(57)【要約】【課題】貫流ボイラの運転効率を高める。【解決手段】第１のボイラ（例えば排ガスボイラ１１２）と、第２のボイラ（例えば貫流ボイラ１２１）と、上記排ガスボイラ１１２および上記貫流ボイラ１２１が発生した蒸気が導入されるヘッダ１３０と、を有するボイラシステムの制御装置は、上記排ガスボイラ１１２に導入される排ガスをバイパスさせるバイパスダンパ１１５の開度、および上記ヘッダ１３０の蒸気を放出する放蒸弁１１６の開度の少なくとも一方に応じて、上記貫流ボイラ１２１の運転を抑制する貫流ボイラ運転抑制部１４０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のボイラと、貫流ボイラである第２のボイラと、上記第１のボイラおよび上記第２のボイラが発生した蒸気が導入されるヘッダと、を有するボイラシステムの制御装置であって、
上記第１のボイラに導入される熱量の制限程度、および上記ヘッダの蒸気を放出する放蒸弁の開度の少なくとも一方に応じて、上記第２のボイラの運転を抑制する第２のボイラ運転抑制部を備えたことを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項２】
請求項１のボイラシステムの制御装置であって、
上記ボイラシステムは、さらに、上記ヘッダの圧力に応じて、上記第２のボイラの運転台数を制御する第２のボイラ台数制御部を有し、
上気第２のボイラ運転抑制部は、上記第２のボイラ台数制御部を制御するように構成されていることを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項３】
請求項１および請求項２のうち何れか１項のボイラシステムの制御装置であって、
上記第２のボイラ運転抑制部は、上記熱量の制限程度および上記放蒸弁の開度の少なくとも一方が所定以上の場合に、上記第２のボイラの運転を抑制することを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項４】
請求項２から請求項３のうち何れか１項のボイラシステムの制御装置であって、
上記第２のボイラ運転抑制部は、さらに、上記ヘッダの圧力が所定以上の場合に、上記第２のボイラの運転を抑制することを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項のボイラシステムの制御装置であって、
上記第２のボイラ運転抑制部は、上記熱量の制限程度および上記放蒸弁の開度の少なくとも一方に係わらず、上記第２のボイラの運転抑制をしないように設定可能であることを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうち何れか１項のボイラシステムの制御装置であって、
上記第２のボイラ運転抑制部は、上記第１のボイラに熱量を導入する装置が稼働していないことを示す情報、および上記装置の故障を示す情報の少なくとも一方が存在する場合に、上記熱量の制限程度および上記放蒸弁の開度の少なくとも一方に係わらず、上記第２のボイラの運転抑制をしないように設定可能であることを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうち何れか１項のボイラシステムの制御装置であって、
上記第１のボイラは、排ガスボイラ、廃棄エネルギ利用ボイラ、および自然エネルギ利用ボイラの少なくとも１つを含むことを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項８】
請求項１のボイラシステムの制御装置と、
上記第２のボイラ運転抑制部と、
上記第１のボイラと、
上記第２のボイラと、
上記ヘッダと、
を備えたことを特徴とするボイラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスボイラと貫流ボイラとを有するボイラシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラシステムとして、ガスタービンが発生する排ガスによって蒸気を発生させる排ガスボイラと、上記排ガスボイラによる蒸気の発生を補う複数の貫流ボイラとを有するボイラシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このようなボイラシステムでは、発生する蒸気が減少したときに、その減少程度に応じた台数の貫流ボイラが運転状態にされることによって、発生する蒸気を増加させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７４２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者らは、上記のようなボイラシステムの運転状態を詳細に観察した結果、運転状態によっては、各貫流ボイラが運転と停止と（発停）を頻繁に繰り返すことがあることに気づいた。この場合、例えば貫流ボイラの運転効率が低下して、原燃費が高くつくことになる
本発明は、上記の点に鑑み、貫流ボイラの運転効率を高め、省エネルギ化を図ることなどができるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明は、
第１のボイラと、貫流ボイラである第２のボイラと、上記第１のボイラおよび上記第２のボイラが発生した蒸気が導入されるヘッダと、を有するボイラシステムの制御装置であって、
上記第１のボイラに導入される熱量の制限程度、および上記ヘッダの蒸気を放出する放蒸弁の開度の少なくとも一方に応じて、上記第２のボイラの運転を抑制する第２のボイラ運転抑制部を備えたことを特徴とする。
【０００６】
これにより、例えば第１のボイラに導入される熱量の制限程度が所定以上である場合に、第２のボイラの増段制御が抑制されることによって、第２のボイラの不用意な稼働を抑制することが容易にできる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、貫流ボイラの運転効率を高め、省エネルギ化を図ることなどができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態のボイラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】排ガスボイラのバイパスダンパ開度制御例を示すグラフである。
【図３】貫流ボイラの台数制御例を示すグラフである。
【図４】ボイラシステムの制御動作を示すフローチャートである。
【図５】ボイラシステムの制御内容の模式的な具体例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
（ボイラシステムの構成）
ボイラシステムには、図１に示すように、排ガスボイラ装置１１０、および複数台の貫流ボイラ装置１２０が設けられている。これらによって発生される蒸気が、ヘッダ１３０を介して負荷に供給されるようになっている。
【００１１】
上記排ガスボイラ装置１１０は、ＧＥ／ＧＴ１１１（ガスエンジン／ガスタービン）と、排ガスボイラ１１２と、排ガスボイラ圧力計１１３と、開弁制御部１１４と、バイパスダンパ１１５とを備えている。ＧＥ／ＧＴ１１１は、例えばガスエンジンやガスタービンによって発電をするとともに、その排ガスが排ガスボイラ１１２に導入されることによって、蒸気の発生に使われるようになっている。上記ＧＥ／ＧＴ１１１と、排ガスボイラ１１２とによって、例えばＣＧＳ（コージェネレーションシステム）が構成される。排ガスボイラ圧力計１１３は、排ガスボイラ１１２の出口付近の蒸気の圧力Ｐ１を検出するものである。開弁制御部１１４は、例えば図２に示すように、上記圧力Ｐ１に応じてバイパスダンパ１１５の開度を制御することにより、ＧＥ／ＧＴ１１１から排ガスボイラ１１２に導入される排ガスの量を制御するようになっている。
【００１２】
一方、貫流ボイラ装置１２０は、貫流ボイラ１２１と、貫流ボイラ台数制御部１２２とを備えている。貫流ボイラ１２１は、排ガスボイラ１１２の発生蒸気が減少した場合や、２次側での蒸気利用が増加して負荷が増大した場合に、例えば図３に示すように、ヘッダ圧力計１３１によって検出されるヘッダ１３０の圧力（圧力低下）に応じた台数の貫流ボイラ１２１を運転状態にして蒸気を発生させ、供給するようになっている。
【００１３】
ヘッダ１３０は、排ガスボイラ装置１１０、および貫流ボイラ装置１２０によって発生される蒸気を負荷に供給するようになっている。このヘッダ１３０には、例えば放蒸弁１１６が設けられ、ヘッダ１３０内部の蒸気の圧力や排ガスボイラ１１２の出口付近の蒸気の圧力Ｐ１等に応じて内部の上記を放出し得るようになっている。
【００１４】
貫流ボイラ運転抑制部１４０は、排ガスボイラ装置１１０のバイパスダンパ１１５の図示しないセンサによって検出される開度、およびヘッダ圧力計１３１によって検出されるヘッダ１３０の圧力Ｐ２に基づいて、例えば以下に詳述するように、ヘッダ１３０の圧力の低下が一時的なものであって許容範囲の時間内に排ガスボイラ１１２から十分な蒸気の供給が見込まれる場合などには、貫流ボイラ１２１の運転を抑制するようになっている。
【００１５】
（ボイラシステムの動作）
以下、上記のようなボイラシステムにおいて、貫流ボイラ運転抑制部１４０で行われる制御動作の例を図４、図５を参照して説明する。
【００１６】
（Ｓ１０１）  まず、バイパスダンパ１１５の開度等に応じて貫流ボイラ１２１の運転抑制制御を行う設定がなされているかどうかが判定される。すなわち、以下に示すような抑制制御機能を常時働かせるようにしてもよいが、そのような機能をＯＮ／ＯＦＦし得るようにすることによって、制御の自由度を高くすることができる。運転抑制制御を行わない場合には、処理は（Ｓ１０７）に移行して、貫流ボイラ台数制御部１２２に台数制御指示がなされ、貫流ボイラ台数制御部１２２の制御により、図５のｔ０〜ｔ５の期間に示すように、ヘッダ１３０の圧力に応じた貫流ボイラ１２１の運転台数の制御が行われる。より詳しくは、例えば時間ｔ１でヘッダ圧力Ｐ２が所定の基準値Ｃを下回ると、その圧力低下に応じた台数の貫流ボイラ１２１が運転される。やがて、時間ｔ２でヘッダ圧力Ｐ２が基準値Ｃ（Ｐａ）まで回復すると、貫流ボイラ１２１はすべて停止する。同様に、ｔ２〜ｔ３の期間にも、ヘッダ圧力Ｐ２に応じた台数の貫流ボイラ１２１が運転される。
【００１７】
上記（Ｓ１０１）で（ＹＥＳ）と判定される場合、すなわち貫流ボイラ１２１の抑制制御が行われる場合には、処理は（Ｓ１０２、Ｓ１０３）に移行して、図５のｔ５〜ｔ１１の期間に示すような動作が行われる。ここで、ｔ０〜ｔ５の期間と、ｔ５〜ｔ１１の期間とでは、通常は行われる制御が異なればヘッダ圧力Ｐ２やバイパスダンパ開度は同じように変化するとは限らないが、ここでは、便宜上、貫流ボイラ１２１の運転台数との関係を解りやすく説明するために、同じように変化するとして示す。
【００１８】
（Ｓ１０２、Ｓ１０３）  ＧＥ／ＧＴ１１１が稼働中か、およびＧＥ／ＧＴ１１１が故障であることを示す情報が無いかが判定され、これらの判定が（ＮＯ）の場合には、上記と同様に、処理が（Ｓ１０７）に移行して貫流ボイラ台数制御部１２２に台数制御指示がなされ、貫流ボイラ１２１の運転台数の制御が行われる。すなわち、ＧＥ／ＧＴ１１１が稼働していなかったり故障していたりする場合には、排ガスボイラ１１２による蒸気の増大は見込めないので、速やかに貫流ボイラ１２１の運転台数を増やすように制御が行われる。
【００１９】
（Ｓ１０４、Ｓ１０５）  上記（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）で何れも（ＹＥＳ）の場合には、次に、排ガスボイラ装置１１０のバイパスダンパ１１５の開度が所定の設定値Ａ（％）よりも大きいかどうか、およびヘッダ圧力Ｐ２が所定の設定値Ｂ（Ｐａ）よりも高いかが判定され、何れかが（ＮＯ）の場合には、やはり（Ｓ１０７）に移行して貫流ボイラ台数制御部１２２に台数制御指示がなされ、貫流ボイラ１２１の台数制御が行われる。
【００２０】
（Ｓ１０６）  一方、バイパスダンパ１１５の開度が設定値Ａ（％）よりも大きく、かつ、ヘッダ圧力Ｐ２が設定値Ｂ（Ｐａ）よりも高ければ、貫流ボイラ１２１の運転台数を増大させなくても、やがてバイパスダンパ１１５の開度が小さくなると排ガスボイラ１１２の出口付近の圧力Ｐ１が上昇してヘッダ１３０のヘッダ圧力Ｐ２も上昇することが見込まれるので、貫流ボイラ１２１の増段がなされないように貫流ボイラ台数制御部１２２に台数制御抑制指示がなされた後、（Ｓ１０１）に戻って、同様の処理が繰り返される。
【００２１】
具体的には、例えば図５に示す時間ｔ５以降で、貫流ボイラ１２１の運転抑制制御を行う設定がなされたとすると、時間ｔ６で、バイパスダンパ１１５の開度が設定値Ａ（％）以下になった場合に、貫流ボイラ台数制御部１２２によって、ヘッダ圧力Ｐ２に応じて貫流ボイラ１２１の運転制御が行われる。すなわち、例えば時間ｔ７でヘッダ圧力Ｐ２が所定の基準値Ｃ（Ｐａ）以下になると、時間ｔ１と同様に圧力低下に応じた台数の貫流ボイラ１２１が運転される。また、時間ｔ８でバイパスダンパ１１５の開度が設定値Ａ（％）より大きくなった場合でも、ヘッダ圧力Ｐ２が設定値Ｂ（Ｐａ）以下であれば、バイパスダンパ１１５が閉じるだけよりも、より速やかにヘッダ圧力Ｐ２を増大させ得るように、（Ｓ１０７）に移行して貫流ボイラ台数制御部１２２による台数制御が行われる。しかし、時間ｔ９でヘッダ圧力Ｐ２が設定値Ｂ（Ｐａ）より大きくなった場合には、基準値Ｃ（Ｐａ）以下でも、貫流ボイラ１２１の増段は行われない。同様に、時間ｔ１０〜ｔ１１のようにバイパスダンパ１１５の開度が設定値Ａ（％）よりも大きければ、ヘッダ圧力Ｐ２が基準値Ｃ（Ｐａ）以下になったとしても、貫流ボイラ１２１の台数制御が抑制される。
【００２２】
上記時間ｔ９以降や時間１０〜ｔ１１のように、パイパスダンパ開度が所定以上である場合、しかも特に、ヘッダ圧力Ｐ２が所定以上である場合には、貫流ボイラ１２１の増段制御が抑制されることによって、その増段制御とバイパスダンパ開度の制御とが干渉しにくくなり、貫流ボイラ１２１の不用意な稼働（発停）を抑制し、省エネルギ化を図ることが容易にできる。
【００２３】
なお、上記のような制御が行われる場合、貫流ボイラ１２１の運転開始や停止は、それらの条件が満足された際に直ちに行われるのに限らず、いわゆるＯＮディレイやＯＦＦディレイを設けて、ハンチングの抑制や排ガスバイパスダンパの開度が設定値以下になった後に一時的に貫流ボイラ１２１が追い焚きを行い得るようにしたりしてもよい。
【００２４】
また、上記の例ではバイパスダンパ１１５の開度に応じて貫流ボイラ１２１の運転抑制が行われる例を示したが、これに限らず、バイパスダンパ１１５に代えて、またはこれとともに放蒸弁１１６が設けられている場合には、バイパスダンパ１１５の開度に代えて、またはこれとともに放蒸弁１１６の開度に応じて運転抑制が行われるようにしてもよい。
【００２５】
また、上記の例では、ＧＥ／ＧＴ１１１と排ガスボイラ１１２とが用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、他の廃棄エネルギ等の未利用エネルギや自然エネルギ由来のボイラが用いられたり、これらが複合的に用いられたりしてもよい。すなわち、例えばボイラの供給熱量や放出蒸気量が制限されるような場合には、その制限を解除することによって貫流ボイラの頻繁な発停を回避することが容易にできる。
【符号の説明】
【００２６】
１１０      排ガスボイラ装置
１１１      ＧＥ／ＧＴ
１１２      排ガスボイラ
１１３      排ガスボイラ圧力計
１１４      開弁制御部
１１５      バイパスダンパ
１１６      放蒸弁
１２０      貫流ボイラ装置
１２１      貫流ボイラ
１２２      貫流ボイラ台数制御部
１３０      ヘッダ
１３１      ヘッダ圧力計
１４０      貫流ボイラ運転抑制部
【図１】
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【図２】
2019152369.tif 000004
【図３】
2019152369.tif 000005
【図４】
2019152369.tif 000006
【図５】
2019152369.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月10日(2019.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のボイラと、貫流ボイラである第２のボイラと、上記第１のボイラおよび上記第２のボイラが発生した蒸気が導入されるヘッダと、を有し、上記ヘッダにおける蒸気圧力が所定の閾値以下の場合に上記第２のボイラが運転されるボイラシステムの制御装置であって、
上記第１のボイラに導入される熱量の制限程度、および上記ヘッダの蒸気を放出する放蒸弁の開度の少なくとも一方に応じて、上記第２のボイラの運転を抑制する第２のボイラ運転抑制部を備え、
上記第２のボイラ運転抑制部は、上記ヘッダにおける蒸気圧力が所定の閾値以下であっても、上記熱量の制限程度および上記放蒸弁の開度の少なくとも一方が所定以上の場合に、上記第２のボイラの運転を抑制することを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項２】
請求項１のボイラシステムの制御装置であって、
上記ボイラシステムは、さらに、上記ヘッダの圧力に応じて、上記第２のボイラの運転台数を制御する第２のボイラ台数制御部を有し、
上気第２のボイラ運転抑制部は、上記第２のボイラ台数制御部を制御するように構成されていることを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項３】
請求項２のボイラシステムの制御装置であって、
上記第２のボイラ運転抑制部は、さらに、上記ヘッダの圧力が所定以上の場合に、上記第２のボイラの運転を抑制することを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項のボイラシステムの制御装置であって、
上記第２のボイラ運転抑制部は、上記熱量の制限程度および上記放蒸弁の開度の少なくとも一方に係わらず、上記第２のボイラの運転抑制をしないように設定可能であることを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうち何れか１項のボイラシステムの制御装置であって、
上記第２のボイラ運転抑制部は、上記第１のボイラに熱量を導入する装置が稼働していないことを示す情報、および上記装置の故障を示す情報の少なくとも一方が存在する場合に、上記熱量の制限程度および上記放蒸弁の開度の少なくとも一方に係わらず、上記第２のボイラの運転抑制をしないように設定可能であることを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうち何れか１項のボイラシステムの制御装置であって、
上記第１のボイラは、排ガスボイラ、廃棄エネルギ利用ボイラ、および自然エネルギ利用ボイラの少なくとも１つを含むことを特徴とするボイラシステムの制御装置。
【請求項７】
請求項１のボイラシステムの制御装置と、
上記第１のボイラと、
上記第２のボイラと、
上記ヘッダと、
を備えたことを特徴とするボイラシステム。