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技術 ボイラシステム

出願人 三浦工業株式会社
発明者 山田和也
出願日 2016年9月27日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2016-188197
公開日 2018年4月5日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2018-054181
状態 特許登録済
技術分野 蒸気ボイラの細部
主要キーワード リミット設定 圧力位置 設定圧力範囲 蒸気圧センサ アラーム判定 最小燃焼状態 燃焼比 ヘッダ圧力
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

ブロー処理を必要とするボイラ燃焼量を低くし、運転スイッチをオフにしたときにボイラ全体の出力蒸気量の変動量を抑えるボイラシステムを提供すること。

解決手段

複数のボイラを含むボイラ群2の台数制御を行う制御部は、全ブローが必要な時期になった前記ボイラのブロー報知アラームを検出するブロー報知アラーム検出部42と、前記ブロー報知アラームの検出されたブロー報知ボイラの燃焼優先順位最下位に繰り下げる優先順位繰下部43と、ブロー報知ボイラの燃焼量の上限を予め設定された第1の燃焼量に設定するリミット設定部44と、を含む。

概要

背景

複数のボイラからなるボイラ群により構成されるボイラシステムでは、ボイラ群において生成された蒸気蒸気ヘッダ集合し、この蒸気ヘッダから負荷機器に対して蒸気を供給する。このようなボイラシステムでは、蒸気ヘッダ内の蒸気の圧力(ヘッダ圧力)が設定圧力範囲に収まるように、台数制御手段(台数制御装置)により制御対象のボイラの燃焼量を制御することとしている。
また、各ボイラにはそれぞれ優先順位が設定されている。優先順位は、燃焼指示や燃焼停止指示等を行うボイラを選択するために用いられる。

一般に、ボイラー長時間運転すると、ボイラ内の給水(缶水)が濃縮してキャリーオーバーが生じたり、缶底スラッジ等の堆積物が溜まり、蒸気の乾き度の低下や、バルブ等の関連機器の損傷を招いてしまう。そこで、例えばボイラの燃焼時間を100%燃焼として換算した時間が所定の時間に到達した場合には、当該ボイラの運転スイッチをオフにして、ボイラ本体内ボイラ水を外部に排出するブロー処理(全ブロー処理)を行う必要がある。
しかしながら、ボイラの運転スイッチをオフにすると、当該ボイラの出力量一気にゼロとなるため、急激な蒸気出力量の減少に伴い、ヘッダ圧力が不安定になる恐れがある。
このため、全ブロー処理を行うボイラは、燃焼を停止しているか、又は燃焼しているが他のボイラよりも燃焼量が少ないボイラであることが望ましい。
そこで、同時に複数台のボイラーが全ブロー処理を必要とする時期に達しても、そのうちの1台にのみあるいは蒸気供給量に影響が出ない台数に対してのみブロー指示信号を出力するように台数制御を行うことが知られている(特許文献1)。
また、全ブロー処理を必要とするボイラの稼働優先順位を下位に変更し、全ブロー処理を必要とする時期となっているボイラが燃焼する必要性を低くすることで、当該ボイラを停止させた場合において、蒸気供給量が不足しないようにすることが知られている(特許文献2)。

概要

全ブロー処理を必要とするボイラの燃焼量を低くし、運転スイッチをオフにしたときにボイラ全体の出力蒸気量の変動量を抑えるボイラシステムを提供すること。複数のボイラを含むボイラ群2の台数制御を行う制御部は、全ブローが必要な時期になった前記ボイラのブロー報知アラームを検出するブロー報知アラーム検出部42と、前記ブロー報知アラームの検出されたブロー報知ボイラの燃焼優先順位を最下位に繰り下げる優先順位繰下部43と、ブロー報知ボイラの燃焼量の上限を予め設定された第1の燃焼量に設定するリミット設定部44と、を含む。

目的

したがって、全ブロー処理を必要とするボイラの燃焼量を低くし、運転スイッチをオフにしたときにボイラ全体の出力蒸気量の変動量を抑えることができ、ヘッダ圧力が不安定になることを抑制する制御が望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

複数のボイラからなるボイラ群と、前記ボイラ群において生成された蒸気集合させる蒸気ヘッダと、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、前記ヘッダ圧力値に基づいて前記ボイラ群の燃焼状態を制御する制御部と、を備えるボイラシステムであって、前記制御部は、前記ヘッダ圧力値に基づいて必要蒸気量を算出する必要蒸気量算出部と、前記必要蒸気量算出部により算出された必要蒸気量の蒸気を生成するように前記ボイラ群の出力を制御する燃焼制御部と、全ブローが必要な時期になった前記ボイラのブロー報知アラームを検出するブロー報知アラーム検出部と、前記ブロー報知アラームの検出されたブロー報知ボイラの燃焼優先順位最下位に繰り下げる優先順位繰下部と、前記ブロー報知ボイラの燃焼量の上限を予め設定された第1の燃焼量に設定するリミット設定部と、を備える、ボイラシステム。

請求項2

前記第1の燃焼量は、前記ボイラの最小燃焼量である、請求項1に記載のボイラシステム。

請求項3

前記優先順位繰下部は、前記ブロー報知アラーム検出部によりブロー報知アラームが検出されたときに、前記ブロー報知ボイラの燃焼優先順位を最下位に繰り下げる、請求項1又は請求項2に記載のボイラシステム。

請求項4

前記優先順位繰下部は、前記ブロー報知アラーム検出部によりブロー報知アラームが検出された後、オペレータによる前記ブロー報知アラームの確認操作を検知したときに前記ブロー報知ボイラの燃焼優先順位を最下位に繰り下げる、請求項1又は請求項2に記載のボイラシステム。

請求項5

前記優先順位繰下部は、前記ブロー報知アラーム検出部によりブロー報知アラームが検出された後、オペレータによるブロー操作開始指示の操作を検知したときに前記ブロー報知ボイラの燃焼優先順位を最下位に繰り下げる、請求項1又は請求項2に記載のボイラシステム。

請求項6

前記制御部は、前記ボイラ群により前記必要蒸気量を賄えない場合に、前記リミット設定部による設定を解除するリセット部を更に備える、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のボイラシステム。

請求項7

前記制御部は、前記ボイラ群における前記ブロー報知ボイラを除く燃焼中のボイラが所定の燃焼率又は所定の燃焼範囲外れて燃焼する場合に、前記リミット設定部による設定を解除するリセット部を更に備える、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のボイラシステム。

請求項8

前記所定の燃焼率は、前記燃焼中のボイラのボイラ効率が最も高くなる燃焼率であるエコ運転ポイントであり、前記所定の燃焼範囲は、前記燃焼中のボイラのボイラ効率が所定閾値よりも高くなる燃焼率の範囲であるエコ運転ゾーンである、請求項7に記載のボイラシステム。

技術分野

0001

本発明は、蒸気集合部(以下、「蒸気ヘッダ」ともいう)の内部の蒸気圧設定圧力範囲に収まるように、制御対象ボイラ燃焼量を制御する台数制御手段(台数制御装置)を備えるボイラシステムに関する。

背景技術

0002

複数のボイラからなるボイラ群により構成されるボイラシステムでは、ボイラ群において生成された蒸気を蒸気ヘッダに集合し、この蒸気ヘッダから負荷機器に対して蒸気を供給する。このようなボイラシステムでは、蒸気ヘッダ内の蒸気の圧力(ヘッダ圧力)が設定圧力範囲に収まるように、台数制御手段(台数制御装置)により制御対象のボイラの燃焼量を制御することとしている。
また、各ボイラにはそれぞれ優先順位が設定されている。優先順位は、燃焼指示や燃焼停止指示等を行うボイラを選択するために用いられる。

0003

一般に、ボイラー長時間運転すると、ボイラ内の給水(缶水)が濃縮してキャリーオーバーが生じたり、缶底スラッジ等の堆積物が溜まり、蒸気の乾き度の低下や、バルブ等の関連機器の損傷を招いてしまう。そこで、例えばボイラの燃焼時間を100%燃焼として換算した時間が所定の時間に到達した場合には、当該ボイラの運転スイッチをオフにして、ボイラ本体内ボイラ水を外部に排出するブロー処理(全ブロー処理)を行う必要がある。
しかしながら、ボイラの運転スイッチをオフにすると、当該ボイラの出力量一気にゼロとなるため、急激な蒸気出力量の減少に伴い、ヘッダ圧力が不安定になる恐れがある。
このため、全ブロー処理を行うボイラは、燃焼を停止しているか、又は燃焼しているが他のボイラよりも燃焼量が少ないボイラであることが望ましい。
そこで、同時に複数台のボイラーが全ブロー処理を必要とする時期に達しても、そのうちの1台にのみあるいは蒸気供給量に影響が出ない台数に対してのみブロー指示信号を出力するように台数制御を行うことが知られている(特許文献1)。
また、全ブロー処理を必要とするボイラの稼働優先順位を下位に変更し、全ブロー処理を必要とする時期となっているボイラが燃焼する必要性を低くすることで、当該ボイラを停止させた場合において、蒸気供給量が不足しないようにすることが知られている(特許文献2)。

先行技術

0004

特開平3−036403号公報
特開2011−094823号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、全ブロー処理を必要とするボイラの稼働優先順位を下位に変更した場合であっても、全体の負荷が上昇した場合には、当該ボイラの燃焼量を増加させるように台数制御されることとなり、当該ボイラをオペレータが停止させることが困難となる。
したがって、全ブロー処理を必要とするボイラの燃焼量を低くし、運転スイッチをオフにしたときにボイラ全体の出力蒸気量の変動量を抑えることができ、ヘッダ圧力が不安定になることを抑制する制御が望まれている。

0006

本発明は、全ブロー処理を必要とするボイラの燃焼量を低くし、当該ボイラの運転スイッチをオフにしたときにボイラ全体の出力蒸気量の変動量を抑えることができ、ヘッダ圧力が不安定になることを抑制することができるボイラシステムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、複数のボイラからなるボイラ群と、前記ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、前記ヘッダ圧力値に基づいて前記ボイラ群の燃焼状態を制御する制御部と、を備えるボイラシステムであって、前記制御部は、前記ヘッダ圧力値に基づいて必要蒸気量を算出する必要蒸気量算出部と、前記必要蒸気量算出部により算出された必要蒸気量の蒸気を生成するように前記ボイラ群の出力を制御する燃焼制御部と、全ブローが必要な時期になった前記ボイラのブロー報知アラームを検出するブロー報知アラーム検出部と、前記ブロー報知アラームの検出されたブロー報知ボイラの燃焼優先順位を最下位に繰り下げる優先順位繰下部と、前記ブロー報知ボイラの燃焼量の上限を予め設定された第1の燃焼量に設定するリミット設定部と、を備える、ボイラシステムに関する。

0008

また、前記第1の燃焼量は、前記ボイラの最小燃焼量であることが好ましい。

0009

また、前記優先順位繰下部は、前記ブロー報知アラーム検出部によりブロー報知アラームが検出されたときに、前記ブロー報知ボイラの燃焼優先順位を最下位に繰り下げることが好ましい。

0010

また、前記優先順位繰下部は、前記ブロー報知アラーム検出部によりブロー報知アラームが検出された後、オペレータによる前記ブロー報知アラームの確認操作を検知したときに前記ブロー報知ボイラの燃焼優先順位を最下位に繰り下げることが好ましい。

0011

また、前記優先順位繰下部は、前記ブロー報知アラーム検出部によりブロー報知アラームが検出された後、オペレータによる前記ブロー報知アラームの確認操作を検知したときに前記ブロー報知ボイラの燃焼優先順位を最下位に繰り下げることが好ましい。

0012

また、前記制御部は、前記ボイラ群により前記必要蒸気量を賄えない場合(必要蒸気量>最大出力蒸気量)に、前記リミット設定部による設定を解除するリセット部を更に備えることが好ましい。

0013

また、前記制御部は、前記ボイラ群における前記ブロー報知ボイラを除く燃焼中のボイラが所定の燃焼率又は所定の燃焼範囲外れて燃焼する場合に、前記リミット設定部による設定を解除するリセット部を更に備えることが好ましい。

0014

また、前記所定の燃焼率は、前記燃焼中のボイラのボイラ効率が最も高くなる燃焼率であるエコ運転ポイントであり、前記所定の燃焼範囲は、前記燃焼中のボイラのボイラ効率が所定閾値よりも高くなる燃焼率の範囲であるエコ運転ゾーンであるようにすることができる。

発明の効果

0015

本発明によれば、全ブロー処理を必要とするボイラの燃焼量を低くし、当該ボイラの運転スイッチをオフにしたときにボイラ全体の出力蒸気量の変動量を抑えることができ、ヘッダ圧力が不安定になることを抑制することができる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の一実施形態に係るボイラシステムの概略を示す図である。
第1実施形態のボイラの構成を示す概略図である。
第1実施形態の台数制御装置の備える制御部の構成を示す機能ブロック図である。
本発明の第1実施形態に係る制御部4の処理の流れを示すフローチャートである。
本発明の第1実施形態に係る制御部4の処理の流れを示すフローチャートである。

実施例

0017

[第1実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態に係るボイラシステム1について説明する。図1は、ボイラシステム1の概略を示す図である。

0018

図1に示すように、ボイラシステム1は、複数(5台)のボイラ20を含むボイラ群2と、ボイラ20において生成された蒸気を集合させる蒸気集合部としての蒸気ヘッダ6と、蒸気圧測定手段としての蒸気圧センサ7と、台数制御手段としての台数制御装置3と、を備える。
ボイラ群2は、負荷機器としての蒸気使用設備18に供給する蒸気を生成する。

0019

蒸気ヘッダ6の上流側は、蒸気管11を介してボイラ群2(各ボイラ20)に接続されている。蒸気ヘッダ6の下流側は、蒸気管12を介して蒸気使用設備18に接続されている。蒸気ヘッダ6は、ボイラ群2で発生させた蒸気を集合させて貯留することにより各ボイラ20の相互の圧力差及び圧力変動を調整し、圧力が調整された蒸気を蒸気使用設備18に供給するようになっている。

0020

蒸気圧センサ7は、信号線13を介して、台数制御装置3に電気的に接続されている。蒸気圧センサ7は、蒸気ヘッダ6の内部の蒸気圧(ボイラ群2で発生した蒸気の圧力)を測定し、測定した蒸気圧に係る信号(蒸気圧信号)を、信号線13を介して台数制御装置3に送信する。

0021

ボイラシステム1は、ボイラ群2で発生させた蒸気を、蒸気ヘッダ6を介して、蒸気によって運転される蒸気使用設備18に供給可能とされている。
ボイラシステム1において要求される負荷(要求負荷)は、蒸気使用設備18における蒸気消費量である。台数制御時においては、この蒸気消費量に対応して生じる蒸気ヘッダ6の内部の蒸気圧の変動を、蒸気圧センサ7が測定する蒸気ヘッダ6の内部の蒸気圧(物理量)に基づいて算出し、ボイラ群2を構成する各ボイラ20の燃焼量を制御する。

0022

蒸気使用設備18の需要の増大により要求負荷が増加し、供給蒸気量が不足すれば、蒸気ヘッダ6の内部の蒸気圧が減少することになる。一方、蒸気使用設備18の需要の低下により要求負荷が減少し、供給蒸気量が過剰になれば、蒸気ヘッダ6の内部の蒸気圧が増加することになる。このため、蒸気圧センサ7からの蒸気圧信号により要求負荷の変動をモニターすることができる。ボイラシステム1は、この蒸気圧に基づいて蒸気使用設備18の消費蒸気量(要求負荷)に応じた目標蒸気量を算出するようになっている。

0023

台数制御装置3は、制御部4と記憶部5とを備える。台数制御装置3は、ボイラ群2の燃焼制御に関して、例えば、記憶部5に記憶される設定条件(ボイラの優先順位等)を変更することができる。なお、設定条件の設定及び変更は、その全部又は一部を手動で行ってもよく、あるいは、その全部又は一部を自動で行ってもよい。

0024

ボイラ20は、複数の段階的な燃焼位置で燃焼可能な段階値制御ボイラ又は連続制御ボイラである。段階値制御ボイラとは、燃焼を選択的にオン/オフしたり、炎の大きさを調整したりすること等により燃焼量を制御して、選択された燃焼位置に応じて燃焼量を段階的に増減可能なボイラである。より具体的には、段階値制御ボイラとは、N(≧3)を任意の整数として、N位置制御すなわち、段階値制御ボイラの燃焼量を、燃焼停止状態を含めてN位置に段階的に制御可能なボイラ20である。

0025

なお、5台のボイラ20を段階値制御ボイラとした場合、各ボイラ20においては、それぞれ、各燃焼位置における燃焼量及び燃焼能力高燃焼状態における燃焼量)は、等しく設定されていてもよく、あるいは、異なって設定されていてもよい。

0026

また、ボイラ20を段階値制御ボイラに換えて、連続制御ボイラとすることもできる。ここで、連続制御ボイラとは、燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な連続制御ボイラである。例えば、少なくとも、最小燃焼状態S1(例えば、最大燃焼率の20%の燃焼量における燃焼状態)から最大燃焼状態S2の範囲で、燃焼量が連続的に制御可能とされているボイラである。連続制御ボイラは、例えば、燃料バーナに供給するバルブや、燃焼用空気を供給するバルブの開度燃焼比)を制御することにより、燃焼量を調整するようになっている。

0027

連続制御ボイラは、連続制御ボイラの燃焼停止状態S0と最小燃焼状態S1との間の燃焼状態の変更については、連続制御ボイラ(バーナ)の燃焼をオン/オフすることで制御される。そして、最小燃焼状態S1から最大燃焼状態S2の範囲においては、燃焼量が連続的に制御可能となっている。
なお、燃焼量を連続的に制御するとは、後述のローカル制御部における演算や信号がデジタル方式とされて段階的に取り扱われる場合(例えば、連続制御ボイラの出力(燃焼量)が1%刻みで制御される場合)であっても、事実上連続的に出力を制御可能な場合を含む。

0028

複数のボイラ20には、それぞれ優先順位が設定されている。優先順位は、燃焼指示や燃焼停止指示等を行うボイラ20を選択するために用いられる。優先順位は、例えば整数値を用いて、数値が小さいほど優先順位が高くなるよう設定することができる。優先順位は、通常の場合、制御部4の制御により、所定の時間間隔(例えば、24時間間隔)で変更される。
台数制御装置3は、強制的に優先順位どおりに各ボイラ20を燃焼させるのではなく、負荷変動に伴い、優先順位に従って、優先順位の高いボイラ20を燃焼させ、優先順位の低いボイラ20を燃焼停止させることで、自然に優先順位どおりに燃焼ボイラ入れ替える、最適燃焼移行制御機能を備える。

0029

複数のボイラ20のそれぞれは、信号線16を介して台数制御装置3と電気的に接続され、台数制御装置3の制御により燃焼位置(燃焼状態)が制御される。また、複数のボイラ20のそれぞれは、運転者の操作により又は自動的に台数制御装置3の制御から切り離すことができる。

0030

以上説明したボイラ20は、図2Aに示すように、燃焼が行われるボイラ本体21と、ボイラ20の燃焼位置又は燃焼状態を制御するローカル制御部22と、を有する。

0031

ローカル制御部22は、各ボイラ20を制御し、要求負荷に応じて燃焼位置又は燃焼状態を変更させることが可能とされている。ローカル制御部22は、台数制御時には、制御部4による台数制御信号に基づいて各ボイラ20を制御し、一方、ローカル制御時には、ボイラ20を直接制御する。
ローカル制御部22は、更にタイマ部221と、ブロー報知アラーム判定部222と、を有する。
タイマ部221は、ボイラ本体21の内部のボイラ水位所定値未満となるまでボイラ水を排出した後(全ブロー後)に、積算燃焼時間を計時する。積算燃焼時間とは、ボイラ20の燃焼時間を最大燃焼率100%で燃焼させた時間に換算した時間を指す。

0032

ブロー報知アラーム判定部222は、計時している積算燃焼時間が、予め設定された第1の時間を越えた状態(「ブロー報知アラーム」という)であるか否かを判定し、ブロー報知アラームを判定した場合、例えば、ランプ(図示せず)を点灯させたり又は表示部(図示せず)にメッセージを表示する。そうすることで、オペレータに対して、当該ボイラ20が全ブローを必要とする時期に達していることを知らせることができる。

0033

以上のように構成されたボイラシステム1では、ボイラ群2で発生させた蒸気が、蒸気ヘッダ6を介して蒸気使用設備18に供給される。

0034

次に、台数制御装置3の詳細について説明する。
台数制御装置3は、蒸気圧センサ7からの蒸気圧力信号に基づいて、要求負荷に応じたボイラ群2の必要燃焼量、及び必要燃焼量に対応する各ボイラ20の燃焼状態を算出し、各ボイラ20(ローカル制御部22)に台数制御信号を送信する。この台数制御装置3は、図1に示すように、制御部4と、記憶部5と、を備える。

0035

制御部4は、信号線16を介して各ボイラ20に各種の指示を行ったり、各ボイラ20から各種のデータを受信したりして、各ボイラ20の燃焼状態や優先順位を制御する。各ボイラ20は、制御部4から燃焼状態の変更指示の信号を受けると、その指示に従って当該ボイラ20を制御する。
制御部4の詳細な構成については後述する。

0036

記憶部5は、制御部4の制御により各ボイラ20に対して行われた指示の内容や、各ボイラ20から受信した燃焼状態、積算燃焼時間等の情報、複数のボイラ20の優先順位の設定の情報、優先順位の変更(ローテーション)に関する設定の情報等を記憶する。
また、記憶部5は、各ボイラ20から出力される出力蒸気量、及び各ボイラ20それぞれから出力される出力蒸気量の合計値を記憶する。

0037

次に制御部4の詳細な構成について説明する。図2Bは、制御部4の機能構成を示すブロック図である。
全ブロー処理を必要とするボイラの燃焼量を低くし、運転スイッチをオフにしたときにボイラ群2全体の出力蒸気量の変動量を抑えるために、制御部4は、図2Bに示すように、必要蒸気量算出部40と、燃焼制御部41と、ブロー報知アラーム検出部42と、優先順位繰下部43と、リミット設定部44と、リセット部45と、を含んで構成される。

0038

[必要蒸気量算出部40]
必要蒸気量算出部40は、蒸気圧センサ7により測定されたヘッダ圧力値に基づいて必要蒸気量を算出する。
複数の段階値制御ボイラ20からなるボイラ群2により構成されるボイラシステム1の場合、例えば、必要蒸気量算出部40は、公知の比例分配制御方式に基づいて、ヘッダ圧力値の圧力位置によって必要蒸気量を算出する。
また、複数の連続制御ボイラ20からなるボイラ群2により構成されるボイラシステム1の場合、例えば、必要蒸気量算出部40は、ヘッダ圧力値が目標圧力値に一致するように、公知の位置形又は速度形PIアルゴリズム又はPIDアルゴリズムにより現時点の必要蒸気量MVnを算出する。

0039

[燃焼制御部41]
燃焼制御部41は、必要蒸気量算出部40により算出された必要蒸気量の蒸気を生成するようにボイラ群2の出力を制御する。
より具体的には、燃焼制御部41は、必要蒸気量算出部40により算出された必要蒸気量に基づいて、燃焼させるボイラ20の台数を設定する。燃焼制御部41は、記憶部5に記載されている優先順位に従って燃焼を開始又は停止するボイラ20を設定すると共に、それらボイラ20のローカル制御部22に対して、台数制御信号(運転の開始、停止、又、燃焼率又は燃焼位置)を出力する。
また、燃焼制御部41は、後述するリミット設定部44によって上限値を設定されたボイラの燃焼量が上限値の燃焼量以内になるように燃焼制御する。

0040

[ブロー報知アラーム検出部42]
ブロー報知アラーム検出部42は、全ブローが必要な時期になったボイラ20を検出する。
具体的には、例えば、ブロー報知アラーム検出部42は、ボイラ20のローカル制御部22(ブロー報知アラーム判定部222)から当該ボイラ20のブロー報知アラームの判定信号を受信することで、全ブローが必要な時期になったボイラ20を検出する。

0041

[優先順位繰下部43]
優先順位繰下部43は、ブロー報知アラーム検出部42によりブロー報知アラームが検出されたボイラ20の燃焼優先順位をボイラ群2のなかで最下位に繰り下げる。
より、具体的には、優先順位繰下部43は、予め設定されたブロー報知条件を満たすボイラ(「ブロー報知ボイラ」という)の燃焼優先順位をボイラ群2のなかで最下位に繰り下げる。
ここで、ブロー報知条件は、次の条件1〜条件3のいずれかの条件から予め選択されて記憶部5に設定される。
条件1:ブロー報知アラーム判定部222によりブロー報知アラームが出力される(すなわち、ブロー報知アラーム検出部42によりブロー報知アラームを検出する)こと。
条件2:ブロー報知アラーム判定部222によりブロー報知アラームが出力された後(すなわち、ブロー報知アラーム検出部42によりブロー報知アラームを検出した後)、オペレータによるブロー報知アラームの確認操作(例えば、表示画面又は入力部を介してオペレータにより入力される確認)を検知すること。
条件3:ブロー報知アラーム判定部222によりブロー報知アラームが出力された後(すなわち、ブロー報知アラーム検出部42によりブロー報知アラームを検出した後)、オペレータによるブロー操作開始指示(例えば、各ボイラ20に備えられたブロースイッチ(図示せず)がオペレータにより押下される操作)を検知すること。

0042

[リミット設定部44]
リミット設定部44は、ブロー報知ボイラの燃焼量の上限を予め設定された第1の燃焼量に設定する。
ここで、第1の燃焼量は、ボイラ20毎又はボイラグループ毎に設定され、記憶部5に記憶される。第1の燃焼量は、当該ブロー報知ボイラの最小燃焼量とすることができる。例えば、ブロー報知ボイラが段階値制御ボイラの場合、第1の燃焼量として低燃焼位置における燃焼(「低燃焼」という)を設定することができる。ブロー報知ボイラが連続制御ボイラの場合、第1の燃焼量として最小燃焼状態を設定することができる。
具体的には、リミット設定部44は、優先順位を最下位にしたブロー報知ボイラを第1の燃焼量以内で燃焼させた場合であっても、ボイラ群2は当該ブロー報知ボイラを除く他の燃焼ボイラにより必要蒸気量算出部40により算出される必要蒸気量を賄える(すなわち、第1の燃焼量と当該ブロー報知ボイラを除く他の燃焼ボイラの最大出力蒸気量との和が必要蒸気量を超える)と判定した場合に、ブロー報知ボイラの燃焼量の上限を第1の燃焼量に設定する。
以上のように、ブロー報知ボイラの燃焼優先順位が優先順位繰下部43によりボイラ群2のなかで最下位に繰り下げられ、ブロー報知ボイラの燃焼量がリミット設定部44によって設定された上限値の燃焼量(第1の燃焼量)以内になるように燃焼制御部41により燃焼制御されることで、例えば、負荷要求に対して、ブロー報知ボイラを除く他の燃焼ボイラ20のみで必要蒸気量を賄えるときに、燃焼制御部41は、最適燃焼移行制御機能により当該ブロー報知ボイラを燃焼停止することが可能となる。

0043

なお、上限リミットを設定された後のブロー報知ボイラの燃焼量の上限リミットへの移行制御については、即座に上限リミットに移行させるように構成することができる。また、即座に上限リミットに移行させる替わりに、以下に示すように移行させるように構成してもよい。
(移行制御その1)
ブロー報知ボイラの燃焼量の上限リミットへの移行制御を所定の時間をかけて少しずつ下げていくように構成する。
(移行制御その2)
ブロー報知ボイラの燃焼量の上限リミットへの移行制御を、例えば上限リミット設定直後は、実際の燃焼量が上限リミットを上回ることを許可し、(例えば上限リミットを低燃焼とした場合に、上限リミット設定直後は高燃焼であっても許可する)ブロー報知ボイラの燃焼量が上限リミット(例えば低燃焼)に到達した以降は、上限リミットを超えないように移行制御する。
例えば、高燃焼で燃焼しているボイラがブロー報知となり、上限リミットを「低燃焼」として、当該ボイラの燃焼量を一気に高燃焼から低燃焼に移行制御させると出力蒸気量の急減により圧力不安定となる可能性がある。
移行制御その1又は移行制御その2を適用することにより、前述したリスクを避けることができる。

0044

[リセット部45]
リセット部45は、ブロー報知ボイラの燃焼量がリミット設定部44により設定された上限値の燃焼量(第1の燃焼量)以内になるように燃焼制御されている場合に、全体の要求負荷が増加し、ボイラ群2は当該ブロー報知ボイラを除く他の燃焼ボイラにより必要蒸気量を賄えない(すなわち、第1の燃焼量と当該ブロー報知ボイラを除く他の燃焼ボイラの最大出力蒸気量との和が必要蒸気量より少ない)と判定した場合に、ブロー報知ボイラの燃焼量のリミット(上限)を一時的に外す。
そうすることで、ブロー報知ボイラに対して燃焼量の上限が設定された後に全体の蒸気負荷が増加し、ボイラ群2で必要蒸気量を賄えなくなった場合に、一時的にブロー報知ボイラに設定された燃焼量の上限をリセットする(外す)ことで、ブロー報知ボイラの出力蒸気量を増加させ、ボイラ群2により必要蒸気量を出力させることができる。
なお、リセット部45によるブロー報知ボイラに設定された燃焼量の上限のリセットは、一時的なものである。例えば、待機ボイラ起動されて蒸気量を発生することが可能となることで、ブロー報知ボイラの燃焼量を第1の燃焼量以内で燃焼させた場合であっても、ボイラ群2により、必要蒸気量算出部40により算出される必要蒸気量を賄えるようになった場合、リミット設定部44は再度ブロー報知ボイラの燃焼量の上限(第1の燃焼量)を設定する。
こうすることで、一時的にブロー報知ボイラの燃焼量の上限をリセットした(外した)場合、リセット後に、例えば待機ボイラを燃焼させることにより、ブロー報知ボイラを第1の燃焼量以内で燃焼させた場合であっても、ボイラ群2は当該ブロー報知ボイラを除く他の燃焼ボイラにより必要蒸気量算出部40により算出される必要蒸気量を賄えるようになった場合、再度ブロー報知ボイラの燃焼量の上限(第1の燃焼量)を設定することができる。

0045

[制御部4の処理フロー
次に、第1実施形態における台数制御装置3(制御部4)による制御の一連の流れについて図3及び図4を参照しながら説明する。図3及び図4は制御部4の処理内容を示すフローチャート図である。

0046

図3及び図4にかけて、台数制御装置3(制御部4)の処理内容を示す。
なお、ボイラ群2に含まれる各ボイラ20は、台数制御装置3(制御部4)により台数制御されているものとする。
図3及び図4を参照しながらブロー報知ボイラに係る処理フローについて説明する。
なお、この処理フローでは、ブロー報知条件として条件2が予め設定されているものとする。すなわち、制御部4は、ブロー報知アラーム判定部222によりブロー報知アラームが出力された後、オペレータによるブロー報知アラームの確認操作を検知した場合(条件2)に、当該優先順位を繰り下げるものとする。

0047

テップST1において、制御部4(ブロー報知アラーム検出部42)は、各ボイラ20について、全ブローが必要な時期になったか否か(すなわち、ブロー報知アラームがあったか否か)を検出する。各ボイラ20についてブロー報知アラームを検出していない場合(No)、ステップST1に戻る。あるボイラ20(以下、「ボイラ20A」という)のブロー報知アラームを検出した場合(Yes)、ステップST2に移る。

0048

ステップST2において、制御部4(ブロー報知アラーム検出部42)は、オペレータによるブロー報知アラームの確認操作を検知したか否かを判定する。オペレータによるブロー報知アラームの確認操作を検知した場合(Yes)、ステップST3に移る。オペレータによるブロー報知アラームの確認操作を検知しない場合(No)、ステップST2に戻る。

0049

ステップST3において、制御部4(優先順位繰下部43)は、ボイラ20Aの燃焼優先順位をボイラ群2のなかで最下位に繰り下げる。

0050

ステップST4において、制御部4(リミット設定部44)は、ボイラ20Aを第1の燃焼量以内で燃焼させた場合であっても、ボイラ群2はボイラ20Aを除く他の燃焼ボイラにより必要蒸気量算出部40により算出される必要蒸気量を賄えるか否かを判定する。必要蒸気量を賄えると判定した場合(Yes)、ステップST5に移る。必要蒸気量を賄えないと判定した場合(No)、ステップST4に戻る。

0051

ステップST5において、制御部4(リミット設定部44)は、ボイラ20Aの燃焼量の上限を第1の燃焼量に設定する。

0052

ステップST6において、制御部4(リセット部45)は、ボイラ20Aを第1の燃焼量以内で燃焼させた場合であっても、ボイラ群2はボイラ20Aを除く他の燃焼ボイラにより必要蒸気量算出部40により算出される必要蒸気量を賄えるか否かを判定する。必要蒸気量を賄えると判定した場合、ステップST8に移る。必要蒸気量を賄えないと判定した場合(No)、ステップST7に移る。

0053

ステップST7において、制御部4(リセット部45)は、ボイラ20Aの燃焼量の上限(第1の燃焼量)をリセットする。その後、ステップST4に戻る。

0054

ステップST8において、制御部4の最適燃焼移行制御機能によりボイラ20Aが燃焼停止させられたか否かを判定する。ボイラ20Aが燃焼停止させられた場合(Yes)、ステップST9に移る。ボイラ20Aが燃焼停止させられていない場合(No)、ステップST6に戻る。

0055

ステップST9において、ボイラ20Aを全ブロー処理可能となる。

0056

このように、積極的にボイラ20Aを燃焼停止することなく、ボイラ群2全体の蒸気負荷が低くなると、最適燃焼移行制御機能により、ボイラ20Aは燃焼停止させることができる。これにより、ボイラ20Aの全ブロー処理が可能となる。

0057

なお、台数制御装置4(制御部40)の処理フローは、上記に限定されない。
[処理フローの変形例1]
前述した処理フローでは、ステップST8において最適燃焼移行制御機能によりボイラ20Aが燃焼停止させられたか否かを判定し、ボイラ20Aが燃焼停止させられた場合、ステップST9に移るものとした。
これに対して、最適燃焼移行制御機能では、ボイラ20Aがなかなか停止しないケースが発生する可能性があることから、最適燃焼移行制御機能による燃焼停止に替えて、ステップST8を次のステップST8´に、ステップST9をステップST9´に置き換えてもよい。
ステップST8´において、ボイラ20Aの燃焼率が最小燃焼率に到達したか否か、及びボイラ群2は当該ボイラ20Aを停止しても他の燃焼ボイラにより必要蒸気量算出部40により算出される必要蒸気量を賄えるか否かを判定し、これらの条件を満たす場合(Yes)、ステップST9´に移り、これらの条件を満たさない場合(No)、ステップST6に戻る。
ステップST9´において、当該ボイラ20Aを燃焼停止させ、ボイラ20Aを全ブロー処理可能とする。

0058

[処理フローの変形例2]
前述した処理フロー及びその変形例1においては、ブロー報知アラーム検出部42によりボイラ20についてブロー報知アラームが検出された後、オペレータによるブロー報知アラームの確認操作を検知した場合(条件2)に、優先順位を繰り下げるものとしたが、条件2に替えて、条件1(ブロー報知アラームが検出されたことで無条件に優先順位を繰り下げる)又は条件3(オペレータによるブロー操作開始指示の操作を検知した場合)を適用することができる。

0059

条件1を適用した場合、前述した処理フロー及びその変形例1のステップST2における処理は不要となる。

0060

条件3を適用した場合、前述した処理フロー及びその変形例1のステップST2は次のステップST2´に置き換えられる。
ステップST2´において、制御部4(ブロー報知アラーム検出部42)は、オペレータによるブロー操作開始指示の操作を検知したか否かを判断する。オペレータによるブロー操作開始指示の確認操作を検知した場合(Yes)、ステップST3に移る。オペレータによるブロー操作開始指示の確認操作を検知しない場合(No)、ステップST2´に戻る。

0061

以上説明した第1実施形態のボイラシステム1によれば、以下のような効果を奏する。

0062

第1実施形態のボイラシステム1に係る台数制御装置3(制御部4)は、全ブローが必要な時期になった前記ボイラのブロー報知アラームを検出するブロー報知アラーム検出部42と、ブロー報知アラームを出力されたブロー報知ボイラの燃焼優先順位を最下位に繰り下げる優先順位繰下部43と、ブロー報知ボイラの燃焼量の上限を予め設定された第1の燃焼量に設定するリミット設定部44と、を含む。
これにより、全体の蒸気負荷が低い場合、台数制御装置3(制御部4)は、最適燃焼移行制御機能による成り行き等によりブロー報知ボイラを停止させることができる。また、オペレータにより例えば運転スイッチのオフ操作がなされることで、ブロー報知ボイラを停止させる場合であっても、出力蒸気量と蒸気負荷のバランス崩れ、ヘッダ圧力が不安定となることを防止することができる。

0063

第1実施形態のボイラシステム1に係る台数制御装置3(制御部4)は、ボイラ群2により前記必要蒸気量を賄えない場合に、リミット設定部44による設定を一時的に解除するリセット部45を更に備える。
これにより、ブロー報知ボイラに対して燃焼量の上限が設定された後に全体の蒸気負荷が増加し、ボイラ群2で必要蒸気量を賄えなくなった場合に、一時的にブロー報知ボイラに設定された燃焼量の上限をリセットする(外す)ことで、ブロー報知ボイラの出力蒸気量を増加させ、ボイラ群2で必要蒸気量を出力させることができる。

0064

以上、本発明のボイラシステムの好ましい第1実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

0065

[変形例1]
第1実施形態において、ブロー報知ボイラに対してリミット設定部44により燃焼量の上限が設定された後に全体の蒸気負荷が増加し、ボイラ群2で必要蒸気量を賄えなくなった場合に、リセット部45により、一時的にブロー報知ボイラに設定された燃焼量の上限をリセットする(外す)するように構成した。
これに対して、ボイラ効率を重視する観点から、ブロー報知ボイラに対してリミット設定部44により燃焼量の上限が設定された後に、ボイラ群2におけるブロー報知ボイラを除く燃焼中のボイラ20が所定の燃焼率又は所定の燃焼範囲を外れて燃焼する場合に、リセット部45により、一時的にブロー報知ボイラに設定された燃焼量の上限をリセットする(外す)ように構成してもよい。

0066

所定の燃焼率として、燃焼ボイラのボイラ効率が最も高くなる燃焼率であるエコ運転ポイントを適用することが好ましい。また、所定の燃焼範囲として、燃焼ボイラのボイラ効率が所定閾値よりも高くなる燃焼率の範囲であるエコ運転ゾーンを適用することが好ましい。
そうすることで、ブロー報知ボイラに対してリミット設定部44により燃焼量の上限が設定された後に、他の燃焼ボイラがエコ運転ポイント又はエコ運転ゾーンを外れて燃焼した場合(すなわち、燃焼ボイラのボイラ効率が低下した場合)に、一時的にブロー報知ボイラに設定された燃焼量の上限をリセットする(外す)ことで、他の燃焼ボイラをエコ運転ポイント又はエコ運転ゾーンで燃焼させることを可能とする。
このように、燃焼ボイラのボイラ効率をブロー報知ボイラの全ブロー処理に優先させることができる。

0067

燃焼ボイラのボイラ効率をブロー報知ボイラの全ブロー処理に優先させる場合、図3に示した台数制御装置3(制御部4)による処理内容を示すフローチャート(及び当該フローチャートの変形例1及び変形例2)は、ステップST4をステップST4´に、ステップST6をステップST6´に置き換えることで説明できる。

0068

[ステップST4´]
ステップST4´において、制御部4(リミット設定部44)は、ボイラ20Aを第1の燃焼量以内で燃焼させた場合に、ボイラ群2はボイラ20Aを除く他の燃焼ボイラがエコ運転ポイント又はエコ運転ゾーンを外れずに燃焼するか否かを判定する。他の燃焼ボイラがエコ運転ポイント又はエコ運転ゾーンを外れずに燃焼すると判定した場合(Yes)、ステップST6´に移る。他の燃焼ボイラがエコ運転ポイント又はエコ運転ゾーンを外れて燃焼すると判定した場合(No)、ステップST4´に戻る。

0069

[ステップST6´]
ステップST6´において、制御部4(リセット部45)は、ボイラ20Aを除く他の燃焼ボイラがエコ運転ポイント又はエコ運転ゾーンを外れずに燃焼するか否かを判定する。他の燃焼ボイラがエコ運転ポイント又はエコ運転ゾーンを外れずに燃焼すると判定した場合(Yes)、ステップST8に移る。他の燃焼ボイラがエコ運転ポイント又はエコ運転ゾーンを外れて燃焼すると判定した場合(No)、ステップST7に移る。
それにより、ブロー報知ボイラに対して燃焼量の上限が設定された後に、他の燃焼ボイラがエコ運転ゾーンを外れて燃焼する場合に、一時的に前記ブロー報知ボイラに設定された燃焼量の上限をリセットする(外す)ことで、ボイラ効率を優先させることができる。

0070

第1実施形態乃至第2実施形態では、本発明を、5台のボイラ20からなるボイラ群2を備えるボイラシステム1に適用したが、これに限らない。すなわち、本発明を、6台以上のボイラ20からなるボイラ群を備えるボイラシステムに適用してもよく、また、2台から4台のボイラからなるボイラ群を備えるボイラシステムに適用してもよい。

0071

第1実施形態乃至第2実施形態では、ボイラ20を連続制御ボイラとした場合、すべて同一のボイラ容量としたが、これに限らない。すなわち、連続制御ボイラ毎にその最小燃焼量、単位蒸気量、最大燃焼量としての燃焼能力が異なる場合にも適用可能である。

0072

第1実施形態乃至第2実施形態では、ボイラ20を段階値制御ボイラとした場合、任意のN位置の燃焼位置を有することとしてもよい。

0073

また、段階値制御ボイラにより構成する場合、段階値ボイラ毎に、ボイラ容量、燃焼位置の段階数N、及び各燃焼位置における燃焼率等を異なるものとしてもよい。

0074

1ボイラシステム
2ボイラ群
3台数制御装置
4 制御部
40 必要蒸気量算出部
41燃焼制御部
42ブロー報知アラーム検出部
43優先順位繰下部
44リミット設定部
45リセット部
5 記憶部
6蒸気ヘッダ(蒸気集合部)
7蒸気圧センサ(蒸気圧測定手段)
18蒸気使用設備(負荷機器)
20 ボイラ

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