(57)【要約】【課題】騒音値の低下を優先させた台数制御を行うことのできる多缶設置ボイラを提供する。【解決手段】ボイラ１を複数台設置し、設置各ボイラに対して台数制御パターンに基づく燃焼指令を出力する台数制御装置２を設けている多缶設置ボイラにおいて、台数制御装置２には通常の台数制御パターンのほかにボイラでの騒音値低減を優先した騒音値低減用台数制御パターンを設定しておき、騒音値低減が優先される場合には、騒音値低減優先用の台数制御パターンにて台数制御を行う。騒音値低減優先用の台数制御パターンとして、個々の負荷率を少なくすることを優先した低負荷率優先パターンと、稼働台数を少なくすることを優先した少稼働台数優先パターンを設定しておき、騒音低減を優先すべき場合には、ボイラの設置状況等に応じて低負荷率優先パターン又は少稼働台数優先パターンから騒音低減に適した台数制御パターンを実施できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラを複数台設置し、設置各ボイラに対して台数制御パターンに基づく燃焼指令を出力する台数制御装置を設けている多缶設置ボイラにおいて、台数制御装置には通常の台数制御パターンのほかにボイラでの騒音値低減を優先した騒音値低減用台数制御パターンを設定しておき、騒音値低減が優先される場合には、騒音値低減優先用の台数制御パターンにて台数制御を行えるようにしていることを特徴とする多缶設置ボイラ。
【請求項２】
請求項１に記載の多缶設置ボイラにおいて、騒音値低減優先用の台数制御パターンとして、個々の負荷率を少なくすることを優先した低負荷率優先パターンと、稼働台数を少なくすることを優先した少稼働台数優先パターンを設定しておき、騒音低減を優先すべき場合には、ボイラの設置状況等に応じて低負荷率優先パターン又は少稼働台数優先パターンから騒音低減に適した台数制御パターンを実施できるようにしていることを特徴とする多缶設置ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台のボイラを設置しておき、必要台数分のボイラを燃焼させる台数制御を行う多缶設置ボイラに関するものであり、より詳しくは台数制御を行っている多缶設置ボイラにおいてボイラの騒音を低減することのできる多缶設置ボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型のボイラに換えて小型のボイラを複数台設置しておき、ボイラの燃焼台数（燃焼量）を調節することでボイラ全体での蒸気発生量を調節する多缶設置ボイラが広く普及している。多缶設置ボイラでは、各ボイラで発生した蒸気を集合させる蒸気集合部における蒸気圧力値を検出しておき、その蒸気圧力値に応じてボイラの燃焼量を決定するようにしている。蒸気集合部の蒸気圧力値は圧力センサにて検出し、検出した蒸気圧力値はボイラの燃焼台数を制御する台数制御装置へ出力する。台数制御装置では、蒸気圧力値に対応させてボイラの燃焼量を定めておき、検出した蒸気圧力値が低い場合にはボイラの燃焼量を増やすことで蒸気発生量を増加し、蒸気圧力値の上昇につれてボイラの燃焼量を少なくしていくことで蒸気発生量を減少させる。蒸気集合部の蒸気圧力値に応じてボイラの燃焼量を増減することで、蒸気圧力値を所定の範囲内を保つことができる。
【０００３】
具体的には、台数制御装置では蒸気圧力の制御範囲を複数の圧力帯に区分し、圧力帯ごとにボイラの燃焼量を決定しておく。多缶設置しているボイラでは、高燃焼・低燃焼・停止の３位置で燃焼を制御するものが一般的であり、台数制御装置では検出している蒸気圧力値に基づいて高燃焼・低燃焼・停止をそれぞれ何台とするかを設定している台数制御パターンを定めておく。台数制御装置は、検出した蒸気圧力値から各燃焼状態の必要台数を求め、優先順位が高い順に必要台数分のボイラに対して燃焼指令を出力して燃焼させる。
【０００４】
低燃焼における燃焼量は、高燃焼における燃焼量の半分にしているボイラの場合、２台のボイラを低燃焼とした場合の蒸気発生量と、１台のボイラを高燃焼とした場合の蒸気発生量は、ほぼ同じとなる。この場合、低燃焼ボイラ２台に換えて高燃焼ボイラ１台を運転することにしてもよく、逆に高燃焼ボイラ１台に換えて低燃焼ボイラ２台を運転することにしてもよい。特開平１１−１９３９０３号公報には、同じ燃焼量でも複数の燃焼状態があることを記載している。そのため、低燃焼を多くすることで燃焼台数を多くするパターンや、高燃焼を多くすることで燃焼台数を少なくするパターンが設定できる。採用する台数制御パターンは台数制御装置にあらかじめ設定しておく。
【０００５】
特開平１１−１９３９０３号公報の発明では、どのような台数制御パターンにするかは、負荷追従性、騒音、燃費、消費電力を考慮して決定するとしている。稼働しているボイラの台数が多くなると、騒音の増大、燃費の悪化、消費電力の増大を招来するということより、低負荷で稼働しているボイラの台数が使用蒸気量の増大に対処できる必要最小限となるように制御するとしている。一般的に多缶設置ボイラでの台数制御にて優先されるのは、ボイラ全体での効率と負荷に対する追従性である。ボイラの効率が低燃焼と高燃焼で異なる場合、効率の高い燃焼量となるボイラが多くなるように台数制御パターンを設定しておくと、ボイラ全体での効率を高くすることができる。負荷追従性を高める場合は、ボイラでは燃焼停止状態から燃焼を開始する際には時間がかかるが、高燃焼と低燃焼の間なら短時間で燃焼量を切り替えることができる。そのため、燃焼を開始したボイラでは燃焼を可能な限り停止しないようにしておき、高燃焼と低燃焼の間で燃焼量を変更することが多くなるような台数制御パターンを設定しておくと、負荷に対する追従性が高くなる。しかしボイラの設置環境によっては、効率や負荷追従性以外のものがより重要視されることがある。都市部においては、ボイラ設置場所と周辺住居との距離が短いことも多くあり、その場合にはボイラの騒音値を低下させることの方が効率や負荷追従性より優先されることもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１９３９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、多缶設置ボイラにおいて、騒音値の低下を優先させた台数制御を行うことのできる多缶設置ボイラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、ボイラを複数台設置し、設置各ボイラに対して台数制御パターンに基づく燃焼指令を出力する台数制御装置を設けている多缶設置ボイラにおいて、台数制御装置には通常の台数制御パターンのほかにボイラでの騒音値低減を優先した騒音値低減用台数制御パターンを設定しておき、騒音値低減が優先される場合には、騒音値低減優先用の台数制御パターンにて台数制御を行えるようにしていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記の多缶設置ボイラにおいて、騒音値低減優先用の台数制御パターンとして、個々の負荷率を少なくすることを優先した低負荷率優先パターンと、稼働台数を少なくすることを優先した少稼働台数優先パターンを設定しておき、騒音低減を優先すべき場合には、ボイラの設置状況等に応じて低負荷率優先パターン又は少稼働台数優先パターンから騒音低減に適した台数制御パターンを実施できるようにしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
騒音値を低減する台数制御パターンを設定しておき、騒音値の低減が優先される場合には騒音値低減用の台数制御パターンにて台数制御を行うことで、ボイラから発生する騒音値を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例でのボイラと台数制御装置の構成図
【図２】負荷率を少なくすることを優先した低負荷率優先パターンの例
【図３】稼働台数を少なくすることを優先した少稼働台数優先パターンの例
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施するボイラと台数制御装置２の構成図である。図では４台の蒸気ボイラ１を設けており、各ボイラ１は共通のスチームヘッダ５に接続する。各ボイラで発生した蒸気は前記スチームヘッダ５に集合した後で蒸気使用装置側へ送るようにしており、蒸気集合部分であるスチームヘッダ５に圧力検出装置４を設ける。各ボイラ１は高燃焼、低燃焼、停止の３位置で燃焼を制御するものであり、各ボイラに運転制御装置３を設けている。運転制御装置３では、台数制御装置２からの燃焼指令に基づいてボイラの運転を制御するものであり、燃焼状態に応じた所定量の燃料及び燃焼用空気を供給して燃焼を行う。
【００１３】
低燃焼は高燃焼の半分の蒸気発生量となるようにしているボイラであれば、低燃焼時の燃料供給量と燃焼用空気供給量は、高燃焼時の半分になるように調節することになる。ここでは、低燃焼のボイラ１台での蒸気発生量を１t/h、高燃焼のボイラ１台での蒸気発生量を２t/hであるとしておく。この場合、前記ボイラを４台設置している時の蒸気発生量は、４台とも停止の０t/hから４台とも高燃焼の８t/hの間で１t/h間隔で調節することができるものとなる。
【００１４】
ボイラと並べるようにして台数制御装置２を設け、台数制御装置２では圧力検出装置４で検出した蒸気圧力値に基づいて、各ボイラにおける燃焼量を定める。台数制御装置２には、検出した蒸気集合部での蒸気圧力値に対応させてボイラの燃焼量を設定しておき、蒸気圧力値から求めた燃焼状態になるように各ボイラに対して燃焼指令を出力する。
【００１５】
ボイラで発生する騒音は、ボイラを構成している各機器類が作動することによって発生する作動音と、ボイラ内部での燃焼によって発生する燃焼音に大きく分けることができる。ボイラ内へ燃焼用空気を送り込む送風機から発生する騒音は作動音の典型である。燃焼には空気が必要であり、また燃焼室内は燃焼によって圧力が高まっているため、送風機によって燃焼用空気を送り込むことを行っている。ダンパによって送風量を調節している場合、送風機はボイラ運転中には常に定格状態での作動をし続ける必要があり、作動音を発生し続けることになる。近年ではインバータによって回転速度を調節する送風機が増えてきており、インバータ付きの送風機であれば低燃焼時には回転速度が低下するために作動音も低減されるが、それでも高燃焼時には回転数が増加するため、大きな作動音が発生することになっていた。
【００１６】
また、ボイラの近くでは、ボイラ内部の燃焼室で発生する燃焼音も聞こえるが、燃焼室は燃焼排ガスの漏洩を防ぐために周囲を密閉した空間であり、さらにその周囲は断熱材等によって覆っているため、燃焼室からボイラ周囲に漏れ出る音はかなり衰退している。そしてボイラの各補機から発生する作動音は直接的に聞こえてくるものであるため、ボイラ周辺での騒音は、作動音がより大きく聞こえる。そのため、ボイラでの騒音低減は送風機などから発生する作動音を低減させることが中心となり、ボイラの稼働台数を減少させることが騒音低減対策であった。このことは、特開平１１−１９３９０３号の発明において、稼働しているボイラの台数が多くなる結果として騒音の増大を招来するとの記載とも符合している。
【００１７】
しかし、ボイラの騒音はボイラの燃焼排ガスを戸外に排出する排気口の部分でも発生する。ボイラで発生した燃焼排ガスは排気筒を通して戸外へ排出しているものであるため、排気口と燃焼室は排気筒を通してつながっている。排気口自体は騒音を発生するものではないが、燃焼室内で発生した燃焼音は排気筒を通して排気口から外部へ放出されるものであるため、排気口の近くでもボイラの騒音が発生することになる。燃焼音の大きさは燃焼負荷によって変化する。燃焼負荷が低い場合には燃焼音は小さいが、燃焼負荷が高くなると燃焼音は大きくなる。そのため、従来行われていたボイラの稼働台数を減少させる騒音低減対策は、燃焼負荷の高いボイラを作る替わりに燃焼台数を少なくするというものであるため、燃焼音の低減には逆効果となる。ボイラの騒音が問題になるのは、近隣住民の所に大きな音が届くということであり、それはボイラの作動音が届く場合と燃焼音が届く場合では、当然別の対策が必要となる。
【００１８】
図２と図３は、ボイラの騒音を低減するための台数制御パターンの例を一覧表化したものである。図２は個々の負荷率を少なくすることを優先した低負荷率優先パターンであり、図３は稼働台数を少なくすることを優先した少稼働台数優先パターンのものである。図２と図３では、ボイラを高燃焼とする場合をＨ、低燃焼とする場合をＬ、停止とする場合を−として示している。圧力検出装置４にて検出している蒸気圧力値が高くなるほどボイラ全体での燃焼量を小さくして蒸気の供給量を少なくし、蒸気圧力値が低くなるほどボイラ全体での燃焼量を大きくして蒸気の供給量を多くする。このことにより、蒸気圧力値は圧力調節範囲内に維持することができる。
【００１９】
図２の低負荷率優先パターンでは、ボイラの稼働台数を多くすることで個々のボイラでの負荷量は小さくなるようにしている。この場合、蒸気発生量を増大させる時には、運転を停止しているボイラがあれば停止しているボイラを低燃焼で燃焼させることを優先し、停止しているボイラがない場合には低燃焼のボイラを高燃焼とする。蒸気発生量を減少させる時には、高燃焼のボイラがあれば高燃焼のボイラを低燃焼とすることを優先し、高燃焼のボイラがない場合には低燃焼のボイラを停止させる。そのため、各ボイラの運転状況は、「−−−−」「Ｌ−−−」「ＬＬ−−」「ＬＬＬ−」「ＬＬＬＬ」「ＨＬＬＬ」「ＨＨＬＬ」「ＨＨＨＬ」「ＨＨＨＨ」の順に燃焼量を増加し、「ＨＨＨＨ」「ＨＨＨＬ」「ＨＨＬＬ」「ＨＬＬＬ」「ＬＬＬＬ」「ＬＬＬ−」「ＬＬ−−」「Ｌ−−−」「−−−−」の順に燃焼量を減少することになる。
【００２０】
図３の少稼働台数優先パターンでは、個々のボイラでの負荷量を大きくすることで稼働するボイラの台数は少なくなるようにしている。この場合、蒸気発生量を増大させる時には、低燃焼のボイラがあれば低燃焼ボイラを高燃焼とすることを優先し、低燃焼のボイラがない場合には停止しているボイラを低燃焼とする。蒸気発生量を減少させる時には、低燃焼のボイラがあれば低燃焼のボイラを停止とすることを優先し、低燃焼のボイラがない場合には高燃焼のボイラを低燃焼とする。そのため、各ボイラの運転状況は、「−−−−」「Ｌ−−−」「Ｈ−−−」「ＨＬ−−」「ＨＨ−−」「ＨＨＬ−」「ＨＨＨ−」「ＨＨＨＬ」「ＨＨＨＨ」の順に燃焼量を増加し、「ＨＨＨＨ」「ＨＨＨＬ」「ＨＨＨ−」「ＨＨＬ−」「ＨＨ−−」「ＨＬ−−」「Ｈ−−−」「Ｌ−−−」「−−−−」の順に燃焼量を減少することになる。
【００２１】
台数制御装置では、標準的には負荷変動に対する追従性を高くしている台数制御パターンに基づいて多缶設置ボイラの台数制御を行うことが多いが、騒音値低減を優先させる設定を行った場合には、前記の騒音値の低減を優先した台数制御パターンにて台数制御を行う。台数制御装置には、前記の騒音低減用に個々の負荷率を少なくすることを優先した低負荷率優先パターンと、稼働台数を少なくすることを優先した少稼働台数優先パターンを設定しておく。騒音低減を優先すべき場合には、低負荷率優先パターン又は少稼働台数優先パターンを実施する。どちらの騒音値低減策を取るかは、ボイラの設置環境などに応じて選択することになる。
【００２２】
例えばボイラを設置している工場の隣にあるマンションにおいて、ボイラの騒音が問題になったという場合、まずマンション低層階で騒音が問題になっている場合と、マンション高層階で騒音が問題になっている場合では、対応すべき内容が異なる。ボイラを設置する場合、ボイラの設置位置と排気口の設置位置には高低差を設けておく必要があり、ボイラは低い位置に設置し、排気口は高い位置に設置する。低層階で騒音が問題になるのは、ボイラの設置場所とマンション低層階での住居との間で距離が短いため、住居までボイラの作動音が届くということであり、その場合にはボイラの作動音を低減させることが必要となる。また高層階で騒音が問題になるのは、ボイラの排気口とマンション高層階での住居との間で距離が短いため、住居までボイラの燃焼音が届くということであり、その場合にはボイラの燃焼音を低減させることが必要となる。
【００２３】
多缶設置ボイラで作動音を低減する場合、送風機がインバータ制御であるか否かでも対策が異なる。インバータ付き送風機を用いている多缶設置ボイラで作動音を低減するには、低負荷燃焼のボイラを増やすことによって高負荷燃焼のボイラを少なくすることが有効となる。この場合には、低負荷燃焼のボイラを増やす低負荷率優先パターンにて台数制御を行うと、ボイラの稼働台数は多くなるが個々のボイラでの燃焼量は小さくすることができ、ボイラ全体での作動音を小さくすることができる。
【００２４】
インバータなしの送風機を用いている多缶設置ボイラで作動音を低減するには、高負荷燃焼のボイラを増やすことで稼働しているボイラの台数を少なくすることが有効である。この場合には、高負荷燃焼のボイラを増やすことで稼働しているボイラの台数を少なくする少稼働台数優先パターンにて台数制御を行うと、個々のボイラでの負荷率は高くなるがボイラ全体での稼働台数は少なくすることができ、ボイラ全体での作動音を小さくすることができる。
【００２５】
また、多缶設置ボイラで燃焼音を低減する場合は、低負荷燃焼のボイラを増やすことで高負荷燃焼のボイラの台数を少なくすることが有効となる。この場合には低負荷率優先パターンにて台数制御を行うと、ボイラの稼働台数は多くなるが個々のボイラでの燃焼量は小さくすることができる。ボイラの燃焼音を小さくすることで、排気口から放出される燃焼音を小さくすることができる。
【００２６】
騒音値の低減が優先される場合には、より騒音値が低くなる台数制御パターンで燃焼を行うのであるが、上記のように状況によって取るべき対策が異なるため、各台数制御パターンで騒音値をあらかじめ測定しておき、どのような対策が有効であるかは調べておく。
【００２７】
ボイラの負荷率を小さくすることが騒音低減に効果がある場合には、図２に記載してる低負荷率優先パターンでの台数制御を行う。この場合、例えば蒸気供給必要量が４t/hであったとき、ボイラの燃焼状態は「ＬＬＬＬ」となる。ボイラの稼働台数は４台と多くなるが、各ボイラの燃焼量はすべて低燃焼であって、高燃焼の台数は少なくなる。そのため、高負荷燃焼ボイラが多いと騒音値が増大する場合には、この台数制御パターンで台数制御を行うことで、トータルでの騒音値は比較的低く抑えることができる。
【００２８】
また、ボイラの稼働台数を少なくすることが騒音低減に効果がある場合には、図３に記載している少稼働台数優先パターンでの台数制御を行う。ここでも蒸気供給必要量が４t/hであった場合、ボイラの燃焼状態は「ＨＨ−−」となる。２台のボイラを高燃焼にすると、高燃焼の台数は多くなるが稼働ボイラ全体の台数は少なくすることができる。そのため、稼働しているボイラの台数が多いと騒音値が増大する場合には、この台数制御パターンで台数制御を行うことで、トータルでの騒音値は比較的低く抑えることができる。
【００２９】
なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１ ボイラ
２ 台数制御装置
３ 運転制御装置
４ 圧力検出装置
５ スチームヘッダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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