(57)【要約】【課題】消費電力の削減を図ることのできるボイラ多缶設置システムを提供する。【解決手段】複数台の蒸気ボイラ２の内、少なくとも一台のボイラ２Ｃは、その送風機３と給水ポンプ４の一方または双方が、蒸気を用いて動力を起こすスチームモータ６により駆動可能とされている。より詳細には、一または複数の蒸気駆動ボイラ２Ｙと、一または複数の電気駆動ボイラ２Ｘとを備える。蒸気駆動ボイラ２Ｙは、送風機３および／または給水ポンプ４がスチームモータ６により駆動可能とされ、電気駆動ボイラ２Ｘは、送風機３および給水ポンプ４が電気モータ５により駆動可能とされる。電気駆動ボイラ２Ｘで蒸気を発生させた後、その蒸気を用いて蒸気駆動ボイラ２Ｙを起動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の蒸気ボイラを備え、
前記ボイラの内、少なくとも一台のボイラは、その送風機と給水ポンプの一方または双方が、蒸気を用いて動力を起こすスチームモータにより駆動可能とされた
ことを特徴とするボイラ多缶設置システム。
【請求項２】
送風機および／または給水ポンプがスチームモータにより駆動可能な一または複数の蒸気駆動ボイラと、
送風機および給水ポンプが電気モータにより駆動可能な一または複数の電気駆動ボイラとを備え、
電気駆動ボイラで蒸気を発生させた後、その蒸気を用いて蒸気駆動ボイラを起動させる
ことを特徴とする請求項１に記載のボイラ多缶設置システム。
【請求項３】
蒸気の使用負荷に応じて、前記各ボイラの発停と燃焼量を制御し、
前記ボイラの運転台数を減少させる際、前記電気駆動ボイラを優先して停止させる
ことを特徴とする請求項２に記載のボイラ多缶設置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台の蒸気ボイラを備えたボイラ多缶設置システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば下記特許文献１に開示されるように、複数台の蒸気ボイラを備えたボイラ多缶設置システムが知られている。この種のシステムでは、蒸気の使用負荷に応じて、ボイラの運転台数が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２３６２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のボイラ多缶設置システムでは、各ボイラの送風機および給水ポンプの駆動にはすべて電気モータが使用されており、消費電力が多い。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、消費電力の削減を図ることのできるボイラ多缶設置システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、複数台の蒸気ボイラを備え、前記ボイラの内、少なくとも一台のボイラは、その送風機と給水ポンプの一方または双方が、蒸気を用いて動力を起こすスチームモータにより駆動可能とされたことを特徴とするボイラ多缶設置システムである。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、送風機および／または給水ポンプがスチームモータにより駆動可能である。従って、電気モータの代わりにスチームモータを用いることで、消費電力の削減を図ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、送風機および／または給水ポンプがスチームモータにより駆動可能な一または複数の蒸気駆動ボイラと、送風機および給水ポンプが電気モータにより駆動可能な一または複数の電気駆動ボイラとを備え、電気駆動ボイラで蒸気を発生させた後、その蒸気を用いて蒸気駆動ボイラを起動させることを特徴とする請求項１に記載のボイラ多缶設置システムである。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、電気駆動ボイラで蒸気を発生させた後、その蒸気を用いて蒸気駆動ボイラを起動させることができる。また、それ以降、蒸気駆動ボイラの運転を優先することで、消費電力の削減を図ることができる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、蒸気の使用負荷に応じて、前記各ボイラの発停と燃焼量を制御し、前記ボイラの運転台数を減少させる際、前記電気駆動ボイラを優先して停止させることを特徴とする請求項２に記載のボイラ多缶設置システムである。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、ボイラの運転台数を減少させる際には電気駆動ボイラを優先して停止させることで、蒸気駆動ボイラの運転を優先して、消費電力の削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、少なくとも一台のボイラにおいて、ボイラの運転に必要な送風機および／または給水ポンプの駆動源としてスチームモータを用いることで、電気モータの使用を抑制することができる。これにより、消費電力の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のボイラ多缶設置システムの一実施例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のボイラ多缶設置システム１の一実施例を示す概略図である。
【００１５】
ボイラ多缶設置システム１は、複数台の蒸気ボイラ２を備える。ここでは、１号機２Ａ、２号機２Ｂおよび３号機２Ｃの合計三台のボイラを備えるが、ボイラ２の設置台数は適宜に変更可能である。
【００１６】
各ボイラ２は、その構成を特に問わないが、典型的には多管式の貫流ボイラである。多管式の貫流ボイラは、周知のとおり、上部管寄せと下部管寄せとの間が多数の水管で接続された缶体を備え、燃料の燃焼により、缶体内の水を加熱して蒸気として導出する。
【００１７】
各ボイラ２は、送風機３と給水ポンプ４とを備える。そして、各ボイラ２は、給水ポンプ４により水（軟水または純水）が供給され、その水をバーナ（図示省略）における燃料の燃焼により加熱して、蒸気として導出する。給水ポンプ４を制御することで、各ボイラ２内の水位は所望に維持される。なお、給水ポンプ４は、オンオフ制御されてもよいし、インバータ制御などにより出力を調整されてもよい。また、ボイラ２への給水量の調整は、給水路に設けた流量調整弁により行ってもよい。
【００１８】
バーナには、燃焼量に応じた燃料と燃焼用空気とが供給される。バーナへの燃焼用空気の供給は、送風機３により行われる。なお、送風機３は、オンオフ制御されてもよいし、インバータ制御などにより回転数を調整されてもよい。また、ボイラ２への送風量の調整は、送風機３からバーナへの空気路に設けたダンパにより行ってもよい。
【００１９】
このように、各ボイラ２は、送風機３と給水ポンプ４とを備えるが、従来、送風機３および給水ポンプ４は、それぞれ電気モータ５により駆動されている。ところが、本発明のボイラ多缶設置システム１の場合、複数のボイラ２の内、少なくとも一台のボイラ２（２Ｃ）は、その送風機３と給水ポンプ４の一方または双方が、蒸気を用いて動力を起こすスチームモータ（蒸気エンジン）６により駆動可能とされている。
【００２０】
本実施例では、１号機２Ａおよび２号機２Ｂは、送風機３および給水ポンプ４が電気モータ５により駆動可能な電気駆動ボイラ２Ｘとされ、３号機２Ｃは、送風機３および給水ポンプ４がスチームモータ６により駆動可能な蒸気駆動ボイラ２Ｙとされている。電気駆動ボイラ２Ｘの電気モータ５には、電源ライン７により電気が供給可能とされ、蒸気駆動ボイラ２Ｙのスチームモータ６には、後述するように蒸気が供給可能とされる。
【００２１】
各ボイラ２は、発停（燃焼の有無）が制御される他、好ましくはさらに燃焼量も調整可能とされる。すなわち、各ボイラ２は、オンオフ制御されてもよいし、たとえば、高燃焼、低燃焼および停止の三位置で燃焼量を調整されてもよい。さらに、後述する圧力センサ８の検出圧力を所望に維持するように、比例制御されてもよい。
【００２２】
各ボイラ２からの蒸気は、蒸気路９を介してスチームヘッダ１０へ供給される。スチームヘッダ１０の蒸気は、蒸気路１１を介して一または複数の各種の蒸気使用設備（図示省略）へ送られる。スチームヘッダ１０には圧力センサ８が設けられており、その検出圧力により蒸気の使用負荷を監視することができる。
【００２３】
蒸気駆動ボイラ２Ｙのスチームモータ６には、スチームヘッダ１０からの蒸気が給蒸路１２を介して供給される。ここでは、３号機２Ｃは、送風機３および給水ポンプ４の双方がスチームモータ６により駆動可能とされるので、それぞれのスチームモータ６へ給蒸路１２を介して蒸気が供給可能とされる。
【００２４】
各給蒸路１２には減圧弁１３が設けられており、スチームモータ６へ供給する蒸気圧を所望に維持する。そして、各スチームモータ６で使用後の蒸気は、排蒸路１４を介して排出される。排蒸路１４には、スチームトラップ１５が設けられている。なお、ここでは、給蒸路１２に減圧弁１３を設けたが、場合により減圧弁１３の設置を省略してもよい。
【００２５】
スチームモータ６の制御は、制御弁１６により行われる。制御弁１６の開閉を制御することで、スチームモータ６の駆動の有無を切り替え、制御弁１６の開度を調整することで、スチームモータ６の出力を調整することができる。
【００２６】
制御弁１６は、減圧弁１３より下流の給蒸路１２に設けてもよいが、排蒸路１４に設けるのが好ましい。給蒸路１２に制御弁１６を設けた場合、制御弁１６の開度に応じてスチームモータ６への蒸気圧が少し変動する可能性があるが、排蒸路１４に制御弁１６を設けた場合、スチームモータ６への蒸気圧を所定に保つことができる。排蒸路１４に制御弁１６を設ける場合、制御弁１６は、スチームトラップ１５の設置位置よりも下流に設けるのが好ましい。
【００２７】
スチームモータ６で使用後の低圧蒸気は、そのまま利用してもよいが、図示例の場合、蒸気エゼクタ１７により中圧蒸気に昇圧して利用するようにしている。つまり、蒸気エゼクタ１７には、ノズルにスチームヘッダ１０からの高圧蒸気が供給されることで、排蒸路１４からの低圧蒸気を吸引して、中圧蒸気として吐出する。蒸気エゼクタ１７の作動の有無は、ノズルへの蒸気路１８に設けたエゼクタ弁１９により切り替えられる。
【００２８】
以上のような構成のボイラ多缶設置システム１は、蒸気の使用負荷に応じて、各ボイラ２の発停の他、好ましくは各ボイラ２の燃焼量が制御される。本実施例では、圧力センサ８の検出圧力に基づき、ボイラ２の運転台数と各燃焼量が制御される。
【００２９】
蒸気の使用負荷が大きく、圧力センサ８の検出圧力を所望に維持できない場合、ボイラ２を順次起動したり、運転中のボイラ２の燃焼量を上げればよく、逆に、蒸気の使用負荷がなくなったり小さくなったりして、圧力センサ８の検出圧力が高まった場合、運転中のボイラ２の燃焼量を下げたり、順次停止させたりすればよい。このような制御は、台数制御器（図示省略）により所定のプログラムに従って行われる。
【００３０】
ところで、すべてのボイラ２が停止している状態からの起動時、電気駆動ボイラ２Ｘが用いられる。つまり、送風機３および給水ポンプ４を電気モータ５により駆動することで、ボイラ２Ｘを運転して、蒸気を発生させる。
【００３１】
一または複数の電気駆動ボイラ２Ｘを起動して蒸気を発生させ、圧力センサ８の検出圧力が設定圧力まで高まり安定すれば、その蒸気を用いて蒸気駆動ボイラ２Ｙを起動させる。つまり、送風機３および／または給水ポンプ４をスチームモータ６により駆動することで、蒸気駆動ボイラ２Ｙを運転して蒸気を発生させる。
【００３２】
その後、蒸気駆動ボイラ２Ｙの運転を優先して台数制御すればよい。たとえば、ボイラ２の運転台数を減少させる際、電気駆動ボイラ２Ｘを優先して停止させればよい。一方、ボイラ２の運転台数を増加させる際には、蒸気が足りない場合であるから、電気駆動ボイラ２Ｘを起動させるのがよい。
【００３３】
ボイラ２の運転台数を減少させる際、電気駆動ボイラ２Ｘを優先して停止させることで、蒸気駆動ボイラ２Ｙを優先して運転することができる。これにより、電気駆動ボイラ２Ｘの稼働を極力減らして、電力削減を図ることができる。
【００３４】
ところで、一般に、ボイラ多缶設置システム１では、すべてのボイラ２が全負荷運転（最大燃焼）するのは、朝一番の冷態起動時などに限られ、その後の平均負荷率は最大燃焼時の半分以下（たとえば三十数パーセント）のこともある。そこで、平均負荷率に対応した蒸気を発生できる台数分だけ蒸気駆動ボイラ２Ｙを設置しておけば、蒸気駆動ボイラ２Ｙをベースロードにして、負荷変動分を電気駆動ボイラ２Ｘにより調整するという運転を行うことができる。
【００３５】
本発明のボイラ多缶設置システム１は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、前記実施例において、電気駆動ボイラ２Ｘや蒸気駆動ボイラ２Ｙの台数は適宜に変更可能であることは言うまでもない。
【００３６】
また、前記実施例では、蒸気駆動ボイラ２Ｙは、送風機３および給水ポンプ４の双方がスチームモータ６により駆動されたが、いずれか一方のみがスチームモータ６により駆動され、他方は電気モータ５で駆動されてもよい。たとえば、前記実施例において、蒸気駆動ボイラ２Ｙは、送風機３がスチームモータ６により駆動され、給水ポンプ４が電気モータ５により駆動されてもよい。
【００３７】
また、前記実施例において、蒸気駆動ボイラ２Ｙの送風機３および／または給水ポンプ４は、スチームモータ６により駆動される以外に、電気モータ５によっても駆動可能とされてもよい。つまり、蒸気駆動ボイラ２Ｙは、スチームモータ６に加えて電気モータ５を備え、スチームモータ６と電気モータ５との内、一方または双方で駆動可能とされてもよい。その場合も、できるだけスチームモータ６の駆動を優先するように制御すればよい。ボイラ２が電気モータ５とスチームモータ６との双方を備える場合、電気モータ５のみの使用時、電気駆動ボイラ２Ｘとなり、スチームモータ６の使用時、蒸気駆動ボイラ２Ｙとなる。
【００３８】
さらに、すべてのボイラ２の送風機３および／または給水ポンプ４は、スチームモータ６により駆動される以外に、電気モータ５によっても駆動可能とされてもよい。つまり、各ボイラ２は、スチームモータ６に加えて電気モータ５を備え、スチームモータ６と電気モータ５との内、一方または双方で駆動可能とされてもよい。その場合、すべてのボイラ２が停止している状態からの起動時、最初に起動するボイラ２は、電気駆動ボイラ２Ｘとして、送風機３および給水ポンプ４を電気モータ５で起動させればよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  ボイラ多缶設置システム
２  ボイラ
２Ａ  １号機
２Ｂ  ２号機
２Ｃ  ３号機
２Ｘ  電気駆動ボイラ
２Ｙ  蒸気駆動ボイラ
３  送風機
４  給水ポンプ
５  電気モータ
６  スチームモータ
７  電源ライン
８  圧力センサ
９  （スチームヘッダへの）蒸気路
１０  スチームヘッダ
１１  （蒸気使用設備への）蒸気路
１２  給蒸路
１３  減圧弁
１４  排蒸路
１５  スチームトラップ
１６  制御弁
１７  蒸気エゼクタ
１８  （ノズルへの）蒸気路
１９  エゼクタ弁
【図１】
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