JPH1197052A - Fuel cell power plant and method for switching fuel of it - Google Patents

Fuel cell power plant and method for switching fuel of it

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JPH1197052A
JPH1197052A JP9255803A JP25580397A JPH1197052A JP H1197052 A JPH1197052 A JP H1197052A JP 9255803 A JP9255803 A JP 9255803A JP 25580397 A JP25580397 A JP 25580397A JP H1197052 A JPH1197052 A JP H1197052A
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spare
main fuel
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英一 杉山
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武  哲夫
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent modifying performance from being deteriorated by schedule-controlling the flow rate of main fuel and spare fuel so as prevent the ratio S/C of the steam molecule number and the carbon atom number in process gas in an inlet of a catalyst layer of a modifying pipe in a modifying unit from becoming a specified value or less. SOLUTION: In a fuel cell power plant, when fuel is switched and restored from spare fuel to main fuel, the openings of a main fuel flow control valve 15 and a spare fuel flow control valve 16 are controlled by control signals C, D according to a schedule control system for the main fuel and spare fuel flow rates previously input in a controller 13. Therefore, the flow rates of main fuel and spare fuel are so controlled that the S/C ratio in process gas in a catalyst layer inlet in a modifying pipe in a modifying unit 2 may not become a specified value or less, and the S/C ratio in process gas in the catalyst layer inlet in the modifying pipe in the modifying device 2 is prevented from being instantaneously decreased when fuel is switched and restored from spare fuel to main fuel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に供給す
る燃料を、非常時等の必要な際に自動的にかつ無瞬断で
主燃料から予備燃料へ切替えることにより、燃料電池を
継続的に運転させて電力を安定供給する燃料切替え型燃
料電池発電装置において、特に再度予備燃料から主燃料
へ燃料切替え復旧する際に、改質器内の改質管内触媒層
入口におけるプロセスガス中の水蒸気分子数と炭素原子
数の比(以下、S/C比と称する)が急激に低くなっ
て、改質触媒の炭素析出が起き、改質触媒が割れて、改
質性能が低下するのを防止できるようにした燃料電池発
電装置およびその燃料切替え方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuous fuel cell system by automatically switching fuel supplied to a fuel cell from a main fuel to a reserve fuel without an instantaneous interruption in an emergency or the like. In a fuel-switched fuel cell power generator that operates stably to supply electric power, especially when the fuel is switched back from the reserve fuel to the main fuel again, the water vapor in the process gas at the catalyst layer inlet in the reforming pipe in the reformer Prevents the ratio of the number of molecules to the number of carbon atoms (hereinafter referred to as the S / C ratio) from dropping sharply, causing carbon deposition of the reforming catalyst, cracking the reforming catalyst, and lowering the reforming performance. The present invention relates to a fuel cell power generator and a fuel switching method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、燃料電池発電装置は、常用の
都市ガス,LNG等のメタンを主成分とした燃料を水素
ガスに改質し、この水素ガスを空気中の酸素と電気化学
的に反応させて、電気エネルギーに変換するものであ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel cell power generation apparatus reforms a fuel mainly containing methane such as ordinary city gas or LNG into hydrogen gas, and electrochemically converts the hydrogen gas into oxygen in the air with oxygen in the air. It reacts and converts it into electrical energy.

【0003】一方、このような常用の都市ガス,LNG
等のメタンを主成分とした燃料を使用している燃料電池
発電装置が、万一の大地震や配管破断等によって燃料の
供給が遮断停止した時、この燃料電池発電装置による発
電が行なえなくなるという問題がある。
On the other hand, such conventional city gas, LNG
If a fuel cell power plant that uses fuel such as methane as a main component stops the supply of fuel due to a major earthquake or pipe breakage, power generation by this fuel cell power plant will not be possible. There's a problem.

【0004】そこで、最近では、発電を継続して行なう
ために、燃料を自動的に常用の都市ガス,LNG等のメ
タンを主成分とした主燃料を供給する主燃料供給系か
ら、この主燃料供給系の燃料と異なる貯蔵に便利なLP
G,ナフサ,灯油等の非常用の予備燃料を供給する予備
燃料供給系に自動的に切替えて、燃料電池の継続した発
電運転を行なう方法が考えられてきている。
Therefore, recently, in order to continue power generation, a main fuel supply system for automatically supplying a main fuel mainly composed of methane such as city gas or LNG as a main component is used to automatically supply the main fuel. LP convenient for storage different from fuel of supply system
There has been proposed a method of automatically switching to a spare fuel supply system for supplying emergency spare fuel such as G, naphtha, kerosene, etc., and performing a continuous power generation operation of the fuel cell.

【0005】そして、このような自動燃料切替え手段を
備えた燃料電池発電装置に関するものとしては、例えば
“特願平3−95542号”、“特願平5−22009
7号”等の提案が既になされている。
[0005] Japanese Patent Application No. 3-95542 and Japanese Patent Application No. 5-22009 disclose a fuel cell power generator having such automatic fuel switching means.
No. 7 "has already been proposed.

【0006】図7は、この種の従来の自動燃料切替え手
段を備えた燃料電池発電装置の系統構成の一例を示す概
要図である。図7において、常用の都市ガス,LNG等
のメタンを主成分とした主燃料は、燃料中のイオウ分を
取り除くためにリサイクル改質ガスと混合され、熱交換
器14で加熱された後に脱硫装置1を通過し、水蒸気と
混合されて改質器2で改質触媒により改質される。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a system configuration of a fuel cell power generator equipped with this type of conventional automatic fuel switching means. In FIG. 7, a main fuel mainly composed of methane such as ordinary city gas and LNG is mixed with a recycled reformed gas in order to remove a sulfur component in the fuel, heated in a heat exchanger 14 and then a desulfurization device. 1 and mixed with steam to be reformed in a reformer 2 by a reforming catalyst.

【0007】改質器2を出たガスは、CO変成器3を通
過した後に、燃料電池本体4に入る。燃料電池本体4を
出た水素を含んだ排ガスは、改質器2に戻り、バーナで
燃焼して改質器2を加熱する。
[0007] The gas leaving the reformer 2 enters the fuel cell main body 4 after passing through the CO converter 3. The exhaust gas containing hydrogen that has exited the fuel cell body 4 returns to the reformer 2 and burns with a burner to heat the reformer 2.

【0008】この時、負荷電流検出センサー61で検出
される燃料電池本体4の出力電流、すなわち負荷5電流
を、信号aとして制御装置13に入力し、それに相当す
る燃料流量、改質ガスリサイクル流量、改質用水蒸気量
となるように、それぞれ主燃料流量調節弁6、改質ガス
リサイクル流量調節弁7、改質用蒸気流量調節弁8に信
号Aを送り、開度を複合的に制御する。
At this time, the output current of the fuel cell main body 4 detected by the load current detection sensor 61, that is, the load 5 current is input to the controller 13 as a signal a, and the corresponding fuel flow rate and reformed gas recycle flow rate The signal A is sent to the main fuel flow rate control valve 6, the reformed gas recycle flow rate control valve 7, and the reforming steam flow rate control valve 8 so that the reforming steam amount is obtained, and the opening is controlled in a complex manner. .

【0009】また、改質器2温度が設定した温度になっ
ているかどうかは、改質器温度検出センサー62で監視
し、信号bとして制御装置13に入力し、必要に応じて
信号Bにより、主燃料流量調節弁6、改質ガスリサイク
ル流量調節弁7、改質用蒸気流量調節弁8の開閉度を補
正する。
Whether the temperature of the reformer 2 has reached the set temperature is monitored by a reformer temperature detection sensor 62 and inputted to the controller 13 as a signal b. The opening / closing degree of the main fuel flow control valve 6, reformed gas recycle flow control valve 7, and reforming steam flow control valve 8 is corrected.

【0010】これら一連の調節弁の操作は、主燃料であ
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13で制御される。一方、通常使用している主燃料
が、地震や配管破断等の事故によって不意に供給が停止
した場合には、主燃料供給異常センサー91で異常信号
cを制御装置13に送り、信号Cにより速やかに主燃料
遮断弁9を閉じ、信号Dにより予備燃料遮断弁10を開
くと共に、制御装置13であらかじめ記憶してあるデー
タを基に、予備燃料の必要水蒸気量を計算して、改質用
蒸気流量調節弁8開度での不足水蒸気量を割り出し、開
くべき改質用蒸気パイパス遮断弁の個数を決定して、信
号Eを改質用蒸気バイパス遮断弁11,12に送る(図
7では、改質用蒸気バイパス遮断弁を2弁並設する場合
の例を示しているが、通常、多数弁として、水蒸気量の
きめ細かい流量制御ができるようにしてある)。このよ
うにして、予備燃料に最適となるように切り替える。
The operation of these series of control valves is controlled by the controller 13 as described above so as to be optimal for methane as the main fuel. On the other hand, when the supply of the main fuel normally used is suddenly stopped due to an accident such as an earthquake or a pipe break, the main fuel supply abnormality sensor 91 sends an abnormality signal c to the control device 13 and promptly receives the signal C. First, the main fuel cutoff valve 9 is closed, the reserve fuel cutoff valve 10 is opened by the signal D, and the necessary steam amount of the reserve fuel is calculated based on the data stored in advance by the control device 13 to obtain the reforming steam. The amount of insufficient steam at the opening of the flow rate control valve 8 is determined, the number of the reforming steam bypass shutoff valves to be opened is determined, and the signal E is sent to the reforming steam bypass shutoff valves 11 and 12 (FIG. Although an example in which two steam bypass shutoff valves for reforming are provided in parallel is shown, usually, a large number of valves are used to allow fine flow rate control of the amount of steam.) In this way, switching is made to be optimal for the reserve fuel.

【0011】また、主燃料供給異常センサー91からの
主燃料供給停止信号だけでなく、操作者が燃料切り替え
信号を送ることによっても、自動的に予備燃料に切り替
えることができる。
Further, not only the main fuel supply stop signal from the main fuel supply abnormality sensor 91 but also the operator can automatically switch to the reserve fuel by sending a fuel switching signal.

【0012】これにより、無瞬断で予備燃料に適した条
件で、燃料供給系の運転を継続することができる。図8
は、この種の従来の自動燃料切替え手段を備えた燃料電
池発電装置の系統構成の他の例を示す概要図であり、図
7と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。
Thus, the operation of the fuel supply system can be continued without any instantaneous interruption under conditions suitable for the reserve fuel. FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of the system configuration of a fuel cell power generator provided with this kind of conventional automatic fuel switching means, and the same parts as those in FIG. ,
Here, only different parts will be described.

【0013】すなわち、図8では、図7における改質用
蒸気パイパス遮断弁11,12に代えて、改質用蒸気バ
イパス流量調節弁111を設置し、予備燃料切り替え時
には、制御装置13にあらかじめ記憶してあるデータを
基に、予備燃料の必要水蒸気量を計算し、改質用蒸気流
量調節弁8の開度での不足水蒸気量を割り出して開度を
決定し、信号Fを改質用水蒸気パイパス流量調節弁11
1に送って、予備燃料に最適な水蒸気量となるように切
り替える。
That is, in FIG. 8, a reforming steam bypass flow rate control valve 111 is installed in place of the reforming steam bypass shut-off valves 11 and 12 in FIG. Based on the data, the required steam amount of the reserve fuel is calculated, the amount of insufficient steam at the opening of the reforming steam flow control valve 8 is determined to determine the opening, and the signal F is converted to the reforming steam. Bypass flow control valve 11
1 to switch to an optimal amount of water vapor for the reserve fuel.

【0014】ところで、このような自動燃料切替え手段
を備えた燃料電池発電装置においては、通常使用してい
る主燃料が停止した場合、燃料を自動的に主燃料を供給
する主燃料供給系から非常用の予備燃料を供給する予備
燃料供給系に瞬時に切替えると共に、燃料流量、改質ガ
スリサイクル流量、改質用水蒸気量、改質器温度を予備
燃料に最適な値に変更することにより、燃料切替え後も
燃料電池の発電運転が継続される。
By the way, in a fuel cell power generator equipped with such an automatic fuel switching means, when the normally used main fuel stops, the fuel is automatically supplied from the main fuel supply system for automatically supplying the main fuel. Instantaneously switches to the reserve fuel supply system that supplies the reserve fuel for the fuel, and changes the fuel flow rate, reformed gas recycle flow rate, reforming steam amount, and reformer temperature to optimal values for the reserve fuel. After the switching, the power generation operation of the fuel cell is continued.

【0015】一方、都市ガス,LNG等のメタンを主成
分とした主燃料と、LPG,ナフサ,灯油等の予備燃料
とでは、単位体積当たりの発熱量が異なる。例えば、メ
タン(CH4 )を主成分とした主燃料と、プロパン(C
38 )を主成分とした予備燃料の場合では、主燃料の
方が単位体積当たりの発熱量が約3倍高く、予備燃料か
ら主燃料への燃料切替えを行なう場合には、燃料流量を
約3倍に増加させる必要がある。
On the other hand, the calorific value per unit volume differs between a main fuel mainly composed of methane such as city gas and LNG and a spare fuel such as LPG, naphtha and kerosene. For example, a main fuel mainly composed of methane (CH 4 ) and propane (C
In the case of a reserve fuel containing 3 H 8 ) as the main component, the heat generation per unit volume of the main fuel is about three times higher, and when the fuel is switched from the reserve fuel to the main fuel, the fuel flow rate is reduced. It needs to be increased about three times.

【0016】また、主燃料と予備燃料とでは、改質に必
要な水蒸気量も異なる。例えば、メタン(CH4 )を主
成分とした主燃料と、プロパン(C38 )を主成分と
した予備燃料の場合では、主燃料は、改質器2内の改質
管内触媒層入口におけるプロセスガス中のS/C比が
2.5〜4であるのに対して、予備燃料は、S/C比が
4〜4.5であることから、予備燃料から主燃料への燃
料切替えを行なうのに、燃料流量を約1/1.2 〜
1/2.0倍に絞る必要がある。
Further, the amount of steam required for reforming differs between the main fuel and the spare fuel. For example, in the case of a main fuel containing methane (CH 4 ) as a main component and a spare fuel containing propane (C 3 H 8 ) as a main component, the main fuel is a catalyst layer inlet in a reforming pipe in the reformer 2. The S / C ratio in the process gas is 2.5 to 4, whereas the S / C ratio of the spare fuel is 4 to 4.5. The fuel flow rate should be about 1 / 1.2-
It needs to be reduced to 1 / 2.0 times.

【0017】従って、メタン(CH4 )を主成分とした
主燃料から、プロパン(C38 )を主成分とした予備
燃料への燃料切替えを行なう場合には、それまで供給し
ていた主燃料流量の約1/3倍の予備燃料流量を供給す
ればよい。
Accordingly, when the fuel is switched from the main fuel containing methane (CH 4 ) as the main component to the spare fuel containing propane (C 3 H 8 ) as the main component, the main fuel that has been supplied up to that time is switched. It is sufficient to supply a reserve fuel flow rate that is about 1/3 of the fuel flow rate.

【0018】このため、例えば図9に示すような運転ス
ケジュールで、瞬時に燃料切替えを行なっても、改質器
2内の改質管内触媒層入口におけるプロセスガス中のS
/C比は高めになる傾向であり、改質触媒の炭素析出が
起きるというような問題はない。
For this reason, even if the fuel is switched instantaneously according to, for example, an operation schedule as shown in FIG. 9, S in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 is removed.
The / C ratio tends to be high, and there is no problem that carbon deposition of the reforming catalyst occurs.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、逆に、
予備燃料から主燃料への燃料切替えを行なう場合には、
それまで供給していた予備燃料流量の約3倍の主燃料流
量を供給しなけれはならず、瞬時に燃料切替えを行なう
と、燃料電池発電装置の燃料処理系内(燃料切替えバル
ブから改質器2手前までの脱硫装置1、熱交換器14、
およびその間の配管系内)に残留した予備燃料が、今ま
での約3倍の流量で押し出されて、そのまま改質器2内
の改質管内触媒層に入ることになる。
However, conversely,
When switching fuel from the reserve fuel to the main fuel,
The main fuel flow rate, which is about three times the preliminary fuel flow rate that had been supplied until then, must be supplied. When the fuel is switched instantaneously, the fuel processing system of the fuel cell power generator (from the fuel switching valve to the reformer The desulfurization unit 1, the heat exchanger 14,
And the spare fuel remaining in the piping system during that time) is pushed out at a flow rate that is about three times that of the conventional fuel, and enters the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 as it is.

【0020】このため、改質器2内の改質管内触媒層入
口におけるプロセスガス中のS/C比が急激に低くなっ
て、改質触媒の炭素析出が起き、改質触媒が割れて、改
質性能が低下する原因になるという問題がある。
As a result, the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 sharply decreases, carbon deposition of the reforming catalyst occurs, and the reforming catalyst is cracked. There is a problem that the reforming performance is reduced.

【0021】なお、ここで、予備燃料流量に対する主燃
料流量の比率は、燃料切替えを行なう実際の主燃料、予
備燃料の種類によって異なる。本発明の目的は、非常時
等の必要な際に、主燃料から予備燃料への燃料切替えを
行なって発電運転を継続させた後、再度予備燃料から主
燃料へ燃料切替え復旧する際に、改質器内の改質管内触
媒層入口におけるプロセスガス中のS/C比が急激に低
くなって、改質触媒の炭素析出が起き、改質触媒が割れ
て、改質性能が低下するのを防止することができ、改質
触媒を長時間劣化させることなく運転することが可能で
あり、しかも同一運転条件を維持したままで、円滑かつ
確実に予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧運転するこ
とが可能な燃料電池発電装置およびその燃料切替え方法
を提供することにある。
Here, the ratio of the main fuel flow rate to the spare fuel flow rate differs depending on the type of the actual main fuel and spare fuel for which fuel switching is performed. An object of the present invention is to provide a fuel supply switchover from the main fuel to the reserve fuel in an emergency or the like, to continue the power generation operation, and then to resume the fuel switch from the reserve fuel to the main fuel again. The S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming tube in the reformer sharply decreases, carbon deposition of the reforming catalyst occurs, the reforming catalyst is cracked, and the reforming performance decreases. It is possible to operate the reforming catalyst without deteriorating the reforming catalyst for a long time, and smoothly and reliably perform the fuel switching recovery operation from the spare fuel to the main fuel while maintaining the same operating conditions. It is an object of the present invention to provide a fuel cell power generation device and a fuel switching method thereof.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、都市ガス,LNG等のメタンを主成分とした主燃
料を供給する主燃料供給系、および主燃料供給系の主燃
料と異なるLPG,ナフサ,灯油等の予備燃料を供給す
る非常用の予備燃料供給系からなる燃料供給系と、燃料
供給系から供給される燃料を蒸気と混合し改質触媒によ
り水素ガスに改質する改質器と、改質器で発生した水素
ガスを酸素と電気化学的に反応させて電気エネルギーに
変換する燃料電池本体とを備えて構成される燃料切替え
型燃料電池発電装置の燃料切替え方法において、請求項
1の発明では、非常時等の必要な際に、主燃料から予備
燃料への燃料切替えを行なって発電運転を継続させた
後、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際
に、改質器内の改質管内触媒層入口におけるプロセスガ
ス中の水蒸気分子数と炭素原子数との比(S/C比)が
ある規定値以下とならないように、主燃料および予備燃
料の流量、または蒸気の流量の少なくとも一方をスケジ
ュール制御するようにしている。
In order to achieve the above object, a main fuel supply system for supplying a main fuel mainly containing methane such as city gas or LNG, and a main fuel supply system different from the main fuel supply system. A fuel supply system comprising an emergency reserve fuel supply system for supplying a reserve fuel such as LPG, naphtha, kerosene, etc., and a fuel reforming system for mixing fuel supplied from the fuel supply system with steam and reforming it into hydrogen gas by a reforming catalyst. Reformer, and a fuel switching method for a fuel switching type fuel cell power generator, comprising: a fuel cell main body that electrochemically reacts hydrogen gas generated in the reformer with oxygen to convert it into electric energy. According to the invention of claim 1, when the fuel is switched from the main fuel to the spare fuel and the power generation operation is continued in an emergency or the like when necessary, when the fuel switching from the spare fuel to the main fuel is restored again, Reforming tube in reformer At least one of the flow rates of the main fuel and the spare fuel or the flow rate of the steam is set so that the ratio (S / C ratio) between the number of water vapor molecules and the number of carbon atoms in the process gas at the inlet of the catalyst layer does not fall below a predetermined value. The schedule is controlled.

【0023】従って、請求項1の発明の燃料切替え型燃
料電池発電装置の燃料切替え方法においては、再度予備
燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、S/C比が
ある規定値以下とならないように、主燃料および予備燃
料の流量、または蒸気の流量の少なくとも一方をスケジ
ュール制御することにより、再度予備燃料から主燃料へ
燃料切替え復旧する際に、改質器内の改質管内触媒層入
口におけるプロセスガス中のS/C比が急激に低くなる
のを防止することが可能となる。
Therefore, in the fuel switching method of the fuel switching type fuel cell power generator according to the first aspect of the present invention, the S / C ratio does not fall below a predetermined value when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again. As described above, at least one of the flow rate of the main fuel and the spare fuel or the flow rate of the steam is schedule-controlled, so that when the fuel is switched again from the spare fuel to the main fuel, the catalyst layer inlet in the reforming pipe in the reformer is restored. , It is possible to prevent the S / C ratio in the process gas from rapidly decreasing.

【0024】一方、請求項2の発明では、上記請求項1
の発明の燃料電池発電装置の燃料切替え方法において、
上記スケジュール制御として、再度予備燃料から主燃料
へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留してい
る予備燃料が改質器に到達するまでの一定時間の間、主
燃料の燃料流量の増加、および予備燃料の燃料流量の減
少を、主燃料および予備燃料の両燃料流量を監視しなが
ら緩やかに行なうようにしている。
On the other hand, according to the second aspect of the present invention,
In the fuel switching method for the fuel cell power generator according to the invention of the invention,
As the above-mentioned schedule control, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel flow rate of the main fuel is maintained for a certain time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer. The increase and the decrease in the fuel flow rate of the reserve fuel are performed slowly while monitoring both the fuel flow rates of the main fuel and the reserve fuel.

【0025】従って、請求項2の発明の燃料切替え型燃
料電池発電装置の燃料切替え方法においては、再度予備
燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、S/C比が
ある規定値以下とならないように、主燃料および予備燃
料の流量をそれぞれスケジュール制御することにより、
再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、改
質器内の改質管内触媒層入口におけるプロセスガス中の
S/C比が急激に低くなるのを防止することが可能とな
る。
Therefore, in the fuel switching method for the fuel switching type fuel cell power generator according to the second aspect of the present invention, the S / C ratio does not fall below a certain value when the fuel is switched again from the spare fuel to the main fuel. As described above, by controlling the flow rates of the main fuel and the spare fuel respectively,
When the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, it is possible to prevent the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer from suddenly decreasing.

【0026】また、請求項3の発明では、上記請求項1
の発明の燃料電池発電装置の燃料切替え方法において、
上記スケジュール制御として、再度予備燃料から主燃料
へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留してい
る予備燃料が改質器に到達するまでの一定時間の間、予
備燃料の燃料流量を徐々に減少させ、その間主燃料の燃
料流量を予備燃料の燃料流量とほぼ同等の流量を流した
後に、主燃料の燃料流量を正規の流量に増加させるよう
にしている。
According to the third aspect of the present invention, in the first aspect,
In the fuel switching method for the fuel cell power generator according to the invention of the invention,
As the above-mentioned schedule control, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel flow rate of the spare fuel is set for a certain time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer. The fuel flow is gradually reduced, and during this time, the fuel flow rate of the main fuel is made to flow at a flow rate substantially equal to the fuel flow rate of the spare fuel, and then the fuel flow rate of the main fuel is increased to a normal flow rate.

【0027】従って、請求項3の発明の燃料切替え型燃
料電池発電装置の燃料切替え方法においては、再度予備
燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、S/C比が
ある規定値以下とならないように、主燃料および予備燃
料の流量をそれぞれスケジュール制御することにより、
再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、改
質器内の改質管内触媒層入口におけるプロセスガス中の
S/C比が急激に低くなるのを防止することが可能とな
る。
Therefore, according to the fuel switching method of the fuel switching type fuel cell power generator according to the third aspect of the present invention, when the fuel switching from the spare fuel to the main fuel is restored again, the S / C ratio does not fall below a certain specified value. As described above, by controlling the flow rates of the main fuel and the spare fuel respectively,
When the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, it is possible to prevent the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer from suddenly decreasing.

【0028】さらに、請求項4の発明では、上記請求項
1の発明の燃料電池発電装置の燃料切替え方法におい
て、上記スケジュール制御として、再度予備燃料から主
燃料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留し
ている予備燃料が改質器に到達するまでの一定時間の
間、蒸気流量を今まで流していた予備燃料に見合った流
量とほぼ同等の流量を流した後に、主燃料の燃料流量に
見合った蒸気流量まで減少させるようにしている。
Further, according to a fourth aspect of the present invention, in the fuel switching method for a fuel cell power generator according to the first aspect of the present invention, as the schedule control, when the fuel switching from the spare fuel to the main fuel is restored again, the fuel processing is performed. For a certain period of time until the spare fuel remaining in the system reaches the reformer, the steam flow rate is almost equal to the flow rate of the spare fuel that has been flowing so far. The steam flow rate is reduced to the fuel flow rate.

【0029】従って、請求項4の発明の燃料切替え型燃
料電池発電装置の燃料切替え方法においては、再度予備
燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、S/C比が
ある規定値以下とならないように、蒸気の流量をスケジ
ュール制御することにより、再度予備燃料から主燃料へ
燃料切替え復旧する際に、改質器内の改質管内触媒層入
口におけるプロセスガス中のS/C比が急激に低くなる
のを防止することが可能となる。
Therefore, in the fuel switching method of the fuel switching type fuel cell power generator according to the fourth aspect of the present invention, the S / C ratio does not fall below a predetermined value when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again. As described above, by controlling the flow rate of the steam, the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer suddenly increases when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again. It is possible to prevent the lowering.

【0030】また、請求項5の発明では、上記請求項1
の発明の燃料電池発電装置の燃料切替え方法において、
上記スケジュール制御として、再度予備燃料から主燃料
へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留してい
る予備燃料が改質器に到達するまでの一定時間の間、主
燃料の燃料流量の増加、および予備燃料の燃料流量の減
少を、主燃料および予備燃料の両燃料流量を監視しなが
ら緩やかに行なうと共に、予備燃料の燃料流量を徐々に
減少させ、その間蒸気流量を今まで流していた予備燃料
に見合った流量とほぼ同等の流量を流した後に、主燃料
の燃料流量に見合った蒸気流量まで減少させるようにし
ている。
According to the invention of claim 5, the above-mentioned claim 1 is provided.
In the fuel switching method for the fuel cell power generator according to the invention of the invention,
As the above-mentioned schedule control, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel flow rate of the main fuel is maintained for a certain time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer. While increasing and decreasing the fuel flow rate of the reserve fuel while monitoring both the fuel flow rates of the main fuel and the reserve fuel, the fuel flow rate of the reserve fuel was gradually reduced, and the steam flow rate had been flowing until now. After flowing a flow rate substantially equal to the flow rate corresponding to the reserve fuel, the flow rate is reduced to a steam flow rate corresponding to the fuel flow rate of the main fuel.

【0031】従って、請求項5の発明の燃料切替え型燃
料電池発電装置の燃料切替え方法においては、再度予備
燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、S/C比が
ある規定値以下とならないように、主燃料と予備燃料の
流量、および蒸気の流量をそれぞれスケジュール制御す
ることにより、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧する際に、改質器内の改質管内触媒層入口におけるプ
ロセスガス中のS/C比が急激に低くなるのを防止する
ことが可能となる。
Therefore, in the fuel switching method for a fuel switching type fuel cell power generator according to the fifth aspect of the present invention, the S / C ratio does not fall below a certain value when the fuel switching from the spare fuel to the main fuel is restored again. As described above, by controlling the flow rates of the main fuel and the spare fuel, and the flow rate of the steam, respectively, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the process at the catalyst layer inlet in the reforming pipe in the reformer is performed. It is possible to prevent the S / C ratio in the gas from suddenly decreasing.

【0032】さらに、請求項6の発明では、上記請求項
1の発明の燃料電池発電装置の燃料切替え方法におい
て、上記スケジュール制御として、再度予備燃料から主
燃料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留し
ている予備燃料が改質器に到達するまでの一定時間の
間、予備燃料の燃料流量を徐々に減少させ、その間主燃
料の燃料流量を予備燃料の燃料流量とほぼ同等の流量を
流した後に、主燃料の燃料流量を正規の流量に増加させ
ると共に、主燃料の燃料流量に見合った蒸気流量まで減
少させるようにしている。
Further, according to a sixth aspect of the present invention, in the fuel switching method for a fuel cell power generator according to the first aspect of the present invention, as the schedule control, when the fuel switching from the spare fuel to the main fuel is restored again, the fuel processing is performed. The fuel flow of the reserve fuel is gradually reduced for a certain period of time until the reserve fuel remaining in the system reaches the reformer, during which the fuel flow of the main fuel is substantially equal to the fuel flow of the reserve fuel. After flowing the flow rate, the fuel flow rate of the main fuel is increased to a regular flow rate, and is decreased to a steam flow rate corresponding to the fuel flow rate of the main fuel.

【0033】従って、請求項6の発明の燃料切替え型燃
料電池発電装置の燃料切替え方法においては、再度予備
燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、S/C比が
ある規定値以下とならないように、主燃料と予備燃料の
流量、および蒸気の流量をそれぞれスケジュール制御す
ることにより、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧する際に、改質器内の改質管内触媒層入口におけるプ
ロセスガス中のS/C比が急激に低くなるのを防止する
ことが可能となる。
Therefore, according to the fuel switching method of the fuel switching type fuel cell power generator of the invention of claim 6, when the fuel switching from the spare fuel to the main fuel is restored again, the S / C ratio does not fall below a certain value. As described above, by controlling the flow rates of the main fuel and the spare fuel, and the flow rate of the steam, respectively, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the process at the catalyst layer inlet in the reforming pipe in the reformer is performed. It is possible to prevent the S / C ratio in the gas from suddenly decreasing.

【0034】一方、請求項7の発明の燃料電池発電装置
では、都市ガス,LNG等のメタンを主成分とした主燃
料を供給する主燃料供給系、および主燃料供給系の主燃
料と異なるLPG,ナフサ,灯油等の予備燃料を供給す
る非常用の予備燃料供給系からなる燃料供給系と、燃料
供給系から供給される燃料を蒸気と混合し改質触媒によ
り水素ガスに改質する改質器と、改質器で発生した水素
ガスを酸素と電気化学的に反応させて電気エネルギーに
変換する燃料電池本体と、非常時等の必要な際に、主燃
料から予備燃料への燃料切替えを行なって発電運転を継
続させる燃料切替え機能、および燃料切替え後に再度予
備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、改質器内
の改質管内触媒層入口におけるプロセスガス中の水蒸気
分子数と炭素原子数との比(S/C比)がある規定値以
下とならないように、主燃料および予備燃料の流量、ま
たは蒸気の流量の少なくとも一方をスケジュール制御す
るスケジュール制御機能を有する燃料切替え手段とを備
えている。
On the other hand, in the fuel cell power generator according to the present invention, a main fuel supply system for supplying a main fuel mainly composed of methane such as city gas and LNG, and an LPG different from the main fuel of the main fuel supply system. A fuel supply system consisting of an emergency reserve fuel supply system that supplies reserve fuel such as fuel, naphtha, kerosene, etc., and reforming in which fuel supplied from the fuel supply system is mixed with steam and reformed into hydrogen gas by a reforming catalyst. A fuel cell that converts the hydrogen gas generated in the reformer to oxygen by electrochemical reaction with oxygen, and a fuel switch from the main fuel to the reserve fuel when an emergency is required. And the fuel switching function to continue the power generation operation, and when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again after the fuel switching, the number of water vapor molecules and carbon in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer atom Fuel switching means having a schedule control function of controlling at least one of the flow rates of the main fuel and the spare fuel or the flow rate of the steam so that the ratio (S / C ratio) does not fall below a predetermined value. I have.

【0035】従って、請求項7の発明の燃料電池発電装
置においては、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧する際に、S/C比がある規定値以下とならないよう
に、主燃料および予備燃料の流量、または蒸気の流量の
少なくとも一方を、燃料切替え手段でスケジュール制御
することにより、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え
復旧する際に、改質器内の改質管内触媒層入口における
プロセスガス中のS/C比が急激に低くなるのを防止す
ることが可能となる。
Therefore, in the fuel cell power generator according to the seventh aspect of the present invention, when the fuel is switched again from the reserve fuel to the main fuel, the main fuel and the reserve fuel are controlled so that the S / C ratio does not fall below a specified value. At least one of the flow rate of the fuel and the flow rate of the steam is schedule-controlled by the fuel switching means, so that when the fuel is switched again from the spare fuel to the main fuel, the process at the catalyst layer inlet in the reforming pipe in the reformer is performed. It is possible to prevent the S / C ratio in the gas from suddenly decreasing.

【0036】以上により、再度予備燃料から主燃料へ燃
料切替え復旧する際に、改質触媒の炭素析出が起き、改
質触媒が割れて、改質性能が低下するのを防止すること
ができ、改質触媒を長時間劣化させることなく運転する
ことができる。しかも、同一運転条件を維持したまま
で、円滑かつ確実に予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧運転することができる。
As described above, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, carbon deposition of the reforming catalyst occurs, and the reforming catalyst is prevented from being cracked and the reforming performance can be prevented from lowering. The reforming catalyst can be operated without deterioration for a long time. Moreover, it is possible to smoothly and reliably perform the fuel switching recovery operation from the spare fuel to the main fuel while maintaining the same operating conditions.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。 (第1の実施の形態)(請求項1および請求項7対応) 図1は、本実施の形態による燃料電池発電装置の系統構
成例を示す概要図であり、図7と同一部分には同一符号
を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分につい
てのみ述べる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) (Corresponding to Claims 1 and 7) FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a system configuration of a fuel cell power generator according to the present embodiment. The description is omitted by attaching the reference numerals, and only different portions will be described here.

【0038】すなわち、本実施の形態の燃料電池発電装
置は、図1に示すように、図7における主燃料遮断弁9
および予備燃料遮断弁10に代えて、主燃料流量調節弁
15および予備燃料流量調節弁16を設置すると共に、
改質用蒸気流量調節弁8に代えて、蒸気流量調節弁17
を設置し、また主燃料流量調節弁6の手前に、主燃料、
予備燃料の比率が検知できる燃料ガス検知器18を設置
し、この燃料ガス検知器18からの出力信号を制御装置
13へ入力するようにしている。
That is, as shown in FIG. 1, the fuel cell power generator of the present embodiment has a main fuel cutoff valve 9 shown in FIG.
In addition to installing the main fuel flow control valve 15 and the preliminary fuel flow control valve 16 in place of the preliminary fuel cutoff valve 10,
Instead of the reforming steam flow control valve 8, a steam flow control valve 17
And before the main fuel flow control valve 6, the main fuel,
A fuel gas detector 18 capable of detecting the ratio of the reserve fuel is provided, and an output signal from the fuel gas detector 18 is input to the control device 13.

【0039】さらに、制御装置13は、非常時等の必要
な際に、主燃料から予備燃料への燃料切替えを行なって
発電運転を継続させた後、再度予備燃料から主燃料へ燃
料切替え復旧する際に、改質器2内の改質管内触媒層入
口におけるプロセスガス中のS/C比が急激にある規定
値以下とならないように、主燃料および予備燃料の流
量、または蒸気の流量の少なくとも一方をスケジュール
制御系で制御するようにした燃料切替え機能を備えてい
る。
Further, the controller 13 switches the fuel from the main fuel to the spare fuel to continue the power generation operation when necessary in an emergency or the like, and resumes the fuel switching from the spare fuel to the main fuel again. At this time, at least the flow rates of the main fuel and the spare fuel or the flow rates of the steam are set so that the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming tube in the reformer 2 does not suddenly fall below a certain specified value. It has a fuel switching function in which one is controlled by a schedule control system.

【0040】ここで、スケジュール制御系の機能として
は、再度予備燃料から主燃料に燃料切替え復旧する際
に、改質器2内の改質管内触媒層入口におけるプロセス
ガス中のS/C比がある規定値以下にならないようにす
るために、主燃料流量調節弁15、および予備燃料流量
調節弁16の開度制御を行なう機能と、蒸気流量調節弁
17の開度制御を行なう機能とがある。
Here, as a function of the schedule control system, when the fuel is switched from the reserve fuel to the main fuel again, the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 is reduced. There is a function to control the opening of the main fuel flow control valve 15 and the reserve fuel flow control valve 16 and a function to control the opening of the steam flow control valve 17 so as not to be lower than a certain specified value. .

【0041】主燃料流量調節弁15、および予備燃料流
量調節弁16の開度制御を行なう機能としては、制御装
置13にあらかじめ主燃料流量、および予備燃料流量の
スケジュール制御系を入力しておき、それに従って主燃
料流量調節弁15、予備燃料流量調節弁16の開度を制
御装置13からの制御信号C,Dにより制御する機能、
あるいは燃料ガス検知器18からの出力信号を制御装置
13に入力し、制御装置13にあらかじめ入力してある
主燃料、予備燃料の比率のスケジュール制御系に従っ
て、主燃料流量調節弁15、予備燃料流量調節弁16の
開度を制御装置13からの制御信号C,Dにより制御す
る機能がある。
As a function of controlling the opening degree of the main fuel flow control valve 15 and the reserve fuel flow control valve 16, a schedule control system of the main fuel flow and the reserve fuel flow is input to the control device 13 in advance. A function of controlling the opening degrees of the main fuel flow control valve 15 and the spare fuel flow control valve 16 in accordance with the control signals C and D from the control device 13 accordingly,
Alternatively, an output signal from the fuel gas detector 18 is input to the control device 13, and the main fuel flow control valve 15, the reserve fuel flow There is a function of controlling the opening of the control valve 16 by control signals C and D from the control device 13.

【0042】一方、蒸気流量調節弁17の開度制御を行
なう機能としては、制御装置13にあらかじめ蒸気流量
のスケジュール制御系を入力しておき、それに従って蒸
気流量調節弁17の開度を制御装置13からの制御信号
Fにより制御する機能、あるいは燃料ガス検知器18か
らの出力信号を制御装置13に入力し、制御装置13に
あらかじめ入力してある主燃料、予備燃料の比率に対応
する蒸気流量のスケジュール制御系に従って、蒸気流量
調節弁17の開度を制御装置13からの制御信号Fによ
り制御する機能がある。
On the other hand, the function of controlling the opening of the steam flow control valve 17 is to input a schedule control system for the steam flow to the control device 13 in advance, and to control the opening of the steam flow control valve 17 accordingly. A function controlled by the control signal F from the control unit 13 or an output signal from the fuel gas detector 18 is input to the control unit 13, and the steam flow rate corresponding to the ratio of the main fuel and the reserve fuel previously input to the control unit 13. Has the function of controlling the opening degree of the steam flow control valve 17 by the control signal F from the control device 13 in accordance with the schedule control system of the above.

【0043】次に、以上のように構成した本実施の形態
の燃料電池発電装置における燃料切替え方法について説
明する。なお、前述した図7および図8に示す従来の燃
料電池発電装置における燃料切替え方法と同一部分につ
いてはその説明を省略し、ここでは異なる部分について
のみ述べる。
Next, a description will be given of a fuel switching method in the fuel cell power generator of the present embodiment configured as described above. The description of the same parts as those in the fuel switching method in the conventional fuel cell power generator shown in FIGS. 7 and 8 is omitted, and only different parts are described here.

【0044】すなわち、図1に示す燃料電池発電装置に
おいて、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する
際には、制御装置13にあらかじめ入力してある主燃料
流量、および予備燃料流量のスケジュール制御系に従っ
て、主燃料流量調節弁15、予備燃料流量調節弁16の
開度を制御信号C,Dにより制御するか、あるいは燃料
ガス検知器18からの出力信号を基に、制御装置13に
あらかじめ入力してある主燃料、予備燃料の比率のスケ
ジュール制御系に従って、主燃料流量調節弁15、予備
燃料流量調節弁16の開度を制御信号C,Dにより制御
する。
That is, in the fuel cell power generator shown in FIG. 1, when the fuel is switched again from the spare fuel to the main fuel, the schedule control of the main fuel flow rate and the spare fuel flow rate previously input to the controller 13 is performed. Depending on the system, the opening degree of the main fuel flow control valve 15 and the reserve fuel flow control valve 16 is controlled by control signals C and D, or input to the control device 13 in advance based on the output signal from the fuel gas detector 18. The opening degrees of the main fuel flow control valve 15 and the reserve fuel flow control valve 16 are controlled by the control signals C and D according to the schedule control system for the ratio of the main fuel and the reserve fuel.

【0045】これにより、改質器2内の改質管内触媒層
入口におけるプロセスガス中のS/C比がある規定値以
下とならないように、主燃料および予備燃料の流量を制
御して、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する
際に、改質器2内の改質管内触媒層入口におけるプロセ
スガス中のS/C比が急激に低くなるのを防止すること
が可能となる。
Thus, the flow rates of the main fuel and the spare fuel are controlled so that the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 does not fall below a specified value. When the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel, the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 can be prevented from being sharply reduced.

【0046】一方、制御装置13にあらかじめ入力して
ある蒸気流量のスケジュール制御系に従って、蒸気流量
調節弁17の開度を制御信号Fにより制御するか、ある
いは燃料ガス検知器18からの出力信号を基に、制御装
置13にあらかじめ入力してある主燃料、予備燃料の比
率に対応する蒸気流量のスケジュール制御系に従って、
蒸気流量調節弁17の開度を制御信号Fにより制御す
る。
On the other hand, according to the schedule control system for the steam flow rate which is input to the control device 13 in advance, the opening of the steam flow rate control valve 17 is controlled by the control signal F or the output signal from the fuel gas detector 18 is controlled. Based on the schedule control system of the steam flow rate corresponding to the ratio of the main fuel and the spare fuel previously input to the control device 13,
The opening of the steam flow control valve 17 is controlled by the control signal F.

【0047】これにより、改質器2内の改質管内触媒層
入口におけるプロセスガス中のS/C比がある規定値以
下とならないように、蒸気の流量を制御して、再度予備
燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、改質器2内
の改質管内触媒層入口におけるプロセスガス中のS/C
比が急激に低くなるのを防止することが可能となる。
Thus, the flow rate of the steam is controlled so that the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 does not become lower than a predetermined value, and the main fuel is returned from the spare fuel again. When the fuel is switched back to the fuel, the S / C in the process gas at the catalyst layer inlet in the reforming pipe in the reformer 2
It is possible to prevent the ratio from dropping sharply.

【0048】上述したように、本実施の形態では、非常
時等の必要な際に、主燃料から予備燃料への燃料切替え
を行なって発電運転を継続させた後、再度予備燃料から
主燃料へ燃料切替え復旧する際に、改質器2内の改質管
内触媒層入口におけるプロセスガス中のS/C比がある
規定値以下とならないように、主燃料および予備燃料の
流量、または蒸気の流量の少なくとも一方をスケジュー
ル制御するようにしているので、予備燃料から主燃料へ
燃料切替え復旧する際に、改質器2内の改質管内触媒層
入口におけるプロセスガス中のS/C比が急激に低くな
るのを防止することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, when an emergency or the like is necessary, the fuel is switched from the main fuel to the spare fuel to continue the power generation operation, and then the spare fuel is switched to the main fuel again. When the fuel switching is restored, the flow rates of the main fuel and the spare fuel or the flow rates of the steam are set so that the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 does not become lower than a predetermined value. The schedule control of at least one of the two is performed, so that when the fuel is switched from the reserve fuel to the main fuel and restored, the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 sharply increases. It is possible to prevent the lowering.

【0049】これにより、再度予備燃料から主燃料へ燃
料切替え復旧する際に、前述したように改質触媒の炭素
析出が起き、改質触媒が割れて、改質性能が低下するの
を防止することができ、改質触媒を長時間劣化させるこ
となく運転することが可能となり、予備燃料から主燃料
へ燃料切替え復旧後も、燃料電池発電装置の安定した運
転を継続することができる。
Thus, when the fuel is switched again from the spare fuel to the main fuel, the carbon deposition of the reforming catalyst occurs as described above, thereby preventing the reforming catalyst from cracking and lowering the reforming performance. Therefore, the reforming catalyst can be operated without deteriorating the reforming catalyst for a long time, and the stable operation of the fuel cell power generator can be continued even after the fuel switch from the spare fuel to the main fuel is restored.

【0050】しかも、再度予備燃料から主燃料へ燃料切
替え復旧する際に、予備燃料から主燃料に自動的に切替
えるようにしているので、同一運転条件を維持したまま
で、円滑かつ確実に予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧運転することができる。
In addition, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel is automatically switched from the spare fuel to the main fuel. Therefore, the spare fuel can be smoothly and reliably maintained under the same operating conditions. The fuel can be switched to the main fuel and the recovery operation can be performed.

【0051】(第2の実施の形態)(請求項2対応) 本実施の形態の燃料電池発電装置では、前記第1の実施
の形態の燃料電池発電装置におけるスケジュール制御系
の機能として、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧する際に、燃料処理系内に残留している予備燃料が改
質器2に到達するまでの一定時間の間、主燃料の燃料流
量の増加、および予備燃料の燃料流量の減少を、主燃料
および予備燃料の両燃料流量を監視しながら緩やかに行
なう機能を持たせている。
(Second Embodiment) (corresponding to claim 2) In the fuel cell power generator of the present embodiment, the backup control is again performed as a function of the schedule control system in the fuel cell power generator of the first embodiment. When the fuel is switched from the fuel to the main fuel and restored, the fuel flow rate of the main fuel is increased, and the amount of the spare fuel is increased for a certain period of time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer 2. A function of gently reducing the fuel flow rate while monitoring both the fuel flow rates of the main fuel and the spare fuel is provided.

【0052】次に、以上のように構成した本実施の形態
の燃料電池発電装置における燃料切替え方法について、
図2を用いて説明する。なお、前述した図7および図8
に示す従来の燃料電池発電装置における燃料切替え方法
と同一部分についてはその説明を省略し、ここでは異な
る部分についてのみ述べる。
Next, a fuel switching method in the fuel cell power generator of the present embodiment configured as described above will be described.
This will be described with reference to FIG. 7 and 8 described above.
The description of the same parts as those of the conventional fuel cell power generator shown in FIG. 1 is omitted, and only different parts will be described here.

【0053】図2は本実施の形態の燃料電池発電装置に
おける、予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際の
運転スケジュールの一例を示す図であり、横軸に時間、
縦軸に燃料流量をそれぞれ示している。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an operation schedule when the fuel is switched from the reserve fuel to the main fuel in the fuel cell power generator according to the present embodiment, and the horizontal axis represents time,
The vertical axis shows the fuel flow rate.

【0054】すなわち、図1に示す燃料電池発電装置に
おいて、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する
際には、燃料処理系内(図1の予備燃料調節弁16から
改質器2手前までの脱硫装置1、熱交換器14、および
その間の配管系内)に残留している予備燃料が、改質器
2内の改質管内触媒層に到達するまでの一定時間の間、
(A)主燃料の燃料流量の増加、(B)予備燃料の燃料
流量の減少を、両燃料流量を監視しながら緩やかに行な
う。
That is, in the fuel cell power generator shown in FIG. 1, when the fuel is switched again from the spare fuel to the main fuel, the fuel processing system (from the spare fuel control valve 16 in FIG. For a certain period of time until the spare fuel remaining in the desulfurization apparatus 1, the heat exchanger 14, and the piping system therebetween reaches the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2.
(A) The fuel flow rate of the main fuel is increased, and (B) The fuel flow rate of the reserve fuel is gradually reduced while monitoring both fuel flow rates.

【0055】ここで、図2中の一定時間とは、燃料処理
系内に残留している予備燃料が、改質器内の改質管内触
媒層に到達するまでの一定時間のことであり、残留ガス
の容積をあらかじめ計算しておき、改質器2内の改質管
内触媒層入口におけるプロセスガス中のS/C比がある
規定値以下にならないように、図1の制御装置13にて
制御する。
Here, the certain time in FIG. 2 is a certain time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer. The volume of the residual gas is calculated in advance, and is controlled by the control device 13 in FIG. 1 so that the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming tube in the reformer 2 does not fall below a predetermined value. Control.

【0056】前述したように、燃料電池発電装置の発電
に必要な主燃料流量は、予備燃料流量の約2〜3倍であ
り、燃料切替え復旧する際に必要な主燃料流量を急激に
入れると、燃料処理系内に残留している予備燃料が主燃
料により押し出されて、改質器2内の改質管内触媒層に
すぐに到達してしまい、改質器2内の改質管内触媒層入
口におけるS/C比が急激に低くなるという問題があ
る。
As described above, the main fuel flow required for power generation by the fuel cell power generator is about two to three times the reserve fuel flow, and if the main fuel flow required for fuel switching recovery is suddenly added. The spare fuel remaining in the fuel processing system is pushed out by the main fuel and immediately reaches the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2, and the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 There is a problem that the S / C ratio at the entrance is rapidly reduced.

【0057】この点、本実施の形態のように、主燃料の
燃料流量の増加、予備燃料の燃料流量の減少を、両燃料
流量を監視しながら緩やかに行なうことにより、改質器
2内の改質管内触媒層入口におけるS/C比が、ある規
定値以下とならないようにすることができる。
In this regard, as in the present embodiment, the increase in the fuel flow rate of the main fuel and the decrease in the fuel flow rate of the reserve fuel are performed gently while monitoring the flow rates of both fuels. It is possible to prevent the S / C ratio at the catalyst layer inlet in the reforming tube from falling below a certain specified value.

【0058】すなわち、図1の主燃料流量調節弁15、
および予備燃料流量調節弁16の開度制御を、図2に従
って行なうことにより、主燃料が燃料処理系内に残留し
ている予備燃料を急激に押し出し、改質器2内の改質管
内触媒層入口におけるS/C比が急激に低くなることに
よって、改質触媒の炭素析出が起き、改質触媒が割れ
て、改質性能が低下するのが防止することができる。
That is, the main fuel flow control valve 15 shown in FIG.
By controlling the opening degree of the reserve fuel flow control valve 16 in accordance with FIG. 2, the reserve fuel remaining in the fuel processing system is rapidly pushed out by the main fuel, and the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 is removed. When the S / C ratio at the inlet sharply decreases, carbon deposition of the reforming catalyst occurs, and it is possible to prevent the reforming catalyst from cracking and lowering the reforming performance.

【0059】上述したように、本実施の形態では、非常
時等の必要な際に、主燃料から予備燃料への燃料切替え
を行なって発電運転を継続させた後、再度予備燃料から
主燃料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留
している予備燃料が改質器2に到達するまでの一定時間
の間、主燃料の燃料流量の増加、および予備燃料の燃料
流量の減少を、主燃料および予備燃料の両燃料流量を監
視しながら緩やかに行なうようにしているので、予備燃
料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、改質器2内の
改質管内触媒層入口におけるプロセスガス中のS/C比
が急激に低くなるのを防止することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, when an emergency or the like is necessary, the fuel is switched from the main fuel to the spare fuel to continue the power generation operation, and then the spare fuel is switched to the main fuel again. When the fuel switching is restored, the fuel flow of the main fuel is increased and the fuel flow of the spare fuel is decreased for a certain time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer 2. When the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel and the fuel is restored, the process at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 is performed. It is possible to prevent the S / C ratio in the gas from suddenly decreasing.

【0060】これにより、再度予備燃料から主燃料へ燃
料切替え復旧する際に、前述したように改質触媒の炭素
析出が起き、改質触媒が割れて、改質性能が低下するの
を防止することができ、改質触媒を長時間劣化させるこ
となく運転することが可能となり、予備燃料から主燃料
へ燃料切替え復旧後も、燃料電池発電装置の安定した運
転を継続することができる。
Thus, when the fuel is switched back from the spare fuel to the main fuel again, carbon deposition of the reforming catalyst occurs as described above, thereby preventing the reforming catalyst from cracking and lowering the reforming performance. Therefore, the reforming catalyst can be operated without deteriorating the reforming catalyst for a long time, and the stable operation of the fuel cell power generator can be continued even after the fuel switch from the spare fuel to the main fuel is restored.

【0061】しかも、再度予備燃料から主燃料へ燃料切
替え復旧する際に、予備燃料から主燃料に自動的に切替
えるようにしているので、同一運転条件を維持したまま
で、円滑かつ確実に予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧運転することができる。
In addition, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel is automatically switched from the spare fuel to the main fuel, so that the spare fuel can be smoothly and reliably maintained under the same operating conditions. The fuel can be switched to the main fuel and the recovery operation can be performed.

【0062】(第3の実施の形態)(請求項3対応) 本実施の形態の燃料電池発電装置では、前記第1の実施
の形態の燃料電池発電装置におけるスケジュール制御系
の機能として、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧する際に、燃料処理系内に残留している予備燃料が改
質器2に到達するまでの一定時間の間、予備燃料の燃料
流量を徐々に減少させ、その間主燃料の燃料流量を予備
燃料の燃料流量とほぼ同等の流量を流した後に、主燃料
の燃料流量を正規の流量に増加させる機能を持たせてい
る。
(Third Embodiment) (corresponding to claim 3) In the fuel cell power generator according to the present embodiment, the standby control is again performed as a function of the schedule control system in the fuel cell power generator according to the first embodiment. When the fuel is switched from the fuel to the main fuel and restored, the fuel flow rate of the spare fuel is gradually reduced for a certain time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer 2. A function of increasing the fuel flow rate of the main fuel to a normal flow rate after flowing the fuel flow rate of the main fuel at a flow rate substantially equal to the fuel flow rate of the reserve fuel is provided.

【0063】次に、以上のように構成した本実施の形態
の燃料電池発電装置における燃料切替え方法について、
図3を用いて説明する。なお、前述した図7および図8
に示す従来の燃料電池発電装置における燃料切替え方法
と同一部分についてはその説明を省略し、ここでは異な
る部分についてのみ述べる。
Next, a fuel switching method in the fuel cell power generator of the present embodiment configured as described above will be described.
This will be described with reference to FIG. 7 and 8 described above.
The description of the same parts as those of the conventional fuel cell power generator shown in FIG. 1 is omitted, and only different parts will be described here.

【0064】図3は、本実施の形態の燃料電池発電装置
における、予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際
の運転スケジュールの一例を示す図であり、横軸に時
間、縦軸に燃料流量をそれぞれ示している。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an operation schedule when the fuel is switched from the reserve fuel to the main fuel in the fuel cell power generator according to the present embodiment, and the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the fuel flow rate. Are respectively shown.

【0065】すなわち、図1に示す燃料電池発電装置に
おいて、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する
際には、燃料処理系内に残留している予備燃料が、改質
器2内の改質管内触媒層に到達するまでの一定時間の
間、(B)予備燃料の燃料流量の徐々に減少させ、その
間、(A)主燃料の燃料流量を(B)予備燃料の燃料流
量とほぼ同等程度流した後に、主燃料の燃料流量を正規
の流量に増加させる。
That is, in the fuel cell power generator shown in FIG. 1, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the spare fuel remaining in the fuel processing system is replaced with the spare fuel in the reformer 2. The fuel flow rate of (B) the reserve fuel is gradually reduced for a certain period of time until it reaches the in-pipe catalyst layer, during which the fuel flow rate of (A) the main fuel is substantially equal to the fuel flow rate of (B) the reserve fuel After a certain amount of flow, the fuel flow rate of the main fuel is increased to a normal flow rate.

【0066】すなわち、本実施の形態の運転スケジュー
ルにより運転する場合は、前述した図2の場合と異な
り、燃料切替え復旧直後に、主燃料の燃料流量をそれま
で流れていた予備燃料の燃料流量とほぼ同等の流量を一
定時間流すように、主燃料の燃料流量を一定時間タイマ
ー機能を持たせているため、図1の制御装置13にて、
主燃料の燃料流量の増加、予備燃料の燃料流量の減少
を、両燃料流量を監視しながら特別な制御をする必要が
なく、改質器2内の改質管内触媒層入口におけるプロセ
スガス中のS/C比が、ある規定値以下にならないよう
にすることができる。
That is, when the operation is performed according to the operation schedule of the present embodiment, unlike the case of FIG. 2 described above, immediately after the restoration of the fuel switching, the fuel flow of the main fuel is changed to the fuel flow of the spare fuel that has been flowing until then. Since a timer function is provided for the fuel flow rate of the main fuel for a fixed time so that a substantially equal flow rate flows for a certain time, the controller 13 in FIG.
The increase in the fuel flow rate of the main fuel and the decrease in the fuel flow rate of the reserve fuel do not require any special control while monitoring both fuel flow rates. It is possible to prevent the S / C ratio from falling below a certain specified value.

【0067】上述したように、本実施の形態では、非常
時等の必要な際に、主燃料から予備燃料への燃料切替え
を行なって発電運転を継続させた後、再度予備燃料から
主燃料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留
している予備燃料が改質器2に到達するまでの一定時間
の間、予備燃料の燃料流量を徐々に減少させ、その間主
燃料の燃料流量を予備燃料の燃料流量とほぼ同等の流量
を流した後に、主燃料の燃料流量を正規の流量に増加さ
せるようにしているので、予備燃料から主燃料へ燃料切
替え復旧する際に、改質器2内の改質管内触媒層入口に
おけるプロセスガス中のS/C比が急激に低くなるのを
防止することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, when an emergency or the like is necessary, the fuel is switched from the main fuel to the spare fuel to continue the power generation operation, and then the spare fuel is switched to the main fuel again. When the fuel switching is restored, the fuel flow rate of the spare fuel is gradually reduced for a certain period of time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer 2, and the fuel flow rate of the main fuel during that time is reduced. After the fuel flow rate is almost equal to the fuel flow rate of the spare fuel, the fuel flow rate of the main fuel is increased to the normal flow rate. 2, it is possible to prevent the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming tube from being rapidly lowered.

【0068】これにより、再度予備燃料から主燃料へ燃
料切替え復旧する際に、前述したように改質触媒の炭素
析出が起き、改質触媒が割れて、改質性能が低下するの
を防止することができ、改質触媒を長時間劣化させるこ
となく運転することが可能となり、予備燃料から主燃料
へ燃料切替え復旧後も、燃料電池発電装置の安定した運
転を継続することができる。
As a result, when the fuel is switched again from the spare fuel to the main fuel, the carbon deposition of the reforming catalyst occurs as described above, and the reforming catalyst is prevented from cracking and the reforming performance is prevented from deteriorating. Therefore, the reforming catalyst can be operated without deteriorating the reforming catalyst for a long time, and the stable operation of the fuel cell power generator can be continued even after the fuel switch from the spare fuel to the main fuel is restored.

【0069】しかも、再度予備燃料から主燃料へ燃料切
替え復旧する際に、予備燃料から主燃料に自動的に切替
えるようにしているので、同一運転条件を維持したまま
で、円滑かつ確実に予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧運転することができる。
In addition, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel is automatically switched from the spare fuel to the main fuel. Therefore, the spare fuel can be smoothly and reliably maintained under the same operating conditions. The fuel can be switched to the main fuel and the recovery operation can be performed.

【0070】また、燃料切替え復旧直後に、主燃料の燃
料流量をそれまで流れていた予備燃料の燃料流量とほぼ
同等の流量を一定時間流すように、主燃料の燃料流量を
一定時間タイマー機能を持たせているため、主燃料の燃
料流量の増加、予備燃料の燃料流量の減少を、両燃料流
量を監視しながら特別な制御をする必要がない。
Immediately after the restoration of the fuel switching, the main fuel flow rate is set to a constant time by a timer function so that the main fuel flow rate is equal to the spare fuel flow rate that has been flowing until then. Because of this, it is not necessary to perform special control while monitoring both fuel flows to increase the fuel flow rate of the main fuel and decrease the fuel flow rate of the reserve fuel.

【0071】(第4の実施の形態)(請求項4対応) 本実施の形態の燃料電池発電装置では、前記第1の実施
の形態の燃料電池発電装置におけるスケジュール制御系
の機能として、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧する際に、燃料処理系内に残留している予備燃料が改
質器2に到達するまでの一定時間の間、蒸気流量を今ま
で流していた予備燃料に見合った流量とほぼ同等の流量
を流した後に、主燃料の燃料流量に見合った蒸気流量ま
で減少させる機能を持たせている。
(Fourth Embodiment) (Corresponding to Claim 4) In the fuel cell power generation device of the present embodiment, the function of the schedule control system in the fuel cell power generation device of the first embodiment is again used as a spare. When the fuel is switched from the fuel to the main fuel and the fuel is restored, the steam flow for the predetermined time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer 2 matches the spare fuel that has been flowing. After the flow rate is substantially equal to the flow rate of the main fuel, the flow rate is reduced to a steam flow rate corresponding to the fuel flow rate of the main fuel.

【0072】次に、以上のように構成した本実施の形態
の燃料電池発電装置における燃料切替え方法について、
図4を用いて説明する。なお、前述した図7および図8
に示す従来の燃料電池発電装置における燃料切替え方法
と同一部分についてはその説明を省略し、ここでは異な
る部分についてのみ述べる。
Next, a fuel switching method in the fuel cell power generator of the present embodiment configured as described above will be described.
This will be described with reference to FIG. 7 and 8 described above.
The description of the same parts as those of the conventional fuel cell power generator shown in FIG. 1 is omitted, and only different parts will be described here.

【0073】図4は、本実施の形態の燃料電池発電装置
における、予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際
の運転スケジュールの一例を示す図であり、横軸に時
間、縦軸に蒸気流量をそれぞれ示している。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an operation schedule when the fuel is switched from the reserve fuel to the main fuel in the fuel cell power generator according to the present embodiment, and the time is plotted on the horizontal axis and the steam flow rate is plotted on the vertical axis. Are respectively shown.

【0074】すなわち、図1に示す燃料電池発電装置に
おいて、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する
際には、燃料処理系内に残留している予備燃料が、改質
器2内の改質管内触媒層に到達するまでの一定時間の
間、燃料ガス検知器18からの出力信号を制御装置13
に入力し、制御装置13にあらかじめ入力してある主燃
料、予備燃料の比率に対応する蒸気流量のスケジュール
制御系に従って、蒸気流量調節弁17の開度を制御装置
13からの制御信号Fによって制御する。
That is, in the fuel cell power generator shown in FIG. 1, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again and restored, the spare fuel remaining in the fuel processing system is converted into the fuel in the reformer 2. The output signal from the fuel gas detector 18 is sent to the control device 13 for a certain period of time until it reaches the catalyst layer in the gas tube.
The opening of the steam flow control valve 17 is controlled by the control signal F from the control device 13 in accordance with the schedule control system of the steam flow corresponding to the ratio of the main fuel and the spare fuel which has been input to the control device 13 in advance. I do.

【0075】この場合、図示している通り、実際には、
蒸気流量を、燃料切替え復旧前まで流していた予備燃料
に見合った流量とほぼ同等の流量か、多少多めに流した
後に、主燃料の燃料流量に見合った蒸気流量まで徐々に
減少させることになる。
In this case, as shown, actually,
The steam flow rate will be gradually reduced to a flow rate that is almost equal to the flow rate corresponding to the reserve fuel that was flowing before the fuel switchover restoration, or to a steam flow rate that matches the fuel flow rate of the main fuel after flowing a little more. .

【0076】すなわち、本実施の形態の運転スケジュー
ルにより運転する場合は、前述した図2および図3の場
合と異なり、燃料切替え復旧直後に、蒸気流量調節弁1
7を開度制御し、主燃料流量調節弁15、および予備燃
料流量調節弁16の開度制御は行なわないようにして、
改質器2内の改質管内触媒層入口におけるプロセスガス
中のS/C比が、ある規定値以下にならないようにする
ことができる。
That is, when the operation is performed according to the operation schedule of the present embodiment, unlike the case of FIGS. 2 and 3, the steam flow control valve 1
7, so that the opening control of the main fuel flow control valve 15 and the spare fuel flow control valve 16 is not performed.
The S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming tube in the reformer 2 can be prevented from falling below a certain specified value.

【0077】上述したように、本実施の形態では、非常
時等の必要な際に、主燃料から予備燃料への燃料切替え
を行なって発電運転を継続させた後、再度予備燃料から
主燃料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留
している予備燃料が改質器2に到達するまでの一定時間
の間、蒸気流量を今まで流していた予備燃料に見合った
流量とほぼ同等の流量を流した後に、主燃料の燃料流量
に見合った蒸気流量まで減少させるようにしているの
で、予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、改
質器2内の改質管内触媒層入口におけるプロセスガス中
のS/C比が急激に低くなるのを防止することが可能と
なる。
As described above, in the present embodiment, when an emergency or the like is necessary, the fuel is switched from the main fuel to the spare fuel to continue the power generation operation, and then the spare fuel is switched to the main fuel again. When the fuel switching is restored, the steam flow rate during the certain time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer 2 is substantially equal to the flow rate corresponding to the spare fuel that has been flowing so far. After the flow rate of the main fuel is reduced, the flow rate is reduced to the steam flow rate corresponding to the fuel flow rate of the main fuel. It is possible to prevent the S / C ratio in the process gas at the inlet from suddenly lowering.

【0078】これにより、再度予備燃料から主燃料へ燃
料切替え復旧する際に、前述したように改質触媒の炭素
析出が起き、改質触媒が割れて、改質性能が低下するの
を防止することができ、改質触媒を長時間劣化させるこ
となく運転することが可能となり、予備燃料から主燃料
へ燃料切替え復旧後も、燃料電池発電装置の安定した運
転を継続することができる。
As a result, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, carbon deposition of the reforming catalyst occurs as described above, and the reforming catalyst is prevented from being cracked and the reforming performance from being reduced. Therefore, the reforming catalyst can be operated without deteriorating the reforming catalyst for a long time, and the stable operation of the fuel cell power generator can be continued even after the fuel switch from the spare fuel to the main fuel is restored.

【0079】しかも、再度予備燃料から主燃料へ燃料切
替え復旧する際に、予備燃料から主燃料に自動的に切替
えるようにしているので、同一運転条件を維持したまま
で、円滑かつ確実に予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧運転することができる。
Further, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel is automatically switched from the spare fuel to the main fuel. Therefore, the spare fuel can be smoothly and reliably maintained under the same operating conditions. The fuel can be switched to the main fuel and the recovery operation can be performed.

【0080】(第5の実施の形態)(請求項5対応) 本実施の形態の燃料電池発電装置では、前記第1の実施
の形態の燃料電池発電装置におけるスケジュール制御系
の機能として、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧する際に、燃料処理系内に残留している予備燃料が改
質器2に到達するまでの一定時間の間、主燃料の燃料流
量の増加、および予備燃料の燃料流量の減少を、主燃料
および予備燃料の両燃料流量を監視しながら緩やかに行
なうと共に、予備燃料の燃料流量を徐々に減少させ、そ
の間蒸気流量を今まで流していた予備燃料に見合った流
量とほぼ同等の流量を流した後に、主燃料の燃料流量に
見合った蒸気流量まで減少させる機能を持たせている。
(Fifth Embodiment) (corresponding to claim 5) In the fuel cell power generator according to the present embodiment, the function of the schedule control system in the fuel cell power generator according to the first embodiment is again used as a spare. When the fuel is switched from the fuel to the main fuel and restored, the fuel flow rate of the main fuel is increased, and the amount of the spare fuel is increased for a certain period of time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer 2. The fuel flow rate is gradually reduced while monitoring both the main fuel and the reserve fuel flow rates, and the reserve fuel flow rate is gradually reduced while the steam flow rate matches the reserve fuel that has been flowing. After the flow rate is approximately the same as that of the main fuel, the function of reducing the steam flow rate to the fuel flow rate of the main fuel is provided.

【0081】次に、以上のように構成した本実施の形態
の燃料電池発電装置における燃料切替え方法について、
図5を用いて説明する。なお、前述した図7および図8
に示す従来の燃料電池発電装置における燃料切替え方
法、図2および図4に示す第2および第4の実施の形態
と同一部分についてはその説明を省略し、ここでは異な
る部分についてのみ述べる。
Next, a fuel switching method in the fuel cell power generator of the present embodiment configured as described above will be described.
This will be described with reference to FIG. 7 and 8 described above.
The description of the same parts as those of the second and fourth embodiments shown in FIGS. 2 and 4 will be omitted, and only different parts will be described here.

【0082】図5は、本実施の形態の燃料電池発電装置
における、予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際
に、燃料流量および蒸気流量を同時に制御する運転スケ
ジュールの一例を示す図であり、横軸に時間、縦軸の上
側に燃料流量を、縦軸の下側に蒸気流量をそれぞれ示し
ている。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an operation schedule for simultaneously controlling the fuel flow rate and the steam flow rate when the fuel is switched from the reserve fuel to the main fuel and is restored in the fuel cell power generator according to the present embodiment. The horizontal axis shows time, the upper part of the vertical axis shows the fuel flow rate, and the lower part of the vertical axis shows the steam flow rate.

【0083】すなわち、本実施の形態の運転スケジュー
ルにより運転する場合は、前述した図2に示す第2の実
施の形態における燃料流量の運転スケジュールと、図4
に示す第4の実施の形態における蒸気流量の運転スケジ
ュールとを同時に行なうようにしており、前述の場合と
同様にして、改質器2内の改質管内触媒層入口における
プロセスガス中のS/C比が、ある規定値以下にならな
いようにすることができる。
That is, when operating according to the operation schedule of this embodiment, the operation schedule of the fuel flow rate in the second embodiment shown in FIG.
And the operation schedule of the steam flow rate in the fourth embodiment shown in FIG. 4 is simultaneously performed. In the same manner as described above, the S / S The C ratio can be prevented from falling below a certain specified value.

【0084】また、この場合には、再度予備燃料から主
燃料に燃料切替え復旧する際の燃料流量、および蒸気流
量の変化を、前述したように燃料流量の単独制御、ある
いは蒸気流量の単独制御を行なう場合に比べて、各々の
流量変動幅が小さくなり、図1の主燃料流量調節弁1
5、予備燃料流量調節弁16、および蒸気流量調節弁1
7の開度幅を小さくすることができ、各流量調節弁1
5,16,17を小形化することができる。
In this case, the change in the fuel flow rate and the change in the steam flow rate when the fuel is switched from the reserve fuel to the main fuel again is determined by controlling the fuel flow rate alone or the steam flow rate as described above. The width of each flow rate variation is smaller than in the case where the main fuel flow control valve 1 shown in FIG.
5, spare fuel flow control valve 16, and steam flow control valve 1
7, the opening width of each flow control valve 1 can be reduced.
5, 16, and 17 can be miniaturized.

【0085】なお、例えば単純に予備燃料(プロパン
(C38 )(S/C=4.0))から、主燃料(エタ
ン(CH4 )(S/C=3.0))に燃料切替え復旧す
る際には、予備燃料流量をGy、主燃料流量をGsとす
ると、予備燃料から主燃料に燃料切替え復旧する途中過
程での必要蒸気流量Gnの変化は、以下のような式で表
わすことができる。
Incidentally, for example, the fuel is simply changed from the spare fuel (propane (C 3 H 8 ) (S / C = 4.0)) to the main fuel (ethane (CH 4 ) (S / C = 3.0)). When switching and restoring, assuming that the spare fuel flow rate is Gy and the main fuel flow rate is Gs, the change in the required steam flow rate Gn during the process of restoring the fuel switching from the spare fuel to the main fuel is expressed by the following equation. be able to.

【0086】 必要蒸気流量Gn=Gy×3×4.0+Gs×3.0 この場合、蒸気流量の制御方法としては、例えば図1の
蒸気流量調節弁17の開度制御を、制御装置13にあら
かじめ蒸気流量のスケジュール制御系を入力しておき、
それに従って蒸気流量調節弁17をその制御信号Fによ
り制御する方法、あるいは、燃料ガス検知器18からの
出力信号を制御装置13に入力し、制御装置13にあら
かじめ入力してある、主燃料と予備燃料との比率に対応
する蒸気流量のスケジュール制御系に従って、蒸気流量
調節弁17の開度を制御装置13からの制御信号Fによ
り制御する方法がある。
Required steam flow rate Gn = Gy × 3 × 4.0 + Gs × 3.0 In this case, as a method of controlling the steam flow rate, for example, the opening degree control of the steam flow rate control valve 17 in FIG. Enter the schedule control system for the steam flow rate,
According to the method, the steam flow control valve 17 is controlled by the control signal F, or the output signal from the fuel gas detector 18 is input to the control device 13 and the main fuel and the reserve There is a method in which the opening degree of the steam flow control valve 17 is controlled by a control signal F from the control device 13 according to a schedule control system of the steam flow corresponding to the ratio with the fuel.

【0087】上述したように、本実施の形態では、非常
時等の必要な際に、主燃料から予備燃料への燃料切替え
を行なって発電運転を継続させた後、再度予備燃料から
主燃料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留
している予備燃料が改質器2に到達するまでの一定時間
の間、主燃料の燃料流量の増加、および予備燃料の燃料
流量の減少を、主燃料および予備燃料の両燃料流量を監
視しながら緩やかに行なうと共に、予備燃料の燃料流量
を徐々に減少させ、その間蒸気流量を今まで流していた
予備燃料に見合った流量とほぼ同等の流量を流した後
に、主燃料の燃料流量に見合った蒸気流量まで減少させ
るようにしているので、予備燃料から主燃料へ燃料切替
え復旧する際に、改質器2内の改質管内触媒層入口にお
けるプロセスガス中のS/C比が急激に低くなるのを防
止することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, when an emergency or the like is necessary, the fuel is switched from the main fuel to the spare fuel to continue the power generation operation, and then the spare fuel is switched to the main fuel again. When the fuel switching is restored, the fuel flow of the main fuel is increased and the fuel flow of the spare fuel is decreased for a certain time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer 2. , While monitoring both fuel flow of the main fuel and the spare fuel, gradually reduce the fuel flow of the spare fuel, and at the same time, reduce the steam flow rate to a flow rate almost equivalent to the flow rate of the spare fuel that has been flowing until now. After flowing the fuel, the flow rate is reduced to a steam flow rate commensurate with the fuel flow rate of the main fuel. In process gas S / C ratio can be prevented from being suddenly reduced.

【0088】これにより、再度予備燃料から主燃料へ燃
料切替え復旧する際に、前述したように改質触媒の炭素
析出が起き、改質触媒が割れて、改質性能が低下するの
を防止することができ、改質触媒を長時間劣化させるこ
となく運転することが可能となり、予備燃料から主燃料
へ燃料切替え復旧後も、燃料電池発電装置の安定した運
転を継続することができる。
As a result, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the carbon deposition of the reforming catalyst occurs as described above, and the reforming catalyst is prevented from cracking and the reforming performance is prevented from deteriorating. Therefore, the reforming catalyst can be operated without deteriorating the reforming catalyst for a long time, and the stable operation of the fuel cell power generator can be continued even after the fuel switch from the spare fuel to the main fuel is restored.

【0089】しかも、再度予備燃料から主燃料へ燃料切
替え復旧する際に、予備燃料から主燃料に自動的に切替
えるようにしているので、同一運転条件を維持したまま
で、円滑かつ確実に予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧運転することができる。
In addition, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel is automatically switched from the spare fuel to the main fuel. Therefore, the spare fuel can be smoothly and reliably maintained under the same operating conditions. The fuel can be switched to the main fuel and the recovery operation can be performed.

【0090】また、再度予備燃料から主燃料に燃料切替
え復旧する際の燃料流量、および蒸気流量の変化を、燃
料流量の単独制御、あるいは蒸気流量の単独制御を行な
う場合に比べて、各々の流量変動幅が小さくなるため、
主燃料流量調節弁15、予備燃料流量調節弁16、およ
び蒸気流量調節弁17の開度幅を小さくして、これらの
各流量調節弁15,16,17を小形化することが可能
となる。
Further, the change in the fuel flow rate and the steam flow rate when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again is compared with the case where the fuel flow rate or the steam flow rate is independently controlled. Because the range of fluctuation is small,
By reducing the opening width of the main fuel flow control valve 15, the spare fuel flow control valve 16, and the steam flow control valve 17, it is possible to reduce the size of each of the flow control valves 15, 16, and 17.

【0091】(第6の実施の形態)(請求項6対応) 本実施の形態の燃料電池発電装置では、前記第1の実施
の形態の燃料電池発電装置におけるスケジュール制御系
の機能として、再度予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧する際に、燃料処理系内に残留している予備燃料が改
質器2に到達するまでの一定時間の間、予備燃料の燃料
流量を徐々に減少させ、その間主燃料の燃料流量を予備
燃料の燃料流量とほぼ同等の流量を流した後に、主燃料
の燃料流量を正規の流量に増加させると共に、主燃料の
燃料流量に見合った蒸気流量まで減少させる機能を持た
せている。
(Sixth Embodiment) (Corresponding to Claim 6) In the fuel cell power generation device of the present embodiment, the function of the schedule control system in the fuel cell power generation device of the first embodiment is again used as a spare. When the fuel is switched from the fuel to the main fuel and restored, the fuel flow rate of the spare fuel is gradually reduced for a certain time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer 2. After flowing the fuel flow rate of the main fuel approximately equal to the fuel flow rate of the spare fuel, the function to increase the fuel flow rate of the main fuel to the regular flow rate and to reduce the steam flow rate to the fuel flow rate of the main fuel. I have it.

【0092】次に、以上のように構成した本実施の形態
の燃料電池発電装置における燃料切替え方法について、
図6を用いて説明する。なお、前述した図7および図8
に示す従来の燃料電池発電装置における燃料切替え方
法、図3および図4に示す第2および第4の実施の形態
と同一部分についてはその説明を省略し、ここでは異な
る部分についてのみ述べる。
Next, a fuel switching method in the fuel cell power generator of the present embodiment configured as described above will be described.
This will be described with reference to FIG. 7 and 8 described above.
The description of the same parts as those of the second and fourth embodiments shown in FIGS. 3 and 4 will be omitted, and only different parts will be described here.

【0093】図6は、本実施の形態の燃料電池発電装置
における、予備燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際
に、燃料流量および蒸気流量を同時に制御する運転スケ
ジュールの他の例を示す図であり、横軸に時間、縦軸の
上側に燃料流量を、縦軸の下側に蒸気流量をそれぞれ示
している。
FIG. 6 is a diagram showing another example of an operation schedule for simultaneously controlling the fuel flow rate and the steam flow rate in the fuel cell power generator according to the present embodiment when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel and restored. The horizontal axis indicates time, the vertical axis indicates the fuel flow rate, and the vertical axis indicates the steam flow rate.

【0094】すなわち、本実施の形態の運転スケジュー
ルにより運転する場合は、前述した図3に示す第3の実
施の形態における燃料流量の運転スケジュールと、図4
に示す第4の実施の形態における蒸気流量の運転スケジ
ュールとを同時に行なうようにしており、前述の場合と
同様にして、改質器2内の改質管内触媒層入口における
プロセスガス中のS/C比が、ある規定値以下にならな
いようにすることができる。
That is, when the operation is performed according to the operation schedule of this embodiment, the operation schedule of the fuel flow rate in the third embodiment shown in FIG.
And the operation schedule of the steam flow rate in the fourth embodiment shown in FIG. 4 is simultaneously performed. In the same manner as described above, the S / S The C ratio can be prevented from falling below a certain specified value.

【0095】また、この場合には、再度予備燃料から主
燃料に燃料切替え復旧する際の燃料流量、および蒸気流
量の変化を、前述したように燃料流量の単独制御、ある
いは蒸気流量の単独制御を行なう場合に比べて、各々の
流量変動幅が小さくなり、図1の主燃料流量調節弁1
5、予備燃料流量調節弁16、および蒸気流量調節弁1
7の開度幅を小さくすることができ、各流量調節弁1
5,16,17を小形化することができる。
In this case, the change in the fuel flow rate and the change in the steam flow rate when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again is determined by controlling the fuel flow rate alone or the steam flow rate as described above. The width of each flow rate variation is smaller than in the case where the main fuel flow control valve 1 shown in FIG.
5, spare fuel flow control valve 16, and steam flow control valve 1
7, the opening width of each flow control valve 1 can be reduced.
5, 16, and 17 can be miniaturized.

【0096】さらに、この場合には、燃料切替え復旧直
後に、主燃料の燃料流量をそれまで流れていた予備燃料
の燃料流量とほぼ同等の流量を一定時間流すように、主
燃料の燃料流量を一定時間タイマー機能を持たせている
ため、図1の制御装置13にて、主燃料の燃料流量の増
加、予備燃料の燃料流量の減少を、両燃料流量を監視し
ながら特別な制御をする必要がなく、改質器2内の改質
管内触媒層入口におけるプロセスガス中のS/C比が、
ある規定値以下にならないようにすることができる。
Further, in this case, immediately after the fuel switching is restored, the fuel flow rate of the main fuel is changed so that the fuel flow rate of the main fuel flows at a flow rate substantially equal to the fuel flow rate of the spare fuel which has been flowing so far for a certain time. Since a timer function is provided for a fixed period of time, it is necessary to perform special control of the increase in the fuel flow rate of the main fuel and the decrease in the fuel flow rate of the reserve fuel by monitoring both fuel flow rates in the control device 13 of FIG. And the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming tube in the reformer 2 is
It can be ensured that it does not fall below a certain specified value.

【0097】上述したように、本実施の形態では、非常
時等の必要な際に、主燃料から予備燃料への燃料切替え
を行なって発電運転を継続させた後、再度予備燃料から
主燃料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留
している予備燃料が改質器2に到達するまでの一定時間
の間、予備燃料の燃料流量を徐々に減少させ、その間主
燃料の燃料流量を予備燃料の燃料流量とほぼ同等の流量
を流した後に、主燃料の燃料流量を正規の流量に増加さ
せると共に、主燃料の燃料流量に見合った蒸気流量まで
減少させるようにしているので、予備燃料から主燃料へ
燃料切替え復旧する際に、改質器2内の改質管内触媒層
入口におけるプロセスガス中のS/C比が急激に低くな
るのを防止することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, when an emergency or the like is necessary, the fuel is switched from the main fuel to the spare fuel to continue the power generation operation, and then the spare fuel is switched to the main fuel again. When the fuel switching is restored, the fuel flow rate of the spare fuel is gradually reduced for a certain period of time until the spare fuel remaining in the fuel processing system reaches the reformer 2, and the fuel flow rate of the main fuel during that time is reduced. After flowing a flow rate substantially equal to the fuel flow rate of the reserve fuel, the fuel flow rate of the main fuel is increased to a regular flow rate and the steam flow rate is reduced to a steam flow rate corresponding to the fuel flow rate of the main fuel. When the fuel is switched back from the fuel to the main fuel, it is possible to prevent the S / C ratio in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer 2 from suddenly decreasing.

【0098】これにより、再度予備燃料から主燃料へ燃
料切替え復旧する際に、前述したように改質触媒の炭素
析出が起き、改質触媒が割れて、改質性能が低下するの
を防止することができ、改質触媒を長時間劣化させるこ
となく運転することが可能となり、予備燃料から主燃料
へ燃料切替え復旧後も、燃料電池発電装置の安定した運
転を継続することができる。
As a result, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, carbon deposition of the reforming catalyst occurs as described above, and the reforming catalyst is prevented from cracking and the reforming performance is prevented from deteriorating. Therefore, the reforming catalyst can be operated without deteriorating the reforming catalyst for a long time, and the stable operation of the fuel cell power generator can be continued even after the fuel switch from the spare fuel to the main fuel is restored.

【0099】しかも、再度予備燃料から主燃料へ燃料切
替え復旧する際に、予備燃料から主燃料に自動的に切替
えるようにしているので、同一運転条件を維持したまま
で、円滑かつ確実に予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧運転することができる。
Further, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel is automatically switched from the spare fuel to the main fuel. Therefore, the spare fuel can be smoothly and reliably maintained under the same operating conditions. The fuel can be switched to the main fuel and the recovery operation can be performed.

【0100】また、再度予備燃料から主燃料に燃料切替
え復旧する際の燃料流量、および蒸気流量の変化を、燃
料流量の単独制御、あるいは蒸気流量の単独制御を行な
う場合に比べて、各々の流量変動幅が小さくなるため、
主燃料流量調節弁15、予備燃料流量調節弁16、およ
び蒸気流量調節弁17の開度幅を小さくして、これらの
各流量調節弁15,16,17を小形化することが可能
となる。
Further, the change in the fuel flow rate and the steam flow rate when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again is compared with the case where the fuel flow rate or the steam flow rate is independently controlled. Because the range of fluctuation is small,
By reducing the opening width of the main fuel flow control valve 15, the spare fuel flow control valve 16, and the steam flow control valve 17, it is possible to reduce the size of each of the flow control valves 15, 16, and 17.

【0101】さらに、燃料切替え復旧直後に、主燃料の
燃料流量をそれまで流れていた予備燃料の燃料流量とほ
ぼ同等の流量を一定時間流すように、主燃料の燃料流量
を一定時間タイマー機能を持たせているため、主燃料の
燃料流量の増加、予備燃料の燃料流量の減少を、両燃料
流量を監視しながら特別な制御をする必要がない。
Further, immediately after the fuel switching is restored, the main fuel flow rate is set to a constant time timer function so that the main fuel flow rate is substantially the same as the spare fuel flow rate that has been flowing until then. Because of this, it is not necessary to perform special control while monitoring both fuel flows to increase the fuel flow rate of the main fuel and decrease the fuel flow rate of the reserve fuel.

【0102】[0102]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃料電池
発電装置およびその燃料切替え方法によれば、再度予備
燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、S/C比が
ある規定値以下とならないように、主燃料および予備燃
料の流量、または蒸気の流量の少なくとも一方をスケジ
ュール制御するようにしているので、予備燃料から主燃
料へ燃料切替え復旧する際に、改質器内の改質管内触媒
層入口におけるプロセスガス中のS/C比が急激に低く
なるのを防止することが可能となる。
As described above, according to the fuel cell power generation apparatus and the fuel switching method of the present invention, when the fuel switching from the spare fuel to the main fuel is restored again, the S / C ratio is equal to or less than a predetermined value. At least one of the flow rate of the main fuel and the spare fuel or the flow rate of the steam is controlled so as not to cause the situation, so when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel and restored, the reforming in the reformer is performed. It is possible to prevent the S / C ratio in the process gas at the inlet of the in-tube catalyst layer from suddenly decreasing.

【0103】これにより、再度予備燃料から主燃料へ燃
料切替え復旧する際に、改質触媒の炭素析出が起き、改
質触媒が割れて、改質性能が低下するのを防止すること
ができ、改質触媒を長時間劣化させることなく運転する
ことが可能となり、予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧後も、燃料電池発電装置の安定した運転を継続するこ
とができる。
Thus, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, carbon deposition of the reforming catalyst occurs, which prevents the reforming catalyst from cracking and lowering the reforming performance. The operation can be performed without deteriorating the reforming catalyst for a long time, and the stable operation of the fuel cell power generator can be continued even after the fuel switch from the spare fuel to the main fuel is restored.

【0104】しかも、再度予備燃料から主燃料へ燃料切
替え復旧する際に、予備燃料から主燃料に自動的に切替
えるようにしているので、同一運転条件を維持したまま
で、円滑かつ確実に予備燃料から主燃料へ燃料切替え復
旧運転することができる。
In addition, when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel is automatically switched from the spare fuel to the main fuel. Therefore, the spare fuel can be smoothly and reliably maintained under the same operating conditions. The fuel can be switched to the main fuel and the recovery operation can be performed.

【0105】また、燃料切替え復旧直後に、主燃料の燃
料流量をそれまで流れていた予備燃料の燃料流量とほぼ
同等の流量を一定時間流すように、主燃料の燃料流量を
一定時間タイマー機能を持たせるようにしているので、
主燃料の燃料流量の増加、予備燃料の燃料流量の減少
を、両燃料流量を監視しながら特別な制御をする必要が
ない。
Immediately after the restoration of the fuel switching, the main fuel flow rate is set to a fixed time by a timer function so that the main fuel flow rate is equal to the spare fuel flow rate that has been flowing so far. Because I have to have
It is not necessary to perform any special control while monitoring both fuel flow rates to increase the fuel flow rate of the main fuel and decrease the fuel flow rate of the reserve fuel.

【0106】さらに、再度予備燃料から主燃料に燃料切
替え復旧する際の燃料流量、および蒸気流量の変化を、
燃料流量の単独制御、および蒸気流量の単独制御を同時
に行なうようにしているので、各々の流量変動幅が小さ
くなって、各々の流量調節弁の開度幅を小さくすること
ができるため、各々の流量調節弁を小形化することが可
能となる。
Further, the changes in the fuel flow rate and the steam flow rate when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again and restored are as follows.
Since the independent control of the fuel flow rate and the independent control of the steam flow rate are simultaneously performed, the fluctuation width of each flow rate is reduced, and the opening width of each flow control valve can be reduced. The size of the flow control valve can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による燃料電池発電装置およびその燃料
切替え方法の第1の実施の形態を示す概要図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a fuel cell power generator and a fuel switching method thereof according to the present invention.

【図2】本発明による燃料電池発電装置の燃料切替え方
法の第2の実施の形態を示す運転スケジュール図。
FIG. 2 is an operation schedule diagram showing a second embodiment of the fuel switching method for the fuel cell power generator according to the present invention.

【図3】本発明による燃料電池発電装置の燃料切替え方
法の第3の実施の形態を示す運転スケジュール図。
FIG. 3 is an operation schedule diagram illustrating a third embodiment of a fuel switching method for a fuel cell power generator according to the present invention.

【図4】本発明による燃料電池発電装置の燃料切替え方
法の第4の実施の形態を示す運転スケジュール図。
FIG. 4 is an operation schedule diagram showing a fourth embodiment of the fuel switching method for the fuel cell power generator according to the present invention.

【図5】本発明による燃料電池発電装置の燃料切替え方
法の第5の実施の形態を示す運転スケジュール図。
FIG. 5 is an operation schedule diagram showing a fifth embodiment of the fuel switching method for the fuel cell power generator according to the present invention.

【図6】本発明による燃料電池発電装置の燃料切替え方
法の第6の実施の形態を示す運転スケジュール図。
FIG. 6 is an operation schedule diagram showing a sixth embodiment of the fuel switching method for the fuel cell power generator according to the present invention.

【図7】従来の自動燃料切替え手段を備えた燃料電池発
電装置の系統構成の一例を示す概要図。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a system configuration of a conventional fuel cell power generator provided with automatic fuel switching means.

【図8】従来の自動燃料切替え手段を備えた燃料電池発
電装置の系統構成の他の例を示す概要図。
FIG. 8 is a schematic diagram showing another example of the system configuration of a conventional fuel cell power generator provided with automatic fuel switching means.

【図9】従来の燃料電池発電装置における主燃料から予
備燃料へ燃料切替え復旧する際の運転スケジュールの一
例を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an example of an operation schedule when fuel switching from main fuel to spare fuel is restored in a conventional fuel cell power generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…脱硫装置、 2…改質器、 3…C0変成器、 4…燃料電池本体、 5…負荷、 6…主燃料流量調節弁、 7…改質ガスリサイクル流量調節弁、 8…改質用蒸気流量調節弁、 9…主燃料遮断弁、 10…予備燃料遮断弁、 11…改質用蒸気バイパス遮断弁、 12…改質用蒸気バイパス遮断弁、 13…制御装置、 14…熱交換器、 15…主燃料流量調節弁、 16…予備燃料流量調節弁、 17…蒸気流量調節弁、 18…燃料ガス検知器、 61…負荷電流検出センサー、 62…改質器温度検出センサー、 91…主燃料供給異常センサー、 111…改質用蒸気バイパス流量調節弁。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Desulfurization apparatus, 2 ... Reformer, 3 ... CO converter, 4 ... Fuel cell main body, 5 ... Load, 6 ... Main fuel flow control valve, 7 ... Reformed gas recycle flow control valve, 8 ... Reforming Steam flow control valve, 9: main fuel cutoff valve, 10: spare fuel cutoff valve, 11: reforming steam bypass shutoff valve, 12: reforming steam bypass shutoff valve, 13: control device, 14: heat exchanger, 15: Main fuel flow control valve, 16: Reserve fuel flow control valve, 17: Steam flow control valve, 18: Fuel gas detector, 61: Load current detection sensor, 62: Reformer temperature detection sensor, 91: Main fuel Supply abnormality sensor, 111: steam bypass flow rate control valve for reforming.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 都市ガス,LNG等のメタンを主成分と
した主燃料を供給する主燃料供給系、および前記主燃料
供給系の主燃料と異なるLPG,ナフサ,灯油等の予備
燃料を供給する非常用の予備燃料供給系からなる燃料供
給系と、前記燃料供給系から供給される燃料を蒸気と混
合し改質触媒により水素ガスに改質する改質器と、前記
改質器で発生した水素ガスを酸素と電気化学的に反応さ
せて電気エネルギーに変換する燃料電池本体とを備えて
構成される燃料切替え型燃料電池発電装置の燃料切替え
方法において、 非常時等の必要な際に、前記主燃料から予備燃料への燃
料切替えを行なって発電運転を継続させた後、再度予備
燃料から主燃料へ燃料切替え復旧する際に、前記改質器
内の改質管内触媒層入口におけるプロセスガス中の水蒸
気分子数と炭素原子数との比(S/C比)がある規定値
以下とならないように、前記主燃料および予備燃料の流
量、または前記蒸気の流量の少なくとも一方をスケジュ
ール制御するようにしたことを特徴とする燃料電池発電
装置の燃料切替え方法。
1. A main fuel supply system for supplying a main fuel mainly composed of methane such as city gas and LNG, and a spare fuel such as LPG, naphtha, kerosene and the like different from the main fuel of the main fuel supply system. A fuel supply system comprising an emergency reserve fuel supply system, a reformer for mixing fuel supplied from the fuel supply system with steam, and reforming the mixture into hydrogen gas with a reforming catalyst; In a fuel switching method for a fuel-switching fuel cell power generator, comprising: a fuel cell body that electrochemically reacts hydrogen gas with oxygen to convert the hydrogen gas into electric energy. After the fuel is switched from the main fuel to the spare fuel and the power generation operation is continued, when the fuel is switched again from the spare fuel to the main fuel, the process gas at the catalyst layer inlet in the reforming pipe in the reformer is restored. Water vapor Schedule control of at least one of the flow rates of the main fuel and the spare fuel or the flow rate of the steam so that the ratio of the number of carbon atoms to the number of carbon atoms (S / C ratio) does not fall below a predetermined value. A fuel switching method for a fuel cell power generator, comprising:
【請求項2】 前記請求項1に記載の燃料電池発電装置
の燃料切替え方法において、 前記スケジュール制御としては、再度予備燃料から主燃
料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留して
いる予備燃料が改質器に到達するまでの一定時間の間、
前記主燃料の燃料流量の増加、および前記予備燃料の燃
料流量の減少を、前記主燃料および予備燃料の両燃料流
量を監視しながら緩やかに行なうようにしたことを特徴
とする燃料電池発電装置の燃料切替え方法。
2. The fuel switching method for a fuel cell power generator according to claim 1, wherein the schedule control is performed such that when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel remains in the fuel processing system. For a certain period of time until the spare fuel reaches the reformer,
An increase in the fuel flow rate of the main fuel and a decrease in the fuel flow rate of the spare fuel while monitoring both the fuel flow rates of the main fuel and the spare fuel. Fuel switching method.
【請求項3】 前記請求項1に記載の燃料電池発電装置
の燃料切替え方法において、 前記スケジュール制御としては、再度予備燃料から主燃
料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留して
いる予備燃料が改質器に到達するまでの一定時間の間、
前記予備燃料の燃料流量を徐々に減少させ、その間前記
主燃料の燃料流量を前記予備燃料の燃料流量とほぼ同等
の流量を流した後に、前記主燃料の燃料流量を正規の流
量に増加させるようにしたことを特徴とする燃料電池発
電装置の燃料切替え方法。
3. The fuel switching method for a fuel cell power generator according to claim 1, wherein the schedule control includes the step of remaining in the fuel processing system when the fuel switching from the reserve fuel to the main fuel is resumed. For a certain period of time until the spare fuel reaches the reformer,
After gradually decreasing the fuel flow rate of the reserve fuel, during which the fuel flow rate of the main fuel is substantially equal to the fuel flow rate of the reserve fuel, the fuel flow rate of the main fuel is increased to a regular flow rate. A fuel switching method for a fuel cell power generator, characterized in that:
【請求項4】 前記請求項1に記載の燃料電池発電装置
の燃料切替え方法において、 前記スケジュール制御としては、再度予備燃料から主燃
料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留して
いる予備燃料が改質器に到達するまでの一定時間の間、
前記蒸気流量を今まで流していた前記予備燃料に見合っ
た流量とほぼ同等の流量を流した後に、前記主燃料の燃
料流量に見合った蒸気流量まで減少させるようにしたこ
とを特徴とする燃料電池発電装置の燃料切替え方法。
4. The fuel switching method for a fuel cell power generator according to claim 1, wherein the schedule control is performed such that when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel remains in the fuel processing system. For a certain period of time until the spare fuel reaches the reformer,
A fuel cell, wherein the steam flow rate is reduced to a steam flow rate corresponding to the fuel flow rate of the main fuel after flowing a flow rate substantially equal to a flow rate corresponding to the spare fuel which has been flowing up to now. A method for switching fuel in a power generator.
【請求項5】 前記請求項1に記載の燃料電池発電装置
の燃料切替え方法において、 前記スケジュール制御としては、再度予備燃料から主燃
料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留して
いる予備燃料が改質器に到達するまでの一定時間の間、
前記主燃料の燃料流量の増加、および前記予備燃料の燃
料流量の減少を、前記主燃料および予備燃料の両燃料流
量を監視しながら緩やかに行なうと共に、前記予備燃料
の燃料流量を徐々に減少させ、その間前記蒸気流量を今
まで流していた前記予備燃料に見合った流量とほぼ同等
の流量を流した後に、前記主燃料の燃料流量に見合った
蒸気流量まで減少させるようにしたことを特徴とする燃
料電池発電装置の燃料切替え方法。
5. The fuel switching method for a fuel cell power generator according to claim 1, wherein the schedule control is performed such that when the fuel is switched from the reserve fuel to the main fuel again, the fuel remains in the fuel processing system. For a certain period of time until the spare fuel reaches the reformer,
The increase in the fuel flow rate of the main fuel and the decrease in the fuel flow rate of the reserve fuel are performed gently while monitoring both the fuel flow rates of the main fuel and the reserve fuel, and the fuel flow rate of the reserve fuel is gradually reduced. In the meantime, the steam flow rate is reduced to a steam flow rate corresponding to the fuel flow rate of the main fuel after flowing the flow rate substantially equal to the flow rate corresponding to the spare fuel which has been flowing until now. A fuel switching method for a fuel cell power generator.
【請求項6】 前記請求項1に記載の燃料電池発電装置
の燃料切替え方法において、 前記スケジュール制御としては、再度予備燃料から主燃
料へ燃料切替え復旧する際に、燃料処理系内に残留して
いる予備燃料が改質器に到達するまでの一定時間の間、
前記予備燃料の燃料流量を徐々に減少させ、その間前記
主燃料の燃料流量を前記予備燃料の燃料流量とほぼ同等
の流量を流した後に、前記主燃料の燃料流量を正規の流
量に増加させると共に、前記主燃料の燃料流量に見合っ
た蒸気流量まで減少させるようにしたことを特徴とする
燃料電池発電装置の燃料切替え方法。
6. The fuel switching method for a fuel cell power generator according to claim 1, wherein the schedule control is performed such that when the fuel is switched from the spare fuel to the main fuel again, the fuel remains in the fuel processing system. For a certain period of time until the spare fuel reaches the reformer,
The fuel flow rate of the reserve fuel is gradually reduced, and during this time, the fuel flow rate of the main fuel is made to flow at a flow rate substantially equal to the fuel flow rate of the reserve fuel, and then the fuel flow rate of the main fuel is increased to a normal flow rate. Wherein the fuel flow rate is reduced to a steam flow rate corresponding to the fuel flow rate of the main fuel.
【請求項7】 都市ガス,LNG等のメタンを主成分と
した主燃料を供給する主燃料供給系、および前記主燃料
供給系の主燃料と異なるLPG,ナフサ,灯油等の予備
燃料を供給する非常用の予備燃料供給系からなる燃料供
給系と、 前記燃料供給系から供給される燃料を蒸気と混合し改質
触媒により水素ガスに改質する改質器と、 前記改質器で発生した水素ガスを酸素と電気化学的に反
応させて電気エネルギーに変換する燃料電池本体と、 非常時等の必要な際に、前記主燃料から予備燃料への燃
料切替えを行なって発電運転を継続させる燃料切替え機
能、および前記燃料切替え後に再度予備燃料から主燃料
へ燃料切替え復旧する際に、前記改質器内の改質管内触
媒層入口におけるプロセスガス中の水蒸気分子数と炭素
原子数との比(S/C比)がある規定値以下とならない
ように、前記主燃料および予備燃料の流量、または前記
蒸気の流量の少なくとも一方をスケジュール制御するス
ケジュール制御機能を有する燃料切替え手段と、 を備えて成ることを特徴とする燃料電池発電装置。
7. A main fuel supply system for supplying a main fuel mainly composed of methane such as city gas and LNG, and a spare fuel such as LPG, naphtha, kerosene and the like different from the main fuel of the main fuel supply system. A fuel supply system comprising an emergency spare fuel supply system; a reformer for mixing fuel supplied from the fuel supply system with steam and reforming the mixture with a reforming catalyst into hydrogen gas; A fuel cell main body that electrochemically reacts hydrogen gas with oxygen to convert it into electric energy; and a fuel that switches fuel from the main fuel to a spare fuel to continue power generation operation when necessary in an emergency or the like. A switching function and a ratio of the number of water vapor molecules in the process gas to the number of carbon atoms in the process gas at the inlet of the catalyst layer in the reforming pipe in the reformer when the fuel switching from the spare fuel to the main fuel is resumed after the fuel switching. S / C ratio And a fuel switching means having a schedule control function for controlling at least one of the flow rates of the main fuel and the spare fuel or the flow rate of the steam so that the flow rate does not fall below a predetermined value. Fuel cell power plant.
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