JP6070414B2 - Boiler system - Google Patents
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Description
本発明は、燃焼率を連続的に変更して燃焼可能なボイラを複数有するボイラ群を備えるボイラシステムに関する。 The present invention relates to a boiler system including a boiler group having a plurality of boilers capable of burning by continuously changing a combustion rate.
従来、複数の段階的な燃焼位置で燃焼可能なボイラを複数有するボイラ群と、要求される負荷に応じて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が提案されている。また、ボイラの燃焼量を連続的に増減させて蒸気の発生量を制御する、いわゆる比例制御方式のボイラシステムも提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a boiler system has been proposed that includes a boiler group having a plurality of boilers that can be combusted at a plurality of staged combustion positions, and a control unit that controls the combustion state of the boiler group according to a required load. In addition, a so-called proportional control type boiler system has been proposed in which the amount of steam generated is controlled by continuously increasing or decreasing the combustion amount of the boiler.
複数のボイラを有するボイラシステムでは、要求負荷に応じて各ボイラの燃焼状態を適切に制御する必要があり、近年では、燃焼させるボイラの台数を適切に制御する試みがいくつかなされている。例えば、特許文献1には、ボイラを、台数増加負荷ゾーン、最適運転負荷ゾーン及び台数減少負荷ゾーンの3つの負荷ゾーンに区分し、ボイラが台数増加負荷ゾーンで燃焼している場合に燃焼させるボイラの台数を増加させ、ボイラが台数減少負荷ゾーンで燃焼している場合に燃焼させるボイラの台数を減少させる比例制御ボイラの制御方法が提案されている。 In a boiler system having a plurality of boilers, it is necessary to appropriately control the combustion state of each boiler according to a required load. In recent years, several attempts have been made to appropriately control the number of boilers to be burned. For example, in Patent Document 1, a boiler is divided into three load zones, a load increase zone, an optimum operation load zone, and a load decrease load zone, and the boiler is burned when burning in the load increase load zone. A control method of a proportional control boiler has been proposed in which the number of boilers is increased and the number of boilers to be burned is reduced when the boiler is burning in a load reduction zone.
ところで、特許文献1で提案されている手法は、全てのボイラの効率特性が同一であることを前提とし、ボイラ毎に効率特性の異なるボイラシステムに適用した場合には、必ずしも適切な制御とはならず、更なる改善が求められていた。 By the way, the method proposed in Patent Document 1 is based on the premise that the efficiency characteristics of all the boilers are the same, and when applied to a boiler system having different efficiency characteristics for each boiler, the appropriate control is not necessarily performed. However, further improvements were required.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、効率特性の異なる複数のボイラを備えるボイラシステムにおいて、ボイラの燃焼台数を適切に制御可能なボイラシステムを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a problem, and aims at providing the boiler system which can control the number of combustion of a boiler appropriately in a boiler system provided with the several boiler from which an efficiency characteristic differs. .
本発明は、燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な複数のボイラを備えるボイラ群と、要求負荷に応じ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、前記複数のボイラには、ボイラ効率が所定値よりも高くなる燃焼率の範囲であるエコ運転ゾーンが夫々のボイラに対して設定され、かつ、前記制御部は、燃焼状態にあるボイラの燃焼率が当該ボイラに設定された前記エコ運転ゾーンの上限値に到達したか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記ボイラの燃焼率が前記エコ運転ゾーンの上限値に到達したと判定された場合に、燃焼させるボイラの台数を1台増加させる増台制御部と、を備えるボイラシステムに関する。 The present invention is a boiler system including a boiler group including a plurality of boilers capable of burning by continuously changing a combustion rate, and a control unit that controls a combustion state of the boiler group according to a required load. The eco-operation zone, which is in the range of the combustion rate where the boiler efficiency is higher than a predetermined value, is set for each of the boilers, and the control unit is configured to burn the boilers in a combustion state. A determination unit that determines whether the rate has reached the upper limit value of the eco-operation zone set in the boiler, and the determination unit determines that the combustion rate of the boiler has reached the upper limit value of the eco-operation zone And an increase control unit that increases the number of boilers to be burned by one when the engine is fired.
また、前記判定部は、燃焼状態にあるボイラの燃焼率が当該ボイラに設定された前記エコ運転ゾーンの下限値に到達したか否かを判定し、前記制御部は、前記判定部により前記ボイラの燃焼率が前記エコ運転ゾーンの下限値に到達したと判定された場合に、燃焼させるボイラの台数を1台減少させる減台制御部を更に備えることとしてもよい。 Further, the determination unit determines whether or not the combustion rate of the boiler in the combustion state has reached a lower limit value of the eco-operation zone set in the boiler, and the control unit is configured to perform the boiler operation by the determination unit. When it is determined that the combustion rate of the engine has reached the lower limit value of the eco-operation zone, a reduction controller for reducing the number of boilers to be burned by one may be further provided.
また、前記判定部は、燃焼状態にあるボイラの燃焼率が当該ボイラに設定された前記エコ運転ゾーンの下限値よりも低い所定燃焼率に到達したか否かを判定し、前記制御部は、前記判定部により前記ボイラの燃焼率が前記所定燃焼率に到達したと判定された場合に、燃焼させるボイラの台数を1台減少させる減台制御部を更に備えることとしてもよい。 Further, the determination unit determines whether or not a combustion rate of a boiler in a combustion state has reached a predetermined combustion rate lower than a lower limit value of the eco-operation zone set in the boiler, and the control unit When the determination unit determines that the combustion rate of the boiler has reached the predetermined combustion rate, it may further include a reduction control unit that reduces the number of boilers to be burned by one.
また、前記制御部は、前記増台制御部により燃焼させるボイラの台数が増加された場合、所定の条件を満たすことを条件に、前記減台制御部による燃焼させるボイラの台数の減少を許可する減台許可部を更に備えることとしてもよい。 In addition, when the number of boilers to be burned is increased by the increase control unit, the control unit permits a decrease in the number of boilers to be burned by the reduction control unit on condition that a predetermined condition is satisfied. It is good also as providing a reduction base permission part.
この場合において、前記所定の条件は、燃焼状態にある全てのボイラの燃焼率が、前記エコ運転ゾーンの範囲内の第1閾値まで上昇すること、又は前記エコ運転ゾーンの範囲外の第2閾値まで減少することの何れかであることが好ましい。 In this case, the predetermined condition is that the combustion rate of all boilers in a combustion state rises to a first threshold within the range of the eco-operation zone, or a second threshold outside the range of the eco-operation zone. It is preferable that either decrease to
また、前記制御部は、燃焼させるボイラの台数が増加された場合に燃焼状態にある複数のボイラを均一な燃焼率で燃焼させる出力制御部を更に備えることとしてもよい。 The control unit may further include an output control unit that burns a plurality of boilers in a combustion state at a uniform combustion rate when the number of boilers to be burned is increased.
本発明によれば、効率特性の異なる複数のボイラを備えるボイラシステムにおいて、ボイラの燃焼台数を適切に制御することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in a boiler system provided with the several boiler from which an efficiency characteristic differs, the number of combustion of a boiler can be controlled appropriately.
以下、本発明のボイラシステムの好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、本発明のボイラシステム1の全体構成につき、図1を参照しながら説明する。
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、これら複数のボイラ20において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダ6と、この蒸気ヘッダ6の内部の圧力を測定する蒸気圧センサ7と、ボイラ群2の燃焼状態を制御する制御部4を有する台数制御装置3と、を備える。
Hereinafter, preferred embodiments of the boiler system of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the boiler system 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
The boiler system 1 includes a
ボイラ群2は、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は、蒸気管11を介してボイラ群2を構成する複数のボイラ20に接続されている。この蒸気ヘッダ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で生成された蒸気を集合させて貯留することにより、複数のボイラ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。
The
The steam header 6 is connected to a plurality of
The steam header 6 collects and stores the steam generated in the
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。
The
台数制御装置3は、信号線16を介して、複数のボイラ20と電気的に接続されている。この台数制御装置3は、蒸気圧センサ7により測定される蒸気ヘッダ6の内部の蒸気圧に基づいて、各ボイラ20の燃焼状態を制御する。台数制御装置3の詳細については、後述する。
The
以上のボイラシステム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。台数制御装置3は、この蒸気消費量の変動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の燃焼状態を制御する。
The above boiler system 1 can supply the steam generated in the
The load required in the boiler system 1 (required load) is the amount of steam consumed in the
具体的には、蒸気使用設備18の需要の増大により要求負荷(蒸気消費量)が増加し、蒸気ヘッダ6に供給される蒸気量(後述の出力蒸気量)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(蒸気消費量)が減少し、蒸気ヘッダ6に供給される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。従って、ボイラシステム1は、蒸気圧センサ7により測定された蒸気圧の変動に基づいて、要求負荷の変動をモニターすることができる。そして、ボイラシステム1は、蒸気ヘッダ6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)に応じて必要とされる蒸気量である必要蒸気量を算出する。
Specifically, if the required load (steam consumption) increases due to an increase in demand for the
ここで、本実施形態のボイラシステム1を構成する複数のボイラ20について説明する。図2及び図3は、本実施形態に係るボイラ群2の概略を示す図である。
Here, the
図2に示すように本実施形態のボイラ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なる。
比例制御ボイラとは、少なくとも、最小燃焼状態S1(例えば、燃焼率の20%の燃焼状態)から最大燃焼状態S2の範囲で、燃焼率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、燃焼率を調整するようになっている。
As shown in FIG. 2, the
The proportional control boiler is a boiler whose combustion rate can be continuously controlled at least in the range from the minimum combustion state S1 (for example, the combustion state of 20% of the combustion rate) to the maximum combustion state S2. The proportional control boiler adjusts the combustion rate, for example, by controlling the opening degree (combustion ratio) of a valve that supplies fuel to the burner and a valve that supplies combustion air.
また、燃焼率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(燃焼率)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。
Also, the continuous control of the combustion rate means that the calculation or signal in the
本実施形態では、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、燃焼率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。
In this embodiment, the change of the combustion state between the combustion stop state S0 and the minimum combustion state S1 of the
More specifically, a unit steam amount U which is a unit of variable steam amount is set in the plurality of
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。
なお、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の夫々から出力される蒸気量の合計値により表される。
The unit steam amount U can be appropriately set according to the steam amount (maximum steam amount) in the maximum combustion state S2 of the
The output steam amount indicates the steam amount output by the
また、図3に示すように本実施形態のボイラ20には、所定範囲のボイラ効率で燃焼する場合における燃焼率の範囲に対応して設定されるエコ運転ゾーンZが設定されている。なお、エコ運転ゾーンZの設定は任意に行うことができるが、本実施形態では、ボイラ効率(ボイラ20の熱効率)が第1閾値(例えば、98%)よりも高くなる燃焼率の範囲をエコ運転ゾーンZとして設定している。
Further, as shown in FIG. 3, the
ここで、本実施形態では、複数のボイラ20の夫々において、エコ運転ゾーンZの範囲が異なる。一例として、本実施形態では、1号機ボイラのエコ運転ゾーンZは燃焼率40〜70%の範囲に設定され、2号機ボイラのエコ運転ゾーンZは燃焼率50〜80%の範囲に設定され、3号機ボイラのエコ運転ゾーンZは燃焼率30〜60%の範囲に設定され、4号機ボイラのエコ運転ゾーンZは燃焼率40〜60%の範囲に設定され、5号機ボイラのエコ運転ゾーンZは燃焼率30〜80%の範囲に設定されている。
なお、本実施形態では、1号機ボイラから5号機ボイラの全てについて効率特性を異ならせているが、これに限られず、効率特性の異なるボイラ20が1又は複数混在することとしてもよい。
Here, in this embodiment, the range of the eco-operation zone Z is different in each of the plurality of
In this embodiment, the efficiency characteristics of all of the No. 1 boiler to the No. 5 boiler are made different. However, the present invention is not limited to this, and one or a plurality of
図2に戻り、複数のボイラ20には、夫々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、1号機ボイラから5号機ボイラの夫々に「1」〜「5」の優先順位が割り当てられている場合、1号機ボイラの優先順位が最も高く、5号機ボイラ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。
Returning to FIG. 2, the priority order is set for each of the plurality of
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。
The
The
Further, the
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、記憶部5と、制御部4と、を備える。
Next, details of the
Based on the vapor pressure signal from the
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のエコ運転ゾーンZの設定に関する情報、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等を記憶する。
The
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。
The control unit 4 gives various instructions to each
このような制御部4は、複数のボイラ20の夫々に設定されたエコ運転ゾーンZに基づいて燃焼させるボイラ20の台数を制御する。即ち、制御部4は、燃焼状態にある複数のボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZを外れるまで上昇すると、燃焼させるボイラ20の台数を増加し、燃焼状態にある複数のボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZを外れるまで下降すると、燃焼させるボイラ20の台数を減少する。
そこで、制御部4は、図4に示す構成を備える。図4は、制御部4の構成を示す機能ブロック図である。図4に示すように制御部4は、出力制御部41と、判定部42と、増台制御部43と、減台制御部44と、減台許可部45と、を含んで構成される。
Such a control unit 4 controls the number of
Therefore, the control unit 4 has the configuration shown in FIG. FIG. 4 is a functional block diagram showing the configuration of the control unit 4. As shown in FIG. 4, the control unit 4 includes an
出力制御部41は、要求負荷に応じた蒸気量をボイラ群2から出力するようにボイラ20の燃焼量を制御する。ここで、出力制御部41は、燃焼状態にあるボイラ20が複数存在する場合、基本的には全てのボイラ20を均一な燃焼率で燃焼させる。
The
判定部42は、燃焼状態にあるボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの上限値に到達したか否かを判定する。ここで、エコ運転ゾーンZは、ボイラ20毎に異なる範囲に設定されているため、判定部42は、燃焼状態にあるボイラ20毎に燃焼率がエコ運転ゾーンZの上限値に到達したか否かを判定する。
また、判定部42は、燃焼状態にあるボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値に到達したか否かを、燃焼状態にあるボイラ20毎に判定する。
The
Further, the
増台制御部43は、判定部42により燃焼状態にある全てのボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの上限値に到達したと判定された場合に、燃焼停止状態S0にあるボイラ20の燃焼を開始し、燃焼させるボイラ20の台数を1台増加する。
When the
減台制御部44は、判定部42により燃焼状態にある全てのボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値に到達したと判定された場合に、燃焼状態にあるボイラ20の燃焼を停止し、燃焼させるボイラ20の台数を1台減少する。
The
ここで、図5及び図6を参照して、制御部4による燃焼させるボイラ20の台数の増減について説明する。図5は、増台制御部43がボイラ20の台数を増加する際の動作例を示し、図6は、減台制御部44がボイラ20の台数を減少する際の動作例を示す。
Here, with reference to FIG.5 and FIG.6, the increase / decrease in the number of the
図5(A)を参照して、5台のボイラ20のうち1号機ボイラのみが燃焼し、その他のボイラ20が燃焼を停止している。このとき、要求負荷が増加すると、出力制御部41は、燃焼状態にある1号機ボイラの燃焼率を上昇させる。
その結果、図5(B)に示すように、燃焼状態にある1号機ボイラの燃焼率が1号機ボイラに設定されたエコ運転ゾーンZの上限値に達するまで上昇すると、判定部42は、燃焼状態にある全てのボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの上限値に到達したと判定する。
With reference to FIG. 5 (A), only No. 1 boiler is burning among the five
As a result, as shown in FIG. 5B, when the combustion rate of the No. 1 boiler in the combustion state increases until reaching the upper limit value of the eco-operation zone Z set in the No. 1 boiler, the
そして、判定部42による判定に伴い、図5(C)に示すように増台制御部43は、燃焼停止状態S0にあるボイラ20のうち最も優先順位の高い2号機ボイラの燃焼を開始し、燃焼させるボイラ20の台数を1台増加する。なお、燃焼させるボイラ20の台数を1台増加した場合、出力制御部41は、燃焼状態にあるボイラ20を均一な燃焼率で燃焼させる。即ち、図5(C)では、燃焼状態にある1号機及び2号機ボイラは、均一な燃焼率で燃焼している。
And with the determination by the
その後、要求負荷が増加すると、出力制御部41は、燃焼状態にある1号機及び2号機ボイラの燃焼率を上昇させる。このとき、出力制御部41は、燃焼状態にある1号機及び2号機ボイラのうちの一方の燃焼率がエコ運転ゾーンZの上限値に到達するまでは、1号機及び2号機ボイラを均一な燃焼率で燃焼させる。本実施形態では、1号機ボイラの上限値が70%、2号機ボイラの上限値が80%であるため、図5(D)に示すように、出力制御部41は、燃焼率70%(1号機ボイラの上限値)まで1号機及び2号機ボイラを均一な燃焼率で燃焼させる。
Thereafter, when the required load increases, the
その後、要求負荷が更に増加した場合、1号機ボイラの燃焼率を上昇させると1号機ボイラの燃焼率がエコ運転ゾーンZから外れてしまうため、出力制御部41は、1号機ボイラの燃焼率を70%(1号機ボイラの上限値)に固定したまま、2号機ボイラの燃焼率を上昇させ、要求負荷に対して追従させる。
その結果、図5(E)に示すように2号機ボイラの燃焼率が2号機ボイラに設定されたエコ運転ゾーンZの上限値に到達すると、判定部42は、燃焼状態にある全てのボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの上限値に到達したと判定する。
Thereafter, when the required load further increases, the combustion rate of the No. 1 boiler will be out of the eco-operation zone Z when the combustion rate of the No. 1 boiler is increased. Therefore, the
As a result, when the combustion rate of the No. 2 boiler reaches the upper limit value of the eco-operation zone Z set in the No. 2 boiler as shown in FIG. 5 (E), the
そして、判定部42による判定に伴い、図5(F)に示すように増台制御部43は、燃焼停止状態S0にあるボイラ20のうち最も優先順位の高い3号機ボイラの燃焼を開始し、燃焼させるボイラ20の台数を1台増加する。このとき、出力制御部41は、燃焼状態にあるボイラ20を均一な燃焼率で燃焼させる。
And with the determination by the
このように本実施形態のボイラシステム1では、燃焼状態にある全てのボイラ20の燃焼率が設定されたエコ運転ゾーンZの上限値に到達すると、燃焼させるボイラ20の台数を1台増加する。このとき、ボイラ20に設定されたエコ運転ゾーンZは夫々異なるため、燃焼状態にあるボイラ20の種類によって、燃焼させるボイラ20の台数を増加する燃焼率が異なることになる。
具体的には、燃焼状態にあるボイラ20が1号機及び2号機ボイラの2台である場合、ボイラ群2の燃焼率が1号機ボイラの上限値(70%)と2号機ボイラの上限値(80%)との和である150%に達すると燃焼させるボイラ20の台数が増加することになる。一方、燃焼状態にあるボイラ20が1号機及び3号機ボイラの2台である場合、ボイラ群2の燃焼率が1号機ボイラの上限値(70%)と2号機ボイラの上限値(60%)との和である130%に達すると燃焼させるボイラ20の台数が増加することになる。
Thus, in the boiler system 1 of this embodiment, when the combustion rate of all the
Specifically, when the number of
その結果、効率特性が異なりエコ運転ゾーンZが異なるボイラ20が混在した場合であっても、ボイラ20を効率よく燃焼させつつ、ボイラ20の燃焼台数を適切に増加することができる。
As a result, even when the
続いて、図6(A)を参照して、5台のボイラ20のうち1号機、2号機及び3号機ボイラが燃焼し、その他のボイラ20が燃焼を停止している。その後、要求負荷が減少すると、出力制御部41は、燃焼状態にある1号機、2号機及び3号機ボイラの燃焼率を下降させる。このとき、出力制御部41は、燃焼状態にある1号機、2号機及び3号機ボイラのうちの何れかのボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値に到達するまでは、1号機、2号機及び3号機ボイラを均一な燃焼率で燃焼させる。
本実施形態では、1号機ボイラの下限値が40%、2号機ボイラの下限値が50%、3号機ボイラの下限値が30%であるため、図6(B)に示すように、出力制御部41は、燃焼率50%(2号機ボイラの下限値)まで1号機、2号機及び3号機ボイラを均一な燃焼率で燃焼させる。
Subsequently, referring to FIG. 6 (A), among the five
In this embodiment, the lower limit value of the No. 1 boiler is 40%, the lower limit value of the No. 2 boiler is 50%, and the lower limit value of the No. 3 boiler is 30%. Therefore, as shown in FIG. The
その後、要求負荷が更に減少した場合、2号機ボイラの燃焼率を下降させると2号機ボイラの燃焼率がエコ運転ゾーンZから外れてしまうため、出力制御部41は、2号機ボイラの燃焼率を50%(2号機ボイラの下限値)に固定したまま、1号機及び3号機ボイラの燃焼率を下降させ、要求負荷に対して追従させる。このとき、出力制御部41は、1号機及び3号機ボイラのうちの何れかのボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値に到達するまでは、1号機及び3号機ボイラを均一な燃焼率で燃焼させる。
その結果、図6(C)に示すように1号機及び3号機ボイラの燃焼率が1号機ボイラの下限値である40%まで下降する。
After that, if the required load further decreases, the combustion rate of the No. 2 boiler will fall out of the eco-operation zone Z if the combustion rate of the No. 2 boiler is lowered. While fixed at 50% (lower limit of the No. 2 boiler), the combustion rates of the No. 1 and No. 3 boilers are lowered to follow the required load. At this time, the
As a result, as shown in FIG. 6C, the combustion rates of the No. 1 and No. 3 boilers fall to 40%, which is the lower limit value of the No. 1 boiler.
その後、要求負荷が更に減少した場合、1号機ボイラの燃焼率を下降させると1号機ボイラの燃焼率がエコ運転ゾーンZから外れてしまうため、出力制御部41は、1号機ボイラの燃焼率を40%(1号機ボイラの下限値)に固定したまま、3号機ボイラの燃焼率を下降させ、要求負荷に対して追従させる。
その結果、図6(D)に示すように3号機ボイラの燃焼率が3号機ボイラに設定されたエコ運転ゾーンZの下限値に到達すると、判定部42は、燃焼状態にある全てのボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値に到達したと判定する。
After that, when the required load further decreases, the combustion rate of the No. 1 boiler falls outside the eco-operation zone Z when the combustion rate of the No. 1 boiler is lowered, so the
As a result, as shown in FIG. 6 (D), when the combustion rate of the No. 3 boiler reaches the lower limit value of the eco-operation zone Z set in the No. 3 boiler, the
そして、判定部42による判定に伴い、図6(E)に示すように減台制御部44は、燃焼状態にあるボイラ20のうち最も優先順位の低い3号機ボイラの燃焼を停止し、燃焼させるボイラ20の台数を1台減少する。なお、燃焼させるボイラ20の台数を1台減少に伴い、出力制御部41は、3号機ボイラの燃焼率分だけ燃焼状態にある1号機及び2号機ボイラの燃焼率を上昇させる。
And with the determination by the
その後、要求負荷が更に減少した場合、出力制御部41は、燃焼状態にある1号機及び2号機ボイラの燃焼率を下降させる。この場合においても、出力制御部41は、燃焼状態にある1号機及び2号機ボイラのうちの何れかのボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値に到達するまでは、1号機及び2号機ボイラを均一な燃焼率で燃焼させる。1号機ボイラ及び2号機ボイラでは、図6(F)に示すように2号機ボイラの方が先に燃焼率が下限値に到達する。
なお、図6(F)の後、要求負荷が更に減少した場合、出力制御部41は、2号機ボイラの燃焼率を固定したまま、1号機ボイラの燃焼率を下限値に到達するまで下降させる。その後、1号機ボイラの燃焼率が下限値まで下降すると、判定部42は、燃焼状態にある全てのボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値に到達したと判定し、減台制御部44は、燃焼させるボイラ20の台数を1台減少する。
Thereafter, when the required load further decreases, the
When the required load further decreases after FIG. 6 (F), the
このように、燃焼させるボイラ20の台数を減少する場合においても増加する場合と同様に、燃焼状態にあるボイラ20の種類によって、燃焼させるボイラ20の台数を減少する閾値を異ならせることができ、ボイラ20を効率良く燃焼させつつ、燃焼させるボイラ20の台数を減少することができる。
Thus, as in the case of increasing the number of
ところで、燃焼させるボイラ20の台数を増加する場合、既に燃焼状態にあったボイラ20の燃焼率は、新たに燃焼を開始するボイラ20の燃焼率の分だけ減少することになる。このとき、減少する燃焼率によっては、増台制御部43による台数増加と、減台制御部44による台数減少とが繰り返されることになってしまう。
一例として、図5(B)(C)を参照すると、2号規ボイラの燃焼を開始する前ではエコ運転ゾーンZの上限値で燃焼していた1号機ボイラの燃焼率は、2号機ボイラの燃焼開始に伴いエコ運転ゾーンZの下限値よりも低い燃焼率まで下降している。このとき、1号機及び2号機ボイラの燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値よりも低いため、燃焼を開始した2号機ボイラを直ちに停止してしまうおそれがある。そこで、制御部4は、減台制御部44による燃焼させるボイラ20の台数の減少に一定の制限を設けることとしている。
By the way, when increasing the number of the
As an example, referring to FIGS. 5B and 5C, the combustion rate of the No. 1 boiler that burned at the upper limit of the eco-operation zone Z before the start of the combustion of the No. 2 boiler is the same as that of the No. 2 boiler. With the start of combustion, the combustion rate has dropped to a lower combustion rate than the lower limit value of the eco-operation zone Z. At this time, since the combustion rates of the No. 1 and No. 2 boilers are lower than the lower limit value of the eco-operation zone Z, the No. 2 boiler that has started combustion may be immediately stopped. Therefore, the control unit 4 is supposed to provide a certain restriction on the decrease in the number of
図4に戻り、減台許可部45は、増台制御部43により燃焼させるボイラ20の台数が増加された場合、所定の条件を満たすことを条件に、減台制御部44による燃焼させるボイラ20の台数の減少を許可する。
ここで、所定の条件としては、燃焼状態にある全てのボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZ内の第1閾値まで上昇すること(以下「第1条件」と呼ぶことがある)、又は、燃焼状態にある全てのボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値よりも低い第2閾値まで下降すること(以下「第2条件」と呼ぶことがある)の何れかを用いることができる。
Returning to FIG. 4, when the number of
Here, as the predetermined condition, the combustion rate of all the
ここで、図7を参照して、制御部4による燃焼させるボイラ20の台数減少の許可について説明する。図7は、減台許可部45が台数減少を許可する際の動作例を示す。
Here, with reference to FIG. 7, permission to reduce the number of
図7(A)を参照して、2号機ボイラの燃焼開始に伴い燃焼状態にある1号機及び2号機ボイラの燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値を下回り、エコ運転ゾーンZから外れている。 With reference to FIG. 7 (A), the combustion rate of the No. 1 and No. 2 boilers in the combustion state with the start of combustion of the No. 2 boiler falls below the lower limit value of the eco-operation zone Z and is out of the eco-operation zone Z. .
燃焼させるボイラ20の台数を増加した後に要求負荷が増加すると、燃焼状態にあるボイラ20の燃焼率は上昇する。第1条件は、燃焼率が上昇する場合における減少許可に用いられる。図7(B)を参照して、台数の増加に伴いエコ運転ゾーンZを外れた燃焼率がエコ運転ゾーンZまで上昇すると、減台許可部45による許可が行われる。
なお、増減繰り返しを防止することから、エコ運転ゾーンZ内の第1閾値とは、エコ運転ゾーンZの下限値よりも高い燃焼率であることが好ましい。このとき、エコ運転ゾーンZの下限値はボイラ20毎に異なるため、エコ運転ゾーン内の第1閾値もボイラ20毎に異なることになる。そして、減台許可部45は、燃焼状態にあるボイラ20の全ての燃焼率がエコ運転ゾーンZ内の第1閾値まで上昇すると、台数の減少を許可する。
When the required load increases after increasing the number of
In order to prevent repeated increase / decrease, the first threshold value in the eco-operation zone Z is preferably a combustion rate higher than the lower limit value of the eco-operation zone Z. At this time, since the lower limit value of the eco-operation zone Z is different for each
また、燃焼させるボイラ20の台数を増加した後に要求負荷が減少すると、燃焼状態にあるボイラ20の燃焼率は下降する。増減繰り返しを防止する一方で、要求負荷が必要以上に減少した場合には燃焼させるボイラ20の台数を減少することが求められる。第2条件は、燃焼率が下降する場合における減少許可に用いられる。図7(C)を参照して、燃焼状態にあるボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値よりも低い第2閾値まで減少すると、減台許可部45による許可が行われる。
なお、エコ運転ゾーンZの下限値よりも低い第2閾値は、任意に設定することができ、例えば、最小燃焼状態S1に相当する燃焼率(20%)を用いることができる。
Further, when the required load decreases after increasing the number of
Note that the second threshold value lower than the lower limit value of the eco-operation zone Z can be arbitrarily set, and for example, a combustion rate (20%) corresponding to the minimum combustion state S1 can be used.
以上説明した本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。 According to the boiler system 1 of this embodiment demonstrated above, there exist the following effects.
本実施形態のボイラシステム1においては、複数のボイラ20の夫々にエコ運転ゾーンZを個別に設定しておき、判定部42が燃焼状態にあるボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの上限値に達したと判定すると、増台制御部43は、燃焼させるボイラ20の台数を1台増加する。これにより、効率特性が異なりエコ運転ゾーンZが異なるボイラ20が混在した場合であっても、ボイラ20を効率よく燃焼させつつ、ボイラ20の燃焼台数を適切に増加することができる。
In the boiler system 1 of the present embodiment, the eco operation zone Z is individually set for each of the plurality of
また、ボイラシステム1においては、判定部42が燃焼状態にあるボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値に達したと判定すると、減台制御部44は、燃焼させるボイラ20の台数を1台減少する。これにより、ボイラ20を効率よく燃焼させつつ、特性の異なるボイラ20の燃焼台数を適切に減少することができる。
In the boiler system 1, if the
また、ボイラシステム1においては、減台許可部45は、燃焼させるボイラ20の台数が増加された場合に所定の条件を満たすことを条件に、減台制御部44による燃焼させるボイラ20の台数の減少を許可する。これにより、燃焼させるボイラ20の台数の増減が繰り返されることを防止できる。
Moreover, in the boiler system 1, the reduction | decrease
このとき、ボイラシステム1では、所定の条件として、燃焼状態にある全てのボイラ20の燃焼率が、エコ運転ゾーンZの範囲内の第1閾値まで上昇すること、又はエコ運転ゾーンZの範囲外の第2閾値まで減少すること、の何れかを採用する。これにより、燃焼させるボイラ20の台数を増加した後の要求負荷の変動(増減)に対して、減台許可部45による減少許可を適切に行うことができる。
At this time, in the boiler system 1, as a predetermined condition, the combustion rate of all the
また、ボイラシステム1においては、出力制御部41は、燃焼させるボイラ20の台数を増加させた場合に、燃焼状態にある複数のボイラ20を均一な燃焼率で燃焼させる。これにより、燃焼状態にある複数のボイラ20の燃焼率を平準化することができ、ボイラシステム1全体における圧力安定性を向上することができる。
Moreover, in the boiler system 1, the
以上、本発明のボイラシステム1の好ましい一実施形態につき説明したが、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。 The preferred embodiment of the boiler system 1 of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate.
例えば、上記実施形態では、減台制御部44は、燃焼状態にあるボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値に到達すると、燃焼させるボイラ20の台数を1台減少することとしているが、燃焼台数を減少させる閾値は、エコ運転ゾーンZの下限値に限られるものではない。即ち、減台制御部44は、燃焼状態にあるボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値よりも低い所定燃焼率に到達すると、燃焼させるボイラ20の台数を1台減少することとしてもよい。
この場合、判定部42は、燃焼状態にあるボイラ20の燃焼率がエコ運転ゾーンZの下限値よりも低い所定燃焼率に到達したか否かを判定し、減台制御部44は、判定部42により燃焼状態にあるボイラ20の燃焼率が所定燃焼率に到達したと判定された場合に、燃焼させるボイラの台数を1台減少させることで実現することができる。なお、所定燃焼率は任意に設定することができるが、増減繰り返しの防止から、減台許可部45が第2条件で用いる上述の第2閾値よりも高い燃焼率であることが好ましい。
For example, in the above embodiment, when the combustion rate of the
In this case, the
例えば、上記実施形態では、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に適用したが、これに限らない。即ち、本発明を、6台以上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く、また、2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。
For example, in the said embodiment, although this invention was applied to the boiler system provided with the
1 ボイラシステム
2 ボイラ群
20 ボイラ
3 台数制御装置
4 制御部
41 出力制御部
42 判定部
43 増台制御部
44 減台制御部
45 減台許可部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記複数のボイラには、
ボイラ効率が所定値よりも高くなる燃焼率の範囲であるエコ運転ゾーンが夫々のボイラに対して設定され、かつ、
前記制御部は、
燃焼状態にあるボイラ毎に、燃焼率が当該ボイラに設定された前記エコ運転ゾーンの上限値に到達したか否かを判定するとともに、燃焼状態にあるボイラ毎に、燃焼率が当該ボイラに設定された前記エコ運転ゾーンの下限値以下の所定燃焼率に到達したか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記燃焼状態にある全てのボイラの燃焼率が夫々のボイラに設定された前記エコ運転ゾーンの上限値に到達したと判定された場合に、燃焼させるボイラの台数を1台増加させる増台制御部と、
前記判定部により前記燃焼状態にある全てのボイラの燃焼率が夫々のボイラに設定された前記所定燃焼率に到達したと判定された場合に、燃焼させるボイラの台数を1台減少させる減台制御部と、
前記増台制御部により燃焼させるボイラの台数が増加された場合、所定の条件を満たすことを条件に、前記減台制御部による燃焼させるボイラの台数の減少を許可する減台許可部と、
を備えるボイラシステム。 A boiler having a plurality of boilers including boilers having different efficiency characteristics that can be burned by continuously changing a combustion rate, and a control unit that controls a combustion state of the boiler group according to a required load. A system,
In the plurality of boilers,
An eco-operation zone, which is a combustion rate range in which the boiler efficiency is higher than a predetermined value, is set for each boiler, and
The controller is
For each boiler in the combustion state, it is determined whether the combustion rate has reached the upper limit value of the eco-operation zone set in the boiler , and the combustion rate is set in the boiler for each boiler in the combustion state A determination unit that determines whether or not a predetermined combustion rate that is equal to or lower than a lower limit value of the eco-friendly driving zone is reached ;
When the determination unit determines that the combustion rate of all boilers in the combustion state has reached the upper limit value of the eco-operation zone set in each boiler, the number of boilers to be burned is increased by one. An additional control unit,
Reduction control for reducing the number of boilers to be burned by one when the determination unit determines that the combustion rate of all boilers in the combustion state has reached the predetermined combustion rate set for each boiler And
When the number of boilers to be burned is increased by the increase control unit, a reduction allowance unit that permits a decrease in the number of boilers to be burned by the reduction control unit, provided that a predetermined condition is satisfied,
Boiler system equipped with.
燃焼させるボイラの台数が増加された場合に燃焼状態にある複数のボイラを均一な燃焼率で燃焼させる出力制御部、
を更に備える請求項1又は請求項2に記載のボイラシステム。 The controller is
An output control unit for burning a plurality of boilers in a combustion state at a uniform combustion rate when the number of boilers to be burned is increased,
The boiler system according to claim 1 or 2, further comprising:
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