(57)【要約】【課題】負荷変動に対する追従性を高め、蒸気圧力を安定させることのできるボイラ多缶設置システムを提供する。【解決手段】ボイラ１を複数台設置しているボイラ多缶設置システムであって、蒸気集合部６に設けた圧力検出装置４と、検出した蒸気圧力値に基づいて各ボイラに燃焼指令を出力する台数制御装置２を設けており、検出蒸気圧力値と設定燃焼パターンに基づいてボイラの燃焼状態を決定するようにしているボイラ多缶設置システムにおいて、台数制御装置２には、蒸気圧力値に対応させて設定するボイラの燃焼パターンとして、通常時における燃焼パターンである通常時燃焼パターンと、通常時燃焼パターンよりも燃焼量が大きくなるように定めている燃焼台数増加時燃焼パターンを設定しておくとともに、ボイラの燃焼台数を増加する場合に、基準とする燃焼パターンを通常時燃焼パターンから燃焼台数増加時燃焼パターンに変更する燃焼パターン変更装置５を設ける。【選択図】図１
2008224084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼量を変更することのできるボイラを複数台設置しておき、複数台のボイラで発生させた蒸気は一旦蒸気集合部に集合させてから蒸気必要部へ供給しているボイラ多缶設置システムであって、蒸気集合部に設けた圧力検出装置と、圧力検出装置で検出した蒸気圧力値に基づいて各ボイラに対して燃焼指令を出力する台数制御装置を設けており、台数制御装置には蒸気圧力値に対応させてボイラの燃焼状態を定めている燃焼パターンを設定しておき、検出した蒸気圧力値と設定しておいた燃焼パターンに基づいてボイラの燃焼状態を決定するようにしているボイラ多缶設置システムにおいて、台数制御装置には、蒸気圧力値に対応させて設定するボイラの燃焼パターンとして、通常時における燃焼パターンである通常時燃焼パターンと、通常時燃焼パターンよりも燃焼量が大きくなるように定めている燃焼台数増加時燃焼パターンを設定しておくとともに、蒸気圧力値の低下によってボイラの燃焼台数を増加する場合に、台数制御の基準とする燃焼パターンを通常時燃焼パターンから燃焼台数増加時燃焼パターンに変更する燃焼パターン変更装置を設けていることを特徴とするボイラ多缶設置システム。
【請求項２】
請求項１に記載のボイラ多缶設置システムにおいて、ボイラの燃焼台数を増加する時、既に燃焼を行っているボイラによって燃焼量を増加することができる場合には、台数制御の基準とする燃焼パターンを燃焼台数増加時燃焼パターンに変更し、既に燃焼を行っているボイラによって燃焼量を増加することができない場合には、台数制御の基準とする燃焼パターンの変更は行わないことを特徴とするボイラ多缶設置システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のボイラ多缶設置システムにおいて、ボイラの燃焼台数を増加する時、燃焼準備の工程を実施中のボイラがあることを検出して台数制御の基準とする燃焼パターンを燃焼台数増加時燃焼パターンに変更し、燃焼準備の工程を実施していたボイラが燃焼準備の工程を終了したことを検出して通常時燃焼パターンに戻す
ことを特徴とするボイラ多缶設置システム。
【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設置しておき、蒸気集合部の蒸気圧力値に基づいて必要台数分のボイラを燃焼させる台数制御装置を設けているボイラ多缶設置システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型のボイラに換えて小型のボイラを複数台設置しておき、ボイラの燃焼台数を調節することで蒸気の発生量を調節するボイラの多缶設置システムが広く普及している。蒸気ボイラを多缶設置したシステムでは、各ボイラで発生した蒸気を集合させる蒸気集合部における蒸気圧力値に応じてボイラの燃焼台数を決定するようにしている。蒸気集合部には圧力検出装置を設けておき、圧力検出装置で検出した蒸気圧力値はボイラの燃焼台数を制御する台数制御装置へ出力する。台数制御装置では、蒸気圧力値に対応させてボイラの燃焼量を定めておき、検出した蒸気圧力値が低い場合にはボイラの燃焼台数を多くすることで蒸気発生量を増加し、蒸気圧力値の上昇につれてボイラの燃焼台数を少なくしていくことで蒸気発生量を減少させる。蒸気集合部の蒸気圧力値に応じてボイラの燃焼台数を増減することで、蒸気圧力値を所定の範囲内に保つことができる。
【０００３】
具体的には、台数制御装置では蒸気圧力の制御範囲を複数の圧力帯に区分し、圧力帯ごとにボイラの燃焼状態を定めた燃焼パターンを設定しておく。多缶設置しているボイラでは、高燃焼・低燃焼・停止の３位置で燃焼を制御するものが一般的であり、台数制御装置では検出している蒸気圧力値に基づいて高燃焼・低燃焼・停止をそれぞれ何台とするかを定めた燃焼パターンを設定しておく。燃焼パターンでは低圧側の圧力帯になるほど燃焼量が大きくなるように高燃焼・低燃焼・停止の各台数を定めておき、燃焼の優先順位が高いボイラから順に決定台数分のボイラを燃焼させる。
【０００４】
蒸気圧力値の上昇によってボイラ全体での燃焼量を減少するという場合は、高燃焼で燃焼しているボイラを低燃焼に変更したり、低燃焼で燃焼しているボイラの燃焼を停止することで行う。高燃焼から低燃焼へ変更する場合や、低燃焼から停止へ変更する場合は、燃料供給量及び燃焼用空気供給量を削減することで行えるため、燃焼量の減少に要する時間は比較的短いものとなる。また、蒸気圧力値の低下によってボイラ全体での燃焼量を増加するという場合は、低燃焼で燃焼しているボイラを高燃焼に変更したり、燃焼を停止しているボイラを低燃焼で燃焼させることで行う。この場合、低燃焼から高燃焼へ変更するには、燃料供給量及び燃焼用空気供給量を増加することで行えるため、燃焼量の増加に要する時間は比較的短いものとなる。しかし、停止していたボイラを低燃焼とする場合には、燃焼開始前に燃焼室内を換気するプレパージを行うなど、燃焼準備の工程が必要であって燃焼の開始は燃焼準備工程の後となるために、燃焼量の増加に要する時間は比較的長いものとなる。燃焼量増加の指令出力から実際に燃焼量が増加するまでに長い時間がかかると、蒸気供給が不足している状態が長く続くことになる。蒸気供給量が不足していると、蒸気圧力値は低下し、必要量の蒸気を供給することができなくなるということがあった。
【０００５】
そこで、特公平6-92804号に記載の発明では、ボイラ起動時に低燃焼状態の他のボイラが存在する場合、そのボイラを強制的に高燃焼状態にするための強制高燃焼信号を発する発信回路を設けている。プレパージを行っているために蒸気を発生することのできないボイラに換わって、低燃焼から高燃焼に変更したボイラによって蒸気供給量を増加することで、蒸気圧力が低下しすぎるなどの問題を防止することができるというものである。
【特許文献１】特公平６−９２８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、負荷変動に対する追従性を高め、蒸気圧力を安定させることのできるボイラ多缶設置システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、燃焼量を変更することのできるボイラを複数台設置しておき、複数台のボイラで発生させた蒸気は一旦蒸気集合部に集合させてから蒸気必要部へ供給しているボイラ多缶設置システムであって、蒸気集合部に設けた圧力検出装置と、圧力検出装置で検出した蒸気圧力値に基づいて各ボイラに対して燃焼指令を出力する台数制御装置を設けており、台数制御装置には蒸気圧力値に対応させてボイラの燃焼状態を定めている燃焼パターンを設定しておき、検出した蒸気圧力値と設定しておいた燃焼パターンに基づいてボイラの燃焼状態を決定するようにしているボイラ多缶設置システムにおいて、台数制御装置には、蒸気圧力値に対応させて設定するボイラの燃焼パターンとして、通常時における燃焼パターンである通常時燃焼パターンと、通常時燃焼パターンよりも燃焼量が大きくなるように定めている燃焼台数増加時燃焼パターンを設定しておくとともに、蒸気圧力値の低下によってボイラの燃焼台数を増加する場合に、台数制御の基準とする燃焼パターンを通常時燃焼パターンから燃焼台数増加時燃焼パターンに変更する燃焼パターン変更装置を設けていることを特徴とするボイラ多缶設置システム。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記のボイラ多缶設置システムにおいて、ボイラの燃焼台数を増加する時、既に燃焼を行っているボイラによって燃焼量を増加することができる場合には、台数制御の基準とする燃焼パターンを燃焼台数増加時燃焼パターンに変更し、既に燃焼を行っているボイラによって燃焼量を増加することができない場合には、台数制御の基準とする燃焼パターンの変更は行わないことを特徴とするボイラ多缶設置システム。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記のボイラ多缶設置システムにおいて、ボイラの燃焼台数を増加する時、燃焼準備の工程を実施中のボイラがあることを検出して台数制御の基準とする燃焼パターンを燃焼台数増加時燃焼パターンに変更し、燃焼準備の工程を実施していたボイラが燃焼準備の工程を終了したことを検出して通常時燃焼パターンに戻すことを特徴とするボイラ多缶設置システム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明を実施することで、蒸気負荷の変動に対する追従性を高めることができるため、蒸気圧力を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施するボイラと台数制御装置２の構成図である。実施例では１号缶・２号缶・３号缶からなる３台のボイラ１を設けており、各ボイラ１は共通の蒸気集合部６に接続する。各ボイラで発生した蒸気は前記蒸気集合部６に集合した後で蒸気使用装置側へ送るようにしており、蒸気集合部６に圧力検出装置４を設ける。ボイラ１は、高燃焼、低燃焼、停止の３位置で燃焼の制御を行う。各ボイラ１には運転制御装置３を設けており、各ボイラの運転制御は個々の運転制御装置３によって行う。運転制御装置３は、各ボイラ１に対して燃焼指令を出力する台数制御装置２と接続しており、台数制御装置２からの燃焼指令に基づいて運転を行う。ここでは、低燃焼のボイラ１台での蒸気発生量を１t/h、高燃焼のボイラ１台での蒸気発生量を２t/hであるとしておく。この場合、前記ボイラを３台設置している時の蒸気発生量は、３台とも停止の０t/hから３台とも高燃焼の６t/hの間で１t/h間隔で調節することができるものとなる。
【００１２】
台数制御装置２は、圧力検出装置４で検出した蒸気圧力値に基づいて、各ボイラにおける燃焼量を決定する。台数制御装置２には、圧力検出装置４によって検出する蒸気圧力値に対応させてボイラの燃焼パターンを設定しておき、決定した燃焼状態になるように各ボイラに対して燃焼指令を出力する。台数制御装置２に設定する燃焼パターンは、通常時における燃焼パターンである通常時燃焼パターンと、通常時燃焼パターンよりも燃焼量が大きくなるように定めた燃焼台数増加時燃焼パターンを設定しておく。台数制御装置２には２通りに設定している燃焼パターンのうち、使用する燃焼パターンを変更する燃焼パターン変更装置５を設けている。燃焼パターン変更装置５はボイラの燃焼台数を増加する場合に、台数制御の基準となる燃焼パターンを通常時燃焼パターンから燃焼台数増加時燃焼パターンへ変更する働きを行う。また、各ボイラには燃焼の優先順位を定めておき、優先順位の高いボイラから順に燃焼させるものとしておく。優先順位は、１号缶のボイラを第１位、２号缶のボイラを第２位、３号缶のボイラを第３位としている。
【００１３】
図２には、蒸気圧力値の変化とボイラの運転状況などを記している。図２の上段には、蒸気圧力値の変化を示したグラフと、蒸気圧力値の圧力帯ごとに定めている燃焼パターン、中段には台数制御装置２から各ボイラに対して出力する燃焼指令、下段には各ボイラにおける実際の燃焼量を記載している。
【００１４】
ボイラの燃焼パターンは、ボイラを高燃焼とする場合をＨ、低燃焼とする場合をＬ、停止とする場合を−として示している。燃焼パターンは、圧力検出装置４にて検出される蒸気圧力値が高くなるほど燃焼量を小さくし、蒸気圧力値が低下するほど燃焼量を大きくする。蒸気圧力の制御範囲を７つの圧力帯に区分し、圧力帯ごとに燃焼状態を定めておき、蒸気圧力値がどの圧力帯となるかによって燃焼量を決めるようにしている。通常時燃焼パターンと燃焼台数増加時燃焼パターンでは、圧力帯が同じである場合に燃焼台数増加時燃焼パターンの方が一段階分燃焼量が大きくなるように設定している。
【００１５】
図２では、検出蒸気圧力値が高圧側から２番目の圧力帯内にあって、蒸気圧力値から定まる燃焼量が「Ｌ−−」である状態から始まっている。この場合、１号缶のボイラへ低燃焼の燃焼指令を出力し、２号缶と３号缶には停止の燃焼指令を出力することで、１号缶のみが低燃焼で燃焼を行っている。
【００１６】
時間Ａで蒸気圧力値はそれまでの圧力帯より１段階低圧側の圧力帯となる。蒸気圧力値が低下すると、台数制御装置２ではボイラの燃焼量を増加する制御を行う。この圧力帯での燃焼量は、「ＬＬ−」となっているため、台数制御装置２では２号缶のボイラに対し低燃焼の燃焼指令を出力することで燃焼台数を増加する。しかし、燃焼を停止していたボイラの燃焼を開始させる場合には、燃焼開始前にプレパージなど燃焼準備の工程が必要である。２号缶での燃焼が開始されるのは、燃焼準備の工程が終了する時間Ｂ以降であってすぐに燃焼を開始することはできない。そのため、低燃焼の燃焼指令を出力していても、実際に燃焼を開始するまでは蒸気供給量は不足したままであって、蒸気圧力の低下が継続することになる。
【００１７】
そこで、台数制御装置２の燃焼パターン変更装置５では、台数制御の基準となる燃焼パターンを通常時燃焼パターンから燃焼台数増加時燃焼パターンへ変更する。燃焼台数増加時燃焼パターンへ変更した場合、圧力検出装置４で検出している蒸気圧力値の圧力帯は同じであるが、蒸気圧力値から定まる燃焼状態は「ＨＬ−」となる。台数制御装置２では変更された燃焼パターンに基づき、それまで低燃焼の燃焼指令を出力していた１号缶に対し、高燃焼の燃焼指令を出力する。低燃焼を行っていたボイラに対して高燃焼の燃焼指令を出力した場合、１号缶の運転制御装置３は、燃料供給量と燃焼用空気供給量を増加することで、燃焼量を高燃焼とする。低燃焼から高燃焼へ変更する場合は、短時間で燃焼量を増加することができるため、蒸気圧力値はすぐに増加する。
【００１８】
時間Ａから時間Ｂの間は、ボイラに対する燃焼指令は「ＨＬ−」であっても、実際の燃焼量は図２の下段に記載している通り、１号缶が高燃焼で燃焼しているのみであるため、この時の蒸気発生量は２t/hとなる。燃焼台数増加時燃焼パターンによる台数制御は、２号缶における燃焼準備の工程が終了するまで続ける。時間Ｂとなって２号缶による燃焼準備の工程が終了し、２号缶でも低燃焼が開始されると、燃焼パターン変更装置５は台数制御の基準とする燃焼パターンを燃焼台数増加時燃焼パターンから通常時燃焼パターンに戻す。通常時燃焼パターンとした場合、この時の蒸気圧力値から定まる燃焼状態は「ＬＬ−」となっているため、台数制御装置２は１号缶に対する燃焼指令を低燃焼に戻す。時間Ｂ以降での燃焼は「ＬＬ−」であり、この時の蒸気発生量は低燃焼のボイラが２台となるため２t/hとなる。そのため、時間Ｂの前後では出力している燃焼状態は異なるが同じ蒸気発生量となっている。
【００１９】
その後、時間Ｃで蒸気圧力値が一段階低圧側の圧力帯となっているため、燃焼量は「ＬＬ−」から「ＨＬ−」に変更している。台数制御装置２は、低燃焼の燃焼指令を出力していた１号缶に対して、高燃焼の燃焼指令を出力して燃焼状態を高燃焼とする。燃焼状態の変更は、既に低燃焼で燃焼している１号缶を高燃焼とするものであり、燃焼中のボイラに対して燃料供給量と燃焼用空気供給量を増加するだけで行えるため、すぐに燃焼量を増加することができる。この場合、燃焼台数の増加は行っていないため、台数制御の基準とする燃焼パターンを燃焼台数増加時燃焼パターンに変更することは行わない。
【００２０】
時間Ｄで蒸気圧力値はさらに一段階低圧側の圧力帯となり、蒸気圧力値から定まる燃焼状態が「ＨＬ−」から「ＨＬＬ」となっている。この場合、燃焼台数を増加することになるため、「Ｌ−−」から「ＬＬ−」にした場合と同様の制御を行う。ここでは、停止していた３号缶に対して低燃焼の燃焼指令を出力するが、停止状態から燃焼を開始する場合には燃焼準備の工程が必要であるため、すぐに蒸気発生量を増加することはできない。台数制御装置２の燃焼パターン変更装置５では、燃焼台数の増加であることを検出すると、台数制御の基準となる燃焼パターンを通常時燃焼パターンから燃焼台数増加時燃焼パターンへ変更する。燃焼台数増加時燃焼パターンに変更後の燃焼状態は「ＨＨＬ」となるため、台数制御装置２では低燃焼の燃焼指令を出力していた２号缶に対して高燃焼の燃焼指令を出力する。２号缶はすぐに高燃焼を開始することができるため、時間Ｄから時間Ｅにおける燃焼状態は高燃焼が２台と燃焼準備中が１台となり、蒸気発生量は４t/hとなる。その後、時間Ｅで３号缶での燃焼準備工程が終了すると、台数制御装置２の燃焼パターン変更装置５は燃焼台数増加時燃焼パターンから通常時燃焼パターンに戻す。通常時燃焼パターンとすると、燃焼状態は「ＨＬＬ」であるため、２号缶のボイラは高燃焼から低燃焼とする。
【００２１】
このようにすることで、蒸気圧力値の低下によって燃焼台数を増加することになった場合、燃焼準備の工程を行っている時間帯でも蒸気供給量を増加することができるため、蒸気供給量の増加が間に合わずに蒸気圧力値が大きく低下するということを防止することができる。
【００２２】
なお、蒸気圧力値が最も高圧側の圧力帯にある状態から、２番目の圧力帯になった場合、蒸気圧力値から定まる燃焼量は「−−−」から「Ｌ−−」となる。この場合も燃焼台数を増加することになるが、この状態では蒸気圧力値の低下よりも前に低燃焼で燃焼を行っているボイラは存在しない。そのため、通常時燃焼パターンから燃焼台数増加時燃焼パターンに変更したとしてもすぐに燃焼量を増加することはできない。それだけでなく、この場合に燃焼台数増加時燃焼パターンとしたのでは、燃焼状態は「ＬＬ−」となるために優先順位が第２位のボイラに対しても低燃焼の燃焼指令を出力することになる。現時点では第２位のボイラが燃焼を行う必要はないため、燃焼台数増加時燃焼パターンとしたのでは無駄な燃焼の発停を招くことになる。そのため、台数制御装置２では、既に燃焼を行っているボイラに燃焼量を増加する余地があるか否かを検出しておき、既に燃焼を行っているボイラによって燃焼量を増加することはできない場合には、台数制御の基準とする燃焼パターンの変更は行わない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を実施するボイラと台数制御装置の構成図
【図２】蒸気圧力値の変化とボイラの運転状況を記した説明図
【符号の説明】
【００２４】
１  ボイラ        
２  台数制御装置          
３  運転制御装置          
４  圧力検出装置          
５  燃焼パターン変更装置          
６  蒸気集合部          
【図１】
2008224084.tif 000003
【図２】
2008224084.tif 000004