(57)【要約】【課題】複数の段階値制御ボイラを備えるボイラシステムにおいて、適切なタイミングでバックアップ可能なボイラシステムを提供すること。【解決手段】複数のボイラ２０を備えるボイラ群２と、ボイラ群２の燃焼状態を制御する制御部４と、を備えるボイラシステム１であって、制御部４は、第１ボイラへの燃焼指示に対して第２ボイラによるバックアップが必要な場合に、要求負荷に応じた必要蒸気量とボイラ群２に対して現在出力を指示している指示蒸気量との差である第１差分が、バックアップ蒸気量とバックアップ要求量との差である第２差分を超えることを条件に、第２ボイラに対してバックアップ指示を行う。【選択図】図５
2014156936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択される燃焼位置に応じて燃焼量を段階的に増減可能な複数のボイラを備えるボイラ群と、要求負荷に応じて前記ボイラ群の燃焼状態を制御する制御部と、を備えるボイラシステムであって、
前記制御部は、
第１ボイラへの燃焼指示に対して第２ボイラによるバックアップが必要であるか否かを判定するバックアップ判定部と、
前記第１ボイラへの燃焼指示に応じた蒸気量をバックアップ要求量として算出するバックアップ要求量算出部と、
前記第２ボイラの燃焼位置を一段高くした場合に増加する蒸気量をバックアップ蒸気量として算出するバックアップ蒸気量算出部と、
前記バックアップ判定部によりバックアップが必要であると判定された場合に、前記要求負荷に応じた必要蒸気量と前記ボイラ群に対して現在出力を指示している指示蒸気量との差である第１差分が、前記バックアップ蒸気量と前記バックアップ要求量との差である第２差分を超えることを条件に、前記第２ボイラに対してバックアップ指示を行うバックアップ指示部と、
を備えるボイラシステム。
【請求項２】
前記バックアップ指示部は、前記バックアップ判定部によりバックアップが必要であると判定された場合に、前記第１差分と前記第２差分との差が所定値を超えることを条件に、前記第２ボイラに対してバックアップ指示を行う、
請求項１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、複数の段階的な燃焼位置で燃焼可能なボイラを複数有するボイラ群を備えるボイラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の燃焼位置で燃焼可能なボイラを複数有するボイラ群と、このボイラ群を制御する制御部と、を備えるボイラシステムでは、複数のボイラの燃焼位置を段階的に制御することで、ボイラ群から出力される蒸気量を調整することとしている。
このような段階値制御によるボイラシステムでは、停止状態にあるボイラの燃焼を開始する場合に、当該ボイラが給蒸可能となるまでに生じる不足分を他のボイラによりバックアップすることで、蒸気量が不足することを補うこととしている。
【０００３】
ところで、ターンダウン比が大きいボイラを用いてバックアップを行う場合、バックアップによる蒸気量が不足分に対して過剰となってしまう。このような過剰なバックアップを解消するため、近年では、蒸気ヘッダの圧力勾配に応じてバックアップタイミングを制御する工夫が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９１１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のような工夫によれば、蒸気ヘッダの圧力勾配（減少速度）に応じてバックアップタイミングを調整するため、蒸気量が過剰になることを防止できるものの、更なる改善の余地があった。具体的には、従来におけるバックアップでは、バックアップが必要なボイラに要求される蒸気量（バックアップ要求量）と、バックアップを行うボイラに要求されるバックアップのために増加する蒸気量（バックアップ蒸気量）と、のみを比較してバックアップを行うタイミングを算出しており、更に精度良くバックアップタイミングを調整する工夫が求められていた。
【０００６】
本発明はこのような要望に鑑みてなされたものであり、より適切なタイミングでバックアップ可能な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】
【０００７】
バックアップにより蒸気量が過剰になるか否かは、バックアップ後の蒸気量が要求負荷に応じて必要となる蒸気量（必要蒸気量）を超えるか否かにより決定されることになる。そこで、本発明者は、従来のようにバックアップ要求量及びバックアップ蒸気量の２つの情報のみを比較するのではなく、両情報に加え必要蒸気量を直接的に参照し比較することで、より適切なタイミングでバックアップを行うことを可能にした。
【０００８】
具体的には、本発明は、選択される燃焼位置に応じて燃焼量を段階的に増減可能な複数のボイラを備えるボイラ群と、要求負荷に応じて前記ボイラ群の燃焼状態を制御する制御部と、を備えるボイラシステムであって、前記制御部は、第１ボイラへの燃焼指示に対して第２ボイラによるバックアップが必要であるか否かを判定するバックアップ判定部と、前記第１ボイラへの燃焼指示に応じた蒸気量をバックアップ要求量として算出するバックアップ要求量算出部と、前記第２ボイラの燃焼位置を一段高くした場合に増加する蒸気量をバックアップ蒸気量として算出するバックアップ蒸気量算出部と、前記バックアップ判定部によりバックアップが必要であると判定された場合に、前記要求負荷に応じた必要蒸気量と前記ボイラ群に対して現在出力を指示している指示蒸気量との差である第１差分が、前記バックアップ蒸気量と前記バックアップ要求量との差である第２差分を超えることを条件に、前記第２ボイラに対してバックアップ指示を行うバックアップ指示部と、を備えるボイラシステムに関する。
【０００９】
また、前記バックアップ指示部は、前記バックアップ判定部によりバックアップが必要であると判定された場合に、前記第１差分と前記第２差分との差が所定値を超えることを条件に、前記第２ボイラに対してバックアップ指示を行うこととしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、必要蒸気量を直接的に参照してバックアップを行うため、必要蒸気量に応じた蒸気量がボイラ群から出力される適切なタイミングでバックアップを行うことができる。その結果、バックアップ時に必要蒸気量に対して蒸気量が過剰になることがなく、オーバーシュートやハンチング等を抑制できるため、圧力安定性を高めることができる。
【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】本発明の一実施形態に係るボイラ群の概略を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る各ボイラの燃焼パターンと蒸気圧帯との関係を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る台数制御装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るボイラシステムの動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のボイラシステムの好ましい一実施形態について、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の全体構成につき、図１を参照しながら説明する。図１は、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。
ボイラシステム１は、図１に示すように、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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。この台数制御装置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の燃焼位置を制御することにより、ボイラ群２の燃焼状態を制御する。台数制御装置３の詳細については、後述する。
【００１６】
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の燃焼位置を制御する。
【００１７】
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）に応じて必要となる蒸気量（必要蒸気量）を算出し、当該必要蒸気量の蒸気が蒸気ヘッダ６に供給されるようにボイラ群２を燃焼させる。
【００１８】
ここで、本実施形態のボイラシステム１を構成する複数のボイラ２０について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るボイラ群の概略を示す図である。
本実施形態のボイラ２０は、複数の段階的な燃焼位置を有する段階値制御ボイラからなる。段階値制御ボイラとは、燃焼を選択的にオン／オフしたり、炎の大きさを調整したりすること等により燃焼量を制御して、選択された燃焼位置に応じて燃焼量を段階的に増減可能なボイラである。
【００１９】
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。段階値制御ボイラからなる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。
【００２０】
本実施形態におけるボイラ２０は、図２に示すように、燃焼停止位置（０％）、低位燃焼位置としての低燃焼位置（２５％）、及び高位燃焼位置としての高燃焼位置（１００％）の３段階の燃焼位置で燃焼可能とされるいわゆる３位置制御のボイラ２０により構成される。この場合、例えば、一台のボイラ２０の高燃焼位置における燃焼量（蒸気量）が８００ｋｇ／ｈであった場合、低燃焼位置における燃焼量（蒸気量）は２００ｋｇ／ｈとなる。
【００２１】
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、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）以上でもよい。
【００２２】
また、複数のボイラ２０には、それぞれ優先順位が設定されている。優先順位は、燃焼指示や燃焼停止指示を行うボイラ２０を選択するために用いられる。優先順位は、例えば整数値を用いて、数値が小さいほど優先順位が高くなるよう設定することができる。図２に示すように、ボイラ２０の１号機〜３号機のそれぞれに「１」〜「３」の優先順位が割り当てられている場合、１号機の優先順位が最も高く、３号機の優先順位が最も低い。この優先順位は、後述の制御部４の制御により、所定の時間間隔（例えば、２４時間間隔）で変更される。
【００２３】
以上のボイラ群２には、各ボイラ２０とその各燃焼位置との組み合わせからなる複数の燃焼パターンが設定されている。図３は、本発明の一実施形態に係る各ボイラの燃焼パターンと、圧力制御範囲における蒸気ヘッダ６の圧力帯との関係を示す図である。
燃焼パターンは、ボイラの種別と当該ボイラの燃焼位置とからなる。図３では、ボイラ２０を高燃焼位置で燃焼させる状態にする場合を「Ｈ」、低燃焼位置で燃焼させる状態にする場合を「Ｌ」、燃焼停止位置にする場合を「−」とし、ボイラ２０の優先順位に従い当該燃焼位置を左から順に示している。即ち、燃焼パターンＥの［（Ｈ）（Ｌ）（Ｌ）］は、優先順位１位のボイラ２０を高燃焼位置で燃焼させる状態とし、優先順位２位のボイラ２０を低燃焼位置で燃焼させる状態とし、優先順位３位のボイラ２０を低燃焼位置で燃焼させる状態とすることを示す。
【００２４】
燃焼パターンは、蒸気ヘッダ６の圧力が高くなるほど、即ち要求負荷が小さくなるほどボイラ群２から出力される蒸気量が小さいパターンが選択され、また、蒸気ヘッダ６の圧力が低くなるほど、即ち要求負荷が大きくなるほどボイラ群２から出力される蒸気量が大きいパターンが選択される。図３に示すように、本実施形態では、圧力制御範囲は、ａ〜ｇの７つの蒸気圧帯に区分される。そして、ボイラシステム１は、蒸気圧帯毎に、対応する燃焼パターン、即ち燃焼位置を設定しておき、蒸気ヘッダ６の圧力がどの圧力帯に対応するかによって燃焼量を決定する。燃焼パターンは、７の蒸気圧帯に対応して、７パターン設定される。
【００２５】
本実施形態では、図３に示すように、最上位の蒸気圧帯ａから最下位の蒸気圧帯ｇに向けて蒸気圧が低下していく場合、最も優先順位が高いボイラ（ここでは１号ボイラ）が燃焼停止位置（−）から低燃焼位置（Ｌ）に変更された後に、次に順位が高いボイラ（ここでは２号ボイラ）が燃焼停止位置（−）から低燃焼位置（Ｌ）に変更される。そして、すべてのボイラ２０が低燃焼位置（Ｌ）に変更された後、最も優先順位が高いボイラ２０（ここでは１号ボイラ）から順に高燃焼位置（Ｈ）に変更される。
【００２６】
図１に戻り、ボイラ２０は、燃焼が行われるボイラ本体２１と、ボイラ２０の燃焼位置を制御するローカル制御部２２と、を備える。
ローカル制御部２２は、要求負荷に応じてボイラ２０の燃焼位置を変更させる。具体的には、ローカル制御部２２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、ボイラ２０の燃焼位置を制御する。
また、ローカル制御部２２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の実際の燃焼位置、及びその他のデータが挙げられる。
【００２７】
次に、台数制御装置３の詳細について説明する。
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の燃焼位置を算出し、各ボイラ２０（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。
【００２８】
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。
【００２９】
制御部４は、信号線１６を介して各ボイラ２０に各種の指示（台数制御信号）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。
【００３０】
ところで、燃焼停止位置（−）に位置する状態が一定時間継続すると、ボイラ２０は冷却され、制御部４から低燃焼位置（Ｌ）に位置するように制御されても直ちに低燃焼位置（Ｌ）に対応する蒸気量（２００ｋｇ／ｈ）の蒸気を出力することができない。このような場合に、制御部４は、蒸気を出力可能な他のボイラ２０に対して不足分の蒸気を代わりに出力させるように指示し、蒸気不足を防止することがある。このような他のボイラ２０が代わって蒸気を出力することを、以下「バックアップ」と呼び、「ＢＵ」と表記することがある。
【００３１】
このようなバックアップを行うため、制御部４は、図４に示す構成を備える。図４は、制御部４の構成を示す機能ブロック図である。
図４に示すように、制御部４は、バックアップ判定部４１と、バックアップ要求量算出部４２と、バックアップ蒸気量算出部４３と、バックアップ指示部４４と、を含んで構成される。
【００３２】
バックアップ判定部４１は、第１ボイラへの燃焼指示に対して第２ボイラによるバックアップが必要であるか否かを判定する。なお、第１ボイラは、燃焼パターンの変更前に燃焼停止位置（−）に位置し、燃焼パターンの変更後に燃焼停止位置（−）以外の燃焼位置に位置するボイラ２０である。また、第２ボイラは、燃焼指示に応じて蒸気量を大きくすることが可能なボイラ２０であり、当該ボイラ２０が複数存在する場合には、基本的に燃焼位置が低く、優先順位の高いボイラ２０が該当する。
また、バックアップ判定部４１による判定は、任意の方法により行うこととしてよい。一例として、バックアップ判定部４１は、第１ボイラを燃焼停止位置（−）以外の燃焼位置に変更した後、所定時間経過しても蒸気ヘッダ６の内部の圧力が上昇しない場合に、第１ボイラに対して第２ボイラによるバックアップが必要であると判定する。また、他の例として、ローカル制御部２２からボイラ２０の燃焼位置を取得しておき、燃焼停止位置（−）に位置していた時間に応じて第１ボイラに対するバックアップが必要であるか判定することとしてもよい。即ち、第１ボイラが燃焼停止位置（−）に一定時間以上位置していた場合、バックアップ判定部４１は、第２ボイラによるバックアップが必要であると判定する。
【００３３】
バックアップ要求量算出部４２は、第１ボイラに対して指示された蒸気量をバックアップ要求量として算出する。また、バックアップ蒸気量算出部４３は、第２ボイラの燃焼位置を一段高くした場合に増加する蒸気量をバックアップ蒸気量として算出する。
３位置制御のボイラ２０では、第１ボイラに対して燃焼停止位置（−）から低燃焼位置（Ｌ）に位置するように指示された場合にバックアップが可能であることから、本実施形態では、バックアップ要求量は２００ｋｇ／ｈとなる。同様に、第２ボイラは、低燃焼位置（Ｌ）に位置していた状態から高燃焼位置（Ｈ）に位置することでバックアップすることになるため、本実施形態では、バックアップ蒸気量は６００ｋｇ／ｈとなる。
【００３４】
バックアップ指示部４４は、第２ボイラによるバックアップが必要であると判定された場合に、第２ボイラに対してバックアップ指示を行う。このとき、バックアップ要求量よりもバックアップ蒸気量の方が大きい場合に第２ボイラによるバックアップを直ちに行うと、蒸気量が過剰になってしまう。
従来では、バックアップ要求量とバックアップ蒸気量とのみを比較し、バックアップ要求量がバックアップ蒸気量に達したタイミングでバックアップを行うこととしていた。即ち、１台分のバックアップ要求量のみではバックアップ蒸気量に満たない場合にはバックアップを要求する第１ボイラが複数になるまで待機し、複数の第１ボイラのバックアップ要求量がバックアップ蒸気量に到達したタイミングでバックアップを行うこととしていた。
【００３５】
この点、本実施形態では、バックアップ指示部４４は、バックアップ要求量とバックアップ蒸気量とのみでなく、必要蒸気量も加えて比較することで、より適切なタイミングでのバックアップを可能にしている。具体的には、バックアップ指示部４４は、以下の式１を満たすことを条件に、第２ボイラに対してバックアップ指示を行う。
【数１】
2014156936.tif 000003
ここで、指示蒸気量とは、燃焼パターンが指示する燃焼位置に応じてボイラ群２から出力されることが期待される蒸気量である。図３を参照して、燃焼パターンＤである場合には、３台のボイラ２０を低燃焼位置（Ｌ）に位置するように指示することから、指示蒸気量は６００ｋｇ／ｈ（＝２００ｋｇ／ｈ×３台）となる。なお、冷却状態にあるボイラ２０は、燃焼停止位置（−）から低燃焼位置（Ｌ）に位置するように制御されても直ちに給蒸できないことから、指示蒸気量は、ボイラ群２から実際に出力されている出力蒸気量と異なることがある。このとき、給蒸できないボイラ２０（第１ボイラ）に対して指示された蒸気量は、バックアップ要求量として算出されることから、出力蒸気量、指示蒸気量及びバックアップ要求量には、「出力蒸気量＝指示蒸気量−バックアップ要求量」の関係が成り立つといえる。
【００３６】
以上、第１ボイラに対するバックアップを行うための、制御部４の詳細な構成について説明した。続いて、図３及び図５を参照して、制御部４によるバックアップの流れを詳細に説明する。図５は、バックアップ時の動作を示す動作概要図である。なお、図３及び図５に示す（１）〜（５）はそれぞれ対応するタイミングを示す。また、図３及び図５では、１号機ボイラ及び２号機ボイラは直ちに給蒸可能なボイラ２０であり、３号機ボイラは直ぐには給蒸できない冷却したボイラ２０であるとする。
【００３７】
図３及び図５（Ａ）を参照して、タイミング（１）では、蒸気ヘッダ６の内部の圧力から必要蒸気量として４００ｋｇ／ｈの蒸気量が算出されており、制御部４は、ボイラ群２に対して燃焼パターンＣで燃焼するように指示している。図５（Ｂ）を参照して、この指示により１号機ボイラ及び２号機ボイラが低燃焼位置（Ｌ）で燃焼し、３号機ボイラが燃焼停止位置（−）に位置している。
【００３８】
その後、要求負荷が大きくなると蒸気ヘッダ６の内部の圧力が低下し、結果、タイミング（２）では、必要蒸気量が６００ｋｇ／ｈに増加している。このタイミング（２）では、図３に示すように、制御部４は、ボイラ群２に対して燃焼パターンＤで燃焼するように指示することになる。
燃焼パターンＤでは、１号機ボイラ及び２号機ボイラに加えて、３号機ボイラも低燃焼位置（Ｌ）で燃焼することになるが、３号機ボイラは冷却され直ぐには給蒸できないため、図５（Ａ）に示すように、制御部４は、バックアップが必要であると判定し、バックアップ要求量として低燃焼位置（Ｌ）に対応する２００ｋｇ／ｈを算出する。また、制御部４は、バックアップ先のボイラ２０として１号機ボイラを選択し、１号機ボイラの燃焼位置を一段高くした場合に増加する蒸気量（６００ｋｇ／ｈ）をバックアップ蒸気量として算出する。
このとき、「バックアップ蒸気量−バックアップ要求量」即ち第２差分は４００ｋｇ／ｈであるのに対して、「必要蒸気量−指示蒸気量」即ち第１差分は０ｋｇ／ｈであるため、上記式１を満たさない。このような場合に１号機ボイラによるバックアップを行ってしまうと、出力が過剰になってしまうため、図５（Ｂ）に示すように、制御部４は、タイミング（２）ではバックアップを行わず、１号機ボイラを低燃焼位置（Ｌ）の位置に維持する。
【００３９】
一方、蒸気ヘッダ６に対して３号機ボイラから給蒸されないため、蒸気ヘッダ６の内部の圧力は低下し、結果、タイミング（３）では、必要蒸気量が１０００ｋｇ／ｈに増加している。図３を参照すると、必要蒸気量（１０００ｋｇ／ｈ）は、蒸気圧帯ｄに相当するため、タイミング（３）ではタイミング（２）と同じく、制御部４は、ボイラ群２に対して燃焼パターンＤで燃焼するように指示することになる。
ところで、燃焼パターンＤの指示蒸気量は６００ｋｇ／ｈであることから、「必要蒸気量−指示蒸気量（第１差分）」は４００ｋｇ／ｈになり、「バックアップ蒸気量−バックアップ要求量（第２差分）」と一致し、上記式１を満たすことになる。そこで、図５（Ｂ）に示すように、タイミング（３）において制御部４は、１号機ボイラに対してバックアップ指示を行い、１号機ボイラの燃焼位置を一段高くし高燃焼位置（Ｈ）で燃焼させる。
【００４０】
その後、要求負荷が大きくなると蒸気ヘッダ６の内部の圧力が低下し、結果、タイミング（４）では、必要蒸気量が１２００ｋｇ／ｈに増加している。このタイミング（４）では、図３に示すように、制御部４は、ボイラ群２に対して燃焼パターンＥで燃焼するように指示することになる。
燃焼パターンＥでは、１号機ボイラを高燃焼位置（Ｈ）で燃焼させることになるが、タイミング（３）の時点で３号機ボイラのバックアップとして既に高燃焼位置（Ｈ）で燃焼させている。そこで、制御部４は、３号機ボイラのバックアップを２号機ボイラに行わせるように変更し、２号機ボイラの燃焼位置を一段高くした場合に増加する蒸気量（６００ｋｇ／ｈ）をバックアップ蒸気量として算出する。
一方、燃焼パターンＥの指示蒸気量は１２００ｋｇ／ｈであるため、「必要蒸気量−指示蒸気量」は０ｋｇ／ｈであり、上記式１を満たさない。そこで、図５（Ｂ）に示すように、制御部４は、タイミング（４）ではバックアップを行わず、２号機ボイラを低燃焼位置（Ｌ）の位置に維持する。
【００４１】
その後、蒸気ヘッダ６の内部の圧力が低下し、タイミング（５）になると、必要蒸気量が１６００ｋｇ／ｈに増加することから、「必要蒸気量−指示蒸気量（第１差分）」は４００ｋｇ／ｈになり、「バックアップ蒸気量−バックアップ要求量（第２差分）」と一致し、上記式１を満たすことになる。そこで、制御部４は、２号機ボイラに対してバックアップ指示を行い、２号機ボイラの燃焼位置を一段高くし高燃焼位置（Ｈ）で燃焼させる。
【００４２】
このような動作によれば、３号機ボイラに対するバックアップが必要となったタイミング（２）の時点で直ちに１号機ボイラによるバックアップを行わず、その後、蒸気ヘッダ６の内部の圧力が低下しバックアップを行うことで必要蒸気量と出力蒸気量とが釣り合うタイミング（３）となるまで待機してから、１号機ボイラによるバックアップを行う。これにより、バックアップによりボイラ群２から出力される蒸気量が過剰となってしまうことを防止でき、バックアップ時のオーバーシュートやハンチングを抑えることができる。
【００４３】
以上、本発明のボイラシステム１の好ましい一実施形態につき説明したが、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。
【００４４】
上記実施形態では、上記式１を満たした場合にバックアップを行うこととしたが、以下の式２，３に示すように所定の重み付けを行いバックアップを行うか否かを判定することとしてもよい。
【数２】
2014156936.tif 000004
【数３】
2014156936.tif 000005
なお、式２，３におけるα、Ｋは任意の値であり、αは正又は負の値が適宜設定され、Ｋは１以上又は１未満の正の値が適宜設定される。このような重み付けを行うことで、バックアップのタイミングの微調整を行うことができ、ボイラシステム１の応答速度に応じたバックアップが可能になる。
【００４５】
また、上記実施形態では、本発明を、３台のボイラ２０からなるボイラ群２を備えるボイラシステムに適用したが、これに限らない。即ち、本発明を、４台以上のボイラからなるボイラ群を備えるボイラシステムに適用してもよく、また、２台のボイラからなるボイラ群を備えるボイラシステムに適用してもよい。
また、上記実施形態では、３台のボイラ２０の全てを同一のボイラ（低燃焼位置が負荷率２５％の３位置ボイラ）で構成することとしているが、これに限られるものではなく、ボイラ２０毎に燃焼位置に対応する負荷率が異なることとしてもよい。また、ボイラ２０の容量についても同様に、ボイラ２０毎に容量が異なることとしてもよい。このような構成においても、上記式１〜３に従いバックアップを行うか否かを判定することで、蒸気量が過剰になることを防止できる。
【００４６】
以上説明した本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。
【００４７】
（１）本実施形態のボイラシステム１においては、制御部４は、第１ボイラへの燃焼指示に対して第２ボイラによるバックアップが必要である場合、必要蒸気量−指示蒸気量より算出される第１差分と、バックアップ蒸気量−バックアップ要求量より算出される第２差分とを比較し、第１差分が第２差分を超えることを条件に、第２ボイラに対してバックアップ指示を行う構成とした。
このような構成によれば、必要蒸気量を直接的に参照するため、バックアップにより必要蒸気量を超える過剰な蒸気量が発生することがなく、必要蒸気量と出力蒸気量とが釣り合うタイミングでバックアップを行うことができる。その結果、バックアップ時のオーバーシュートやハンチングを抑えることができ、圧力安定性を高めることができる。
【００４８】
（２）制御部４は、バックアップが必要である場合に、第１差分と第２差分との差が所定値を超えることを条件に、第２ボイラに対してバックアップ指示を行う構成とした。
このような構成によれば、必要蒸気量と出力蒸気量とが完全に一致するタイミングではなく、当該タイミングに対して微調整したタイミングでバックアップを行うことができる。その結果、応答速度等のようなボイラシステムに固有の情報を加味した適切なタイミングでバックアップを行うことができ、圧力安定性を高めることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  ボイラシステム
２  ボイラ群
２０  ボイラ
４  制御部
４１  バックアップ判定部
４２  バックアップ要求量算出部
４３  バックアップ蒸気量算出部
４４  バックアップ指示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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