JP6142667B2 - 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、複数のボイラにより構成されるボイラ群と、このボイラ群を制御する制御部と、を備えるボイラシステムでは、複数のボイラの燃焼状態を制御することで、ボイラ群から出力される蒸気量を調整することとしている。
このようなボイラシステムでは、停止状態にあるボイラの燃焼を開始する場合に、当該ボイラが給蒸可能となるまでに生じる不足分を他のボイラが代わりに生成(バックアップ)することで、蒸気量が不足することを補うこととしている。
Conventionally, in a boiler system including a boiler group composed of a plurality of boilers and a control unit that controls the boiler group, the amount of steam output from the boiler group is controlled by controlling the combustion state of the plurality of boilers. We are going to adjust.
In such a boiler system, when combustion of a boiler in a stopped state is started, a shortage generated until the boiler can be steamed is generated (backed up) by another boiler instead. To make up for the shortage.
燃焼を開始したボイラのバックアップ制御として、特許文献1には、蒸気ヘッダの圧力勾配に応じてバックアップタイミングを制御する工夫が開示されている。このバックアップ制御によれば、ターンダウン比が大きいボイラを用いてバックアップを行う場合であっても、バックアップによる蒸気量が不足分に対して過剰になることを防止することができる。
As backup control for a boiler that has started combustion,
従来、ボイラといえば、燃焼率を段階的に変更して燃焼可能な段階値制御方式のボイラが広く用いられていたが、近年では、燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な比例制御方式のボイラも普及し始めている。
なお、段階値制御方式のボイラとは、複数段階の燃焼位置で燃焼するN位置ボイラ(例えば、燃焼停止、低燃焼、高燃焼等の3位置ボイラ)をいい、このような段階値制御方式のボイラでは、燃焼率が段階的(例えば、50%毎)に変更される。他方、比例制御方式のボイラとは、例えば、燃焼率を1%刻みで変更可能なボイラをいい、細かな調整によって安定した蒸気供給が可能である。
Conventionally, boilers of the step value control system that can be burned by changing the combustion rate stepwise have been widely used as a boiler, but in recent years, the proportional control method that can burn by changing the combustion rate continuously Boilers are starting to spread.
The stage value control type boiler is an N-position boiler that burns at a plurality of stages of combustion positions (for example, a three-position boiler that stops combustion, low combustion, high combustion, etc.). In the boiler, the combustion rate is changed stepwise (for example, every 50%). On the other hand, the proportional control type boiler refers to a boiler whose combustion rate can be changed in increments of 1%, for example, and stable steam supply is possible by fine adjustment.
ところで、比例制御方式のボイラといっても、ボイラの発停はオン/オフ制御で行わなければならず、燃焼させるボイラの台数を増加する際のシステム全体における燃焼率は段階的に変動する。そこで、比例制御方式のボイラの台数を増加する際であっても、比例制御方式に特有の連続的な燃焼が可能な工夫が求められている。
この点、特許文献1のような従来の工夫(バックアップ制御)は、段階値制御方式のボイラについてのものであり、比例制御方式のボイラについての工夫は何ら開示するものではなかった。
By the way, even if it is a proportional control type boiler, on-off control of a boiler must be performed, and the combustion rate in the whole system at the time of increasing the number of boilers to burn fluctuates in steps. Therefore, even when the number of proportional control boilers is increased, a device capable of continuous combustion unique to the proportional control method is required.
In this regard, the conventional device (backup control) as in
本発明は、このような要望に鑑みてなされたものであり、比例制御方式のボイラにより構成されるボイラ群において、燃焼させるボイラの台数を増加する際のバックアップ制御が可能なボイラシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a demand, and provides a boiler system capable of backup control when increasing the number of boilers to be burned in a boiler group constituted by proportional control type boilers. For the purpose.
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、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、要求負荷に応じて、複数の前記ボイラのうち蒸気を供給していないボイラである停止ボイラに対して、蒸気の供給開始のための起蒸指示を行う起蒸指示部と、前記起蒸指示を行った停止ボイラが給蒸可能になったか否かを判定する給蒸可否判定部と、前記起蒸指示を行ってから前記停止ボイラが給蒸可能になるまでの間、複数の前記ボイラのうち蒸気を供給しているボイラである給蒸ボイラの燃焼率を要求負荷に応じて連続的に変更することで、要求負荷に対する蒸気出力の追従制御を行う出力制御部と、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, wherein the control unit includes: A steaming instruction unit for instructing steaming to start steam supply to a stop boiler that does not supply steam among the plurality of boilers according to a required load; and the steaming instruction A steam supply availability determination unit that determines whether or not the stopped boiler that has performed steaming can be steamed, and a period of time from when the steaming instruction is performed until the stopped boiler is steamable. An boiler is provided with an output control unit that continuously controls a steam output for a required load by continuously changing a combustion rate of a steam supply boiler that is a boiler that supplies steam according to the required load. .
また、前記制御部は、前記起蒸指示を行った後、前記停止ボイラの蒸気圧力が所定圧力に上昇するまで、当該停止ボイラを最大燃焼率で燃焼させる起蒸制御部を更に備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the control unit further includes a steaming control unit that burns the stop boiler at a maximum combustion rate until the steam pressure of the stop boiler rises to a predetermined pressure after performing the steaming instruction. .
また、前記起蒸制御部は、前記停止ボイラの蒸気圧力が前記所定圧力まで上昇した後、給蒸可能になるまで、当該停止ボイラを最小燃焼率で燃焼させることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said steaming control part burns the said stop boiler with the minimum combustion rate until steam supply becomes possible, after the steam pressure of the said stop boiler rises to the said predetermined pressure.
また、前記起蒸制御部は、前記停止ボイラの蒸気圧力が前記所定圧力まで上昇した後、給蒸可能になるまで、当該停止ボイラを前記給蒸ボイラと均一な燃焼率で燃焼させることが好ましい。 The steaming control unit preferably burns the stop boiler at a uniform combustion rate with the steam supply boiler until steam supply becomes possible after the steam pressure of the stop boiler rises to the predetermined pressure. .
また、前記出力制御部は、前記給蒸ボイラが複数存在する場合には、複数の前記給蒸ボイラを均一な燃焼率に制御することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said output control part controls a plurality of said steam supply boilers to a uniform combustion rate, when there are two or more said steam supply boilers.
本発明によれば、比例制御方式のボイラにより構成されるボイラ群において、燃焼を開始するボイラのバックアップ制御を適切に行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the boiler group comprised by the boiler of a proportional control system, the backup control of the boiler which starts combustion can be performed 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
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 vapor pressure sensor 7 is electrically connected to 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
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は、本実施形態に係るボイラ群2の概略を示す図である。
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。
Here, the
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。
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 for each of 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。
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
Note that the output steam amount indicates the steam amount output by the
また、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。
Moreover, the priority order is set to each of the plurality of
また、ボイラ群2には、燃焼するボイラの台数を決定するための停止基準閾値及び増加基準閾値が設定されている。本実施形態では、停止基準閾値として停止基準蒸気量を用い、増加基準閾値として増加基準蒸気量を用いることとしている。
Further, a stop reference threshold and an increase reference threshold for determining the number of boilers to be burned are set in the
停止基準蒸気量は、燃焼状態にあるボイラ20のうちの1のボイラ20の燃焼を停止する基準となる蒸気量であり、必要蒸気量が停止基準蒸気量に達する(以下になる又はより小さくなる)と燃焼状態にあるボイラ20のうちの1のボイラ20の燃焼を停止する。
また、増加基準蒸気量は、燃焼させるボイラを増加させる基準となる蒸気量であり、必要蒸気量が増加基準蒸気量に達する(以上又はより大きくなる)と、停止していたボイラ20が燃焼を開始し、ボイラ20の台数が増加する。
これら停止基準蒸気量及び増加基準蒸気量は、任意に設定することができ、また、停止基準閾値及び増加基準閾値として、停止基準蒸気量及び増加基準蒸気量以外の任意の情報を用いることとしてもよい。
The stop reference steam amount is a reference steam amount for stopping the combustion of one of the
The increased reference steam amount is a reference steam amount for increasing the number of boilers to be burned. When the necessary steam amount reaches (or becomes larger than) the increased reference steam amount, the stopped
The stop reference steam amount and the increase reference steam amount can be arbitrarily set, and any information other than the stop reference steam amount and the increase reference steam amount can be used as the stop reference threshold value and the increase reference threshold value. Good.
以上のボイラ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 vapor pressure sensor 7, 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、ボイラ群2の停止基準蒸気量及び増加基準蒸気量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
ここで、蒸気使用設備18の消費蒸気量(要求負荷)が増大し必要蒸気量が増加基準蒸気量に達すると、制御部4は、燃焼停止状態S0にあるボイラ20の燃焼を開始し、燃焼状態にあるボイラ20の台数を増加する。このとき、一定時間に亘り燃焼停止状態S0にある等して冷却されたボイラ20は、制御部4から燃焼を開始するように制御されても直ちに蒸気を出力することができず、ボイラ群2から出力される出力蒸気量が蒸気使用設備18の消費蒸気量(要求負荷)に対して不足してしまう。そこで、制御部4は、蒸気を出力可能な他のボイラ20に対して不足分の蒸気を代わりに出力させるように指示し、蒸気不足を防止することがある。このような他のボイラ20が代わって蒸気を出力することを、以下「バックアップ」と呼ぶことがある。
Here, when the consumed steam amount (required load) of the
このようなバックアップを行うため、制御部4は、図3に示す構成を備える。図3は、制御部4の構成を示す機能ブロック図である。
図3に示すように、制御部4は、起蒸指示部41と、給蒸可否判定部42と、出力制御部43と、起蒸制御部44と、を含んで構成される。
In order to perform such backup, the control unit 4 has a configuration shown in FIG. FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the control unit 4.
As shown in FIG. 3, the control unit 4 includes a
起蒸指示部41は、要求負荷に応じて、複数のボイラ20のうち蒸気を供給していないボイラ20に対して、蒸気の供給開始のための起蒸指示を行う。即ち、起蒸指示部41は、蒸気使用設備18の消費蒸気量(要求負荷)が増大し必要蒸気量が増加基準蒸気量に達すると、燃焼停止状態S0にあるボイラ20に対して、燃焼開始の指示を行う。
The
給蒸可否判定部42は、起蒸指示を行ったボイラ20が蒸気の供給(給蒸)が可能になったか否かを判定する。ここで、給蒸可否の判定はボイラ20から発生する蒸気圧力に基づいて行うことができ、一例として、給蒸可否判定部42は、ボイラ20から発生する蒸気圧力が、蒸気ヘッダ6の蒸気圧力よりも蒸気管11の圧力損失分高くなると、当該ボイラ20が給蒸可能になったと判定する。
また、このような給蒸可否の判定は、台数制御装置3の制御部4ではなく、ボイラ20のローカル制御部22により行うこととしてもよい。ローカル制御部22が給蒸可否の判定を行う場合、ローカル制御部22から所定の通知を受けることで、台数制御装置3の制御部4がボイラ20の給蒸完了を把握する。即ち、ボイラ20が給蒸可能になったことをローカル制御部22が判定すると、ローカル制御部22が給蒸完了の旨を台数制御装置3に通知することで、制御部4(給蒸可否判定部42)がボイラ20の給蒸可否の判定を行う。
The steaming
Further, whether or not the steam supply is possible may be performed by the
出力制御部43は、起蒸指示を行ったボイラ20が給蒸可能になるまでの間、燃焼状態にあり蒸気を蒸気ヘッダ6に供給しているボイラ20(以下、「給蒸ボイラ」と呼ぶことがある)の燃焼率を要求負荷に応じて連続的に変更することで、要求負荷に対する蒸気出力の追従制御を行う。即ち、出力制御部43は、起蒸指示を行ったボイラ20が給蒸可能になるまでの間は、給蒸ボイラによるバックアップ制御を行う。ここで、出力制御部43は、起蒸指示を行ったボイラ20のバックアップを行う給蒸ボイラが複数存在する場合には、複数の給蒸ボイラの燃焼率が均一な燃焼率になるように制御する。
また、出力制御部43は、起蒸指示を行ったボイラ20が給蒸可能になると、当該ボイラ20の燃焼率と給蒸ボイラの燃焼率とが均一な燃焼率になるように制御する。即ち、出力制御部43は、起蒸指示を行ったボイラ20の代わりに燃焼していた給蒸ボイラの燃焼率を本来の燃焼率に戻す。
The
Moreover, the
ここで、図4を参照して、制御部4のバックアップ制御の概要を説明する。図4は、制御部4のバックアップ制御の流れを示す説明図である。なお、図4では、5台のボイラ20が全て同容量のボイラであり、左側のボイラ20から順に1号機ボイラ、2号機ボイラ、3号機ボイラ、4号機ボイラ、5号機ボイラと呼ぶ。
Here, the outline of the backup control of the control unit 4 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the flow of backup control of the control unit 4. In FIG. 4, all of the five
蒸気使用設備18の消費蒸気量(要求負荷)が増大し必要蒸気量が増加基準蒸気量に達すると、起蒸指示部41は、燃焼停止状態S0のボイラ20に対して起蒸指示を行う。図4(1)では、起蒸指示部41は、燃焼停止状態S0の3号機ボイラ〜5号機ボイラのうち、3号機ボイラに対して起蒸指示を行っている。
When the consumed steam amount (required load) of the
起蒸指示に基づき3号機ボイラが燃焼を開始すると、給蒸可否判定部42は、3号機ボイラから発生する蒸気の蒸気圧力に基づいて3号機ボイラが蒸気を供給可能であるか否かを判定する。図4(2)では、3号機ボイラが未だ給蒸不可能であるものとする。
起蒸指示を行った3号機ボイラが給蒸不可能である場合、出力制御部43は、3号機ボイラから発生させる予定の蒸気を既に燃焼状態にある1号機ボイラ及び2号機ボイラから代わりに発生させるよう、1号機ボイラ及び2号機ボイラの燃焼率を上昇させる。また、出力制御部43は、3号機ボイラが給蒸可能になるまでの間、蒸気使用設備18の消費蒸気量(要求負荷)の変動に応じて1号機ボイラ及び2号機ボイラの燃焼率を連続的に変更する。
When the No. 3 boiler starts combustion based on the steaming instruction, the steam supply
When the No. 3 boiler that has instructed steaming cannot be steamed, the
その後、3号機ボイラが給蒸可能になると、1号機ボイラ、2号機ボイラ及び3号機ボイラから発生した蒸気がボイラ群2から発生することになる。このとき、3号機ボイラの代わりに1号機ボイラ及び2号機ボイラから発生させていた蒸気が過剰になるため、出力制御部43は、図4(3)に示すように、3号機ボイラから発生する蒸気量分だけ1号機ボイラ及び2号機ボイラの燃焼率を減少させる。即ち、給蒸可能になった3号機ボイラの燃焼率分、1号機ボイラ及び2号機ボイラの燃焼率を減少させる。
After that, when the No. 3 boiler becomes steamable, steam generated from the No. 1 boiler, the No. 2 boiler, and the No. 3 boiler is generated from the
ここで、給蒸可能になった3号機ボイラの燃焼率によっては、1号機ボイラ及び2号機ボイラの燃焼率は大きく減少することになり、ボイラ群2全体における圧力安定性が低下してしまう。そこで、本実施形態では、起蒸指示を行った3号機ボイラの燃焼率を適切に制御し、ボイラ群2の圧力安定性を向上させることとしている。
Here, depending on the combustion rate of the No. 3 boiler that can supply steam, the combustion rates of the No. 1 boiler and the No. 2 boiler are greatly reduced, and the pressure stability in the
図3に戻り、起蒸制御部44は、起蒸指示を行ったボイラ20の燃焼率を制御する。
具体的には、起蒸制御部44は、起蒸指示を行った後、ボイラ20から発生する蒸気の圧力が上がり始めるまで、ボイラ20を最大燃焼率(100%)で燃焼させる。ここで、発生する蒸気の圧力が上がり始めるまでとは、例えば、ボイラ20から発生する蒸気の蒸気圧力が所定圧力に上昇するまでであってもよく、また、ボイラ20の水管温度が所定温度を超えるまでであってもよく、また、最大燃焼率での燃焼を開始してから所定時間を経過するまでであってもよい。
また、起蒸制御部44は、ボイラ20から発生する蒸気の圧力が上がり始めた後、当該ボイラ20が給蒸可能になるまで、最小燃焼率(20%)又はバックアップ中の給蒸ボイラと均一な燃焼率で、当該ボイラ20を燃焼させる。
Returning to FIG. 3, the steaming
Specifically, the steaming
Further, after the pressure of the steam generated from the
ここで、図5を参照して、起蒸制御部44による起蒸指示を行ったボイラ20の制御について説明する。図5は、起蒸指示を行ったボイラ20の燃焼率の推移を示すグラフである。
Here, with reference to FIG. 5, control of the
図5(1)を参照して、起蒸指示を行ったボイラ20を最小燃焼率(20%)で燃焼させる際のボイラ20の燃焼率の制御について説明する。
時間T1において、起蒸指示部41がボイラ20に起蒸指示を行った結果、ボイラ20の燃焼が開始する。このとき、起蒸制御部44は、起蒸指示を行ったボイラ20を最大燃焼率(100%)で燃焼させ、水管内の缶水を早急に沸騰させる。
時間T2において、ボイラ20から発生する蒸気の圧力が上がり始めると、起蒸制御部44は、ボイラ20の燃焼率を最小燃焼率(20%)まで減少させる。
その後、時間T3において、給蒸可否判定部42によりボイラ20が給蒸可能になったと判定されると、出力制御部43は、ボイラ20を台数制御に組み込む。このとき、台数制御に組み込まれた時点では、ボイラ20は最小燃焼率(20%)で燃焼しているため、他のボイラ20よりも低い燃焼率で燃焼している。そこで、出力制御部43は、燃焼状態にある複数のボイラ20の燃焼率が均一になるように、時間T3の後、当該ボイラ20の燃焼率を優先的に変更する。
With reference to FIG. 5 (1), the control of the combustion rate of the
As a result of the
When the pressure of the steam generated from the
After that, at time T3, when it is determined by the steam supply
図5(2)を参照して、起蒸指示を行ったボイラ20を、バックアップ中の給蒸ボイラと均一な燃焼率で燃焼させる際のボイラ20の燃焼率の制御について説明する。
時間T1において、起蒸指示部41がボイラ20に起蒸指示を行った結果、ボイラ20の燃焼が開始する。このとき、起蒸制御部44は、起蒸指示を行ったボイラ20を最大燃焼率(100%)で燃焼させ、水管内の缶水を早急に沸騰させる。
時間T2において、ボイラ20から発生する蒸気の圧力が上がり始めると、起蒸制御部44は、ボイラ20の燃焼率を給蒸ボイラの燃焼率と均一な燃焼率まで減少させる。
その後、時間T3において、給蒸可否判定部42によりボイラ20が給蒸可能になったと判定されると、出力制御部43は、ボイラ20を台数制御に組み込み、その後の負荷変動に応じてボイラ20及び他のボイラ20の燃焼率を変更する。
With reference to FIG. 5 (2), the control of the combustion rate of the
As a result of the
When the pressure of the steam generated from the
Thereafter, when it is determined at time T3 by the steam supply
図5(1)のように、起蒸指示を行ったボイラ20を最小燃焼率(20%)で燃焼させることは、ボイラ20が給蒸可能になった後に、バックアップしていた他のボイラ20において減少する燃焼率を低減できる点で好適であるが、ボイラ20が給蒸可能になった直後から全てのボイラ20を均一な燃焼率で燃焼できない点で好ましくない。
As shown in FIG. 5 (1), burning the
ここで、燃焼率を連続的に変更可能な比例制御ボイラでは、バックアップに伴い代わりに負担する燃焼率も連続的に調整することができるため、バックアップするボイラ20(給蒸ボイラ)の台数に応じて、1台当たりの負担する燃焼率が異なることになる。
そこで、起蒸制御部44は、バックアップする他のボイラ20(給蒸ボイラ)が所定数よりも少ない場合には、起蒸指示を行ったボイラ20を最小燃焼率(20%)で燃焼させ、バックアップする他のボイラ20(給蒸ボイラ)が所定数よりも多い場合には、起蒸指示を行ったボイラ20を他のボイラ20(給蒸ボイラ)と均一な燃焼率で燃焼させることとしてもよい。これにより、1台当たりの負担する燃焼率が低減されるため、起蒸指示を行ったボイラ20が台数制御に組み込まれる際に、バックアップしていた他のボイラ20において減少する燃焼率を低減することができ、ボイラ群2における圧力安定性を向上することができる。
Here, in the proportional control boiler capable of continuously changing the combustion rate, the combustion rate to be borne instead of the back-up can be continuously adjusted, so according to the number of boilers 20 (steaming boilers) to be backed up. Thus, the burning rate per vehicle will be different.
Therefore, when the number of other boilers 20 (steaming boilers) to be backed up is less than a predetermined number, the steaming
なお、蒸気使用設備18の消費蒸気量(要求負荷)が急激に増加する急負荷変動の場合には、バックアップする給蒸ボイラの台数に関わらず、起蒸制御部44は、起蒸指示を行ったボイラ20を給蒸ボイラと均一な燃焼率で燃焼させることとしてもよい。
In the case of a sudden load fluctuation in which the steam consumption (required load) of the
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
(1)本実施形態のボイラシステム1においては、起蒸指示部41が燃焼停止状態S0のボイラ20に起蒸指示を行うと、当該ボイラ20は燃焼を開始する。ここで、ボイラ20の状態によっては、燃焼開始直後にボイラ20から蒸気の供給が行われないため、給蒸可否判定部42が給蒸可能になったと判定するまで、出力制御部43は、既に蒸気を供給している他のボイラ20(給蒸ボイラ)の燃焼率を制御し、当該ボイラ20の代わりに蒸気を供給させる。このとき、複数のボイラ20は比例制御ボイラであるため、出力制御部43は、要求負荷の変動に応じて他のボイラ20(給蒸ボイラ)の燃焼率を連続的に変更し、要求負荷に対する蒸気出力の追従制御を行う。
これにより、比例制御ボイラにより構成されるボイラ群2において、燃焼を開始するボイラ20のバックアップ制御を適切に行うことができる。即ち、燃焼させるボイラ20の台数増加時であっても、比例制御ボイラ特有の連続燃焼を実現し、ボイラ20の燃焼開始時にも負荷変動に対して安定した蒸気出力を行うことができる。
(1) In the
Thereby, in the
(2)また、本実施形態のボイラシステム1では、起蒸制御部44は、起蒸指示を行ったボイラ20の燃焼率を制御するところ、起蒸指示を行った直後は、ボイラ20を最大燃焼率で燃焼させることとした。これにより、冷却されたボイラ20の缶水を早急に沸騰させることができ、ボイラ20の起蒸に係る時間を低減することができる。このとき、起蒸制御部44は、最大燃焼率での燃焼を、ボイラ20の蒸気圧力が所定圧力に上昇するまで行うこととしている。これにより、ボイラ20を台数制御に組み込む際に適切な燃焼率に調整することができ、システム全体における急激な変動を防止できる。
(2) In the
(3)例えば、起蒸制御部44は、ボイラ20の蒸気圧力が所定圧力まで上昇した後、ボイラ20が給蒸可能になるまで、最小燃焼率で燃焼させる。これにより、ボイラを台数制御に組み込む際に減少する他のボイラ20(給蒸ボイラ)の燃焼率を低減することができ、圧力安定性を向上することができる。
(3) For example, after the steam pressure of the
(4)また、起蒸制御部44は、ボイラ20の蒸気圧力が所定圧力まで上昇した後、ボイラ20が給蒸可能になるまで、他のボイラ20(給蒸ボイラ)と均一な燃焼率で燃焼させる。これにより、他のボイラ20(給蒸ボイラ)と均一な燃焼率でボイラ20を台数制御に組み込むことができ、圧力安定性を向上することができる。
(4) Moreover, after the steam pressure of the
(5)また、出力制御部43は、起蒸指示を行ったボイラ20が給蒸可能になるまで、給蒸ボイラによるバックアップ制御を行うところ、給蒸ボイラが複数存在する場合には、複数の給蒸ボイラの燃焼率が均一になるように給蒸ボイラの燃焼状態を制御する。これにより、複数の給蒸ボイラの全てを効率的に燃焼させることができる。
(5) Further, 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。
例えば、上記実施形態では、起蒸指示を行ったボイラ20の燃焼状態の制御を、台数制御装置3の制御部4(起蒸制御部44)により行うこととしているが、当該ボイラ20の燃焼状態の制御は、当該ボイラ20のローカル制御部22が行うこととしてもよい。即ち、台数制御装置3の制御部4(起蒸指示部41)から起蒸指示があると、ローカル制御部22は、起蒸指示の後、蒸気圧力が所定圧力になるまでボイラ20を最大燃焼率で燃焼させ、その後、台数制御装置3の制御部4から送られた燃焼状態にある他のボイラ20(給蒸ボイラ)の台数に応じて、当該ボイラ20を他のボイラ20と均一な燃焼率又は最小燃焼率で燃焼させることとしてもよい。
The preferred embodiment of the
For example, in the above-described embodiment, the control of the combustion state of the
また、例えば、本実施形態では、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 this 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 起蒸指示部
42 給蒸可否判定部
43 出力制御部
44 起蒸制御部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記制御部は、
要求負荷に応じて、複数の前記ボイラのうち蒸気を供給していないボイラである停止ボイラに対して、蒸気の供給開始のための起蒸指示を行う起蒸指示部と、
前記起蒸指示を行った停止ボイラが給蒸可能になったか否かを判定する給蒸可否判定部と、
前記起蒸指示を行ってから前記停止ボイラが給蒸可能になるまでの間、複数の前記ボイラのうち蒸気を供給しているボイラである給蒸ボイラの燃焼率を要求負荷に応じて連続的に変更することで、要求負荷に対する蒸気出力の追従制御を行う出力制御部と、
前記起蒸指示を行った後、前記停止ボイラの蒸気圧力が所定圧力に上昇するまで、当該停止ボイラを最大燃焼率で燃焼させ、前記停止ボイラの蒸気圧力が前記所定圧力まで上昇した後、給蒸可能になるまで、当該停止ボイラを最小燃焼率で燃焼させる起蒸制御部と、
を備えるボイラシステム。 A boiler system comprising a boiler group comprising a plurality of boilers capable of burning by continuously changing the combustion rate, and a control unit for controlling the combustion state of the boiler group,
The controller is
In response to the required load, a steaming instruction unit that performs steaming instructions for starting steam supply to a stop boiler that is not supplying steam among the plurality of boilers,
A steaming availability determination unit that determines whether or not the stop boiler that has performed the steaming instruction is capable of steaming;
From the time when the steaming instruction is given to the time when the stop boiler can be steamed, the combustion rate of the steaming boiler that is supplying steam among the boilers is continuously changed according to the required load. An output control unit that performs steam output follow-up control with respect to the required load,
After performing the steaming instruction, the stop boiler is burned at the maximum combustion rate until the steam pressure of the stop boiler rises to a predetermined pressure, and after the steam pressure of the stop boiler rises to the predetermined pressure, A steaming control unit that burns the stop boiler at a minimum combustion rate until steaming is possible,
Boiler system equipped with.
前記制御部は、
要求負荷に応じて、複数の前記ボイラのうち蒸気を供給していないボイラである停止ボイラに対して、蒸気の供給開始のための起蒸指示を行う起蒸指示部と、
前記起蒸指示を行った停止ボイラが給蒸可能になったか否かを判定する給蒸可否判定部と、
前記起蒸指示を行ってから前記停止ボイラが給蒸可能になるまでの間、複数の前記ボイラのうち蒸気を供給しているボイラである給蒸ボイラの燃焼率を要求負荷に応じて連続的に変更することで、要求負荷に対する蒸気出力の追従制御を行う出力制御部と、
前記起蒸指示を行った後、前記停止ボイラの蒸気圧力が所定圧力に上昇するまで、当該停止ボイラを最大燃焼率で燃焼させ、前記停止ボイラの蒸気圧力が前記所定圧力まで上昇した後、給蒸可能になるまで、当該停止ボイラを前記給蒸ボイラと均一な燃焼率で燃焼させる起蒸制御部と、
を備えるボイラシステム。 A boiler system comprising a boiler group comprising a plurality of boilers capable of burning by continuously changing the combustion rate, and a control unit for controlling the combustion state of the boiler group,
The controller is
In response to the required load, a steaming instruction unit that performs steaming instructions for starting steam supply to a stop boiler that is not supplying steam among the plurality of boilers,
A steaming availability determination unit that determines whether or not the stop boiler that has performed the steaming instruction is capable of steaming;
From the time when the steaming instruction is given to the time when the stop boiler can be steamed, the combustion rate of the steaming boiler that is supplying steam among the boilers is continuously changed according to the required load. An output control unit that performs steam output follow-up control with respect to the required load,
After performing the steaming instruction, the stop boiler is burned at the maximum combustion rate until the steam pressure of the stop boiler rises to a predetermined pressure, and after the steam pressure of the stop boiler rises to the predetermined pressure, A steaming control unit for burning the stop boiler at a uniform combustion rate with the steam supply boiler until steaming is possible,
Boiler system equipped with.
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