(57)【要約】【課題】系統停電発生時の圧力変動が抑制されるスチームシステムを提供する。【解決手段】スチームシステムは、高圧側ヘッダにスチームを供給するボイラと、高圧側ヘッダと低圧側ヘッダの間に設けられたタービンと、補助ボイラと、制御器６０とを具備する。制御器は、低圧側ヘッダの圧力ＰＶ８１と設定値ＳＶ８１とに基づいて信号ＭＶ８１を出力し、系統停電の発生時の信号ＭＶ８１の値としての停電発生時値を示す信号ＭＶ８２を出力し、停電発生時値とスチーム増量分に相当する操作量ΔＭＶの和を示す信号ＭＶ８３を出力し、系統停電の発生前は信号ＭＶ８１を信号ＭＶ８４として出力し、系統停電の発生から所定時間は信号ＭＶ８３を信号ＭＶ８４として出力し、系統停電の発生から所定時間が経過した後は信号ＭＶ８１を信号ＭＶ８４として出力し、信号ＭＶ８４に基づいて補助ボイラが低圧側ヘッダに供給するスチームの供給量を制御する。【選択図】図３
2010127155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧側ヘッダと、
前記高圧側ヘッダにスチームを供給するボイラと、
低圧側ヘッダと、
前記高圧側ヘッダと前記低圧側ヘッダの間に設けられたタービンと、
前記低圧側ヘッダにスチームを供給する補助ボイラと、
前記補助ボイラが前記低圧側ヘッダに供給するスチームの供給量を制御する補助ボイラ制御器と
を具備し、
前記補助ボイラ制御器は、
前記低圧側ヘッダの圧力と圧力設定値とに基づいて第１操作量信号を出力する圧力制御器と、
系統停電の発生時の前記第１操作量信号の値としての停電発生時操作量値を示す第２操作量信号を出力する保持器と、
前記停電発生時操作量値とスチーム増量分に相当する操作量の和を示す第３操作量信号を出力する加算器と、
前記系統停電の発生前は前記第１操作量信号を第４操作量信号として出力し、前記系統停電の発生から所定時間は前記第３操作量信号を前記第４操作量信号として出力し、前記系統停電の発生から前記所定時間が経過した後は前記第１操作量信号を前記第４操作量信号として出力する信号切り替え器と
を備え、
前記補助ボイラ制御器は、前記第４操作量信号に基づいて前記供給量を制御する
スチームシステム。
【請求項２】
前記圧力制御器は、前記系統停電の発生から前記所定時間、前記第４操作量信号を用いて前記第１操作量信号をトラッキングする
請求項１のスチームシステム。
【請求項３】
前記所定時間は、前記系統停電の発生から前記所定時間が経過する前に前記系統停電の発生後の前記供給量の増加が前記スチーム増量分に到達しているように設定されている
請求項１又は２のスチームシステム。
【請求項４】
前記低圧側ヘッダから外部に供給されるスチームの流量を設定流量に制御する供給弁と、
前記低圧側ヘッダから供給されるスチームを用いて発電し、前記外部にスチームを供給するための機器に電力を供給するスチームタービン発電機と
を更に具備する
請求項１乃至３のいずれかに記載のスチームシステム。
【請求項５】
前記ボイラは、化学プラントの製造システムからの排熱を利用してスチームを発生し、
前記タービンは、前記製造システムのコンプレッサを駆動し、
前記外部は、前記製造システムであり、
前記低圧側ヘッダから前記外部に供給されるスチームは、プロセススチームとして供給される
請求項４のスチームシステム。
【請求項６】
ボイラが高圧側ヘッダに供給されるスチームを発生するステップと、
前記高圧側ヘッダから低圧側ヘッダに流れるスチームによりタービンを駆動するステップと、
補助ボイラが前記低圧側ヘッダに供給されるスチームを発生するステップと、
前記補助ボイラが前記低圧側ヘッダに供給するスチームの供給量を制御するステップとを具備し、
前記供給量を制御する前記ステップは、
前記低圧側ヘッダの圧力と圧力設定値とに基づいて第１操作量信号を出力するステップと、
前記系統停電の発生時の前記第１操作量信号の値としての停電発生時操作量値を示す第２操作量信号を出力するするステップと、
前記停電発生時操作量値とスチーム増量分に相当する操作量の和を示す第３操作量信号を出力するステップと、
前記系統停電の発生前に前記第１操作量信号を第４操作量信号として出力するステップと、
前記系統停電の発生から所定時間が経過するまで前記第３操作量信号を前記第４操作量信号として出力するステップと、
前記系統停電の発生から前記所定時間が経過した後に前記第１操作量信号を前記第４操作量信号として出力するステップと、
前記供給量を前記第４操作量信号に基づいて制御するステップと
を備えた
スチームシステムの制御方法。
【請求項７】
前記第１操作量信号は、前記系統停電の発生から前記所定時間、前記第４操作量信号を用いてトラッキングされる
請求項６のスチームシステムの制御方法。
【請求項８】
前記系統停電の発生から前記所定時間が経過する前に前記系統停電の発生後の前記供給量の増加が前記スチーム増量分に到達しているように前記所定時間を設定するステップを更に具備する
請求項６又は７のスチームシステムの制御方法。
【請求項９】
前記低圧側ヘッダから外部に供給されるスチームの流量を設定流量に制御するステップと、
前記低圧側ヘッダから供給されるスチームを用いて発電した電力を前記外部にスチームを供給するための機器に供給するステップと
を更に具備する
請求項６乃至８のいずれかに記載のスチームシステムの制御方法。
【請求項１０】
前記ボイラが化学プラントの製造システムからの排熱を利用してスチームを発生するステップと、
前記タービンが前記製造システムのコンプレッサを駆動するステップと
を更に具備し、
前記外部は前記製造システムであり、
記低圧側ヘッダから前記外部に供給されるスチームは、プロセススチームとして供給される
請求項９のスチームシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチームシステム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、タービンがトリップしたときに、安全弁を作動させることなく安全性の確保を図り、主蒸気系の圧力変動を防止するボイラ・タービン蒸気ラインシステムを開示している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６３００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、系統停電発生時の圧力変動が抑制されるスチームシステム及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００６】
本発明によるスチームシステムは、高圧側ヘッダ（２１Ａ）と、前記高圧側ヘッダにスチームを供給するボイラ（２３Ａ）と、低圧側ヘッダ（２２Ａ）と、前記高圧側ヘッダと前記低圧側ヘッダの間に設けられたタービン（２４Ａ）と、前記低圧側ヘッダにスチームを供給する補助ボイラ（３０）と、前記補助ボイラが前記低圧側ヘッダに供給するスチームの供給量を制御する補助ボイラ制御器（６０）とを具備する。前記補助ボイラ制御器は、前記低圧側ヘッダの圧力（ＰＶ８１）と圧力設定値（ＳＶ８１）とに基づいて第１操作量信号（ＭＶ８１）を出力する圧力制御器（８１）と、前記系統停電の発生時の前記第１操作量信号の値としての停電発生時操作量値を示す第２操作量信号（８２ＭＶ）を出力する保持器（８２）と、前記停電発生時操作量値とスチーム増量分（ΔＱ）に相当する操作量（ΔＭＶ）の和を示す第３操作量信号（ＭＶ８３）を出力する加算器（８３）と、前記系統停電の発生前は前記第１操作量信号を第４操作量信号（ＭＶ８４）として出力し、前記系統停電の発生から所定時間は前記第３操作量信号を前記第４操作量信号として出力し、前記系統停電の発生から前記所定時間が経過した後は前記第１操作量信号を前記第４操作量信号として出力する信号切り替え器（８４）とを備える。前記補助ボイラ制御器は、前記第４操作量信号に基づいて前記供給量を制御する。
【０００７】
前記圧力制御器は、前記系統停電の発生から前記所定時間（Ｔ３）、前記第４操作量信号を用いて前記第１操作量信号をトラッキングする。
【０００８】
前記所定時間は、前記系統停電の発生から前記所定時間が経過する前に前記系統停電の発生後の前記供給量の増加が前記スチーム増量分に到達しているように設定される。
【０００９】
スチームシステムは、前記低圧側ヘッダから外部（１０Ａ）に供給されるスチームの流量を設定流量に制御する供給弁（３３Ａ）と、前記低圧側ヘッダから供給されるスチームを用いて発電し、前記外部にスチームを供給するための機器に電力を供給するスチームタービン発電機（９０）とを更に具備する。
【００１０】
前記ボイラは、化学プラントの製造システム（１０Ａ）からの排熱を利用してスチームを発生する。前記タービンは、前記製造システムのコンプレッサ（１４Ａ）を駆動する。前記外部は、前記製造システムである。前記低圧側ヘッダから前記外部に供給されるスチームは、プロセススチームとして供給される。
【００１１】
本発明によるスチームシステムの制御方法は、ボイラ（２３Ａ）が高圧側ヘッダ（２１Ａ）に供給されるスチームを発生するステップと、前記高圧側ヘッダから低圧側ヘッダ（２２Ａ）に流れるスチームによりタービン（２４Ａ）を駆動するステップと、補助ボイラ（３０）が前記低圧側ヘッダに供給されるスチームを発生するステップと、前記補助ボイラが前記低圧側ヘッダに供給するスチームの供給量を制御するステップとを具備する。前記供給量を制御する前記ステップは、  前記低圧側ヘッダの圧力（ＰＶ８１）と圧力設定値（ＳＶ８１）とに基づいて第１操作量信号（ＭＶ８１）を出力するステップと、前記系統停電の発生時の前記第１操作量信号の値としての停電発生時操作量値を示す第２操作量信号（ＭＶ８２）を出力するするステップと、前記停電発生時操作量値とスチーム増量分（ΔＱ）に相当する操作量（ΔＭＶ）の和を示す第３操作量信号（ＭＶ８３）を出力するステップと、前記系統停電の発生前に前記第１操作量信号を第４操作量信号（ＭＶ８４）として出力するステップと、前記系統停電の発生から所定時間（Ｔ３）が経過するまで前記第３操作量信号を前記第４操作量信号として出力するステップと、前記系統停電の発生から前記所定時間が経過した後に前記第１操作量信号を前記第４操作量信号として出力するステップと、前記供給量を前記第４操作量信号に基づいて制御するステップとを備える。
【００１２】
前記第１操作量信号は、前記系統停電の発生から前記所定時間、前記第４操作量信号を用いてトラッキングされる。
【００１３】
スチームシステムの制御方法は、前記系統停電の発生から前記所定時間が経過する前に前記系統停電の発生後の前記供給量の増加が前記スチーム増量分に到達しているように前記所定時間を設定するステップを更に具備する。
【００１４】
スチームシステムの制御方法は、前記低圧側ヘッダから外部（１０Ａ）に供給されるスチームの流量を設定流量に制御するステップと、前記低圧側ヘッダから供給されるスチームを用いて発電した電力を前記外部にスチームを供給するための機器に供給するステップとを更に具備する。
【００１５】
スチームシステムの制御方法は、前記ボイラが化学プラントの製造システム（１０Ａ）からの排熱を利用してスチームを発生するステップと、前記タービンが前記製造システムのコンプレッサ（１４Ａ）を駆動するステップとを更に具備する。前記外部は前記製造システムである。記低圧側ヘッダから前記外部に供給されるスチームは、プロセススチームとして供給される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、系統停電発生時の圧力変動が抑制されるスチームシステム及びその制御方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
添付図面を参照して、本発明によるスチームシステム及びその制御方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るスチームシステムは、スチームシステム２０Ａを備える。
【００１９】
スチームシステム２０Ａはメタノール製造プラント１０Ａに対応して設けられている。メタノール製造プラント１０Ａは、反応装置１１Ａと、冷却器１２Ａと、精製装置１３Ａと、コンプレッサ１４Ａと、合成装置１５Ａとを備える。スチームシステム２０Ａは、プロセススチームとしてのスチームＡを反応装置１１Ａに供給する。スチームＡは、メタノール製造プラント１０Ａが停止している場合も、プラント１０Ａを保護するために反応装置１１Ａに供給する必要がある。必要な前処理が行われた天然ガスが反応装置１１Ａに供給される。反応装置１１Ａは、天然ガスの一部を燃焼する。この熱によりバイオマスが水素及び一酸化炭素を主成分とする生成ガスに転換される。生成ガスは、冷却器１２Ａによって冷却された後、コンプレッサ１４Ａに供給される。冷却器１２Ａは、冷却過程で生成ガスから奪った熱Ａをスチームシステム２０Ａに供給する。熱Ａは、メタノール製造プラント１０Ａからの排熱である。コンプレッサ１４Ａは、スチームシステム２０Ａから仕事Ａの提供を受けて、生成ガスを昇圧して合成装置１５Ａに供給する。合成装置１５Ａは、生成ガスからメタノールを合成する。精製装置１３Ａは、メタノールをより純度の高いメタノールに精製する。
【００２０】
図２を参照して、スチームシステム２０Ａを説明する。
【００２１】
スチームシステム２０Ａは、高圧側ヘッダ２１Ａと、低圧側ヘッダ２２Ａと、排熱ボイラ２３Ａと、高圧側ヘッダ２１Ａ及び低圧側ヘッダ２２Ａの間に設けられたタービン２４Ａと、タービンバイパスライン２５Ａと、バイパス弁２７Ａと、バイパス弁２８Ａと、バイパス弁制御器６７Ａと、タービン弁３６Ａと、タービン制御器６６Ａと、デスーパーヒータ２９Ａと、放風弁３４Ａと、放風弁制御器６４Ａと、スチーム供給弁３３Ａと、スチーム供給弁制御器６３Ａと、高圧側ヘッダ２１Ａに設けられた安全弁３１Ａと、低圧側ヘッダ２２Ａに設けられた安全弁３２Ａと、補助ボイラ３０と、補助ボイラ制御器６０と、スチームタービン発電機９０を備える。
【００２２】
排熱ボイラ２３Ａは、熱Ａを利用してスチームを発生し、発生したスチームを高圧側ヘッダ２１Ａに供給する。タービン２４Ａは、高圧側ヘッダ２１Ａから供給されるスチームにより駆動され、コンプレッサ１４Ａを駆動するための仕事Ａを提供する。タービン弁３６Ａは、高圧側ヘッダ２１Ａからタービン２４Ａに供給されるスチームの流量を制御する。タービン制御器６６Ａは、高圧側ヘッダ２１Ａの圧力と高圧側ヘッダ圧力設定値とに基づいてタービン弁３６Ａの開度を制御する。タービン２４Ａの駆動に利用されたスチームの一部は、図示されない復水器に送られる。残りのスチームは、デスーパーヒータ２９Ａを介して低圧側ヘッダ２２Ａに流入する。
【００２３】
タービンバイパスライン２５Ａは、タービン２４Ａと並列関係を有するように設けられ、高圧側ヘッダ２１Ａと低圧側ヘッダ２２Ａを接続する。バイパス弁２７Ａ及びバイパス弁２８Ａは、互いに並列関係を有するように、タービンバイパスライン２５Ａに設けられている。バイパス弁２７Ａ及び２８Ａは、タービン２４Ａをバイパスして高圧側ヘッダ２１Ａから低圧側ヘッダ２２Ａに流れるスチームの流量を制御する。バイパス弁制御器６７Ａは、高圧側ヘッダ２１Ａの圧力と低圧側ヘッダ２２Ａの圧力とに基づいて、バイパス弁２７Ａ及び２８Ａの開度を自動制御する。バイパス弁制御器６７Ａは、高圧側ヘッダ２１Ａの圧力とバイパス制御高圧側圧力設定値に基づいて、且つ、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力とバイパス制御低圧側圧力設定値に基づいて、バイパス弁２７Ａ及び２８Ａの開度を自動制御する。例えば、バイパス弁制御器６７Ａは、高圧側ヘッダ２１Ａの圧力とバイパス制御高圧側圧力設定値とに基づいて開度操作量を求め、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力とバイパス制御低圧側圧力設定値に基づいて開度操作量を求め、これらの開度操作量のうち大きい開度を示す方に基づいてバイパス弁２７Ａ及びバイパス弁２８Ａの開度を制御する。
【００２４】
放風弁３４Ａは、低圧側ヘッダ２２Ａから流出するスチームの流量を制御する。放風弁制御器６４Ａは、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力と低圧側ヘッダ放風弁圧力設定値に基づいて、放風弁３４Ａの開度を自動制御する。
【００２５】
スチーム供給弁３３Ａは、低圧側ヘッダ２２Ａから反応装置１１Ａに供給されるスチームＡの流量を制御する。スチーム供給弁制御器６３Ａは、スチームＡの流量がスチームＡ流量設定値になるようにスチーム供給弁３３Ａの開度を自動制御する。
【００２６】
補助ボイラ３０は、低圧側ヘッダ２２Ａに供給するスチームを発生する。補助ボイラ３０は、低圧側ヘッダ２２Ａにスチームを供給する。補助ボイラ３０は、熱Ａに依存しないで、スチームを発生する。補助ボイラ制御器６０は、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力が補助ボイラ制御圧力設定値ＳＶ８１になるように、補助ボイラ３０から低圧側ヘッダ２２Ａに供給されるスチームの供給量をＰＩ調節計を用いたフィードバック制御により自動制御する。
【００２７】
スチームタービン発電機９０は、低圧側ヘッダ２２Ａから供給されるスチームを用いて発電し、メタノール製造システム１０Ａの運転継続に必要な機器（不図示）に電力を供給する。メタノール製造システム１０Ａの運転継続に必要な機器は、例えば、補助ボイラ３０に水を供給するポンプである。ポンプは、スチームＡをメタノール製造システム１０Ａに供給するための機器である。
【００２８】
停電監視信号発生器（不図示）は、系統電源を監視し、系統停電の有無を示す停電監視信号ＰＳＤをタービン制御器６６Ａと、バイパス弁制御器６７Ａと、放風弁制御器６４Ａと、補助ボイラ制御器６０に出力する。
【００２９】
図３を参照して、補助ボイラ制御器６０は、圧力制御器８１と、保持器８２と、加算器８３と、信号切り替え器８４と、制御モード設定器８６を備える。制御モード設定器８６は、停電監視信号ＰＳＤに基づいて、制御モード切り替え信号Ａを出力する。圧力制御器８１は、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力の検出値ＰＶ８１と、補助ボイラ制御圧力設定値ＳＶ８１とに基づいて、操作量信号ＭＶ８１を出力する。保持器８２は、系統停電の発生時の操作量信号ＭＶ８１の値としての停電発生時操作量値を示す操作量信号ＭＶ８２を出力する。加算器８３は、停電発生時操作量値とスチーム増量分ΔＱに相当する操作量ΔＭＶの和を示す操作量信号ＭＶ８３を出力する。ここで、スチーム増量分ΔＱに相当する操作量ΔＭＶは、系統停電の発生後においてスチームタービン発電機９０及び反応装置１１Ａに供給すべきスチームの流量に対応するスチームの増加量を示す。なお、系統停電が発生すると、スチームＡを供給するための機器に電力を供給する電源が系統電源からスチームタービン発電機９０に切り替わる。そのため、系統停電の発生により、スチームタービン発電機９０の負荷が増加する。信号切り替え器８４は、制御モード切り替え信号Ａに基づいて、操作量信号ＭＶ８１及びＭＶ８３の一方を操作量信号ＭＶ８４として出力する。補助ボイラ制御器６０は、補助ボイラ３０が低圧側ヘッダ２２Ａに供給するスチームの供給量を操作量信号ＭＶ８４に基づいて制御する。
【００３０】
図４を参照して、系統停電が発生した場合のスチームシステムの制御を説明する。停電監視信号ＰＳＤが系統停電無を示す状態から系統停電有を示す状態に変化すると、タービン２４Ａが停止し、タービン制御器６６Ａは高圧側ヘッダ２１Ａの圧力とは無関係にタービン弁３６Ａを閉じる。タービン２４Ａが停止すると、排熱ボイラ２３Ａによるスチームの発生が停止する。系統停電の発生に応答して、タービン２４Ａ及び排熱ボイラ２３Ａが停止する。
【００３１】
系統停電の発生に応答して、バイパス弁制御器６７Ａ及び放風弁制御器６４Ａの制御モードが上記自動制御を実行する自動制御モードから手動制御モードに遷移する。バイパス弁制御器６７Ａは、手動制御モードにおいて、バイパス弁２７Ａ及びバイパス弁２８Ａの少なくとも一方の開度を全開に制御する。放風弁制御器６４Ａは、放風弁３４Ａの開度を全開に制御する。これにより、高圧側ヘッダ２１Ａ及び低圧側ヘッダ２２Ａの圧力の上昇が抑制され、安全弁３１Ａ及び安全弁３２Ａが作動することが防がれる。バイパス弁制御器６７Ａの手動制御モードは時間Ｔ１で終了し、バイパス弁制御器６７Ａは自動制御モードに復帰する。放風弁制御器６４Ａの手動制御モードは時間Ｔ２で終了し、放風弁制御器６４Ａは自動制御モードに復帰する。
【００３２】
制御モード切り替え信号Ａは、系統停電の発生に応答して自動制御モードを示す状態から手動制御モードを示す状態に遷移し、系統電源の発生から時間Ｔ３の経過後に自動制御モードを示す状態に復帰する。圧力制御器８１、保持器８２、信号切り替え器８４は、制御モード切り替え信号Ａに基づいて動作する。
【００３３】
保持器８２は、制御モード切り替え信号Ａが自動制御モードを示している間、操作量信号ＭＶ８１の現在の値を示す操作量信号ＭＶ８２を出力する。保持器８２は、制御モード切り替え信号Ａが手動制御モードを示している間、停電発生時操作量値を示す操作量信号ＭＶ８２を出力する。したがって、保持器８２は、制御モード切り替え信号Ａが手動制御モードを示している間、一定値を示す操作量信号ＭＶ８２を出力する。
【００３４】
信号切り替え器８４は、制御モード切り替え信号Ａが自動制御モードを示している間、操作量信号ＭＶ８１を操作量信号ＭＶ８４として出力する。信号切り替え器８４は、制御モード切り替え信号Ａが手動制御モードを示している間、操作量信号ＭＶ８３を操作量信号ＭＶ８４として出力する。
【００３５】
圧力制御器８１は、制御モード切り替え信号Ａが手動制御モードを示している間、操作量信号ＭＶ８４を用いて操作量信号ＭＶ８１をトラッキングする。これにより、制御モード切り替え信号Ａが自動制御モードを示す状態に復帰したときに、操作量信号ＭＶ８４が急に変化することが防がれる。
【００３６】
したがって、系統停電の発生前、補助ボイラ３０が低圧側ヘッダ２２Ａに供給するスチームの供給量Ｑは、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力が補助ボイラ制御圧力設定値ＳＶ８１になるように実行される自動制御（フィードバック制御）に従って変化する。系統停電の発生に応答して、補助ボイラ３０が低圧側ヘッダ２２Ａに供給するスチームの供給量Ｑは、補助ボイラ３０は急峻にはそのスチーム発生量を変化できないので、補助ボイラ３０特有の一定の変化速度で増加しはじめる。そしてスチームの供給量Ｑは、時間Ｔ４をかけて系統停電の発生時のスチーム供給量とスチーム増量分ΔＱとの合計供給量に達し、その後系統停電の発生から時間Ｔ３が経過するまで一定に保たれる。系統停電の発生から時間Ｔ３が経過後、補助ボイラ３０が低圧側ヘッダ２２Ａに供給するスチームの供給量Ｑは、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力が補助ボイラ制御圧力設定値ＳＶ８１になるように実行される自動制御（フィードバック制御）に従って変化する。
【００３７】
このように、タービン２４Ａ及び排熱ボイラ２３Ａの停止によって低圧側ヘッダ２２Ａの圧力が変化する前に補助ボイラ３０が低圧側ヘッダ２２Ａに供給するスチームの供給量Ｑを手動制御で増加させることにより、補助ボイラ３０の追従速度が遅い場合であっても低圧側ヘッダ２２Ａの圧力低下が抑制される。そのため、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力低下を原因とするスチームタービン発電機９０のトリップが防がれる。その結果、系統停電時にも、スチームＡを製造システム１０Ａに確実に供給できる。
【００３８】
なお、時間Ｔ３は、系統停電の発生から時間Ｔ３が経過する前に系統停電の発生後のスチーム供給量Ｑの増加がスチーム増量分ΔＱに到達しているように設定されることが好ましい。例えば、スチーム増量分ΔＱを補助ボイラ３０特有の一定の変化速度で除した商（時間Ｔ４）よりも時間Ｔ３を大きくする。このようにすることで、さらに低圧側ヘッダ２２Ａの圧力低下が抑制される。
【００３９】
（シミュレーション結果）
本実施形態に係るスチームシステムについてのシミュレーション結果を以下に説明する。
【００４０】
図５は、時間Ｔ３及び時間Ｔ４が両方とも４分である場合の系統停電発生後の低圧側ヘッダ２２Ａの圧力変化を示すグラフである。系統停電の発生時刻は、１００２秒である。系統停電の発生から時刻１１２０秒ぐらいまでは、タービン２４Ａ及び排熱ボイラ２３Ａの停止とバイパス弁制御器６７Ａ及び放風弁制御器６４Ａによる一時的な手動制御の影響により低圧側ヘッダ２２Ａの圧力が上下に変動する。その後、系統停電発生から時間Ｔ４後まで、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力は補助ボイラ弁制御器６０による手動制御の影響により上昇して極大値（補助ボイラ制御圧力設定値ＳＶ８１＋１Ｋ／Ｇ程度）に達する。ここで、「Ｋ／Ｇ」は「ｋｇ／ｃｍ２Ｇ」を意味する。その後、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力は、一旦極小値（補助ボイラ制御圧力設定値ＳＶ８１−０．５Ｋ／Ｇ程度）まで低下してから上昇して低圧側ヘッダ２２Ａの設定圧力としての補助ボイラ制御圧力設定値ＳＶ８１程度に維持される。このように、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力の変動が許容できる範囲に抑制される。
【００４１】
図６は、時間Ｔ３が５分、時間Ｔ４が４分である場合の系統停電発生後の低圧側ヘッダ２２Ａの圧力変化を示すグラフである。この場合も、低圧側ヘッダ２２Ａの圧力の変動が許容できる範囲に抑制される。さらに、系統停電発生から時間Ｔ４が経過した後の低圧側ヘッダ２２Ａの圧力の極小値に注目すると、図６の場合の極小値は図５の場合の極小値より大きい。時間Ｔ３を時間Ｔ４より長く設定することにより、更に低圧側ヘッダ２２Ａの圧力低下が抑制される。
【００４２】
上記圧力設定値の間の上下関係は、例えば、バイパス制御高圧側圧力設定値より高圧側ヘッダ圧力設定値が低く、高圧側ヘッダ圧力設定値より低圧側ヘッダ放風弁圧力設定値が低く、低圧側ヘッダ放風弁圧力設定値より補助ボイラ制御圧力設定値ＳＶ８１が低く、補助ボイラ制御圧力設定値ＳＶ８１よりバイパス制御低圧側圧力設定値が低い。上記圧力設定値は、この上下関係に矛盾が生じない範囲で適宜変更することが可能である。
【００４３】
上記実施形態に係るスチームシステムは、メタノールプラント以外の化学プラントにも適用できる。上記実施形態に係るスチームシステムは、発電プラントにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るスチームシステムが適用される化学プラントのブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るスチームシステムのブロック図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る補助ボイラ制御器を示す。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るスチームシステムの制御方法を説明するタイミングチャートである。
【図５】図５は、低圧側ヘッダの圧力変化を示すグラフである。
【図６】図６は、低圧側ヘッダの圧力変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１０Ａ…メタノール製造システム
１１Ａ…反応装置
１２Ａ…冷却器
１３Ａ…精製装置
１４Ａ…コンプレッサ
１５Ａ…合成装置
２０Ａ…スチームシステム
２１Ａ…高圧側ヘッダ
２２Ａ…低圧側ヘッダ
２３Ａ…排熱ボイラ
２４Ａ…タービン
２５Ａ…タービンバイパスライン
２７Ａ、２８Ａ…バイパス弁
２９Ａ…デスーパーヒータ
３０…補助ボイラ
３１Ａ、３２Ａ…安全弁
３３Ａ…スチーム供給弁
３４Ａ…放風弁
３６Ａ…タービン弁
６０…補助ボイラ制御器
６３Ａ…スチーム供給弁制御器
６４Ａ…放風弁制御器
６６Ａ…タービン弁制御器
６７Ａ…バイパス弁制御器
８１…圧力制御器
８２…保持器
８３…加算器
８４…信号切り替え器
８６…制御モード設定器
９０…スチームタービン発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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