してあるデータを基に予備燃料に最適になるように
切り換える。また、燃料供給異常検出センサ101からの
燃料供給停止信号だけでなく、操作者が燃料切り換え信
号を送ることにより、自動的に燃料を予備燃料供給装置
に切り換えることができる。これにより、無瞬断で予備
燃料に適した条件で燃料供給装置の運転を継続すること
ができ、停電を回避できる。
上記実施例においては、都市ガスを使用する場合につ
いて説明したが、天然ガスを使用する場合も同様である
ことは明らかである。
いて説明したが、天然ガスを使用する場合も同様である
ことは明らかである。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明は平常使用している燃料
が供給を停止したとき、これを検知し、燃料を自動的に
予備燃料供給装置に切り換えるとともに、燃料流量、改
質ガス流量、改質用水蒸気量、改質器温度を予め記憶し
てある予備燃料に最適な値に変更することにより、一時
的に停電することもなく発電を継続できる。
が供給を停止したとき、これを検知し、燃料を自動的に
予備燃料供給装置に切り換えるとともに、燃料流量、改
質ガス流量、改質用水蒸気量、改質器温度を予め記憶し
てある予備燃料に最適な値に変更することにより、一時
的に停電することもなく発電を継続できる。
第１図は本発明の一実施例の燃料電池プラントの構成
図、第２図は都市ガスを燃料としたオンサイト型の燃料
電池プラントの構成図である。 １……脱硫装置、２……改質器、３……高温CO変成器、
４……低温CO変成器、５……燃料電池、６……負荷、７
……改質ガス流量調節弁、71……負荷電流検出センサ、
72……改質器温度検出センサ、８……燃料流量調節弁、
81……改質ガス圧力検出センサ、９……水蒸気流量調節
弁、91……燃料流量検出センサ、10……予備燃料流量調
節弁、101……燃料供給異常検出センサ、11……制御装
置。
図、第２図は都市ガスを燃料としたオンサイト型の燃料
電池プラントの構成図である。 １……脱硫装置、２……改質器、３……高温CO変成器、
４……低温CO変成器、５……燃料電池、６……負荷、７
……改質ガス流量調節弁、71……負荷電流検出センサ、
72……改質器温度検出センサ、８……燃料流量調節弁、
81……改質ガス圧力検出センサ、９……水蒸気流量調節
弁、91……燃料流量検出センサ、10……予備燃料流量調
節弁、101……燃料供給異常検出センサ、11……制御装
置。
Claims (2)
- 【請求項１】燃料電池と、前記燃料電池に燃料を供給す
る燃料供給装置と、予備燃料を供給する予備燃料供給装
置を有する燃料電池プラントの燃料切り換え方法であっ
て、前記燃料電池入口における燃料供給量の異常を検知
し、予備燃料供給装置に燃料流路を切り換えるととも
に、燃料流量、改質ガス流量、改質用水蒸気量、改質器
の温度を予備燃料に適した値に変更することを特徴とし
た燃料電池プラントの燃料切り換え方法。 - 【請求項２】燃料電池と、前記燃料電池に燃料を供給す
る燃料供給装置と、予備燃料を供給する予備燃料供給装
置と、燃料電池入口部分に設置された燃料供給量の異常
を検知するセンサと、このセンサの出力を受け予備燃料
供給装置へ流路を切り換える信号、および燃料量、改質
ガス量、改質用水蒸気量を制御する予備燃料流量調整
弁、改質ガス流量調整弁、水蒸気流量調整弁へのそれぞ
れの制御量を予め記憶してある最適値に切り換えて送出
する制御装置より構成されることを特徴とした燃料電池
プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220004A JPH0812783B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | 燃料電池プラントの燃料切り換え方法および燃料電池プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220004A JPH0812783B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | 燃料電池プラントの燃料切り換え方法および燃料電池プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0268862A JPH0268862A (ja) | 1990-03-08 |
| JPH0812783B2 true JPH0812783B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=16744423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63220004A Expired - Lifetime JPH0812783B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | 燃料電池プラントの燃料切り換え方法および燃料電池プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812783B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2916293B2 (ja) * | 1991-04-25 | 1999-07-05 | 株式会社東芝 | 燃料電池発電装置 |
| JP2752808B2 (ja) * | 1991-08-09 | 1998-05-18 | 日本電信電話株式会社 | 燃料電池の燃料切替方法およびその装置 |
| JP2002045832A (ja) * | 2000-06-14 | 2002-02-12 | Exy Research Institute | 生ごみ処理システムおよび生ごみを利用した燃料電池用ガス供給方法並びにその装置 |
| JP2004207052A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Yazaki Corp | 燃料電池システムへの燃料ガス供給方法及びその装置 |
| JP4682518B2 (ja) * | 2004-01-27 | 2011-05-11 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム |
| JP5270062B2 (ja) * | 2004-12-13 | 2013-08-21 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システムおよびその運転方法 |
-
1988
- 1988-09-02 JP JP63220004A patent/JPH0812783B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0268862A (ja) | 1990-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 13 |