(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群を制御するプログラムであって、
前記ボイラにおいて他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、
前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際の移行時間が最短時間となるように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択し、
前記ボイラのうち給蒸移行過程にあるボイラについては、最下位燃焼位置で給蒸するまでの時間を前記移行時間として、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とするプログラム。
【請求項２】
請求項１に記載のプログラムであって、
前記ボイラ群における要求負荷と対応する蒸発量を確保するように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とするプログラム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプログラムを備えることを特徴とする制御器。
【請求項４】
請求項３に記載の制御器を備えることを特徴とするボイラシステム。
【請求項５】
複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群の制御方法であって、
前記ボイラにおいて他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、
前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際の移行時間が最短時間となるように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択し、
前記ボイラのうち給蒸移行過程にあるボイラについては、最下位燃焼位置で給蒸するまでの時間を前記移行時間として、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とするボイラ群の制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載のボイラ群の制御方法であって、
前記ボイラ群における要求負荷と対応する蒸発量を確保するように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とするボイラ群の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のボイラからなるボイラ群の制御方法、プログラム、制御器及びボイラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群を制御する場合に、各ボイラに優先順位を設定し、要求負荷に応じて、各ボイラを優先順位に従って制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
文献１に記載されるようなボイラ群の制御において、ボイラの燃焼台数を増減する際に、例えば、三位置ボイラでは、燃焼量を増加させる場合には高燃焼位置のボイラを増加することで燃焼台数を減らして高効率とし、燃焼量を減少させる場合には低燃焼位置のボイラを多く確保することで応答性を向上することが一般的に行なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８１６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ボイラ群を構成するボイラの応答性は、個々のボイラや燃焼位置によって一様ではなく、燃焼させるボイラ及びその燃焼位置を優先順位等で一律に選択することは、要求負荷に対する応答性を低下させる場合がある。
【０００６】
例えば、図６に示すように、ボイラ群を構成するＮｏ１ボイラ、Ｎｏ２ボイラ、Ｎｏ３ボイラが第２燃焼位置（最高燃焼位置）で燃焼し、Ｎｏ４ボイラが燃焼停止位置、Ｎｏ５ボイラが連続パイロット燃焼状態（Ｐ）であり、各ボイラＮｏ１、・・・、５が、各ボイラＮｏ１、・・・、５を表す枠の上に記載した＜  ＞内の順番で優先順位が設定されている場合、蒸発量を増加する場合にはＮｏ４を第１燃焼位置に移行し、蒸発量を減少する場合にはＮｏ３が第１燃焼位置に戻ることになる。
【０００７】
このよう場合に、例えば、Ｎｏ１、Ｎｏ２ボイラの第２燃焼位置から第１燃焼位置への移行時間が各８秒、Ｎｏ３ボイラの第２燃焼位置から第１燃焼位置への移行時間が１５秒、Ｎｏ４の燃焼停止位置から第１燃焼位置への移行時間が１９０秒、Ｎｏ５の連続パイロット燃焼状態（Ｐ）から第１燃焼位置への移行時間が６秒である場合、蒸発量を増加する場合にはＮｏ４ボイラが上位の燃焼位置に移行し、蒸発量を減少する場合にはＮｏ３ボイラが下位の燃焼位置に移行することとなり、優先順位に基づく移行が応答性の点で不利な場合がある。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群において、応答性を効率的に向上することが可能なボイラ群の制御方法、プログラム、制御器及びボイラシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群を制御するプログラムであって、前記ボイラにおいて他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際の移行時間が最短時間となるように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択し、前記ボイラのうち給蒸移行過程にあるボイラについては、最下位燃焼位置で給蒸するまでの時間を前記移行時間として、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群の制御方法であって、前記ボイラにおいて他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際の移行時間が最短時間となるように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択し、前記ボイラのうち給蒸移行過程にあるボイラについては、最下位燃焼位置で給蒸するまでの時間を前記移行時間として、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、制御器であって、請求項１又は請求項２に記載のプログラムを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、ボイラシステムであって、請求項３に記載の制御器を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係るプログラム、制御器、ボイラシステム、ボイラ群の制御方法によれば、ボイラ群において、いずれかのボイラを他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際に、移行時間を最短時間とするように他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するので、ボイラ群の応答性を効率的に向上することができる。
また、いずれかのボイラを他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際に、給蒸移行過程にあるボイラについては、他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する信号が出力されてから最下位燃焼位置で給蒸するまでの時間を移行時間として選択するので、移行時間が最短時間となる他の燃焼位置又は燃焼停止位置を効率的に選択することができる。
【００１４】
この明細書において、移行時間とは、他の燃焼位置又は燃焼停止位置への移行を指示する信号が出力されてから、指示された他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行して所定の蒸発量となるまでの時間をいう。
【００１８】
この明細書において、給蒸移行過程とは、燃焼停止位置において、例えば、パージ（微風パージを含む）、パイロット燃焼（連続パイロット燃焼を含む）状態にあるボイラが燃焼開始してから第１燃焼位置における給蒸するまでの過程、低燃焼に対応するバーナが燃焼開始してから第１燃焼位置における給蒸するまでの過程、燃焼を解除されたボイラが燃焼停止位置となり水温が常温に低下するまでの過程を指しており、以下の第１状態から第５状態に分類され、第１状態から第５状態の順に短時間で給蒸可能とされている。
第１状態：低燃焼位置にあり、給蒸していないが圧力を保持している状態
第２状態：低燃焼を解除後、パージ又はパイロット燃焼状態となり、給蒸していないが圧力を保持している状態
第３状態：低燃焼を解除して待機状態となり、給蒸していないが圧力を保持している状態
第４状態：燃焼停止位置から低燃焼位置に移行して水を加熱しているが圧力を保持していない状態（無圧状態）
第５状態：パージ又はパイロット燃焼状態であるが圧力を保持していない状態（無圧状態）
なお、第５状態には、第２状態から圧力低下して無圧状態となった場合と、燃焼停止位置においてパージ又はパイロット燃焼状態となり、無圧状態である場合を含む。
給蒸移行過程のうち、圧力保持状態にある第１状態、第２状態、第３状態から第１燃焼位置への移行は、移行時間を短くするうえで好適である。
なお、連続パイロット燃焼状態とは、ガス焚きボイラにおいて、燃焼信号が出力されるとすぐに着火することができるように、未燃ガスが缶内に滞留させないために行なうパイロットバーナの連続燃焼状態をいう。
なお、微風パージとは、油焚きボイラにおいて、燃焼信号が出力されるとすぐに着火することができるように、未燃ガスが缶内に滞留させないために送風機回転数を減少させて微風量で送風状態を維持することをいう。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプログラムであって、前記ボイラ群における要求負荷と対応する蒸発量を確保するように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択する構成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のボイラ群の制御方法であって、前記ボイラ群における要求負荷と対応する蒸発量を確保するように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とする。
【００２１】
この発明に係るプログラム、ボイラ群の制御方法によれば、ボイラを他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、ボイラ群の要求負荷と対応する蒸発量を確保するので、ボイラ群の負荷追従性を効率的に向上することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明に係るプログラム、制御器、ボイラシステム、ボイラ群の制御方法によれば、いずれかのボイラを他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際に、移行時間を最短時間とするように他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するので、ボイラ群の応答性を効率的に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラシステムの概略を示す図である。
【図２】一実施形態に係るボイラ群を構成するボイラの概略を説明する図である。
【図３】一実施形態に係るデータベースの一例を示す図である。
【図４】一実施形態に係るプログラムの一例を説明するフロー図である。
【図５】一実施形態に係るボイラシステムの動作の一例を説明する概略図である。
【図６】従来技術の一例を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図１から図５を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る制御器の一実施形態を示す図であり、符号１はボイラシステムを示している。
【００２５】
ボイラシステム１は、複数のボイラから構成されるボイラ群２と、制御部（制御器）４と、スチームヘッダ６と、スチームヘッダ６に設けられた圧力センサ７とを備え、ボイラ群２で発生させた蒸気を蒸気使用設備１８に供給するようになっている。
この実施形態において、ボイラ群２は、例えば、第１ボイラ２１、第２ボイラ２２、第３ボイラ２３、第４ボイラ２４、第５ボイラ２５を備え、５台の蒸気ボイラから構成されている。
【００２６】
この実施形態における要求負荷は、圧力センサ７が検出するスチームヘッダ６内の蒸気の圧力（物理量）により代用されており、この圧力に基づいて蒸気使用設備１８の消費蒸気量と対応する蒸発量を算出するようになっている。
【００２７】
スチームヘッダ６は、第１ボイラ２１、・・・、第５ボイラ２５と蒸気管１１により接続されるとともに、蒸気使用設備１８と蒸気管１２により接続されており、ボイラ群２で発生させた蒸気を集合し、各ボイラ相互間の圧力差及び圧力変動を調整して蒸気使用設備１８に蒸気を供給するようになっている。
【００２８】
ボイラ群２を構成している各ボイラ２１、・・・、２５は、例えば、図２に示すように同一構成の三位置制御ボイラとされ、それぞれ燃焼停止状態（燃焼停止位置に対応）、最下位燃焼位置である低燃焼状態（第１燃焼位置に対応）、高燃焼状態（第２燃焼位置に対応）での燃焼が制御可能とされている。
【００２９】
各ボイラ２１、・・・、２５は、第１差分蒸発量が１０００（ｋｇ／ｈ）、第２差分蒸発量が１５００（ｋｇ／ｈ）に設定され、第２燃焼位置で燃焼した場合の蒸発量、すなわち定格蒸発量は２５００（ｋｇ／ｈ）とされている。
【００３０】
この実施形態において、差分蒸発量とは、ボイラを一段階上位の燃焼位置に移行した場合に増加する蒸発量、すなわち、移行した後の燃焼位置の蒸発量と移行前の燃焼停止位置（又は燃焼位置）の蒸発量との差をいい、一段階上位に移行して第N燃焼位置（Nは、１以上の整数）となることで増加する蒸発量を、「第N燃焼位置の差分蒸発量」、又は「第N差分蒸発量」といい、例えば、燃焼停止位置から第１燃焼位置に移行した場合に増加する蒸発量を「第１燃焼位置の差分蒸発量」、又は「第１差分蒸発量」と、第１燃焼位置から第２燃焼位置に移行した場合に増加する蒸発量を「第２燃焼位置の差分蒸発量」、又は「第２差分蒸発量」という。
【００３１】
第１ボイラ２１は、例えば、燃焼停止位置から第１燃焼位置への移行時間は１９０．０秒、第１燃焼位置から第２燃焼位置への移行時間は５．０秒、第２燃焼位置から第１燃焼位置への移行時間は４．５秒、第１燃焼位置から第２燃焼位置への移行時間は５．０秒とされている。
また、第２ボイラ２２、第３ボイラ２３、第４ボイラ２４、第５ボイラ２５は、例えば、燃焼停止位置から第１燃焼位置への移行時間は１９０．０秒、第１燃焼位置から第２燃焼位置への移行時間は５．０秒、第２燃焼位置から第１燃焼位置への移行時間は４．０秒、第１燃焼位置から第２燃焼位置への移行時間は５．０秒とされている。
【００３２】
また、各ボイラ２１、・・・、２５における燃焼停止位置から最下位燃焼位置である第１燃焼位置に到達して給蒸されるまでの間を給蒸移行過程といい、給蒸移行過程は、以下の第１状態から第５状態（第１状態から第５状態の間はいずれかの状態に含むものとする）に分類することができる。
（１）第１状態：低燃焼位置にあり、給蒸していないが圧力を保持している状態
（２）第２状態：低燃焼を解除後、連続パイロット燃焼状態となり、給蒸していないが圧力を保持している状態
（３）第３状態：低燃焼を解除して待機状態となり、給蒸していないが圧力を保持している状態
（４）第４状態：燃焼停止位置から低燃焼位置に移行して水を加熱しているが圧力は保持していない状態（無圧状態）
（５）第５状態：連続パイロット燃焼状態であるが圧力は保持していない状態（無圧状態）
【００３３】
この実施形態において、各ボイラ２１、・・・、２５は、給蒸移行過程の各状態に維持することが可能とされ、各状態から第１燃焼位置に移行可能とされている。
各ボイラ２１、・・・、２５が、給蒸移行過程の各状態から第１燃焼位置に移行して給蒸するまでの移行時間は、例えば、第１状態が６．０秒、第２状態が８．０秒、第３状態が１５．０秒、第４状態が１２０．０秒、第５状態が１８０．０秒とされている。
以上のように、給蒸移行過程の圧力保持状態にある第１状態、第２状態、第３状態から第１燃焼位置への移行は、移行時間が短くなる点で好適である。なお、この実施形態においては、移行時間に基づき第１燃焼位置に移行させる給蒸移行過程の算出対象が、第１状態、第２状態に設定されている。
【００３４】
また、各ボイラ２１、・・・、２５は、例えば、周知の燃焼位置制御技術により、要求負荷に応じて燃焼位置又は燃焼停止位置を移行させることが可能とされており、例えば、スチームヘッダ６の圧力が高くなった場合には蒸発量を減少させ、圧力が低くなった場合には蒸発量を増加させるようになっている。
【００３５】
制御部４は、入力部４１と、メモリ４２と、演算部４３と、ハードディスク４４と、出力部４６と、通信線４７とを備え、入力部４１、メモリ４２、演算部４３、ハードディスク４４、出力部４６は通信線４７により相互にデータ等を通信可能に接続され、ハードディスク４４にはデータベース４５が格納されている。
【００３６】
入力部４１は、例えば、図示しないキーボード等のデータ入力機器を有していて設定等を演算部４３に出力可能とされるとともに、圧力センサ７、各ボイラ２１、・・・、２５と信号線１３、信号線１６により接続され、圧力センサ７から入力された圧力信号及び各ボイラ２１、・・・、２５から入力された信号（例えば、燃焼位置等の情報）を演算部４３に出力するようになっている。
出力部４６は、各ボイラ２１、・・・、２５と信号線１４により接続され、演算部４３から出力された制御信号を各ボイラ２１、・・・、２５に出力するようになっている。
【００３７】
演算部４３は、メモリ４２の記憶媒体（例えば、ＲＯＭ）に格納されたプログラムを読み込んで実行し、例えば、要求負荷に対応する蒸発量の算出、入力部４１から入力された各ボイラの運転状態に関する情報等に基づいて、各ボイラ２１、・・・、２５を他の燃焼位置または燃焼停止位置に移行させる場合に、その要否の判断、要求負荷に対応する必要蒸発量を満足する総蒸発量を確保することが可能な他の燃焼位置または燃焼停止位置の選択、その結果に基づいて出力部４６を介して各ボイラ２１、・・・、２５への信号を出力するようになっている。
【００３８】
データベース４５は、第１のデータベース４５Ａと、第２のデータベース４５Ｂと、第３のデータベース４５Ｃとを備えている。
第１のデータベース４５Ａは、圧力信号（ｍＶ）と圧力（Ｐａ）との関係を示すデータテーブルが数値データとして格納されており、演算部４３は、第１のデータベース４５Ａを参照して、圧力センサ７からの圧力信号（ｍＶ）に基づいてスチームヘッダ６内の圧力（Ｐａ）を算出するようになっている。
【００３９】
また、第２のデータベース４５Ｂは、例えば、各ボイラ２１、・・・、２５の第１差分蒸発量、第２差分蒸発量、定格蒸発量がデータテーブルの形式で格納されており、演算部４３が、第２のデータベース４５Ｂを参照して総蒸発量を算出することが可能とされている。また、対象のボイラが、給蒸移行過程にある場合には、第１差分蒸発量を対象に総蒸発量を算出するようになっている。
【００４０】
また、第３のデータベース４５Ｃは、例えば、図３に示すように、各ボイラ２１、・・・、２５の給蒸移行過程の各状態（第１状態から第５状態）から第１燃焼位置で給蒸するまでの移行時間及び、燃焼停止位置、第１燃焼位置、第２燃焼位置相互間を移行する場合の移行時間がデータテーブルの形式で格納されている。
【００４１】
一実施形態に係るプログラムは、圧力センサ７が検出したスチームヘッダ６の圧力に基づいて、要求負荷に応じた必要蒸発量を算出し、ボイラ群２の総蒸発量が必要蒸発量を満足するように、次に移行する他の燃焼位置又は燃焼停止位置をリストアップし、このリストアップした燃焼位置又は燃焼停止位置のなかから、移行時間が最短時間となる燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するようになっている。
【００４２】
また、必要に応じて、各ボイラ２１、・・・、２５を給蒸移行過程の各状態に維持し、給蒸移行過程にあるボイラを第１燃焼位置に移行する場合に、第３のデータベース４５Ｃに格納された給蒸移行過程の各状態に対応する移行時間に基づいて算出するようになっている。
【００４３】
プログラムは、例えば、図４に示すフロー図のような概略構成とされている。
なお、プログラムにおける、圧力センサ７の圧力信号に基づく燃焼位置又は燃焼停止位置の移行については、上述のように周知の燃焼位置制御技術によるものとし、説明を省略する。
【００４４】
以下、図４を参照して、プログラムの一例に係るフロー図について説明する。
（１）まず、ボイラ群２の要求負荷と対応する必要蒸発量ＪＮ、及びボイラ群２の各ボイラ２１、・・・、２５の蒸発量を合計した総蒸発量ＪＲに、それぞれ初期値（＝０）を設定する（Ｓ１）。
（２）ボイラ群２が運転中かどうかを判断する（Ｓ２）。
ボイラ群２が運転中の場合にはＳ３に移行し、運転が停止している場合にはプログラムを終了する。
（３）演算部４３は、入力部４１を介して取得した圧力センサ７の圧力信号に基づいて、必要蒸発量ＪＮを算出する（Ｓ３）。
（４）演算部４３は、Ｓ３において算出した必要蒸発量ＪＮを、メモリ４２に格納された必要蒸発量ＪＮと比較して、必要蒸発量ＪＮに所定値以上の変動があるかどうかを判断する（Ｓ４）。また、Ｓ３において算出した必要蒸発量ＪＮをメモリ４２に格納する。
必要蒸発量ＪＮに所定以上の変動がある場合はＳ５に移行し、ない場合はＳ２に移行する。ここで、必要蒸発量ＪＮに係る所定量は、任意に設定可能であり、例えば、１００（ｋｇ／ｈ）とされている。
（５）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮの変動が、増加かどうかを判断する（Ｓ５）。
必要蒸発量ＪＮの変動が、増加である場合はＳ６に移行し、増加ではなく減少である場合はＳ１２に移行する。
（６）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮとボイラ群２の総蒸発量ＪＲとを比較する（Ｓ６）。
必要蒸発量ＪＮ＞総蒸発量ＪＲである場合はＳ７に移行し、必要蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲである場合はＳ２に移行する。
（７）演算部４３は、各ボイラ２１、・・・、２５を上位の燃焼位置に移行した場合に、ボイラ群２が、必要蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲを満足する移行可能な上位の燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）をリストアップする（Ｓ７）。
（８）Ｓ７において、移行可能な上位の燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）が存在するかどうかを判断する（Ｓ８）。
移行可能な上位の燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）が存在する場合はＳ９に移行し、存在しない場合はＳ２に移行する。
（９）演算部４３は、第３のデータベース４５Ｃを参照して、Ｓ７においてリストアップした燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）のなかから、移行時間が最短時間であるものを選択する（Ｓ９）。
（１０）演算部４３は、選択した燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）に移行するための信号を出力する（Ｓ１０）。
（１１）演算部４３は、選択した燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）に移行した場合の総蒸発量ＪＲを算出して、メモリ４２に格納する（Ｓ１１）。
Ｓ１１を実行したら、Ｓ２に移行する。
（１２）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲを満足しつつ、燃焼を解除して下位に移行させることが可能な燃焼位置の有無を判断する（Ｓ１２）。
必要蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲを満足しつつ、燃焼を解除して下位に移行させることが可能な燃焼位置がある場合にはＳ１３に移行し、存在しない場合はＳ２に移行する。
（１３）演算部４３は、各ボイラ２１、・・・、２５を下位に移行させることが可能な燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）をリストアップする（Ｓ１３）。
（１４）演算部４３は、Ｓ１３においてリストアップした下位に移行可能な燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）のなかから、移行時間が最短時間のものを選択する（Ｓ１４）。
（１５）演算部４３は、選択した燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）に移行するための信号を出力する（Ｓ１５）。
（１６）演算部４３は、選択した燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）に移行した場合の総蒸発量ＪＲを算出して、メモリ４２に格納する（Ｓ１６）。
Ｓ１６を実行したら、Ｓ２に移行する。
上記（２）から（１６）を繰り返して実行する。
【００４５】
次に、図５を参照して、ボイラシステム１の作用について説明する。
図５は、プログラムを用いてボイラ群２を制御する場合の各ボイラ２１、・・・、２５の状態を示す概略図であり、四角枠は各ボイラ２１、・・・、２５の第１燃焼位置、第２燃焼位置の燃焼状態を、左側に示した数値１０００、１５００は第１差分蒸発量及び第２差分蒸発量を示している。
また、図５において網かけを施した部分は給蒸中の燃焼位置を、「Ｐ１」を記した部分は給蒸移行過程の第１状態にある燃焼位置を、「Ｐ２」を記した部分は給蒸移行過程の第２状態にある燃焼位置を示している。
【００４６】
また、便宜のため、図５（Ａ）に示すように、第１ボイラ２１、第２ボイラ２２が第２燃焼位置で給蒸し、第３ボイラ２３が給蒸移行過程の第２状態に、第４ボイラ２４が給蒸移行過程の第１状態にある場合を例に説明する。
【００４７】
（１）まず、図５（Ａ）は、上述のように、第１ボイラ２１及び第２ボイラ２２が第２燃焼位置で給蒸し、第３ボイラ２３が給蒸移行過程の第２状態、第４ボイラ２４が給蒸移行過程の第１状態にあることを示している。
ここで、便宜のため、必要蒸発量ＪＮは、５０００（ｋｇ／ｈ）、総蒸発量ＪＲ５０００（ｋｇ／ｈ）とし、必要蒸発量ＪＮと総蒸発量は等しいものとする。
（２）次に、ボイラ群２の要求負荷が増加し、例えば、必要蒸発量ＪＮが１０００（ｋｇ／ｈ）増加したものとする。
演算部４３は、Ｓ２を経由して、必要蒸発量ＪＮが６０００（ｋｇ／ｈ）を算出する（Ｓ３）。
（３）演算部４３は、Ｓ３において算出した必要蒸発量ＪＮを、メモリ４２に格納された必要蒸発量ＪＮ（＝５０００（ｋｇ／ｈ））と比較して、必要蒸発量ＪＮに所定値以上の変動があると判断（Ｓ４）されるのでＳ５に移行する。
（４）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮの変動が、増加であると判断（Ｓ５）してＳ６に移行する。
（５）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮ（６０００（ｋｇ／ｈ））を、図５（Ａ）におけるボイラ群２の総蒸発量ＪＲ（＝５０００（ｋｇ／ｈ））と比較して、必要蒸発量ＪＮ＞総蒸発量ＪＲと判断する（Ｓ６）。
（６）演算部４３は、各ボイラ２１、・・・、２５の少なくとも１台を上位の燃焼位置に移行することにより、（必要蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲ）を満足する上位の燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）をリストアップする（Ｓ７）。
具体的には、例えば、以下の手順でリストアップする。
まず、入力部４１を介して入力される各ボイラ２１、・・・、２５のそれぞれの状態に基づき、データベースを参照して、各ボイラ２１、・・・、２５を上位の燃焼位置に移行した場合の差分蒸発量と移行時間を算出する。
ここで、図５（Ａ）における各ボイラ２１、・・・、２５の状態は、以下の通りである。
第１ボイラ２１、第２ボイラ２２は、第２燃焼位置にあるため、移行可能な上位の燃焼位置は存在しない。
第３ボイラ２３は、給蒸移行過程の第２状態であるため、第１燃焼位置又は第２燃焼位置に移行可能であり、第１燃焼位置に移行した場合は、蒸発量の増加は１０００（ｋｇ／ｈ）、移行時間は８．０秒であり、第２燃焼位置に移行した場合は、蒸発量の増加は２５００（ｋｇ／ｈ）、移行時間は１３．０秒（＝８．０＋５．０秒）である。
第４ボイラ２４は、給蒸移行過程の第１状態であるため、第１燃焼位置又は第２燃焼位置に移行可能であり、第１燃焼位置に移行した場合は、蒸発量の増加は１０００（ｋｇ／ｈ）、移行時間は６．０秒であり、第２燃焼位置に移行した場合は、蒸発量の増加は２５００（ｋｇ／ｈ）、移行時間は１１．０秒（＝６．０＋５．０秒）である。
第５ボイラ２５は、燃焼停止位置にあるため、第１燃焼位置又は第２燃焼位置に移行可能であり、第１燃焼位置に移行した場合は、蒸発量の増加は１０００（ｋｇ／ｈ）、移行時間は１９０．０秒であり、第２燃焼位置に移行した場合は、蒸発量の増加は２５００（ｋｇ／ｈ））、移行時間は１９５．０秒（＝１９０．０＋５．０秒）である。
ここで、上位に移行可能な第３ボイラ２３、第４ボイラ２４、第５ボイラ２５のいずれも燃焼位置を１段階上位に移行した場合には、ボイラ群２の総蒸発量ＪＲは、必要蒸発量ＪＮ６０００（ｋｇ／ｈ）を満足するので、
１）第３ボイラ２３を第１燃焼位置に移行      （移行時間、８．０秒）
２）第４ボイラ２４を第１燃焼位置に移行      （移行時間、６．０秒）
３）第５ボイラ２５を第１燃焼位置に移行      （移行時間、１９０．０秒）
をリストアップする（Ｓ７）。
（７）演算部４３は、移行可能な上位の燃焼位置が存在すると判断する（Ｓ８）。
（８）Ｓ７においてリストアップした候補から、移行時間が最短時間である、２）第４ボイラ２４を第１燃焼位置に移行、を選択する（Ｓ９）。
（９）次いで、Ｓ９において選択した、１）第４ボイラ２４を第１燃焼位置に移行する信号を出力する（Ｓ１０）。
その結果、図５（Ｂ）に示すように、第４ボイラ２４が第１燃焼位置に移行する。
（１０）次いで、演算部４３は、第４ボイラ２４が第１燃焼位置に移行した後の総蒸発量ＪＲ（＝６０００（ｋｇ／ｈ））を算出（Ｓ１１）してメモリ４２に格納して、Ｓ２に移行する。
このとき、
必要蒸発量ＪＮは、６０００（ｋｇ／ｈ）
総蒸発量ＪＲは、６０００（ｋｇ／ｈ）
である。
【００４８】
（１１）次に、ボイラ群２の要求負荷が減少し、例えば、必要蒸発量ＪＮが１６００（ｋｇ／ｈ）減少したものとする。
演算部４３は、Ｓ２を経由して、必要蒸発量ＪＮが４４００（ｋｇ／ｈ）を算出する（Ｓ３）。
（１２）演算部４３は、Ｓ３において算出した必要蒸発量ＪＮ（＝４４００（ｋｇ／ｈ））を、メモリ４２に格納された必要蒸発量ＪＮ（＝６０００（ｋｇ／ｈ）と比較して、必要蒸発量ＪＮに所定値以上の変動があると判断（Ｓ４）してＳ５に移行する。
（１３）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮの変動が、減少であると判断（Ｓ５）してＳ１２に移行する。
（１４）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮ（４４００（ｋｇ／ｈ））、ボイラ群２の総蒸発量ＪＲ（＝６０００（ｋｇ／ｈ））と、各ボイラ２１、・・・、２５の第１差分蒸発量１０００（ｋｇ／ｈ）、第２差分蒸発量１５００（ｋｇ／ｈ）に基づき、燃焼を解除して下位に移行させても、必要蒸発量ＪＮ（＝４４００（ｋｇ／ｈ）≦総蒸発量ＪＲを満足することが可能な燃焼位置として、第１ボイラ２１の第２燃焼位置、第２ボイラ２２の第２燃焼位置、及び第４ボイラ２４の第１燃焼位置が存在すると判断する（Ｓ１２）。
必要蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲを満足しつつ燃焼を解除して下位に移行させることが可能な燃焼位置が存在するためＳ１３に移行する。
（１５）演算部４３は、各ボイラ２１、・・・、２５のなかから、下位に移行させることが可能な燃焼位置（又は燃焼位置の組合せ）をリストアップする（Ｓ１３）。
具体的には、例えば、以下の手順でリストアップされる。
まず、入力部４１を介して入力される各ボイラ２１、・・・、２５の状態に基づき、データベースを参照して、各ボイラ２１、・・・、２５において、下位の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行した場合の差分蒸発量と移行時間を算出する。
ここで、図５（Ｂ）における各ボイラ２１、・・・、２５の状態は、以下の通りである。
第１ボイラ２１、第２ボイラ２２は、第２燃焼位置にあるため、第１ボイラ２１、第２ボイラ２２のいずれかを第１燃焼位置に移行した場合には、総蒸発量ＪＲが４５００（ｋｇ／ｈ）となり、必要蒸発量ＪＮ（＝４４００（ｋｇ／ｈ）を確保することができる。また、第１ボイラ２１、第２ボイラ２２を、第１燃焼位置に移行する移行時間は、それぞれ４．５秒（第１ボイラ２１）、４．０秒（第２ボイラ）である。
また、第１ボイラ２１、第２ボイラ２２は、第２燃焼位置から燃焼停止位置に移行した場合に、それぞれ総蒸発量ＪＲが３５００（ｋｇ／ｈ）に減少するため必要蒸発量ＪＮ（＝４４００（ｋｇ／ｈ）を確保することが不可能となるので、いずれも燃焼停止位置への移行は不可能である。
第３ボイラ２３は、給蒸移行過程（第２状態）であり、第５ボイラ２５は燃焼停止位置にあるため下位に移行させることは不可能である。
第４ボイラ２４は、第１燃焼位置にあるため、燃焼停止位置に移行可能であり、その場合、総蒸発量ＪＲは５０００（ｋｇ／ｈ）となるため、必要蒸発量ＪＮ（＝４４００（ｋｇ／ｈ））を確保可能である。また、第４ボイラ２４が燃焼停止位置に移行する場合の移行時間は、５．０秒である。
ここで、第１ボイラ２１、第２ボイラ２２、第４ボイラ２４のなかから、任意の複数の燃焼位置を下位に移行させた場合、最小でも総蒸発量ＪＲが２５００（ｋｇ／ｈ）減少して３５００（ｋｇ／ｈ）となり、必要蒸発量ＪＮ（＝４４００）を確保することが不可能であるため、第１ボイラ２１、第２ボイラ２２、第４ボイラ２４から選択するボイラの燃焼位置を下位に１段階移行させることのみが可能である。
したがって、演算部４３は、
１）第１ボイラ２１を第１燃焼位置に移行      （移行時間、４．５秒）
２）第２ボイラ２２を第１燃焼位置に移行      （移行時間、４．０秒）
３）第４ボイラ２４を燃焼停止位置に移行      （移行時間、５．０秒）
をリストアップする（Ｓ１３）。
（１６）Ｓ１３においてリストアップしたなかから、移行時間が最短時間である、２）第２ボイラ２２を第１燃焼位置に移行、を選択する（Ｓ１４）。
（１７）次いで、Ｓ１４において選択した、２）第２ボイラ２２を第１燃焼位置に移行する信号を出力する（Ｓ１５）。
その結果、図５（Ｃ）に示すように、第２ボイラ２２が第１燃焼位置に移行する。
（１８）演算部４３は、第２ボイラ２２を第１燃焼位置に移行した後の総蒸発量ＪＲ（＝４５００（ｋｇ／ｈ））を算出（Ｓ１６）してメモリ４２に格納し、Ｓ２に移行する。
このとき、
必要蒸発量ＪＮは、４４００（ｋｇ／ｈ）
総蒸発量ＪＲは、４５００（ｋｇ／ｈ）
である。
【００４９】
上記実施形態に係るボイラシステム１によれば、ボイラ群２において、各ボイラ２１、・・・、２５を他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際に、移行時間を最短時間とするように他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するので、ボイラ群２の応答性を効率的に向上することができる。
【００５０】
また、各ボイラ２１、・・・、２５を他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際に、給蒸移行過程にあるボイラについて、他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する信号を出力してから第１燃焼位置に移行して給蒸するまでの時間を移行時間として算出するので、移行時間が最短時間となる燃焼位置又は燃焼停止位置を効率的に選択することができる。
【００５１】
また、要求負荷と対応する必要蒸発量ＪＮを満足する総蒸発量ＪＲが確保されるように、各ボイラ２１、・・・、２５を他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行するので、負荷追従性を効率的に向上することができる。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、ボイラシステム１を構成するボイラ群２が、５台の三位置制御ボイラから構成される場合について説明したが、ボイラ群２を形成するボイラの構成、及びボイラの台数は任意に設定可能であり、例えば、四位置制御ボイラや、それ以上の燃焼位置を有するボイラを用いてもよいし、燃焼位置数や、蒸発量等の構成が異なるボイラを組み合わせてボイラ群を構成してもよいことはいうまでもない。
また、ボイラ群２を構成するボイラのうちの一部が、故障、修理等により計画停止されている場合に稼動可能な一部のボイラを対象として燃焼制御してもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態においては、移行時間に基づき第１燃焼位置に移行する給蒸移行過程の算出対象が、第１状態、第２状態である場合について説明したが、移行時間に基づき第１燃焼位置に移行する給蒸移行過程の算出対象は、第１状態、第２状態、第３状態、第４状態、第５状態のなかから任意に設定可能である。
また、上記実施の形態においては、給蒸移行過程の第５状態が、連続パイロット燃焼状態で無圧状態である場合について説明したが、連続パイロット燃焼状態に代えて、又は連続パイロット燃焼状態とともに、第２状態から圧力低下して無圧状態となった場合、燃焼停止位置においてパージ又はパイロット燃焼状態となり無圧状態である場合のなかから任意に設定してもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、他の燃焼位置又は燃焼停止位置がひとつの燃焼位置又は燃焼停止位置により構成される場合について説明したが、他の燃焼位置又は燃焼停止位置を、複数の燃焼位置又は燃焼停止位置により構成してもよい。
また、他の燃焼位置又は燃焼停止位置を、複数の燃焼位置又は燃焼停止位置により構成する場合に、燃焼位置又は燃焼停止位置を、順番に順次移行させて、各燃焼位置又は燃焼停止位置間の移行時間を合計することでボイラ群２の応答性を判断をしてもよいし、移行動作の一部又は全部を並行して行なって、物理的に実現可能な最短の移行時間によりボイラ群２の応答性を判断してもよい。
また、例えば、他の燃焼位置に移行する場合に、燃焼停止位置から第１燃焼位置への移行と、第１燃焼位置から第２燃焼位置への移行と、第２燃焼位置から第３燃焼位置への移行を並行して行なうことで実質的な移行時間を短縮してもよい。なお、かかる場合に、並行する移行動作が同時に開始される必要がないことはいうまでもない。
【００５５】
また、他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するうえで、例えば、必要蒸発量ＪＮを確保するために必要な時間を、ボイラ群２の応答性を判断する際の移行時間としてもよい。
具体的には、例えば、第１燃焼位置から第２燃焼位置に移行することで６．０秒で蒸発量が１５００（ｋｇ／ｈ）増加する燃焼位置の移行と、給蒸移行過程の第１状態から第１燃焼位置に移行することで５．０秒で蒸発量が１０００（ｋｇ／ｈ）する燃焼位置の移行が選択可能とされる状況下で、必要蒸発量ＪＮ＝８００（ｋｇ／ｈ）を確保する場合に、燃焼位置の移行動作は後者が５．０秒で短いが、必要蒸発量ＪＮ＝７５０（ｋｇ／ｈ）を確保するためには、前者が３．０秒で、後者が３．７５秒であるため、前者のほうが優位であり、かかる場合にいずれを選択するかは、任意に設定してもよい。
【００５６】
また、上記実施の形態においては、給蒸移行過程にあるボイラのうち、給蒸までの時間が短いボイラを、選択する場合について説明したが、各燃焼位置を、給蒸までの時間に基づいて複数のランク（例えば、現在の状態から給蒸までの時間が５秒以下である燃焼位置をＡランク、現在の状態から給蒸までの時間が５秒を超え７秒以下である燃焼位置をＢランク、・・・）に分けて、候補とされる燃焼位置のなかから、給蒸までの時間が短いＡランクに属する燃焼位置を選択可能な場合にはＡランクの燃焼位置を選択し、Ａランクの燃焼位置が存在しなくなったらＢランクの燃焼位置を選択するというように、燃焼効率が高いランクに属する燃焼位置を優先的に選択、移行する構成してもよい。
また、かかる場合に、給蒸までの時間が所定の範囲に属する燃焼位置のみをランク分けし、残りの燃焼位置については給蒸までの時間に基づいて選択するように構成してもよい。
【００５７】
また、上記実施の形態においては、給蒸移行過程にあるボイラのうち、給蒸までの時間が短いボイラを、第３のデータベース４５Ｃを参照して選択する場合について説明したが、演算等データベース以外の手段により選択することが可能である。
【００５８】
また、上記実施の形態においては、プログラムが、他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行した後に、ボイラ群２の総蒸発量ＪＲが必要蒸発量ＪＮを確保するように、他の燃焼位置又は燃焼停止位置をリストアップする場合について説明したが、必要蒸発量ＪＮに代えて、総蒸発量ＪＲが必要蒸発量ＪＮの所定範囲内となるように、他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択してもよいし、総蒸発量ＪＲを考慮することなく移行時間を最短時間にすることのみに基づいてボイラ群２を制御してもよい。
【００５９】
また、上記実施の形態においては、各ボイラ２１、・・・、２５が、給蒸移行過程に維持可能とされ、給蒸移行過程の各状態に対応する移行時間を算出して各ボイラ２１、・・・、２５２を制御する場合について説明したが、各ボイラ２１、・・・、２５のうち、いずれのボイラを給蒸移行過程に維持可能とするか、また、給蒸移行過程の各状態（第１状態から第５状態）のうち、いずれを燃焼停止状態から第１燃焼位置への移行時間を燃焼停止位置からの移行時間と区別して算出するかは任意に設定可能である。
【００６０】
また、上記実施の形態においては、蒸発量と対応する物理量としてスチームヘッダ６内の蒸気の圧力及び目標圧力を用いて蒸発量を制御する場合について説明したが、圧力に代えて蒸気使用設備１８における蒸気の使用量等、蒸発量又は蒸発量と対応する他の物理量を用いて蒸発量を制御してもよい。
【００６１】
また、この発明に係るプログラムの概略構成の一例を、図４にフロー図として示したが、上記フロー図以外の方法（アルゴリズム）を用いてプログラムを構成してもよいことはいうまでもない。
【００６２】
また、上記実施の形態においては、本発明に係る制御をプログラムによって行なう場合について説明したが、プログラムによらずオペアンプ等を用いたアナログ制御によって行なってもよいことは当然である。
また、上記ボイラ群の制御方法の実行に際して、例えば、調圧器等の機械的な手段を一部又は全部に用いてもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態においては、プログラムを格納するための記憶媒体がＲＯＭである場合について説明したが、ＲＯＭ以外にも、例えば、EP−ROM、 ハードディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカードなどを用いてもよい。また、演算部が読出したプログラムを実行することにより上記実施形態の作用が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、演算部で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施形態の作用が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムが、演算部に挿入された機能拡張ボードや演算部に接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の作用が実現される場合も含まれることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
ボイラ群において、他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、最短時間で移行することにより応答性が向上するので、産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１  ボイラシステム
２  ボイラ群
４  制御部（制御器）
２１、２２、２３、２４、２５  ボイラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
0005418109.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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