(57)【要約】【課題】より広い観点から設備費を抑制することが可能な、ボイラーシステムおよび複数のボイラーを活用する方法を提供する。【解決手段】ボイラーＢ１〜Ｂ４と、ユーザーＵ１ａ〜Ｕ４ｂとは、メイン配管１０で連鎖的に接続されているので、ユーザーＵ１ａ〜Ｕ４ｂの各々は、自身が設けられる施設のボイラーからだけでなく、異なる施設に設けられるボイラーから蒸気の供給を受けることが可能となり、バックアップ用のボイラーを設ける必要がなくなる。その結果、より広い観点から設備費を抑制することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のボイラーを含むボイラーシステムであって、
前記複数のボイラーは、相互に異なる施設に設けられると共に配管を用いて接続され、
前記配管には蒸気取り出し弁が設けられる、ボイラーシステム。
【請求項２】
前記複数のボイラーは、前記配管によって連鎖的に接続される、請求項１に記載のボイラーシステム。
【請求項３】
制御部をさらに含み、
前記制御部は、前記複数のボイラーを使用するユーザーの需要変動によって前記複数のボイラーの出力を制御する、請求項１または２に記載のボイラーシステム。
【請求項４】
複数のボイラーを活用する方法であって、
相互に異なる施設に設けられた複数のボイラーを準備し、
複数のボイラーを配管を用いて接続し、
配管には蒸気取り出し弁を設け、
蒸気取り出し弁からボイラーが出力する蒸気を取り出す、複数のボイラーを活用する方法。
【請求項５】
複数のボイラーを配管によって連鎖的に接続する、請求項４に記載の複数のボイラーを活用する方法。
【請求項６】
複数のボイラーを使用するユーザーの需要変動によって、複数のボイラーの出力を制御する、請求項４または５に記載の複数のボイラーを活用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボイラーシステムおよび複数のボイラーを活用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラー設備は、基本的に、蒸気が必要な箇所にメンテナンスを考慮してバックアップとともに複数設けられていた。しかしながら、このような構成では設備費が高価になるという問題があった。このような事態を避けるために、複数のボイラーをネットワーク化することが考えられた。
【０００３】
複数のボイラーをネットワーク化、すなわち、複数のボイラーを接続したボイラーシステムが、例えば、下記特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１では、蒸気流通による配管の損傷を的確に把握し得る発電プラントの運用方法、および複数のボイラーと複数のタービンとにより構成される発電プラントを最適運用するボイラーシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９-６８７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、一つの発電プラント内に設けられる複数のボイラーと複数のタービンとを含むシステムが開示されている。しかしながら、同じ施設内に複数のボイラーが設けられており、施設自体の設備費が高価になるという問題があった。この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、より広い観点から設備費を抑制することが可能な、ボイラーシステムおよび複数のボイラーを活用する方法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】
【０００７】
この発明に係るボイラーシステムは、複数のボイラーを含むボイラーシステムであって、複数のボイラーは、相互に異なる施設に設けられると共に配管を用いて接続され、配管には蒸気取り出し弁が設けられる。
【０００８】
好ましくは、複数のボイラーは、配管によって連鎖的に接続される。
【０００９】
好ましくは、制御部をさらに含み、制御部は、複数のボイラーを使用するユーザーの需要変動によって複数のボイラーの出力を制御する。
【００１０】
この発明の他の局面においては、複数のボイラーを活用する方法であって、相互に異なる施設に設けられた複数のボイラーを準備し、複数のボイラーを配管を用いて接続し、配管には蒸気取り出し弁を設け、蒸気取り出し弁からボイラーが出力する蒸気を取り出す。
【００１１】
好ましくは、複数のボイラーを配管によって連鎖的に接続する。
【００１２】
好ましくは、複数のボイラーを使用するユーザーの需要変動によって、複数のボイラーの出力を制御する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明においては、相互に異なる施設に設けられる複数のボイラーを蒸気取り出し弁が設けられた配管で接続することにより、複数のボイラーが相互に出力を補い合うことが可能になり、バックアップ用のボイラーを設ける必要がなくなる。
【００１４】
その結果、より広い観点から設備費を抑制することが可能な、ボイラーシステムおよび複数のボイラーを活用する方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】相互に異なる施設に設けられる複数のボイラーと、ユーザーとを配管で連鎖的に接続したボイラーシステム１００について、その要部の配置を示す概念図である。
【図２】図１で示したボイラーシステム１００について、全体構成を簡略化して示したブロック図である。
【図３】ボイラーシステム１００が有するボイラーＢ１〜Ｂ３の配置状態における各位置の温度および圧力の変化について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、相互に異なる、工場などの施設に設けられる複数のボイラーと、これらの複数のボイラーを使用するユーザーとを配管で連鎖的に接続したボイラーシステム１００について、その要部の配置を示す概念図である。なお、ここでいうユーザーとは、ボイラーが出力する水蒸気を動力源や熱源などとして利用する、工場などの施設に設けられるタービンなどの設備のことである。
【００１７】
図１を参照して、ボイラーシステム１００は、相互に異なる施設５１〜５４ごとに設けられるボイラーＢ１〜Ｂ４と、これらのボイラーＢ１〜Ｂ４を使用する各施設ごとのユーザーＵ１ａ〜Ｕ４ｂと、ボイラーＢ１〜Ｂ４を連鎖的に接続するメイン配管１０とを含む。
【００１８】
図中の点線は、施設５１〜５４の境界を示しており、ボイラーＢ１、ユーザーＵ１ａおよびＵ１ｂは施設５１に設けられ、Ｂ２、Ｕ２ａおよびＵ２ｂは施設５２に設けられ、Ｂ３、Ｕ３ａおよびＵ３ｂは施設５３に設けられ、Ｂ４、Ｕ４ａおよびＵ４ｂは施設５４に設けられる。
【００１９】
このように、ボイラーＢ１〜Ｂ４と、ユーザーＵ１ａ〜Ｕ４ｂとは、メイン配管１０で連鎖的に接続されているので、ユーザーＵ１ａ〜Ｕ４ｂの各々は、自身が設けられる施設のボイラーからだけでなく、異なる施設に設けられるボイラーから蒸気の供給を受けることが可能となり、バックアップ用のボイラーを設ける必要がなくなる。その結果、より広い観点から設備費を抑制することが可能となる。
【００２０】
図２は、図１で示したボイラーシステム１００について、全体構成を簡略化して示したブロック図である。
【００２１】
図２を参照して、ボイラーＢ１〜Ｂ４の各々は、メイン配管１０とボイラー配管６１〜６４で接続される。また、ユーザーＵ１ａ〜Ｕ４ｂの各々は、メイン配管１０とユーザー配管１１ａ〜１４ｂで接続され、ユーザー配管１１ａ〜１４ｂの各々には、蒸気取り出し弁２１ａ〜２４ｂが設けられる。
【００２２】
ボイラーシステム１００には、図示しない制御部が設けられる。この制御部が、ボイラーＢ１〜Ｂ４の出力を調整し、ユーザーＵ１ａ〜Ｕ４ｂの需要変動によって変化するメイン配管１０の中の温度および圧力の値が所定の範囲内となるように制御する。例えば、ユーザーＵ２ｂの需要がΔｄだけ増加した場合、メイン配管１０の圧力がΔｐだけ低下する。制御部は、この圧力低下Δｐを感知し、ボイラーシステム１００の全体としての出力を上げるように制御する。また、例えば、ユーザーＵ4bの需要が増加した場合でも、ユーザーＵ４ｂとは異なる施設に設けられるボイラーＢ１〜Ｂ３の出力と、ユーザーＵ１ａ〜Ｕ４ａへの供給の配分を見直すことにより、ユーザーＵ４ｂからは最も距離が離れているボイラーＢ１がユーザーＵ４ｂの需要の増加をカバーしてもよい。
【００２３】
また、この際、どのボイラーの出力をどれだけ増加させるかは、例えば、燃料費、エネルギー効率、ＣＯ２の排出量などのボイラーシステム１００全体の目標とする指標を予め定めておき、これを最適化するように制御部で算出して決定してもよい。
【００２４】
この場合、ボイラーシステム１００の要所に、ＣＯ２の排出量などを計測するための計器を設けて、これを用いた計測結果を基に予め定めた目標とする指標を最適化するように制御部で算出して決定してもよいし、予め定めた複数の指標を計測するための計器を各々の指標に対して設け、これらの計器の計測結果を基に、目標とする複数の指標を全体として最適化するように算出して決定してもよい。
【００２５】
また、例えば、いずれかのボイラーが停止した場合、停止したボイラーの出力を補うために、他のボイラーの出力を増加させる必要があるが、この場合も、どのボイラーの出力をどれだけ増加させるかは、上記した予め定めた目標とする指標などを最適化するように制御部で算出して決定してもよい。
【００２６】
また、ボイラーシステム１００全体の目標とする指標ではなく、ボイラーシステム１００が有する、いずれか１台、または複数台のボイラーの目標とする指標を予め定めておき、これを最適化するように制御部で算出して決定してもよい。
【００２７】
図３は、図１および図２で示したボイラーシステム１００が有するボイラーＢ１〜Ｂ３についての配置状態を示す模式図（Ａ）と、図３（Ａ）に示したボイラーＢ１〜Ｂ３の配置状態における各位置の温度および圧力の変化を示すグラフ（Ｂ）である。なお、ここでは、ユーザーについては、その図示を省略する。
【００２８】
図３（Ｂ）に示すグラフについて、横軸は図３（Ａ）に示した配置図における距離に対応し、縦軸は温度および圧力を示す。グラフ中の実線は図中実線の矢印で示すように左方向からの温度および圧力の変化であり、点線は図中点線の矢印で示すように右方向からの温度および圧力の変化を示す。なお、これらの値はメイン配管１０の中の値である。
【００２９】
図３（Ｂ）に示すように、制御部が、各々のボイラー間において、温度および圧力がＨとＬとの間でのみ変化するように、ボイラーＢ１〜Ｂ３の出力を制御する。ここで、ＨはボイラーＢ１〜Ｂ３が出力する蒸気の温度および圧力であり、Ｌはメイン配管１０の中の蒸気の温度および圧力の最低値である。ここで、例えば、Ｈは１０〜１２ｋｇ／ｃｍ２であり、Ｌは２〜３ｋｇ／ｃｍ２である。Ｌの値は蒸気に要求される最低の温度および圧力によって決定される。このように、最低の温度および圧力を決定した場合、ボイラーＢ１〜Ｂ３が配置される所定の間隔は約２〜３ｋｍである。
【００３０】
このように、相互に異なる施設に設けられる複数のボイラーを蒸気取り出し弁が設けられた配管で連鎖的に接続すると共に、この配管の中の温度および圧力の値を所定の範囲内に制御することにより、複数のボイラーが相互に出力を補い合うことが可能になり、バックアップ用のボイラーを設ける必要がなくなる。その結果、より広い観点から設備費を抑制することが可能となる。
【００３１】
なお、上記の図３についての説明では、ボイラーＢ１〜Ｂ３は出力可能な蒸気量やその他の能力が任意である場合について説明したが、これに限らず、同じ能力のボイラーでボイラーシステム１００を構成してもよい。また、Ｂ１とＢ２の間の距離と、Ｂ２とＢ３の間の距離とが任意の場合について説明したが、これに限らず、各ボイラー間の距離は同じであってもよい。
【００３２】
なお、上記の実施形態では、複数のボイラーが配管を用いて連鎖的に接続される場合について説明したが、これに限らず、環状に接続されてもよい。
【００３３】
なお、上記の実施形態では、相互に異なる施設に設けられる４台のボイラーを接続した場合について説明したが、これに限らず、接続されるボイラーは２台または３台であってもよいし、４台より多くてもよい。
【００３４】
なお、既設のボイラー設備を利用して、この発明に係るボイラーシステムが構成されてもよい。この場合、既設のボイラー設備には、バックアップ用のボイラーが設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。
【００３５】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明に係るボイラーシステムは、異なる施設に設けられる複数のボイラーを利用することにより、より広い観点から設備費が抑制できるため、ボイラーシステム、および複数のボイラーを活用する方法として有利に使用される。
【符号の説明】
【００３７】
１０  メイン配管、１１〜１４  ユーザー配管、２１〜２４  蒸気取り出し弁、５１〜５４  施設、６１〜６４  ボイラー配管、１００  ボイラーシステム
【図１】
2013204980.tif 000003
【図２】
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【図３】
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