(57)【要約】【課題】蒸気の供給の安定性及び要求負荷の変動に対する追従性が優れるボイラシステムを提供する。【解決手段】燃焼量を段階的に変更する段階値燃焼制御及び燃焼量を連続的に変更する連続燃焼制御が可能なボイラ２０と、ボイラ２０に段階値燃焼制御及び／又は連続燃焼制御を行って燃焼量を変更させる制御部と、を備え、隣接する段階燃焼位置の間の範囲が段階燃焼単位と規定されるボイラシステムである。制御部は、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に段階燃焼単位Ｂ１〜Ｂ５の全体が１つ以上含まれる場合には、当該全体が含まれる段階燃焼単位Ｂ１〜Ｂ５における燃焼量の変更を段階値燃焼制御により行い、全体が含まれない段階燃焼単位Ｂ１〜Ｂ５における燃焼量の変更を連続燃焼制御により行い、また、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に段階燃焼単位Ｂ１〜Ｂ５の全体が一つも含まれない場合には、燃焼量の変更を連続燃焼制御のみにより行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の段階的な段階燃焼位置で燃焼を行って燃焼量を段階的に変更する段階値燃焼制御が可能であると共に、燃焼量を連続的に変更する連続燃焼制御が可能であるボイラと、前記ボイラに対して前記段階値燃焼制御及び／又は前記連続燃焼制御を行って燃焼量を変更させる制御部と、を備え、隣接する前記段階燃焼位置の間の範囲が段階燃焼単位と規定されるボイラシステムであって、
前記制御部は、
変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に前記段階燃焼単位の全体が１つ以上含まれる場合には、当該全体が含まれる前記段階燃焼単位における燃焼量の変更を前記段階値燃焼制御により行うと共に、全体が含まれない前記段階燃焼単位における燃焼量の変更を前記連続燃焼制御により行い、また、
変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に前記段階燃焼単位の全体が一つも含まれない場合には、燃焼量の変更を前記連続燃焼制御のみにより行う
ボイラシステム。
【請求項２】
複数の段階的な段階燃焼位置で燃焼を行って燃焼量を段階的に変更する段階値燃焼制御が可能であると共に、燃焼量を連続的に変更する連続燃焼制御が可能であるボイラと、前記ボイラに対して前記段階値燃焼制御及び／又は前記連続燃焼制御を行って燃焼量を変更させる制御部と、を備え、隣接する前記段階燃焼位置の間の範囲が段階燃焼単位と規定されるボイラシステムであって、
前記制御部は、
変更後の燃焼量が前記段階燃焼位置に一致する場合には、燃焼量の変更を前記段階値燃焼制御のみにより行い、また、
変更後の燃焼量が前記段階燃焼位置に一致せず且つ変更後の燃焼量が含まれる前記段階燃焼単位と変更前の燃焼量が含まれる前記段階燃焼単位とが同じ場合には、燃焼量の変更を前記連続燃焼制御のみにより行い、また、
変更後の燃焼量が前記段階燃焼位置に一致せず且つ変更後の燃焼量が含まれる前記段階燃焼単位と変更前の燃焼量が含まれる前記段階燃焼単位とが異なる場合には、変更後の燃焼量が含まれない前記段階燃焼単位における燃焼量の変更を前記段階値燃焼制御により行うと共に、変更後の燃焼量が含まれる前記段階燃焼単位における燃焼量の変更を前記連続燃焼制御により行う
ボイラシステム。
【請求項３】
前記ボイラは、燃焼を行うバーナを有し、
前記段階値燃焼制御は、前記バーナに供給する空気の量を段階的に変更することにより行われ、前記連続燃焼制御は、前記バーナに供給する空気の量を連続的に変更することにより行われる
請求項１又は２に記載のボイラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラと、ボイラの燃焼量を変更させる制御部と、を備えるボイラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃焼量を段階的に変更する段階値燃焼制御が可能なボイラを備えるボイラシステムと、燃焼量を連続的に変更する連続燃焼制御が可能なボイラを備えるボイラシステムとが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。ボイラシステムにおいては、蒸気の供給の安定性と要求負荷の変動に対する追従性との両立が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蒸気の供給の安定性は、連続燃焼制御が可能なボイラを備えるボイラシステムの方が、燃焼量の変更の単位（刻み）が小さい点で優れている。一方、要求負荷の変動に対する追従性（応答性）は、段階値燃焼制御が可能なボイラを備えるボイラシステムの方が、燃焼量の変更が少ない点で優れている。蒸気の供給の安定性と要求負荷の変動に対する追従性との一層の両立が望まれている。
【０００５】
従って、本発明は、蒸気の供給の安定性及び要求負荷の変動に対する追従性が優れる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】
【０００６】
本発明は、複数の段階的な段階燃焼位置で燃焼を行って燃焼量を段階的に変更する段階値燃焼制御が可能であると共に、燃焼量を連続的に変更する連続燃焼制御が可能であるボイラと、前記ボイラに対して前記段階値燃焼制御及び／又は前記連続燃焼制御を行って燃焼量を変更させる制御部と、を備え、隣接する前記段階燃焼位置の間の範囲が段階燃焼単位と規定されるボイラシステムであって、前記制御部は、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に前記段階燃焼単位の全体が１つ以上含まれる場合には、当該全体が含まれる前記段階燃焼単位における燃焼量の変更を前記段階値燃焼制御により行うと共に、全体が含まれない前記段階燃焼単位における燃焼量の変更を前記連続燃焼制御により行い、また、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に前記段階燃焼単位の全体が一つも含まれない場合には、燃焼量の変更を前記連続燃焼制御のみにより行うボイラシステムに関する。
【０００７】
また、本発明は、複数の段階的な段階燃焼位置で燃焼を行って燃焼量を段階的に変更する段階値燃焼制御が可能であると共に、燃焼量を連続的に変更する連続燃焼制御が可能であるボイラと、前記ボイラに対して前記段階値燃焼制御及び／又は前記連続燃焼制御を行って燃焼量を変更させる制御部と、を備え、隣接する前記段階燃焼位置の間の範囲が段階燃焼単位と規定されるボイラシステムであって、前記制御部は、変更後の燃焼量が前記段階燃焼位置に一致する場合には、燃焼量の変更を前記段階値燃焼制御のみにより行い、また、変更後の燃焼量が前記段階燃焼位置に一致せず且つ変更後の燃焼量が含まれる前記段階燃焼単位と変更前の燃焼量が含まれる前記段階燃焼単位とが同じ場合には、燃焼量の変更を前記連続燃焼制御のみにより行い、また、変更後の燃焼量が前記段階燃焼位置に一致せず且つ変更後の燃焼量が含まれる前記段階燃焼単位と変更前の燃焼量が含まれる前記段階燃焼単位とが異なる場合には、変更後の燃焼量が含まれない前記段階燃焼単位における燃焼量の変更を前記段階値燃焼制御により行うと共に、変更後の燃焼量が含まれる前記段階燃焼単位における燃焼量の変更を前記連続燃焼制御により行うボイラシステムに関する。
【０００８】
また、前記ボイラは、燃焼を行うバーナを有し、前記段階値燃焼制御は、前記バーナに供給する空気の量を段階的に変更することにより行われ、前記連続燃焼制御は、前記バーナに供給する空気の量を連続的に変更することにより行われることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のボイラシステムによれば、蒸気の供給の安定性及び要求負荷の変動に対する追従性が優れるボイラシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１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】本発明の第１実施形態に係るボイラの燃焼位置及び仮想ボイラを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第１の例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第２の例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第３の例を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るボイラシステムの燃焼制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第１の例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第２の例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第３の例を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るボイラシステムの燃焼制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
以下、本発明のボイラシステムの第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本発明のボイラシステム１の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１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１に示すように、ボイラシステム１は、複数（３台）のボイラ２０を含むボイラ群２と、これら複数のボイラ２０において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダ６と、この蒸気ヘッダ６の内部の圧力を測定する蒸気圧センサ７と、ボイラ群２の燃焼状態を制御する制御部４を有する台数制御装置３と、を備える。
【００１２】
ボイラ群２は、負荷機器としての蒸気使用設備１８に供給する蒸気を生成する。
蒸気ヘッダ６は、蒸気管１１を介してボイラ群２を構成する複数のボイラ２０に接続されている。この蒸気ヘッダ６の下流側は、蒸気管１２を介して蒸気使用設備１８に接続されている。蒸気ヘッダ６は、ボイラ群２で生成された蒸気を集合させて貯留することにより、複数のボイラ２０の相互の圧力差及び圧力変動を調整し、圧力が調整された蒸気を蒸気使用設備１８に供給する。
【００１３】
蒸気圧センサ７は、信号線１３を介して、台数制御装置３に電気的に接続されている。蒸気圧センサ７は、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧（ボイラ群２で発生した蒸気の圧力）を測定し、測定した蒸気圧に係る信号（蒸気圧信号）を、信号線１３を介して台数制御装置３に送信する。
【００１４】
台数制御装置３は、信号線１６を介して、複数のボイラ２０と電気的に接続されている。台数制御装置３は、蒸気圧センサ７により測定される蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧に基づいて、各ボイラ２０の燃焼状態を制御する。
【００１５】
以上のボイラシステム１は、ボイラ群２で発生させた蒸気を、蒸気ヘッダ６を介して、蒸気使用設備１８に供給可能とされている。ボイラシステム１において要求される負荷（要求負荷）は、蒸気使用設備１８における蒸気消費量である。台数制御装置３は、この蒸気消費量の変動に対応して生じる蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧の変動を、蒸気圧センサ７が測定する蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧（物理量）に基づいて算出し、ボイラ群２を構成する各ボイラ２０の燃焼量を制御する。
【００１６】
具体的には、蒸気使用設備１８の需要の増大により要求負荷（蒸気消費量）が増加し、供給蒸気量が不足すれば、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧が減少することになる。一方、蒸気使用設備１８の需要の低下により要求負荷（蒸気消費量）が減少し、供給蒸気量が過剰になれば、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧が増加することになる。従って、ボイラシステム１は、蒸気圧センサ７により測定された蒸気圧の変動に基づいて、要求負荷の変動をモニターすることができる。そして、ボイラシステム１は、蒸気ヘッダ６の蒸気圧に基づいて蒸気使用設備１８の消費蒸気量（要求負荷）に応じた目標蒸発量を算出する。
【００１７】
次に、第１実施形態のボイラシステム１を構成するボイラ２０の燃焼位置（燃焼状態、燃焼量）、仮想ボイラ等について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係るボイラの燃焼位置及び仮想ボイラを示す図である。
【００１８】
本実施形態のボイラ２０は、段階値燃焼制御が可能であると共に連続燃焼制御が可能である。
段階値燃焼制御は、複数の段階的な段階燃焼位置で燃焼を行って燃焼量を段階的に変更する制御であり、例えば、燃焼を選択的にオン／オフしたり、炎の大きさを段階的に調整したりすること等により燃焼量を段階的に制御して、選択された段階燃焼位置に応じて燃焼量を段階的に増減する制御である。
【００１９】
連続燃焼制御は、燃焼量を連続的に変更する制御であり、詳細には、燃焼能力（最大燃焼状態における燃焼量）に対して０％（燃焼がない状態）から１００％（最大燃焼量）の範囲で燃焼量を連続的に変更する制御である。
【００２０】
なお、連続燃焼制御において燃焼量を連続的に変更することには、燃焼量が無断階で制御される場合の他、制御部における演算や信号がデジタル方式とされて段階的に取り扱われる場合であっても、例えば、燃焼量の制御量が、燃焼用空気や燃料等のバラツキに起因する燃焼量の変動に比べて小さい数値（例えば、１％以下）とされ、事実上連続的に変更されるものを含むものとする。
【００２１】
ボイラ２０は、図２に示すように、燃焼停止位置Ｐ０（０％）、第１燃焼位置Ｐ１（２０％）、第２燃焼位置Ｐ２（３０％）、第３燃焼位置Ｐ３（５０％）、第４燃焼位置Ｐ４（８０％）及び第５燃焼位置Ｐ５（１００％）の６段階の燃焼位置（Ｐ０〜Ｐ５）で燃焼可能とされるいわゆる６位置制御が可能に構成される。
【００２２】
なお、Ｎ位置制御とは、段階値制御ボイラの燃焼量を、燃焼停止位置を含めてＮ位置に段階的に制御可能なことを表す。燃焼位置の個数は、３位置（燃焼停止位置、低燃焼位置、及び高燃焼位置）、４位置（燃焼停止位置、低燃焼位置、中燃焼位置、及び高燃焼位置）等でもよい。
【００２３】
６位置制御のボイラ２０は、５台の仮想ボイラ（第１仮想ボイラ〜第５仮想ボイラ）から構成されていると、捉えることができる。仮想ボイラとは、ボイラにおける燃焼位置（燃焼量）の違い（低燃焼位置、中燃焼位置、高燃焼位置など）をそれぞれ独立したボイラとみなし、それぞれの蒸発量をボイラに仮想したものである。例えば、オン／オフボイラ（２位置ボイラ）であれば、仮想ボイラは、１台であり、実際の物理的なボイラ数と一致する。また、３位置ボイラは、物理的に１台であっても、低燃焼量ボイラと、（高燃焼量−低燃焼量）ボイラとの２台であると、仮想的に数えることができる。４位置ボイラは、低燃焼量ボイラ、（中燃焼量−低燃焼量）ボイラ、（高燃焼量−中燃焼量）ボイラの３台であると、仮想的に数えることができる。
例えば、３位置ボイラが低燃焼状態であれば、その低燃焼量ボイラに対して燃焼指示を行っていると、制御上扱うことができ、一方、その（高燃焼量−低燃焼量）ボイラに対して燃焼停止指示を行っていると、制御上扱うことができる。
【００２４】
ボイラ２０の燃焼能力（最大燃焼状態における燃焼量）を１００％とすると、第１仮想ボイラの燃焼能力は２０％であり（第１燃焼位置Ｐ１（２０％）−燃焼停止位置Ｐ０（０％））、第２仮想ボイラの燃焼能力は１０％であり（第２燃焼位置Ｐ２（３０％）−第１燃焼位置Ｐ１（２０％））、第３仮想ボイラの燃焼能力は２０％であり（第３燃焼位置Ｐ３（５０％）−第２燃焼位置Ｐ２（３０％））、第４仮想ボイラの燃焼能力は３０％であり（第４燃焼位置Ｐ４（８０％）−第３燃焼位置Ｐ３（５０％））、第５仮想ボイラの燃焼能力は２０％である（第５燃焼位置Ｐ５（１００％）−第４燃焼位置Ｐ４（８０％））。
【００２５】
ボイラ２０の各燃焼位置における燃焼量は、制御対象とされる蒸気ヘッダ６における蒸気圧の圧力差に対応する量の蒸気を発生するように設定されている。３台のボイラ２０においては、それぞれ、各燃焼位置における燃焼量及び燃焼能力、並びに仮想ボイラは、等しく設定されていてもよく、あるいは、異なって設定されていてもよい。
【００２６】
ボイラ群２には、各ボイラ２０とその各燃焼位置との組み合わせ（又は仮想ボイラの組み合わせ）からなる複数の燃焼パターンが設定されている。燃焼パターンは、要求負荷が小さくなるほど、つまり蒸気圧センサ７にて検出される蒸気圧が高くなるほど燃焼量が小さいパターンが選択される。また、要求負荷が大きくなるほど、つまり蒸気圧が低下するほど燃焼量が大きいパターンが選択される。
【００２７】
制御部４は、ボイラ２０に対して段階値燃焼制御及び／又は連続燃焼制御を行って燃焼量を変更させる。制御部４は、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に、段階燃焼単位（隣接する段階燃焼位置の間の範囲）の全体が１つ以上含まれる場合には、当該全体が含まれる段階燃焼単位における燃焼量の変更を段階値燃焼制御により行うと共に、全体が含まれない段階燃焼単位における燃焼量の変更を連続燃焼制御により行う。一方、制御部４は、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に段階燃焼単位の全体が一つも含まれない場合には、燃焼量の変更を連続燃焼制御のみにより行う。仮想ボイラの考えを用いた場合には、各仮想ボイラと段階燃焼単位とは一致する。
前記制御の詳細については、後述のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００２８】
次に、本実施形態のボイラシステム１による複数のボイラ２０の具体的構成について説明する。
台数制御装置３は、蒸気圧センサ７からの蒸気圧信号に基づいて、要求負荷に応じたボイラ群２の必要燃焼量及び必要燃焼量に対応する各ボイラ２０の燃焼位置（燃焼状態）を算出し、各ボイラ２０（後述のローカル制御部２５）に台数制御信号を送信する。この台数制御装置３は、図１に示すように、記憶部５と、制御部４と、を備える。
【００２９】
記憶部５は、台数制御装置３（制御部４）の制御により各ボイラ２０に対して行われた指示の内容や、各ボイラ２０から受信した燃焼状態（燃焼位置）等の情報、複数のボイラ２０の燃焼パターンの設定条件等の情報、複数のボイラ２０の優先順位の設定の情報、優先順位の変更（ローテーション）に関する設定の情報等を記憶する。
【００３０】
制御部４は、信号線１６を介して各ボイラ２０に各種の指示を行ったり、各ボイラ２０から各種のデータを受信したりして、３台のボイラ２０の燃焼状態（燃焼位置）や優先順位を制御する。各ボイラ２０は、台数制御装置３から燃焼位置の変更指示の信号を受けると、その指示に従って当該ボイラ２０を制御する。
【００３１】
ボイラ２０は、図１に示すように、燃焼が行われるボイラ本体２１と、ボイラ２０の内部の蒸気圧を測定するローカル蒸気圧測定部２７と、ボイラ２０の燃焼位置（燃焼状態）を制御するローカル制御部２５と、を備える。
【００３２】
ローカル蒸気圧測定部２７は、蒸気圧センサから構成され、ボイラ２０の内部の蒸気圧を測定する。
【００３３】
ローカル制御部２５は、要求負荷に応じてボイラ２０の燃焼位置（燃焼状態）を変更させる。具体的には、ローカル制御部２５は、信号線１６を介して台数制御装置３から送信される台数制御信号に基づいて、又はローカル蒸気圧測定部２７により測定されたボイラ２０の内部の蒸気圧に基づいて、ボイラ２０の燃焼状態を制御する。
また、ローカル制御部２５は、台数制御装置３で用いられる信号を、信号線１６を介して台数制御装置３に送信する。台数制御装置３で用いられる信号としては、ボイラ２０の内部の蒸気圧、ボイラ２０の実際の燃焼状態、及びその他のデータが挙げられる。
【００３４】
ボイラ本体２１は、燃焼を行うバーナ２２と、送風機２３と、燃焼用空気ダクト（不図示）と、燃料供給部（不図示）とを備える。燃焼用空気ダクトは、送風機２３とバーナ２２とを連通している。送風機２３は、燃焼用空気ダクトを介して、バーナ２２の燃焼の際に用いられる空気（燃焼用空気）をバーナ２２に供給する。燃料供給部は、バーナ２２の燃焼の際に用いられる燃料を、送風機２３により供給される燃焼用空気の量に応じた適当な量で、バーナ２２に供給する。
【００３５】
段階値燃焼制御は、バーナ２２に供給する空気の量を段階的に変更することにより行われる。バーナ２２に供給する空気の量を段階的に変更する構成としては、例えば、燃焼用空気ダクトに設けられたダンパの開度を段階的に変更する構成、燃焼用空気ダクトを複数本設け、開状態の燃焼用空気ダクトの本数を増減させる構成が挙げられる。
【００３６】
連続燃焼制御は、バーナ２２に供給する空気の量を連続的に変更することにより行われる。バーナ２２に供給する空気の量を連続的に変更する構成としては、例えば、送風機２３の羽根の回転数を連続的に変更する構成、燃焼用空気ダクトに設けられた比例制御バルブの開度（燃焼比）を連続的に変更する構成が挙げられる。
【００３７】
次に、本発明の第１実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の具体例について説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第１の例を示す図である。図４は、本発明の第１実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第２の例を示す図である。図５は、本発明の第１実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第３の例を示す図である。
【００３８】
本発明の第１実施形態に係る各ボイラの燃焼パターンの移行の第１の例について説明する。第１の例は、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が１つ以上含まれる場合に、当該全体が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を段階値燃焼制御により行う例である。
【００３９】
ボイラ２０（全体）の総燃焼量を０％から２０％に変更する。この場合、変更後の燃焼量（２０％）と変更前の燃焼量（０％）との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が１つ含まれる（第１仮想ボイラＢ１）。従って、第１仮想ボイラＢ１の燃焼が停止している状態から、図３（Ａ）に示すように、第１仮想ボイラＢ１（全体）の燃焼を段階値燃焼制御により行う。これにより、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２０％となる。
【００４０】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を２０％から５０％に変更する（３０％増加させる）。この場合、変更後の燃焼量（５０％）と変更前の燃焼量（２０％）との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体のみが２つ含まれる（第２仮想ボイラＢ２、第３仮想ボイラＢ３）。従って、第１仮想ボイラＢ１（全体）が燃焼している状態から、図３（Ｂ）に示すように、第２仮想ボイラＢ２（全体）及び第３仮想ボイラＢ３（全体）の燃焼を段階値燃焼制御により行う。これにより、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は５０％となる。
【００４１】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を５０％から３０％に変更する（２０％減少させる）。この場合、変更後の燃焼量（５０％）と変更前の燃焼量（３０％）との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体のみが１つ含まれる（第３仮想ボイラＢ３）。従って、第３仮想ボイラＢ３（全体）が燃焼している状態から、図３（Ｃ）に示すように、第３仮想ボイラＢ３の燃焼の停止を段階値燃焼制御により行う。これにより、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は３０％となる。
【００４２】
本発明の第１実施形態に係る各ボイラの燃焼パターンの移行の第２の例について説明する。第２の例は、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が一つも含まれない場合に、燃焼量の変更を連続燃焼制御により行う例である。
【００４３】
第１の例と同様に、図４（Ａ）に示すように、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２０％となっている。
【００４４】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を２０％から２７％に変更する（７％増加させる）。この場合、変更後の燃焼量（２７％）と変更前の燃焼量（２０％）との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体は含まれない。従って、第１仮想ボイラＢ１（全体）が燃焼している状態から、図４（Ｂ）に示すように、第２仮想ボイラＢ２の燃焼を連続燃焼制御により行う。これにより、第２仮想ボイラＢ２は７％相当分、燃焼し、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２７％となる。
【００４５】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を２７％から３５％に変更する（８％増加させる）。この場合、変更後の燃焼量（３５％）と変更前の燃焼量（２７％）との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体は含まれない。従って、第２仮想ボイラＢ２が７％相当分、燃焼している状態から、図４（Ｃ）に示すように、第２仮想ボイラＢ２及び第３仮想ボイラＢ３の燃焼を連続燃焼制御により行う。これにより、第３仮想ボイラＢ３は５％相当分、燃焼し、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は３５％となる。
【００４６】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を３５％から２８％に変更する（７％減少させる）。この場合、変更後の燃焼量（２８％）と変更前の燃焼量（３５％）との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体は含まれない。従って、第３仮想ボイラＢ３が５％相当分、燃焼している状態から、図４（Ｄ）に示すように、第３仮想ボイラＢ３の燃焼の停止及び第２仮想ボイラＢ２の燃焼量の変更を連続燃焼制御により行う。これにより、第２仮想ボイラＢ２が８％相当分、燃焼している状態となり、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２８％となる。
【００４７】
本発明の第１実施形態に係る各ボイラの燃焼パターンの移行の第３の例について説明する。第３の例は、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が１つ以上含まれる場合に、当該全体が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を段階値燃焼制御により行うと共に、全体が含まれない段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を連続燃焼制御により行う例である。
【００４８】
第２の例と同様に、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２７％となっている。
【００４９】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を２７％から６１％に変更する（３４％増加させる）。この場合、変更後の燃焼量（６１％）と変更前の燃焼量（２７％）との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が含まれる（第３仮想ボイラＢ３）と共に、全体が含まれない段階燃焼単位（第２仮想ボイラＢ２、第４仮想ボイラＢ４）が存在する。従って、第２仮想ボイラＢ２が７％相当分、燃焼している状態から、図５（Ｃ）に示すように、第２仮想ボイラＢ２の燃焼を連続燃焼制御により行い、第３仮想ボイラＢ３（全体）の燃焼を段階値燃焼制御により行い、第４仮想ボイラＢ４の燃焼を連続燃焼制御により行う。これにより、第４仮想ボイラＢ４は１１％相当分、燃焼し、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は６１％となる。
【００５０】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を６１％から２８％に変更する（３３％減少させる）。この場合、変更後の燃焼量（２８％）と変更前の燃焼量（６１％）との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が含まれる（第３仮想ボイラＢ３）と共に、全体が含まれない段階燃焼単位（第２仮想ボイラＢ２、第４仮想ボイラＢ４）が存在する。従って、第４仮想ボイラＢ４が１１％相当分、燃焼している状態から、図５（Ｄ）に示すように、第３仮想ボイラＢ３の燃焼の停止を段階値燃焼制御により行うと共に、第２仮想ボイラＢ２の燃焼量の変更を連続燃焼制御により行う。これにより、第２仮想ボイラＢ２が８％相当分、燃焼している状態となり、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２８％となる。
【００５１】
次に、第１実施形態のボイラシステム１の動作について、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の第１実施形態に係るボイラシステムの燃焼制御を示すフローチャートである。図６に示す動作は、ボイラ２０に対して燃焼量の変更指示があった後の処理のフローである。
【００５２】
ステップＳＴ１において、制御部４は、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が１つ以上含まれるか否かについて判断する。段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が含まれる場合（ＹＥＳ）には、処理はステップＳＴ２へ進む。段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が一つも含まれない場合（ＮＯ）には、処理はステップＳＴ４へ進む。
【００５３】
ステップＳＴ２において、制御部４は、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体「のみ」が含まれるか否かについて判断する。段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体「のみ」が含まれる場合（ＹＥＳ）には、処理はステップＳＴ３へ進む。段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体以外が含まれる場合（ＮＯ）には、処理はステップＳＴ５へ進む。
【００５４】
ステップＳＴ３において、制御部４は、ボイラ２０に、全体が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）に対応する段階値燃焼制御を行わせる。その後、処理は終了する。
【００５５】
ステップＳＴ１においてＮＯの場合には、ステップＳＴ４において、制御部４は、ボイラ２０に、連続燃焼制御を行わせる。その後、処理は終了する。
【００５６】
ステップＳＴ２においてＮＯの場合には、ステップＳＴ５において、制御部４は、ボイラ２０に、全体が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）に対応する段階値燃焼制御を行わせると共に、全体が含まれない段階燃焼単位（仮想ボイラ）に対応する連続燃焼制御を行わせる。その後、処理は終了する。
【００５７】
以上説明した第１実施形態のボイラシステム１によれば、以下のような効果を奏する。
第１実施形態のボイラシステム１は、複数の段階的な段階燃焼位置で燃焼を行って燃焼量を段階的に変更する段階値燃焼制御が可能であると共に、燃焼量を連続的に変更する連続燃焼制御が可能であるボイラ２０と、ボイラ２０に対して段階値燃焼制御及び／又は連続燃焼制御を行って燃焼量を変更させる制御部４と、を備える。制御部４は、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が１つ以上含まれる場合には、当該全体が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を段階値燃焼制御により行うと共に、全体が含まれない段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を連続燃焼制御により行い、また、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が一つも含まれない場合には、燃焼量の変更を連続燃焼制御のみにより行う。
【００５８】
従って、第１実施形態のボイラシステム１によれば、蒸気の供給の安定性及び要求負荷の変動に対する追従性が優れるボイラシステムを提供することができる。詳細には、要求負荷が比較的安定している場合には、連続燃焼制御により要求負荷の変動にきめ細やかに追従して、蒸気の供給の安定性を向上させることができる。一方、急激な負荷変動があった場合には、段階値燃焼制御により高い追従性（応答性）で所定の燃焼状態（燃焼位置）まで移行することができる。
【００５９】
また、第１実施形態のボイラシステム１においては、段階値燃焼制御は、バーナ２２に供給する空気の量を段階的に変更することにより行われ、連続燃焼制御は、バーナ２２に供給する空気の量を連続的に変更することにより行われる。そのため、段階値燃焼制御及び／又は連続燃焼制御を簡易な構成で実行することができる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るボイラシステムについて、図面を参照しながら説明する。なお、第２実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一の構成要件については同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００６１】
第２実施形態においては、制御部４は、変更後の燃焼量が段階燃焼位置に一致する場合には、燃焼量の変更を段階値燃焼制御「のみ」により行う。また、制御部４は、変更後の燃焼量が段階燃焼位置に一致せず且つ変更後の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）と変更前の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）とが同じ場合には、燃焼量の変更を連続燃焼制御「のみ」により行う。
【００６２】
また、制御部４は、変更後の燃焼量が段階燃焼位置に一致せず且つ変更後の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）と変更前の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）とが異なる場合には、変更後の燃焼量が含まれない段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を段階値燃焼制御により行うと共に、変更後の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を連続燃焼制御により行う。
【００６３】
次に、本発明の第２実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の具体例について説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第１の例を示す図である。図８は、本発明の第２実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第２の例を示す図である。図９は、本発明の第２実施形態に係るボイラの燃焼パターンの移行の第３の例を示す図である。
【００６４】
本発明の第２実施形態に係る各ボイラの燃焼パターンの移行の第１の例について説明する。第１の例は、変更後の燃焼量が段階燃焼位置に一致する場合には、燃焼量の変更を段階値燃焼制御のみにより行う例である。
【００６５】
図７（Ａ）に示すように、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２７％になっている。この場合、第１仮想ボイラＢ１の全体が燃焼していると共に、第２仮想ボイラＢ２が７％相当分、燃焼している。
【００６６】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を２７％から５０％に変更する（２３％増加させる）。この場合、変更後の燃焼量（５０％）は段階燃焼位置Ｐ３（５０％）に一致する。従って、ボイラ２０（全体）の総燃焼量が２７％の状態から、図７（Ｂ）に示すように、第２仮想ボイラＢ２（全体）及び第３仮想ボイラＢ３（全体）の燃焼を段階値燃焼制御のみにより行う。これにより、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は５０％となる。
【００６７】
なお、段階燃焼単位（仮想ボイラ）が燃焼しているがその全体が燃焼していない状態（一部燃焼状態）から、段階値燃焼制御により段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体を燃焼させる場合には、一部燃焼状態から連続燃焼制御により段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体を燃焼させる場合よりも、追従性（応答性）に優れる。
【００６８】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を５０％から３０％に変更する（２０％減少させる）。この場合、変更後の燃焼量（３０％）は段階燃焼位置Ｐ２（３０％）に一致する。従って、ボイラ２０（全体）の総燃焼量が５０％の状態から、図７（Ｃ）に示すように、第３仮想ボイラＢ３（全体）の燃焼の停止を段階値燃焼制御のみにより行う。これにより、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は３０％となる。
【００６９】
本発明の第２実施形態に係る各ボイラの燃焼パターンの移行の第２の例について説明する。第２の例は、変更後の燃焼量が段階燃焼位置に一致しない場合には、変更後の燃焼量が含まれない段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を段階値燃焼制御により行うと共に、変更後の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を連続燃焼制御により行う例であって、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が含まれない例である。
【００７０】
ボイラ２０（全体）の総燃焼量を０％から２０％に変更する。この場合、変更後の燃焼量（２０％）は段階燃焼位置Ｐ１（２０％）に一致する。従って、ボイラ２０（全体）の総燃焼量が０％の状態から、図８（Ａ）に示すように、第２仮想ボイラＢ２（全体）の燃焼を段階値燃焼制御のみにより行う。これにより、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２０％となる。
【００７１】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を２０％から２７％に変更する（７％増加させる）。この場合、変更後の燃焼量（２７％）は段階燃焼位置（２０％、３０％等）に一致しない。従って、第１仮想ボイラＢ１（全体）が燃焼している状態から、図８（Ｂ）に示すように、第２仮想ボイラＢ２の燃焼を連続燃焼制御により行う。これにより、第２仮想ボイラＢ２は７％相当分、燃焼し、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２７％となる。
【００７２】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を２７％から３５％に変更する（８％増加させる）。この場合、変更後の燃焼量（３５％）は段階燃焼位置（３０％、５０％等）に一致しない。従って、第２仮想ボイラＢ２が７％相当分、燃焼している状態から、図８（Ｃ）に示すように、変更後の燃焼量が含まれない第２仮想ボイラＢ２の燃焼を段階値燃焼制御により行うと共に、変更後の燃焼量が含まれる第３仮想ボイラＢ３の燃焼を連続燃焼制御により行う。これにより、第３仮想ボイラＢ３は５％相当分、燃焼し、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は３５％となる。
なお、変更後の燃焼量が含まれない第２仮想ボイラＢ２の燃焼を段階値燃焼制御により行うと、当該燃焼を連続燃焼制御により行う場合と比べて、追従性（応答性）に優れる。
【００７３】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を３５％から２８％に変更する（７％減少させる）。この場合、変更後の燃焼量（２８％）は段階燃焼位置（３０％、２０％等）に一致しない。従って、第３仮想ボイラＢ３が５％相当分、燃焼している状態から、図８（Ｄ）に示すように、変更後の燃焼量が含まれない第３仮想ボイラＢ３の燃焼の停止を段階値燃焼制御により行うと共に、変更後の燃焼量が含まれる第２仮想ボイラＢ２の燃焼を連続燃焼制御により行う。これにより、第２仮想ボイラＢ２が８％相当分、燃焼している状態となり、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２８％となる。
なお、変更後の燃焼量が含まれない第３仮想ボイラＢ３の燃焼の停止を段階値燃焼制御により行うと、当該燃焼の停止を連続燃焼制御により行う場合と比べて、追従性（応答性）に優れる。
【００７４】
本発明の第２実施形態に係る各ボイラの燃焼パターンの移行の第３の例について説明する。第３の例は、更後の燃焼量が段階燃焼位置に一致しない場合には、変更後の燃焼量が含まれない段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を段階値燃焼制御により行うと共に、変更後の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を連続燃焼制御により行う例であって、変更後の燃焼量と変更前の燃焼量との間に、段階燃焼単位（仮想ボイラ）の全体が含まれる例である。
【００７５】
第２の例と同様に、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２７％となっている。
【００７６】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を２７％から６１％に変更する（３４％増加させる）。この場合、変更後の燃焼量（６１％）は段階燃焼位置（５０％、８０％等）に一致しない。従って、第２仮想ボイラＢ２が７％相当分、燃焼している状態から、図９（Ｃ）に示すように、変更後の燃焼量が含まれない第２仮想ボイラＢ２及び第３仮想ボイラＢ３の燃焼を段階値燃焼制御により行うと共に、変更後の燃焼量が含まれる第４仮想ボイラＢ４の燃焼を連続燃焼制御により行う。これにより、第４仮想ボイラＢ４は１１％相当分、燃焼し、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は６１％となる。
【００７７】
次に、ボイラ２０（全体）の総燃焼量を６１％から２８％に変更する（３３％減少させる）。この場合、変更後の燃焼量（２８％）は段階燃焼位置（３０％、２０％等）に一致しない。従って、第４仮想ボイラＢ４が１１％相当分、燃焼している状態から、図９（Ｄ）に示すように、変更後の燃焼量が含まれない第４仮想ボイラＢ４及び第３仮想ボイラＢ３の燃焼の停止を段階値燃焼制御により行うと共に、変更後の燃焼量が含まれる第２仮想ボイラＢ２の燃焼を連続燃焼制御により行う。これにより、第２仮想ボイラＢ２が８％相当分、燃焼している状態となり、ボイラ２０（全体）の総燃焼量は２８％となる。
【００７８】
次に、第２実施形態のボイラシステム１の動作について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、本発明の第２実施形態に係るボイラシステムの燃焼制御を示すフローチャートである。図１０に示す動作は、ボイラ２０に対して燃焼量の変更指示があった後の処理のフローである。
【００７９】
ステップＳＴ１１において、制御部４は、変更後の燃焼量が段階燃焼位置に一致するか否かについて判断する。変更後の燃焼量が段階燃焼位置に一致する場合（ＹＥＳ）には、処理はステップＳＴ１２へ進む。変更後の燃焼量が段階燃焼位置に一致しない場合（ＮＯ）には、処理はステップＳＴ１３へ進む。
【００８０】
ステップＳＴ１２において、制御部４は、ボイラ２０に段階値燃焼制御のみを行わせて、燃焼量を変更させる。その後、処理は終了する。
【００８１】
ステップＳＴ１３において、制御部４は、変更後の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）が、変更前の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）と同じであるか否かを判断する。変更後の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）が、変更前の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）と同じである場合（ＹＥＳ）には、処理はステップＳＴ１４へ進む。変更後の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）が、変更前の燃焼量が含まれる段階燃焼単位（仮想ボイラ）と同じではない（異なる）場合（ＮＯ）には、処理はステップＳＴ１５へ進む。
【００８２】
ステップＳＴ１４において、制御部４は、ボイラ２０に連続燃焼制御のみを行わせて、燃焼量を変更させる。その後、処理は終了する。
【００８３】
ステップＳＴ１５において、制御部４は、ボイラ２０に、変更後の燃焼量が含まれない段階燃焼単位（仮想ボイラ）における燃焼量の変更を段階値燃焼制御により行わせると共に、変更後の燃焼量が含まれる段階燃焼単位における燃焼量の変更を連続燃焼制御により行わせる。その後、処理は終了する。
【００８４】
以上説明した第２実施形態のボイラシステムによれば、第１実施形態と同様の効果が奏される。
【００８５】
以上、本発明のボイラシステム１の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、ボイラ２０における段階燃焼位置の数は、６に制限されない。各段階燃焼位置における燃焼量は、適宜に設定することができる。
ボイラシステム１を構成するボイラ２０の台数は、３台に制限されない。
【符号の説明】
【００８６】
１  ボイラシステム
２  ボイラ群
４  制御部
２０  ボイラ
２２  バーナ
Ｂ１〜Ｂ５  段階燃焼単位（仮想ボイラ）
【図１】
2014055750.tif 000003
【図２】
2014055750.tif 000004
【図３】
2014055750.tif 000005
【図４】
2014055750.tif 000006
【図５】
2014055750.tif 000007
【図６】
2014055750.tif 000008
【図７】
2014055750.tif 000009
【図８】
2014055750.tif 000010
【図９】
2014055750.tif 000011
【図１０】
2014055750.tif 000012