JP2015055367A - ボイラシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】目標圧力値等を変更した場合に圧力の安定性を向上できるボイラシステムを提供する。
【解決手段】蒸気圧センサ7で測定される蒸気圧に基づいて蒸気圧が目標圧力値と一致するように制御対象のボイラ20の燃焼量を制御する台数制御装置3を備え、台数制御装置3は、少なくとも目標圧力値を含む設定条件の設定値Xが変更される場合に、所定の移行時間をかけて、変更される設定値Xを段階的に変更し、その際に、変更後の設定値X2から変更前の設定値X1を減算して設定値差分値X3を算出し、設定値差分値X3を分割数nで除算して単位差分値ΔXを算出し、変更される設定値Xについて、移行時間を分割数nで除算した時間である単位時間ΔT毎に、変更前の設定値X1に単位差分値ΔXずつ加算して、移行時間の経過後に変更後の設定値X2になるように当該設定値Xを段階的に変更する。
【選択図】図3
【解決手段】蒸気圧センサ7で測定される蒸気圧に基づいて蒸気圧が目標圧力値と一致するように制御対象のボイラ20の燃焼量を制御する台数制御装置3を備え、台数制御装置3は、少なくとも目標圧力値を含む設定条件の設定値Xが変更される場合に、所定の移行時間をかけて、変更される設定値Xを段階的に変更し、その際に、変更後の設定値X2から変更前の設定値X1を減算して設定値差分値X3を算出し、設定値差分値X3を分割数nで除算して単位差分値ΔXを算出し、変更される設定値Xについて、移行時間を分割数nで除算した時間である単位時間ΔT毎に、変更前の設定値X1に単位差分値ΔXずつ加算して、移行時間の経過後に変更後の設定値X2になるように当該設定値Xを段階的に変更する。
【選択図】図3
Description
本発明は、蒸気集合部の内部の蒸気圧が目標圧力値と一致するように、制御対象のボイラの燃焼量を制御するボイラシステムに関する。
複数台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集合部(蒸気ヘッダ)に集合し、この蒸気集合部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、蒸気集合部内の蒸気の圧力(蒸気圧)が目標圧力値に一致するように制御対象のボイラの燃焼量を制御することとしている。
ボイラの燃焼量の制御として、ボイラの燃焼パターン及び優先順位と蒸気圧制御範囲の蒸気圧帯との関係を設定しておき(下記特許文献1の図3参照)、蒸気集合部の内部の蒸気圧に対応する蒸気圧帯に設定された燃焼パターンでボイラの燃焼量を制御する制御方式が従来より知られている。
ところで、ボイラシステムでは、燃焼制御のための設定条件が変更される場合があり、変更前の設定条件と変更後の設定条件との間に大きな差異が生じてしまう場合には、蒸気集合部の内部の蒸気圧が急激に増減することになり、圧力安定性が低下してしまうおそれがある。例えば、設定条件としての目標圧力値が低く変更されると、変更前において適切であった蒸気集合部の蒸気圧が変更後の目標圧力値よりも高くなり、蒸気集合部の内部の蒸気圧が目標圧力値を超過して全てのボイラの燃焼が停止(全缶停止)する可能性がある。
このような問題点に対して、本出願人は、複数台のボイラからなるボイラシステムにおいて、設定条件の変更前後で必要燃焼量が大幅に減少した場合に、燃焼制御における目標燃焼量を変更後の必要燃焼量に向けて漸次(徐々に)移行させるボイラシステムを提案している(下記特許文献2参照)。
このボイラシステムによれば、設定条件の変更によって蒸気集合部の内部の蒸気圧が設定圧力範囲の上限閾値を上回ったとしても、全てのボイラの燃焼が停止とはならず、所定時間おきに半分ずつ燃焼状態のボイラを減少させ、スムーズに変更後の設定条件による制御に移行することができる。
このボイラシステムによれば、設定条件の変更によって蒸気集合部の内部の蒸気圧が設定圧力範囲の上限閾値を上回ったとしても、全てのボイラの燃焼が停止とはならず、所定時間おきに半分ずつ燃焼状態のボイラを減少させ、スムーズに変更後の設定条件による制御に移行することができる。
しかしながら、特許文献2に記載の制御に係る技術は、設定条件の変更によって必要蒸気量が大幅に減少した場合(例えば、50%未満に減少した場合)を想定したものであり、変更後の必要蒸気量が大幅に増加した場合や、変更後の必要蒸気量が変更前の必要燃焼量に対して少しだけ減少した場合(例えば、50%以上100%未満に減少した場合)には、効果的ではない。そのため、特許文献2に記載の制御に係る技術においては、想定外の設定条件の変更の場合に、複数台のボイラが同時に起動したり同時に停止したりして、ハンチングを引き起こす可能性がある。
また、近年では、目標圧力値を設定しておき、目標圧力値と蒸気集合部の内部の蒸気圧との偏差に対してPID(PI)制御によるフィードバック制御を行うことでボイラの燃焼量を制御することも広く行われている。この点、特許文献2のボイラシステムでは、特許文献1のように蒸気圧帯に対応する燃焼パターンを設定しておくことでボイラの燃焼量を制御するものであり、フィードバック制御によりボイラの燃焼量を制御するボイラシステムに適用することは必ずしも適切とはいえない。
そこで、本発明は、蒸気集合部の内部の蒸気圧が目標圧力値と一致するように、制御対象のボイラの燃焼量を制御する台数制御手段を備えるボイラシステムにおいて、目標圧力値及び圧力制御範囲等の設定条件を変更した場合に、圧力の安定性を向上できるボイラシステムを提供することを目的とする。
本発明は、複数台のボイラからなり、負荷機器に蒸気を供給するボイラ群と、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集合部と、前記蒸気集合部の内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段と、負荷機器からの要求負荷に応じた目標蒸気量の蒸気を生成するために、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧に係る設定条件として、少なくとも目標圧力値を設定し、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧に基づいて当該蒸気圧が前記目標圧力値と一致するように、制御対象の前記ボイラの燃焼量を制御する台数制御手段と、を備え、前記台数制御手段は、前記設定条件のうちのいずれか1つ以上の設定値が変更される場合には、移行時間をかけて、変更される前記設定値を変更し、その際に、変更後の設定値から変更前の設定値を減算して設定値差分値を算出し、前記設定値差分値を分割数で除算して、単位差分値を算出し、変更される前記設定値について、前記移行時間を前記分割数で除算した時間である単位時間毎に、変更前の設定値に前記単位差分値ずつ加算して、移行時間の経過後に変更後の設定値になるように、当該設定値を変更するボイラシステムに関する。
また、前記台数制御手段は、前記設定条件として、前記蒸気圧が収まる範囲の上限圧力値を設定することができる。
また、前記台数制御手段は、前記設定条件として、前記蒸気圧が収まる範囲の上限圧力値を設定することができる。
また、前記台数制御手段は、前記設定条件として、前記蒸気圧が収まる範囲の上限圧力値を設定することが好ましい。
また、変更前の前記設定値に前記単位差分値ずつ加算する前に、前記移行時間を前記分割数で除算して、前記単位時間を算出することが好ましい。
また、前記単位差分値を算出する前に、前記移行時間を前記単位時間で除算して、前記分割数を算出するが好ましい。
本発明によれば、蒸気集合部の内部の蒸気圧が目標圧力値と一致するように、制御対象のボイラの燃焼量を制御する台数制御手段を備えるボイラシステムにおいて、目標圧力値、上限圧力値等の設定条件を変更した場合に、圧力の安定性を向上できるボイラシステムを提供することができる。
〔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、本発明の第1実施形態に係るボイラシステム1の概略を示す図である。
なお、本発明の第1実施形態に係るボイラシステム1は、複数台の比例制御ボイラ、即ち燃焼量を連続的に変更して燃焼可能な複数台のボイラからなるボイラシステムとしているが、これに制限されない。複数台の段階値制御ボイラからなるボイラシステム又は比例制御ボイラ及び段階値制御ボイラが混在するボイラシステムにも本発明は適用される。
図1に示すように、第1実施形態のボイラシステム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。
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、本発明の第1実施形態に係るボイラシステム1の概略を示す図である。
なお、本発明の第1実施形態に係るボイラシステム1は、複数台の比例制御ボイラ、即ち燃焼量を連続的に変更して燃焼可能な複数台のボイラからなるボイラシステムとしているが、これに制限されない。複数台の段階値制御ボイラからなるボイラシステム又は比例制御ボイラ及び段階値制御ボイラが混在するボイラシステムにも本発明は適用される。
図1に示すように、第1実施形態のボイラシステム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。
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。
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。
本実施形態のボイラシステム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。
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。
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。
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(目標圧力値、圧力制御範囲、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。
ボイラ20は、燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な比例制御ボイラから構成されている。図2に示すように、比例制御ボイラとは、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。比例制御ボイラは、例えば、燃料を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。
また、燃焼量を連続的に制御するとは、後述のローカル制御部22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、ボイラ20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。
本実施形態におけるボイラは、ボイラ20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、ボイラ20(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。
より具体的には、複数のボイラ20それぞれには、変動可能な蒸気量の単位である単位蒸気量Uが設定されている。これにより、ボイラ20は、最小燃焼状態S1から最大燃焼状態S2の範囲においては、単位蒸気量U単位で、蒸気量を変更可能となっている。
より具体的には、複数のボイラ20それぞれには、変動可能な蒸気量の単位である単位蒸気量Uが設定されている。これにより、ボイラ20は、最小燃焼状態S1から最大燃焼状態S2の範囲においては、単位蒸気量U単位で、蒸気量を変更可能となっている。
単位蒸気量Uは、ボイラ20の最大燃焼状態S2における蒸気量(最大蒸気量)に応じて適宜設定できるが、ボイラシステム1における出力蒸気量の必要蒸気量に対する追従性を向上させる観点から、ボイラ20の最大蒸気量の0.1%〜20%に設定されることが好ましく、1%〜10%に設定されることがより好ましい。
尚、出力蒸気量とは、ボイラ群2により出力される蒸気量を示し、この出力蒸気量は、複数のボイラ20それぞれから出力される蒸気量の合計値により表される。
尚、出力蒸気量とは、ボイラ群2により出力される蒸気量を示し、この出力蒸気量は、複数のボイラ20それぞれから出力される蒸気量の合計値により表される。
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。図2に示すように、ボイラ20の1号機〜5号機のそれぞれに「1」〜「5」の優先順位が割り当てられている場合、1号機の優先順位が最も高く、5号機の優先順位が最も低い。この優先順位は、通常の場合、後述の制御部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。
以上説明したボイラ20は、図1に示すように、燃焼が行われるボイラ本体21と、ボイラ20の燃焼状態を制御するローカル制御部22と、を備える。
ローカル制御部22は、要求負荷に応じてボイラ20の燃焼状態を変更させる。具体的には、ローカル制御部22は、信号線16を介して台数制御装置3から送信される台数制御信号に基づいて、ボイラ20の燃焼状態を制御する。
また、ローカル制御部22は、台数制御装置3で用いられる信号を、信号線16を介して台数制御装置3に送信する。台数制御装置3で用いられる信号としては、ボイラ20の実際の燃焼状態、及びその他のデータが挙げられる。
ローカル制御部22は、要求負荷に応じてボイラ20の燃焼状態を変更させる。具体的には、ローカル制御部22は、信号線16を介して台数制御装置3から送信される台数制御信号に基づいて、ボイラ20の燃焼状態を制御する。
また、ローカル制御部22は、台数制御装置3で用いられる信号を、信号線16を介して台数制御装置3に送信する。台数制御装置3で用いられる信号としては、ボイラ20の実際の燃焼状態、及びその他のデータが挙げられる。
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からの蒸気圧信号に基づいて、要求負荷に応じたボイラ群2の目標蒸気量、及び目標蒸気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、記憶部5と制御部4とを備え、信号線16を介して各ボイラ20に電気的に接続されている。
台数制御装置3は、蒸気圧センサ7からの蒸気圧信号に基づいて、要求負荷に応じたボイラ群2の目標蒸気量、及び目標蒸気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、記憶部5と制御部4とを備え、信号線16を介して各ボイラ20に電気的に接続されている。
記憶部5は、台数制御装置3(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等の情報、複数のボイラ20の単位蒸気量Uの設定に関する情報、複数のボイラ20の優先順位の設定に関する情報、優先順位の変更(ローテーション)に関する設定の情報、後述する設定条件等を記憶する。
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、5台のボイラ20の燃焼状態や優先順位を制御する。各ボイラ20は、台数制御装置3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。
また、制御部4は、ボイラ群2から発生した蒸気の圧力(蒸気ヘッダ6に貯留された蒸気の蒸気圧力)に基づくフィードバック制御により各ボイラ20の燃焼状態を制御する。即ち、制御部4は、蒸気ヘッダ6の蒸気圧力と目標圧力値との偏差に対して、所定のPI又はPIDアルゴリズムに基づくフィードバック制御を行うことで、ヘッダ圧力が目標圧力値となるために必要な蒸気量を算出し、算出した蒸気量を発生するようにボイラ20を制御する。
このようなフィードバック制御を実行するため、台数制御装置3は、蒸気圧センサ7により測定される蒸気圧に係る設定条件として、目標圧力値と圧力制御範囲(上限圧力値及び下限圧力値)とを設定し、記憶部5に記憶する。
ここで、本実施形態のボイラシステム1では、台数制御装置3は、5台のボイラ20のうち一部のみを制御対象とすることができる。即ち、要求負荷が減少した場合等には、台数制御装置3は、制御対象のボイラ20の台数を減少し、例えば4台のボイラ20を制御対象とすることがある。
ここで、本実施形態のボイラシステム1では、台数制御装置3は、5台のボイラ20のうち一部のみを制御対象とすることができる。即ち、要求負荷が減少した場合等には、台数制御装置3は、制御対象のボイラ20の台数を減少し、例えば4台のボイラ20を制御対象とすることがある。
制御部4は、制御対象のボイラ20の台数が変更された場合に、設定条件としての目標圧力値及び圧力制御範囲(上限圧力値及び下限圧力値)を変更する。より詳細には、制御部4は、目標圧力値、上限圧力値、及び下限圧力値のうちのいずれか1つ以上の値(設定値)が変更される場合には、所定の移行時間をかけて変更される設定値を段階的に変更する。なお、以下において、目標圧力値を符号「P」、上限圧力値を符号「Pu」、下限圧力値を符号「Pd」で表し、これら目標圧力値P、上限圧力値Pu及び下限圧力値Pdを統括して設定値Xとする。また、時間T1から時間T2までの間を所定の移行時間とする。また、設定値X(目標圧力値P、上限圧力値Pu、及び下限圧力値Pd)等の符号については、変更前のものには添字「1」を付し、変更後のものには、添字「2」を付し、変更前後で共通する説明を行う際には、添字を付さないものとする。
図3を参照して、制御部4による設定値Xの変更例について説明する。図3は、制御対象のボイラ20の台数が減少されることにより、制御部4が設定条件としての目標圧力値Pを変更する場合の動作例を示す図である。
なお、図3では、設定条件のうち目標圧力値Pの変更手順について説明するが、上限圧力値Pu及び下限圧力値Pd等のその他の設定条件の設定値を変更する場合についても同様である。
なお、図3では、設定条件のうち目標圧力値Pの変更手順について説明するが、上限圧力値Pu及び下限圧力値Pd等のその他の設定条件の設定値を変更する場合についても同様である。
図3(A)に示すように、設定値X(目標圧力値P)を変更する前においては、5台(1号機〜5号機)の比例制御ボイラ20が稼働している。このとき、要求負荷の減少等により制御対象のボイラ20の台数が変更(5号機が停止)され、4台(1号機〜4号機)の比例制御ボイラ20が稼働しているものとする。
この制御対象のボイラ20の台数の変更に伴い、設定値X(目標圧力値P)も変更することになる。
この制御対象のボイラ20の台数の変更に伴い、設定値X(目標圧力値P)も変更することになる。
このとき、図3の(B)に示すように、ボイラ20の台数を変更した時間T1のタイミングで、目標圧力値P1を目標圧力値P2に変更すると、目標圧力値Pの変更幅が大きくなり、圧力安定性を損ねてしまう。
そこで、本実施形態では、制御部4は、変更する設定値X(目標圧力値P)を段階的に変更する。即ち、制御部4は、時間T1のタイミングで目標圧力値P1を目標圧力値P1´まで減少し、その後、時間T1から時間T2の間である時間Taのタイミングで目標圧力値P1´を目標圧力値P1´´まで減少し、その後、時間Taから時間T2の間である時間Tbのタイミングで目標圧力値P1´´を目標圧力値P1´´´まで減少し、その後、時間T2のタイミングで目標圧力値P1´´´を目標圧力値P2まで減少する。
即ち、制御部4は、以下の手順で設定値X(目標圧力値P)を変更する。
(1)変更後の設定値X2と変更前の設定値X1との差分である設定値差分値X3を算出する。
(2)変更後の設定値X2に到達する時間T2と設定条件を変更した時間T1との差分を所定の分割数nで除算して、単位時間ΔTを算出する。
(3)設定値差分値X3を所定の分割数nで除算して、単位差分値ΔXを算出する。
(4)単位時間ΔT毎に変更前の設定値X1に単位差分値ΔXずつ加算する。
(5)こうすることで、移行時間(T2−T1)の経過後の時間T2に変更後の設定値X2になるように、設定値Xは段階的に変更される。
(1)変更後の設定値X2と変更前の設定値X1との差分である設定値差分値X3を算出する。
(2)変更後の設定値X2に到達する時間T2と設定条件を変更した時間T1との差分を所定の分割数nで除算して、単位時間ΔTを算出する。
(3)設定値差分値X3を所定の分割数nで除算して、単位差分値ΔXを算出する。
(4)単位時間ΔT毎に変更前の設定値X1に単位差分値ΔXずつ加算する。
(5)こうすることで、移行時間(T2−T1)の経過後の時間T2に変更後の設定値X2になるように、設定値Xは段階的に変更される。
続いて、制御部4が設定値Xを設定値X1から設定値X2に変更する動作について、図4を参照しながら説明する。図4は、実施形態に係るボイラシステム1の動作を示すフローチャートである。
図4に示すように、ステップST1において、台数制御装置3(制御部4)は、変更後の設定値X2から変更前の設定値X1を減算して、設定値差分値X3を算出する。
ステップST2において、台数制御装置3(制御部4)は、移行時間(時間T2−時間T1)を所定の分割数nで除算して、単位時間ΔTを算出する。
ステップST3において、台数制御装置3は、設定値差分値X3を分割数nで除算して、単位差分値ΔXを算出する。
ステップST4において、台数制御装置3は、変更される設定値Xについて、単位時間ΔT毎に変更前の設定値X1に単位差分値ΔXずつ加算する。
ステップST5において、移行時間の経過後の時間T2に、設定値Xは、変更後の設定値X2になる。
第1実施形態のボイラシステム1によれば、例えば、次の効果が奏される。
第1実施形態のボイラシステム1においては、台数制御装置3は、目標圧力値P、圧力制御範囲の上限圧力値Pu及び下限圧力値Pdのうちのいずれか1つ以上の設定値Xが変更される場合には、所定の移行時間をかけて、変更される設定値Xを段階的に変更し、その際に、変更後の設定値X2から変更前の設定値X1を減算して設定値差分値X3を算出し、移行時間を所定の分割数nで除算して単位時間ΔTを算出し、設定値差分値X3を分割数nで除算して単位差分値ΔXを算出し、変更される設定値Xについて、単位時間ΔT毎に変更前の設定値X1に単位差分値ΔXずつ加算して、移行時間の経過後に変更後の設定値X2になるように、当該設定値Xを段階的に変更する。
第1実施形態のボイラシステム1においては、台数制御装置3は、目標圧力値P、圧力制御範囲の上限圧力値Pu及び下限圧力値Pdのうちのいずれか1つ以上の設定値Xが変更される場合には、所定の移行時間をかけて、変更される設定値Xを段階的に変更し、その際に、変更後の設定値X2から変更前の設定値X1を減算して設定値差分値X3を算出し、移行時間を所定の分割数nで除算して単位時間ΔTを算出し、設定値差分値X3を分割数nで除算して単位差分値ΔXを算出し、変更される設定値Xについて、単位時間ΔT毎に変更前の設定値X1に単位差分値ΔXずつ加算して、移行時間の経過後に変更後の設定値X2になるように、当該設定値Xを段階的に変更する。
そのため、第1実施形態によれば、目標圧力値、上限圧力値等の設定条件を変更した場合に、必要蒸気量の変化量を抑制することができるため、圧力の安定性を向上することができる。
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態については、主として、第1実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態と同様な構成については詳細な説明を省略する。第2実施形態において、特に説明しない点は、第1実施形態についての説明が適宜適用される。また、第2実施形態においても、第1実施形態と同様な効果が奏される。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態については、主として、第1実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態と同様な構成については詳細な説明を省略する。第2実施形態において、特に説明しない点は、第1実施形態についての説明が適宜適用される。また、第2実施形態においても、第1実施形態と同様な効果が奏される。
図5を参照して第2実施形態について説明する。図5は、第2実施形態に係るボイラシステムの動作を示すフローチャートである。第2実施形態は、第1実施形態に比して、分割数nを算出する点が主として異なる。従って、第2実施形態については、分割数nを算出する点を中心に説明する。
第2実施形態のボイラシステムにおいて、目標圧力値P、上限圧力値Pu、及び下限圧力値Pdのうちのいずれか1つ以上の設定値Xが変更される場合に、設定値Xを設定値X1から設定値X2に変更する動作について、図5を参照しながら説明する。
図5に示すように、ステップST11において、台数制御装置3は、変更後の設定値X2から変更前の設定値X1を減算して、設定値差分値X3を算出する。
ステップST12において、台数制御装置3は、移行時間(時間T2−時間T1)を所定の単位時間ΔTで除算して、分割数nを算出する。
ステップST13において、台数制御装置3は、設定値差分値X3を分割数nで除算して、単位差分値ΔXを算出する。
ステップST14において、台数制御装置3は、変更される設定値Xについて、単位時間ΔT毎に変更前の設定値X1に単位差分値ΔXずつ加算する。
ステップST15において、移行時間の経過後の時間T2に、設定値Xは、変更後の設定値X2になる。
以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、変更後の設定値X2は、いずれも変更後の設定値X1よりも小さくなっている。そのため、設定値差分値X3及び単位差分値ΔXは、いずれも、マイナス(−)となっている。しかし、変更後の設定値X2が変更後の設定値X1よりも大きくなっていてもよい。その場合には、設定値差分値X3及び単位差分値ΔXはプラス(+)となる。
例えば、前記実施形態においては、変更後の設定値X2は、いずれも変更後の設定値X1よりも小さくなっている。そのため、設定値差分値X3及び単位差分値ΔXは、いずれも、マイナス(−)となっている。しかし、変更後の設定値X2が変更後の設定値X1よりも大きくなっていてもよい。その場合には、設定値差分値X3及び単位差分値ΔXはプラス(+)となる。
第1実施形態においては、変更前の設定値X1に単位差分値ΔXずつ加算する前であって、移行時間を所定の分割数nで除算して単位時間ΔTを算出した後に、設定値差分値X3を分割数nで除算して、単位差分値ΔXを算出しているが、これに制限されない。変更前の設定値X1に単位差分値ΔXずつ加算する前であって、設定値差分値X3を分割数nで除算して単位差分値ΔXを算出した後に、移行時間を分割数nで除算して、単位時間ΔTを算出してもよい。
また、目標圧力値P、上限圧力値Pu、及び下限圧力値Pdの全てを変更することとしてもよく、これらのうちのいずれか1つ以上の設定値を変更することとしてもよい。
蒸気集合部は、集合させた蒸気を貯留する蒸気ヘッダ6に制限されず、例えば、単に蒸気を集合させるだけの蒸気集合管でもよい。
1 ボイラシステム
2 ボイラ群
3 台数制御装置(台数制御手段)
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
2 ボイラ群
3 台数制御装置(台数制御手段)
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
Claims (4)
- 複数台のボイラからなり、負荷機器に蒸気を供給するボイラ群と、
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集合部と、
前記蒸気集合部の内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段と、
負荷機器からの要求負荷に応じた目標蒸気量の蒸気を生成するために、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧に係る設定条件として、少なくとも目標圧力値を設定し、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧に基づいて当該蒸気圧が前記目標圧力値と一致するように、制御対象の前記ボイラの燃焼量を制御する台数制御手段と、
を備え、
前記台数制御手段は、前記設定条件のうちのいずれか1つ以上の設定値が変更される場合には、移行時間をかけて、変更される前記設定値を変更し、
その際に、変更後の設定値から変更前の設定値を減算して設定値差分値を算出し、
前記設定値差分値を分割数で除算して、単位差分値を算出し、
変更される前記設定値について、前記移行時間を前記分割数で除算した時間である単位時間毎に、変更前の設定値に前記単位差分値ずつ加算して、移行時間の経過後に変更後の設定値になるように、当該設定値を変更する、
ボイラシステム。 - 前記台数制御手段は、前記設定条件として、前記蒸気圧が収まる範囲の上限圧力値を設定する、
請求項1に記載のボイラシステム。 - 変更前の前記設定値に前記単位差分値ずつ加算する前に、前記移行時間を前記分割数で除算して、前記単位時間を算出する、
請求項1又は2に記載のボイラシステム。 - 前記単位差分値を算出する前に、前記移行時間を前記単位時間で除算して、前記分割数を算出する、
請求項1又は2に記載のボイラシステム。
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- 2013-09-10 JP JP2013187071A patent/JP2015055367A/ja active Pending
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