JP6142667B2 - ボイラシステム - Google Patents

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。

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。

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。

特開２０１０−９１１３９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の実施形態に係るボイラシステムの概略を示す図である。 ボイラ群の概略を示す図である。 制御部の構成を示す機能ブロック図である。 制御部のバックアップ制御の流れを示す説明図である。 起蒸指示を行ったボイラの燃焼率の推移を示すグラフである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

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。

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

Claims (3)

1. 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、
   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。
2. 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、
   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。
3. 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、請求項１又は請求項２に記載のボイラシステム。

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