(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のボイラからなり、負荷機器に蒸気を供給するボイラ群であって、前記複数台のボイラにそれぞれ優先順位が設定されたボイラ群と、
前記ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気集合部と、
前記蒸気集合部の内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段と、
前記蒸気圧測定手段によって測定された蒸気圧に基づいて、蒸気圧が所定の蒸気圧制御範囲に収まるように、制御対象の前記ボイラの燃焼量を制御する台数制御手段と、
前記複数台のボイラにそれぞれ優先順位を設定する優先順位設定手段と、を備えるボイラシステムであって、
前記ボイラは、内部にボイラ水が貯留されるボイラ本体と、燃焼することにより前記ボイラ本体の内部を加熱するバーナと、前記バーナの燃焼時間を計時する計時手段と、ボイラ水のｐＨ値を検出するｐＨ値検出手段と、ボイラ水の電気伝導率を検出する電気伝導率検出手段と、を備え、
前記優先順位設定手段は、前記複数台のボイラのうち、（ｉ）前記ｐＨ値検出手段により検出されたボイラ水のｐＨ値が所定の第１閾値を下回るボイラにおいて、又は前記電気伝導率検出手段により検出された電気伝導率が所定の第２閾値を下回るボイラにおいて、前記ｐＨ値が前記第１閾値を下回ると判定された後又は前記電気伝導率が前記第２閾値を下回ると判定された後に、（ｉｉ）前記ボイラ本体の内部のボイラ水を全部排出した後の前記計時手段により計時された積算燃焼時間が所定時間を下回っているボイラについて、優先順位を高く設定する
ボイラシステム。
【請求項２】
前記ボイラは、前記ボイラ本体に供給される供給水に腐食抑制剤を添加する薬剤添加手段を更に備え、
前記薬剤添加手段は、前記優先順位設定手段により前記優先順位を高く設定されたボイラについて、前記ｐＨ値検出手段に検出されるｐＨ値が前記所定の第１閾値に達するまで、又は、前記電気伝導率検出手段により検出される電気伝導率が前記所定の第２閾値に達するまで、腐食抑制剤を注入する
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、複数台のボイラを有するボイラ群を備えるボイラシステムにおいて、複数台のボイラにそれぞれ優先順位が設定されるボイラシステムに関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数台のボイラからなり、負荷機器に蒸気を供給するボイラ群と、ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気集合部（蒸気ヘッダ）と、蒸気集合部の内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段と、蒸気圧測定手段によって測定された蒸気圧に基づいて、蒸気圧が所定の蒸気圧制御範囲に収まるように制御対象のボイラの燃焼量を制御する台数制御手段と、複数台のボイラにそれぞれ優先順位を設定する優先順位設定手段と、を備えるボイラシステムが知られている。
【０００３】
このようなボイラシステムにおいては、優先順位設定手段は、各ボイラにそれぞれ優先順位を設定する。優先順位は、燃焼指示や燃焼停止指示を行うボイラを選択するために用いられる。台数制御手段は、優先順位設定手段により設定された各ボイラの優先順位に基づいて、蒸気圧が所定の蒸気圧制御範囲に収まるように制御対象のボイラの燃焼量を制御する。このようなボイラシステムにおいては、優先順位が低く設定されたボイラは、運転の頻度が少なくなったり、しばらく運転されなくなったりする場合がある。そのため、優先順位が低く設定されたボイラに貯留されるボイラ水は、濃縮度が低いままとなることがある。ボイラ水の濃縮度が低いと、ボイラ水のｐＨ値が低い状態となり、ボイラ本体が腐食しやすくなるという問題がある。
【０００４】
このような問題に対して、ボイラ水の電気伝導率が所定値を下回っているボイラについて、優先順位を高く設定するボイラシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のボイラシステムにおいては、予め設定された優先順位が低いボイラであっても、ボイラ水の電気伝導率が所定値を下回ったボイラについて優先順位を高く設定する。これにより、濃縮度が低いボイラ水の濃縮度を高めて、濃縮度が低いボイラ水が貯留されたボイラ本体の腐食を抑制することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３０３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１には、複数台のボイラの電気伝導率が所定値を下回った場合については考慮されていない。そのため、ボイラ水の濃縮度が低いボイラが複数台存在する場合においても、ボイラの腐食を一層抑制することが望まれている。
【０００７】
本発明は、複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを複数台有するボイラ群と、複数台のボイラにそれぞれ優先順位を設定する優先順位設定手段とを備えるボイラシステムにおいて、ボイラの腐食を一層抑制することができ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】
【０００８】
本発明は、複数台のボイラからなり、負荷機器に蒸気を供給するボイラ群であって、前記複数台のボイラにそれぞれ優先順位が設定されたボイラ群と、前記ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気集合部と、前記蒸気集合部の内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段と、前記蒸気圧測定手段によって測定された蒸気圧に基づいて、蒸気圧が所定の蒸気圧制御範囲に収まるように、制御対象の前記ボイラの燃焼量を制御する台数制御手段と、前記複数台のボイラにそれぞれ優先順位を設定する優先順位設定手段と、を備えるボイラシステムであって、前記ボイラは、内部にボイラ水が貯留されるボイラ本体と、燃焼することにより前記ボイラ本体の内部を加熱するバーナと、前記バーナの燃焼時間を計時する計時手段と、ボイラ水のｐＨ値を検出するｐＨ値検出手段と、ボイラ水の電気伝導率を検出する電気伝導率検出手段と、を備え、前記優先順位設定手段は、前記複数台のボイラのうち、（ｉ）前記ｐＨ値検出手段により検出されたボイラ水のｐＨ値が所定の第１閾値を下回るボイラにおいて、又は前記電気伝導率検出手段により検出された電気伝導率が所定の第２閾値を下回るボイラにおいて、前記ｐＨ値が前記第１閾値を下回ると判定された後又は前記電気伝導率が前記第２閾値を下回ると判定された後に、（ｉｉ）前記ボイラ本体の内部のボイラ水を全部排出した後の前記計時手段により計時された積算燃焼時間が所定時間を下回っているボイラについて、優先順位を高く設定するボイラシステムに関する。
【０００９】
また、前記ボイラは、前記ボイラ本体に供給される供給水に腐食抑制剤を添加する薬剤添加手段を更に備え、前記薬剤添加手段は、前記優先順位設定手段により前記優先順位を高く設定されたボイラについて、前記ｐＨ値検出手段に検出されるｐＨ値が前記所定の第１閾値に達するまで、又は、前記電気伝導率検出手段により検出される電気伝導率が前記所定の第２閾値に達するまで、腐食抑制剤を注入することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを複数台有するボイラ群と、複数台のボイラにそれぞれ優先順位を設定する優先順位設定手段とを備えるボイラシステムにおいて、ボイラの腐食を一層抑制することができ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】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るボイラシステム１の概略を示す図である。
【図２】各ボイラの燃焼パターン及び優先順位と蒸気圧制御範囲の蒸気圧帯との関係を示す図である。
【図３】本発明のボイラシステム１における各ボイラ２０の構成及び各ボイラ２０の周辺の構成の概略を示す図である。
【図４】本実施形態のボイラシステム１におけるローカル制御装置２５の機能的構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本実施形態に係るボイラシステム１の動作を示すフローチャートである。
【図６】所定のボイラ２０の優先順位を高くした場合における各ボイラ２０の燃焼パターン及び優先順位と蒸気圧制御範囲の蒸気圧帯との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るボイラシステム１について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るボイラシステム１の概略を示す図である。図２は、各ボイラの燃焼パターン及び優先順位と蒸気圧制御範囲の蒸気圧帯との関係を示す図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のボイラシステム１は、複数（３台）のボイラ２０を含むボイラ群２と、ボイラ２０において生成された蒸気を集合させる蒸気集合部としての蒸気ヘッダ５０と、蒸気圧測定手段としての蒸気圧センサ５１と、台数制御手段としての台数制御装置５３と、を備える。
【００１４】
蒸気ヘッダ５０の上流側は、蒸気管６１を介してボイラ群２（各ボイラ２０）に接続されている。蒸気ヘッダ５０の下流側は、蒸気管６２を介して蒸気使用設備５８（負荷機器）に接続されている。蒸気ヘッダ５０は、ボイラ群２で発生させた蒸気を集合させて溜め置くことにより各ボイラ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５８に供給するようになっている。
【００１５】
蒸気圧センサ５１は、信号線７１を介して、台数制御装置５３に電気的に接続されている。蒸気圧センサ５１は、蒸気ヘッダ５０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７１を介して台数制御装置５３に送信する。
【００１６】
本実施形態のボイラシステム１は、ボイラ群２で発生させた蒸気を、蒸気ヘッダ５０を介して、蒸気使用設備５８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、台数制御時においては、蒸気圧センサ５１が測定する蒸気ヘッダ５０の内部の蒸気圧（物理量）により代用されている。
【００１７】
蒸気使用設備５８の需要の増大により負荷が増加し、供給蒸気量が不足すれば、蒸気ヘッダ５０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５８の需要の低下により負荷が減少し、供給蒸気量が過剰になれば、蒸気ヘッダ５０の内部の蒸気圧が増加することになる。このため、蒸気圧センサ５１からの蒸気圧信号により負荷の変動をモニターすることができる。ボイラシステム１は、この蒸気圧に基づいて蒸気使用設備５８の消費蒸気量に対応する蒸発量を算出するようになっている。
【００１８】
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構成されている。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】
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５０における蒸気圧（制御対象）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には、それぞれ、各燃焼位置における燃焼量及び燃焼能力（高燃焼状態における燃焼量）が、等しく設定されている。
【００２０】
本実施形態におけるボイラ２０は、
１）燃焼停止状態（燃焼停止位置：０％）
２）低燃焼状態（低燃焼位置：５０％）
３）高燃焼状態（高燃焼位置：１００％）
の３段階の燃焼状態（燃焼位置、負荷率）に制御可能とされる、いわゆる３位置制御が行われるようになっている。この場合、高燃焼状態の燃焼量を１．０と捉えれば、各ボイラ２０の燃焼量は０．５刻みで変更することができることになる。
【００２１】
なお、Ｎ位置制御とは、段階値制御ボイラの燃焼量を、燃焼停止状態を含めて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、２位置（つまり、オン／オフのみ）、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）、又は５位置以上でもよい。
【００２２】
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燃焼パターンが設定されている。本実施形態においては、図２に示すように、燃焼パターンは、ボイラを高燃焼状態とする場合を「Ｈ」、低燃焼状態とする場合を「Ｌ」、燃焼停止状態とする場合を「−」として示す。燃焼パターンは、蒸気圧センサ５１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、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。図２に示すように、蒸気圧制御範囲を７つの蒸気圧帯に区分し、蒸気圧帯ごとに、対応する燃焼パターンを、言い換えると燃焼状態（燃焼位置）を設定しておき、蒸気圧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つの蒸気圧帯に対応して、７つ設定される。
【００２３】
複数台のボイラ２０には、それぞれ優先順位が設定されている。本実施形態においては、図２に示すように、３台のボイラ２０のうち、１号機の優先順位が第１位、２号機の優先順位が第２位、３号機の優先順位が第３位に設定されている。７つの蒸気圧帯において、最上位の蒸気圧帯においては、全てのボイラ２０が燃焼停止状態「−」であり、最下位の蒸気圧帯においては、全てのボイラ２０が高燃焼状態「Ｈ」である。最上位の蒸気圧帯から最下位の蒸気圧帯に向けて、１号機から３号機の順で、「−」→「Ｌ」→「Ｈ」に燃焼状態が変更される。
【００２４】
本実施形態においては、優先順位が高いボイラが低燃焼状態「Ｌ」から高燃焼状態「Ｈ」に変更された後に、次に順位が高いボイラが燃焼停止状態「−」から低燃焼状態「Ｌ」に変更される。なお、優先順位が高いボイラが燃焼停止状態「−」から低燃焼状態「Ｌ」に変更された後で且つ高燃焼状態「Ｈ」に変更される前に、次に順位が高いボイラが燃焼停止状態「−」から低燃焼状態「Ｌ」に変更されてもよい。
【００２５】
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、各ボイラ２０の燃焼位置（燃焼状態）を制御するローカル制御装置２５と、各ボイラ２０の内部の蒸気圧を測定するローカル蒸気圧測定部２９と、を有する。
【００２６】
ローカル制御装置２５は、各ボイラ２０を制御し、要求される負荷に応じて燃焼位置（燃焼状態）を変更させることが可能とされている。ローカル制御装置２５は、台数制御時には、台数制御装置５３による台数制御信号に基づいて各ボイラ２０を制御し、一方、ローカル制御時には、ボイラ２０を直接、制御する。
【００２７】
ローカル蒸気圧測定部２９は、例えば、蒸気圧センサ及び蒸気圧スイッチから、又は蒸気圧スイッチのみから構成され、各ボイラ２０の内部の蒸気圧を測定する。ローカル蒸気圧測定部２９は、各ボイラ２０のローカル制御を行う際に用いられる蒸気圧を測定する。
【００２８】
各ボイラ２０は、信号線７２を介して、台数制御装置５３に電気的に接続されている。各ボイラ２０には、供給水Ｗ１及び燃料Ｆが供給される。各ボイラ２０からは、乾き蒸気ＳＭ２が送出される（図３参照）。なお、各ボイラ２０及び各ボイラ２０の周辺の構成については後述する。
【００２９】
ローカル制御装置２５は、台数制御時において台数制御装置５３で用いられる信号を、信号線７２を介して台数制御装置５３に送信する。台数制御装置５３で用いられる信号としては、例えば、ボイラ２０に要求される負荷などの信号、ボイラ２０の実際の燃焼状態、その他のデータが挙げられる。また、ローカル制御装置２５は、制御対象のボイラ２０が運転可能であるときには、運転可能であることを示す信号（運転可能信号）を、信号線７２を介して台数制御装置５３に送信する。
【００３０】
台数制御が行われる場合には、ローカル制御装置２５は、蒸気圧センサ５１により測定される蒸気ヘッダ５０の内部の蒸気圧が高くなったときには燃焼位置を低い方に移行させて（燃焼停止位置への移行を含む）、蒸発量を減少させ、一方、蒸気ヘッダ５０の内部の蒸気圧が低くなったときには燃焼位置を高い方に移行させて、蒸発量を増加させるように、各ボイラ２０の燃焼位置を制御する。
【００３１】
ローカル制御が行われる場合には、ローカル制御装置２５は、ローカル蒸気圧測定部２９により測定されるボイラ２０の内部の蒸気圧が高くなったときには燃焼位置を低い方に移行させて（燃焼停止位置への移行を含む）、蒸発量を減少させ、一方、ボイラ２０の内部の蒸気圧が低くなったときには燃焼位置を高い方に移行させて、蒸発量を増加させるように、各ボイラ２０の燃焼位置を制御する。なお、ローカル制御装置２５の詳細については後述する。
【００３２】
台数制御装置５３は、信号線７２を介して、各ボイラ２０に電気的に接続されている。台数制御装置５３は、ボイラ２０が高いボイラ効率（燃焼効率）で運転されるように、各ボイラ２０の台数制御を行う。なお、各ボイラ２０でローカル制御が行われる場合には、台数制御装置５３による台数制御は行われない。
【００３３】
台数制御装置５３は、各ボイラ２０から受信される要求負荷などの信号に基づいて、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の燃焼状態を算出し、各ボイラ２０のローカル制御装置２５に台数制御信号を送信する。これにより、台数制御装置５３は、各ボイラ２０の燃焼量を制御し、ボイラ群２の台数制御を行うようになっている。
【００３４】
台数制御装置５３は、信号線７１を介して、蒸気圧センサ５１からの蒸気圧信号を受信する。台数制御装置５３は、蒸気圧センサ５１からの蒸気圧信号に基づいて、要求負荷に対応する必要な燃焼量を設定し、その必要燃焼量に従って各ボイラ２０に燃焼位置の変更を指示し、３台のボイラ２０の燃焼量を制御する。
【００３５】
詳述すると、台数制御装置５３は、蒸気圧センサ５１によって測定された蒸気圧に基づいて、蒸気圧が所定の蒸気圧制御範囲（図２参照）に収まるように、燃焼パターンを選択する。台数制御装置５３は、要求負荷の変動により燃焼量が不足している場合には、燃焼停止位置から低燃焼位置、又は低燃焼位置から高燃焼位置に燃焼位置を引き上げる指示を、ボイラ２０に行う。要求負荷の変動により燃焼量が過剰になっている場合には、高燃焼位置から低燃焼位置、低燃焼位置から燃焼停止位置、又は高燃焼位置から燃焼停止位置に燃焼位置を引き下げる指示を、ボイラ２０に行う。
【００３６】
なお、ボイラ２０の燃焼又はその停止は、仮想ボイラ単位で扱うこともできる。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。よって、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。
【００３７】
台数制御装置５３は、各ボイラ２０のローカル制御装置２５と信号線７２を介して接続されている。台数制御装置５３は、信号線７２を介して各ボイラ２０のローカル制御装置２５に各種の指示を行ったり、ローカル制御装置２５から各種のデータを受信したりして、３台のボイラ２０に対して上述の制御を行う。各ボイラ２０のローカル制御装置２５は、台数制御装置５３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。複数のボイラを備えたボイラシステムの負荷量から定めた必要燃焼量に対して、実際の燃焼量が不足していれば、ボイラ２０に燃焼指示を行い、実際の燃焼量が過剰であれば、ボイラ２０に燃焼停止指示を行う。
【００３８】
台数制御装置５３は、ｐＨ値検出センサ４３（後述）により検出されたｐＨ値、電気伝導率センサ４５（後述）により検出された電気伝導率、タイマ部１０２（後述）により計時された積算燃焼時間を、各ボイラ２０のローカル制御装置２５から取得する。
【００３９】
台数制御装置５３は、優先順位設定手段としての機能を有する。台数制御装置５３は、複数台のボイラ２０にそれぞれ優先順位を設定する。台数制御装置５３は、ローテーションに関する設定などにしたがって、優先順位を変更して設定する。
【００４０】
台数制御装置５３は、ｐＨ値検出センサ４３（後述）により検出されたｐＨ値及びタイマ部１０２（後述）により計時された積算燃焼時間に基づいて、複数台のボイラのうち、（ｉ）ｐＨ値検出センサ４３により検出されたボイラ水のｐＨ値が所定の第１閾値を下回っており、かつ、（ｉｉ）ボイラ本体２１の内部のボイラ水Ｗ２を全部排出した後（全ブロー後）におけるタイマ部１０２により計時された積算燃焼時間が所定時間を下回っているボイラについて、優先順位を高く設定する。なお、優先順位を高くする設定は、該当するボイラ２０の優先順位を最上位に繰り上げる設定でもよいし、優先順位を１つ繰り上げる設定でもよい。
【００４１】
ボイラ水Ｗ２のｐＨ値が１１．０〜１１．８の範囲である場合に腐食を抑制する効果が高く、腐食抑制効果の高いｐＨ値の下限値である１１．０を下回る場合にボイラ本体２１の腐食の危険性があることから、所定の第１閾値としては、例えば、ｐＨ値で１１．０とすることができる。なお、所定の第１閾値は、一定値や一定範囲を含む概念である。そのため、所定の第１閾値を、ｐＨ値で１１．０〜１１．８の範囲としてもよい。
【００４２】
次に、各ボイラ２０の構成及び各ボイラ２０の周辺の構成について説明する。図３は、本発明のボイラシステム１における各ボイラ２０の構成及び各ボイラ２０の周辺の構成の概略を示す図である。各ボイラ２０の構成は、それぞれ同様の構成であるため、１つのボイラ２０について説明する。
【００４３】
図３に示すように、本実施形態のボイラシステム１は、前述のボイラ２０及び蒸気ヘッダ５０に加えて、硬水軟化装置３と、給水タンク５と、腐食抑制剤添加装置８２と、給水ポンプ６と、を備える。図３では、電気的な接続の経路を破線で示す。
【００４４】
また、ボイラシステム１は、硬度検出センサ４１と、ｐＨ値検出手段としてのｐＨ値検出センサ４３と、電気伝導率検出手段としての電気伝導率センサ４５と、を備える。
【００４５】
また、ボイラシステム１は、供給水ラインＬ１と、燃料供給ラインＬ２と、ブローラインＬ３と、蒸気取出ラインＬ４と、蒸気送出ラインＬ５と、降水ラインＬ６と、分離水回収ラインＬ７と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００４６】
ボイラ２０は、蒸気使用設備５８に供給する蒸気を生成する。ボイラ２０は、ボイラ本体２１と、複数の水管２２と、上部ヘッダ２３と、下部ヘッダ２４と、バーナ２７と、燃焼室２６と、満水検出電極棒２８と、水位検出器３１と、ローカル蒸気圧測定部２９と、気水分離器７と、蒸気弁９５と、ローカル制御装置２５と、を備える。
【００４７】
供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１をボイラ本体２１に供給するラインである。供給水ラインＬ１の上流側の端部は、供給水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。供給水ラインＬ１の下流側の端部は、ボイラ本体２１の下部ヘッダ２４（後述）に接続されている。供給水ラインＬ１には、供給源からボイラ２０に向けて順に、硬水軟化装置３、接続部Ｊ１、給水タンク５、添加部Ｊ２及び給水ポンプ６が設けられている。
【００４８】
硬水軟化装置３は、水道水、地下水、工業用水等の原水中に含まれる硬度成分をナトリウムイオン（又はカリウムイオン）へ置換して軟水を生成する。硬水軟化装置３は、イオン交換樹脂床３ａを有する。イオン交換樹脂床３ａは、ボイラ本体２１に供給される供給水Ｗ１の軟水化処理を行う。硬水軟化装置３は、原水Ｗ０をイオン交換樹脂床３ａで軟水化して得られた処理水（軟水）を供給水Ｗ１としてボイラ２０に向けて供給する。
【００４９】
接続部Ｊ１には、硬度検出センサ４１が接続されている。硬度検出センサ４１は、硬水軟化装置３により軟水化された供給水Ｗ１の硬度を検出する。硬度検出センサ４１で検出された供給水Ｗ１の硬度に関する情報は、ローカル制御装置２５へ検出信号として送信される。
【００５０】
給水タンク５は、硬水軟化装置３により軟水化された処理水を、供給水Ｗ１として貯留する。給水タンク５に貯留された供給水Ｗ１は、ボイラ本体２１に供給される。給水ポンプ６は、給水タンク５から供給水Ｗ１を吸入し、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１をボイラ本体２１に向けて送出する。給水ポンプ６は、ローカル制御装置２５と電気的に接続されている。給水ポンプ６が供給水Ｗ１をボイラ本体２１に送り出すタイミングは、ローカル制御装置２５から送信される駆動信号により制御される。
【００５１】
添加部Ｊ２には、薬剤添加手段としての腐食抑制剤添加装置８２が接続されている。腐食抑制剤添加装置８２は、ボイラ本体２１に供給される供給水Ｗ１に腐食抑制剤を添加する装置である。腐食抑制剤は、主にボイラ本体２１の腐食を抑制するために用いられる薬品である。腐食抑制剤としては、例えば、シリカ（ケイ酸又はケイ酸塩）及びアルカリ金属の水酸化物を含むものを挙げることができる。
【００５２】
腐食抑制剤添加装置８２は、ローカル制御装置２５と電気的に接続されている。腐食抑制剤添加装置８２から供給水ラインＬ１の添加部Ｊ２へ腐食抑制剤を添加するタイミング及び添加量は、ローカル制御装置２５の腐食抑制剤添加制御部１０７（後述）から送信される駆動信号により制御される。
【００５３】
ボイラ本体２１は、図３に示すように、上下のヘッダ間に鉛直方向に立設された水管群より構成され、ボイラ２０の外形の主要部を構成する。ボイラ本体２１には、供給水ラインＬ１により供給された供給水Ｗ１が内部にボイラ水Ｗ２として貯留される。なお、ボイラ水Ｗ２には、ボイラ本体２に一旦ボイラ水Ｗ２として溜まった後に蒸気として取り出されて、ボイラ本体２に戻ってくる水が含まれる。例えば、ボイラ水Ｗ２には、気水分離器７（後述）により分離されてボイラ本体２１に返送される分離水Ｗ４も含まれる。
【００５４】
複数の水管２２は、ボイラ本体２１の上下方向に延びて配置される。上部ヘッダ２３は、ボイラ本体２１の上部に配置される。上部ヘッダ２３は、例えば、環状の容器により構成される。上部ヘッダ２３には、複数の水管２２の上端部が連結される。上部ヘッダ２３を、「上部管寄せ」ともいう。上部ヘッダ２３には、後述する蒸気取出ラインＬ４の一方側の端部が接続される。
【００５５】
上部ヘッダ２３には、真空破壊用ラインＬ８が接続されている。真空破壊用ラインＬ８の一方の端部は、上部ヘッダ２３の上面に接続されている。真空破壊用ラインＬ８の他方の端部は、大気に開放されている。真空破壊用ラインＬ８の途中には、真空破壊弁９８が設けられている。真空破壊弁９８は、常閉式の圧力作動弁であり、上部ヘッダ２３の内部圧力が大気圧力よりも低くなった場合に開弁して、真空破壊用ラインＬ８を介して大気を吸入する。ボイラ２０の燃焼停止中等に真空破壊弁９８が作動することにより、ボイラ本体２１の内部を大気圧にすることができる。
【００５６】
下部ヘッダ２４は、ボイラ本体２１の下部に配置される。下部ヘッダ２４は、例えば、環状の容器により構成される。下部ヘッダ２４には、複数の水管２２の下端部が連結される。下部ヘッダ２４を、「下部管寄せ」ともいう。下部ヘッダ２４の側壁の一方には、供給水ラインＬ１の端部が接続される。下部ヘッダ２４の側壁の他方には、降水ラインＬ６の端部が接続される。燃焼室２６は、複数の水管２２に囲まれた空間により構成される。
【００５７】
バーナ２７は、燃焼することによりボイラ本体２１の内部を加熱する。バーナ２７は、ボイラ本体２１の上部側の中央部に配置される。バーナ２７は、燃料噴射ノズル及び空気供給ノズル（いずれも図示せず）を含んで構成される。バーナ２７は、燃料噴射ノズルから燃料をボイラ本体２１の燃焼室２６に向けて噴射すると共に、空気供給ノズルから空気をボイラ本体２１の内部に供給して、燃料を燃焼させる。
【００５８】
満水検出電極棒２８は、水管２２に貯留されるボイラ水Ｗ２の量が満水位置を上回る場合に、ボイラ水Ｗ２の満水を検出する。満水検出電極棒２８は、その先端がボイラ水Ｗ２に接触した場合に、ボイラ本体２１の水管２２に貯留されたボイラ水Ｗ２の満水を検出する。満水検出電極棒２８は、ローカル制御装置２５と電気的に接続されている。満水検出電極棒２８で検出されたボイラ水Ｗ２の満水の検出信号は、ローカル制御装置２５へ送信される。
【００５９】
水位検出器３１は、水管２に貯留されるボイラ水Ｗ２の水位を検出する。水位検出器３１は、水位検出筒３１ｄと、３本の電極棒３１ａ，３１ｂ，３１ｃとを有する。水位検出筒３１ｄの上端部は、接続ラインを介して上部ヘッダ２３に接続されている。水位検出筒３１ｄの下端部は、接続ラインを介して下部ヘッダ２４に接続されている。水位検出筒３１ｄは、上端部が上部ヘッダ２３に接続されると共に下端部が下部ヘッダ２４に接続されることで、水管２２と同じ高さの水位で、ボイラ水Ｗ２を貯留する。
【００６０】
３本の電極棒３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、それぞれの先端がボイラ水Ｗ２に接触した場合に、ボイラ水Ｗ２の存在を検出する。３本の電極棒３１ａ，３１ｂ，３１ｃの長さは、第１電極棒３１ａ、第２電極棒３１ｂ、第３電極棒３１ｃの順に短くなっている。水管２に貯留されるボイラ水Ｗ２の水位は、３本の電極棒３１ａ，３１ｂ，３１ｃのそれぞれの先端がボイラ水Ｗ２に接触しているか否かの相互の関係により検出される。例えば、第１電極棒３１ａの先端がボイラ水Ｗ２に接触しており、かつ、第２電極棒３１ｂの先端がボイラ水Ｗ２に接触していない場合には、水管２に貯留されるボイラ水Ｗ２の水位は、第１電極棒３１ａの先端と第２電極棒３１ｂの先端との間の高さである。本実施形態においては、第２電極棒３１ｂの先端と第３電極棒３１ｃの先端との間の水位を基準水位としている。なお、基準水位とは、ボイラ２０が通常運転時における目標水位である。３本の電極棒３１ａ，３１ｂ，３１ｃそれぞれは、ローカル制御装置２５と電気的に接続されている。３本の電極棒３１ａ，３１ｂ，３１ｃで検出されたボイラ水Ｗ２の検出信号は、ローカル制御装置２５へ送信される。
【００６１】
燃料供給ラインＬ２は、バーナ２７により燃焼される燃料Ｆをバーナ２７に供給するラインである。燃料供給ラインＬ２の上流側の端部は、燃料Ｆの供給源（不図示）に接続されている。燃料供給ラインＬ２の下流側の端部は、バーナ２７に接続されている。燃料供給ラインＬ２には、燃料供給弁９２が設けられている。燃料供給弁９２は、バーナ２７に供給される燃料の量を調整する弁である。燃料供給弁９２は、燃料供給ラインＬ２を開閉することができる。燃料供給弁９２における弁体の開閉は、ローカル制御装置２５からの駆動信号により制御される。
【００６２】
蒸気取出ラインＬ４は、ボイラ２０により生成された蒸気ＳＭ１を、ボイラ本体２１から取り出して、気水分離器７に導入させるラインである。蒸気取出ラインＬ４の上流側の端部は、ボイラ本体２１の上部ヘッダ２３の上面部に接続されている。蒸気取出ラインＬ４の下流側の端部は、気水分離器７の側部の上方側に接続されている。
【００６３】
気水分離器７は、上部ヘッダ２３から蒸気取出ラインＬ４を介して導入された蒸気ＳＭ１を、乾き蒸気ＳＭ２と水分（以下「分離水Ｗ４」ともいう）とに分離する装置である。なお、前述のとおり、気水分離器７により分離される分離水Ｗ４は、ボイラ水Ｗ２の一部でもある。
【００６４】
蒸気送出ラインＬ５は、気水分離器７により分離された乾き蒸気ＳＭ２を、蒸気ヘッダ５０に向けて送り出すラインである。蒸気送出ラインＬ５の上流側の端部は、気水分離器７の上面に接続されている。蒸気送出ラインＬ５の下流側の端部は、蒸気ヘッダ５０に接続されている。
【００６５】
蒸気送出ラインＬ５は、複数の垂直部分Ｌ５１，Ｌ５３，Ｌ５５，Ｌ５７及び複数の水平部分Ｌ５２，Ｌ５４，Ｌ５６を有し、複数個所で屈曲して形成される。具体的には、蒸気送出ラインＬ５は、気水分離器７から蒸気ヘッダ５０に向かって順に、気水分離器７の上部から垂直方向の上方に向けて所定長さ延び（垂直部分Ｌ５１）、上方に所定長さ延びた後に直角に水平方向に屈曲して水平方向に所定長さ延び（水平部分Ｌ５２）、水平方向に所定流さ延びた後に直角に垂直方向の下方に向けて所定長さ延び（垂直部分Ｌ５３）、下方に所定長さ延びた後に直角に水平方向に屈曲して水平方向に所定長さ延び（水平部分Ｌ５４）、水平方向に所定長さ延びた後に直角に垂直方向の上方に向けて所定長さ延び（垂直部分Ｌ５５）、上方に向けて所定長さ延びた後に直角に水平方向に屈曲して水平方向に所定長さ延び（水平部分Ｌ５６）、水平方向に所定長さ延びた後に直角に垂直方向の下方に向けて所定長さ延び（垂直部分Ｌ５７）、下方に向けて所定長さ延びた部分で蒸気ヘッダ５０の上面に接続される。なお、蒸気送出ラインＬ５は、図１における蒸気管６１に相当する。
【００６６】
蒸気送出ラインＬ５には、気水分離器７から蒸気ヘッダ５０に向けて順に、蒸気弁９５及び接続部Ｊ６が設けられている。蒸気弁９５は、蒸気ヘッダ５０に向けて送り出す蒸気の量を調整する弁である。蒸気弁９５は、蒸気送出ラインＬ５を開閉することができる。本実施形態においては、蒸気弁９５は、手動により開閉状態を切り替え可能な弁である。また、蒸気ヘッダ５０は、前述のように、複数台設置されたボイラ２０からの蒸気を集合させて、集合した蒸気ＳＭ３を蒸気使用設備５８に分配させる設備である。
【００６７】
接続部Ｊ６は、蒸気送出ラインＬ５の下部に位置する水平部分Ｌ５４の途中に設けられている。接続部Ｊ６には、分離水回収ラインＬ７が接続されている。分離水回収ラインＬ７は、上流側の端部において接続部Ｊ６に接続され、接続部Ｊ６から垂直方向の下方に向けて延びている。分離水回収ラインＬ７の下流側の端部は、給水タンク５に接続されている。
【００６８】
分離水回収ラインＬ７は、蒸気送出ラインＬ５に送り出された蒸気ＳＭ２から生成された凝縮水を、スチームトラップ３２を介して、給水タンク５に返送させるラインである。スチームトラップ３２は、分離水回収ラインＬ７における接続部Ｊ６の下方に設けられている。
【００６９】
スチームトラップ３２は、蒸気取出ラインＬ４から接続部Ｊ６を介して分離水回収ラインＬ７に流れこんだ凝縮水を蒸気ＳＭ２から分離して、分離水回収ラインＬ７の下流側に向けて流通させる。スチームトラップ３２により分離された分離水Ｗ５は、分離水回収ラインＬ７を介して、給水タンク５に返送される。
【００７０】
降水ラインＬ６は、気水分離器７により分離された分離水Ｗ４を、ボイラ本体２１の下部ヘッダ２４に向けて流下させるラインである。降水ラインＬ６の上流側の端部は、気水分離器７の下部に接続されている。降水ラインＬ６の下流側の端部は、下部ヘッダ２４に接続されている。降水ラインＬ６には、気水分離器７からボイラ本体２１に向けて順に、接続部Ｊ５及び接続部Ｊ４が設けられている。なお、降水ラインＬ６を「降水管」ともいう。
【００７１】
接続部Ｊ４には、電気伝導率センサ４５が接続されている。電気伝導率センサ４５は、降水ラインＬ６（降水管）を流通する分離水Ｗ４の電気伝導率を検出するセンサである。なお、降水ラインＬ６（降水管）を流通する分離水Ｗ４は、ボイラ水Ｗ２の一部である。電気伝導率センサ４５は、ローカル制御装置２５と電気的に接続されている。電気伝導率センサ４５で検出された分離水Ｗ４（ボイラ水Ｗ２）の電気伝導率値は、ローカル制御装置２５へ検出信号として送信される。
【００７２】
接続部Ｊ５には、ブローラインＬ３の上流側の端部が接続されている。ブローラインＬ３は、降水ラインＬ６（降水管）を流通する分離水Ｗ４（ボイラ水Ｗ２）を、接続部Ｊ５を介して、ボイラ２０の外部に排出するラインである。ブローラインＬ３には、ブロー弁９３が設けられている。ブロー弁９３は、ブローラインＬ３を開閉することができる。ブロー弁９３における弁体の開閉は、ローカル制御装置２５からの駆動信号により制御される。ブロー弁９３を開状態にすることにより、降水ラインＬ６（降水管）を流通する分離水Ｗ４（ボイラ水Ｗ２）を外部に排出する。
【００７３】
ｐＨ値検出センサ４３は、ボイラ本体２１の水管２２の下部に貯留されるボイラ水Ｗ２のｐＨ値を検出するセンサである。ｐＨ値検出センサ４３は、水管２２の下部の内部に配置される。ｐＨ値検出センサ４３は、ローカル制御装置２５と電気的に接続されている。ｐＨ値検出センサ４３で検出されたボイラ水のｐＨ値は、ローカル制御装置２５へ検出信号として送信される。
【００７４】
ｐＨ値検出センサ４３としては、例えば、検知膜に酸化ジルコニウムを使用した半導体式ｐＨセンサを用いることができる。検知膜に酸化ジルコニウムを使用した半導体式ｐＨセンサは、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値を、３００℃の環境において測定可能である。
【００７５】
次に、図４を参照して、本実施形態のボイラシステム１のローカル制御装置２５の制御に係る機能について説明する。図４は、本実施形態のボイラシステム１におけるローカル制御装置２５の機能的構成を示す機能ブロック図である。
【００７６】
図４に示すように、ローカル制御装置２５は、各ボイラ２及び各ボイラ２の周辺の構成を制御する。ローカル制御装置２５は、各ボイラ２における各測定装置に電気的に接続され、各測定装置から測定情報を受信する。例えば、ローカル制御装置２５は、給水ポンプ６に電気的に接続され、ボイラ本体２１内のボイラ水Ｗ２の水位に応じて、供給水Ｗ１をボイラ２０に向けて送り出すように給水ポンプ６を制御する。
【００７７】
ローカル制御装置２５は、ローカル制御部１００と、ローカル記憶部１１０と、備える。ローカル制御部１００は、バルブ制御部１０１と、計時手段としてのタイマ部１０２と、薬剤添加手段としての腐食抑制剤添加制御部１０７と、を備える。
【００７８】
バルブ制御部１０１は、燃料供給弁９２及びブロー弁９３の開閉状態を制御する。タイマ部１０２は、バーナ２７の積算燃焼時間を計時する。積算燃焼時間は、バーナ２７を高燃焼状態で燃焼させた時間に換算した場合における積算燃焼時間である。言い換えると、タイマ部１０２は、バーナ２７を低燃焼状態で燃焼させた場合には、バーナ２７を低燃焼状態で燃焼させた時間を高燃焼状態で燃焼させた時間に換算して、積算燃焼時間を計時する。また、タイマ部１０２は、ボイラ本体２１の内部のボイラ水Ｗ２を全部排出（以下「全ブロー」ともいう）した後からの積算燃焼時間を計時する。全ブローが行われた場合には、ボイラ本体２１にボイラ水Ｗ２がない状態になるため、ボイラ本体２１には、新たな供給水Ｗ１が供給される。そのため、タイマ部１０２は、計時された積算燃焼時間を一度リセットする。そして、タイマ部１０２は、全ブローが行われた後から、積算燃焼時間の計時を開始する。
【００７９】
腐食抑制剤添加制御部１０７は、台数制御装置５３により優先順位を高く設定されたボイラ２０に関して、検出ｐＨ値が所定の第１閾値を下回っていると判定されたボイラ２０については所定の第１閾値に達するまで、腐食抑制剤を供給水Ｗ１に注入する（添加する）ように腐食抑制剤添加装置８２を制御する。
【００８０】
ローカル記憶部１１０は、各ボイラの運転を実施する制御プログラムや、所定のパラメータや、各種テーブル等を記憶する。
【００８１】
次に、図１及び図３を参照して、本実施形態のボイラシステム１の動作について簡単に説明する。まず、各ボイラ２０単体の動作について説明する。図３に示すように、ボイラ２０に供給される供給水Ｗ１は、供給源（不図示）から給水タンク５へ供給される。この際、供給源から供給される供給水Ｗ１は、硬水軟化装置３において硬度成分が除去され、軟化水となる。そして、硬水軟化装置３により生成された軟化水は、供給水Ｗ１として給水タンク５に貯留される。ここでは、燃料供給弁９２及びブロー弁９３は、閉状態である。
【００８２】
次に、給水ポンプ６を作動させることにより、給水タンク５に貯留された供給水Ｗ１（軟化水）は、供給水ラインＬ１を通して、ボイラ本体２１の下部ヘッダ２４に向けて送り出される。そして、ボイラ２０に供給された供給水Ｗ１は、下部ヘッダ２４及び各水管２２において、ボイラ水Ｗ２として貯留される。
【００８３】
次に、燃料供給弁９２を閉状態から開状態に切り替えることで、バーナ２７に燃料を供給する。バーナ２７が着火されることで、バーナ２７は、燃焼を開始する。
【００８４】
下部ヘッダ２４及び各水管２２に貯留されたボイラ水Ｗ２は、水管壁を通してバーナ２７により加熱されながら、各水管２２の内部を上昇していき、その後、蒸気ＳＭ１となる。そして、各水管２２の内部において生成された蒸気ＳＭ１は、上部ヘッダ２３に集められ、蒸気取出ラインＬ４を介して、気水分離器７に導入される。
【００８５】
気水分離器７に導入された蒸気ＳＭ１は、乾き蒸気ＳＭ２と分離水Ｗ４とに分離される。気水分離器７で分離された乾き蒸気ＳＭ２は、蒸気弁９５を閉状態から開状態に切り替えておくことにより、蒸気送出ラインＬ５を通して、蒸気ヘッダ５０において集合される。気水分離器７で分離された分離水Ｗ４は、降水ラインＬ６を通して下部ヘッダ２４に戻される。
【００８６】
ここで、蒸気送出ラインＬ５は、垂直部分Ｌ５１及びＬ５３の上端部から水平に延びる水平部分Ｌ５２を有している。そのため、ボイラ２０の燃焼停止状態中に蒸気送出ラインＬ５が冷えて管内で凝縮水が発生した場合であっても、蒸気送出ラインＬ５の管内で発生した凝縮水は、気水分離器７に戻りにくい。また、蒸気送出ラインＬ５は、蒸気送出ラインＬ５の下部に位置する水平部分Ｌ５４を有している。そのため、蒸気送出ラインＬ５が冷えて管内で凝縮水が発生した場合には、管内で発生した凝縮水は、水平部分Ｌ５４に集合しやすい。
【００８７】
スチームトラップ３２は、水平部分Ｌ５４の接続部Ｊ６に接続された分離水回収ラインＬ７に設けられている。そのため、スチームトラップ３２は、水平部分Ｌ５４に集合して接続部Ｊ６を介して分離水回収ラインＬ７に流れ込んだ凝縮水を、蒸気ＳＭ２から分離する。そして、スチームトラップ３２により分離された分離水Ｗ５は、分離水回収ラインＬ７を介して、給水タンク５に返送される。これにより、ボイラ本体２１への凝縮水の逆流が抑制される。
【００８８】
次に、３台のボイラ２０からなるボイラ群の動作について説明する。図１に示すように、台数制御装置５３は、蒸気圧センサ５１からの蒸気圧信号に基づいて、要求負荷に対応する必要な燃焼量を設定し、その必要燃焼量に従って各ボイラ２０に燃焼位置の変更を指示し、３台のボイラ２０の燃焼量を制御する。また、３台のボイラ２０には、それぞれ優先順位が設定されている。台数制御装置５３は、ボイラ２０の優先順位に基づいて、各ボイラの燃焼指示や燃焼停止指示を行うボイラを選択して、３台のボイラ２０の燃焼量を制御する。そして、３台のボイラ２０により生成された蒸気は、蒸気ヘッダ５０に集合される。蒸気ヘッダ５０に集合された蒸気ＳＭ３は、蒸気使用設備５８へ供給される。
【００８９】
このようなボイラシステム１の運転において、ボイラ２０の燃焼停止中にボイラ本体２１の内部が冷却されて圧力の低下が起こると、蒸気ヘッダ５０からボイラ本体２１に蒸気が逆流することがある。この逆流した蒸気は、ボイラ本体２１の内部で凝縮水となって貯留されるため、ボイラ本体２１が満水状態となることがある。ボイラ本体２１が満水状態のまま燃焼を開始した場合には、蒸気ＳＭ１の乾き度が極めて低くなる等、種々の不具合が起こるようになる。
【００９０】
そこで、従来、燃焼停止中に満水検出電極棒２８がボイラ水Ｗ２の満水を検知した場合には、ボイラ水Ｗ２の水位が所定水位未満に低下するまでボイラ水Ｗ２を排出させた後、供給水Ｗ１を所定水位まで補充する制御（いわゆる、満水ブロー制御）が行われていた。しかしながら、燃焼停止中に満水ブロー制御が頻繁に行われた場合には、その都度、ボイラ水Ｗ２が供給水Ｗ１で希釈されるため、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値が所定範囲よりも低い状態となり、ボイラ本体２１が腐食しやすくなるという問題がある。
【００９１】
これに対して、本実施形態においては、燃焼停止中に満水検出電極棒２８がボイラ水Ｗ２の満水を検知した場合でも、満水ブローを行わないように制御する。そして、起動時に満水検出電極棒２８がボイラ水Ｗ２の満水を検知していれば、ボイラ水Ｗ２の水位が所定水位未満に低下するまでボイラ水Ｗ２を排出させた後、燃焼を開始させる。これにより、満水ブロー制御を行う頻度を起動時にのみ制限することができる。従って、ボイラ水Ｗ２の供給水Ｗ１による希釈を抑制して、ボイラ本体２１の腐食を低減させることができる。
【００９２】
更に、本実施形態においては、上部ヘッダ２３の上面に接続される真空破壊用ラインＬ８の途中に、真空破壊弁９８が設けられている。真空破壊弁９８は、ボイラ２０の燃焼停止中等において、ボイラ本体２１の内部が負圧になると開弁して、ボイラ本体２１の内部を大気圧にすることができる。そのため、ボイラ２０の燃焼停止中等に真空破壊弁９８が開弁することにより、ボイラ本体２１の内部の気圧が大気圧になるため、ボイラ本体２１が冷えても、蒸気がボイラ本体２１に逆流することが低減される。これにより、ボイラ水Ｗ２の水位の上昇を抑制して、満水ブロー制御を行う頻度を少なくすることができる。従って、ボイラ水Ｗ２の供給水Ｗ１による希釈を抑制して、ボイラ本体２１の腐食を低減させることができる。
【００９３】
次に、本実施形態のボイラシステム１において、所定のボイラ２０の優先順位を高くする場合の制御について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係るボイラシステム１の動作を示すフローチャートである。図６は、所定のボイラ２０の優先順位を高くした場合における各ボイラ２０の燃焼パターン及び優先順位と蒸気圧制御範囲の蒸気圧帯との関係を示す図である。
【００９４】
図５に示すように、ステップＳＴ１において、台数制御装置５３は、ローカル制御装置２５から送信されるｐＨ値検出センサ４３により検出された各ボイラ２０のボイラ水の検出ｐＨ値が、所定の第１閾値を下回るか否かを判定する。ステップＳＴ１において、各ボイラ２０のボイラ水の検出ｐＨ値が所定の第１閾値を下回る場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ２に進む。一方、ステップＳＴ１において、各ボイラ２０のボイラ水の検出ｐＨ値が所定の第１閾値を上回る場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ５に進む。本実施形態においては、例えば、図２に示す２号機のボイラ２０及び３号機のボイラ２０は、台数制御装置５３により検出ｐＨ値が所定の第１閾値を下回る（ＹＥＳ）と判定されている。
【００９５】
ステップＳＴ２において、台数制御装置５３は、ローカル制御装置２５から送信されるタイマ部１０２により計時された各ボイラ２０の積算燃焼時間が、所定時間を下回るか否かを判定する。積算燃焼時間は、バーナ２７を高燃焼状態で燃焼させた時間に換算した積算燃焼時間である。また、タイマ部１０２は、全ブローした後からの積算燃焼時間を計時する。ステップＳＴ２において、各ボイラ２０の積算燃焼時間が所定時間を下回る場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ３に進む。一方、ステップＳＴ２において、各ボイラ２０の積算燃焼時間が所定時間を上回る場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ５に進む。本実施形態においては、例えば、図２に示す３号機のボイラ２０は、台数制御装置５３により積算燃焼時間が所定時間を下回る（ＹＥＳ）と判定されている。
【００９６】
ステップＳＴ３において、台数制御装置５３は、ステップＳＴ１においてボイラ水の検出ｐＨ値が所定の第１閾値を下回る（ＹＥＳ）と判定され、ステップＳＴ２において積算燃焼時間が所定時間を下回る（ＹＥＳ）と判定されたボイラ２０について、ボイラ２０の優先順位を高くする。
【００９７】
本実施形態においては、図２に示す３号機のボイラ２０は、検出ｐＨ値が所定の第１閾値を下回る（ＹＥＳ）と判定され、かつ、積算燃焼時間が所定時間を上回る（ＹＥＳ）と判定されている。そのため、台数制御装置５３は、３号機のボイラ２０の優先順位を高くする。具体的には、台数制御装置５３は、例えば、３号機のボイラ２０の優先順位の設定を、第３位（図２参照）から第１位（図６参照）に変更する。詳細には、台数制御装置５３は、図２に示す優先順位の設定を、図６に示すように、３号機を第１位、１号機を第２位、２号機を第３位に変更して設定する。なお、台数制御装置５３は、例えば、３号機を１つ順位の高い第２位に変更して設定してもよい。その後、新しい優先順位に基づいて、ボイラシステム１の運転が継続される。これにより、濃縮度が低いボイラ水Ｗ２が貯留されたボイラ２０について、優先順位を高くして運転することができる。
【００９８】
なお、複数台のボイラ２０が、検出ｐＨ値が所定の第１閾値を下回る（ＹＥＳ）と判定され、積算燃焼時間が所定時間を上回る（ＹＥＳ）と判定された場合には、現状において優先順位が低いボイラ２０について優先順位を高くすることが好ましい。
【００９９】
ステップＳＴ４において、腐食抑制剤添加制御部１０７は、台数制御装置５３により優先順位を高く設定されたボイラ２０に関して、検出ｐＨ値が所定の第１閾値に達するまで、腐食抑制剤を供給水Ｗ１に添加するように腐食抑制剤添加装置８２を制御する。腐食抑制剤を供給水Ｗ１に添加する理由は、検出ｐＨ値が所定の第１閾値を下回っている場合には、ボイラ本体２１の腐食の危険性が高まっているためである。腐食抑制剤を供給水Ｗ１に添加することにより、ボイラ本体２１の内部において腐食の危険性を低減することができる。ステップＳＴ４の後、処理は、ステップＳＴ１へリターンする。
【０１００】
ステップＳＴ１における検出ｐＨ値が所定の第１閾値を上回る（ＮＯ）と判定された場合、又は、ステップＳＴ２における積算燃焼時間が所定時間を上回る（ＮＯ）と判定された場合におけるステップＳＴ５において、台数制御装置５３は、ボイラ２０の優先順位を変更せずに、ボイラシステム１の運転を継続する。ステップＳＴ５の後、処理は、ステップＳＴ１へリターンする。
【０１０１】
本実施形態のボイラシステム１によれば、例えば、次の効果が奏される。本実施形態のボイラシステム１においては、蒸気圧センサ５１によって測定された蒸気圧に基づいて、蒸気圧が所定の蒸気圧制御範囲に収まるように、制御対象のボイラ２０の燃焼量を制御する台数制御装置５３と、複数台のボイラ２０にそれぞれ優先順位を設定する台数制御装置５３と、を備えるボイラシステム１であって、台数制御装置５３は、複数台のボイラ２０のうち、（ｉ）ｐＨ値検出センサ４３により検出されたボイラ水のｐＨ値が所定の第１閾値を下回っており、かつ、（ｉｉ）全ブロー後のタイマ部１０２により計時された積算燃焼時間が所定時間を下回っているボイラ２０について、優先順位を高く設定する。そのため、濃縮度が低いボイラ水Ｗ２が貯留されたボイラ２０について、優先順位を高くして運転することができる。これにより、ボイラ２０の腐食を一層抑制することができる。
【０１０２】
また、本実施形態のボイラシステム１においては、腐食抑制剤添加装置８２は、台数制御装置５３により優先順位を高く設定されたボイラ２０について、ｐＨ値検出センサ４３に検出されるｐＨ値が所定の第１閾値に達するまで、腐食抑制剤を注入する。そのため、ボイラ水Ｗ２のｐＨ値が上昇するまでの間、腐食抑制剤の作用でボイラ本体２１の腐食を抑制することができる。これにより、ボイラ本体２１の腐食リスクを最小限に維持することができる。
【０１０３】
以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
【０１０４】
例えば、前記実施形態においては、ｐＨ値検出センサ４３をボイラ２０の水管２２の下部の内部に配置したが、これに制限されない。例えば、ｐＨ値検出センサ４３をボイラ２０の下部ヘッダ２４に配置してもよい。
【０１０５】
また、前述の実施形態においては、台数制御装置５３は、ｐＨ値検出センサ４３により検出された所定の第１閾値を下回っており、かつ、全ブロー後の積算燃焼時間が所定時間を下回っているボイラ２０について、優先順位を高く設定している。しかし、これに制限されない。例えば、台数制御装置５３は、「ｐＨ値検出センサ４３により検出されたｐＨ値が所定の第１閾値を下回って」いるという前記条件に代えて、「電気伝導率センサ４５により検出された電気伝導率が所定の第２閾値を下回って」いるボイラ２０について、優先順位を高く設定してもよい。この場合には、腐食抑制剤添加装置８２は、優先順位を高く設定されたボイラ２０について、電気伝導率センサ４５により検出される電気伝導率が所定の第２閾値に達するまで、腐食抑制剤を注入（添加）する。これにより、ボイラ本体２１の腐食リスクを最小限に維持することができる。
【０１０６】
また、前述の実施形態においては、ｐＨ値検出センサ４３により検出された所定の第１閾値を下回っているか否かを判定した後に、積算燃焼時間が所定時間を下回っているか否かを判定しているが、これに制限されない。例えば、積算燃焼時間が所定時間を下回っているか否かの判定を最初に行ってもよい。
【０１０７】
また、前述の実施形態においては、複数台のボイラの数を３台としたが、これに制限されない。複数台のボイラの数を、２台で構成してもよいし、４台以上で構成してもよい。
【０１０８】
蒸気集合部は、集合させた蒸気を貯留する蒸気ヘッダ５０に制限されず、例えば、単に蒸気を集合させるだけの蒸気集合管でもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１  ボイラシステム
２  ボイラ群
２０  ボイラ
２１  ボイラ本体
２７  バーナ
４３  ｐＨ値検出センサ（ｐＨ値検出手段）
４５  電気伝導率センサ（電気伝導率検出手段）
５０  蒸気ヘッダ（蒸気集合部）
５１  蒸気圧センサ（蒸気圧測定手段）
５３  台数制御装置（台数制御手段、優先順位設定手段）
８２  腐食抑制剤添加装置（薬剤添加手段）
１０２  タイマ部（計時手段）
【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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【図６】
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