(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台設置されたボイラーに共通の蒸気集合部の内圧を検出する第一圧力センサーの信号により、負荷量に応じて必要台数分のボイラーを燃焼・停止させる台数制御手段と、前記各ボイラーに缶内の圧力を検出する第二圧力センサーとを備えるものにおいて、前記台数制御手段は、前記第一圧力センサーの異常を検出する異常検出手段と、前記全ボイラーが運転した後停止に至った時の前記第二圧力センサーの検出圧力の最大値を記憶する最大値記憶手段とを備え、前記異常検出手段による異常検出時に前記最大値記憶手段に記憶した最大値を基に定めた基準圧力と前記第二圧力センサーからの入力信号との比較により台数制御を行うことを特徴とするボイラー自動台数制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数台設置されたボイラーに共通の蒸気集合部の内圧を検出する圧力センサーの信号により、負荷量に応じて必要台数分のボイラーを燃焼・停止させるボイラー自動台数制御装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
周知のように、ボイラーを複数台設置した多缶設置システムにおいては、蒸気集合部に圧力センサーを設けて負荷の状態を把握し、負荷量に応じ予め設定しておいた起動順序に従って必要台数を順次燃焼に移行させ、負荷変動があれば、その負荷変動に合わせてボイラーを燃焼・停止させることにより、負荷に追随させるようにした自動台数制御方式が採用されている。
【０００３】
この方式は、例えば高燃焼状態Ｈ・低燃焼状態Ｌ・停止状態の三位置で燃焼制御を行う三位置制御式ボイラーを３台（NO.1〜N0.3）設置した場合、図４のグラフに示すような台数制御を行うもので、制御圧力を７つの蒸気圧力帯ａ〜ｇに分け、それぞれの蒸気圧力帯（基準圧力帯）に対応した台数制御を行うようになっている。つまり、下限の蒸気圧力帯ａにおいては全缶高燃焼の状態（ＨＨＨ）にあり、蒸気圧力が上昇するに従って、ＨＨＨ→ＨＨＬ→ＨＨ→ＨＬ→Ｈ→Ｌのように予め定めた優先順位に従い優先順位の低いボイラーから停止してゆき、上限の蒸気圧力帯ｇにおいては全缶停止状態になる。そして蒸気圧力が下降するときは、上記と逆に優先順位の高い順に各缶が起動する。
【０００４】
しかるに、上述の自動台数制御方式においては、次のような問題点がある。
即ち、圧力センサーが劣化等により故障して、例えば圧力センサーからの信号が高い圧力値の出力を維持すると、上述のようにボイラーは順次燃焼を停止し、最終的には全缶が停止し、蒸気の供給が停止してしまう。こうした多缶設置システムにおける蒸気の供給停止はそれによる影響は甚大であり、極力避けなければならない。又、逆に圧力センサーが低い圧力を検出しているにも係わらず、ボイラー全缶が高圧設定値により停止しているような状態においても適切な台数制御が行われない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決すべくなされたものであって、複数台設置されたボイラーに共通の蒸気集合部の内圧を検出する第一圧力センサーの信号により、負荷量に応じて必要台数分のボイラーを燃焼・停止させる台数制御手段と、前記各ボイラーに缶内の圧力を検出する第二圧力センサーとを備えるものにおいて、前記台数制御手段は、前記第一圧力センサーの異常を検出する異常検出手段と、前記全ボイラーが運転した後停止に至った時の前記第二圧力センサーの検出圧力の最大値を記憶する最大値記憶手段とを備え、前記異常検出手段による異常検出時に前記最大値記憶手段に記憶した最大値を基に定めた基準圧力と前記第二圧力センサーからの入力信号との比較により台数制御を行うことを特徴とするものである。
【０００６】
上記の手段によれば、第一圧力センサーの異常が検出されると、台数制御手段は、制御基準値を最大値記憶手段に記憶された最大値と第二圧力センサーの検出圧力とで台数制御を行い、第一圧力センサーの正常時に準じた台数制御が実行される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態としては、ボイラー自動台数制御装置を、複数台設置されたボイラーに共通の蒸気集合部の内圧を検出する第一圧力センサーの信号により、負荷量に応じて必要台数分のボイラーを燃焼・停止させる台数制御手段と、前記各ボイラーに缶内の圧力を検出する第二圧力センサーとを備えるものにおいて、前記台数制御手段は、前記第一圧力センサーの異常を検出する異常検出手段と、前記全ボイラーが運転した後全ボイラーが停止に至った時の前記第二圧力センサーの検出圧力の最大値を記憶する最大値記憶手段とを備え、前記異常検出手段による異常検出時に前記最大値記憶手段に記憶した最大値を基に定めた基準圧力と前記第二圧力センサーからの入力信号との比較により台数制御を行うものとする。
【０００８】
この実施形態について以下に説明する。台数制御の対象となるボイラーは、貫流型以外のボイラーであっても良い。複数台設置されたボイラーに共通の蒸気集合部は、通常スチームヘッダーと称されるが、要するに各ボイラーからの蒸気が集合する部位であれば良い。第一圧力センサーは、集合部内に挿入しても良いし、検出管を集合部に接続し、この検出管内に挿入して圧力を検出するように構成しても良い。台数制御手段は、予め定めた制御基準値と第一圧力センサーの検出圧力との比較により、燃焼台数を制御する。台数制御手段による制御方式は、具体的には、制御基準値を図４の従来例のようにボイラーの台数に応じた圧力帯に分割し、第一圧力センサーの検出圧力がどの圧力帯にあるかにより、台数を制御する方式が採用されるが、本発明はこうした圧力帯分割制御方式に限定されるものではなく、他の制御方式にも適用される。
【０００９】
第一圧力センサーの異常を検出する異常検出手段は、望ましくは台数制御手段が第二圧力センサーの検出圧力と第一圧力センサーの検出圧力とを比較し、正常時では起こりえないパターン、例えば、第二圧力センサーの検出圧力の中で第一圧力センサーの検出圧力を越えるものがないパターン、又は、ボイラー全缶が最大圧力（例えば、8.5kg/cm2 ）であるのに、第一圧力センサーの検出圧力がそれよりもかなり低い圧力（例えば、7.0kg/cm2G）のパターンの時、第一圧力センサーが異常と判定するものである。
【００１０】
台数制御手段は、ボイラー全缶を運転し、集合部の圧力が制御基準値の上限に達して、全缶が停止した時特定のボイラーの第二圧力センサーの検出圧力の最大値を最大値記憶手段に記憶する。この最大値の記憶は、望ましくは試運転時に実行されるが、これに限定されない。記憶の対象とする特定のボイラーは、優先順位１番目（最初に起動し、最後に停止する）のボイラーとするのが望ましいが、次順位のボイラーのセンサーであっても良い。又、台数制御手段は、異常検出手段により第一圧力センサーの異常が検出されると、制御基準値を最大値記憶手段に記憶した最大値に基づき変更設定すると共に、検出センサーを第二圧力センサーに変更し、台数制御を行う。
【００１１】
【実施例】
図中１はボイラーで、以下に、３台（NO.1〜NO.3：このNoはボイラー番号と共に起動の優先順位をも示し、番号の若い方が起動の優先順位が高く、停止の優先順位は低い）のボイラーを多缶設置している。各ボイラーには、運転制御装置１１、燃焼装置１２を設けている。１３はボイラー缶内の圧力を検出するための第二圧力センサーである。各ボイラーは逆止弁６を挿入した蒸気管５で、共通の蒸気集合部２に連結してある。この蒸気集合部には、内部の蒸気圧力を検出する第一圧力センサー３を設けてあって、その圧力検出信号に基づき、台数制御器４により、各ボイラー１の燃焼・停止を制御するようになっている。前記台数制御器４から各ボイラー１に燃焼制御信号を発する際、ボイラーの起動順序は予め設定しておいた順序に従う。具体的には、起動、停止の順序パターンは図４と同様であるので説明を省略する。第一圧力センサー３及び第二圧力センサー１３としては半導体圧力センサーが用いられる。
【００１２】
７は、燃焼装置１２に接続した燃焼供給ラインであり、そのライン中において、燃料ポンプ９の下流側を２つの系路に分け、それぞれの系路に燃焼制御用電磁弁８を挿入している。ＶＨは高燃焼制御用電磁弁を、ＶＬは低燃焼制御用電磁弁を示す。ボイラーの燃焼制御は、これらの電磁弁を開閉動作することにより行う。即ち、低燃焼制御用電磁弁ＶＬ開、高燃焼制御用電磁弁ＶＨ閉のとき低燃焼状態、両電磁弁開のとき高燃焼状態、また両電磁弁閉のとき停止状態になる。
【００１３】
台数制御器４は上述の正常時の台数制御と共に、第一圧力センサー３の異常時の為のバックアップ制御を行う。このバックアップ制御は、優先順位１番のボイラー１の最大圧力値の記憶制御と、第一圧力センサー３の異常検出制御と、第一圧力センサー３の異常検出時の台数制御とから構成される。
【００１４】
優先順位No.1のボイラーの最大圧力値の記憶制御は次の様にして行われる。
試運転時、ボイラー全缶を運転し、蒸気集合部２の圧力が制御基準値の上限（例えば、8.0kg/cm2G）に達して、全缶が停止した時ボイラーの第二圧力センサー３の検出圧力の最大値（例えば、8.5kg/cm2G）を最大値記憶手段（図示しないメモリ）に記憶する。この第二圧力センサー１３の信号の授受は、台数制御器４と運転制御装置１１との間での通信により行われる。
【００１５】
第一圧力センサー３の異常検出制御と、第一圧力センサー３の異常検出時の台数制御は、例えば、図３に示す制御手順によりなされるので、これに従い以下に説明する。ステップＳ１（以下ＳＮはステップＳＮを意味する）では、第一圧力センサー３出力が高圧側に異常かどうかを判定する。具体的には、台数制御器４は、全缶の運転制御装置１１と通信により、第二圧力センサー１３の検出信号を監視しており、例えば、第一圧力センサー３の検出圧力が、7.8kg/cm2Gであるのに、ボイラー１（NO.1〜NO.3）の各第二圧力センサー１３の検出圧力が、7.0kg/cm2G、6.0kg/cm2G、5.0kg/cm2Gといったように、第一圧力センサー３の検出値を越えるものが無い場合に異常と判定する。これは、各ボイラー１と集合部２との間には圧力損失が発生するので、集合部２の圧力の方がボイラー１の圧力より低くなるという理由による。
【００１６】
Ｓ１の判定がＮＯの場合、Ｓ２へ移行し、第一圧力センサー３出力が低圧側に異常かどうかを判定する。具体的には、例えば、第一圧力センサー３の検出圧力が、7.0kg/cm2Gの時、ボイラー１（NO.1〜NO.3）の各第二圧力センサー１３の検出圧力が、8.5kg/cm2G若しくはこれ以上である場合に異常と判定する。これは、ボイラー１の圧力が略最大値を示しているときに、集合部２の圧力が7.0kg/cm2Gしかないということはあり得ないという理由による。Ｓ２での異常判定は、次の様に構成できる。即ち、第二圧力センサー１３の検出圧力が高圧設定値を越えた時にボイラー１を高圧から保護するために停止するように構成した場合、この高圧設定値を全ボイラー１が越えているのに、第一圧力センサー３の検出圧力が高圧設定値よりもかなり低い場合に異常と判定するよう構成してもよい。この高圧設定値を8.5kg/cm2Gに設定すれば、上述の異常判定例と同様となる。
【００１７】
Ｓ２で、ＮＯが判定されると、Ｓ３へ移行する。ここでは、第一圧力センサー正常時の台数制御、即ち、制御基準値を変更することなく、第一圧力センサー３による台数制御が行われる。
【００１８】
Ｓ１又はＳ２で、ＹＥＳが判定されると、Ｓ４へ移行し、ここで制御基準値の変更を行う。具体的には、試運転時に記憶したボイラーの検出圧力の最大値（8.5kg/cm2G）を基に、制御基準値（制御幅）の上限値をこの最大値より所定値低い値、例えば8.4kg/cm2Gをとし、下限値を7.4kg/cm2Gとする。即ち、正常時では、8.0kg/cm2G〜7.0kg/cm2Gであったものを、異常検出時は8.4kg/cm2G〜7.4kg/cm2Gに変更する。尚、図４は従来例の説明図であるが、本実施例においては図４の圧力値8.0kg/cm2Gを8.4kg/cm2Gに、圧力値7.0kg/cm2Gを7.4kg/cm2Gにそれぞれ変更する。
【００１９】
次いで、Ｓ５に移行し、第二圧力センサー１３の検出信号を基に、変更された制御基準値に従い、台数制御が実行される。その結果、第一圧力センサー３の故障に係わらず、第二圧力センサー１３により、第一圧力センサー３による制御に準じた台数制御が実行され、ボイラー１の全缶停止や異常な台数制御が防止される。
【００２０】
【発明の効果】
上記の如く構成される本発明によれば、第一圧力センサーの故障時には、ボイラーに設けている第二圧力センサーにより第一圧力センサーによる制御と同様な台数制御を支障無く行うことができ、ボイラーの全缶停止などの異常事態を回避することができる等多大なる効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図は本発明一実施例のシステムの構成図である。
【図２】図は本発明の同実施例の要部詳細構成である。
【図３】図は本発明の同実施例の制御手順を示すフローチャート図である。
【図４】図は従来例の燃焼制御パターンを説明する図である。
【符号の説明】
１                              ボイラー
２                              集合部
３                              第一圧力センサー
４                              台数制御器
１３                            第二圧力センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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