(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラを複数台設置し、各ボイラに稼働優先順位を設定しておき、必要蒸気量に応じて稼働優先順位の高い順に必要台数分のボイラで燃焼を行い、残りのボイラは停止とする制御を行うことで、ボイラ全体での蒸気発生量を調節しており、稼働優先順位は定期的に変更している多缶設置ボイラにおいて、稼働優先順位変更時、順位が上位に繰り上がることによって停止から燃焼に変更することになる燃焼開始ボイラと、それ以外の他ボイラに区分しておき、燃焼開始ボイラに対しては他ボイラの稼働優先順位変更より先行時間Ｔ１分先行して稼働優先順位の変更を行うことを特徴とする多缶設置ボイラの台数制御装置。
【請求項２】
ボイラを複数台設置し、各ボイラに稼働優先順位を設定しておき、必要蒸気量に応じて稼働優先順位の高い順に必要台数分のボイラで燃焼を行い、残りのボイラは停止とする制御を行うことで、ボイラ全体での蒸気発生量を調節しており、稼働優先順位は定期的に変更している多缶設置ボイラにおいて、稼働優先順位変更時、順位が下位に繰り下がることによって燃焼から停止に変更することになる燃焼停止ボイラと、それ以外の他ボイラに区分しておき、燃焼停止ボイラに対しては他ボイラの稼働優先順位変更より遅延時間Ｔ２分遅らせて稼働優先順位の変更を行うことを特徴とする多缶設置ボイラの台数制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、必要蒸気量に応じて稼働優先順位の高い順に必要台数分のボイラで燃焼を行い、稼働優先順位は定期的に変更している多缶設置ボイラの台数制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小型のボイラを複数台設置しておき、必要蒸気量に応じて必要台数のボイラを燃焼する多缶設置が行われている。多缶設置システムにおいては、蒸気集合部での蒸気圧力値を計測することで必要蒸気量を算出しておき、蒸気圧力値から定めた必要台数のボイラを燃焼させる。ボイラには稼働優先順位を定めておき、蒸気圧力値が低下して必要蒸気量が増加すると、稼働優先順位の高いボイラから順に燃焼を開始し、蒸気圧力値が上昇して蒸気供給量が減少すると、稼働優先順位の低いボイラから順に燃焼を停止する。この場合、稼働優先順位が上位のボイラは燃焼を行う機会が多くなり、特定のボイラに燃焼が集中すると装置全体としての寿命が短くなるため、稼働優先順位は定期的に変更することで燃焼時間が偏ることを防いでいる。
【０００３】
稼働優先順位の変更を行う場合、燃焼を行っていたボイラの順位が繰り下がることによって燃焼を停止し、代わりに燃焼を停止していたボイラの順位が繰り上がることによって燃焼を開始することがある。この場合、燃焼を停止するボイラはすぐに蒸気の発生を停止するが、燃焼を開始することになったボイラが蒸気を発生するまでには、プレパージなどの燃焼準備に要する時間と、ボイラの加熱に要する時間が必要であるため、燃焼開始の指令を受けてもすぐに蒸気供給を開始することはできない。そのため、稼働優先順位の変更によって燃焼するボイラを変更した場合、新しく燃焼を開始するボイラが蒸気供給を開始するまでの間は蒸気供給量が少なくなるため、その間に蒸気圧力が低下するという問題があった。
【０００４】
そこで、稼働優先順位の変更によって新しく燃焼を開始することになったボイラが蒸気供給を開始するまでの間は、稼働優先順位が繰り下がることで燃焼を停止するボイラの燃焼停止を遅延させることで、稼働優先順位変更時の蒸気圧力低下を防止することが考えられた。燃焼を停止する順位となった後も、新しく運転を開始したボイラが蒸気供給を開始するまでの間はボイラの燃焼を続けると、順位変更による蒸気供給量の不足が発生することはなくなる。
【０００５】
しかし、新しく燃焼を開始したボイラと、順位変更後も燃焼を継続しているボイラしか燃焼を行っておらず、新しく燃焼を開始したボイラでは蒸気発生を行っていなかったとしても、その時の蒸気使用量が１台のボイラで発生する蒸気量より少なければ、蒸気圧力は上昇していくことになる。そのため、この場合には新しく燃焼を開始するボイラが所定の燃焼状態となるまではボイラの燃焼を継続するようにしていたのでは、蒸気圧力が必要以上に高まることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、多缶設置ボイラにおいて稼働優先順位変更時に蒸気圧力が適正な範囲を外れることを防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ボイラを複数台設置し、各ボイラに稼働優先順位を設定しておき、必要蒸気量に応じて稼働優先順位の高い順に必要台数分のボイラで燃焼を行い、残りのボイラは停止とする制御を行うことで、ボイラ全体での蒸気発生量を調節しており、稼働優先順位は定期的に変更している多缶設置ボイラにおいて、稼働優先順位変更時、順位が上位に繰り上がることによって停止から燃焼に変更することになる燃焼開始ボイラと、それ以外の他ボイラに区分しておき、燃焼開始ボイラに対しては他ボイラの稼働優先順位変更より先行時間Ｔ１分先行して稼働優先順位の変更を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、ボイラを複数台設置し、各ボイラに稼働優先順位を設定しておき、必要蒸気量に応じて稼働優先順位の高い順に必要台数分のボイラで燃焼を行い、残りのボイラは停止とする制御を行うことで、ボイラ全体での蒸気発生量を調節しており、稼働優先順位は定期的に変更している多缶設置ボイラにおいて、稼働優先順位変更時、順位が下位に繰り下がることによって燃焼から停止に変更することになる燃焼停止ボイラと、それ以外の他ボイラに区分しておき、燃焼停止ボイラに対しては他ボイラの稼働優先順位変更より遅延時間Ｔ２分遅らせて稼働優先順位の変更を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、稼働優先順位変更によって燃焼を開始することになるボイラは、稼働優先順位変更時よりも先に燃焼準備を開始しているため、稼働優先順位変更時には蒸気供給を行うことができ、蒸気圧力が低下することなく稼働優先順位変更を行える。請求項２に記載の発明によれば、稼働優先順位変更によって燃焼を停止することになるボイラは、稼働優先順位変更時より遅延時間Ｔ２分だけ順位変更を遅延させており、その間はそれまでの順位を継続し、燃焼を行っているため、稼働優先順位変更直後の蒸気供給量低下を防ぐことができ、蒸気圧力が低下することなく稼働優先順位変更を行える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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の設置状況を示したフローシート、図２は一実施例における各ボイラの稼働優先順位と燃焼状況を示したタイムチャート、図３は他の実施例における各ボイラの稼働優先順位と燃焼状況を示したタイムチャートである。本実施例では、３台のボイラ１を並列に設置しており、各ボイラはボイラＡ・ボイラＢ・ボイラＣと名付けておく。各ボイラからの蒸気配管を蒸気ヘッダ４に接続しておき、蒸気ヘッダ４には圧力検出装置３を設けている。各ボイラ１に対する運転指令は、各ボイラと接続している台数制御装置２が行い、台数制御装置２は圧力検出装置３とも接続しておく。
【００１１】
各ボイラ１には、それぞれボイラ運転制御装置５を設け、ボイラ運転制御装置５は台数制御装置２と信号線で接続しておき、台数制御装置２がボイラ運転制御装置５へ出力する指令に基づき、ボイラ運転制御装置５がボイラ１の各機器の作動を制御することでボイラの運転を制御する。ボイラの燃焼を開始する場合には、ボイラ運転制御装置５は、まず燃焼室内へ空気のみを送り込んで燃焼室内を換気するプレパージを行い、続いて着火の工程を行って燃焼を開始し、ボイラ内の缶水を加熱して蒸気の発生を行う。ボイラの燃焼を停止する場合には、ボイラ運転制御装置５は燃料の供給を停止して燃焼を停止し、続いて燃焼室内を換気するポストパージを行って運転を停止する。
【００１２】
台数制御装置２は、圧力検出装置３で検出した蒸気圧力値に基づいて必要蒸気量を求め、必要台数分のボイラに対して燃焼指令を出力する。ボイラには稼働優先順位を定めておき、蒸気圧力値が低下して必要蒸気量が増加すると、稼働優先順位の高いボイラから順に燃焼を開始し、蒸気圧力値が上昇して必要蒸気量が減少すると、稼働優先順位の低いボイラから順に燃焼を停止することで、必要蒸気量に応じた台数制御を行う。稼働優先順位は２４時間経過するごとに変更しており、ボイラごとに燃焼時間の積算値を算出し、燃焼時間が少ないものほど稼働優先順位を高くするように稼働優先順位の変更を行う。
【００１３】
台数制御装置２は、ボイラの稼働優先順位を変更する前に、稼働優先順位が上位に繰り上がることによって停止状態から燃焼に変化するボイラである燃焼開始ボイラが存在するか否かを確認しておき、燃焼開始ボイラはそれ以外のボイラである他ボイラと区別しておく。燃焼開始ボイラがある場合、ボイラの稼働優先順位を変更する際に、燃焼開始ボイラは他ボイラの順位変更よりも先行時間Ｔ１分先行して順位変更を行うように設定しておく。先行時間Ｔ１の値は、燃焼を停止していたボイラに対し、燃焼指令の出力を行ってから蒸気供給が行われるまでの時間に設定しておく。
【００１４】
図２に基づき、ボイラの運転状況を説明する。ボイラＡ・ボイラＢ・ボイラＣの各欄には、稼働優先順位・燃焼指令・蒸気発生量の変化を記載しており、蒸気必要量から定まるボイラの燃焼台数を上段に記載している。最初の状態は、ボイラＡが第１位、ボイラＢが第２位、ボイラＣが第３位であり、圧力検出装置３での蒸気圧力値から定まる燃焼台数は、第１位ボイラと第２位ボイラの２台を燃焼するものであった場合、第１位のボイラＡと第２位のボイラＢが燃焼を行うことになる。稼働優先順位を変更する時期になると、台数制御装置２では各ボイラでの燃焼時間の積算値を比較し、燃焼時間の短いボイラほど稼働優先順位を上位とする変更を行う。
【００１５】
図２左欄の順位変更では、ボイラＡは第１位から第３位へ、ボイラＣは第３位から第１位へ変更し、ボイラＢは変更後も第２位のままであったとする。この場合、燃焼を行っているボイラの台数は２台であるため、順位変更を行うと、燃焼を行っていたボイラＡが燃焼を停止し、燃焼を停止していたボイラＣが新しく燃焼を開始することになる。台数制御装置２は、稼働優先順位が繰り上がることによって燃焼を開始するボイラＣを燃焼開始ボイラとし、それ以外のボイラＡ及びボイラＢを他ボイラとして区別しておく。
【００１６】
稼働優先順位変更を行う場合、台数制御装置２は燃焼開始ボイラであるボイラＣを他ボイラに先行して順位変更を行う。ボイラＣは、稼働優先順位変更時よりも先行時間Ｔ１だけ先行して順位変更を行い、ボイラＣの稼働優先順位を第１位とする。台数制御装置２は第１位ボイラと第２位ボイラに対して燃焼指令を出力するため、ボイラＣへも燃焼指令の出力を行うことになり、燃焼指令を受けたボイラＣでは燃焼の準備を開始する。この時、ボイラＡとボイラＢは稼働優先順位の変更前であるために第１位と第２位のままであり、台数制御装置２は第１位であるボイラＡ及びボイラＣと、第２位であるボイラＢに対して燃焼指令を出力することになる。
【００１７】
ボイラＣは燃焼指令を受けても、蒸気の発生を開始するまでには時間が掛かるため、ボイラＣに対して燃焼指令を出力した直後に蒸気を発生しているのはそれまで通りボイラＡとボイラＢの２台となる。その後、ボイラＣでは燃焼準備を進めておき、稼働優先順位変更時期に達すると、ボイラＡ及びボイラＢの稼働優先順位を新しい順位である第３位と第２位にする。燃焼台数は第１位と第２位であるため、台数制御装置２は第３位となったボイラＡに対して燃焼停止の指令を出力し、ボイラＡの燃焼を停止する。燃焼を停止すれば蒸気の発生は止まり、その後はボイラＢとボイラＣで蒸気の供給を行う。
【００１８】
燃焼を停止していたボイラＣに対して燃焼指令を送っても、すぐに燃焼を開始することはできず、燃焼停止の指令と燃焼開始の指令を同時に行うことで燃焼するボイラを入れ替えたのでは、蒸気供給量の不足によって蒸気圧力が低下することがあった。しかし、新しく燃焼を開始するボイラは、稼働優先順位の変更に先行して燃焼準備を開始しておき、稼働優先順位変更時には蒸気供給を行えるようにしておくことにより、稼働優先順位変更時における蒸気圧力の低下を防ぐことができる。
【００１９】
図２の右欄は、左欄から２４時間後の稼働優先順位変更時期であって、ボイラＡは第３位から第２位へ、ボイラＢは第２位から第１位へ、ボイラＣは第１位から第３位へ変更するものであり、燃焼台数は第１位の燃焼から燃焼をすべて停止する０台へ変化する瞬間が稼働優先順位変更時の直前に重なった場合におけるタイムチャートである。
【００２０】
この場合、燃焼台数は稼働優先順位変更時には０台となり、結果的にはボイラＢの燃焼は必要なかったのであるが、未来のことを正確に予測することはできないため、台数制御装置２は稼働優先順位変更のための操作開始時点の状況が続くものと仮定して稼働優先順位変更の操作を行う。この時の燃焼を行っているボイラの台数は１台であるため、稼働優先順位変更を行うと、燃焼を行っていたボイラＣが燃焼を停止し、燃焼を停止していたボイラＢが新しく燃焼を開始することになる。台数制御装置２は、稼働優先順位が繰り上がることによって燃焼を開始するボイラＢを燃焼開始ボイラとし、それ以外のボイラＡ及びボイラＣを他ボイラとして区別しておく。
【００２１】
稼働優先順位変更を行う場合、台数制御装置２は燃焼開始ボイラであるボイラＢを他ボイラに先行して順位変更を行う。ボイラＢは、稼働優先順位変更時よりも先行時間Ｔ１だけ先行して順位変更を行い、ボイラＢの稼働優先順位を第１位とする。台数制御装置２は第１位ボイラに対して燃焼指令を出力するため、ボイラＢへも燃焼指令の出力を行う。この時、ボイラＡとボイラＣは稼働優先順位の変更前であるために第３位と第１位のままであり、台数制御装置２は第１位であるボイラＢ及びボイラＣに対して燃焼指令を出力することになる。
【００２２】
ボイラＢは燃焼指令を受けても、蒸気の発生を開始するまでには時間が掛かるため、ボイラＢに対して燃焼指令を出力した直後に蒸気を発生しているのはそれまで通りボイラＣの１台となる。稼働優先順位変更時に達する前に蒸気圧力の上昇によって燃焼台数が０台になると、台数制御装置２は第１位であるボイラＢ及びボイラＣに対して燃焼停止の指令を出力し、ボイラＢ及びボイラＣの運転を停止する。その後、稼働優先順位変更時に達すると、ボイラＡ及びボイラＣの稼働優先順位をそれぞれ第２位と第３位へ変更する。
【００２３】
蒸気圧力が上昇した場合、台数制御装置２はボイラの稼働優先順位が下位から順に燃焼を停止して燃焼台数を減らす制御を行うため、燃焼開始ボイラも稼働優先順位に基づいて運転を制御するようにしておくことにより必要以上に蒸気の供給を行うことはなく、稼働優先順位変更時に蒸気圧力が所定範囲以上に上昇していくことはない。
【００２４】
図３は本発明の他の実施例に関するものである。台数制御装置２には、ボイラの稼働優先順位を変更する前に、稼働優先順位が下位に繰り下がることによって燃焼状態から停止に変化するボイラである燃焼停止ボイラが存在するか否かを確認しておき、燃焼停止ボイラはそれ以外のボイラである他ボイラと区別しておく。燃焼停止ボイラがある場合、台数制御装置２には、ボイラの稼働優先順位を変更する際に、燃焼停止ボイラは他ボイラの順位変更よりも遅延時間Ｔ２分遅らせて順位変更を行うように設定しておく。遅延時間Ｔ２の値は、燃焼を停止していたボイラに対し、燃焼指令の出力を行ってから蒸気供給が行われるまでの時間に設定しておく。
【００２５】
図３に基づき、ボイラの運転状況を説明する。最初の状態は、ボイラＡが第１位、ボイラＢが第２位、ボイラＣが第３位であり、圧力検出装置３での蒸気圧力値から定まる燃焼台数は、第１位ボイラと第２位ボイラの２台を燃焼するものであった場合、第１位のボイラＡと第２位のボイラＢが燃焼を行うことになる。
稼働優先順位を変更する時期になると、台数制御装置２では各ボイラでの燃焼時間の積算値を比較し、燃焼時間の短いボイラほど稼働優先順位を上位とする変更を行う。
【００２６】
図３左欄の順位変更では、ボイラＡは第１位から第３位へ、ボイラＣは第３位から第１位へ変更し、ボイラＢは変更後も第２位のままであったとする。この場合、燃焼を行っているボイラの台数は２台であるため、順位変更を行うと、燃焼を行っていたボイラＡが燃焼を停止し、燃焼を停止していたボイラＣが新しく燃焼を開始することになる。台数制御装置２は、稼働優先順位が繰り下がることによって燃焼を停止するボイラＡを燃焼停止ボイラとし、それ以外のボイラＢ及びボイラＣを他ボイラとして区別しておく。
【００２７】
稼働優先順位変更を行う場合、台数制御装置２は燃焼停止ボイラであるボイラＡを他ボイラより遅らせて順位変更を行う。ボイラＡは、稼働優先順位変更時よりも遅延時間Ｔ２だけ遅らせて順位変更を行い、遅延時間Ｔ２の間はボイラＡの稼働優先順位をそれまでの順位である第１位のままで維持する。台数制御装置２は第１位ボイラと第２位ボイラに対して燃焼指令を出力しているため、順位変更によって新しく第１位と第２位になったボイラＣ及びボイラＢと、順位変更を行っていないために第１位であるボイラＡに燃焼指令を出力することになる。
【００２８】
ただし、燃焼準備を開始した直後のボイラＣはすぐには蒸気を発生することができないため、順位変更直後の場合はボイラＣからの蒸気供給はなく、蒸気を発生しているのはそれまで通りボイラＡとボイラＢの２台となる。その後、ボイラＣでは燃焼準備を進めておき、遅延時間Ｔ２が経過すると、ボイラＡの稼働優先順位を新しい順位である第３位とする。燃焼台数は第１位と第２位であるため、台数制御装置２は第３位となったボイラＡに対して燃焼停止の指令を出力し、ボイラＡの燃焼を停止する。燃焼を停止すれば蒸気の発生は止まり、その後はボイラＢとボイラＣで蒸気の供給を行う。
【００２９】
燃焼を停止していたボイラＣに対して燃焼指令を送っても、すぐに燃焼を開始することはできず、燃焼停止の指令と燃焼開始の指令を同時に行うことで燃焼するボイラを入れ替えたのでは、蒸気供給量の不足によって蒸気圧力が低下することがあった。しかし、燃焼を停止するボイラは、稼働優先順位の変更から遅延時間Ｔ２分遅らせて順位変更を行うことにより、新しく燃焼を開始するボイラが蒸気供給を開始するまでの間は、蒸気供給をそれまで通り続けることになるため、稼働優先順位変更時における蒸気圧力の低下を防ぐことができる。
【００３０】
図３の右欄は、左欄から２４時間後の稼働優先順位変更時期であって、ボイラＡは第３位から第２位へ、ボイラＢは第２位から第１位へ、ボイラＣは第１位から第３位へ変更するものであり、燃焼台数は第１位の燃焼から燃焼をすべて停止する０台へ変化する瞬間が稼働優先順位変更時の直後に重なった場合におけるタイムチャートである。
【００３１】
稼働優先順位変更後に燃焼台数が０台になるが、稼働優先順位変更時点では第１位のボイラを燃焼することになっているため、台数制御装置２は第１位ボイラの燃焼を続けるものと仮定して稼働優先順位変更の操作を行う。燃焼を行っているボイラの台数は１台であるため、稼働優先順位変更を行うと、燃焼を行っていたボイラＣが燃焼を停止し、燃焼を停止していたボイラＢが新しく燃焼を開始することになる。台数制御装置２は、稼働優先順位が繰り下がることによって燃焼を停止するボイラＣを燃焼停止ボイラとし、それ以外のボイラＡ及びボイラＢを他ボイラとして区別しておく。
【００３２】
稼働優先順位変更を行う場合、台数制御装置２は燃焼停止ボイラであるボイラＣを他ボイラから遅延させて順位変更を行う。ボイラＣは、稼働優先順位変更時よりも遅延時間Ｔ２だけ遅らせて順位変更を行い、他ボイラは稼働優先順位変更時点で順位の変更を行う。台数制御装置２は第１位ボイラに対して燃焼指令を出力するため、順位変更によって第１位となったボイラＢへ燃焼指令の出力を行う。この時、ボイラＣは稼働優先順位の変更前であるために第１位のままであり、台数制御装置２は第１位であるボイラＢ及びボイラＣに対して燃焼指令を出力することになる。
【００３３】
ボイラＢは燃焼指令を受けても、蒸気の発生を開始するまでには時間が掛かるため、ボイラＢに対して燃焼指令を出力した直後に蒸気を発生しているのはそれまで通りボイラＣの１台となる。遅延時間Ｔ２が経過する前に蒸気圧力の上昇によって燃焼台数が０台になると、台数制御装置２は第１位であるボイラＢ及びボイラＣに対して燃焼停止の指令を出力し、ボイラＢ及びボイラＣの燃焼を停止する。その後、遅延時間Ｔ２の期間が経過すると、ボイラＣの稼働優先順位を第３位へ変更する。
【００３４】
蒸気圧力が上昇した場合、台数制御装置２はボイラの稼働優先順位が下位から順に燃焼を停止して燃焼台数を減らす制御を行うため、燃焼停止ボイラも稼働優先順位に基づいて運転を制御するようにしておくことにより必要以上に蒸気の供給を行うことはなく、稼働優先順位変更時に蒸気圧力が所定範囲以上に上昇していくことはない。
【００３５】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、稼働優先順位変更によって燃焼を停止するボイラと燃焼を開始するボイラがあった場合にも、蒸気圧力が適正な範囲を外れることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例でのフローシート
【図２】  本発明の一実施例での稼働優先順位と燃焼状態を示した説明図
【図３】  本発明の他の実施例での稼働優先順位と燃焼状態を示した説明図
【符号の説明】
１  ボイラ
２  台数制御装置
３  圧力検出装置
４  蒸気ヘッダ
５  ボイラ運転制御装置
【図１】
0003999024.tif 000002
【図２】
0003999024.tif 000003
【図３】
0003999024.tif 000004