JPH09320625A - 燃料電池発電プラント - Google Patents
燃料電池発電プラントInfo
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- JPH09320625A JPH09320625A JP8131932A JP13193296A JPH09320625A JP H09320625 A JPH09320625 A JP H09320625A JP 8131932 A JP8131932 A JP 8131932A JP 13193296 A JP13193296 A JP 13193296A JP H09320625 A JPH09320625 A JP H09320625A
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- flow rate
- fuel
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- fuel gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】燃料ガスの季節的な濃度変動や、燃料ガスの濃
度異常に対して無人で対応でき、長期信頼性の向上を図
る。 【解決手段】供給される燃料ガス中のメタン系炭化水素
の一部の成分の濃度を検出するガス濃度検出手段１２
と、このガス濃度検出手段１２により検出したガス濃度
から燃料ガス中の総発熱量を算出し、この総発熱量から
燃料流量を算出する燃料流量算出手段２４と、この燃料
流量から運転に適した燃料ガス流量を調整する燃料ガス
流量調整手段１４とを備えた。
度異常に対して無人で対応でき、長期信頼性の向上を図
る。 【解決手段】供給される燃料ガス中のメタン系炭化水素
の一部の成分の濃度を検出するガス濃度検出手段１２
と、このガス濃度検出手段１２により検出したガス濃度
から燃料ガス中の総発熱量を算出し、この総発熱量から
燃料流量を算出する燃料流量算出手段２４と、この燃料
流量から運転に適した燃料ガス流量を調整する燃料ガス
流量調整手段１４とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池発電プラン
トに係り、特に供給される燃料ガス濃度を検出する機能
を備えた燃料電池発電プラントに関する。
トに係り、特に供給される燃料ガス濃度を検出する機能
を備えた燃料電池発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、都市部への設置を前提として実用
化が進められている燃料電池発電プラントでは、燃料ガ
スは都市ガス１３Ａガスを使用することが一般的であ
り、一部では、ナフサやＬＰガスを燃料ガスとして使用
した例もある。
化が進められている燃料電池発電プラントでは、燃料ガ
スは都市ガス１３Ａガスを使用することが一般的であ
り、一部では、ナフサやＬＰガスを燃料ガスとして使用
した例もある。
【０００３】いずれの場合も、燃料ガスとしては、運転
中の濃度変動が少なく、また炭酸ガス（以下、発電に寄
与しないガスとも言う。）や、燃料電池発電プラント内
の各機器の酸素，窒素，硫化水素（以下、被毒ガスと総
称する。）の含有量も微小である。そのため、運転中に
供給される燃料ガスの濃度分析は実施しておらず、予め
決定した燃料濃度にて運転を行っている。
中の濃度変動が少なく、また炭酸ガス（以下、発電に寄
与しないガスとも言う。）や、燃料電池発電プラント内
の各機器の酸素，窒素，硫化水素（以下、被毒ガスと総
称する。）の含有量も微小である。そのため、運転中に
供給される燃料ガスの濃度分析は実施しておらず、予め
決定した燃料濃度にて運転を行っている。
【０００４】このように、予め決められたナフサやＬＰ
ガスを燃料ガスとして使用する場合、あるいはＬＮＧパ
イプラインの供給が行われている都市部近郊での設置の
場合には、運転中に供給される燃料ガスの濃度分析を実
施しなくても特に問題がない。
ガスを燃料ガスとして使用する場合、あるいはＬＮＧパ
イプラインの供給が行われている都市部近郊での設置の
場合には、運転中に供給される燃料ガスの濃度分析を実
施しなくても特に問題がない。
【０００５】しかし、汚泥処理から得られる消化ガスや
埋め立てゴミ場から得られるランドフィルガスを燃料と
する場合や、ＬＮＧパイプライン供給が行われていない
地方都市でのガス（プロパン１３Ａガスなど）を燃料と
する場合には、種々の問題が挙げられ、現行の予め決定
した燃料濃度にて運転することができないのが現状であ
る。
埋め立てゴミ場から得られるランドフィルガスを燃料と
する場合や、ＬＮＧパイプライン供給が行われていない
地方都市でのガス（プロパン１３Ａガスなど）を燃料と
する場合には、種々の問題が挙げられ、現行の予め決定
した燃料濃度にて運転することができないのが現状であ
る。
【０００６】そのため従来の燃料電池発電プラントで
は、図２に示すように燃料ガスを前処理装置１を経て、
燃料ガス中のメタン系炭化水素ガスを濃縮して一定とす
るとともに、炭酸ガスや被毒ガスを除去して燃料電池本
体２に供給する構成となっている。
は、図２に示すように燃料ガスを前処理装置１を経て、
燃料ガス中のメタン系炭化水素ガスを濃縮して一定とす
るとともに、炭酸ガスや被毒ガスを除去して燃料電池本
体２に供給する構成となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した消
化ガスやランドフィルガスの燃料濃度は、表１に示す通
りであり、発電に寄与しないガスや微量な被毒ガスが含
まれており、加えて季節的な濃度変動もあり得る。
化ガスやランドフィルガスの燃料濃度は、表１に示す通
りであり、発電に寄与しないガスや微量な被毒ガスが含
まれており、加えて季節的な濃度変動もあり得る。
【０００８】
【表１】
【０００９】そのため、図２に示すように種々の前処理
装置１を組み込み、炭酸ガスや被毒ガスを除去し、さら
に燃料となるメタン系炭化水素濃度を濃縮して一定と
し、現行の予め決定した燃料濃度にて運転することが一
般的である。また、季節ごとに保守員が出張し、ガス組
成を分析し、燃料濃度を変更する方法も知られている
が、いずれも設置スペース，イニシャルコスト，ランニ
ングコスト、前処理装置１の出口ガス組成異常時の対応
などを考慮した手段ではない。
装置１を組み込み、炭酸ガスや被毒ガスを除去し、さら
に燃料となるメタン系炭化水素濃度を濃縮して一定と
し、現行の予め決定した燃料濃度にて運転することが一
般的である。また、季節ごとに保守員が出張し、ガス組
成を分析し、燃料濃度を変更する方法も知られている
が、いずれも設置スペース，イニシャルコスト，ランニ
ングコスト、前処理装置１の出口ガス組成異常時の対応
などを考慮した手段ではない。
【００１０】一方、ＬＮＧパイプラインの供給が行われ
ていない地方都市でのガス（プロパン１３Ａガスなど）
の燃料濃度は、表２に示す通りであり、上記と同様に発
電に寄与しないガスや被毒ガスが含まれている。但し、
この場合には、消化ガスやランドフィルガスと比較して
季節的な濃度変動が少ない。
ていない地方都市でのガス（プロパン１３Ａガスなど）
の燃料濃度は、表２に示す通りであり、上記と同様に発
電に寄与しないガスや被毒ガスが含まれている。但し、
この場合には、消化ガスやランドフィルガスと比較して
季節的な濃度変動が少ない。
【００１１】
【表２】
【００１２】そのため、上記と同様に発電に寄与しない
ガスや微量な被毒ガスを除去する種々の前処理装置１を
組み込み、現行の予め決定した燃料濃度にて運転するこ
とが一般的であるが、この場合も設量スペース，イニシ
ャルコスト，ランニングコスト，前処理装置１の出口ガ
ス組成異常時の対応などを考慮した手段ではない。
ガスや微量な被毒ガスを除去する種々の前処理装置１を
組み込み、現行の予め決定した燃料濃度にて運転するこ
とが一般的であるが、この場合も設量スペース，イニシ
ャルコスト，ランニングコスト，前処理装置１の出口ガ
ス組成異常時の対応などを考慮した手段ではない。
【００１３】以上のように、汚泥処理から得られる消化
ガスや埋め立てゴミ場から得られるランドフィルガスを
燃料ガスとする場合には、前処理装量１をなくし、かつ
季節的な濃度変動に対して無人で対応することで、設置
スペース，イニシャルコスト，ランニングコスト，前処
理装置１の出口ガス組成異常時の対応などにおいて有利
となる。
ガスや埋め立てゴミ場から得られるランドフィルガスを
燃料ガスとする場合には、前処理装量１をなくし、かつ
季節的な濃度変動に対して無人で対応することで、設置
スペース，イニシャルコスト，ランニングコスト，前処
理装置１の出口ガス組成異常時の対応などにおいて有利
となる。
【００１４】一方、ＬＮＧパイプラインの供給が行われ
ていない地方都市でのガス（プロパン１３Ａガスなど）
を燃料ガスとする場合には、季節的な濃度変動はないも
のの、発電に寄与しないガスや被毒ガスが多量に含まれ
ているため、その除去装置が必要となるため、除去装置
の出口ガス組成異常時に対応しなければならない。
ていない地方都市でのガス（プロパン１３Ａガスなど）
を燃料ガスとする場合には、季節的な濃度変動はないも
のの、発電に寄与しないガスや被毒ガスが多量に含まれ
ているため、その除去装置が必要となるため、除去装置
の出口ガス組成異常時に対応しなければならない。
【００１５】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、燃料ガスの季節的な濃度変動や、燃料ガスの濃
度異常に対して無人で対応でき、長期信頼性の向上を図
った燃料電池発電プラントを提供することを目的とす
る。
もので、燃料ガスの季節的な濃度変動や、燃料ガスの濃
度異常に対して無人で対応でき、長期信頼性の向上を図
った燃料電池発電プラントを提供することを目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１は、供給される燃料ガス中の
メタン系炭化水素の一部の成分の濃度を検出するガス濃
度検出手段と、このガス濃度検出手段により検出したガ
ス濃度から燃料ガス中の総発熱量を算出し、この総発熱
量から燃料流量を算出する燃料流量算出手段と、この燃
料流量から運転に適した燃料ガス流量を調整する燃料ガ
ス流量調整手段とを備えたことを特徴とする。
ために、本発明の請求項１は、供給される燃料ガス中の
メタン系炭化水素の一部の成分の濃度を検出するガス濃
度検出手段と、このガス濃度検出手段により検出したガ
ス濃度から燃料ガス中の総発熱量を算出し、この総発熱
量から燃料流量を算出する燃料流量算出手段と、この燃
料流量から運転に適した燃料ガス流量を調整する燃料ガ
ス流量調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】請求項２は、供給される燃料ガス中のメタ
ン系炭化水素の一部の成分の濃度を検出するガス濃度検
出手段と、このガス濃度検出手段により検出したガス濃
度から燃料ガス中の総発熱量を算出し、この総発熱量か
ら燃料流量を算出する燃料流量算出手段と、この燃料流
量算出手段により算出された燃料流量に対し最適な改質
用蒸気流量を算出する改質用蒸気流量算出手段と、この
改質用蒸気流量からプラントにおける改質用の蒸気流量
を調整する蒸気流量調整手段とを備えたことを特徴とす
る。
ン系炭化水素の一部の成分の濃度を検出するガス濃度検
出手段と、このガス濃度検出手段により検出したガス濃
度から燃料ガス中の総発熱量を算出し、この総発熱量か
ら燃料流量を算出する燃料流量算出手段と、この燃料流
量算出手段により算出された燃料流量に対し最適な改質
用蒸気流量を算出する改質用蒸気流量算出手段と、この
改質用蒸気流量からプラントにおける改質用の蒸気流量
を調整する蒸気流量調整手段とを備えたことを特徴とす
る。
【００１８】請求項３は、供給される燃料ガス中の炭酸
ガスの濃度を検出するガス濃度検出手段と、このガス濃
度検出手段により検出した炭酸ガス濃度から一酸化炭素
を変換する変成器の動作温度を算出する変成器動作温度
算出手段と、この動作温度から前記変成器を冷却する冷
却水流量を調整する冷却水流量調整手段とを備えたこと
を特徴とする。
ガスの濃度を検出するガス濃度検出手段と、このガス濃
度検出手段により検出した炭酸ガス濃度から一酸化炭素
を変換する変成器の動作温度を算出する変成器動作温度
算出手段と、この動作温度から前記変成器を冷却する冷
却水流量を調整する冷却水流量調整手段とを備えたこと
を特徴とする。
【００１９】請求項４は、供給される燃料ガス中の被毒
ガスの濃度を検出するガス濃度検出手段と、このガス濃
度検出手段により検出した被毒ガス濃度の許容値を判定
する許容値判定手段と、この被毒ガス濃度が許容値を超
えた場合に燃料ガスを遮断する手段とを備えたことを特
徴とする。
ガスの濃度を検出するガス濃度検出手段と、このガス濃
度検出手段により検出した被毒ガス濃度の許容値を判定
する許容値判定手段と、この被毒ガス濃度が許容値を超
えた場合に燃料ガスを遮断する手段とを備えたことを特
徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００２１】図１は本発明に係る燃料電池発電プラント
の一実施形態を示す系統図である。図１に示すように、
燃料電池発電プラントにおける燃料電池本体１０に接続
される燃料ガスの供給配管１１には、その上流側から、
燃料ガス中のメタン系炭化水素の一部の成分の濃度，炭
酸ガスの濃度および被毒ガスの濃度をそれぞれ検出する
ガス濃度検出手段としてのガス濃度検出器１２と、供給
配管１１から供給される燃料ガスを遮断する燃料ガス入
口遮断弁１３と、供給配管１１から供給される燃料ガス
の流量を調整する燃料ガス流量調整手段としての燃料ガ
ス流量調整弁１４と、燃料ガス中に含まれる硫黄成分を
取り除く脱硫器１５と、燃料ガスからスチーム・リフォ
ーミング反応にて水素リッチガスを製造する改質器１６
と、この改質器１６からの一酸化炭素をシフト反応によ
り一段と水素リッチなガスとする変成器１７とが順次接
続されている。
の一実施形態を示す系統図である。図１に示すように、
燃料電池発電プラントにおける燃料電池本体１０に接続
される燃料ガスの供給配管１１には、その上流側から、
燃料ガス中のメタン系炭化水素の一部の成分の濃度，炭
酸ガスの濃度および被毒ガスの濃度をそれぞれ検出する
ガス濃度検出手段としてのガス濃度検出器１２と、供給
配管１１から供給される燃料ガスを遮断する燃料ガス入
口遮断弁１３と、供給配管１１から供給される燃料ガス
の流量を調整する燃料ガス流量調整手段としての燃料ガ
ス流量調整弁１４と、燃料ガス中に含まれる硫黄成分を
取り除く脱硫器１５と、燃料ガスからスチーム・リフォ
ーミング反応にて水素リッチガスを製造する改質器１６
と、この改質器１６からの一酸化炭素をシフト反応によ
り一段と水素リッチなガスとする変成器１７とが順次接
続されている。
【００２２】また、改質器１６には、改質用蒸気流量算
出手段としての改質用蒸気流量調整弁１８により流量調
整された蒸気が供給される。そして、変成器１７には冷
却水流量調整手段としての動作温度調整用の変成器冷却
用冷却水流量調整弁１９を有する冷却ラインが引き込ま
れている。
出手段としての改質用蒸気流量調整弁１８により流量調
整された蒸気が供給される。そして、変成器１７には冷
却水流量調整手段としての動作温度調整用の変成器冷却
用冷却水流量調整弁１９を有する冷却ラインが引き込ま
れている。
【００２３】さらに、ガス濃度検出器１２には、伝送ケ
ーブル２０を介してガス濃度評価演算回路２１が接続さ
れ、このガス濃度評価演算回路２１では、ガス濃度検出
器１にて分析されたガス組成を集計する集計部２２と、
得られたガス濃度中の発電に寄与しない炭酸ガス濃度か
ら変成器１７入口での一酸化炭素濃度（ＣＯ濃度）を算
出し、変成器１７内の動作温度を算出する変成器動作温
度算出部２３と、得られたガス濃度から燃料ガス中の総
発熱量を算出し、この総発熱量から燃料流量を算出する
燃料流量算出部２４と、この燃料流量算出部２４から算
出された燃料流量に対し最適な改質用蒸気流量を算出す
る改質用蒸気流量算出部２５と、得られた被毒ガス濃度
から燃料ガス中に含まれるプラントの被毒ガス成分の許
容値を判定する許容値判定部２６とを備えている。
ーブル２０を介してガス濃度評価演算回路２１が接続さ
れ、このガス濃度評価演算回路２１では、ガス濃度検出
器１にて分析されたガス組成を集計する集計部２２と、
得られたガス濃度中の発電に寄与しない炭酸ガス濃度か
ら変成器１７入口での一酸化炭素濃度（ＣＯ濃度）を算
出し、変成器１７内の動作温度を算出する変成器動作温
度算出部２３と、得られたガス濃度から燃料ガス中の総
発熱量を算出し、この総発熱量から燃料流量を算出する
燃料流量算出部２４と、この燃料流量算出部２４から算
出された燃料流量に対し最適な改質用蒸気流量を算出す
る改質用蒸気流量算出部２５と、得られた被毒ガス濃度
から燃料ガス中に含まれるプラントの被毒ガス成分の許
容値を判定する許容値判定部２６とを備えている。
【００２４】次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２５】供給配管１１に供給される燃料ガスは、ガ
ス濃度検出器１２、燃料ガス入口遮断弁１３、および燃
料ガス流量調整弁１４を通り、脱硫器１５に供給されて
硫黄成分が除去される。この脱硫器１５において硫黄成
分を除去された燃料ガスは、改質用蒸気流量調整弁１８
により流量調整された蒸気とともに改質器１６に供給さ
れる。
ス濃度検出器１２、燃料ガス入口遮断弁１３、および燃
料ガス流量調整弁１４を通り、脱硫器１５に供給されて
硫黄成分が除去される。この脱硫器１５において硫黄成
分を除去された燃料ガスは、改質用蒸気流量調整弁１８
により流量調整された蒸気とともに改質器１６に供給さ
れる。
【００２６】この改質器１６では、以下の反応式で示さ
れるスチーム・リフォーミング反応にて、水素リッチガ
スを製造する。
れるスチーム・リフォーミング反応にて、水素リッチガ
スを製造する。
【化１】ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2
【００２７】但し、消化ガスやランドフィルガスのよう
に、燃料ガス中に発電に寄与しない炭酸ガスが多く含ま
れている場合には、下式の反応も同時に起こり、改質器
１６出口での一酸化炭素濃度（ＣＯ濃度）が増加する傾
向にある。
に、燃料ガス中に発電に寄与しない炭酸ガスが多く含ま
れている場合には、下式の反応も同時に起こり、改質器
１６出口での一酸化炭素濃度（ＣＯ濃度）が増加する傾
向にある。
【化２】ＣＨ4 ＋ＣＯ2 →２ＣＯ＋２Ｈ2
【００２８】改質器１６にて得られた水素リッチガス
は、変成器１７に供給され、以下の反応式で示されるシ
フト反応を経て、さらに水素リッチなガスとなり、燃料
電池本体１０に供給される。
は、変成器１７に供給され、以下の反応式で示されるシ
フト反応を経て、さらに水素リッチなガスとなり、燃料
電池本体１０に供給される。
【化３】ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2
【００２９】但し、上記反応は発熱反応であるため、変
成器１７入口での一酸化炭素濃度（ＣＯ濃度）が高い場
合には、触媒の耐熱温度以上の動作温度になることもあ
り得る。そのため、変成器１７は、動作温度調整用の変
成器冷却用冷却水流量調整弁１９を有する冷却ラインを
有し、変成器１７内の温度が調整可能に構成されてい
る。
成器１７入口での一酸化炭素濃度（ＣＯ濃度）が高い場
合には、触媒の耐熱温度以上の動作温度になることもあ
り得る。そのため、変成器１７は、動作温度調整用の変
成器冷却用冷却水流量調整弁１９を有する冷却ラインを
有し、変成器１７内の温度が調整可能に構成されてい
る。
【００３０】また、ガス濃度検出器１２にて分析された
ガス組成は、伝送ケーブル２０を介してガス濃度評価演
算回路２１に伝送される。
ガス組成は、伝送ケーブル２０を介してガス濃度評価演
算回路２１に伝送される。
【００３１】次に、ガス濃度検出器１２にて検出したガ
ス濃度を用いて、ガス濃度評価演算回路２１がどのよう
な動作を実施するかを説明する。
ス濃度を用いて、ガス濃度評価演算回路２１がどのよう
な動作を実施するかを説明する。
【００３２】ガス濃度評価演算回路２１内では、燃料流
量算出部２４が、得られたガス濃度に基づいて燃料ガス
中の総発熱量を算出し、この総発熱量から燃料流量を算
出することにより、プラントの運転に適した燃料流量を
燃料ガス流量調整弁１４にて調整する。
量算出部２４が、得られたガス濃度に基づいて燃料ガス
中の総発熱量を算出し、この総発熱量から燃料流量を算
出することにより、プラントの運転に適した燃料流量を
燃料ガス流量調整弁１４にて調整する。
【００３３】また、ガス濃度評価演算回路２１内では、
ガス濃度から算出された燃料流量に対し、改質用蒸気流
量算出部２５により最適な改質用蒸気流量を算出し、こ
の流量を改質用蒸気流量調整弁１８にて調整する。
ガス濃度から算出された燃料流量に対し、改質用蒸気流
量算出部２５により最適な改質用蒸気流量を算出し、こ
の流量を改質用蒸気流量調整弁１８にて調整する。
【００３４】さらに、ガス濃度評価演算回路１０内で
は、得られたガス濃度中の発電に寄与しない炭酸ガス濃
度から変成器１７入口での一酸化炭素濃度（ＣＯ濃度）
を算出し、変成器動作温度算出部２３により変成器１７
内の動作温度を触媒の耐熱温度以下となるように変成器
冷却用冷却水流量調整弁１９を調整する。
は、得られたガス濃度中の発電に寄与しない炭酸ガス濃
度から変成器１７入口での一酸化炭素濃度（ＣＯ濃度）
を算出し、変成器動作温度算出部２３により変成器１７
内の動作温度を触媒の耐熱温度以下となるように変成器
冷却用冷却水流量調整弁１９を調整する。
【００３５】さらにまた、ガス濃度評価演算回路１０内
では、得られたガス濃度から燃料ガス中に含まれるプラ
ントの被毒ガス成分が許容値を越えたか否かを許容値判
定部２６により判定し、被毒ガス成分が許容値を越えた
場合には、燃料ガス入口遮断弁１３を閉として、プラン
ト停止する。
では、得られたガス濃度から燃料ガス中に含まれるプラ
ントの被毒ガス成分が許容値を越えたか否かを許容値判
定部２６により判定し、被毒ガス成分が許容値を越えた
場合には、燃料ガス入口遮断弁１３を閉として、プラン
ト停止する。
【００３６】上記のように、検出された燃料ガス濃度を
各種流量調整に取り込むことによる作用は以下の通りで
ある。すなわち、消化ガスやランドフィルガスを燃料ガ
スとする場合には、常時、ガス濃度検出器１２で得られ
たガス濃度から、燃料流量や改質用の蒸気流量の調整や
変成器の動作温度を調整しているため、前処理装置によ
る燃料ガスの処理（メタン系炭化水素の濃縮など）の必
要がなくなり、かつ季節的な濃度変動に無人で対応可能
となる。そのため、保守コストの低減やプラント全体の
コンパクト化や、低コスト化が可能となる。
各種流量調整に取り込むことによる作用は以下の通りで
ある。すなわち、消化ガスやランドフィルガスを燃料ガ
スとする場合には、常時、ガス濃度検出器１２で得られ
たガス濃度から、燃料流量や改質用の蒸気流量の調整や
変成器の動作温度を調整しているため、前処理装置によ
る燃料ガスの処理（メタン系炭化水素の濃縮など）の必
要がなくなり、かつ季節的な濃度変動に無人で対応可能
となる。そのため、保守コストの低減やプラント全体の
コンパクト化や、低コスト化が可能となる。
【００３７】一方、ＬＮＧパイプラインの供給が行われ
ていない地方都市でのガス（プロパン１３Ａガスなど）
を燃料ガスとする場合には、図２に示す前処理装置が必
要であるため、プラント全体のコンパクト化や、低コス
ト化は望めないものの、ガス濃度検出器１２にて、常時
供給される燃料ガス濃度を監視しているため、前処理装
置の故障などによる出口ガス濃度異常時の対応が可能と
なり、プラントとしての長期信頼性が向上する。
ていない地方都市でのガス（プロパン１３Ａガスなど）
を燃料ガスとする場合には、図２に示す前処理装置が必
要であるため、プラント全体のコンパクト化や、低コス
ト化は望めないものの、ガス濃度検出器１２にて、常時
供給される燃料ガス濃度を監視しているため、前処理装
置の故障などによる出口ガス濃度異常時の対応が可能と
なり、プラントとしての長期信頼性が向上する。
【００３８】このように本実施形態によれば、常時監視
された燃料ガス濃度に基づいて燃料ガス流量，改質用蒸
気流量，変成器の動作温度を算出しているため、燃料ガ
スの季節的な濃度変動や、燃料ガスの濃度異常に対して
無人で対応でき、プラント全体のコンパクト化，低コス
ト化，プラントとしての長期信頼性の向上が可能とな
る。
された燃料ガス濃度に基づいて燃料ガス流量，改質用蒸
気流量，変成器の動作温度を算出しているため、燃料ガ
スの季節的な濃度変動や、燃料ガスの濃度異常に対して
無人で対応でき、プラント全体のコンパクト化，低コス
ト化，プラントとしての長期信頼性の向上が可能とな
る。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、供給される燃料ガス中のメタン系炭化水素の
一部の成分の濃度を検出するガス濃度検出手段と、この
ガス濃度検出手段により検出したガス濃度から燃料ガス
中の総発熱量を算出し、この総発熱量から燃料流量を算
出する燃料流量算出手段と、この燃料流量から運転に適
した燃料ガス流量を調整する燃料ガス流量調整手段とを
備えたことにより、燃料ガスの季節的な濃度変動や、燃
料ガスの濃度異常に対して無人で対応でき、プラント全
体のコンパクト化を図るとともに、プラントとしての長
期信頼性の向上が可能となる。
によれば、供給される燃料ガス中のメタン系炭化水素の
一部の成分の濃度を検出するガス濃度検出手段と、この
ガス濃度検出手段により検出したガス濃度から燃料ガス
中の総発熱量を算出し、この総発熱量から燃料流量を算
出する燃料流量算出手段と、この燃料流量から運転に適
した燃料ガス流量を調整する燃料ガス流量調整手段とを
備えたことにより、燃料ガスの季節的な濃度変動や、燃
料ガスの濃度異常に対して無人で対応でき、プラント全
体のコンパクト化を図るとともに、プラントとしての長
期信頼性の向上が可能となる。
【００４０】請求項２によれば、供給される燃料ガス中
のメタン系炭化水素の一部の成分の濃度を検出するガス
濃度検出手段と、このガス濃度検出手段により検出した
ガス濃度から燃料ガス中の総発熱量を算出し、この総発
熱量から燃料流量を算出する燃料流量算出手段と、この
燃料流量算出手段により算出された燃料流量に対し最適
な改質用蒸気流量を算出する改質用蒸気流量算出手段
と、この改質用蒸気流量からプラントにおける改質用の
蒸気流量を調整する蒸気流量調整手段とを備えたことに
より、請求項１と同様の効果が得られる。
のメタン系炭化水素の一部の成分の濃度を検出するガス
濃度検出手段と、このガス濃度検出手段により検出した
ガス濃度から燃料ガス中の総発熱量を算出し、この総発
熱量から燃料流量を算出する燃料流量算出手段と、この
燃料流量算出手段により算出された燃料流量に対し最適
な改質用蒸気流量を算出する改質用蒸気流量算出手段
と、この改質用蒸気流量からプラントにおける改質用の
蒸気流量を調整する蒸気流量調整手段とを備えたことに
より、請求項１と同様の効果が得られる。
【００４１】請求項３によれば、供給される燃料ガス中
の炭酸ガスの濃度を検出するガス濃度検出手段と、この
ガス濃度検出手段により検出した炭酸ガス濃度から一酸
化炭素を変換する変成器の動作温度を算出する変成器動
作温度算出手段と、この動作温度から変成器を冷却する
冷却水流量を調整する冷却水流量調整手段とを備えたこ
とにより、請求項１と同様の効果が得られる。
の炭酸ガスの濃度を検出するガス濃度検出手段と、この
ガス濃度検出手段により検出した炭酸ガス濃度から一酸
化炭素を変換する変成器の動作温度を算出する変成器動
作温度算出手段と、この動作温度から変成器を冷却する
冷却水流量を調整する冷却水流量調整手段とを備えたこ
とにより、請求項１と同様の効果が得られる。
【００４２】請求項４によれば、供給される燃料ガス中
の被毒ガスの濃度を検出するガス濃度検出手段と、この
ガス濃度検出手段により検出した被毒ガス濃度の許容値
を判定する許容値判定手段と、この被毒ガス濃度が許容
値を超えた場合に燃料ガスを遮断する手段とを備えたこ
とにより、請求項１と同様の効果が得られる。
の被毒ガスの濃度を検出するガス濃度検出手段と、この
ガス濃度検出手段により検出した被毒ガス濃度の許容値
を判定する許容値判定手段と、この被毒ガス濃度が許容
値を超えた場合に燃料ガスを遮断する手段とを備えたこ
とにより、請求項１と同様の効果が得られる。
【図１】本発明に係る燃料電池発電プラントの一実施形
態を示す系統図。
態を示す系統図。
【図２】従来の燃料電池発電プラントにおける前処理装
置の燃料ガス処理を示す説明図。
置の燃料ガス処理を示す説明図。
１０ 燃料電池本体 １１ 供給配管 １２ ガス濃度検出器（ガス濃度検出手段） １３ 燃料ガス入口遮断弁（燃料ガスを遮断する手段） １４ 燃料ガス流量調整弁（燃料ガス流量調整手段） １５ 脱硫器 １６ 改質器 １７ 変成器 １８ 改質用蒸気流量調整弁（改質用蒸気流量算出手
段） １９ 変成器冷却用冷却水流量調整弁（冷却水流量調整
手段） ２０ 伝送ケーブル ２１ ガス濃度評価演算回路 ２２ 集計部 ２３ 変成器動作温度算出部 ２４ 燃料流量算出部 ２５ 改質用蒸気流量算出部 ２６ 許容値判定部
段） １９ 変成器冷却用冷却水流量調整弁（冷却水流量調整
手段） ２０ 伝送ケーブル ２１ ガス濃度評価演算回路 ２２ 集計部 ２３ 変成器動作温度算出部 ２４ 燃料流量算出部 ２５ 改質用蒸気流量算出部 ２６ 許容値判定部
Claims (4)
- 【請求項１】 供給される燃料ガス中のメタン系炭化水
素の一部の成分の濃度を検出するガス濃度検出手段と、
このガス濃度検出手段により検出したガス濃度から燃料
ガス中の総発熱量を算出し、この総発熱量から燃料流量
を算出する燃料流量算出手段と、この燃料流量から運転
に適した燃料ガス流量を調整する燃料ガス流量調整手段
とを備えたことを特徴とする燃料電池発電プラント。 - 【請求項２】 供給される燃料ガス中のメタン系炭化水
素の一部の成分の濃度を検出するガス濃度検出手段と、
このガス濃度検出手段により検出したガス濃度から燃料
ガス中の総発熱量を算出し、この総発熱量から燃料流量
を算出する燃料流量算出手段と、この燃料流量算出手段
により算出された燃料流量に対し最適な改質用蒸気流量
を算出する改質用蒸気流量算出手段と、この改質用蒸気
流量からプラントにおける改質用の蒸気流量を調整する
蒸気流量調整手段とを備えたことを特徴とする燃料電池
発電プラント。 - 【請求項３】 供給される燃料ガス中の炭酸ガスの濃度
を検出するガス濃度検出手段と、このガス濃度検出手段
により検出した炭酸ガス濃度から一酸化炭素を変換する
変成器の動作温度を算出する変成器動作温度算出手段
と、この動作温度から前記変成器を冷却する冷却水流量
を調整する冷却水流量調整手段とを備えたことを特徴と
する燃料電池発電プラント。 - 【請求項４】 供給される燃料ガス中の被毒ガスの濃度
を検出するガス濃度検出手段と、このガス濃度検出手段
により検出した被毒ガス濃度の許容値を判定する許容値
判定手段と、この被毒ガス濃度が許容値を超えた場合に
燃料ガスを遮断する手段とを備えたことを特徴とする燃
料電池発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8131932A JPH09320625A (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 燃料電池発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8131932A JPH09320625A (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 燃料電池発電プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09320625A true JPH09320625A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15069591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8131932A Pending JPH09320625A (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 燃料電池発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09320625A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000067895A (ja) * | 1998-08-19 | 2000-03-03 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
| WO2006046621A1 (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 燃料電池発電装置 |
| WO2011122042A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | 株式会社Ｅｎｅｏｓセルテック | 燃料電池システム |
| WO2012111629A1 (ja) | 2011-02-16 | 2012-08-23 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 燃料電池システム |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP8131932A patent/JPH09320625A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000067895A (ja) * | 1998-08-19 | 2000-03-03 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
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| US8158295B2 (en) | 2004-10-26 | 2012-04-17 | Panasonic Corporation | Fuel cell system |
| WO2011122042A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | 株式会社Ｅｎｅｏｓセルテック | 燃料電池システム |
| CN102844922A (zh) * | 2010-03-31 | 2012-12-26 | 亿能新燃料电池技术开发有限公司 | 燃料电池系统 |
| JPWO2011122042A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2013-07-04 | 株式会社Ｅｎｅｏｓセルテック | 燃料電池システム |
| WO2012111629A1 (ja) | 2011-02-16 | 2012-08-23 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2012169214A (ja) * | 2011-02-16 | 2012-09-06 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 燃料電池システム |
| CN103370823A (zh) * | 2011-02-16 | 2013-10-23 | 吉坤日矿日石能源株式会社 | 燃料电池系统 |
| EP2677583A4 (en) * | 2011-02-16 | 2014-12-03 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | FUEL CELL SYSTEM |
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