(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラタービン発電設備から工場設備へプロセス用蒸気を供給する蒸気供給系統と制御装置を有する蒸気供給システムであって、
前記発電設備は、投入された燃料を燃焼させて蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラで発生した蒸気の熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービンと、前記タービンの回転エネルギーを電力に変換する発電機とを備え、
前記蒸気供給系統は、前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出す抽気管と、前記抽気管により取り出された蒸気を減温減圧する弁体と、前記減温減圧された蒸気を貯留するアキュームレータと、前記アキュームレータに貯留された蒸気をプロセス用蒸気として前記工場設備へ供給する工場蒸気管と、前記工場蒸気管に設けられた、当該工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の流量を検出する流量検出機構とを備え、
前記制御装置は、前記工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の流量に基づいて、前記工場蒸気管から工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記ボイラへの必要燃料投入量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算して補填する制御部を備え、
前記制御部は、前記抽気管により前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出す際に、前記弁体の上流側の圧力を一定に保つように当該弁体の開度を調整することを特徴とする、蒸気供給システム。
【請求項２】
前記工場蒸気管には、当該工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の圧力及び温度を検出する圧力検出機構及び温度検出機構がさらに設けられ、
前記制御部は、前記工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて、前記工場蒸気管から工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の熱量を算出することを特徴とする、請求項１に記載の蒸気供給システム。
【請求項３】
前記工場蒸気管には、前記ボイラ以外の他の蒸気源に接続された他の工場蒸気管が接続されており、
前記他の工場蒸気管は、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の流量を検出する流量検出機構を備え、
前記制御部は、前記他の工場蒸気管を流れる蒸気の流量に基づいて当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量を、前記ボイラへの必要燃料投入量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算することを特徴とする、請求項１または２のいずれか１項に記載の蒸気供給システム。
【請求項４】
前記他の工場蒸気管には、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量をそれぞれ検出する圧力検出機構、温度検出機構がさらに設けられ、
前記制御部は、前記他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量を、前記ボイラへの必要燃料投入量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算することを特徴とする、請求項３に記載の蒸気供給システム。
【請求項５】
ボイラタービン発電設備から工場設備へプロセス用蒸気を供給する蒸気供給系統を有する蒸気供給システムの制御方法であって、
前記発電設備は、投入された燃料を燃焼させて蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラで発生した蒸気の熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービンと、前記タービンの回転エネルギーを電力に変換する発電機とを備え、
前記蒸気供給系統は、前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出す抽気管と、前記抽気管により取り出された蒸気を減温減圧する弁体と、前記減温減圧された蒸気を貯留するアキュームレータと、前記アキュームレータに貯留された蒸気をプロセス用蒸気として前記工場設備へ供給する工場蒸気管と、前記工場蒸気管に設けられた、当該工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の流量を検出する流量検出機構とを備え、
当該測定されたプロセス用蒸気の流量に基づいて、前記アキュームレータから工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の有する熱量を算出し、
当該算出された熱量を前記ボイラへの必要燃料投入熱量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算して補填し、
前記抽気管により前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出す際に、前記弁体の上流側の圧力を一定に保つように当該弁体の開度を調整することを特徴とする、蒸気供給システムの制御方法。
【請求項６】
前記工場蒸気管には、当該工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の圧力及び温度を検出する圧力検出機構及び温度検出機構がさらに設けられ、
前記工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて、前記工場蒸気管から工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の熱量を算出することを特徴とする、請求項５に記載の蒸気供給システムの制御方法。
【請求項７】
前記工場蒸気管には、前記ボイラ以外の他の蒸気源に接続された他の工場蒸気管が接続されており、
前記他の工場蒸気管は、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量をそれぞれ検出する圧力検出機構、温度検出機構及び流量検出機構と、を備え、
前記他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量を、前記ボイラへの必要燃料投入量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算することを特徴とする、請求項５または６のいずれか１項に記載の蒸気供給システムの制御方法。
【請求項８】
前記他の工場蒸気管には、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量をそれぞれ検出する圧力検出機構、温度検出機構がさらに設けられ、
前記他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量を、前記ボイラへの必要燃料投入量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算することを特徴とする、請求項７に記載の蒸気供給システムの制御方法。
【請求項９】
投入された燃料を燃焼させて蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラで発生した蒸気の熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービンと、前記タービンの回転エネルギーを電力に変換する発電機と、を備えた発電設備から、工場設備へプロセス用蒸気を供給する蒸気供給方法であって、
前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出し、
前記取り出された蒸気を減温減圧し、
前記減温減圧された蒸気を貯留し、
前記貯留された蒸気をプロセス用蒸気として工場蒸気管を経て前記工場設備へ供給し、
前記工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の流量を測定し、当該測定されたプロセス用蒸気の流量に基づいて、
工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の有する熱量を算出し、当該算出された熱量分を補填する燃料量を当該ボイラへ投入し、
前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出す際に、前記ボイラから発生した蒸気の圧力を一定に保つように蒸気の取り出し量を調整することを特徴とする、蒸気供給方法。
【請求項１０】
前記工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の圧力及び温度をさらに測定し、工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の有する熱量を、測定された圧力、温度及び流量に基づいて算出することを特徴とする、請求項９に記載の蒸気供給方法。
【請求項１１】
前記工場蒸気管には、前記ボイラ以外の他の蒸気源に接続された他の工場蒸気管が接続されており、
前記他の工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の流量を測定し、
当該測定されたプロセス用蒸気の流量に基づいて、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、
当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量分を補填する燃料量を前記ボイラへ投入することを特徴とする、請求項９または１０のいずれか1項に記載の蒸気供給方法。
【請求項１２】
前記他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量を測定し、
当該測定されたプロセス用蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、
当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量分を補填する燃料量を前記ボイラへ投入することを特徴とする、請求項１１に記載の蒸気供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力と蒸気の供給を同時に行うボイラタービン発電設備から工場設備へプロセス用蒸気の供給を行う蒸気供給システム及びその制御方法、または、電力と蒸気の供給を同時に行うボイラタービン発電設備から工場設備へプロセス用蒸気の供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば製鉄所などの工場設備内に設置されるボイラタービン発電設備は、タービン発電機で発電した電力を工場設備に供給すると共に、ボイラで発生した蒸気やタービンからの抽気蒸気を工場設備で使用するプロセス用蒸気として分岐して供給する。
【０００３】
工場設備に供給されるプロセス用蒸気は、需要側の要求に応じて適宜供給量が制御されるが、蒸気発生源であるボイラの負荷変化率は一般に数％／分であるのに対して、需要側での蒸気消費量の変化率はボイラの負荷変化率を上回る場合が多い。この場合、ボイラの負荷を変化させるのみでは、需要側の蒸気消費量の変化率に追従することができない。
【０００４】
この需要側の急激な蒸気消費量の変化に対応する方法の一例として、例えば特許文献１には、図８に示すようなボイラタービン発電設備を含む蒸気供給システム１００において、タービン１０１からの抽気蒸気を工場設備１０２へ送気する工場蒸気管１０３から、急激な蒸気消費量の変化に対応する所定量の蒸気をバイパス弁１０４を介して復水器１０５へ常時放出しておき、例えば需要側である工場設備１０２での蒸気消費量が急激に増加したときに、バイパス弁１０４から復水器１０５へ放出する蒸気量を減少させることにより、蒸気消費量の変化率がボイラ１０６の負荷変化率を上回る場合においても、送気配管１０３から工場設備１０２へ所望の送気を行う方法が提案されている。
【０００５】
また、例えば特許文献２には、ボイラ主蒸気系統の一部を抽気する際に、当該抽気を行うことによりタービン発電機での発電量が変化することを抑制するために、抽気流量によるタービン発電機での発電量の減少分を求め、当該減少分をボイラへの燃料投入量の指令値（ボイラマスタ）に上乗せする先行制御を行うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３４３８１４号公報
【特許文献２】特開平１２−１１１００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、復水器１０５に常時放出されている蒸気は発電に用いられることがなくエネルギーロスとなるため、ボイラタービン発電設備の発電効率が低下すると共に、ランニングコストも増加する。
【０００８】
また、特許文献２の方法については、ボイラは燃料を投入してから実際にボイラから蒸気が発生するまでの時定数が大きいため、需要側での蒸気消費量の変化が大きい場合、ボイラへの燃料投入量の指令値を増加させても直ちに圧力の減少分を補うことができず、その結果、抽気により主蒸気系統の圧力変動が変動し、この圧力変動に伴うボイラのドラムレベルの低下により、ボイラがトリップに至るおそれがある。また、ボイラがトリップを免れたとしても、主蒸気系統の圧力変動によりタービン発電機での発電量が変化し送電系統に外乱を与えることとなるので、工場設備全体としての安定操業に支障をきたす。
【０００９】
通常、ボイラタービン発電設備の場合、蒸気圧の変動量は基準設定圧力の±８ｋｇ／ｃｍ２以内にとどめなければならないため、途中で分岐して蒸気を他の設備に供給することは、安定発電の観点からは好ましくないものと考えられていた。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ボイラタービン発電設備から工場設備へプロセス用蒸気を分岐して供給するにあたり、設備コストやランニングコストの増加を回避し、ボイラから発生する圧力の変動を抑制するとともに、タービン発電機の発電量の変化を抑制することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者らは、ボイラタービン発電設備から工場設備へプロセス用蒸気を分岐して供給するにあたり、分岐した蒸気とほぼ同等の蒸気をボイラが製造できるように、分岐した蒸気と同等の熱量を当該ボイラ燃料投入指令に加算することで分岐による蒸気圧の低下を回避できることを発見した。本発明は、この点に着目したものであり、ボイラタービン発電設備から工場設備へプロセス用蒸気を供給する蒸気供給系統と制御装置を有する蒸気供給システムであって、前記発電設備は、投入された燃料を燃焼させて蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラで発生した蒸気の熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービンと、前記タービンの回転エネルギーを電力に変換する発電機とを備え、前記蒸気供給系統は、前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出す抽気管と、前記抽気管により取り出された蒸気を減温減圧する弁体と、前記減温減圧された蒸気を貯留するアキュームレータと、前記アキュームレータに貯留された蒸気をプロセス用蒸気として前記工場設備へ供給する工場蒸気管と、前記工場蒸気管に設けられた、当該工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の流量を検出する流量検出機構とを備え、前記制御装置は、前記工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の流量に基づいて、前記工場蒸気管から工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記ボイラへの必要燃料投入量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算して補填する制御部を備え、前記制御部は、前記抽気管により前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出す際に、前記弁体の上流側の圧力を一定に保つように当該弁体の開度を調整することを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出す抽気管と、当該取り出された蒸気を貯留するアキュームレータを有しているので、アキュームレータがバッファとして機能し、アキュームレータの許容量の範囲で抽気管を介して蒸気を分岐して取り出すことなく工場蒸気管へのプロセス用蒸気を供給することができる。換言すれば、抽気管から分岐して取り出す蒸気を増減させなくてもその増減に係わりなく工場蒸気管へのプロセス用蒸気の供給を継続することができる。そして、流量検出機構によって、当該工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の流量をそれぞれ検出する。この検出されたプロセス用蒸気の流量に基づいて、制御部により、工場蒸気管を介してアキュームレータから工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量をボイラへの必要燃料投入量として燃料投入指令に加算することで、抽気管から蒸気を分岐して取り出す前に予めボイラからの蒸気の発生量を増加させておくことができる。これにより、アキュームレータの内圧が低下した際に、ボイラから発生した蒸気の一部から取り出してアキュームレータの内圧を回復させるためにアキュームレータに供給しても、ボイラから発生する蒸気の圧力が低下することがない。結局、本発明によれば、工場設備へプロセス用蒸気を供給するにあたりボイラから発生する蒸気の圧力変動を抑制し、例えばボイラのドラムレベルの低下によりボイラがトリップすることを防止することができる。また、ボイラから発生する蒸気の圧力変動及びタービンへ流入する蒸気の量の変動が抑制されることで、発電機における発電量の変動も抑制される。このため、例えば発電機による発電量の変化により、送電系統へ外乱を与えることを防止できる。
【００１３】
前記工場蒸気管には、当該工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の圧力及び温度を検出する圧力検出機構及び温度検出機構がさらに設けられ、前記制御部は、前記工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて、前記工場蒸気管から工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の熱量を算出してもよい。
【００１５】
発明者らは、前記ボイラ以外の他の蒸気源に接続された他の工場蒸気管が前記工場蒸気管に接続されている場合には、当該他の蒸気源から得られる蒸気熱量分を差し引いた必要燃料投入量を当該ボイラに燃料投入指令しなければならないことを見出した。かかる場合、前記工場蒸気管には、前記ボイラ以外の他の蒸気源に接続された他の工場蒸気管が接続されており、前記他の工場蒸気管は、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の流量を検出する流量検出機構を備え、前記制御部は、前記他の工場蒸気管を流れる蒸気の流量に基づいて当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量を、前記ボイラへの必要燃料投入量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算してもよい。
【００１６】
前記他の工場蒸気管には、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量をそれぞれ検出する圧力検出機構、温度検出機構がさらに設けられ、前記制御部は、前記他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量を、前記ボイラへの必要燃料投入量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算してもよい。
【００１７】
別な観点による本発明は、ボイラタービン発電設備から工場設備へプロセス用蒸気を供給する蒸気供給系統を有する蒸気供給システムの制御方法であって、前記発電設備は、投入された燃料を燃焼させて蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラで発生した蒸気の熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービンと、前記タービンの回転エネルギーを電力に変換する発電機とを備え、前記蒸気供給系統は、前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出す抽気管と、前記抽気管により取り出された蒸気を減温減圧する弁体と、前記減温減圧された蒸気を貯留するアキュームレータと、前記アキュームレータに貯留された蒸気をプロセス用蒸気として前記工場設備へ供給する工場蒸気管と、前記工場蒸気管に設けられた、当該工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の流量を検出する流量検出機構とを備え、当該測定されたプロセス用蒸気の流量に基づいて、前記アキュームレータから工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の有する熱量を算出し、当該算出された熱量を前記ボイラへの必要燃料投入熱量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算して補填し、前記抽気管により前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出す際に、前記弁体の上流側の圧力を一定に保つように当該弁体の開度を調整することを特徴としている。
【００１８】
前記前記工場蒸気管には、当該工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の圧力及び温度を検出する圧力検出機構及び温度検出機構がさらに設けられ、前記工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて、前記工場蒸気管から工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の熱量を算出してもよい。
【００２０】
前記工場蒸気管には、前記ボイラ以外の他の蒸気源に接続された他の工場蒸気管が接続されており、前記他の工場蒸気管は、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量をそれぞれ検出する圧力検出機構、温度検出機構及び流量検出機構と、を備え、前記他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量を、前記ボイラへの必要燃料投入量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算してもよい。  
【００２１】
前記他の工場蒸気管には、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量をそれぞれ検出する圧力検出機構、温度検出機構がさらに設けられ、前記他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量を、前記ボイラへの必要燃料投入量として当該ボイラへの燃料投入指令に加算してもよい。
【００２２】
さらに別な観点による本発明は、投入された燃料を燃焼させて蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラで発生した蒸気の熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービンと、前記タービンの回転エネルギーを電力に変換する発電機と、を備えた発電設備から、工場設備へプロセス用蒸気を供給する蒸気供給方法であって、前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出し、前記取り出された蒸気を減温減圧し、前記減温減圧された蒸気を貯留し、前記貯留された蒸気をプロセス用蒸気として工場蒸気管を経て前記工場設備へ供給し、前記工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の流量を測定し、当該測定されたプロセス用蒸気の流量に基づいて、工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の有する熱量を算出し、当該算出された熱量分を補填する燃料量を当該ボイラへ投入し、前記ボイラから発生した蒸気の一部を分岐して取り出す際に、前記ボイラから発生した蒸気の圧力を一定に保つように蒸気の取り出し量を調整することを特徴としている。
【００２３】
前記工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の圧力及び温度をさらに測定し、工場設備へ供給されたプロセス用蒸気の有する熱量を、測定された圧力、温度及び流量に基づいて算出してもよい。
【００２５】
前記工場蒸気管には、前記ボイラ以外の他の蒸気源に接続された他の工場蒸気管が接続されており、前記他の工場蒸気管を流れるプロセス用蒸気の流量を測定し、当該測定されたプロセス用蒸気の流量に基づいて、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量分を補填する燃料量を前記ボイラへ投入してもよい。
【００２６】
当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の圧力、温度及び流量を測定し、当該測定されたプロセス用蒸気の圧力、温度及び流量に基づいて、当該他の工場蒸気管を流れる蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量を前記算出されたプロセス用蒸気の熱量から差し引いた残りの熱量分を補填する燃料量を前記ボイラへ投入してもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ボイラタービン発電設備から工場設備へプロセス用蒸気を分岐して供給するにあたり、分岐によるボイラからの蒸気圧の変動を防止し、安定してタービン発電機に供給することで、安定したタービン発電を実現することができるという顕著な効果を奏する。また、蒸気の分岐も特別な設備を要せず、低コストで分岐工事を実現できるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態にかかるボイラタービン発電設備を含む蒸気供給システムの構成を示すプロセスフロー図である。
【図２】他の実施の形態にかかるボイラタービン発電設備を含む蒸気供給システムの構成を示すプロセスフロー図である。
【図３】他の実施の形態にかかるボイラタービン発電設備を含む蒸気供給システムの構成を示すプロセスフロー図である。
【図４】他の実施の形態にかかるボイラタービン発電設備を含む蒸気供給システムの構成を示すプロセスフロー図である。
【図５】他の実施の形態にかかるボイラタービン発電設備を含む蒸気供給システムの構成を示すプロセスフロー図である。
【図６】他の実施の形態にかかる蒸気供給システムのブロック図である。
【図７】他の実施の形態にかかる蒸気供給システムのブロック図である。
【図８】従来の蒸気供給システムの構成を示すプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる、ボイラタービン発電設備１、工場設備２、ボイラタービン発電設備１から工場設備２で用いられるプロセス用の蒸気を供給する、蒸気供給系統３及び制御装置４からなる蒸気供給システム５の構成を示すプロセスフロー図である。なお、本実施の形態にいては、ボイラタービン発電設備１に用いる燃料として石炭を用いた場合について説明するが、ボイラタービン発電設備１に用いる燃料は石炭に限定されるものではなく、例えば原油やＣ重油、あるいはＬＮＧや副生ガスといった他の燃料を用いた場合においても適用可能である。
【００３０】
ボイラタービン発電設備１は、投入された燃料を燃焼させて蒸気を発生させるボイラ１０と、ボイラ１０に燃料を供給する燃料供給設備１１と、ボイラ１０から発生した高温高圧の過熱蒸気である主蒸気の熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービン１２と、タービン１２の回転エネルギーを電力に変換する発電機１３と、ボイラ１０で発生した主蒸気をタービン１２に導入する主蒸気管１４と、タービン１２で仕事をしてエンタルピが低下した蒸気を水に戻し復水として貯留する復水器１５と、ボイラ１０と復水器１５とを接続する給水管１６と、給水管１６に設けられ、復水器１５に貯留された復水をボイラ１０に給水する給水ポンプ１７と、給水ポンプ１７による給水量を制御する給水制御弁１８と、を有している。なお、本実施の形態においては、ボイラ１０は、例えば蒸発器としてのドラム（図示せず）を有する循環型ボイラであり、タービン１２は、流入した蒸気の全量が復水器１５により回収される場合について説明する。
【００３１】
燃料供給設備１１は、ボイラ１０に投入する燃料としての石炭を貯蔵する石炭バンカ２０と、石炭を粉砕して微粉化する微粉炭機２２と、制御装置４からの燃料投入指令に基づき、石炭バンカ２０から微粉炭機２２に石炭を投入する給炭機２１を備えている。微粉炭機２２で粉砕されて微粉化した石炭は、図示しない一次通風機から微粉炭機２２に通風される一次燃焼用空気に随伴してボイラ１０に供給され、ボイラ１０内で燃焼される。
【００３２】
主蒸気管１４には、ボイラで発生した主蒸気の圧力を検出する圧力検出機構３０と、タービン１３に導入する主蒸気の流量を制御する主蒸気加減弁３１が設けられている。圧力検出機構３０は制御装置４に電気的に接続されており、当該圧力検出機構３０で検出された圧力は制御装置４に入力される。
【００３３】
工場設備２で用いられるプロセス用の蒸気をボイラタービン発電設備１から供給する蒸気供給系統３は、主蒸気管１４を流れる主蒸気の一部を分岐して取り出す抽気管４０と、抽気管４０により取り出された抽気蒸気を減温減圧する弁体である減温減圧弁４１と、減温減圧弁４１により減温減圧された蒸気を熱水に変換して貯留するアキュームレータ４２と、当該アキュームレータに貯留された蒸気を、工場設備２で用いられるプロセス用蒸気として工場設備２に供給する工場蒸気管４３と、を有している。
【００３４】
抽気管４０は、主蒸気管１４における圧力検出機構３０の下流側であって、主蒸気加減弁３１の上流側の所定の位置に接続されている。減温減圧弁４１は、制御装置４の、後述する蒸気供給系統制御部７３により制御される
【００３５】
工場蒸気管４３には、アキュームレータ４２に貯留された蒸気の、工場設備２への供給量を制御する流量制御弁４４が設けられている。アキュームレータ４２は、工場設備２へのプロセス用蒸気の供給の際に、例えば工場設備２での蒸気消費量が変動し、それにより抽気管４０の圧力が変動することで流量制御弁４４が開閉操作を繰り返すことを防止するためのバッファとして機能し、その容量は、工場設備２側の需要やボイラタービン発電設備１の能力に応じて適宜決定される。また、工場蒸気管４３における流量制御弁４４の下流の位置には、工場蒸気管４３の内部を流れるプロセス用蒸気の圧力、温度及び流量をそれぞれ検出する圧力検出機構４５、温度検出機構４６及び流量検出機構４７が設けられている。各検出機構は後述の蒸気供給系統制御部７３に電気的に接続されており、各検出機構での検出結果が蒸気供給系統制御部７３に入力される。
【００３６】
制御装置４は、ボイラ１０への燃料投入量を制御する燃料系統制御部７０と、ボイラ１０への給水量を制御する給水系統制御部７１と、発電機１３の出力を制御するタービン発電機制御部７２と、抽気管４０と減温減圧弁４１による主蒸気管１４からの主蒸気の取り出しを制御する蒸気供給系統制御部７３を有している。
【００３７】
燃料系統制御部７０は、給炭機２１を制御して微粉炭機２２への石炭の供給量を調節することにより、ボイラ１０への燃料投入量の制御を行う。給水系統制御部７１は、給水制御弁１８の開度を調整することによりボイラ１０への給水量の制御を行う。タービン発電機制御部７２は、主蒸気加減弁３１の開度を調整してタービン１２への蒸気流入量を制御することで発電機出力の制御を行う。そして、ボイラタービン発電設備１の運転時には、これら燃料系統制御部７０、給水系統制御部７１及びタービン発電機制御部７２により、発電機１３での電力量及び主蒸気管１４の圧力を所定の値に一定制御する、いわゆるボイラタービン協調制御モードによる制御が行われる。
【００３８】
具体的には、タービン発電機制御部７２には、所定の圧力及び温度の蒸気条件において、所定の発電量が得られる蒸気流量を確保するための主蒸気加減弁３１の開度が予め設定されており、当該主蒸気加減弁３１の開度がこの設定に基づいて調整される。給水系統制御部７１は、所定の発電量を得るために必要なボイラ１０からの発生蒸気量に見合った給水をボイラ１０に行うため、給水制御弁１８の開度を調整すると共に、燃料系統制御部７０は、ボイラ１０へ供給された給水を所定の温度まで過熱するために必要な燃料投入量を算出して給炭機２１の制御を行う。これにより、タービン１２へ流入させる主蒸気流量に見合った量の蒸気をボイラ１０から発生させ、発電機１３での発電電力を所定の値に一定制御しつつ、主蒸気管１４内の主蒸気の圧力も所定の値に一定制御される。
【００３９】
蒸気供給系統制御部７３は、工場設備２へのプロセス用蒸気の供給を制御する流量制御弁４４の制御と、流量制御弁４４によるプロセス用蒸気の供給と並行して行われる抽気管４０と減温減圧弁４１の制御を行う。かかる場合、減温減圧弁４１の制御にあたっては、主蒸気管１４からの主蒸気の取り出しの際に、発電機１３による発電の出力への影響及び減温減圧弁４１の上流側の圧力への影響を最小限に抑える制御を行うことが望ましい。なお、減温減圧弁４１の上流側の圧力とは、具体的には主蒸気管１４に設けられた圧力検出機構３０により検出される主蒸気の圧力である。
【００４０】
蒸気供給系統制御部７３における制御について詳述する。抽気管４０と減温減圧弁４１により主蒸気管１４から主蒸気の一部を分岐して取り出すと、抽気管４０から主蒸気が取り出される分だけ主蒸気管１４の主蒸気の圧力が低下する。主蒸気の圧力が低下すると、タービン１２に流入する蒸気の圧力も低下し、タービン１２における熱落差も減少するため、タービン１２で発生する回転エネルギーが減少し、それにより発電機１３での発電出力も低下する。この場合、ボイラタービン協調制御モードにより制御される主蒸気加減弁３１の開度は、発電機１３の出力を一定に維持するように開方向に調整され、その一方で、燃料系統制御部７０及び給水系統制御部７１は、主蒸気管１４の圧力を回復させるように燃料投入量及び給水量を増加させるが、ボイラ１０は時定数が大きく、燃料投入後に直ちに蒸気の発生量を増加させることはできない。したがって、燃料投入量と給水量の制御だけでは主蒸気管１４の圧力の低下に追従することができない。
【００４１】
仮に、この発電機１３での発電量の低下を抑制するためには、例えば特許文献１に開示されるように、予めボイラ１０からの蒸気発生量を増加させておけばよいものと考えられた。しかし、抽気管４０から取り出される蒸気の最大量分を常に前もってボイラ１０で余計に発生させることは非常にロスが大きい。そこで、主蒸気管内の蒸気圧と温度が工場で一般に使われるプロセス用蒸気に比べて非常に高く、アキュームレータ４２があればこれに一時、貯留させておくことがおくことができることに着目した。また、アキュームレータ４２に蒸気を一時的に貯留することにより、抽気管４０から取り出される主蒸気の量に見合った量の燃料と給水を、抽気管４０から主蒸気が取り出されて発電機１３の出力が低下する前に、換言すればアキュームレータ４２から工場設備２に対して蒸気の供給が開始された直後に予めボイラ１０に供給し、それによりボイラ１０からの蒸気発生量を増加させれば、発電機１３の出力を低下させることなく抽気管４０からの主蒸気の取り出しを行うことができることに着目した。
【００４２】
以下、蒸気供給系統制御部７３により、抽気管４０から取り出される主蒸気の量に見合った量の蒸気をボイラ１０で発生させるために必要な燃料投入量（以下、「必要燃料投入量」という）を求める方法について説明する。
【００４３】
抽気管４０を介して主蒸気管１４から取り出された蒸気の全量が工場設備２にプロセス用の蒸気に供給されるとすると、工場蒸気管４３を流れて工場設備２に供給されるプロセス用蒸気の有する熱量と、主蒸気量１４から取り出された主蒸気の有する熱量とは等しくなる。なお、ここでは、配管等から外部へ放散される熱量や、減温減圧弁４１において用いられる減温用に外部から持ち込まれるスプレ水の熱量は、プロセス用蒸気の熱量と比較して十分小さいため、無視して考えるものとする。
【００４４】
工場蒸気管４３を流れる蒸気の有する熱量は、当該工場蒸気管４３を流れる蒸気の流量と比エンタルピとの積として求めることができる。そして、蒸気の比エンタルピは、当該比エンタルピを蒸気の圧力と蒸気の温度との関数として表した、いわゆる蒸気線図より求めることができる。そして、蒸気供給系統制御部７３には、この蒸気線図があらかじめデータとして記憶されており、当該蒸気供給系統制御部７３は、工場蒸気管４３に設けられた圧力検出機構４５及び温度検出機構４６で検出された圧力及び温度に基づき工場蒸気管４３を流れる蒸気の比エンタルピを求める。次いでこの比エンタルピと流量検出機構４７で検出された流量との積から、工場蒸気管４３を流れる蒸気の有する熱量が算出される。そして、工場設備２に供給される量の蒸気をボイラ１０で発生させるための必要燃料投入量は、工場蒸気管４３を流れる蒸気の有する熱量にボイラ効率を乗じることにより求められる。
【００４５】
そして、蒸気供給系統制御部７３により求められた必要燃料投入量は、工場設備２へのプロセス用蒸気の供給を行っていない状態における燃料制御部７０の燃料投入指令に加算される。これにより、発電機１３での発電量の低下に見合う量の蒸気をボイラ１０から発生させることができる。なお、燃料制御部７０による燃料流量の制御に伴い、ボイラ１０への給水流量も併せて制御する必要があるが、当該給水流量は給水系統制御部７１により行われる。
【００４６】
そして、必要燃料投入量が加算された量の燃料がボイラ１０に投入されると、ボイラ１０からの蒸気発生量が増加し、主蒸気管１４の圧力が上昇する。この際、蒸気供給系統制御部７３により、主蒸気管１４の圧力を一定に保つように減温減圧弁４１の開度が調整され、この開操作された減温減圧弁４１を介して主蒸気管１４からアキュームレータ４２へ蒸気が供給される。
【００４７】
本実施の形態にかかる蒸気供給システム５は以上のように構成されており、次にこのボイラタービン発電設備１から工場設備２へプロセス用蒸気を供給する際の蒸気供給システム５の制御方法について説明する。
【００４８】
ボイラタービン発電設備１がボイラタービン協調制御モードにより主蒸気管１４の圧力及び発電機１３の出力を一定に制御している状態で、プロセス用蒸気の需要先である工場設備２において、プロセス用蒸気の使用が開始されると、流量制御弁４４が開操作され、アキュームレータ４２に貯留されていた熱水が工場蒸気管４３にプロセス用蒸気として供給される。
【００４９】
蒸気供給系統制御部７３により流量制御弁４４が開操作され、アキュームレータ４２に貯留されていた熱水が工場蒸気管４３にプロセス用蒸気として供給されると、アキュームレータ４２内の内圧が低下するものの、アキュームレータ４２に熱水として貯留された蒸気がバッファとして機能するため、主蒸気管１４から抽気管４０を介して、アキュームレータの許容量の範囲で主蒸気を分岐して取り出すことなく工場蒸気管４３へのプロセス用蒸気の供給を継続することができる。それと並行して、工場蒸気管４３にプロセス用蒸気が供給されることにより、各検出機構４５、４６、４７により圧力、温度及び流量が検出され、蒸気供給系統制御部７３により工場蒸気管４３を流れる蒸気の有する熱量が算出される。そして、この算出された熱量に基づいて蒸気供給系統制御部７３は、必要燃料投入量を燃料系統制御部の燃料投入指令に加算して補填し、ボイラ１０への燃料投入量を増加させる。これにより、ボイラ１０からの主蒸気の発生量が増加し、主蒸気管１４の圧力が徐々に上昇し始める。
【００５０】
次いで、主蒸気管１４に設けられた圧力検出機構３０により主蒸気管１４のわずかな圧力上昇が検出されると、ボイラタービン制御部７３はボイラタービン協調制御モードによる制御を維持したまま、抽気管４０の減温減圧弁４３を開操作し、抽気管４０を介して主蒸気管１４から蒸気を系外に抽出する。換言すれば、圧力が低下したアキュームレータ４２に蒸気を供給し、主蒸気管１４の圧力上昇を抑制する制御を行う。また、これにより、アキュームレータ４２の内圧も回復する。
【００５１】
この際、燃料投入指令に加算された必要燃料投入量により増加したボイラ１０からの発生蒸気量の増加分は、工場蒸気管４３を介して工場設備２で消費される蒸気の量に等しい。このため、減温減圧弁４１の開度が適切に調整されることにより、主蒸気管１４の圧力は、工場設備２側でプロセス用蒸気が消費されていない場合の圧力と同じ圧力に維持され、アキュームレータ４２の内圧は一旦下がったとしても元の圧力に回復する。また、ボイラ１０からの発生蒸気量の増加分の全量が抽気管４０から抽気されるため、蒸気加減弁３１を介してタービン１２に導入される主蒸気の量も一定に維持される。これにより、発電機１３での発電電力の変動も抑制される。
【００５２】
以上の実施の形態によれば、ボイラ１０から発生した蒸気の一部を分岐して取り出す抽気管４０と、当該取り出された蒸気を貯留するアキュームレータ４２を有しているので、アキュームレータ４２がバッファとして機能し、アキュームレータの許容量の範囲で主蒸気管１４から抽気管４０を介して主蒸気を分岐して取り出すことなく工場蒸気管４３へのプロセス用蒸気の供給することができる。換言すれば、抽気管４０から分岐して取り出す蒸気を増減させなくてもその増減に係わりなく工場蒸気管へのプロセス用蒸気の供給を継続することができる。そして、蒸気供給系統制御部７３により、工場蒸気管４３を介してアキュームレータ４２から工場設備２へ供給されたプロセス用蒸気の熱量を算出し、当該算出された熱量をボイラ１０への必要燃料投入量として燃料系統制御部７０の燃料投入指令に加算することで、ボイラ１０の主蒸気管１４から抽気管４０に蒸気を分岐して取り出す前に予めボイラ１０からの蒸気の発生量を増加させておくことができる。これにより、アキュームレータ４２の内圧が低下した際に、アキュームレータ４２の内圧を回復させるための量の蒸気を主蒸気管１４から取り出しても、主蒸気管１４の圧力が低下することがない。結局、本発明によれば、工場設備２へプロセス用蒸気を供給するにあたり主蒸気管１４の圧力変動を抑制し、例えばボイラ１０のドラムレベルの低下によりボイラ１０がトリップすることを防止することができる。また、主蒸気管１４の圧力変動及びタービン１２へ流入する主蒸気の量の変動が抑制されることで、発電機１３における発電量の変動も抑制される。このため、例えば発電機１３による発電量の変化により送電系統へ外乱を与えることを防止できる。
【００５３】
また、従来は、ボイラタービン発電設備から工場設備へプロセス用蒸気の供給を行う方法として、例えばタービンの中圧段から抽気を行う型式の、いわゆる抽気タービンを用い、タービンから抽気した蒸気を供給する方法が用いられる場合もあるが、抽気タービンを用いた場合にタービンから抽気を行うと、タービンの発電出力が低下するのみならず、タービン効率も低下し、ボイラタービン発電設備の発電効率も低下することとなっていた。タービンは、一般に通常運転点において最高効率を得られるように設計され、抽気を行う場合は通常運転点を外れた点で運転されるためである。この点、以上の実施の形態によれば、工場設備２へプロセス用蒸気を供給するにあたり、タービン１２からの抽気は不要であるため、タービン１２を常に最高効率点で運転することができる。特に、タービン１２からの抽気を考慮する必要がないため、タービン１２を必要最小限の容量とすることができ、これにより、復水器１５や主蒸気加減弁３１といったタービン１２に付帯する設備の設置費用も抑えることができる。
【００５４】
なお、以上の実施の形態においては、ボイラタービン発電設備１から工場設備２に対してプロセス用蒸気の供給を行った場合について説明したが、製鉄所のような設備においては、通常、蒸気源としてボイラ等が複数設けられている場合が多い。具体的には、例えば図２示すように、ボイラ１０以外の他の蒸気源８０に接続された他の工場蒸気管としての蒸気供給管８１が工場蒸気管４３に接続され、工場設備２へのプロセス用蒸気の供給は、工場蒸気管４３を介して他の蒸気源８０とボイラ１０とにより行われる。蒸気供給管８１は、工場蒸気管４３に設けられた流量制御弁４４の下流側であって、各検出機構４５、４６、４７の下流側に接続されている。
【００５５】
蒸気供給管８１には工場蒸気管４３への蒸気供給量を制御する流量制御弁８２が設けられている。蒸気供給管８１における流量制御弁８２の下流の位置には、当該蒸気供給管８１を流れる蒸気の圧力、温度及び流量をそれぞれ検出する圧力検出機構８３、温度検出機構８４及び流量検出機構８５が設けられている。各検出機構は蒸気供給系統制御部７３に電気的に接続されており、各検出機構での検出結果が蒸気供給系統制御部７３に入力される。かかる場合、蒸気供給管８１に設けられた流量制御弁８２は、例えば蒸気供給管８１を流れる蒸気の流量が所望の値となるように一定に制御し、工場蒸気管４３の流量制御弁４４は、工場設備２への供給量が所望の値となるように、工場蒸気管４３の圧力又は流量を一定に制御する。
【００５６】
図２に示されるように、工場蒸気管４３に他の蒸気源８０からの蒸気供給管８１が接続されている場合は、他の蒸気源８０から工場蒸気管４３へ供給される蒸気量が変動すると工場蒸気管４３の圧力が変動する。その結果、アキュームレータ４２から工場蒸気管４３へ流れる蒸気量も変動する。かかる場合においては、蒸気供給管８１の各検出機構８３、８４、８５での検出結果に基づき蒸気供給管８１を流れる蒸気の有する熱量を算出し、工場蒸気管４３を流れるプロセス用蒸気の有する熱量、換言すれば、各検出機構４５、４６、４７の検出結果から算出した熱量から差し引くことで、当該差分の熱量をアキュームレータ４２から工場蒸気管４３へ流れる蒸気の有する熱量として求めることができる。
【００５７】
図２に示される蒸気供給システム５における上述の制御の内容を概念的に表すと、図６に示されるブロック図のようになる。図６における実線の矢印は蒸気の流れ、点線の矢印は制御用の信号の流れをそれぞれ示している。図６に示すように、ボイラ１０には燃料投入指令２０１が入力され、ボイラ１０から発生した蒸気はタービン１２へ流入する。そして、アキュームレータ４２から工場設備２への蒸気供給が開始されると、各検出機構４５、４６、４７により圧力、温度及び流量が検出され、蒸気供給系統制御部７３により工場蒸気管４３を流れる蒸気の有する熱量が算出される。一方、他の蒸気源８０からも工場設備２に対して蒸気が供給されると、各検出機構８３、８４、８５により圧力、温度及び流量が検出され、蒸気供給管８１を流れる蒸気の有する熱量が算出される。
【００５８】
次いで、工場蒸気管４３を流れる蒸気の有する熱量から蒸気供給管８１を流れる蒸気の有する熱量を減算し、この熱量の差分をボイラ１０への必要燃料投入量として燃料投入指令２０１に加算する。これにより、予めボイラ１０からの蒸気の発生量を増加させることができる。そして、ボイラ１０からの蒸気量の増加に伴い減温減圧弁４１の開度を調整することにより、主蒸気管１４の圧力変動が抑制されると共に、主蒸気を分岐して取り出し、アキュームレータ４２に供給することができる。したがって本発明によれば、ボイラ１０以外の他の蒸気源８０の運転状態に左右されず、ボイラタービン発電設備１を安定的に運転することができる。
【００５９】
特に、工場設備２への蒸気の供給については他の蒸気源８０によりまかなっており、ボイラタービン発電設備１が既設の設備として存在しているものの、当該ボイラタービン発電設備と工場設備２との間に蒸気を供給する設備が設けられていない場合、即ち、図４に示すフロー図において、蒸気供給系統３が存在しない場合においては、当該既設のボイラタービン発電設備１に蒸気供給系統３を追加で設置し、既設の制御装置により上述の制御装置４の制御を行うように、既設の制御装置の制御回路の一部を改造すれば足りるので、特別な設備を要せず、蒸気を分岐して供給するための分岐工事を低コストで実現できる。
【００６０】
なお、工場設備２への蒸気供給源として、ボイラ１０以外の他の蒸気源８０が設けられ、複数の蒸気供給源から工場設備２へプロセス用蒸気を供給する場合、工場蒸気管４３廻りの系統は図２に示す実施の形態の一例に限定されるものではない。例えば図３に示すように、工場蒸気管４３と蒸気供給管８１に対して蒸気母管９０が共通に設けられ、工場設備２へのプロセス用蒸気の供給を、この蒸気母管９０を介して行うようにしてもよい。かかる場合、蒸気母管９０は、例えば図３に示すように、工場蒸気管４３の流量制御弁４４の下流であって、且つ各検出機構４５、４６、４７の上流側に設けられる。また、蒸気母管９０には圧力検出機構９１が設けられ、流量制御弁４４は、例えば蒸気母管９０の圧力を設定値の範囲内に収まるように制御する。かかる場合においても、各検出機構４５、４６、４７での検出結果から算出された熱量から、各検出機構８３、８４、８５での検出結果から算出された熱量を差し引くことで、ボイラ１０への必要燃料投入量に相当する熱量を求めることができる。なお、他の蒸気源８０が複数設けられている場合においては、各検出機構４５、４６、４７での検出結果から算出された熱量から、複数の他の蒸気源８０毎に蒸気供給管８１を流れる蒸気の熱量をそれぞれ差し引けば、同様に、ボイラ１０への必要燃料投入量に相当する熱量が求められる。
【００６１】
また、図２及び図３のように、他の蒸気源８０が設けられている場合、蒸気供給管８１は、例えば図４、図５に示すように、アキュームレータ４２の上流側の抽気管４０に接続されていてもよい。かかる場合、蒸気供給システム５における制御の内容は図７に示されるブロック図のようになる。図７に示すように、各検出機構８３、８４、８５がアキュームレータ４２の上流に位置する点が図６の場合と異なるのみであり、他の制御の内容は図６の場合と同様なので説明を省略する。
【００６２】
なお、以上の実施の形態においては、各検出機構により検出した圧力、温度、流量に基づいて工場蒸気管４３を介してアキュームレータ４２から工場設備２へ供給されたプロセス用蒸気の熱量を算出したが、例えばアキュームレータ４２から工場設備２へ供給されたプロセス用蒸気の流量のみにより当該蒸気の有する熱量を算出してもよい。この場合、プロセス用蒸気として供給された蒸気のエンタルピを、主蒸気管１４を流れる蒸気のエンタルピと等しいものとして当該プロセス用蒸気の有する熱量を算出する。かかる場合、スプレ水の流量分だけプロセス用蒸気の有する熱量が多めに算出されるが、減温減圧弁４１において減温用に用いられるスプレ水の流量は、プロセス用蒸気の流量の１〜２割程度であるので、燃料投入量増加による主蒸気管１４の圧力上昇は軽微なものに抑えることができる。
【００６３】
なお、以上の実施の形態においては、工場設備２においてプロセス用蒸気の使用が開始された場合について説明したが、本発明は当然ながら工場設備２においてプロセス用蒸気を使用している状態において、工場設備２における蒸気消費量が急激に変化した場合においても適用できる。かかる場合、蒸気供給系統制御部７３により、工場設備２へ供給されているプロセス用蒸気の熱量が常時監視され、当該熱量が急激に変化した場合、即ち蒸気消費量が急激に変化した場合に、急激に変化する前の熱量と変化後の熱量との差分が求められ、その差分の熱量がボイラ１０への必要燃料投入量として燃料系統制御部７０の燃料投入指令に加算される。
【００６４】
なお、以上の実施の形態においては、アキュームレータ４２をプロセス用蒸気のバッファとして用いたが、例えば減温減圧弁４１の下流の抽気管４０の径をバッファとして機能する程度に大きくし、アキュームレータ４２の代わりに用いてもよい。
【００６５】
また、以上の実施の形態においては、工場蒸気管４３に設けられた流量検出機構４７により検出した流量に基づき蒸気供給系統制御部７３において、工場蒸気管４３から供給されるプロセス用蒸気の熱量の算出を行ったが、この熱量の算出を行うための流量の検出は、例えば、抽気管４０に他の流量検出機構を設けることにより行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、ボイラタービン発電設備から工場設備へプロセス用蒸気を供給する際に有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１    ボイラタービン発電設備
２    工場設備
３    蒸気供給系統
４    制御装置
５    蒸気供給システム
１０  ボイラ
１１  燃料供給設備
１２  タービン
１３  発電機
１４  主蒸気管
１５  復水器
１６  給水管
１７  給水ポンプ
１８  給水制御弁
２０  石炭バンカ
２１  給炭機
２２  微粉炭機
３０  圧力検出機構
３１  主蒸気加減弁
４０  抽気管
４１  減温減圧弁
４２  アキュームレータ
４３  工場蒸気管
４４  流量制御弁
４５  圧力検出機構
４６  温度検出機構
４７  流量検出機構
７０  燃料系統制御部
７１  給水系統制御部
７２  タービン発電機制御部
７３  蒸気供給系統制御部
８０  他の蒸気源
８１  蒸気供給管
８２  流量制御弁
８３  圧力検出機構
８４  温度検出機構
８５  流量検出機構
９０  蒸気母管
９１  圧力検出機構
２０１  基本熱量投入指令
２０２  熱量投入指令
【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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