(57)【要約】【課題】複数のユニットを有した発電所から低コストかつ安定して発電所外へ所外蒸気を供給できる蒸気供給制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】所外蒸気を供給可能な複数の運転ユニットの中から所外蒸気を主に供給する供給ユニットを割り当てる割当部と、供給ユニットにおける所外蒸気の供給に係わる指標を計測する計測部と、計測された指標が、蒸気およびその復水の水質が許容範囲内となるよう定められた所定の管理基準を超えている場合は、供給ユニット以外の運転ユニットを供給ユニットへと切り替える指令を割当部に出す切替指令部とを備えた蒸気供給制御装置である。【選択図】図３
2011202864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユニットを備えた発電所で生成された蒸気のうち前記発電所外で使用される所外蒸気について、各々のユニット毎に設けられた所外蒸気弁を介した所外蒸気の供給を制御する蒸気供給制御装置であって、
前記所外蒸気を供給可能な複数の運転ユニットの中から前記所外蒸気を主に供給する供給ユニットを割り当てる割当部と、
前記各々のユニット毎に設けられた所外蒸気弁の開度を制御する制御部と、
前記供給ユニットにおける前記所外蒸気の供給に係わる指標を計測する計測部と、
計測された前記指標が、蒸気およびその復水の水質が許容範囲内となるよう定められた所定の管理基準を超えている場合は、前記供給ユニット以外の前記運転ユニットを前記供給ユニットへと切り替える指令を前記割当部に出す切替指令部とを備えたことを特徴とする蒸気供給制御装置。
【請求項２】
前記割当部は、前記供給ユニットに加え、前記供給ユニット以外の前記運転ユニットの中から、前記所外蒸気の供給をバックアップするため待機する待機ユニットも割り当てし、
前記切替指令部は、前記供給ユニットで計測された前記指標が前記所定の管理基準を超えている場合は、前記待機ユニットを前記供給ユニットへと切り替える指令を前記割当部に出すことを特徴とする請求項１に記載の蒸気供給制御装置。
【請求項３】
前記複数の運転ユニットは、３台以上のユニットからなり、
前記割当部は、前記供給ユニットおよび前記待機ユニットに加え、前記供給ユニットもしくは前記待機ユニット以外の前記運転ユニットを前記所外蒸気の供給から除外する除外ユニットに割り当てし、
前記切替指令部は、前記計測部で計測された前記指標が前記所定の管理基準を超えている場合は、前記待機ユニットを前記供給ユニットへと切り替える指令に加え、前記除外ユニットを前記待機ユニットへと切り替える指令を前記割当部に出すことを特徴とする請求項２に記載の蒸気供給制御装置。
【請求項４】
前記複数のユニットは、各々のユニットについて固有のユニット番号が付され、
前記複数の運転ユニットは、４台以上のユニットからなり、
前記割当部は、２台以上の前記除外ユニットを割り当てし、
前記切替指令部において前記待機ユニットへの切替対象となる前記除外ユニットは、前記除外ユニットのユニット番号を考慮して選択されることを特徴とする請求項３に記載の蒸気供給制御装置。
【請求項５】
前記切替指令部において前記待機ユニットへの切替対象となる前記除外ユニットは、前記待機ユニットの次にユニット番号が大きい前記除外ユニットから選択され、前記待機ユニットよりもユニット番号が大きい前記除外ユニットがない場合には、ユニット番号が最も小さい前記除外ユニットから選択されることを特徴とする請求項４に記載の蒸気供給制御装置。
【請求項６】
前記所外蒸気の供給に係わる指標は、前記所外蒸気の供給量、供給時間、蒸気およびその復水の水質のうちから選択される１または２以上の指標であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の蒸気供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のユニットを備えた発電所で生成された蒸気のうち、発電所外で使用される所外蒸気の供給を制御する蒸気供給制御装置に関し、特に所外蒸気を供給するユニットの切替制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、火力発電所では、ボイラでの燃料の燃焼熱によって水を沸騰させて生成された蒸気を主蒸気として蒸気タービンへ導き、蒸気タービンの回転動力により発電機を駆動して発電している。
【０００３】
蒸気タービンを駆動させた蒸気は復水器にて復水され、再度ボイラで加熱されて蒸気になる主蒸気系統を循環している。この際、蒸気やその復水に含まれる溶存酸素や不純物質が多いとボイラ構成材料の腐蝕やスケールの付着等の問題が生じる。そこで、火力発電所では復水の水質（溶存酸素濃度、電気伝導度等）が規定値以下となるように薬品を投入したり水質改善設備を設けるなど様々な対策が施されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の発電プラントでは、蒸気ドラムの溶存酸素低減能力を考慮して、水質改善設備の一種である溶存酸素除去用の脱気器の設置数を減らしている。
【０００４】
一方、近年ではガスタービンと蒸気タービンとを有したコンバインドサイクル発電所が増えてきている。コンバインドサイクル発電所では、ガスタービンによる発電と蒸気タービンによる発電とを同時に行うので発電効率が高く、また、ガスタービンの特性である負荷応答性に優れているので、電力需要の変動にも柔軟に追従できるという特徴を有する。コンバインドサイクル発電所は、このような特徴を活かし、複数のユニットを有し、それぞれ昼夜起動停止を繰り返して、負荷調整用として運転されているのが一般的である。
【０００５】
ボイラで生成された蒸気は、主蒸気として発電のために用いられるだけでなく、その一部を補助蒸気として発電所内の共通設備用（排煙脱硫装置等）や起動中の他のユニット用（脱気器、空気余熱器、タービンのウォーミングアップ等）にも用いられている。この補助蒸気の供給を制御するため、各種の制御装置等が開発されてきた（特許文献２、３参照）。
【０００６】
特許文献２や特許文献３には、補助蒸気を供給可能なユニットが複数ある場合に、最適な補助蒸気の供給ユニットを選択し、さらに供給流量の上限値を設定する補助蒸気供給装置が開示されている。この補助蒸気供給装置では、１つのユニットからの供給流量が上限値に達した場合は、それを検知して自動的に他のユニットからの供給を追加することもできる。
【０００７】
一方で、発電所で生成された蒸気の一部を発電所外の需要先（工場等）に供給し、所外蒸気としてエネルギーの有効活用を図ることが検討されている。この所外蒸気を供給する場合にも、補助蒸気と同じく蒸気供給の制御が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２３２５６１号公報
【特許文献２】特開昭５８−２２８０５号公報
【特許文献３】特開平２−１９５１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
補助蒸気の需要は他のユニット起動時に増加するが、その時間は長くても数時間である。しかし、所外蒸気は需要家が求める限り供給する必要があり、補助蒸気よりも供給量、供給継続時間が増加することが想定される。大量の所外蒸気を長時間供給すると、給水不足を補うため主蒸気系統に大量の補給水を供給する必要がある。大量の補給水が補給されると溶存酸素等が想定以上に増加する恐れがあるが、この対策としてユニット起動時用の水質改善設備を連続運転に耐えうるように改良するには、多大な設備改良コストを要することになる。
【００１０】
さらに、特許文献２、３の記載の補助蒸気供給装置は、蒸気の連続供給による復水（給水）の水質に与える影響は考慮されていない。このため、この装置を所外蒸気の供給制御に用いると、所外蒸気の連続供給により復水（給水）の水質が変動しボイラ機器等へ悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１１】
そこで、本発明は、複数のユニットを有した発電所から低コストかつ安定して発電所外へ所外蒸気を供給できる蒸気供給制御装置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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、複数のユニットを備えた発電所で生成された蒸気のうち前記発電所外で使用される所外蒸気について、各々のユニット毎に設けられた所外蒸気弁を介した所外蒸気の供給を制御する蒸気供給制御装置であって、前記所外蒸気を供給可能な複数の運転ユニットの中から前記所外蒸気を主に供給する供給ユニットを割り当てる割当部と、前記各々のユニット毎に設けられた所外蒸気弁の開度を制御する制御部と、前記供給ユニットにおける前記所外蒸気の供給に係わる指標を計測する計測部と、計測された前記指標が、蒸気およびその復水の水質が許容範囲内となるよう定められた所定の管理基準を超えている場合は、前記供給ユニット以外の前記運転ユニットを前記供給ユニットへと切り替える指令を前記割当部に出す切替指令部とを備えたことを特徴とする蒸気供給制御装置である。
【００１３】
本構成によれば、蒸気やその復水の水質の変動が許容範囲を超える前に所外蒸気の供給ユニットを切り替えることで、この水質の変動を抑制でき、既存の水質改善設備の改良や新たな設備の増設が不要となる。さらに、需要家の求めに応じて安定して所外蒸気を供給できる。
【００１４】
ここで、前記割当部は、前記供給ユニットに加え、前記供給ユニット以外の前記運転ユニットの中から、前記所外蒸気の供給をバックアップするため待機する待機ユニットも割り当てし、前記切替指令部は、前記供給ユニットで計測された前記指標が前記所定の管理基準を超えている場合は、前記待機ユニットを前記供給ユニットへと切り替える指令を前記割当部に出すことが好ましい。
本構成によれば、待機ユニットを準備しておくことで、所外蒸気の供給の連続性を保ちながら、スムースに供給ユニットを切り替えることができる。
【００１５】
また、前記複数の運転ユニットは、３台以上のユニットからなり、前記割当部は、前記供給ユニットおよび前記待機ユニットに加え、前記供給ユニットもしくは前記待機ユニット以外の前記運転ユニットを前記所外蒸気の供給から除外する除外ユニットに割り当てし、前記切替指令部は、前記計測部で計測された前記指標が前記所定の管理基準を超えている場合は、前記待機ユニットを前記供給ユニットへと切り替える指令に加え、前記除外ユニットを前記待機ユニットへと切り替える指令を前記割当部に出すことが好ましい。
本構成によれば、待機ユニットを供給ユニットへと、除外ユニットを待機ユニットへと、さらに自動的に供給ユニットを除外ユニットへとそれぞれ切り替えることにより、供給ユニットの割当が一部のユニットに集中することを防止し、より安定して所外蒸気を供給できる。
【００１６】
また、前記複数のユニットは、各々のユニットについて固有のユニット番号が付され、前記複数の運転ユニットは、４台以上のユニットからなり、前記割当部は、２台以上の前記除外ユニットを割り当てし、前記切替指令部において前記待機ユニットへの切替対象となる前記除外ユニットは、前記除外ユニットのユニット番号を考慮して選択されることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記切替指令部において前記待機ユニットへの切替対象となる前記除外ユニットは、前記待機ユニットの次にユニット番号が大きい前記除外ユニットから選択され、前記待機ユニットよりもユニット番号が大きい前記除外ユニットがない場合には、ユニット番号が最も小さい前記除外ユニットから選択されることが好ましい。
これらの構成によれば、全ての運転ユニットで、一定の順番の下、供給ユニットの割当を均等に分散でき、さらに安定して所外蒸気を供給できる。
【００１８】
また、蒸気供給に係わる指標とは、前記所外蒸気の供給量、供給時間、蒸気およびその復水の水質のうちから選択される１または２以上の指標とするのが好ましい。所外蒸気の供給量や供給時間は計測（カウント）が容易であり、供給ユニットの切替判断を簡易かつ迅速に行えるためである。また、蒸気およびその復水の水質は直接の監視指標であることから、供給ユニットの切替判断をより精度よく行えるためである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の蒸気供給制御装置によれば、複数のユニットを有した発電所から低コストかつ安定して発電所外へ所外蒸気を供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係わる蒸気供給システムの全体概要図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる蒸気供給システムの主蒸気系統の詳細図である。
【図３】本発明の実施形態に係わる蒸気供給制御装置の構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係わる蒸気供給制御装置の割当部の詳細図である。
【図５】本発明の実施形態に係わる蒸気供給制御装置の制御ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係わる蒸気供給制御装置による所外蒸気の供給切替制御の一例を表す図である。
【図７】本発明の実施形態に係わる蒸気供給制御装置による所外蒸気の供給切替制御の詳細説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係わる蒸気供給制御装置による所外蒸気の供給切替制御の一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他の具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係わる蒸気供給システムの全体概要図である。蒸気供給システムは、複数のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを有した発電所と、各々のユニットで発電用に用いられる主蒸気を送る主蒸気系統１２と、発電所外で使用される所外蒸気を送る所外蒸気系統１３とから構成される。図１では３台のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを有した発電所を示している。
【００２３】
各々のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは同一構成であるので、ユニット１１Ａについて説明する。ユニット１１Ａは、空気を圧縮する圧縮機１４Ａと、圧縮機１４Ａで圧縮された空気と燃料とを燃焼させる燃焼器１５Ａと、燃焼器１５Ａの燃焼ガスにより駆動されるガスタービン１６Ａと、燃焼ガスの排熱を利用して蒸気を生成する排熱回収ボイラ１７Ａと、排熱回収ボイラ１７Ａで生成された蒸気により駆動される蒸気タービン１８Ａと、ガスタービン１６Ａ及び蒸気タービン１８Ａからの回転駆動により発電する発電機１９Ａとから構成される。
【００２４】
さらに、主蒸気系統１２Ａは、発電機１９Ａを駆動させた主蒸気を復水する復水器２０Ａと、主蒸気を送る主蒸気配管２１Ａと、復水（給水）を送る給水配管２２Ａとから主に構成される。なお、図１では、ユニット１１Ａはガスタービン１６Ａと蒸気タービン１８Ａとを備えたコンバインドサイクルユニットを示したが、蒸気ボイラで蒸気を生成し、生成された蒸気で蒸気タービンを駆動するようにしたユニットであってもよい。
【００２５】
主蒸気系統１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃには、ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ毎に蒸気およびその復水（以下復水等と呼ぶ）の水質を検出する水質検出部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃが設けられている。
【００２６】
所外蒸気系統１３には、所外蒸気を送る所外蒸気配管２４と、ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ毎に所外蒸気の供給を切り替える所外蒸気弁２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃが設けられている。そして、所外蒸気弁２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの近傍には、ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの排熱回収ボイラ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃから所外蒸気弁２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃを介して発電所外に供給される所外蒸気の蒸気流量を検出する所外蒸気流量検出部２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃが設けられている。
【００２７】
水質検出部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃで検出された復水等の水質、及び所外蒸気流量検出部２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃで検出された所外蒸気流量は、蒸気供給制御装置２７に入力される。蒸気供給制御装置２７は、各々のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの運転状況（運転状態、停止状態、起動状態）を読み込み、運転状況に応じて所外蒸気を供給するユニット１１を割り当て、所外蒸気弁２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの開度を制御する。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態に係わる蒸気供給システムの主蒸気系統の詳細図である。ユニット１１Ａについての主蒸気系統１２の詳細図を代表的に示したが、他のユニット１１Ｂ，１１Ｃも同一構成である。
【００２９】
主蒸気系統１２は、前述した発電機１９Ａを駆動させた主蒸気を復水する復水器２０Ａと、主蒸気を送る主蒸気配管２１Ａと、復水（給水）を送る給水配管２２Ａとに加えて、補給水として用いられる純水を貯蔵する純水タンク２８Ａと、補給水を脱気する脱気器２９Ａと、補給水を送る補給水配管３０Ａとから主に構成される。ここで、補給水とは、ユニット起動時や所外蒸気の供給による給水不足を補うため復水器２０Ａに供給される水（純水）のことである。
【００３０】
主蒸気系統１２Ａにおける蒸気や復水（給水）の流れについて説明する。まず、復水器２０Ａで蒸気が復水された後、復水（給水）は給水配管２２Ａを通り給水ポンプ３１Ａを介して排熱回収ボイラ１７Ａへと送られる。その途中で、薬品投入弁３２Ａを介して給水の水質を改善するための薬品（アンモニア、ヒドラジン等）を投入することもできる。
【００３１】
ここで、復水器２０Ａ内の給水が不足している場合には、純水タンク２８Ａから補給水配管３０Ａにより補給水を復水器２０Ａに供給する。補給水配管３０Ａは２系統あり、通常時は給水弁３３Ａを開けて補給水を直接復水器２０Ａに供給する。ユニット起動時や所外蒸気の供給による給水不足時など大量の補給水を供給する場合には、外部から補助蒸気の供給を受けて脱気器２９Ａを起動し、脱気器２９Ａにより溶存酸素を低減した補給水を給水弁３４Ａを介して復水器２０Ａに供給することもできる。
【００３２】
排熱回収ボイラ内に送られた給水は、ボイラで加温されて蒸気となり、主蒸気配管２１Ａを通って蒸気タービン１８Ａへと送られる。蒸気タービン１８Ａを通過した主蒸気は、復水器２０Ａに戻り再度復水される。
【００３３】
主蒸気系統１２Ａ内では、様々な箇所で水質を検出する。図２では給水ポンプ３１Ａ近傍と、薬品投入弁３２Ａの下流側に水質検出部２３Ａを設けている。これは水質改善用の薬品を投入した場合にその効果を確認するためである。さらに、主蒸気配管２１Ａの途中にも水質検出部２３Ａを設けているが、これは蒸気中の不純物質を検出するためである。水質検出部２３Ａを配置する箇所はこれに限られず、水質改善手段やその配置位置に応じて主蒸気系統１２Ａの任意の箇所から選定すればよい。
【００３４】
復水等の水質の検出項目としては、ｐＨ、溶存酸素量（復水のみ）、酸電気伝導度、不純物量が例示できる。酸電気伝導度はサンプルをイオン交換樹脂に通して陽イオンだけを除去して求められる。陰イオンには、Ｃｌ−やＳO４２−など腐蝕に悪影響を及ぼす成分が含まれており、酸電気伝導度を検出することで不純物量を推定することができる。
【００３５】
図３は本発明の実施形態に係わる蒸気供給制御装置の構成図である。蒸気供給制御装置２７は、各々のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの運転状況（運転状態、停止状態、起動状態）、所外蒸気流量検出部２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃで検出された所外蒸気の供給流量、水質検出部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃで検出された復水等の水質の計測値をプロセス入力部４１に入力し、プロセス入力部４１で入力された各々のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの運転状況は割当部４２に入力され、所外蒸気の蒸気流量及び復水等の水質は計測部４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃに入力される。
【００３６】
割当部４２は、各々のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの運転状況に応じて、所外蒸気を主に供給する供給ユニット等所外蒸気の供給に係わる役割を割り当てるものである。割当部４２で各役割が割り当てられると、その割当情報は、制御部４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、計測部４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃおよび切替指令部４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃに入力される。
【００３７】
制御部４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃは、割当部４２での割当情報に基づきユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの所外蒸気弁２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの開度を制御（開閉制御）する。
【００３８】
計測部４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃは、割当部４２での割当情報に基づき供給ユニットに割り当てられたユニット１１の所外蒸気の供給に係わる指標を計測し、記憶する。所外蒸気の供給に関わる指標の詳細は後述する。
【００３９】
切替司令部４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃは、所外蒸気の供給に係わる指標が、復水等の水質が許容範囲内となるよう定められた所定の管理基準を超えている場合は、供給ユニットを他のユニット１１へと切り替える指令を割当部４２に出す。この詳細も後述する。
【００４０】
図４は本発明の実施形態に係わる蒸気供給制御装置の割当部の詳細図である。割当部４２は、プロセス入力部４１から入力される各々のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの運転状況（運転、停止、起動）を運転ユニット判定部４６に入力し、運転ユニット判定部４６は各々のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃについて所外蒸気が供給可能な運転ユニットであるかを判定する。ここで、所外蒸気の供給可否は、ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの運転開始後一定時間が経過しているかどうかで判定する。
【００４１】
切替指令受付部４７は、各々の運転ユニットに対して切替司令部４５から出された所外蒸気の供給に係わる役割の切替指令を受け付け、受け付けた切替指令を次の割当決定部４８に伝達する。
【００４２】
割当決定部４８は、運転ユニットが１台の場合には、その運転ユニットを供給ユニットに割り当てる。運転ユニットが２台以上の場合には、供給ユニットに加えて、供給ユニット以外の運転ユニットの中から、所外蒸気の供給をバックアップするため待機する待機ユニットを割り当てる。さらに、運転ユニットが３台以上の場合には、供給ユニットおよび待機ユニットに加えて、供給ユニットもしくは待機ユニット以外の運転ユニットを所外蒸気の供給から除外する除外ユニットに割り当てる。
【００４３】
割当決定部４８は、供給ユニットとして割り当てたユニット１１の制御部４３および計測部４４に供給選択信号Ｓ１を出力する。また、待機ユニットに割り当てられたユニット１１の制御部４３に待機選択信号Ｓ２を出力し、除外ユニットに割り当てたユニット１１の制御部４３に除外選択信号Ｓ３を出力する。さらに、運転ユニットではない（所外蒸気が供給できない）と判定されたユニット１１の制御部４３に非運転ユニット信号Ｓ４を出力する。
【００４４】
待機ユニットに割り当てられたユニット１１がある場合には、他のユニット１１の切替指令部４５に他ユニット待機信号Ｓ５を出力する。同様に、除外ユニットに割り当てられたユニット１１がある場合には、他のユニットの切替指令部４５に他ユニット除外信号Ｓ６を出力する。
【００４５】
記憶部４９は、割当決定部４８で割り当てられた各々のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの所外蒸気の供給に係わる役割を記憶する。
【００４６】
ここで、切替指令部４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃから伝達された切替指令がある場合には、その指令に従って割当決定部４８で所外蒸気の供給に係わる役割を更新する。詳細は後述するが、この切替指令には、直前まで割り当てられていた役割と新たに割り当てられる役割との関係が記されている。割当決定部４８では、記憶部４９から直前まで割り当てられていた役割を読み出し、この役割を切替指令に記載された関係に基づいて新たな役割に更新する。
【００４７】
図５は、本発明の実施形態に係わる蒸気供給制御装置の制御ブロック図である。図５では蒸気供給制御装置の主要部（特に制御部、計測部、切替指令部）の制御ブロック図を示している。
【００４８】
制御部４３は、開閉切替器５１を備えている。割当部４２で供給ユニットもしくは待機ユニットに割り当てられた場合（供給選択信号Ｓ１もしくは待機選択信号Ｓ２が制御部４３に入力された場合）には、開閉切替器５１で「開」信号が出力される。また、除外ユニットに割り当てられた場合もしくは非運転ユニットと判定された場合（除外選択信号Ｓ３もしくは非運転ユニット信号Ｓ４が制御部４３に入力された場合）には、開閉切替器５１で「閉」信号が出力される。
【００４９】
制御部４３の開閉切替器５１から出力された開閉信号は所外蒸気弁２５に入力される。この開閉信号に従って、所外蒸気弁２５が開閉制御される。
【００５０】
計測部４４は、所外蒸気流量検出部２６で検出された所外蒸気流量の累積値をカウントする第一カウンタ５２と、供給ユニットに割り当てられてからの時間をカウントする第二カウンタ５３と、復水等の水質が入力される第一切替器５４とから構成される。
【００５１】
割当部４２で供給ユニットに割り当てられた場合には、供給選択信号Ｓ１が計測部４４の第一カウンタ５２、第二カウンタ５３および第一切替器５４にそれぞれ入力される。この場合、第一カウンタ５２に所外蒸気流量検出部２６で検出された所外蒸気流量が入力され、その累積値（所外蒸気の供給量）が計測される。また、第二カウンタ５３にはタイマ５５で検出された時間が入力され、供給選択信号Ｓ１が入力されてからの総時間（所外蒸気の供給時間）が計測される。さらに、第一切替器５４には水質検出部２３で検出された復水等の水質が入力される。それぞれ計測もしくは入力された結果は切替指令部４５に出力される。
【００５２】
切替指令部４５は、計測部４４からの出力結果と所定の管理基準との対比を行う前段部と、最適な切替指令を選択する後段部とに分けられる。前段部は、第一カウンタ５２の計測結果が入力される第一高値判定器５６と、第二カウンタ５３の計測結果が入力される第二高値判定器５７と、第一切替器５４からの出力結果が入力される第三高値判定器５８とから主に構成される。また、同後段部は、条件によって第一切替指令を出力する第二切替器６２と、別の条件によって第二切替指令を出力する第三切替器６３とから主に構成される。
【００５３】
まず、切替指令部４５の前段部の処理の流れについて説明する。
第一高値判定器５６には、第一カウンタ５２からの所外蒸気の供給量が入力されると共に、第一定数設定器５９から所外蒸気の供給量に係わる所定の管理基準（例えば、３６，０００ｔ）が入力される。両者を比較し、所外蒸気の供給量が同管理基準を超えていれば、信号を出力する。
【００５４】
第二高値判定器５７には、第二カウンタ５３からの所外蒸気の供給時間が入力されると共に、第二定数設定器６０から所外蒸気の供給時間（日数）に係わる所定の管理基準（例えば、１ヶ月）が入力される。両者を比較し、所外蒸気の供給時間が同管理基準を超えていれば、信号を出力する。
【００５５】
第三高値判定器５８には、第一切替器５４から復水等の水質が入力されると共に、第三定数設定器６１から同水質に係わる所定の管理基準が入力される。両者を比較し、復水等の水質が同管理基準を超えていれば、信号を出力する。
【００５６】
ここで、所定の管理基準は、復水等の水質が許容範囲内となるように設定される。復水等の水質の許容範囲内とは、ボイラ機器等に悪影響を及ぼさない範囲のことである。復水等の水質に係わる所定の管理基準は、同許容範囲をそのまま用いて設定すればよい。
【００５７】
所外蒸気の供給量や供給時間に係わる所定の管理基準は、供給量や供給時間と復水等の水質の変動量との関係から設定すればよい。この関係は所外蒸気供給の予備試験を行って把握することができる。
【００５８】
以上の説明では、所外蒸気の供給量、供給時間、復水等の水質の３つを蒸気供給に係わる指標として監視対象に選定している。所外蒸気の供給量や供給時間は計測（カウント）が容易であり、供給ユニットの切替判断を簡易かつ迅速に行えるためである。また、復水等の水質は直接の監視指標であることから、供給ユニットの切替判断をより精度よく行えるためである。なお、これら３つ指標を全て監視してもよいが、これらのうちから１または２の指標を選定して監視してもよい。
【００５９】
次に、切替指令部４５の後段部の処理の流れについて説明する。
第一高値判定器５６、第二高値判定器５７、または第三高値判定器５８からの信号が検知され、かつ、他ユニット待機信号Ｓ５も検知されている場合には、第四定数設定器６４から読み込まれた第一切替指令が第二切替器６２から出力される。さらに、他ユニット除外信号Ｓ６も検知されている場合には、第一切替指令に替えて、第五定数設定器６５から読み込まれた第二切替指令が第三切替器６３から出力される。出力された切替指令は、割当部４２に送られ、所外蒸気の供給に係わる役割の更新に用いられる。
【００６０】
第一切替指令は、蒸気供給に係わる指標が所定の管理基準を超え、かつ待機ユニットが待機している場合に出される指令である。この指令には、供給ユニットを待機ユニットに切り替える指令（供給選択信号Ｓ１を待機選択信号Ｓ２に置換する指令）と、待機ユニットを供給ユニットへと切り替える指令（待機選択信号Ｓ２を供給選択信号Ｓ１に置換する指令）とが含まれる。供給ユニットを待機ユニットに切り替えるのは、所外蒸気の供給の連続性を保ちながら、スムースに供給ユニットを切り替えることができるためである。
【００６１】
第二切替指令は、蒸気供給に係わる指標が所定の管理基準を超え、待機ユニットが待機し、かつ除外ユニットも存在している場合に出される指令である。この指令には、供給ユニットを除外ユニットに切り替える指令（供給選択信号Ｓ１を除外選択信号Ｓ３に置換する指令）と、待機ユニットを供給ユニットへと切り替える指令（待機選択信号Ｓ２を供給選択信号Ｓ１に置換する指令）と、除外ユニットを待機ユニットに切り替える指令（除外選択信号Ｓ３を待機選択信号Ｓ２に置換する指令）が含まれる。
【００６２】
供給ユニットを除外ユニットへと、待機ユニットを供給ユニットへと、さらに除外ユニットを待機ユニットへとそれぞれ切り替えることにより、供給ユニットの割当が一部のユニット１１に集中することを防止し、より安定して所外蒸気を供給することができる。
【００６３】
図６は、本発明の実施形態に係わる蒸気供給制御装置による所外蒸気の供給切替制御の一例を表す図である。図６（ａ）は、運転ユニットが２台の場合を対象とし、図６（ｂ）は同３台の場合を対象とした図である。「運転ｏｒ非運転」の列は、「運転」と表示されていれば運転ユニットであり、「非運転」と表示されていれば運転ユニットではないことを示している。所外蒸気供給期間の下の期間１〜４は、それぞれの期間を境に所外蒸気の供給切替が行われたことを示している。
【００６４】
図６（ａ）より、運転ユニットが２台の場合には、供給ユニットと待機ユニットの役割を交互に交代しながら所外蒸気の供給を行うことが分かる。一方、図６（ｂ）より、運転ユニットが３台の場合には、供給ユニットと待機ユニットと除外ユニットの役割を輪番で交代しながら所外蒸気の供給を行うことが分かる。特に、供給ユニットに割り当てられていた次には除外ユニットに割り当てられ、所外蒸気の供給から除外されていわば休息期間が与えられる。この間に、所外蒸気の供給によって変動した復水等の水質を元の水準に戻して安定化させることができる。
【００６５】
図７は、本発明の実施形態に係わる蒸気供給制御装置による所外蒸気の供給切替制御の詳細説明図である。同図は、前述の図６（ｂ）における期間１から期間２への供給切替制御を、それぞれのユニットにおける所外蒸気供給流量の経時変化図を用いて具体的に表している。
【００６６】
初期状態は、ユニット１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃがそれぞれ供給、待機、除外ユニットに割り当てられている。供給ユニットが主に所外蒸気を供給しているが、一部は待機ユニットからも供給されているとする。時刻ｔ１に切替指令が出された後は、ユニット１１Ａの供給量を一定割合で減らして、ユニット１１Ｂの供給量を同じ割合で増加させる。その後、時刻ｔ２までに、ユニット１１Ａを待機ユニットへと、ユニット１１Ｂを供給ユニットへと、それぞれの役割を交代させる（運転ユニットが２台の場合はこの状態を継続する）。
【００６７】
ここで、運転ユニットが３台の場合でも、ユニット１１Ａを直接除外ユニットにはせず、一時的に待機ユニットにしている。本来ならばユニット１１Ｃが待機ユニットになるが、除外ユニットから待機ユニットに切り替えるためには一定時間のウォーミングが必要である。ユニット１１Ｂが供給ユニットに切り替わる時刻ｔ２までにウォーミングが完了しないと、ユニット１１Ｃを待機ユニットに切り替えることができず、待機ユニットが不在となり、所外蒸気の供給量が不足する恐れがある。ユニット１１Ａを一時的に待機ユニットとすることで、待機ユニットが不在となる事態を回避し、所外蒸気の供給の連続性を担保することができる。
【００６８】
その後、ユニット１１Ｃのウォーミングが完了した時点（時刻ｔ３）から、ユニット１１Ａの供給量をさらに減らし、ユニット１１Ｂの供給量を待機ユニットの供給量まで増加させる。この供給量の増減が終わった時点（時刻ｔ４）で、供給切替制御が完了する。以降は、ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃがそれぞれ除外、供給、待機ユニットとなる。
【００６９】
以上の説明の通り、本発明の実施形態の蒸気供給制御装置２７によれば、複数のユニットを有した発電所で低コストかつ安定して所外蒸気を供給できる。より詳細には、復水等の水質の変動が許容範囲を超える前に所外蒸気の供給ユニットを切り替えることで、この水質の変動を抑制でき、既存の水質改善設備の改良や新たな設備の増設が不要となる。さらに、需要家の求めに応じて安定して所外蒸気を供給できる。
【００７０】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図８は、本発明の他の実施形態に係わる蒸気供給制御装置による所外蒸気の供給切替制御の一例を表す図である。同図は、ユニット台数を４台とし、全てのユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが運転している場合を対象とした図である。
【００７１】
この場合、供給ユニット、待機ユニットをそれぞれ１台づつ割り当てると、除外ユニットが２台となる。供給切替制御の際には除外ユニットを新たな待機ユニットに切り替えるが、除外ユニットが２台ある場合には、どちらを待機ユニットに割り当てるかが問題となる。
【００７２】
この対策として本実施形態では、各々のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄに固有のユニット番号Ｎを付け、このユニット番号Ｎを考慮して待機ユニットへの切替対象となる除外ユニットを選定する。
【００７３】
選定方法の詳細は次の通りである。まず、各々のユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄについて連番で固定したユニット番号Ｎを付ける。その上で、切替指令部４５において待機ユニットへの切替対象となる除外ユニットを、待機ユニットの次にユニット番号Ｎが大きい除外ユニットから選択するよう取り決めする。また、待機ユニットよりもユニット番号Ｎが大きい除外ユニットがない場合には、ユニット番号Ｎが最も小さい除外ユニットから選択されするよう取り決めする。
【００７４】
例えば、図８の期間１では、ユニット１１Ｃ、１１Ｄが除外ユニットに割り当てられている。期間２で新たに待機ユニットとなるのは、期間１で待機ユニットであったユニット１１Ｂ（Ｎ＝２）の次にユニット番号Ｎが大きい除外ユニットであるユニット１１Ｃ（Ｎ＝３）から選定される。期間２から期間３への切替も同様である。
【００７５】
期間３では、ユニット１１Ａ、１１Ｂが除外ユニットに割り当てられている。この場合、待機ユニットよりもユニット番号Ｎが大きい除外ユニットがない。よって、期間４で新たに待機ユニットとなるのは、ユニット番号Ｎが最も小さい除外ユニットであるユニット１１Ａ（Ｎ＝１）から選定される。
【００７６】
これまでの説明では、待機ユニットへの切替対象となる除外ユニットを、待機ユニットの次にユニット番号Ｎが大きい除外ユニットから選択したが、逆に、待機ユニットの次にユニット番号Ｎが小さい除外ユニットから選択してもよい。また、ユニット番号Ｎは連番でなくても良く、さらに数字だけでなく、順序が明確なものであればアルファベットなどの文字を用いて表しても良い。
【００７７】
以上説明の通り、本発明の他の実施形態の蒸気供給制御装置２７によれば、全ての運転ユニットで、一定の順番の下、供給ユニットの割当を均等に分散でき、さらに安定して所外蒸気を供給できる。
【符号の説明】
【００７８】
１１…ユニット、１２…主蒸気系統、１３…所外蒸気系統、１４…圧縮機、１５…燃焼器、１６…ガスタービン、１７…排熱回収ボイラ、１８…蒸気タービン、１９…発電機、２０…復水器、２１…主蒸気配管、２２…給水配管、２３…水質検出部、２４…所外蒸気配管、２５…所外蒸気弁、２６…所外蒸気流量検出部、２７…蒸気供給制御装置、２８…純水タンク、２９…脱気器、３０…補給水配管、３１…給水ポンプ、３２…薬品投入弁、３３…給水弁、３４…給水弁、４１…プロセス入力部、４２…割当部、４３…制御部、４４…計測部、４５…切替指令部、４６…運転ユニット判定部、４７…切替指令受付部、４８…割当決定部、４９…記憶部、５１…開閉切替器、５２…第一カウンタ、５３…第二カウンタ、５４…第一切替器、５５…タイマ、５６…第一高値判定器、５７…第二高値判定器、５８…第三高値判定器、５９…第一定数設定器、６０…第二定数設定器、６１…第三定数設定器、６２…第二切替器、６３…第三切替器、６４…第四定数設定器、６５…第五定数設定器
【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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【図７】
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【図８】
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