JP7107072B2 - By-product gas utilization system - Google Patents
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Description
本発明は、副生ガス利用システムに関する。より詳細には、例えばプラント設備等の副生設備から製品製造に伴って発生する副生ガスのみを燃料ガスとして用いるボイラ等の燃焼装置を備える副生ガス利用システムに関する。 The present invention relates to a by-product gas utilization system. More particularly, the present invention relates to a by-product gas utilization system provided with a combustion device such as a boiler that uses only by-product gas generated from by-product facilities such as plant facilities during product manufacturing as fuel gas.
ボイラシステムが設置されるプラント等では、プラントの運転に伴い副生ガスとして例えば水素ガス(以下、「副生ガス」ともいう)が発生する場合がある。そこで、プラントにおいて発生した水素ガス(副生ガス)を燃料の一部として用いるボイラシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In a plant or the like where a boiler system is installed, hydrogen gas (hereinafter also referred to as "by-product gas"), for example, may be generated as a by-product gas during operation of the plant. Therefore, a boiler system using hydrogen gas (by-product gas) generated in a plant as a part of fuel has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1には、複数の貫流ボイラ20からなるボイラ群2において、貫流ボイラ20それぞれに第1燃料ガス(例えば、13AやLPG等の炭化水素ガス)を供給する第1燃料ガス供給ラインL1と、貫流ボイラ20それぞれに副生ガス(水素ガス)を供給する水素ガス供給ラインL2と、台数制御装置50と、を設けたボイラシステム1が記載されている。ここで、特許文献1に記載のボイラシステム1は、第1燃料ガス及び副生ガスの混合ガスを燃料ガスとして混焼燃焼可能、かつ、第1燃料ガスのみを燃料ガスとして専焼燃焼可能な複数の貫流ボイラにより構成されている。
そして、ボイラシステム1の台数制御装置50は、蒸気ヘッダ40の蒸気圧に基づいて、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複数の貫流ボイラ20の燃焼状態を算出し、算出された複数の貫流ボイラ20の燃焼状態に応じて、第1燃料ガス供給弁61及び水素ガス供給弁62の開閉又は開度を制御することで、それぞれの貫流ボイラ20への燃料ガス(第1燃料ガス及び副生ガス)の供給量を調整し、複数の貫流ボイラ20の燃焼状態を制御する。このため、ボイラシステム1における副生ガスの消費量は、蒸気ヘッダ40の蒸気圧に依存するものとなり、必ずしも、プラント設備から製品製造において生成される副生ガスを全て消費できるものではなかった。
より具体的には、特許文献1に記載の第1実施形態においては、台数制御装置50(水素供給制御部521)は、例えば、副生ガスとしての水素ガスを貯留する水素ホルダ30の内部の圧力がP1以上の場合には副生ガス(水素ガス)を供給する貫流ボイラ20を4台とし、圧力がP1未満P2以上の場合には副生ガス(水素ガス)を供給する貫流ボイラ20を3台とし、圧力がP2未満P3以上の場合には水素ガスを供給する貫流ボイラ20を2台とし、圧力がP3未満P4以上の場合には副生ガス(水素ガス)を供給する貫流ボイラ20を1台とし、そして圧力がP4未満の場合には副生ガス(水素ガス)を供給する貫流ボイラ20を0台とするように、副生ガス(水素ガス)供給の制御をする。
ただし、台数制御装置50(水素供給制御部521)により決定された副生ガス(水素ガス)を供給する貫流ボイラ20の台数が、燃焼指示が出されている貫流ボイラ20の台数よりも多い第1状態を検出した場合、副生ガス(水素ガス)を供給すると決定された貫流ボイラ20のうち、燃焼指示が出されていない貫流ボイラ20に対応して配置された水素ガス供給弁62を閉止して水素ガス放出弁63を開放して、副生ガス(水素ガス)を大気に放出する(以下、「放気する」ともいう)ことが記載されている。
また、特許文献1に記載の第2実施形態では、台数制御装置50A(水素供給制御部521A)は、副生ガス(水素ガス)を貯留する水素ホルダ30の内部の圧力値が予め設定された目標圧力値となるように、水素ガスのボイラ群2への供給量(必要出力水素量)を算出し、台数制御装置50A(水素供給制御部521A)は、必要出力水素量がボイラ群2に供給されるように水素ガス供給弁62の開閉又は開度を制御する。
しかしながら、この場合においても、台数制御装置50A(水素供給制御部521A)は、燃焼状態にある貫流ボイラ20への水素ガスの供給だけでは水素ホルダ30から出力される水素量(出力水素量)が必要出力水素量に到達しない場合、又は燃焼状態にある貫流ボイラ20が無い場合には、水素ガス放出弁63Aの開度を制御して、副生ガス(水素ガス)を放気することで、水素ホルダ30の内部の水素ガスの圧力が目標圧力となるように制御することが記載されている。
In
Then, based on the steam pressure of the steam header 40, the
More specifically, in the first embodiment described in
However, the number of once-through
Further, in the second embodiment described in
However, even in this case, the number control device 50A (hydrogen supply control unit 521A) determines that the amount of hydrogen output from the hydrogen holder 30 (the amount of output hydrogen) is reduced only by supplying hydrogen gas to the once-through
以上のように、特許文献1に記載のボイラシステム1は、第1燃料ガス及び副生ガスの混合ガスを燃料ガスとして混焼燃焼させるか、又は第1燃料ガスのみを専焼燃焼させる複数の貫流ボイラから構成され、副生ガスとしての水素ガスを、第1燃料ガスの補助として使用しているに過ぎない。このため、ボイラシステム1の台数制御装置は、発生蒸気量の制御を前提として、その条件下で、(放気を含む)水素供給量の制御を行う。第1実施形態及び第2実施形態に関わらず、台数制御装置50Aは、ボイラシステム1の燃焼量の制御を行う際に、水素供給量が過剰な場合には、その過剰な量を放気する制御を行うことを前提としている。このように、特許文献1に記載のボイラシステム1は、必ずしも、プラント設備から製品製造において生成される副生ガスを全て消費できるものではなかった。また、発生量の変動のある副生ガス(水素ガス)のみを燃料ガスとして消費させることが可能な水素専焼ボイラを含むボイラシステムでもなかった。
As described above, the
他方、例えば、メインボイラシステムによる蒸気量生成がなされ、当該メインボイラシステムにおいて蒸気量の制御を行っている場合に、プラント設備から製品製造における副生ガスとして発生する水素ガスのみを燃料ガスとして燃焼可能な水素専焼ボイラ(貫流ボイラ)を含む副生ガス利用システムを新たに設けることで、プラント設備側で発生する製品製造における副生ガスとして発生する発生量の変動のある副生ガス(水素ガス)をプラント設備側に影響を与えることなく、通常時には全て燃料ガスとして消費させることで、発生量の変動が大きい副生ガスを効率よくエネルギーとして利用可能な副生ガス利用システムが求められている。
この点、特許文献1に開示されたボイラシステム1は、第1燃料ガス(例えば、13AやLPG等の炭化水素ガス)のみを燃料ガスとして燃焼可能な専焼燃焼及び第1燃料ガス及び副生ガスの混合ガスを燃料ガスとして燃焼可能な混焼燃焼可能な貫流ボイラにより構成されており、第1燃料ガスと副生ガスとの組み合わせで必要蒸気量を生成させるものであり、通常時に副生ガスを全て燃料ガスとして無駄なく消費させるものではなく、発生量の変動のある副生ガス(水素ガス)を効率的にエネルギーとして利用可能なボイラシステムでもなかった。
また、特許文献1に開示されたボイラシステム1は、発生量の変動のある副生ガス(水素ガス)のみを燃料ガスとして消費させることが可能な(発生蒸気量の制御を行わない)水素専焼ボイラ(貫流ボイラ)を含むボイラシステムを新たに設けるものでもなかった。
On the other hand, for example, when the amount of steam is generated by the main boiler system and the amount of steam is controlled in the main boiler system, only hydrogen gas generated as a by-product gas in product manufacturing from the plant equipment is burned as fuel gas. By newly installing a by-product gas utilization system that includes a hydrogen-only firing boiler (once-through boiler) that is capable of ) can be consumed as fuel gas during normal times without affecting the plant equipment, so that the by-product gas, which fluctuates greatly in the amount generated, can be efficiently used as energy. .
In this respect, the
In addition, the
本発明は、例えばプラント設備等の副生設備における製品製造過程において発生する副生ガス(例えば水素ガス)のみを燃料ガスとして燃焼可能な燃焼装置としての副生ガス専焼ボイラ(貫流ボイラ)を1つ以上含むボイラ群を備える副生ガス利用システムであって、前記ボイラ群に対して副生ガス(例えば水素ガス)を供給する副生ガス(水素ガス)を貯留するタンク内の圧力値に基づいて台数制御(フィードバック制御)することで、発生量の変動が大きい副生ガスを無駄なく消費させて、効率よくエネルギーとして利用可能とする副生ガス利用システムを提供することを目的とする。 The present invention provides a by-product gas single-firing boiler (once-through boiler) as a combustion device capable of burning only by-product gas (for example, hydrogen gas) generated in a product manufacturing process in by-product equipment such as plant equipment as fuel gas. A by-product gas utilization system comprising a group of boilers including one or more, wherein the by-product gas (for example, hydrogen gas) is supplied to the boiler group based on the pressure value in the tank storing the by-product gas (hydrogen gas) The object of the present invention is to provide a by-product gas utilization system capable of efficiently using by-product gas as energy by consuming the by-product gas, which fluctuates greatly, without waste by controlling the number of units (feedback control).
(1) 本発明は、副生ガスのみを燃焼させて消費する燃焼装置と、前記燃焼装置における副生ガスの消費量を制御する制御部と、を備える副生ガス利用システムであって、前記制御部は、前記燃焼装置に副生ガスを供給する副生ガスタンクの内部の圧力値が予め設定された圧力値範囲に収まるように、前記燃焼装置における副生ガスの消費量を制御する副生ガス利用システムに関する。 (1) The present invention provides a by-product gas utilization system comprising a combustion device that burns and consumes only by-product gas, and a control unit that controls the consumption of the by-product gas in the combustion device, wherein The control unit controls the consumption of the by-product gas in the combustion device so that the internal pressure value of the by-product gas tank that supplies the by-product gas to the combustion device falls within a preset pressure value range. It relates to a gas utilization system.
(2) 前記副生ガスタンクには、副生設備から供給される副生ガスが昇圧されて貯留されることが好ましい。 (2) Preferably, the by-product gas supplied from the by-product facility is pressurized and stored in the by-product gas tank.
(3) また、前記燃焼装置は、ガス消費量を連続的に変更して燃焼可能であり、前記制御部は、前記圧力値測定部で測定される前記副生ガスタンクの内部の圧力値が、予め設定された目標圧力値に一致するように前記燃焼装置における副生ガスの消費量を制御することが好ましい。 (3) Further, the combustion device is capable of continuously changing the amount of gas consumption for combustion, and the control unit controls the internal pressure value of the by-product gas tank measured by the pressure value measurement unit to be Preferably, the consumption of by-product gas in the combustion device is controlled to match a preset target pressure value.
(4) また、前記副生ガス利用システムは、さらに、複数の前記燃焼装置からなる燃焼装置群を備え、複数の前記燃焼装置には、それぞれ、変動可能なガス消費量の単位である単位ガス消費量が設定されており、前記制御部は、前記副生ガスタンクの内部の圧力値に基づいて消費させるべきガス量である必要ガス消費量を算出する必要ガス消費量算出部と、前記燃焼装置群でのガス消費量の実績である実績ガス消費量を算出する実績ガス消費量算出部と、前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも大きい場合に前記燃焼装置群のガス消費量から前記単位ガス消費量分を増加させ、前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも小さい場合に前記燃焼装置群のガス消費量から前記単位ガス消費量分を減少させる消費量制御部と、を備えることが好ましい。 (4) Further, the by-product gas utilization system further includes a combustion device group consisting of a plurality of the combustion devices, and each of the plurality of combustion devices includes a unit gas, which is a variable unit of gas consumption. A consumption amount is set, and the control unit includes a necessary gas consumption amount calculation unit that calculates a necessary gas consumption amount, which is the amount of gas to be consumed based on the internal pressure value of the by-product gas tank, and the combustion device. an actual gas consumption calculation unit for calculating actual gas consumption, which is actual gas consumption in the group; a consumption amount control unit that increases the unit gas consumption amount and decreases the gas consumption amount of the combustion device group by the unit gas consumption amount when the required gas consumption amount is smaller than the actual gas consumption amount; is preferably provided.
(5) また、前記制御部は、さらに、前記必要ガス消費量と前記実績ガス消費量との偏差量を算出する偏差算出部と、前記偏差算出部により算出された前記偏差量が前記単位ガス消費量以上であるかを判定する第1判定部と、前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも大きい場合に前記複数の燃焼装置のうちガス消費量の少ない燃焼装置を選択し、前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも小さい場合に前記複数の燃焼装置のうちガス消費量の多い燃焼装置を選択する燃焼装置選択部と、を備え、前記消費量制御部は、前記第1判定部により前記偏差量が前記単位ガス消費量以上であると判定された場合に、前記燃焼装置選択部により選択された燃焼装置のガス消費量を変更させることが好ましい。 (5) The control unit further includes: a deviation calculation unit for calculating a deviation between the required gas consumption amount and the actual gas consumption amount; a first determination unit that determines whether the required gas consumption is greater than or equal to the actual gas consumption, selecting a combustion device with a smaller gas consumption from among the plurality of combustion devices when the required gas consumption is greater than the actual gas consumption; a combustion device selection unit that selects a combustion device with a large gas consumption among the plurality of combustion devices when the required gas consumption is smaller than the actual gas consumption, wherein the consumption amount control unit is configured to It is preferable that the gas consumption amount of the combustion device selected by the combustion device selection unit is changed when the 1 determination unit determines that the deviation amount is equal to or greater than the unit gas consumption amount.
(6) また、前記複数の燃焼装置には、優先順位が設定されており、前記燃焼装置選択部は、前記複数のボイラのガス消費量が等しい場合、前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも大きい場合に、最も優先順位の高い燃焼装置を選択し、前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも小さい場合に、最も優先順位の低い燃焼装置を選択することが好ましい。 (6) Further, a priority order is set for the plurality of combustion devices, and when the gas consumption amounts of the plurality of boilers are equal, the combustion device selection unit selects the required gas consumption amount from the actual gas consumption It is preferable to select the combustion device with the highest priority if the required gas consumption is less than the actual gas consumption and select the combustion device with the lowest priority if the required gas consumption is less than the actual gas consumption.
本発明によれば、例えばプラント設備等の副生設備における製品製造過程において発生する副生ガス(例えば水素ガス)のみを燃料ガスとして燃焼可能な燃焼装置としての副生ガス専焼ボイラ(貫流ボイラ)を1つ以上含むボイラ群を備える副生ガス利用システムであって、前記ボイラ群に対して副生ガス(例えば水素ガス)を供給する副生ガス(水素ガス)を貯留するタンク内の圧力値に基づいて台数制御(フィードバック制御)することで、発生量の変動が大きい副生ガスを無駄なく消費させて、効率よくエネルギーとして利用可能とする副生ガス利用システムを提供することができる。 According to the present invention, a by-product gas boiler (once-through boiler) as a combustion device capable of burning only by-product gas (for example, hydrogen gas) generated in a product manufacturing process in by-product equipment such as plant equipment as fuel gas. A by-product gas utilization system comprising a boiler group including one or more of By controlling the number of units (feedback control) based on the above, it is possible to provide a by-product gas utilization system that consumes the by-product gas that fluctuates greatly without waste and can efficiently use it as energy.
以下、本発明の副生ガス利用システムとして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。なお、本実施形態における副生ガスとして、プラント設備等の副生設備(以下「プラント設備等」ともいう)から製品製造において発生する水素ガスを例示するが、本発明は水素ガスに限られない。本発明は、例えば消化ガス、その他の炭化水素ガス等任意の副生ガスに適用できる。
本実施形態における副生ガス利用システムとしてのボイラシステムは、プラント設備等から製品製造における副生ガスとして発生する水素ガスのみを燃料ガスとして消費させることが可能な燃焼装置としての水素専焼ボイラ(貫流ボイラ)を備えるボイラシステムである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment of a boiler system as a by-product gas utilization system of the present invention will be described below with reference to the drawings. As a by-product gas in the present embodiment, hydrogen gas generated from by-product facilities such as plant facilities (hereinafter also referred to as "plant facilities") in product manufacturing is exemplified, but the present invention is not limited to hydrogen gas. . The present invention is applicable to any by-product gas, such as digester gas, other hydrocarbon gases, and the like.
The boiler system as a by-product gas utilization system in the present embodiment is a hydrogen-only firing boiler (once-through) as a combustion device capable of consuming only hydrogen gas generated as a by-product gas in product manufacturing from plant equipment etc. as fuel gas. boiler) is a boiler system.
本実施形態のボイラシステム1は、図1に示すように、複数(例えば4台)の水素専焼ボイラである貫流ボイラ20(以下「ボイラ20」ともいう)を含むボイラ群2と、水素ガス供給ラインL2と、ボイラ群2における副生ガスの消費量を制御する、制御部としての台数制御装置50と、を備え、ボイラシステム1は、副生ガスタンクとしての2次側水素タンク30から供給される副生ガスとしての水素ガスを消費する。なお、本実施形態では、ボイラ群2は4台のボイラ20を備えるとしたが、これに限られない。ボイラ群2は3台以下のボイラ20を含んでもよい。また、ボイラ群2は5台以上のボイラ20を含んでもよい。
As shown in FIG. 1, the
水素ガス供給ラインL2は、水素専焼ボイラである貫流ボイラ20それぞれに水素ガスを供給する。水素ガス供給ラインL2は、水素ガス本ラインL21と、複数の水素ガス分岐ラインL22と、を備える。水素ガス本ラインL21の上流側は、逆火防止器23を介して、2次側水素タンク30に接続される。複数の水素ガス分岐ラインL22の上流側は、水素ガス本ラインL21に接続される。複数の水素ガス分岐ラインL22の下流側は、それぞれ、貫流ボイラ20に接続される。
水素ガス分岐ラインL22には、それぞれ、水素ガス流量調整弁24及び2つ以上の水素ガス遮断弁25、26が配置される。
The hydrogen gas supply line L2 supplies hydrogen gas to each of the once-through
A hydrogen gas
水素ガス流量調整弁24は、例えばエア駆動バルブにより構成され、水素ガス分岐ラインL22の流路を開閉又は開度調整することで、水素ガス分岐ラインL22を流通する水素ガスの流量を調整する。
水素ガス遮断弁25は、水素ガス分岐ラインL22における水素ガス流量調整弁24よりも上流に配置される。水素ガス遮断弁25は、例えば電磁弁により構成され、水素ガス分岐ラインL22からのボイラ20への水素ガスの供給路を開閉する。
なお、図示しないが、仮に、台数制御装置50に障害が発生し、ボイラ群2における副生ガスの消費量の制御が正常に行われない状態となり、その結果2次側水素タンク30の内部の圧力値が下がり過ぎる事態になる場合に備えて、ボイラ20それぞれに、供給ガス圧スイッチを設けることで、供給ガス圧の低下が発生した場合に、供給ガス圧スイッチが作動することで、ボイラ20の水素ガス消費量をゼロとするようにしてもよい。
The hydrogen gas flow
The hydrogen
Although not shown, if a failure occurs in the
<2次側水素タンク30について>
2次側水素タンク30は、プラント設備等において副生ガスとして発生した水素ガスを後述するように昇圧させた状態で貯留する副生ガスタンクである。そして、2次側水素タンク30には、内部の圧力値を測定する圧力値測定部としての水素圧センサ31が配置される。水素圧センサ31は、副生ガスタンクとしての2次側水素タンク30に貯留された水素ガスの圧力を検出し、検出した水素ガスの圧力に係る信号(水素圧力信号)を、後述の台数制御装置50に送信する。
これにより、台数制御装置50は、2次側水素タンク30の内部の圧力値が予め設定された圧力値範囲に収まるように、ボイラ群2における副生ガス(水素ガス)の消費量を制御する。以下、簡単のために、2次側水素タンク30の内部の圧力を「タンク圧力」ともいい、水素圧センサ31により検出される2次側水素タンク30の内部の圧力値を「タンク圧力値」ともいう。
より具体的には、台数制御装置50は、後述する必要ガス消費量が後述する実績ガス消費量よりも大きくなれば、ボイラ群2に対して、水素ガス消費量を増加させるように、水素ガス流量調整弁24の開度を調整し、必要ガス消費量が実績ガス消費量よりも小さくなれば、ボイラ群2に対して、水素ガス消費量を減少させるように、水素ガス流量調整弁24の開度を調整する。
この際、2次側水素タンク30には、水素ガスが昇圧されて貯留されていることから、2次側水素タンク30に供給されるガス量とボイラ群2により消費されるガス量の差異を吸収することができる。
また、ボイラシステム1は、通常時、すなわち、2次側水素タンク30の内部の水素ガスの圧力値が後述する制御上限圧力値を超えないときには、副生ガスとして発生する水素ガスが放気されることなく、副生ガスを無駄なく、エネルギーとして利用することを可能とする。
<Regarding the
The secondary-
As a result, the
More specifically, when the required gas consumption (to be described later) becomes larger than the actual gas consumption (to be described later), the
At this time, since the hydrogen gas is stored in the
In addition, in the
なお、2次側水素タンク30には、水素ガス放出ラインL3と、水素ガス放気弁33が配置される。水素ガス放気弁33は、例えば、モータバルブ等により構成される。水素ガス放気弁33は、通常時には閉状態で運用されるが、緊急時、例えば貫流ボイラ20が燃焼停止状態となった場合、再度貫流ボイラ20を燃焼させるまでに数10秒の時間を要するため、この間に、タンク圧力値が制御上限圧力値を上回った場合に、タンク圧力値が制御上限圧力値を上回らないように、水素ガス放気弁33を開閉又は開度調整することで、2次側水素タンク30に貯留された水素ガスの、水素ガス放出ラインL3を介した大気への放気量を調整することができる。それにより、タンク圧力値が制御上限圧力値を超えるような異常時が発生した場合には、水素ガス放気弁33により水素ガスを放気することで、タンク圧力値が制御上限圧力値を上回らないようにして、2次側水素タンク30の圧力破壊や水素ガス遮断弁25、26の破損等を防ぐことができる。詳細については後述する。
A hydrogen gas release line L3 and a hydrogen
また、2次側水素タンク30には、水素ガス放気弁33とは別に、安全弁(図示せず)を配置するようにしてもよい。安全弁は、仮に水素ガス放気弁33が故障した場合であって、仮にタンク圧力値が制御上限圧力値を超えて、さらに上昇した場合に、タンク圧力値が2次側水素タンク30の耐圧を超えないように、安全弁を開放して、2次側水素タンク30に貯留された水素ガスを放気することで、2次側水素タンク30の圧力破壊や水素ガス遮断弁25、26の破損等を防ぐことができる。
In addition to the hydrogen
<プラント設備等の副生設備から供給されるガスについて>
図1に示すように、2次側水素タンク30には、プラント設備等の副生設備側(図示せず)から供給される水素ガスは昇圧機42で昇圧されて、2次側水素タンク30に供給される。なお、センサ41により、昇圧機42の上流側の圧力値が一定の値を保つように戻り調整弁44の開度が調整される。
<Gas supplied from by-product facilities such as plant facilities>
As shown in FIG. 1, hydrogen gas supplied from a by-product facility (not shown) such as plant equipment is pressurized by a
<ボイラ群2について>
ボイラ群2を構成するボイラ20は、前述したように、水素専焼ボイラである貫流ボイラ20であり、プラント設備等の副生設備から製品製造における副生ガスとして発生する水素ガスのみを燃料ガスとして消費させて蒸気を生成する。ボイラ群2は、副生ガスのみを燃焼させて消費する燃焼装置としての水素専焼ボイラである貫流ボイラ20から構成され、生成した蒸気を蒸気集合ラインL4を介してメインのボイラ又はメインボイラシステムにおける蒸気ヘッダ(図示せず)に集合させる。
前述したように、本実施形態においては、ボイラシステム1とは別に、メインのボイラ又はメインボイラシステム(図示せず)が存在し、メインのボイラ又はメインボイラシステムにおいて生成された蒸気を蒸気使用設備に供給している。より具体的には、メインのボイラ又はメインボイラシステム及びボイラシステム1において生成された蒸気は、蒸気ヘッダ(図示せず)に集合させて貯留される。蒸気ヘッダにおいて、複数のボイラから生成された蒸気の相互の圧力差及び圧力変動が調整される。そして、圧力の調整された蒸気が、蒸気供給ライン(図示せず)を介して蒸気使用設備(図示せず)に供給される。ここで、メインのボイラ又はメインボイラシステムは、蒸気ヘッダ圧力に基づいて、蒸気量の制御を行う。すなわち、メインのボイラ又はメインボイラシステムはボイラシステム1の生成する蒸気量を前提として、自身の生成する蒸気量の制御を行う。
<About
As described above, the
As described above, in this embodiment, there is a main boiler or a main boiler system (not shown) apart from the
ボイラシステム1は、タンク圧力値が予め設定された圧力値範囲に収まるように、後述する台数制御装置50により、ボイラ群2における副生ガス(水素ガス)の消費量を制御する。
このように、ボイラシステム1は、メインのボイラ又はメインボイラシステムにおける台数制御から独立して、副生ガスとしての水素ガスの消費量を制御することができる。それにより、通常時には、副生ガスとして発生する水素ガスを放気させることなく、副生ガスを無駄なく、エネルギーとして利用可能とすることができる。
以上のように、ボイラシステム1は、複数の水素専焼ボイラである貫流ボイラ20から構成され、ボイラ群2の生成する蒸気量の制御を行うものではなく、ボイラ群2の生成する蒸気量とは関係なく、副生ガスとしての水素ガスの消費量を制御する点に特長がある。副生ガスとしての水素ガスの消費量の制御についての詳細は、後述する。
The
Thus, the
As described above, the
<水素専焼ボイラである貫流ボイラ20について>
台数制御装置50による水素ガスの消費量の制御方式を説明する前に、水素専焼ボイラである貫流ボイラ20について説明する。以下、特に断らない限り、貫流ボイラ20は、水素専焼ボイラとしての貫流ボイラを意味する。貫流ボイラ20は、複数の段階的な燃焼位置を有する段階値制御ボイラ、又は連続制御ボイラにより構成することができる。段階値制御ボイラとは、燃焼を選択的にオン/オフしたり、高燃焼、中燃焼、低燃焼等に燃焼位置を設定したりすること等により水素ガス消費量を制御して、選択された燃焼位置に応じて水素ガス消費量を段階的に増減可能なボイラである。
また、連続制御ボイラとは、少なくとも、最小燃焼状態における水素ガス消費量である最小ガス消費量(例えば、最大水素ガス消費量の25%のガス消費量)から最大燃焼状態における水素ガス消費量(最大水素ガス消費量)の範囲で、ガス消費量(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、燃料ガスとしての水素ガスをバーナに供給するバルブや、燃焼用空気を供給する送風機の出力を制御することにより、水素ガス消費量を調整するようになっている。また、水素ガス消費量を連続的に制御するとは、制御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の水素ガス消費量が1%刻みで制御される場合)であっても、事実上連続的に水素ガス消費量を制御可能な場合を含む。
<Regarding the once-through
Before explaining the method of controlling the amount of hydrogen gas consumption by the
In addition, the continuous control boiler is at least the minimum gas consumption that is the hydrogen gas consumption in the minimum combustion state (for example, the gas consumption of 25% of the maximum hydrogen gas consumption) to the hydrogen gas consumption in the maximum combustion state ( This is a boiler in which the gas consumption (combustion amount) can be continuously controlled within the range of the maximum hydrogen gas consumption. The continuous control boiler adjusts the amount of hydrogen gas consumed, for example, by controlling the output of a valve that supplies hydrogen gas as fuel gas to the burner and the output of a blower that supplies combustion air. In addition, continuously controlling the hydrogen gas consumption means that the control is digital and handled step by step (for example, the hydrogen gas consumption of the
本実施形態における貫流ボイラ20は、特に断らない限り、連続制御ボイラを例示する。本実施形態におけるボイラ20における、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における水素ガス消費量である最小ガス消費量から最大燃焼状態S2における水素ガス消費量である最大ガス消費量の範囲においては、水素ガス消費量(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、変動可能な水素ガス消費量の単位である単位ガス消費量が設定されている。これにより、ボイラ20は、最小燃焼状態S1における水素ガス消費量である最小ガス消費量から最大燃焼状態S2における水素ガス消費量である最大ガス消費量の範囲においては、単位ガス消費量単位で、ガス消費量を変更可能となっている。
The once-through
More specifically, each of the plurality of
単位ガス消費量は、ボイラ20の最大燃焼状態S2における水素ガス消費量である最大ガス消費量に応じて適宜設定できるが、ボイラシステム1における水素ガス消費量の必要水素ガス消費量に対する追従性を向上させる観点から、ボイラ20の最大水素ガス消費量の例えば、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。
The unit gas consumption can be appropriately set according to the maximum gas consumption, which is the hydrogen gas consumption in the maximum combustion state S2 of 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1に示す、ボイラ20の1号機~4号機のそれぞれに「1」~「4」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、4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52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。
In addition, a priority order is set for each of the
また、各ボイラ20は、各ボイラ20の水素ガス消費量を制御するローカル制御部201を備える。ローカル制御部201は、信号線16Bを介して台数制御装置50から送信される制御信号又は運転者の手動操作により入力された制御信号に基づいて、ボイラ20の水素ガス消費量(燃焼状態)を制御する。また、ローカル制御部201は、台数制御装置50で用いられる信号を、信号線16Bを介して台数制御装置50に送信する。台数制御装置50で用いられる信号としては、ボイラ20の実際の水素ガス消費量(燃焼状態)、及びその他のデータ等が挙げられる。これにより、台数制御装置50は、各ボイラ20の燃焼状態及び水素ガス消費量等を管理することができる。
Each
<台数制御装置50について>
台数制御装置50は、水素圧センサ31により検出される2次側水素タンク30の内部の圧力値(タンク圧力値)に基づいて、複数の水素専焼ボイラである貫流ボイラ20における水素ガス消費量を制御する。
具体的には、プラント設備等の副生設備から製品製造における副生ガスの発生量が増大した場合にタンク圧力値が上がると、水素ガス消費量を増加させることでタンク圧力値を適正な値に戻し、逆に2次側水素タンク30に供給される副生ガスの発生量が不足した場合にタンク圧力値が減少すると、水素ガス消費量を減少させることでタンク圧力値を適正な値に戻す。
従って、ボイラシステム1は、タンク圧力値の変動に基づいて、2次側水素タンク30に供給される副生ガスの発生量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、タンク圧力値に基づいて、プラント設備等の副生設備から製品製造における副生ガスの発生量に応じて必要とされる水素ガス消費量である必要ガス消費量を算出し、この算出された必要ガス消費量に基いて、複数の貫流ボイラ20の水素ガス消費状態(水素ガスを消費させる貫流ボイラ20の台数及び水素ガスを消費させる貫流ボイラ20の水素ガス消費量)を決定することができる。
ボイラシステム1においては、タンク圧力値が予め設定された圧力値範囲に収まるように、水素専焼ボイラである貫流ボイラ20における水素ガス消費量が制御される。より具体的には、台数制御装置50は、タンク圧力値が予め設定された目標圧力値に一致するように、水素専焼ボイラである貫流ボイラ20における水素ガス消費量が制御される。
<About the
Based on the pressure value (tank pressure value) inside the
Specifically, when the amount of by-product gas generated in product manufacturing from by-product facilities such as plant equipment increases, and the tank pressure value rises, the tank pressure value is adjusted to an appropriate value by increasing the hydrogen gas consumption. Conversely, if the tank pressure value decreases when the amount of by-product gas generated to be supplied to the
Therefore, the
In the
本実施形態のボイラシステム1における水素ガス消費量の制御について説明する前に、タンク圧力の帯域について説明する。図2にタンク圧力帯域の一例を示す。
Before explaining the control of the hydrogen gas consumption in the
<台数制御圧力帯域>
前述したように、台数制御装置50は、タンク圧力値が予め設定された圧力値範囲に収まるように、ボイラ群2における水素ガス消費量を制御する。当該圧力値範囲の上限圧力値を制御上限圧力値といい、下限圧力値を制御下限圧力値という。後述するように、台数制御装置50は、タンク圧力値が制御上限圧力値を上回ると、水素ガスの放気量を調整することで、タンク圧力値が制御上限圧力値を上回らないように制御する。また、タンク圧力値が制御下限圧力値を下回ると、燃焼状態にあるボイラ20を即燃焼停止状態、すなわち全台待機状態にする。以下、制御下限圧力値から制御上限圧力値までの圧力帯域を仮に「台数制御圧力帯域」という。例えば、前述の目標圧力値は台数制御圧力帯域に含まれる値である。なお、この目標値を「台数制御目標圧力値」ともいう。
後述するように、台数制御装置50は、基本的には、タンク圧力値が台数制御目標圧力値を保つように、現時点のボイラシステム1における必要ガス消費量をPIアルゴリズム又はPIDアルゴリズムにより算出し、現時点の必要ガス消費量をボイラ群2に消費させるようにボイラ群2における水素ガス消費量(具体的には、水素ガスを消費させる貫流ボイラ20の台数及び水素ガスを消費させる貫流ボイラ20の水素ガス消費量)を制御する。以下、このような制御を「台数制御」という。
<Number of units control pressure range>
As described above, the
As will be described later, the
<放気制御圧力帯域>
しかしながら、例えば一部のボイラ20の異常停止等により、タンク圧力値が急上昇し、制御上限圧力値を超える可能性がある。このような場合、台数制御装置50は、2次側水素タンク30に配置された水素ガス放気弁33の開閉又は開度を制御することで、2次側水素タンク30に貯留された水素ガスの放気量を調整することで、タンク圧力値が予め設定された上限圧力値を上回らないように制御する。このような制御を「放気制御」ともいう。
上限圧力値は、台数制御目標圧力値よりも高く設定され、例えば、制御上限圧力値と同じ値に設定することができる。
台数制御装置50は、前述したような異常時(すなわち、台数制御による水素ガス消費量の制御では、タンク圧力値の上昇を止められない場合)であっても、タンク圧力値が予め設定された上限圧力値を上回らないように2次側水素タンク30に配置された水素ガス放気弁33の開閉又は開度を制御するように構成される。
<Air release control pressure range>
However, for example, due to an abnormal stoppage of some of the
The upper limit pressure value is set higher than the number control target pressure value, and can be set to the same value as the control upper limit pressure value, for example.
The
<放気制御方式の変形例>
なお、放気制御方式は前述した方式に限られない。図2には図示しないが、上限圧力値に換えて放気弁制御用の目標圧力値(以下、「放気目標圧力値」ともいう)を設定し、タンク圧力値が予め設定された放気目標圧力値を維持するように2次側水素タンク30に配置された水素ガス放気弁33の開閉又は開度を制御するように構成してもよい。なお、放気目標圧力値を、圧力値範囲の上限値(制御上限圧力値)以下の値に設定してもよい。
<Modified example of air release control method>
Note that the air release control method is not limited to the method described above. Although not shown in FIG. 2, a target pressure value for air release valve control (hereinafter also referred to as "air release target pressure value") is set instead of the upper limit pressure value, and the tank pressure value is preset. It may be configured to control the opening/closing or degree of opening of the hydrogen
<制御下限圧力値以下の帯域>
後述するように、制御下限圧力値以下の帯域として、予めボイラインターロック停止圧力値を設定することが好ましい。例えば水素圧センサ31の故障等により、台数制御が正常に行われない状態となり、例えば、台数制御装置50がボイラ20を燃焼停止状態、すなわち全台待機状態にできない場合に、ボイラ20個々に予め供給ガス圧スイッチを設けて、供給ガス圧低下(ボイラインターロック停止圧力値に到達すること)により供給ガス圧スイッチが作動することで、ボイラ20を強制的に燃焼停止とすることが好ましい。
なお、これらの圧力値は以下の関係を満たすように設定される。
制御下限圧力値 > ボイラインターロック停止圧力値。
<Band below control lower limit pressure>
As will be described later, it is preferable to set the boiler turret stop pressure value in advance as a band below the control lower limit pressure value. For example, due to a failure of the
These pressure values are set so as to satisfy the following relationship.
Control lower limit pressure value > Boiler interlock stop pressure value.
<放気制御上限圧力値以上の帯域>
タンク圧力値が制御上限圧力値を超えて、さらに上昇した場合に、昇圧機を強制的に停止させる閾値としての昇圧機停止圧力値が予め設定されることが好ましい。
前述したように、仮に水素ガス放気弁33が故障した場合であって、仮にタンク圧力値がさらに上昇した場合に、タンク圧力値が例えば、2次側水素タンク30の耐圧を超えないように、所定の圧力値に到達すると、安全弁を開放して、2次側水素タンク30に貯留された水素ガスを強制的に放気することが好ましい。この場合の所定の圧力値を安全弁開放圧力値ともいう。
なお、これらの圧力値は以下の関係を満たすように設置される。
安全弁開放圧力値>昇圧機停止圧力値。
<Band above air release control upper limit pressure>
A booster stop pressure value is preferably set in advance as a threshold for forcibly stopping the booster when the tank pressure value exceeds the control upper limit pressure value and further increases.
As described above, if the hydrogen
These pressure values are set so as to satisfy the following relationship.
Safety valve opening pressure value > Booster stop pressure value.
次に、台数制御装置50の制御について、台数制御、放気制御、及び起動時制御について順番に説明する。
Next, regarding the control of the
<台数制御について>
まず、台数制御装置50の台数制御の詳細について説明する。ここで、台数制御とは、タンク圧力値が予め設定された圧力値範囲に収まるように、ボイラ群2における水素ガス消費量を制御することをいう。
台数制御装置50は、台数制御機能を実現するために、図3に示すように、台数制御装置50は、記憶部51と、制御部52と、を備える。
記憶部51は、タンク圧力値に関して予め設定される圧力値に関する情報(制御下限圧力値、台数制御目標圧力値、制御上限圧力値)、複数の貫流ボイラ20それぞれに予め設定される、変動可能な水素ガス消費量の単位である単位ガス消費量に関する情報、最も大きい燃焼状態における最大ガス消費量に関する情報、及び最も小さい燃焼状態におけるガス消費量である最小ガス消費量に関する情報、また、ボイラ群2に対して予め設定される、水素ガスを消費(燃焼)させるボイラ20の台数を増加させる基準となる各ボイラ20のガス消費量を示す増台ラインに関する情報、水素ガスを消費(燃焼)させるボイラ20の台数を増加させる基準となる増加基準ガス消費量に関する情報、及び水素ガスを消費(燃焼)させるボイラ20の台数を減少させる基準となるガス消費量を示す減台ラインに関する情報を記憶する。
また、記憶部51は、台数制御装置50(制御部52)の制御により複数の貫流ボイラ20に対して行われた指示の内容や、複数の貫流ボイラ20から受信した水素ガス消費状態等の情報、複数の貫流ボイラ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、タンク圧力値の情報等を記憶する。
<Regarding number control>
First, the details of the number control of the
The
The storage unit 51 stores information about pressure values (control lower limit pressure value, number control target pressure value, control upper limit pressure value) preset with respect to the tank pressure value, variable Information on unit gas consumption, which is the unit of hydrogen gas consumption, information on maximum gas consumption in the largest combustion state, and information on minimum gas consumption, which is the gas consumption in the smallest combustion state, and
In addition, the storage unit 51 stores information such as the contents of instructions given to the plurality of once-through
<ガス消費量の平準化について>
最初に、ボイラシステム1において必要とされるガス消費量の変動に対して、燃焼状態にある複数のボイラ20のガス消費量を平準化する台数制御について説明する。ここでは、燃焼状態にある複数のボイラ20は、後述する、燃焼させるボイラ20の台数を増加又は減少させる条件(増大ライン、減台ライン等に係る条件)を満たしていないものとする。
なお、ボイラシステム1において、台数制御装置50は、ボイラ20への水素ガス分岐ラインL22の水素ガス遮断弁25、26が開となったとき、ボイラ20が燃焼状態にあると判断するものとする。
ボイラシステム1において必要とされるガス消費量の変動に対して、燃焼状態にある複数のボイラ20のガス消費量を平準化するため、制御部52は、図3に示すように、必要ガス消費量算出部520と、実績ガス消費量算出部521と、偏差算出部522と、燃焼装置選択部523と、第1判定部5241と、消費量制御部525と、を備える。
<Regarding gas consumption leveling>
First, the number control for leveling the gas consumption amounts of the plurality of
In the
In order to level the gas consumption of the plurality of
<必要ガス消費量算出部520>
必要ガス消費量算出部520は、タンク圧力値及び台数制御目標圧力値に基づいて、ボイラ群2に消費させるべきガス量である必要ガス消費量を算出する。
より具体的には、必要ガス消費量算出部520は、タンク圧力値が台数制御目標圧力値に一致するように、制御周期毎に、例えば公知の位置形PID(又は位置形PI)アルゴリズム又は速度形PID(又は速度形PI)アルゴリズムにより算出される現時点の必要ガス消費量MVnを算出する。
ここで、Δtを制御周期、nを正の整数値としたとき、MVnは制御周期n(起点t0+n*Δt)における必要ガス消費量(以下、特に断らない限り、「今回必要ガス消費量」又は「現時点の必要ガス消費量」ともいう)を示す。
<Required
The required gas
More specifically, the necessary gas
Here, when Δt is the control cycle and n is a positive integer value, MV n is the required gas consumption in the control cycle n (starting point t0+n*Δt) (hereinafter, unless otherwise specified, the “current required gas consumption” or "currently required gas consumption").
<位置形PIDアルゴリズム>
必要ガス消費量算出部520は位置形PIDアルゴリズムを使用する場合、今回必要ガス消費量MVnは、公知の式(1)に基づいて算出することができる。
MVn=偏差比例出力(P制御)-偏差積分出力(I制御)+偏差微分出力(D制御)
・・・(1)
<Positional PID algorithm>
When the required gas
MV n = Deviation proportional output (P control) - Deviation integral output (I control) + Deviation differential output (D control)
... (1)
ここで、MVnを構成する各成分は、例えば、下記の式(2)~(4)により算出される。
台数制御目標蒸気圧力値をSP、制御周期n(起点t0+n*Δt)におけるタンク圧力値をPVn(以下、特に断らない限り「今回タンク圧力値」ともいう)、前回制御周期のタンク圧力値をPVn-1(以下、特に断らない限り「前回タンク圧力値」ともいう)、比例ゲインをKPとすると、
偏差比例出力=KP×(PVn-SP) ・・・(2)
Here, each component constituting MV n is calculated by the following equations (2) to (4), for example.
The number control target steam pressure value is SP, the tank pressure value in control cycle n (starting point t0+ n *Δt) is PVn (hereinafter also referred to as “current tank pressure value” unless otherwise specified), and the tank pressure value in the previous control cycle is PV n−1 (hereinafter also referred to as “previous tank pressure value” unless otherwise specified) and proportional gain K P ,
Deviation proportional output = K P × (PV n - SP) (2)
偏差積分出力=KP×(Δt/TI)×Σi(PVi-SP) ・・・(3)
ここで、TIは積分時間を表す。
Deviation integral output=K P ×(Δt/T I )×Σ i (PV i −SP) (3)
where TI represents the integration time.
偏差微分出力= KP×(TD/Δt)×(PVn-PVn-1) ・・・(4)
ここで、TDは微分時間を表す。
Deviation differential output = K P × (T D /Δt) × (PV n - PV n-1 ) (4)
where TD represents the derivative time.
以上のように、必要ガス消費量算出部520は位置形PIDアルゴリズムを使用する場合、例えば式(2)~(4)で算出された各出力を合計することにより、今回の必要ガス消費量MVnを算出することができる。
As described above, when the positional PID algorithm is used, the necessary gas
<速度形PIDアルゴリズム>
必要ガス消費量算出部520は位置形PIDアルゴリズムに換えて、速度形PIDアルゴリズムを使用してもよい。速度形PIDアルゴリズムは、制御周期毎の必要ガス消費量変化分ΔMVnのみを計算し、これに前回必要ガス消費量MVn-1を加算して、今回必要ガス消費量MVnを式(5)により計算する方法である。
MVn = MVn-1 + ΔMVn ・・・(5)
<Velocity type PID algorithm>
The required gas
MV n = MV n-1 + ΔMV n (5)
制御周期毎の必要ガス消費量変化分ΔMVnは、下記の式(6)~(10)に基づいて算出する。
ΔMVn = ΔPn+ΔIn+ΔDn ・・・(6)
ここで、ΔPnはP制御出力(変化分)を、
ΔInはI制御出力(変化分)を、
ΔDnはD制御出力(変化分)を表す。
ΔPn = KP×(en-en-1) ・・・(7)
ここで、KPは、比例ゲインを表す。
enは、式(8)に示すように、今回の台数制御目標蒸気圧力値SVn(ただし、今の前提ではSVn=SV)、今回のタンク圧力値PVnとの差(今回偏差量)を表す。
en = PVn-SVn ・・・(8)
ΔIn =KP×(Δt/TI) ×en ・・・(9)
TIは積分時間を表す。
ΔDn = KP×(TD/Δt) ×(en-2en-1+en-2)
・・・(10)
ここで、TDは微分時間を表す。
The required gas consumption change ΔMV n for each control cycle is calculated based on the following equations (6) to (10).
ΔMV n = ΔP n + ΔI n + ΔD n (6)
Here, ΔP n is the P control output (change),
ΔIn is the I control output (change),
ΔDn represents the D control output (change amount).
ΔP n = K P ×(e n −e n−1 ) (7)
where K P represents the proportional gain.
As shown in equation (8), e n is the difference between the current number control target steam pressure value SV n (however, SV n = SV under the current assumption) and the current tank pressure value PV n (current deviation amount ).
e n = PV n −SV n (8)
ΔI n =K P ×(Δt/T I )× en (9)
TI represents the integration time.
ΔD n = K P ×(T D /Δt) ×(e n -2e n-1 +e n-2 )
(10)
where TD represents the derivative time.
必要ガス消費量算出部520は速度形PIDアルゴリズムを使用する場合、例えば式(7)、(9)、(10)で算出された各出力(変化分)を合計することにより、制御周期毎の必要ガス消費量変化分ΔMVnを算出する。
必要ガス消費量算出部520は、式(5)のように、前回必要ガス消費量MVn-1にΔMVnを加算して、今回必要ガス消費量MVnを計算する。
以上で、必要ガス消費量算出部520について説明した。
When using the rate-type PID algorithm, the necessary gas
The necessary gas
The necessary gas
<実績ガス消費量算出部521>
実績ガス消費量算出部521は、各ボイラ20のローカル制御部201から送信される各ボイラ20の水素ガス消費状態(燃焼状態、水素ガス消費量)に基いて、燃焼状態にある各ボイラ20での水素ガス消費量の実績である実績ガス消費量を算出するとともに、燃焼状態にある各ボイラ20のガス消費量の合計量となる、ボイラ群2での水素ガス消費量の実績である実績ガス消費量を算出する。
<Actual Gas
Based on the hydrogen gas consumption state (combustion state, hydrogen gas consumption) of each
<偏差算出部522>
偏差算出部43は、必要ガス消費量算出部520により算出された必要ガス消費量と実績ガス消費量算出部521により算出された、ボイラ群2の実績ガス消費量との偏差量を算出する。
<
The deviation calculator 43 calculates the amount of deviation between the required gas consumption calculated by the required
<燃焼装置選択部523>
燃焼装置選択部523は、必要ガス消費量が実績ガス消費量よりも大きい場合に、燃焼状態にある複数のボイラ20のうち水素ガス消費量の少ないボイラ20(以下、「ガス消費量の少ないボイラ」ともいう)を選択する。逆に、必要ガス消費量が実績ガス消費量よりも小さい場合)、燃焼装置選択部523は、燃焼状態にある複数のボイラ20のうち水素ガス消費量の多いボイラ20(以下、「ガス消費量の大きいボイラ」ともいう)を選択する。
なお、燃焼装置選択部523は、タンク圧力値が台数制御目標圧力値よりも大きい場合(すなわち、必要ガス消費量が実績ガス消費量よりも大きい場合)であって、燃焼状態にある2以上のガス消費量の少ないボイラの水素ガス消費量が等しい場合、例えば、燃焼優先順位の高いボイラ20を優先して選択するようにしてもよい。
また、燃焼装置選択部523は、タンク圧力値が台数制御目標圧力値よりも小さい場合(すなわち、必要ガス消費量が実績ガス消費量よりも小さい場合)であって、燃焼状態にある2以上のガス消費量の大きいボイラの水素ガス消費量が等しい場合、例えば、燃焼優先順位の低いボイラ20を優先して選択するようにしてもよい。
<Combustion
When the required gas consumption is greater than the actual gas consumption, the combustion
In addition, when the tank pressure value is larger than the number control target pressure value (that is, when the required gas consumption is larger than the actual gas consumption), the combustion
In addition, when the tank pressure value is smaller than the number control target pressure value (that is, when the required gas consumption is smaller than the actual gas consumption), the combustion
<第1判定部5241>
第1判定部5241は、偏差算出部522により算出された、必要ガス消費量と実績ガス消費量との偏差量が正の値の場合、すなわち、必要ガス消費量が実績ガス消費量よりも大きい場合、偏差量が、「ガス消費量の少ないボイラ20」に予め設定された単位ガス消費量以上であるかを判定する。
また、第1判定部5241は、偏差算出部522により算出された、必要ガス消費量と実績ガス消費量との偏差量が負の値の場合、すなわち、必要ガス消費量が実績ガス消費量よりも小さい場合、偏差量の絶対値が、「ガス消費量の大きいボイラ20」に予め設定された単位ガス消費量以上であるかを判定する。
<
When the deviation between the required gas consumption and the actual gas consumption calculated by the
In addition, when the deviation between the required gas consumption and the actual gas consumption calculated by the
<消費量制御部525>
消費量制御部525は、偏差算出部522により算出された、必要ガス消費量と実績ガス消費量との偏差量が正の値の場合、第1判定部5241により、偏差量が、「ガス消費量の少ないボイラ20」に予め設定された単位ガス消費量以上であると判定された場合、燃焼装置選択部523により選択された「ガス消費量の少ないボイラ20」の水素ガス消費量を単位ガス消費量分増加させる。
逆に、消費量制御部525は、偏差算出部522により算出された、必要ガス消費量と実績ガス消費量との偏差量が負の値の場合、第1判定部5241により、偏差量の絶対値が、予め設定された単位ガス消費量以上であると判定された場合、燃焼装置選択部523により選択された「ガス消費量の大きいボイラ20」の水素ガス消費量を単位ガス消費量分減少させる。
以上説明した構成により、必要ガス消費量が変動した場合に、ガス消費量の大きい又は小さいボイラ20のガス消費量を変動させて、ガス消費量を調整できるので、燃焼状態にある複数のボイラ20のガス消費量を平準化することができ、2次側水素タンク30の圧力安定性を向上させることができる。
<
When the deviation amount between the required gas consumption amount and the actual gas consumption amount calculated by the
Conversely, when the deviation amount between the required gas consumption amount and the actual gas consumption amount calculated by the
With the configuration described above, when the required gas consumption fluctuates, the gas consumption can be adjusted by changing the gas consumption of the
<増台制御、減台制御>
次に、燃焼させるボイラ20の台数を増加又は減少させる場合の台数制御について説明する。
このため、記憶部51には、前述したように、水素ガスを消費(燃焼)させるボイラ20の台数を増加させる基準となる各ボイラ20のガス消費量を示す増台ラインに関する情報、及び水素ガスを消費(燃焼)させるボイラ20の台数を減少させる基準となるガス消費量を示す減台ラインに関する情報等が予め設定されている。
制御部52は、図3に示すように、さらに第2判定部5242を備える。
<Increase control, Decrease control>
Next, the number control when increasing or decreasing the number of
For this reason, as described above, the storage unit 51 stores information about the increase line indicating the gas consumption of each
The
<第2判定部5242>
第2判定部5242は、燃焼状態にある各ボイラ20のガス消費量が、増台ラインが規定するガス消費量以上になるか、又は、同ガス消費量を上回るかを判定する。また、第2判定部5242は、燃焼状態にある各ボイラ20のガス消費量が、減台ラインが規定するガス消費量以下になるか、又は同ガス消費量を下回るかを判定する。
<
The
<燃焼装置選択部523>
第2判定部5242により、燃焼状態にある各ボイラ20のガス消費量が、増台ラインが規定するガス消費量以上になるか、又は、同ガス消費量を上回ると判定された場合、燃焼装置選択部523は、ボイラ群2から燃焼停止しているボイラ20を選択して、新たに燃焼を開始させるボイラ20(以下、「燃焼開始ボイラ」ともいう)として選択する。なお、燃焼停止しているボイラ20が複数存在する場合、燃焼装置選択部523は、燃焼停止しているボイラ20のうち、最も優先順位の高いボイラ20を燃焼開始ボイラとして選択するようにしてもよい。
また、第2判定部5242により、複数のボイラ20が燃焼状態にあり、燃焼状態にある各ボイラ20のガス消費量が、減台ラインが規定するガス消費量以下になるか、又は同ガス消費量を下回ると判定された場合、燃焼装置選択部523は、燃焼状態にあるボイラ20を選択して、燃焼を停止させるボイラ20(以下「停止燃焼ボイラ」ともいう)として選択する。なお、燃焼状態にあるボイラ20が複数存在する場合、燃焼装置選択部523は、燃焼状態にあるボイラ20のうち、最も優先順位の低いボイラ20を停止燃焼ボイラとして選択するようにしてもよい。
<Combustion
When it is determined by the
In addition, the
<消費量制御部525>
消費量制御部525は、第2判定部5242により燃焼状態にある各ボイラ20のガス消費量が増台ラインが規定するガス消費量以上になるか、又は、同ガス消費量を上回ると判定された場合、燃焼装置選択部523により、選択された燃焼開始ボイラを、当該ボイラ20に予め設定された最小ガス消費量で燃焼させる。
このように、新たに燃焼開始させた燃焼開始ボイラ20は、燃焼開始時の水素消費量を最小ガス消費量に留めることとしている。
逆に、消費量制御部525は、第2判定部5242により複数のボイラ20が燃焼状態にあり、燃焼状態にある各ボイラ20のガス消費量が減台ラインが規定するガス消費量以下になるか、又は同ガス消費量を下回ると判定された場合、燃焼装置選択部523により、選択された停止燃焼ボイラ20をタンク圧力値の変化に対してガス消費量を変更するように制御する。その際、当該停止燃焼ボイラ20のガス消費量が当該ボイラ20に予め設定された最小ガス消費量まで低下した場合、消費量制御部525は、当該停止燃焼ボイラ20の燃焼を停止する。
これにより、燃焼台数を増加させる場合、及び減少させる場合におけるガス消費量の変動による圧力変動を、抑えることができ、2次側水素タンク30の圧力安定性を向上させることができる。
以上、水素ガスを消費(燃焼)させるボイラ20の台数を増加させる基準となるガス消費量を示す増台ラインに関する情報、及び水素ガスを消費(燃焼)させるボイラ20の台数を減少させる基準となるガス消費量を示す減台ラインに関する情報に基づいて、燃焼させるボイラ20の台数を増加又は減少させる場合の台数制御について説明した。
<
The
In this way, the
Conversely, the consumption
As a result, it is possible to suppress pressure fluctuations caused by fluctuations in gas consumption when increasing or decreasing the number of combustion engines, and the pressure stability of the
As described above, the information on the increase line indicating the gas consumption amount, which serves as a reference for increasing the number of
<増加余力量>
なお、ボイラシステム1では、例えば、プラント設備等の副生設備において副生ガスとして発生した水素ガスの急激な増加に対応するため、燃焼状態のボイラ20に対して一定の余力を持たせた状態で水素ガスを燃焼させることが好ましい。このため、前述したように、ボイラ群2に対して急激な水素ガス消費量の増加に対する余力としての「増加基準ガス消費量」を予め設定し、増加基準ガス消費量に基づいて、水素ガスを消費(燃焼)させるボイラ20の台数を増加させるようにしてもよい。
このため、制御部52は、図3に示すように、さらに余力算出部526を備える。
<Increase reserve capacity>
In the
For this reason, the
<余力算出部526>
余力算出部526は、燃焼状態にある各ボイラ20について、それぞれの最大ガス消費量と現時点のガス消費量との差である増加余力ガス消費量を算出する。そして、余力算出部526は、燃焼状態にある各ボイラ20の増加余力ガス消費量の合計である合計増加余力ガス消費量を算出する。すなわち、合計増加余力ガス消費量は、ボイラ群2の現時点において即追従できる水素ガス消費量の最大の増加変動量であるといえる。
<Available
The surplus
この場合、第2判定部5242は、さらに、余力算出部526により算出された合計増加余力ガス消費量が、前述した水素ガスを消費(燃焼)させるボイラ20の台数を増加させる基準となる増加基準ガス消費量以下になるか、又は増加基準ガス消費量を下回るかを判定する。
そして、燃焼装置選択部523は、さらに、第2判定部5242により合計増加余力ガス消費量が増加基準ガス消費量以下になるか、又は増加基準ガス消費量を下回ると判定された場合、ボイラ群2から燃焼停止しているボイラ20を選択して、新たに燃焼を開始させるボイラ20(以下、「燃焼開始ボイラ」ともいう)として選択する。なお、燃焼停止しているボイラ20が複数存在する場合、燃焼装置選択部523は、燃焼停止しているボイラ20のうち、最も優先順位の高いボイラ20を燃焼開始ボイラとして選択するようにしてもよい。
そして、消費量制御部525は、第2判定部5242により合計増加余力ガス消費量が増加基準ガス消費量以下になるか、又は増加基準ガス消費量を下回ると判定されると、燃焼装置選択部523により選択された燃焼開始ボイラを、当該ボイラ20に予め設定された最小ガス消費量で燃焼させる。
これにより、ボイラ群2において、予め設定された急激な水素ガス消費量の増加(「増加基準ガス消費量」)に即追従可能となる余力を確保した状態で、燃焼ボイラ20の台数を増加させることができる。
In this case, the
Further, if the
When the
As a result, in the
<パイロット保持制御>
燃焼停止しているボイラ20を新たに燃焼開始させる場合、当該ボイラが実際に燃焼を開始する(すなわち、水素ガスを消費する)までに、プレパージ時間等を必要とする。このため、仮に必要ガス消費量が増加し、供給ガス量の増加スピードが速いと、燃焼開始ボイラの起動遅れによって、タンク圧力値が急上昇し、その結果、制御上限圧力値を超え、水素ガス放気弁33の開閉又は開度を制御することで、2次側水素タンク30に貯留された水素ガスの放気をする事態が発生する可能性がある。
このような事態を避けるために、例えば、次に燃焼開始する優先順位最上位のボイラ20を選択し、炉内換気のためプレパージを開始し、プレパージ中に水素供給ガスラインL22を不活性ガス(例えば、窒素ガス)でパージさせ、その後パイロット着火、パイロット安定化を経て当該ボイラ20をパイロット燃焼させ、その後当該ボイラ20のパイロット燃焼状態を所定時間保持するように制御してもよい。そうすることで、仮に必要ガス消費量が急に増加した場合、当該パイロット燃焼状態のボイラを迅速に燃焼開始させることで、必要ガス消費量の増加に対して、追従可能とすることができる。
また、副生ガスとして水素ガスを燃焼させるボイラ20は燃焼停止後に、安全上ポストパージ中に水素ガス遮断弁25、26により水素ガス供給ラインL22を閉止状態として、水素ガス供給ラインのN2パージ(不活性ガスである窒素ガスによるパージ)を行う必要がある。このため、ボイラ20は、メイン燃焼中にパイロットバーナを燃焼させ、メイン燃焼停止後もパイロットバーナの燃焼を継続する連続パイロット制御を行うことが難しい。
燃焼状態にあるボイラ20を燃焼停止させて燃焼ボイラを減台した後に、仮に必要ガス消費量が増加し、供給ガス量の増加スピードが速いと、燃焼開始ボイラの起動遅れによって、タンク圧力値が急上昇し、その結果、制御上限圧力値を超え、水素ガス放気弁33の開閉又は開度を制御することで、2次側水素タンク30に貯留された水素ガスの放気をする事態が発生する可能性がある。
このような事態を避けるために、例えば、減台制御において台数制御装置50(消費量制御部525)は、ボイラ20を燃焼停止させた場合、燃焼停止時に前述したように当該ボイラ20のポストパージを行った後、パイロット着火、パイロット安定化を経て、当該ボイラ20をパイロット燃焼させ、その後当該ボイラ20のパイロット燃焼状態を所定時間保持するように制御してもよい。
そうすることで、減台した後に、仮に必要ガス消費量が増加した場合、当該パイロット燃焼状態のボイラを迅速に燃焼開始させることで、必要ガス消費量の増加に対して、追従可能とすることができる。
また、後述するように、燃焼状態にあるボイラ20が1台になり、さらにタンク圧力値が制御下限圧力値を下回ることで全台燃焼停止させた場合において、台数制御装置50(消費量制御部525)は、前述したように当該ボイラ20の燃焼停止時にポストパージを行った後に、当該ボイラ20をパイロット燃焼させ、その後所定時間パイロット燃焼を保持するように制御してもよい。
又は、台数制御装置50(消費量制御部525)は、少なくとも1台のボイラ20(例えば、次に燃焼開始する優先順位最上位のボイラ20)を選択し、選択されたボイラ20に対して前述したようにプレパージを行い、プレパージを行った後に、選択されたボイラ20をパイロット燃焼させ、その後所定時間パイロット燃焼状態を保持するように制御してもよい。
そうすることで、全台燃焼停止した後に、仮に必要ガス消費量が増加した場合、当該パイロット燃焼状態のボイラを迅速に燃焼開始させることで、必要ガス消費量の増加に対して、追従可能とすることができる。
<Pilot hold control>
When newly starting combustion in the
In order to avoid such a situation, for example, the
In the
After stopping the combustion of the
In order to avoid such a situation, for example, when the number control device 50 (consumption amount control unit 525) stops combustion of the
By doing so, if the required gas consumption increases after reducing the number of units, the boiler in the pilot combustion state can be quickly started to follow the increase in the required gas consumption. can be done.
In addition, as will be described later, when the number of
Alternatively, the number control device 50 (consumption control unit 525) selects at least one boiler 20 (for example, the
By doing so, if the required gas consumption increases after the combustion of all units is stopped, it is possible to follow the increase in the required gas consumption by quickly starting combustion in the boiler in the pilot combustion state. can do.
以上説明したパイロット保持制御方式では、ボイラ停止後又は停止ボイラに対して、ポストパージ又はプレパージを行い、水素供給ガスラインL22を不活性ガス(例えば、窒素ガス)でパージさせ、その後パイロット着火、パイロット安定化を経て、連続パイロット燃焼に遷移した。 In the pilot holding control method described above, post-purge or pre-purge is performed after the boiler is stopped or for the stopped boiler, the hydrogen supply gas line L22 is purged with an inert gas (for example, nitrogen gas), and then pilot ignition, pilot After stabilization, it transitioned to continuous pilot combustion.
<パイロット燃焼保持制御に係る別形態>
これに対して、ボイラ燃焼中からパイロット燃焼を継続する方式がある。具体的には、台数制御装置50(消費量制御部525)は、ローカル制御装置201に対してボイラ20のパイロット燃焼を継続させる指示を行う。それにより、ローカル制御装置201は、ボイラ20が燃焼中(すなわちメインバーナによるガスを燃焼させている状態)に並行してパイロットバーナにパイロットガスを供給してパイロット燃焼状態とし、ボイラ20を燃焼停止(すなわちメインバーナによる燃焼停止)させたときにおいても、パイロット燃焼状態を継続させる。
その後、ローカル制御装置201は、パイロットバーナによる燃焼が消えない範囲で、ポストパージを開始し、ポストパージ中に水素供給ガスラインL22を不活性ガス(例えば、窒素ガス)パージするとともに、パイロット燃焼状態を保持するように制御する。パイロット燃焼を維持するために、送風機の風量を不活性ガスパージ中は中風量、不活性ガスパージ終了後は低風量としても良い。なお、台数制御装置50及びローカル制御装置201は、ボイラ20がポストパージ中に、パイロットバーナによりメインバーナを着火させるメイン着火に遷移できないように制御する。その後、台数制御装置50は、当該ボイラ20のパイロット燃焼状態を所定時間保持するように制御してもよい。
こうすることで、前述した通常のパイロット保持制御方式に比較して、パイロットバーナの着火回数が増加しないことから、着火機構の劣化を低減することができる。また、前述した通常のパイロット保持制御方式に比較して、プレパージ後のパイロット着火、パイロット安定化等を省略して、連続パイロット燃焼に遷移することから、ボイラ燃焼停止後に仮に必要ガス消費量が増加した場合、ボイラ20をより迅速に燃焼開始させることができる。
<Another form of pilot combustion holding control>
On the other hand, there is a method of continuing pilot combustion during boiler combustion. Specifically, the number control device 50 (consumption control unit 525 ) instructs the
After that, the
By doing so, the number of ignitions of the pilot burner does not increase compared to the above-described normal pilot hold control method, so deterioration of the ignition mechanism can be reduced. In addition, compared to the normal pilot holding control method described above, the pilot ignition after prepurge, pilot stabilization, etc. are omitted, and the transition to continuous pilot combustion is performed. If so, the
<台数制御目標圧力値の可変設定>
次に、ボイラ群2の燃焼状態にあるボイラ20の台数又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)に応じて、台数制御目標圧力値を切り替える台数制御について説明する。
燃焼停止しているボイラ20を新たに燃焼開始させる場合、当該ボイラが実際に燃焼を開始する(すなわち、水素ガスを消費する)までに、プレパージ時間等を必要とする。このため、燃焼台数が少ないとき又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)が少ないときは、例えば、ガス供給量減少に対する追従性よりもガス供給量増加に対する追従性を優先することが好ましい。具体的には、タンク圧力値が台数制御目標圧力値よりも急に大きくなった場合(すなわち、必要ガス消費量が実績ガス消費量よりも急に大きくなった場合)、燃焼状態にある少数のボイラ20により追従できることが好ましい。このため、燃焼台数が少ないとき又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)が少ないときには、台数制御目標圧力値を低く設定し、制御上限圧力値に達するまでの時間を長くすることで、燃焼状態にある少数のボイラ20によりガス供給量増加に対して追従できる時間を確保し、その間に、新たに選択された燃焼開始ボイラ20が燃焼開始できるようにすることが好ましい。
逆に、燃焼台数が多いとき又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)が多いときは、例えば、ガス供給量増加に対する追従性よりもガス供給量減少に対する追従性を優先することが好ましい。具体的には、タンク圧力値が台数制御目標圧力値よりも急に小さくなった場合(すなわち、必要ガス消費量が実績ガス消費量よりも急に小さくなった場合)に、燃焼状態にあるボイラ20を燃焼停止させずに追従できることが好ましい。このため、燃焼台数が多いとき又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)が多いときには、台数制御目標圧力値を高く設定し、制御下限圧力値に達するまでの時間を長くすることで、燃焼状態にあるボイラ20のガス消費量を下げることで追従できるようにすることが好ましい。
以上のように、ボイラ群2の燃焼状態にあるボイラ20の台数又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)に応じて、台数制御目標圧力値を切り替えるために、制御部52は、図3に示すように、さらに目標圧力切替部527を備えるようにすることが好ましい。
<Variable setting of number control target pressure value>
Next, the number control for switching the number control target pressure value according to the number of
When newly starting combustion in the
Conversely, when the number of combustion engines is large or when the amount of by-product gas consumption (hydrogen gas consumption) is large, for example, it is preferable to give priority to followability to a decrease in gas supply over followability to an increase in gas supply. Specifically, when the tank pressure value suddenly becomes smaller than the number control target pressure value (that is, when the required gas consumption becomes suddenly smaller than the actual gas consumption), the boiler in the combustion state It is preferable to be able to follow without burning out 20 . For this reason, when the number of combustion units is large or when the by-product gas consumption (hydrogen gas consumption) is large, the number control target pressure value is set high and the time until the control lower limit pressure value is reached is lengthened. It is preferable to be able to follow by lowering the gas consumption of the
As described above, in order to switch the number control target pressure value according to the number of
<目標圧力切替部527>
目標圧力切替部527は、燃焼状態にあるボイラ20の台数又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)に応じて、台数制御目標圧力値を切り替える。より具体的には、目標圧力切替部527は、燃焼状態にあるボイラ20の台数が多い場合又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)が多い場合に台数制御目標圧力値を高く設定し、燃焼状態にあるボイラ20の台数が少ない場合又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)が少ない場合に台数制御目標圧力値を低く設定することが好ましい。
そうすることで、燃焼状態にあるボイラ20の台数が多い場合又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)が多い場合に、仮にタンク圧力値が台数制御目標圧力値よりも小さくなった場合(ガス供給量が急に減った場合)、台数制御目標圧力値が高く設定され、制御下限圧力値に達するまでの時間を長くすることで、燃焼状態にあるボイラ20を燃焼停止させずに、燃焼状態にあるボイラ20のガス消費量を下げることで追従することができる。
また、燃焼状態にあるボイラ20の台数が少ない場合又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)が少ない場合に、仮にタンク圧力値が台数制御目標圧力値よりも大きくなった場合(ガス供給量が急に増えた場合)、台数制御目標圧力値が低く設定され、制御上限圧力値に達するまでの時間を長くすることで、新たに選択される燃焼開始ボイラ20が燃焼開始できるまでの間、燃焼状態にある少数のボイラ20のガス消費量を上げることで追従することができる。
そうすることで、オーバーシュートやアンダーシュートが起き難くなり、安定制御が可能となる。
なお、ボイラ群2の燃焼状態にあるボイラ20の台数又は副生ガス消費量(水素ガス消費量)に対応する台数制御目標圧力値を記憶部51に予め設定するようにしてもよい。
<Target
The target
By doing so, if the number of
In addition, when the number of
By doing so, overshoot and undershoot are less likely to occur, and stable control becomes possible.
Note that the number control target pressure value corresponding to the number of
<ボイラ20の故障発生時>
ボイラ20の故障発生時の台数制御について説明する。ローカル制御部201は、自身の制御するボイラ20を停止させるべき所定の異常が発生したことを検知した場合、台数制御装置50に対して、当該ボイラ20に異常が発生したことを知らせる異常発生信号を送信するとともに、当該ボイラ20の燃焼を停止する。
台数制御装置50は、ローカル制御部201から上述した異常発生信号を受信した場合、燃焼停止状態(待機状態)にあるボイラ20に対して、燃焼指示を送信する。なお、台数制御装置50は、燃焼停止状態(待機状態)にあるボイラ20に対して上述した燃焼指示を送信する場合、燃焼停止状態(待機状態)にあるボイラ20のうち、最も優先順位の高いボイラ20に対して、燃焼指示を送信することが好ましい。なお、台数制御装置50は、燃焼停止状態(待機状態)にあるボイラ20に対して燃焼指示を送信する際、異常発生により燃焼停止したボイラ20の燃焼量(ガス消費量)と同じ燃焼量(ガス消費量)を燃焼(消費)させることが好ましい。
こうすることで、ローカル制御部201は、自身の制御するボイラ20に所定の異常が発生したことを検知した場合、当該ボイラ20を燃焼停止させるとともに、台数制御装置50に対して異常発生信号を送信することで、台数制御装置50が燃焼停止状態(待機状態)にあるボイラ20を燃焼開始させることを可能とし、タンク圧力値を変動させないようにすることができる。
<When a failure occurs in the
The control of the number of
When receiving the above-described abnormality occurrence signal from the
By doing so, when the
<タンク圧力低下時の制御>
次に、タンク圧力値が低下する場合の台数制御について説明する。タンク圧力値が低下し過ぎると、ボイラシステム1の上流のプラント設備に影響が及ぶ。例えば、プラント設備の備える電解設備にまで影響(設備・装置の性能低下や不具合、損傷等)が及ぶ可能性がある。
他方、台数制御においては、タンク圧力値が台数制御目標圧力値を下回る状態が継続すると、必要ガス消費量算出部520により算出される必要ガス消費量MVnは、どんどん小さな値となり、最終的には、ゼロ又はゼロ未満となる可能性がある。
前述したように、タンク圧力値が低下し過ぎると上流のプラント設備に影響が及ぶことから、最終的には、あるタイミングでボイラ20を全台燃焼停止状態にすることが必要となる。しかしながら、全台燃焼停止となった場合、その後、燃焼を開始させる場合、燃焼停止ボイラが燃焼を開始するまでに(すなわち、水素ガスの消費を開始するまでに)、例えば数10秒が必要となる。そうすると、燃焼停止ボイラが燃焼を開始するまでの間にタンク圧力値が上昇し続け、仮に、台数制御上限圧力値を超えた場合には、後述するように、2次側水素タンク30に配置された水素ガス放気弁33の開度を調整することで、水素ガスを放出せざるを得なくなり、エネルギーロスが生じる可能性がある。
<Control when tank pressure drops>
Next, the number control when the tank pressure value decreases will be described. If the tank pressure value drops too much, plant equipment upstream of the
On the other hand, in the multi-unit control, if the tank pressure value continues to fall below the multi-unit control target pressure value, the required gas consumption MVn calculated by the required gas
As described above, if the tank pressure value drops too much, the upstream plant equipment will be affected, so ultimately it is necessary to bring all the
この場合、消費量制御部525は、燃焼状態にあるボイラ20が1台になった場合に、必要ガス消費量算出部520により算出された必要ガス消費量が仮に最小ガス消費量を下回った場合であっても、タンク圧力値が制御下限圧力値を下回るまで、燃焼状態にあるボイラ20を最小ガス消費量で燃焼させる。
そうすることで、仮に、必要ガス消費量が増加し、タンク圧力値が上昇した場合(例えば、台数制御目標圧力値よりも大きくなった場合)には、最小ガス消費量で燃焼状態にあるボイラ20によりガス消費量を増やすことで追従することが可能となる。
なお、消費量制御部525は、タンク圧力値が制御下限圧力値を下回ると、燃焼状態にあるボイラ20を即燃焼停止状態、すなわち全台待機状態とする。
この場合、前述したように、台数制御装置50(消費量制御部525)は、少なくとも1台のボイラ20(例えば、次に燃焼開始する優先順位最上位のボイラ20)のポストパージを行い、パイロット燃焼させ、パイロット燃焼状態を保持するように制御することが好ましい。そうすることで、その後、タンク圧力値が制御下限圧力値に予め設定された制御下限圧力ディファレンシャル値を加算した圧力値を上回ると、燃焼装置選択部523により、最も優先順位の高いボイラ20が燃焼開始ボイラとして選択され、消費量制御部525により、予め設定された最小ガス消費量で迅速に燃焼するように制御される。
In this case, if the required gas consumption calculated by the required gas
By doing so, if the required gas consumption increases and the tank pressure value rises (for example, when it becomes larger than the number control target pressure value), the boiler in the combustion state with the
Note that, when the tank pressure value falls below the control lower limit pressure value, the
In this case, as described above, the number control device 50 (consumption control unit 525) performs post-purging of at least one boiler 20 (for example, the
また、前述したパイロット燃焼保持制御に係る別形態を適用する場合、全台待機状態としたとき、少なくとも1台のボイラ20(例えば、次に燃焼開始する優先順位最上位のボイラ20)のパイロット燃焼状態を継続させることが好ましい。そうすることで、仮にタンク圧力値が制御下限圧力値に予め設定された制御下限圧力ディファレンシャル値を加算した圧力値を上回ると、燃焼装置選択部523により、当該ボイラ20が燃焼開始ボイラとして選択され、消費量制御部525により、予め設定された最小ガス消費量で迅速に燃焼するように制御される。
Further, when applying another form of the above-described pilot combustion holding control, when all units are in the standby state, pilot combustion of at least one boiler 20 (for example, the
<ボイラインターロック停止>
例えば水素圧センサ31の故障により、台数制御が正常に行われない状態となり、消費量制御部525がボイラ20を燃焼停止状態、すなわち全台待機状態にできない場合に、タンク圧力値が下がり過ぎたとき、前述したように、ボイラシステム1の上流のプラント設備に影響が及ぶことから、ボイラ20個々に予め供給ガス圧スイッチを設けて、供給ガス圧低下により供給ガス圧スイッチが作動することで、ボイラ20を強制的に燃焼停止とすることが好ましい。これにより、ボイラシステム1の上流のプラント設備には影響が及ばないようにすることができる。
なお、制御下限圧力値は、供給ガス圧スイッチが作動する圧力限界値(「インターロック」ともいう)よりも高い圧力値に設定することが好ましい。
<Stop boiler interlock>
For example, when the number of
The control lower limit pressure value is preferably set to a pressure value higher than the pressure limit value (also called "interlock") at which the supply gas pressure switch operates.
<放気制御について>
次に、台数制御装置50の放気制御について説明する。
前述したように、例えば一部のボイラ20の異常停止、水素圧センサ31の故障等により、タンク圧力値が急上昇し、制御上限圧力値を超える場合、台数制御装置50は、2次側水素タンク30に配置された水素ガス放気弁33の開閉又は開度を制御することで、2次側水素タンク30に貯留された水素ガスの放気量を調整することで、タンク圧力値が予め設定された上限圧力値を上回らないように制御する。このため、制御部52は、図3に示すようにさらに、弁制御部528を備える。
より具体的には、例えば、上限圧力値を制御上限圧力値と等しい値に設定する場合、弁制御部528は、タンク圧力値が、前述したように、予め設定された制御上限圧力値を上回った場合に、タンク圧力値が制御上限圧力値を上回らないように、2次側水素タンク30に配置された圧力値調整弁としての水素ガス放気弁33の開度を制御する。
また、前述したように、2次側水素タンク30には、水素ガス放気弁33とは別に、安全弁(図示せず)を配置するようにしてもよい。安全弁は、仮に水素ガス放気弁33が故障した場合であっても、最終的には安全弁を開放することにより、2次側水素タンク30に貯留された水素ガスを放気することができる。これらにより、ボイラシステム1の上流のプラント設備には影響が及ばないようにすることができる。
なお、放気制御中に、例えば異常停止していたボイラ20が燃焼開始した場合、水素ガス放気弁33は徐々に閉とされ、最終的には全閉状態となり、タンク圧力値が制御上限圧力値以下となる。そうすると、台数制御装置50は、ふたたびタンク圧力値が予め設定された圧力値範囲に収まるように、ボイラ群2における水素ガス消費量を制御する。
<About air release control>
Next, air release control of the
As described above, for example, due to an abnormal stoppage of some of the
More specifically, for example, when setting the upper limit pressure value to a value equal to the control upper limit pressure value, the
Further, as described above, the
If, for example, the abnormally stopped
<弁制御部528の変形例>
なお、弁制御部528は、台数制御装置50と別装置とすることもできる。弁制御部528を別装置とする場合、これらの装置間の連携制御は行わず、両装置の共通の入力情報であるタンク圧力値と各装置の設定圧力値により、間接的に連携することができる。
<Modified Example of
It should be noted that the
<放気制御の別実施例>
前述したように、放気制御方式は、前述した制御方式に限られない。上限圧力値に換えて、放気弁制御用の目標圧力値(以下、「放気目標圧力値」ともいう)を設定し、台数制御が追従できずにタンク圧力値が上昇した場合、弁制御部528は、タンク圧力値が予め設定された放気目標圧力値を維持するように2次側水素タンク30に配置された水素ガス放気弁33の開閉又は開度を制御するようにしてもよい。なお、放気目標圧力値を、圧力値範囲の上限値(制御上限圧力値)以下の値に設定してもよい。
<Another example of air release control>
As described above, the air release control method is not limited to the control method described above. Instead of the upper limit pressure value, set the target pressure value for air release valve control (hereinafter also referred to as "air release target pressure value"), and if the tank pressure value rises due to the number control not being able to follow, the valve control The
<ハンチング現象について>
前述したように、台数制御装置50(消費量制御部525)は、タンク圧力値が制御下限圧力値を下回ると、燃焼状態にあるボイラ20を即燃焼停止状態、すなわち全台待機状態とし、ガス消費量がゼロとなる。他方、ガス消費量がゼロとなった場合であっても、プラント設備において副生ガスとして発生した水素ガスが2次側水素タンク30に供給される。このため、仮にガス供給量が急に増加する場合には、仮に燃焼停止ボイラ20を燃焼開始させても、タンク圧力値が短い時間で急上昇することで、制御上限圧力値を超える事象が発生する可能性がある。そうすると、台数制御装置50は、2次側水素タンク30に配置された水素ガス放気弁33の開度を調整して水素ガスを放出せざるを得ない状況になる。
その後、応答遅れとなった燃焼停止ボイラ20が燃焼開始すると、逆にガス消費量が一気に増加し、タンク圧力値が短い時間で急下降し、燃焼開始ボイラがガス消費量を絞り切れずに、タンク圧力値が再び制御下限圧力値を下回り、燃焼状態にあるボイラ20を即燃焼停止状態、すなわち全台待機状態とする可能性がある。
これにより、ガス消費量がゼロとなり、プラント設備において副生ガスとして発生した水素ガスが2次側水素タンク30に供給されることで、再度タンク圧力値が短い時間で急上昇し、制御上限圧力値を超えて、水素ガスを放出せざるを得ない状況になり、その後応答遅れとなった燃焼停止ボイラ20が燃焼開始することで、逆にガス消費量が一気に増加し、タンク圧力値の下降を抑えきれずに全台待機となる、ということを繰り返す可能性がある。この繰り返しにより、タンク圧力値が台数制御目標蒸気圧力値に収束せずに上下に変動する、いわゆるハンチング現象が発生し、継続する。
<Regarding hunting phenomenon>
As described above, when the tank pressure value falls below the control lower limit pressure value, the unit number control device 50 (consumption amount control unit 525) puts the
After that, when the
As a result, the gas consumption becomes zero, and the hydrogen gas generated as a by-product gas in the plant equipment is supplied to the
ハンチング発生要因について、図4Aを参照して説明する。図4Aに示すように、(a)においてタンク圧力値が制御下限圧力値を下回り全台待機状態になった後、ガス消費量がゼロとなることで、タンク圧力値が急上昇し、ボイラによる燃焼開始指示がなされた場合であっても、ボイラ燃焼移行の遅れにより、(b)において水素ガス放気弁33による放気制御に切り替わる。その後、今回必要ガス消費量MVnと実際に消費されるガス消費量との間にボイラ燃焼移行の遅れによるずれが生じた状態のまま、(c)においてタンク圧力値が下がり、必要ガス消費量が下がっても、実績ガス消費量は、必要ガス消費量に到達していないため、増加し続けることとなり、その結果、タンク圧力値の下降を抑えきれずに、(d)において再びタンク圧力値が制御下限圧力値を下回り、全台待機となる。このようにして、ハンチングが発生すると説明できる。
Factors causing hunting will be described with reference to FIG. 4A. As shown in FIG. 4A, after the tank pressure value falls below the control lower limit pressure value in (a) and all vehicles are in a standby state, the gas consumption becomes zero, and the tank pressure value rises sharply, and combustion by the boiler Even if a start instruction is issued, the control is switched to the release control by the hydrogen
<ハンチング抑制制御>
本発明においては、このようなハンチング現象の発生を未然に防止し、仮にハンチング現象が発生した場合であっても、ハンチング現象を速やかに収束させるために、必要ガス消費量算出部520は、さらに次のような構成を備える。
必要ガス消費量算出部520は速度形PIDアルゴリズムを使用することで、2次側水素タンク30への水素ガスの供給量変動に対してタンク圧力値を台数制御目標圧力値に保つように、制御周期nにおける今回必要ガス消費量MVnを、制御周期n-1における前回必要ガス消費量MVn-1、及び前述した式(6)~(10)に基づいて算出される制御周期毎の必要ガス消費量変化分ΔMVnに基づいて、前述した式(5)により算出する。
そして、必要ガス消費量算出部520は、少なくとも1台のボイラ20が燃焼(ガスを消費)している状態において、タンク圧力値に所定の条件を満たす上昇が発生し、その後タンク圧力値が上昇から下降に転じた場合に、タンク圧力値が上昇から下降に転じた制御周期nにおける、今回必要ガス消費量MVnの値を、実績ガス消費量算出部521により算出されたボイラ群2での水素ガス消費量の実績である実績ガス消費量に置き換えた制御周期n-1における前回必要ガス消費量MVn-1と、制御周期毎の必要ガス消費量変化分ΔMVnとを加算して算出するように構成する(以下「構成A」という)。
なお、必要ガス消費量算出部520は、上述した構成に換えて、少なくとも1台の前記燃焼装置が燃焼している状態において、前記副生ガスタンクの内部の圧力値に所定の条件を満たす上昇が発生し、その後前記副生ガスタンクの内部の圧力値が上昇から下降に転じた場合に、前記副生ガスタンクの内部の圧力値が上昇から下降に転じた制御周期nにおける、今回必要ガス消費量MVnの値を、実際の燃焼装置により消費されている実績ガス消費量に置き換えて算出するように構成してもよい(以下「構成B」という)。
ここで、タンク圧力値の所定の条件を満たす上昇とは、例えば、タンク圧力値がアンダーシュートしたことに起因してタンク圧力値が上昇すること、又はタンク圧力値が上昇してオーバーシュートすることを含むものとしてもよい。
また、タンク圧力値の所定の条件を満たす上昇とは、タンク圧力値が、制御下限圧力値を下回ること、又はタンク圧力値が、制御上限圧力値を上回ることを含むものとしてもよい。
また、タンク圧力値の所定の条件を満たす上昇とは、タンク圧力値が、制御下限圧力値を下回る場合に、ボイラ20を全台待機とすることを含むものとしてもよい。
消費量制御部525は、必要ガス消費量算出部520により前述のように補正された今回必要ガス消費量MVnを発生させるように、制御周期nにおけるボイラ20の燃焼状態(消費ガス)を制御する。
そうすることにより、ハンチング現象の発生を未然に防止し、仮にハンチング現象が発生した場合であっても、ハンチング現象を速やかに収束させることができる。
<Hunting suppression control>
In the present invention, in order to prevent the occurrence of such a hunting phenomenon and, even if the hunting phenomenon occurs, to quickly converge the hunting phenomenon, the necessary gas
The required gas
Then, the required gas
Note that, instead of the above-described configuration, the required gas consumption
Here, an increase satisfying a predetermined condition of the tank pressure value means, for example, an increase in the tank pressure value due to an undershoot of the tank pressure value, or an increase in the tank pressure value resulting in an overshoot. may be included.
Further, the increase satisfying the predetermined condition of the tank pressure value may include the tank pressure value falling below the control lower limit pressure value or the tank pressure value exceeding the control upper limit pressure value.
Further, increasing the tank pressure value to satisfy a predetermined condition may include putting all the
The
By doing so, the occurrence of the hunting phenomenon can be prevented, and even if the hunting phenomenon occurs, the hunting phenomenon can be quickly converged.
ハンチング現象の発生を未然に防止し、仮にハンチング現象が発生した場合であっても、ハンチング現象を速やかに収束させる動作について、図4Bを参照して説明する。
図4Bに示すように、(b)において水素ガス放気弁33による放気制御に切り替わり、その後、再度台数制御に切り替わり、(c)においてタンク圧力値が上昇から下降に転じた時点における必要ガス消費量を、実際に消費されるガス消費量に置き換える補正を行うことで、実際に消費されるガス消費量の増加を抑制し、アンダーシュートを抑制することができる。これにより、ハンチング現象の発生を未然に防止し、仮にハンチング現象が発生した場合であっても、ハンチング現象を速やかに収束させることができる。
The operation of preventing the occurrence of the hunting phenomenon and quickly converging the hunting phenomenon even if the hunting phenomenon occurs will be described with reference to FIG. 4B.
As shown in FIG. 4B, in (b), the gas release control is switched to by the hydrogen
<起動時制御について>
次に、ボイラシステム1の起動時制御について説明する。前述したように、ボイラシステム1においては、副生設備から供給される水素ガスは昇圧されて、2次側水素タンク30に供給され貯留される。タンク圧力値がボイラ群2に対して水素ガスを供給するために必要な前記下限供給圧力値以上となると、ボイラ20は水素ガスを消費することができる。
そして、従来のボイラシステム1においては、起動時に、タンク圧力値が下限供給圧力値以上となることを検知した後、炉内換気のためプレパージを開始し、プレパージ中に水素供給ガスラインL22を不活性ガス(例えば、窒素ガス)でパージさせ、パイロット着火、パイロット安定化を経て燃焼開始ボイラ20の燃焼を開始させていた。このため、プレパージ及びパイロット着火、パイロット安定化の間(約30秒間)、副生ガスとしての水素ガスが2次側水素タンク30に供給されるが、燃焼開始ボイラ20で水素ガスが燃焼されない(消費されない)状態が続くこととなり、その結果、タンク圧力値が急上昇し、制御上限圧力値を超える状態となることが往々に発生した。
それにより、タンク圧力値を下げるために、水素ガス放気弁33の開閉又は開度を制御して、2次側水素タンク30に貯留された水素ガスを放気することが必要となり、エネルギーの無駄を生じていた。
本発明においては、このようなエネルギーの無駄を避けるため、制御部52は、図3に示すようにさらに起動時制御部529を備える。
<Regarding start-up control>
Next, start-up control of the
In the
As a result, in order to reduce the tank pressure value, it is necessary to release the hydrogen gas stored in the secondary
In the present invention, in order to avoid such waste of energy, the
<起動時制御部529>
起動時制御部529は、例えば起動ボタンが押下される等によりボイラシステム1が起動されると、例えば、優先順位の高い順に予め設定された所定台数のボイラ20を選択し、炉内換気のためプレパージを開始し、プレパージ中に水素供給ガスラインL22を不活性ガス(例えば、窒素ガス)でパージさせ、その後パイロット着火、パイロット安定化を経て、所定時間パイロット燃焼を保持した状態で、タンク圧力値が下限供給圧力値以上となることを検知した後、燃焼開始ボイラ20の燃焼を開始させるように制御する。ここで、所定台数は1台以上とし、全台の場合を含む。なお、パイロット燃焼は、副生ガスとしての水素ガスではなく、例えば、13Aガスを使用する。このため、副生ガスとしての水素ガスを供給するメイン燃焼用の燃料ラインとは別に、例えば、13Aガスを供給するパイロット用の燃料ライン(図示せず)が設けられる。そうすることで、水素供給ガス圧力とは無関係に、水素供給ガス圧力値が低くてもプレパージされたボイラ20をパイロット燃焼させることができる。その後、パイロット燃焼状態を保持したまま、副生設備から供給される水素ガスが昇圧され、タンク圧力値がボイラ群2に対して水素ガスを供給するために必要な下限供給圧力値以上となると、台数制御装置50(消費量制御部525)は、パイロット燃焼状態のボイラ20を燃焼させて、タンク圧力値が予め設定された圧力値範囲に収まるように、ボイラ群2におけるガス消費量の制御を開始する。なお、パイロット用の燃料ラインは、13Aガスを供給するラインに限られない。例えば、2次側水素タンク30からの水素供給ガス圧力とは無関係に、水素供給ガス圧力値が低くてもプレパージされたボイラ20をパイロット燃焼させることができるように、パイロット燃焼に必要な量及び圧力の副生ガスとしての水素ガスを供給できるパイロット用の燃料ラインを設けてもよい。
このように起動時制御されることで、2次側水素タンク30に貯留された水素ガスを放気することなく、ボイラ20をメイン燃焼させることが可能となり、エネルギーの無駄を防ぐとともに、安全性を向上させることができる。
<Start-up
When the
By being controlled at startup in this way, the
<手動制御>
最後に、例えば、タンク圧力値を測定する水素圧センサ31の故障、台数制御装置50とボイラ20との間の通信不良等により、ボイラ群2の台数制御が正常動作できなくなった場合の、ボイラ手動運転について説明する。
ボイラ個々の制御となる手動運転に切り替わった場合、ボイラ燃焼量(すなわち、水素ガス消費量)を極力抑制することが好ましい。これは、異常時には、ボイラ20を燃焼させない方が安全であるとの考えに基づく。ただし、手動運転に切り替わった直後のボイラ燃焼量(ガス消費量)の急変は、2次側水素タンク30への影響が大きいため、ゆっくりとボイラ燃焼量(ガス消費量)を抑制させていくことが好ましい。
このため、手動運転に際しては、ボイラ全体の燃焼量(ガス消費量)を、手動運転切り替わり直前の燃焼量(ガス消費量)よりも減少させるとともに、個々の燃焼ボイラ20の燃焼量(ガス消費量)を急変させないことが望まれる。
しかしながら、手動運転中のボイラ制御は、ボイラ20自身の圧力の定圧制御となるため、燃焼量(ガス消費量)の増加や急変の可能性があり得る。また、燃焼停止中のボイラ20は、手動運転により燃焼(ガス消費)を開始させるため、ボイラ群2における燃焼量(ガス消費量)が増加する可能性がある。
さらに、手動運転時のボイラ缶体保護の観点から、高圧力検知時の燃焼停止が必要となる。
このため、各ボイラ20の備えるローカル制御部201は、例えば、台数制御装置50から送信される制御信号の受信が停止された場合、当該ボイラ20の燃焼状態を判定する。ボイラ20が燃焼状態にあると判定された場合、ローカル制御部201は、当該ボイラ20による燃焼量(ガス消費量)を徐々に低下させた後、当該ボイラ20を予め設定された最小ガス消費量で燃焼させるように制御する。また、ボイラ20が燃焼停止状態にあると判定された場合、ローカル制御部201は、当該ボイラ20の燃焼停止状態を維持する。また、ローカル制御部201は、ボイラ20の圧力が予め設定された高設定圧力値を超えた場合、当該ボイラ20の燃焼を停止するように制御する。
こうすることで、ボイラ全体の燃焼量(ガス消費量)を、手動運転切り替わり直前の燃焼量(ガス消費量)よりも減少させるとともに、個々の燃焼ボイラ20の燃焼量(ガス消費量)を急変させずに、ボイラ群2を安全に運転することができる。
以上、本発明のボイラシステム1の各機能部の実施形態を、台数制御装置50、及び水素専焼ボイラである貫流ボイラ20等の構成に基づいて説明した。
<Manual control>
Finally, for example, when the number control of the
When switching to manual operation, in which each boiler is controlled, it is preferable to suppress the amount of boiler combustion (that is, the amount of hydrogen gas consumed) as much as possible. This is based on the idea that it is safer not to burn the
Therefore, during manual operation, the combustion amount (gas consumption) of the entire boiler is reduced from the combustion amount (gas consumption) immediately before switching to manual operation, and the combustion amount (gas consumption) of each combustion boiler 20 ) should not change suddenly.
However, since the boiler control during manual operation is constant pressure control of the pressure of the
Furthermore, from the viewpoint of protecting the boiler body during manual operation, it is necessary to stop combustion when high pressure is detected.
Therefore, the
By doing this, the combustion amount (gas consumption) of the entire boiler is reduced from the combustion amount (gas consumption) immediately before switching to manual operation, and the combustion amount (gas consumption) of each
The embodiments of the functional units of the
次に、本実施形態のボイラシステム1における台数制御及び放気制御の流れについて、図5Aから図5Dを参照しながら説明する。図5Aから図5Dは、本実施形態の制御部52の台数制御及び放気制御に係る処理の流れを示すフローチャートである。
ここで、処理の前準備として、タンク圧力値に関して予め設定される圧力値に関する情報(制御下限圧力値、台数制御目標圧力値、制御上限圧力値、放気制御上限圧力値)、複数の貫流ボイラ20それぞれに予め設定される、単位ガス消費量に関する情報、最大ガス消費量に関する情報、及び最小ガス消費量に関する情報、また、ボイラ群2に対して予め設定される、増台ラインに関する情報、増加基準ガス消費量に関する情報、及び減台ラインに関する情報を記憶しているものとする。また、ボイラシステム1は起動され、プラント設備から生成される副生ガスとしての水素ガスを消費しているものとする。
Next, the flow of number control and air release control in the
Here, as a preparatory step for processing, information on pressure values preset for tank pressure values (control lower limit pressure value, number control target pressure value, control upper limit pressure value, air release control upper limit pressure value), a plurality of once-through boilers Information on the unit gas consumption, information on the maximum gas consumption, and information on the minimum gas consumption, which are set in advance for each of the
図5Aを参照すると、ステップST101において、台数制御装置50は、タンク圧力値が台数制御圧力帯域内(すなわち、制御下限圧力値から制御上限圧力値の範囲内)にあるか否かを検出する。タンク圧力値が台数制御圧力帯域内(すなわち、制御下限圧力値から制御上限圧力値の範囲内)にある場合(YES)、ステップST102に進む。タンク圧力値が、台数制御圧力帯域内にない場合、処理を後述する、図5Dに記載のステップST201(放気制御又は最小燃焼制御)に移す。
Referring to FIG. 5A, in step ST101, the
ステップST102において、台数制御装置50(必要ガス消費量算出部520)は、タンク圧力値及び台数制御目標圧力値に基づいて、ボイラ群2に消費させるべきガス量である必要ガス消費量を算出する。
In step ST102, the number control device 50 (required gas consumption calculation unit 520) calculates the required gas consumption, which is the amount of gas to be consumed by the
ステップST103において、台数制御装置50(実績ガス消費量算出部521)は、各ボイラ20の水素ガス消費状態(燃焼状態、水素ガス消費量)に基いて、燃焼状態にある各ボイラ20での水素ガス消費量の実績である実績ガス消費量を算出し、ボイラ群2での水素ガス消費量の実績である実績ガス消費量を算出する。
In step ST103, the unit number control device 50 (actual gas consumption calculation unit 521) calculates the hydrogen The actual gas consumption amount, which is the actual gas consumption amount, is calculated, and the actual gas consumption amount, which is the actual hydrogen gas consumption amount in the
ステップST104において、台数制御装置50(第2判定部5242)は、燃焼状態にある各ボイラ20のガス消費量が、増台ラインが規定するガス消費量以上になるか、又は、同ガス消費量を上回るかを判定する。燃焼状態にある各ボイラ20のガス消費量が、増台ラインが規定するガス消費量以上になるか、又は、同ガス消費量を上回る場合(YES)、処理を後述する、図5Bに記載のステップST111(増台制御)に移す。そうでなければ(NO)、処理をステップST105に移す。
In step ST104, the number control device 50 (second determination unit 5242) determines whether the gas consumption of each
ステップST105において、台数制御装置50(第2判定部5242)は、複数のボイラ20が燃焼状態にあり、燃焼状態にある各ボイラ20のガス消費量が、減台ラインが規定するガス消費量以下になるか、又は同ガス消費量を下回るかを判定する。燃焼状態にある各ボイラ20のガス消費量が、減台ラインが規定するガス消費量以下になるか、又は同ガス消費量を下回る場合(YES)、処理を後述する、図5Cに記載のステップST121(減台制御)に移す。そうでなければ(NO)、処理をステップST106に移す。
In step ST105, the number control device 50 (second determination unit 5242) determines that the plurality of
ステップST106において、台数制御装置50(偏差算出部522)は、ステップST102において算出された必要ガス消費量と、ステップST103において算出されたボイラ群2の実績ガス消費量との偏差量を算出する。
In step ST106, the number control device 50 (deviation calculator 522) calculates the amount of deviation between the required gas consumption calculated in step ST102 and the actual gas consumption of
ステップST107において、台数制御装置50(燃焼装置選択部523)は、タンク圧力値が台数制御目標圧力値よりも大きい場合、燃焼状態にあるボイラ20のうち水素ガス消費量の少ないボイラ20(ガス消費量の少ないボイラ)を選択し、タンク圧力値が台数制御目標圧力値よりも小さい場合、燃焼状態にあるボイラ20のうち水素ガス消費量の多いボイラ20(ガス消費量の大きいボイラ)を選択する。
In step ST107, if the tank pressure value is greater than the target pressure value for number control, the number control device 50 (combustion device selection unit 523) selects the
ステップST108において、台数制御装置50(第1判定部5241)は、ステップST106において算出された偏差量が正の値の場合、偏差量が「ガス消費量の少ないボイラ20」に予め設定された単位ガス消費量以上であるか、を判定する。また、偏差量が負の値の場合、偏差量の絶対値が、「ガス消費量の大きいボイラ20」に予め設定された単位ガス消費量以上であって、水素ガス消費量から単位ガス消費量分減算した値が最小ガス消費量以上であるか、を判定する。偏差量が、「ガス消費量の少ないボイラ20」に予め設定された単位ガス消費量以上である場合(YES)、又は偏差量の絶対値が、「ガス消費量の大きいボイラ20」に予め設定された単位ガス消費量以上であって、水素ガス消費量から単位ガス消費量分減算した値が最小ガス消費量以上である場合(YES)、処理をステップST109に移す。それ以外の場合(NO)、処理をステップST101に移す。
In step ST108, when the deviation amount calculated in step ST106 is positive, the unit number control device 50 (first determination unit 5241) determines that the deviation amount is the unit preset for the "
ステップST109において、台数制御装置50(消費量制御部525)は、偏差量が正の値の場合、ステップST107において選択された「ガス消費量の少ないボイラ20」の水素ガス消費量を単位ガス消費量分増加させる。また、台数制御装置50(消費量制御部525)は、偏差量が負の値の場合、ステップST107において選択された「ガス消費量の大きいボイラ20」の水素ガス消費量から単位ガス消費量分減少させる。その後、処理をステップST101に移す。
In step ST109, if the amount of deviation is positive, the unit number control device 50 (consumption amount control unit 525) sets the hydrogen gas consumption amount of the "low
<増台制御>
図5Bを参照すると、ステップST111において、台数制御装置50(燃焼装置選択部523)は、ボイラ群2から燃焼停止しているボイラ20のうち、最も優先順位の高いボイラ20を新たに燃焼を開始させるボイラ20(燃焼開始ボイラ)として選択する。
<Increase control>
Referring to FIG. 5B, in step ST111, the number control device 50 (combustion device selection unit 523) newly starts combustion of the
ステップST112において、台数制御装置50(消費量制御部525)は、ステップST111において選択された燃焼開始ボイラを、当該ボイラ20に予め設定された最小ガス消費量で燃焼させる。
In step ST112, the number control device 50 (consumption amount control section 525) causes the combustion start boiler selected in step ST111 to burn at the minimum gas consumption amount preset for the
ステップST113において、台数制御装置50(目標圧力切替部527)は、燃焼状態にあるボイラ20の台数に応じて、台数制御目標圧力値を切り替える。その後、処理をステップST101に移す。なお、ステップST113は、台数制御装置50が、燃焼状態にあるボイラ20の台数に応じて台数制御目標圧力値を切り替える目標圧力切替部527を備える場合にのみ、適用される。
In step ST113, the number control device 50 (target pressure switching unit 527) switches the number control target pressure value according to the number of
<増加余力量に基づく増台制御について>
図5A及び図5Bでは、燃焼状態にあるボイラ20のガス消費量が増台ラインが規定するガス消費量以上の場合に増台する処理フローについて説明したが、これに限られない。前述したように、合計増加余力ガス消費量が増加基準ガス消費量以下になるか、又は増加基準ガス消費量を下回ると判定された場合に増台するようにしてもよい。
この場合の処理フローは、図5AのステップST104を、「台数制御装置50(第2判定部5242)は、余力算出部526により算出された合計増加余力ガス消費量が水素ガスを消費(燃焼)させるボイラ20の台数を増加させる基準となる増加基準ガス消費量以下になるか、又は増加基準ガス消費量を下回るかを判定する。合計増加余力ガス消費量が、増加基準ガス消費量以下又は増加基準ガス消費量を下回る場合(YES)、処理をステップST111に移し、そうでなければ(NO)処理をステップST106に移す」と読み替えることで説明できる。
<Regarding increase control based on increased spare capacity>
FIG. 5A and FIG. 5B describe the processing flow for increasing the number of units when the gas consumption amount of the
The processing flow in this case is such that step ST104 in FIG. It is determined whether the total increase surplus gas consumption is equal to or less than the increase reference gas consumption, or if the total increase surplus gas consumption is equal to or less than the increase reference gas consumption. If it is less than the reference gas consumption (YES), the process moves to step ST111, otherwise (NO) the process moves to step ST106."
<減台制御>
図5Cを参照すると、ステップST121において、台数制御装置50(燃焼装置選択部523)は、ボイラ群2から燃焼状態にあるボイラ20のうち、最も優先順位の低いボイラ20を新たに燃焼を停止させるボイラ20(停止燃焼ボイラ)として選択する。
<Reduction control>
Referring to FIG. 5C, in step ST121, the number control device 50 (the combustion device selection unit 523) newly stops the combustion of the
ステップST122において、台数制御装置50(消費量制御部525)は、ステップST121において選択された停止燃焼ボイラ20のガス消費量を、タンク圧力値の変化に対して変更する。
In step ST122, the number control device 50 (consumption amount control section 525) changes the gas consumption amount of the stopped
ステップST123において、台数制御装置50(消費量制御部525)は、停止燃焼ボイラ20のガス消費量が当該ボイラ20に予め設定された最小ガス消費量まで低下したか、判定する。最小ガス消費量まで低下した場合(YES)、処理をステップST124に移す。最小ガス消費量まで低下していない場合(NO)、処理をステップST101に移す。
In step ST<b>123 , the number control device 50 (consumption amount control section 525 ) determines whether the gas consumption amount of the
ステップST124において、台数制御装置50(消費量制御部525)は、当該停止燃焼ボイラ20の燃焼を停止する。
In step ST124, the number control device 50 (consumption control unit 525) stops combustion of the
ステップST125において、台数制御装置50(消費量制御部525)は、当該停止燃焼ボイラ20のポストパージを行った後、パイロット燃焼させ、パイロット燃焼状態を保持させる。
In step ST125, the number control device 50 (consumption control unit 525) performs post-purging of the stop-
ステップST126において、台数制御装置50(目標圧力切替部527)は、燃焼状態にあるボイラ20の台数に応じて、台数制御目標圧力値を切り替える。その後、処理をステップST101に移す。なお、ステップST126は、台数制御装置50が、燃焼状態にあるボイラ20の台数に応じて台数制御目標圧力値を切り替える目標圧力切替部527を備える場合にのみ、適用される。
In step ST126, the number control device 50 (target pressure switching unit 527) switches the number control target pressure value according to the number of
図5Dを参照すると、ステップST201において、タンク圧力値が制御上限圧力値を上回る場合、処理をステップST202に移す。タンク圧力値が制御下限圧力値を下回る場合、処理をステップST211に移す。 Referring to FIG. 5D, in step ST201, if the tank pressure value exceeds the control upper limit pressure value, the process proceeds to step ST202. If the tank pressure value is lower than the control lower limit pressure value, the process proceeds to step ST211.
<放気制御>
ステップST202において、台数制御装置50(弁制御部528)は、タンク圧力値が制御上限圧力値を上回らないように、水素ガス放気弁33の開度を制御する。その後、処理をステップST101に移す。
<Air release control>
In step ST202, the number control device 50 (valve control section 528) controls the opening degree of the hydrogen
<タンク圧力低下時の処理>
ステップST211において、台数制御装置50(消費量制御部525)は、燃焼状態にあるボイラ20を燃焼停止状態、すなわち全台待機状態とする。
<Treatment when tank pressure drops>
In step ST211, the unit number control device 50 (the consumption amount control unit 525) puts the
ステップST212において、台数制御装置50(消費量制御部525)は、少なくとも1台の(例えば、最も優先順位の高い)停止燃焼ボイラ20のポストパージを行い、パイロット燃焼させ、パイロット燃焼状態を保持させる。処理をステップST101に移す。
In step ST212, the number control device 50 (consumption amount control unit 525) performs post-purging of at least one (for example, highest priority) stopped
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)ボイラシステム1を、プラント設備等の副生設備において副生ガスとして発生した水素ガスを貯留した2次側水素タンク30から供給される水素ガスのみを燃焼させて消費する水素ガス専焼ボイラである貫流ボイラ20と、貫流ボイラ20における水素ガスの消費量を制御する制御部と、を備える副生ガス利用システムであって、制御部は、2次側水素タンク30の内部の圧力値が予め設定された圧力値範囲に収まる、又は予め設定された目標圧力値を保つように、貫流ボイラ20における水素ガスの消費量を制御する。これにより、ボイラシステム1は、通常時、すなわち、2次側水素タンク30の内部の水素ガスの圧力値が制御上限圧力値を超えないときには、副生ガスとして発生する水素ガスが放気されることなく、無駄なく、エネルギーとして利用されることを可能とする。
(1) The
(2)2次側水素タンク30には、プラント設備等の副生設備から供給される副生ガスとして発生した水素ガスが昇圧されて貯留される。これにより、2次側水素タンク30に供給されるガス量とボイラ群2により消費されるガス量の差異を吸収することができる。
(2) In the
(3)消費量制御部525に、必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも大きい場合に燃焼装置選択部523により選択されたガス消費量の少ないボイラ20のガス消費量を単位ガス消費量分増加させ、必要ガス消費量が実績ガス消費量よりも小さい場合に燃焼装置選択部523により選択されたガス消費量の多いボイラ20のガス消費量を単位ガス消費量分減少させた。これにより、必要ガス消費量が変動する度に、複数のボイラ20すべてのガス消費量を変動させてこれら複数のボイラ20のガス消費量を平準化できるので、ボイラシステム1の圧力安定性を向上させることができる。
(3) The consumption
(4)制御部52を、必要ガス消費量と実績ガス消費量との偏差量が単位ガス消費量以上であるかを判定する第1判定部5241を含んで構成し、第1判定部5241により偏差量が単位ガス消費量以上であると判定された場合に、消費量制御部525に、ボイラ20のガス消費量を変更させた。これにより、偏差量が単位ガス消費量に届かない場合にはボイラ20の燃焼状態を変動させないので、ボイラシステム1の燃焼状態を安定化することができる。
(4) The
(5)偏差算出部522に、選択されたボイラ20のガス消費量が変更された場合、必要ガス消費量と、ガス消費量変更後のボイラ群2の実績ガス消費量と、の偏差量を算出させた。これにより、偏差量が単位ガス消費量を下回るまで繰り返しボイラ20のガス消費量を単位ガス消費量分変更させられるので、必要ガス消費量が大きく変動した場合であっても、複数のボイラ20のガス消費量を平準化させることができる。
(5) When the gas consumption of the selected
(6)燃焼装置選択部523に、燃焼状態にある、複数のガス消費量の小さい、又は大きいボイラ20のガス消費量が等しい場合、最も優先順位の高いボイラ20、又は最も優先順位の低いボイラ20を選択させた。これにより、複数のボイラ20のガス消費量が等しい場合であっても、いずれかのボイラ20の蒸発量を変更させられるので、必要ガス消費量の変動に応じて、適切に実績ガス消費量を変動させることができる。
(6) If the gas consumption of a plurality of
以上、本発明のボイラシステムの好ましい各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。 Although the preferred embodiments of the boiler system of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be modified as appropriate.
<変形例1>
本実施形態では、副生ガスとして水素ガスを例示したが、これに限らない。例えば、消化ガス、その他の炭化水素ガス等任意の副生ガスに適用できる。
<
In this embodiment, the hydrogen gas is exemplified as the by-product gas, but the present invention is not limited to this. For example, it can be applied to arbitrary by-product gases such as digestion gas and other hydrocarbon gases.
<変形例2>
本実施形態では、本発明を4台の貫流ボイラ20からなるボイラ群2を備えるボイラシステム1を例示したが、これに限らない。すなわち、本発明を、5台以上の貫流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、3台以下の貫流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。
<
In this embodiment, although the
<変形例3>
ボイラシステム1のボイラ20のガス消費量の平準化処理の流れを示すフローチャートの説明(図5A)において、ステップST109の後、処理をステップST101に移すものとして説明したが、これに限られない。
例えば、図5Aにおいて、ステップST109の後、実績ガス消費量を単位ガス消費量分増加又は減少するように算出した後、処理を再びステップST106に移すようにしてもよい。この場合、ステップST108において、必要ガス消費量と実績ガス消費量との偏差が単位ガス消費量未満と判定した後に、処理をステップST101に移すように制御される。
<Modification 3>
In the description of the flow chart ( FIG. 5A ) showing the flow of the gas consumption leveling process of the
For example, in FIG. 5A, after step ST109, the actual gas consumption may be calculated to increase or decrease by the unit gas consumption, and then the process may be moved to step ST106 again. In this case, in step ST108, after it is determined that the difference between the required gas consumption amount and the actual gas consumption amount is less than the unit gas consumption amount, the process is controlled to move to step ST101.
<変形例4>
本実施形態では、貫流ボイラ20として連続制御ボイラを例示したが、これに限らない。例えば、燃焼を選択的にオン/オフしたり、高燃焼、中燃焼、低燃焼等に燃焼位置を設定したりすること等により水素ガス消費量を制御して、選択された燃焼位置に応じて水素ガス消費量を段階的に増減可能な段階値制御ボイラに適用してもよい。
<Modification 4>
Although the continuous control boiler was illustrated as the once-through
<変形例5>
本実施形態では、放気制御として、弁制御部528により、2次側水素タンク30に配置された水素ガス放気弁33の開閉又は開度を制御することで、水素ガスを放気するケースを例示したがこれに限られない。
例えば、2次側水素タンク30に配置された水素ガス放気弁33に加えて、又は替えて、水素ガス分岐ラインL22又は水素ガス本ラインL21に水素ガス放出弁(図示せず)を設置するようにしてもよい。
そうすることで、例えば、ローカル制御部201が、燃焼状態にあるボイラ20に異常が発生し当該ボイラ20によりガス消費ができなくなったことを検知した場合、当該ボイラ20に水素ガスを供給する水素ガス分岐ラインL22又は水素ガス本ラインL21に設置された水素ガス放出弁の開度を制御することで、当該ボイラ20の消費できないガス量を放気するように制御するように構成してもよい。
このように、ローカル制御部201は、ボイラ20が消費できなくなったガス消費量に相当するガス放気量を、水素ガス放出弁の開度により制御可能である。これにより、燃焼状態にあるボイラ20に何らかの異常が発生し当該ボイラ20によりガス消費ができなくなった場合であっても、該ボイラ20のガス消費量に相当するガス量を放気することで、タンク圧力値の圧力変動を抑えることが可能となる。
その際、ローカル制御部201は、当該ボイラ20の異常状態及び消費できないガス量を台数制御装置50に対して通知するように構成してもよい。そうすることで、台数制御装置50は、ガス量を消費できなくなったボイラ20の当該消費できないガス量を他の燃焼状態にあるボイラ20に割り当てるとともに、当該消費できないガス量を放気するために開制御された水素ガス放出弁を直接又はローカル制御部201を介して閉状態にすることができる。これにより、燃焼状態にあるボイラ20に何らかの異常が発生し当該ボイラ20によりガス消費ができなくなった場合であっても、タンク圧力値の圧力変動を抑えることが可能となる。
より具体的には、ボイラ20が連続制御ボイラの場合、ローカル制御部201は、当該消費できないガス量を放気するように、水素ガス放出弁の開度を制御するように構成してもよい。その後、消費できないガス量が他の燃焼状態にあるボイラ20に割り当てられた後、水素ガス放出弁の開度を閉状態とすることができる。
また、ボイラ20が、例えば1つ以上の燃焼位置を備え、選択された燃焼位置に応じて水素ガス消費量を段階的に増減可能な段階値制御ボイラ2の場合、水素ガス放出弁として、各燃焼位置のガス供給量に相当するガスを放出する水素ガス放出弁(便宜的に「燃焼位置対応水素ガス放出弁」という)を設置することで、ボイラ20が所定の燃焼位置(例えば、高燃焼位置)で水素ガスを消費していた場合に当該ボイラ20に異常が発生し、当該ボイラ20により所定の燃焼位置(例えば、高燃焼位置)でのガス消費ができなくなったときに、所定の燃焼位置(例えば、高燃焼位置)のガス供給量に相当するガスを放出する水素ガス放出弁を開状態とすることにより、当該ボイラ20の消費できないガス量に相当するガス量を放気するように構成してもよい。その後、消費できないガス量が他の燃焼状態にあるボイラ20に割り当てられた後、所定の燃焼位置(例えば、高燃焼位置)のガス供給量に相当するガスを放出する水素ガス放出弁を閉状態とすることができる。
<Modification 5>
In this embodiment, the hydrogen gas is released by controlling the opening/closing or opening degree of the hydrogen
For example, in addition to or instead of the hydrogen
By doing so, for example, when the
In this manner, the
At that time, the
More specifically, if the
Further, if the
1 ボイラシステム
2 ボイラ群
20 貫流ボイラ(水素専焼ボイラ)
201 ローカル制御部
24 水素ガス流量調整弁
25、26 水素ガス遮断弁
30 2次側水素タンク
31 水素圧センサ(水素圧力検出部)
33 水素ガス放気弁
41 センサ
42 昇圧機
44 戻り流量調整弁
50 台数制御装置
51 記憶部
52 制御部
520 必要ガス消費量算出部
521 実績ガス消費量算出部
522 偏差算出部
523 燃焼装置選択部
5241 第1判定部
5242 第2判定部
525 消費量制御部
526 余力算出部
527 目標圧力切替部
528 弁制御部
529 起動時制御部
L1 副生ガス供給ライン
L11 戻りライン
L2 水素ガス供給ライン
L21 水素ガス本ライン
L22 水素ガス分岐ライン
L3 水素ガス放気ライン
L4 蒸気集合ライン
1
201
33 Hydrogen
Claims (6)
前記燃焼装置における副生ガスの消費量を制御する制御部と、を備える副生ガス利用システムであって、
前記制御部は、
前記燃焼装置に副生ガスを供給する副生ガスタンクの内部の圧力値が予め設定された圧力値範囲に収まるように、前記燃焼装置における副生ガスの消費量を制御する副生ガス利用システム。 a combustion device that burns and consumes only the by-product gas;
A by-product gas utilization system comprising a control unit that controls the consumption of the by-product gas in the combustion device,
The control unit
A by-product gas utilization system for controlling the consumption of by-product gas in the combustion device so that the internal pressure value of a by-product gas tank that supplies the by-product gas to the combustion device falls within a preset pressure value range.
前記制御部は、
前記副生ガスタンクの内部の圧力値が予め設定された目標圧力値に一致するように前記燃焼装置における副生ガスの消費量を制御する、請求項1又は請求項2に記載の副生ガス利用システム。 The combustion device can continuously change the gas consumption and burn,
The control unit
3. The by-product gas utilization according to claim 1, wherein the consumption of the by-product gas in the combustion device is controlled so that the internal pressure value of the by-product gas tank matches a preset target pressure value. system.
複数の前記燃焼装置には、それぞれ、変動可能なガス消費量の単位である単位ガス消費量が設定されており、
前記制御部は、
前記副生ガスタンクの内部の圧力値に基づいて消費させるべきガス量である必要ガス消費量を算出する必要ガス消費量算出部と、
前記燃焼装置群でのガス消費量の実績である実績ガス消費量を算出する実績ガス消費量算出部と、
前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも大きい場合に前記燃焼装置群のガス消費量から前記単位ガス消費量分を増加させ、前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも小さい場合に前記燃焼装置群のガス消費量から前記単位ガス消費量分を減少させる消費量制御部と、を備える請求項3に記載の副生ガス利用システム。 A combustion device group comprising a plurality of the combustion devices,
A unit gas consumption, which is a variable unit of gas consumption, is set for each of the plurality of combustion devices,
The control unit
a required gas consumption calculation unit for calculating a required gas consumption, which is the amount of gas to be consumed, based on the internal pressure value of the by-product gas tank;
an actual gas consumption calculation unit that calculates actual gas consumption, which is actual gas consumption in the combustion device group;
When the required gas consumption is greater than the actual gas consumption, the unit gas consumption is increased from the gas consumption of the combustion device group, and when the required gas consumption is smaller than the actual gas consumption. 4. The by-product gas utilization system according to claim 3, further comprising: a consumption amount control unit that reduces the unit gas consumption amount from the gas consumption amount of the combustion device group.
前記必要ガス消費量と前記実績ガス消費量との偏差量を算出する偏差算出部と、
前記偏差算出部により算出された前記偏差量が前記単位ガス消費量以上であるかを判定する第1判定部と、
前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも大きい場合に前記複数の燃焼装置のうちガス消費量の少ない燃焼装置を選択し、前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも小さい場合に前記複数の燃焼装置のうちガス消費量の多い燃焼装置を選択する燃焼装置選択部と、を備え、
前記消費量制御部は、前記第1判定部により前記偏差量が前記単位ガス消費量以上であると判定された場合に、前記燃焼装置選択部により選択された燃焼装置のガス消費量を変更させる、請求項4に記載の副生ガス利用システム。 The control unit further
a deviation calculation unit that calculates a deviation amount between the required gas consumption amount and the actual gas consumption amount;
a first determination unit that determines whether the deviation amount calculated by the deviation calculation unit is equal to or greater than the unit gas consumption;
selecting a combustion device with a smaller gas consumption from among the plurality of combustion devices when the required gas consumption is greater than the actual gas consumption; a combustion device selection unit that selects a combustion device that consumes a large amount of gas from the plurality of combustion devices,
The consumption amount control unit changes the gas consumption amount of the combustion device selected by the combustion device selection unit when the first determination unit determines that the deviation amount is equal to or greater than the unit gas consumption amount. The by-product gas utilization system according to claim 4.
前記燃焼装置選択部は、前記複数のボイラのガス消費量が等しい場合、
前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも大きい場合に、最も優先順位の高い燃焼装置を選択し、
前記必要ガス消費量が前記実績ガス消費量よりも小さい場合に、最も優先順位の低い燃焼装置を選択する請求項5に記載のボイラシステム。 Priorities are set for the plurality of combustion devices,
When the gas consumption amounts of the plurality of boilers are equal, the combustion device selection unit
selecting a combustion device with the highest priority when the required gas consumption is greater than the actual gas consumption;
6. The boiler system according to claim 5, wherein the lowest priority combustion device is selected when the required gas consumption is smaller than the actual gas consumption.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001182902A (en) | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Miura Co Ltd | Multiple can installation system for boiler and method for controlling the same |
JP2011247538A (en) | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Osaka Gas Co Ltd | Multi-can installed boiler |
US20130186810A1 (en) | 2011-07-08 | 2013-07-25 | Thomas A. Volini | System and Method for Processing Alternate Fuel Sources |
JP2014122744A (en) | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Boiler and boiler system |
JP2014167364A (en) | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Miura Co Ltd | Boiler system |
JP2017040444A (en) | 2015-08-20 | 2017-02-23 | 三浦工業株式会社 | Boiler system |
-
2018
- 2018-08-02 JP JP2018145988A patent/JP7107072B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001182902A (en) | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Miura Co Ltd | Multiple can installation system for boiler and method for controlling the same |
JP2011247538A (en) | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Osaka Gas Co Ltd | Multi-can installed boiler |
US20130186810A1 (en) | 2011-07-08 | 2013-07-25 | Thomas A. Volini | System and Method for Processing Alternate Fuel Sources |
JP2014122744A (en) | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Boiler and boiler system |
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