(57)【要約】【課題】ボイラ２０Ａは缶内圧力値ＰＶＡの目標圧力値Ｐ１を高く、第２ボイラ群２Ｂは、ヘッダ圧力値ＰＶの目標圧力値Ｐ２を低く設定し、それぞれ個別に目標圧力値制御されるボイラ２０Ａ及び第２ボイラ群２Ｂからなるボイラシステム１において、第２ボイラ群２Ｂの燃焼量を確保する。【解決手段】第２ボイラ群２Ｂは、第１状態が検出されると固定燃焼率で燃焼させるボイラを１台増加させる固定燃焼制御部４４Ｂを備え、ヘッダ圧力値ＰＶが目標圧力値Ｐ２と一致するようにＰＩ（又はＰＩＤ）アルゴリズムにより算出される必要蒸気量が、固定燃焼制御部４４Ｂにより増加された各ボイラを固定燃焼率で燃焼させる場合の出力蒸気量の合計（第１蒸気量）を下回る場合、増加させた各ボイラを固定燃焼率で燃焼させ、必要蒸気量が第１蒸気量以上となる場合、必要蒸気量を出力するように制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のボイラからなる第１ボイラ群と、１つ以上のボイラからなる第２ボイラ群とからなるボイラ群と、
前記ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、
前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、
前記第２ボイラ群の燃焼状態を制御する制御部と、を備えるボイラシステムであって、
前記第１ボイラ群に属するボイラは、それぞれ
前記ボイラの缶体内の圧力値である缶内圧力値を測定する缶内圧力測定手段と、
前記缶内圧力値が予め設定された第１目標圧力値と一致するように、前記ボイラの燃焼状態をＰＩ制御又はＰＩＤ制御するローカル制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１ボイラ群に属する各ボイラの出力蒸気量又は前記第１ボイラ群に属する各ボイラの燃焼率を収集する第１ボイラ群燃焼状態収集部と、
前記第１ボイラ群燃焼状態収集部により収集した前記第１ボイラ群に属する各ボイラの出力蒸気量の合計蒸気量が、予め設定された増台判定出力蒸気量を上回る状態、又は前記第１ボイラ群燃焼状態収集部により収集した前記第１ボイラ群に属する各ボイラの燃焼率から算出される前記第１ボイラ群の燃焼率が、予め設定された増台判定燃焼率を上回る状態が、予め設定された増台判定時間継続する第１状態を検出する第１検出部と、
前記第１検出部により前記第１状態を検出する毎に、前記第２ボイラ群において、予め設定された固定燃焼率で燃焼させるボイラを１台増加させる、固定燃焼制御部と、
前記固定燃焼制御部により固定燃焼率で燃焼させるボイラとして選択された各ボイラを、前記固定燃焼率で燃焼させる場合に出力する蒸気量の合計となる第１蒸気量を算出する第１蒸気量算出部と、
前記蒸気圧測定手段により測定されるヘッダ圧力値が予め設定された、前記第１目標圧力値より小さな値となる第２目標圧力値と一致するように、ＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムにより必要蒸気量を算出する必要蒸気量算出部と、
前記必要蒸気量算出部により算出された必要蒸気量が、前記第１蒸気量算出部により算出された第１蒸気量を下回る場合、前記固定燃焼制御部により固定燃焼率で燃焼させるボイラとして増加させた各ボイラを前記固定燃焼率で燃焼させ、前記必要蒸気量が前記第１蒸気量以上となる場合、前記第２ボイラ群から前記必要蒸気量を出力するように、前記第２ボイラ群の燃焼状態を制御する出力制御部と、を備えるボイラシステム。
【請求項２】
前記制御部は、さらに、
前記第１ボイラ群燃焼状態収集部により収集した前記第１ボイラ群の出力蒸気量が、予め設定された、前記増台判定出力蒸気量より小さな値となる減台判定出力蒸気量を下回る状態、又は前記第１ボイラ群燃焼状態収集部により収集した前記第１ボイラ群の燃焼率が、予め設定された、前記増台判定燃焼率より小さな値となる減台判定燃焼率を下回る状態を予め設定された減台判定時間継続する第２状態を検出する第２検出部を備え、
前記固定燃焼制御部は、前記第２検出部により前記第２状態を検出する毎に、固定燃焼率で燃焼させるボイラとして増加させたボイラを１台燃焼停止させる、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項３】
前記固定燃焼率は、前記第２ボイラ群におけるボイラの燃焼効率の最も高い燃焼率とする、請求項１又は請求項２に記載のボイラシステム。
【請求項４】
前記固定燃焼率は、前記第２ボイラ群におけるボイラの最小燃焼率とする、請求項１又は請求項２に記載のボイラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つ以上のボイラを有する第１ボイラ群と第１ボイラ群に属さない１つ以上のボイラを有する第２ボイラ群とからなる、複数のボイラ群が混在するボイラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のボイラからなるボイラ群において生成された蒸気を蒸気ヘッダに集合し、この蒸気ヘッダから負荷機器に対して蒸気を供給するボイラシステムにおいて、ボイラ群を２種類に大別し、これらを制御するボイラシステムが知られている。例えば、特許文献１には、ボイラ群をボイラ効率が高くなる燃焼率で燃焼させるエコ運転ボイラ群と、要求負荷の変動に応じて燃焼率を変更して燃焼させる負荷追従ボイラ群とに大別することが記載されている。
【０００３】
従来、２種類のボイラ群が、それぞれ個別に目標圧力値制御されている場合、通常は、片方のボイラ群を主として燃焼させ（以下、「第１ボイラ群」ともいう）、もう片方のボイラ群を、不足分を補うように燃焼させる（以下、「第２ボイラ群」ともいう）方法が一般的である。
【０００４】
例えば、第１ボイラ群に属する各ボイラは、それぞれボイラの缶体内の圧力値である缶内圧力値（以下、「缶内圧力値」ともいう）が予め設定された第１目標圧力値と一致するように、また、第２ボイラ群に属するボイラは、複数のボイラにおいて生成された蒸気が集合する蒸気ヘッダの内部の蒸気圧力値（以下、「ヘッダ圧力値」ともいう）が予め設定された第２目標圧力値になるように、２つのボイラ群が個別に目標値制御される場合、第１ボイラ群のボイラの缶内圧力値の第１目標圧力値を高く設定し、第２ボイラ群の第２目標圧力値を、第１ボイラ群の第１目標圧力値よりも小さな値となるように、低く設定することが好ましい。
【０００５】
そうすることで、全体負荷が低い場合には、第１ボイラ群の各ボイラの缶内圧力が予め設定された第１目標圧力値近辺で安定することになり、ヘッダ圧力値は、第１ボイラ群の各ボイラの第１目標圧力値に蒸気管における圧力損失を加味して算出される圧力値の近辺で安定することになる。
そうすると、第２ボイラ群のヘッダ圧力値は、自身に予め設定されている目標圧力値を大きく上回るため、第２ボイラ群の燃焼量は基本的にゼロとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−９８５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この場合、ボイラ群で負荷の偏りが生じることになる。その結果、例えば、全体負荷が低く、第１ボイラ群で全体必要量を賄える場合、第２ボイラ群のボイラは燃焼停止され、全台待機となる恐れがある。そうすると、低負荷によるボイラ缶体腐食の恐れが生じる。また、ボイラ群同士で負荷の偏りが大きすぎるため、ボイラ負荷不均一となる問題も生じる。
このため、第１ボイラ群の各ボイラの缶内圧力値の目標値である第１目標圧力値を高く設定し、第２ボイラ群のヘッダ圧力値の第２目標圧力値を、第１ボイラ群の第１目標圧力値よりも小さな値となるように低く設定する場合においても、第２ボイラ群のボイラをある程度燃焼させておくことが望まれる。
【０００８】
本発明は、１つ以上のボイラからなる第１ボイラ群と、１つ以上のボイラからなる第２ボイラ群とからなるボイラ群を備え、第１ボイラ群の各ボイラの缶内圧力値の目標値である第１目標圧力値を高く設定し、第２ボイラ群の目標圧力値を低く設定するボイラシステムにおいて、第２ボイラ群のボイラを燃焼し易くして、ボイラ群間の負荷不均一を是正するとともに、全体負荷が高負荷帯域にある場合を除いて、第１ボイラ群の各ボイラの缶内圧力値が第１目標圧力値になるように維持でき、ヘッダ圧力値が、第１ボイラ群の各ボイラの缶内圧力値の第１目標圧力値に、蒸気管における圧力損失を加味して算出される圧力値（ヘッダ圧力値）になるように維持できるボイラシステム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】
【０００９】
本発明は、１つ以上のボイラからなる第１ボイラ群と、１つ以上のボイラからなる第２ボイラ群とからなるボイラ群と、前記ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、前記第２ボイラ群の燃焼状態を制御する制御部と、を備えるボイラシステムであって、前記第１ボイラ群に属するボイラは、それぞれ前記ボイラの缶体内の圧力値である缶内圧力値を測定する缶内圧力測定手段と、前記缶内圧力値が予め設定された第１目標圧力値と一致するように、前記ボイラの燃焼状態をＰＩ制御又はＰＩＤ制御するローカル制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１ボイラ群に属する各ボイラの出力蒸気量又は前記第１ボイラ群に属する各ボイラの燃焼率を収集する第１ボイラ群燃焼状態収集部と、前記第１ボイラ群燃焼状態収集部により収集した前記第１ボイラ群に属する各ボイラの出力蒸気量の合計蒸気量が、予め設定された増台判定出力蒸気量を上回る状態、又は前記第１ボイラ群燃焼状態収集部により収集した前記第１ボイラ群に属する各ボイラの燃焼率から算出される前記第１ボイラ群の燃焼率が、予め設定された増台判定燃焼率を上回る状態が、予め設定された増台判定時間継続する第１状態を検出する第１検出部と、前記第１検出部により前記第１状態を検出する毎に、前記第２ボイラ群において、予め設定された固定燃焼率で燃焼させるボイラを１台増加させる、固定燃焼制御部と、前記固定燃焼制御部により固定燃焼率で燃焼させるボイラとして選択された各ボイラを、前記固定燃焼率で燃焼させる場合に出力する蒸気量の合計となる第１蒸気量を算出する第１蒸気量算出部と、前記蒸気圧測定手段により測定されるヘッダ圧力値が予め設定された、前記第１目標圧力値より小さな値となる第２目標圧力値と一致するように、ＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムにより必要蒸気量を算出する必要蒸気量算出部と、前記必要蒸気量算出部により算出された必要蒸気量が、前記第１蒸気量算出部により算出された第１蒸気量を下回る場合、前記固定燃焼制御部により固定燃焼率で燃焼させるボイラとして増加させた各ボイラを前記固定燃焼率で燃焼させ、前記必要蒸気量が前記第１蒸気量以上となる場合、前記第２ボイラ群から前記必要蒸気量を出力するように、前記第２ボイラ群の燃焼状態を制御する出力制御部と、を備えるボイラシステムに関する。
【００１０】
前記制御部は、さらに、前記第１ボイラ群燃焼状態収集部により収集した前記第１ボイラ群の出力蒸気量が、予め設定された、前記増台判定出力蒸気量より小さな値となる減台判定出力蒸気量を下回る状態、又は前記第１ボイラ群燃焼状態収集部により収集した前記第１ボイラ群の燃焼率が、予め設定された、前記増台判定燃焼率より小さな値となる減台判定燃焼率を下回る状態を予め設定された減台判定時間継続する第２状態を検出する第２検出部を備え、前記固定燃焼制御部は、前記第２検出部により前記第２状態を検出する毎に、固定燃焼率で燃焼させるボイラとして増加させたボイラを１台燃焼停止させることができる。
【００１１】
また、前記固定燃焼率は、前記第２ボイラ群におけるボイラの燃焼効率の最も高い燃焼率とすることができる。
【００１２】
また、前記固定燃焼率は、前記第２ボイラ群におけるボイラの最小燃焼率とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のボイラシステムによれば、１つ以上のボイラからなる第１ボイラ群と、１つ以上のボイラからなる第２ボイラ群とからなるボイラ群を備え、第１ボイラ群の各ボイラの缶内圧力値の目標値である第１目標圧力値を高く設定し、第２ボイラ群のヘッダ圧力値の目標値である第２目標圧力値を、第１ボイラ群の第１目標圧力値よりも小さな値となるボイラシステムにおいて、全体負荷が低い場合であっても、第２ボイラ群を一定量燃焼させることができるため、ボイラ群間の負荷不均一を是正するとともに、全体負荷が低く、第１ボイラ群で全体必要量を賄える場合であっても、第２ボイラ群のボイラは全台待機とならず、低負荷によるボイラ缶体腐食を防止するとともに、ボイラ群同士の負荷不均一を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るボイラシステム１の概略を示す図である。
【図２】ボイラ群の概略を示す図である。
【図３】第２制御部４Ｂの構成を示す機能ブロック図である。
【図４】第１実施形態に係るボイラシステム１の動作を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係るボイラシステム１の動作を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態に係るボイラシステム１（固定燃焼制御部４４Ｂ）の動作を示すフローチャートである。
【図７】従来の燃焼制御を実施した場合における、第１ボイラ群及び第２ボイラ群における発生蒸気量の推移を示す図である。
【図８】第１実施形態に係る燃焼制御を実施した場合における、第１ボイラ群及び第２ボイラ群における発生蒸気量の推移を示す図である。
【図９】第２実施形態に係る第２制御部４Ｂ´の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】第２実施形態に係るボイラシステム１（固定燃焼制御部４４Ｂ´）の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施形態に係る燃焼制御を実施した場合における、第１ボイラ群及び第２ボイラ群における発生蒸気量の推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態（以下「第１実施形態」という）に係るボイラシステム１について説明する。図１は、ボイラシステム１の概略を示す図である。
【００１６】
ボイラシステム１は、１台のボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａと、３台のボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂとからなるボイラ群２と、複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂにおいて生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダ６と、この蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力（以下「ヘッダ圧力」ともいう）を測定する蒸気圧センサ７と、第２ボイラ群２Ｂの燃焼状態を制御する第２制御部４Ｂを有する台数制御装置３Ｂと、を備える。なお、蒸気圧センサ７により測定された蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力値を以下、「ヘッダ圧力値ＰＶ」ともいう。
【００１７】
ボイラ群２は、蒸気使用設備１８に供給する蒸気を生成する。
蒸気ヘッダ６は、蒸気管１１を介してボイラ群２を構成する複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂに接続されている。この蒸気ヘッダ６の下流側は、蒸気管１２を介して蒸気使用設備１８に接続されている。
蒸気ヘッダ６は、ボイラ群２で生成された蒸気を集合させて貯留することにより、複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂの相互の圧力差及び圧力変動を調整し、圧力が調整された蒸気を蒸気使用設備１８に供給する。
【００１８】
第１ボイラ群２Ａのボイラ２０Ａは、例えば、炉筒煙管ボイラ等の丸ボイラ、又は貫流ボイラ等の水管ボイラから構成される。ボイラ２０Ａは、燃焼が行われるボイラ本体２１Ａと、ボイラ２０Ａの缶内圧力値を測定するボイラ圧検出部２３Ａと、ローカル制御部２２Ａと、を備える。
ボイラシステム１において、ボイラ２０Ａは、メイン出力ボイラ（ベースロードボイラ）として機能する。ボイラ２０Ａは、例えば、燃焼量が１００％の時に、相当蒸発量として１０〜３０ｔ／ｈの蒸気出力が可能に構成されている。
【００１９】
ボイラ圧検出部２３Ａは、ボイラ２０Ａの缶内圧力値ＰＶＡを測定し、測定した缶内圧力値ＰＶＡをローカル制御部２２Ａに送信する。
ローカル制御部２２Ａは、ボイラ圧検出部２３Ａにより測定される缶内圧力値ＰＶＡに基づいて、ボイラ２０Ａの燃焼状態を制御する。
【００２０】
他方、第２ボイラ群２Ｂのボイラ２０Ｂは、例えば、多管式貫流ボイラから構成される。ボイラ２０Ｂは、燃焼が行われるボイラ本体２１Ｂと、連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼状態を制御するローカル制御部２２Ｂと、を備える。
ボイラシステム１において、ボイラ２０Ｂは、サブ出力ボイラ（ピークロードボイラ）として機能する。ボイラ２０Ｂは、例えば、燃焼量が１００％の時に、相当蒸発量が２〜３ｔ／ｈの蒸気出力が可能に構成されている。
【００２１】
蒸気圧センサ７は、信号線１３を介して、台数制御装置３Ｂに電気的に接続されている。蒸気圧センサ７は、ヘッダ圧力を測定し、測定したヘッダ圧力値ＰＶに係る信号（蒸気圧信号）を、信号線１３を介して、台数制御装置３Ｂに送信する。
【００２２】
台数制御装置３Ｂは、信号線１６Ｂを介して、複数のボイラ２０Ｂと電気的に接続されている。この台数制御装置３Ｂは、蒸気圧センサ７により測定されるヘッダ圧力値ＰＶに基づいて、それぞれボイラ２０Ｂの燃焼状態を制御する。
【００２３】
以上のように、ボイラシステム１は、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂで発生させた蒸気を、蒸気ヘッダ６を介して、蒸気使用設備１８に供給可能とされている。
【００２４】
具体的には、蒸気使用設備１８の需要の増大により要求負荷（蒸気消費量）が増加し、蒸気ヘッダ６に供給される蒸気量が不足すれば、ボイラ２０Ａの缶内圧力及びヘッダ圧力がそれぞれ減少することになる。一方、蒸気使用設備１８の需要の低下により要求負荷（蒸気消費量）が減少し、蒸気ヘッダ６に供給される蒸気量が過剰になれば、ボイラ２０Ａの缶内圧力及びヘッダ圧力がそれぞれ増加することになる。従って、ボイラシステム１は、ボイラ圧検出部２３Ａにより測定されたボイラ２０Ａの缶内圧力値ＰＶＡ及び蒸気圧センサ７により測定されたヘッダ圧力値ＰＶの変動に基づいて、要求負荷の変動をモニターすることができる。
より具体的には、第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａは、ボイラ２０Ａの缶内圧力値ＰＶＡに基づいて、蒸気使用設備１８の消費蒸気量（要求負荷）に応じて必要とされる蒸気量である必要蒸気量ＭＶＡを算出する。
以下、「第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａ」を断らない限り、単に「ボイラ２０Ａ」という。
第２ボイラ群２Ｂは、ヘッダ圧力値ＰＶに基づいて、蒸気使用設備１８の消費蒸気量（要求負荷）に応じて必要とされる蒸気量である必要蒸気量ＭＶを算出する。
【００２５】
ここで、第１実施形態のボイラシステム１を構成する複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂについて説明する。図２は、第１実施形態に係るボイラ群２の概略を示す図である。
第１実施形態のボイラ２０Ａ及び２０Ｂは、燃焼量を連続的に変更して燃焼可能な連続制御ボイラからなる。
連続制御ボイラとは、少なくとも、最小燃焼状態Ｓ１（例えば、最大燃焼量の２０％の燃焼量における燃焼状態）から最大燃焼状態Ｓ２の範囲で、燃焼量が連続的に制御可能とされているボイラである。連続制御ボイラは、例えば、燃料をバーナに供給するバルブや、燃焼用空気を供給するバルブの開度（燃焼比）を制御することにより、燃焼量を調整するようになっている。
【００２６】
また、燃焼量を連続的に制御するとは、ローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂにおける演算や信号がデジタル方式とされて段階的に取り扱われる場合（例えば、ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの出力（燃焼量）が１％刻みで制御される場合）であっても、事実上連続的に出力を制御可能な場合を含む。
【００２７】
第１実施形態におけるボイラ２０Ａ及び２０Ｂにおける、燃焼停止状態Ｓ０と最小燃焼状態Ｓ１との間の燃焼状態の変更については、それぞれボイラ２０Ａ及び２０Ｂ（バーナ）の燃焼をオン／オフすることで制御される。そして、最小燃焼状態Ｓ１から最大燃焼状態Ｓ２の範囲においては、燃焼量が連続的に制御可能となっている。
より具体的には、複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂそれぞれには、変動可能な蒸気量の単位である単位蒸気量Ｕが設定されている。これにより、ボイラ２０Ａ及び２０Ｂは、最小燃焼状態Ｓ１から最大燃焼状態Ｓ２の範囲においては、単位蒸気量Ｕ単位で、蒸気量を変更可能となっている。
【００２８】
単位蒸気量Ｕは、ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの最大燃焼状態Ｓ２における蒸気量（最大蒸気量）に応じて適宜設定できるが、ボイラシステム１における出力蒸気量の必要蒸気量に対する追従性を向上させる観点から、ボイラ２０の最大蒸気量の０．１％〜２０％に設定されることが好ましく、１％〜１０％に設定されることがより好ましい。
尚、出力蒸気量とは、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂにより出力される蒸気量を示し、この出力蒸気量は、複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂそれぞれから出力される蒸気量の合計値により表される。
【００２９】
また、第１実施形態では、第２ボイラ群２Ｂを構成する複数のボイラ２０Ｂには、それぞれボイラ効率が最も高くなる負荷率であるエコ運転ポイントが設定される。
【００３０】
また、複数のボイラ２０Ｂには、優先順位が設定されている。優先順位は、台数制御装置３Ｂが、燃焼指示や燃焼停止指示を行うボイラ２０Ｂを選択するために用いられる。優先順位は、例えば整数値を用いて、数値が小さいほど優先順位が高くなるよう設定することができる。
図２に示すように、例えば、第２ボイラ群２Ｂのボイラ２０Ｂの２号機〜４号機のそれぞれに「１」から「３」の優先順位が割り当てられている場合、２号機の優先順位が最も高く、４号機の優先順位が最も低い。この優先順位は、通常の場合、後述の制御部４Ｂの制御により、所定の時間間隔（例えば、２４時間間隔）で変更される。
【００３１】
ボイラ２０Ａ及び２０Ｂは、それぞれ、燃焼が行われるボイラ本体２１Ａ及び２１Ｂと、ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態を制御するローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂと、を備える。
ローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂは、それぞれ蒸気消費量に応じてボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態を変更させる。
【００３２】
具体的には、ボイラ２０Ａにおいては、ローカル制御部２２Ａは、ボイラ圧検出部２３Ａにより測定される缶内圧力値ＰＶＡに基づいて、ボイラ２０Ａの燃焼状態を制御する。
【００３３】
ローカル制御部２２Ａは、ボイラ２０Ａに対して行われた指示の内容や、ボイラ２０Ａから受信した燃焼状態等の情報、ボイラ２０Ａの単位蒸気量Ｕの設定に関する情報を、ローカル記憶部（図示せず）に記憶する。
また、ローカル記憶部（図示せず）には、ボイラ圧検出部２３Ａにより測定される缶内圧力値ＰＶＡに係る設定条件として、ボイラ２０Ａの燃焼制御に係る第１目標圧力値Ｐ１を予め設定することができる。
【００３４】
他方、第２ボイラ群２Ｂを構成するボイラ２０Ｂにおいては、ローカル制御部２２Ｂは、信号線１６Ｂを介して台数制御装置３Ｂから送信される制御信号又は運転者の手動操作により入力された制御信号に基づいて、ボイラ２０Ｂの燃焼状態を制御する。また、ローカル制御部２２Ｂは、台数制御装置３Ｂで用いられる信号を、信号線１６Ｂを介して台数制御装置３Ｂに送信する。台数制御装置３Ｂで用いられる信号としては、ボイラ２０Ｂの実際の燃焼状態、及びその他のデータ等が挙げられる。
【００３５】
台数制御装置３Ｂの詳細について説明する。
台数制御装置３Ｂは、蒸気圧センサ７からの蒸気圧信号に基づいて、要求負荷に応じた各ボイラ２０Ｂの燃焼状態を算出し、各ボイラ２０Ｂ（ローカル制御部２２Ｂ）に台数制御信号を送信する。この台数制御装置３Ｂは、図１に示すように、記憶部５Ｂと制御部４Ｂとを備え、信号線１６Ｂを介して各ボイラ２０Ｂに電気的に接続されている。
【００３６】
制御部４Ｂは、信号線１６Ｂを介してボイラ２０Ｂに各種の指示を送信したり、各ボイラ２０Ｂから各種のデータを受信したりして、ボイラ２０Ｂの燃焼状態及び運転台数の制御を実行する。各ボイラ２０Ｂは、台数制御装置３Ｂから燃焼状態の変更指示の信号を受けると、その指示に従って該当するボイラ２０Ｂの燃焼量を制御する。なお、制御部４Ｂは、信号線１６Ｂを介してボイラ２０Ｂの燃焼状態に関する情報を受信する。
制御部４Ｂの詳細な構成については後述する。
【００３７】
記憶部５Ｂは、台数制御装置３Ｂ（制御部４Ｂ）の制御により、ボイラ２０Ｂに対して行われた指示の内容や、各ボイラ２０Ｂから受信した燃焼状態等の情報、各ボイラ２０Ｂの単位蒸気量Ｕの設定に関する情報、複数のボイラ２０Ｂの優先順位の設定に関する情報、優先順位の変更（ローテーション）に関する設定の情報等を、それぞれ記憶する。
また、記憶部５Ｂには、蒸気圧センサ７により測定されるヘッダ圧力値ＰＶに係る設定条件として予め設定される、第２ボイラ群２Ｂの燃焼制御に係る第２目標圧力値Ｐ２を記憶することができる。
さらに、記憶部５Ｂには、予め設定される増台判定出力蒸気量、増台判定時間、減台判定出力蒸気量、及び減台判定時間を記憶するとともに、第２ボイラ群２Ｂのボイラ２０Ｂ毎に予め設定される固定燃焼率を記憶することができる。なお、減台判定出力蒸気量は、増台判定出力蒸気量の値よりも小さい値とする。
後述する固定燃焼制御部４４Ｂは、第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量が増台判定出力蒸気量を上回る状態が増台判定時間継続する（「第１状態」ともいう）場合、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼させるボイラ２０Ｂを１台増加させる。逆に、固定燃焼制御部４４Ｂは、第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量が減台判定出力蒸気量を下回る状態が減台判定時間継続する（「第２状態」ともいう）場合、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂを１台減少させる。
【００３８】
以上のように構成されたボイラシステム１では、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂで発生させた蒸気が、蒸気ヘッダ６を介して蒸気使用設備１８に供給される。
【００３９】
次に、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂにおける燃焼制御についてそれぞれ説明する。
まず、第１ボイラ群２Ａの燃焼制御を実行するローカル制御部２２Ａの詳細な構成について説明する。
【００４０】
ローカル制御部２２Ａは、ボイラ２０Ａから発生した蒸気の缶体内の圧力値、すなわちボイラ圧検出部２３Ａにより測定される缶内圧力値ＰＶＡが、予め設定された第１目標圧力値Ｐ１となるような制御量を算出し、この制御量に基づいてボイラ２０Ａの燃焼量を制御する。
すなわち、ローカル制御部２２Ａは、ボイラ２０Ａの缶内圧力値ＰＶＡと予めローカル記憶部に設定されたボイラ２０Ａの第１目標圧力値Ｐ１との偏差に対して、所定のＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムに基づくフィードバック制御を行うことで、缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１となるために必要な蒸気量ＭＶＡｎを算出し、算出した蒸気量ＭＶＡｎを発生するようにボイラ２０Ａを制御する。
【００４１】
ここで、ローカル制御部２２ＡのＰＩＤアルゴリズムに基づくフィードバック制御について簡単に説明する。
ローカル制御部２２Ａは、ボイラ２０Ａのボイラ圧検出部２３Ａにより測定される缶内圧力値ＰＶＡ（フィードバック値）と予め設定されたボイラ２０Ａの缶内圧力値の第１目標圧力値Ｐ１（設定値）との偏差がゼロとなるように、現時点の必要蒸気量ＭＶＡｎを、以下に示す速度形ＰＩＤアルゴリズムにより算出する。なお、速度形ＰＩアルゴリズムについては、速度形ＰＩＤアルゴリズムにおいて、Ｄ制御出力（変化分）を省略したものであり、その説明は省略する。
【００４２】
ローカル制御部２２Ａは、ボイラ２０Ａから発生させるべき現時点の必要蒸気量ＭＶＡｎを、下記の速度形演算式（式１）により算出する。
ＭＶＡｎ＝ＭＶＡｎ−１＋ΔＭＶＡｎ            ・・・・・・・・（式１）
（式１）において、ＭＶＡｎ：現時点の必要蒸気量（今回必要蒸気量）、ＭＶＡｎ−１：前回の制御周期時点の必要蒸気量（前回必要蒸気量）、ΔＭＶＡｎ：前回から今回までの必要蒸気量変化分である。ここで、添字ｎは、繰り返し演算の演算回数（ｎ回目：ｎ＝１，２，…，Ｎの正の整数値）を示す。
速度形演算は、制御周期毎に前回から今回までの必要蒸気量変化分ΔＭＶＡｎのみを計算し、これに前回必要蒸気量ＭＶＡｎ−１を加算して、今回必要蒸気量ＭＶＡｎを計算する方法である。
これに対して、制御周期毎に今回必要蒸気量ＭＶＡｎを直接計算するＰＩＤ制御アルゴリズムは、位置形演算と言う。
【００４３】
前回から今回までの必要蒸気量変化分ΔＭＶＡｎは、下記の（式２）により算出される。
ΔＭＶＡｎ＝ΔＰＡｎ＋ΔＩＡｎ＋ΔＤＡｎ            ・・・・（式２）
（式２）において、ΔＰＡｎ：Ｐ制御出力（変化分）、ΔＩＡｎ：Ｉ制御出力（変化分）、
ΔＤＡｎ：Ｄ制御出力（変化分）であり、それぞれ下記の（式３）〜（式５）により求められる。
ΔＰＡｎ＝ＫＡＰ×（ｅＡｎ−ｅＡｎ−１）            ・・・・・・（式３）
ΔＩＡｎ＝ＫＡＰ×（Δｔ／ＴＡＩ）×ｅＡｎ            ・・・・（式４）
ΔＤＡｎ＝ＫＡＰ×（ＴＡＤ／Δｔ）×（ｅＡｎ−２ｅＡｎ−１＋ｅＡｎ−２）  （式５）
（式３）〜（式５）において、Δｔ：制御周期、ＫＡＰ：比例ゲイン、ＴＡＩ：積分時間、ＴＡＤ：微分時間、ｅＡｎ：現時点の偏差量、ｅＡｎ−１：前回の制御周期時点の偏差量、
ｅＡｎ−２：前々回の制御周期時点の偏差量である。
現時点の偏差量ｅＡｎは、第１目標圧力値Ｐ１と、ボイラ圧検出部２３Ａにより測定される缶内圧力値ＰＶＡとの差であって、下記の（式６）により求められる。
ｅＡｎ＝Ｐ１−ＰＶＡ            ・・・・・・・・・・・・（式６）
【００４４】
ローカル制御部２２Ａは、（式３）、（式４）、（式５）で算出された各出力（変化分）を、（式２）に従って合計することにより、前回から今回までの必要蒸気量変化分ΔＭＶＡｎを算出する。
そして、ローカル制御部２２Ａは、（式１）のように、前回必要蒸気量ＭＶＡｎ−１に必要蒸気量変化分ΔＭＶＡｎを加算して、今回必要蒸気量ＭＶＡｎを計算することができる。
こうすることで、ローカル制御部２２Ａは、ボイラ圧検出部２３Ａにより測定される、ボイラ２０Ａの缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１となるために必要な蒸気量を算出し、算出した蒸気量を発生するようにボイラ２０Ａを制御する。
以上、ボイラ２０Ａを制御するローカル制御部２２Ａについて説明した。
【００４５】
次に、第２ボイラ群２Ｂの燃焼制御を実行する制御部４Ｂの詳細な構成について説明する。
図３に示すように、制御部４Ｂは、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂと、第１検出部４２Ｂと、第２検出部４３Ｂと、固定燃焼制御部４４Ｂと、第１蒸気量算出部４５Ｂと、必要蒸気量算出部４６Ｂと、出力制御部４７Ｂと、を含んで構成される。
【００４６】
仮に、第１ボイラ群２Ａが複数のボイラ２０Ａからなる場合、第１ボイラ群２Ａを構成する各ボイラ２０Ａの最小蒸気量、単位蒸気量、最大蒸気量としての燃焼能力が異なる場合が想定される。したがって、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂは、第１ボイラ群２Ａの燃焼状態の情報として、各ボイラ２０Ａの出力蒸気量の合計となる第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量を収集することとしている。
【００４７】
このように、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂは、第１ボイラ群２Ａにより出力される蒸気量である出力蒸気量を収集する。第１ボイラ群２Ａにより出力される蒸気量である出力蒸気量を収集するためには、例えば、制御部４Ｂは、ローカル制御部２２Ａから通信を介して、第１ボイラ群２Ａのボイラ２０Ａの出力蒸気量を収集することができる。
【００４８】
第１検出部４２Ｂは、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂにより収集した第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量が増台判定出力蒸気量を上回る状態が、増台判定時間継続する第１状態を検出する。
【００４９】
第２検出部４３Ｂは、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂにより収集した第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量が減台判定出力蒸気量を下回る状態が、減台判定時間継続する第２状態を検出する。
【００５０】
固定燃焼制御部４４Ｂは、第１検出部４２Ｂにより第１状態を検出する度に、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼させるボイラ２０Ｂを１台増加させ（すなわち燃焼停止状態のボイラ２０Ｂを１台固定燃焼率で燃焼させ）、第２検出部により第２状態を検出する度に、固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂを１台減少、すなわち燃焼停止させる。
【００５１】
そうすることで、全体負荷が低い場合であっても、第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量が増台判定出力蒸気量を上回る状態が増台判定時間継続する場合に、第２ボイラ群２Ｂの１台のボイラ２０Ｂを固定燃焼率で燃焼させることができる。また、第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量が減台判定出力蒸気量を下回る状態が減台判定時間継続する場合に、第２ボイラ群２Ｂの１台のボイラ２０Ｂを燃焼停止させることができる。
このようにすることで、第２ボイラ群２Ｂの発生蒸気量がゼロとなる時間（全台待機時間）を短くすることができる。また、ヘッダ圧力が変化する使用蒸気量の閾値を高くすることができる。
すなわち、全体負荷が高負荷帯域にある場合を除いて、ボイラ２０Ａの缶内圧力値が第１目標圧力値Ｐ１を維持し、そうすることで、ヘッダ圧力値ＰＶを第１目標圧力値Ｐ１から蒸気管１１における圧力損失αを加味して算出される第１目標圧力値Ｐ１よりも小さな値（Ｐ１−α）になるように維持することができる。
【００５２】
なお、固定燃焼率は、第２ボイラ群２Ｂにおける燃焼させるボイラ２０Ｂの燃焼効率の最も高い燃焼率とすることが好ましい。
【００５３】
また、固定燃焼率は、第２ボイラ群２Ｂにおける燃焼させるボイラ２０Ｂの最小燃焼率とすることもできる。そうすることで、仮に全体負荷が上昇し、第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量の不足分を第２ボイラ群２Ｂが補う場合に、負荷追従性に優れたボイラシステム１を提供することができる。
【００５４】
第１蒸気量算出部４５Ｂは、固定燃焼制御部４４Ｂにより固定燃焼率で燃焼させるボイラとして選択された各ボイラを、固定燃焼率で燃焼させる場合に出力する蒸気量の合計となる第１蒸気量を算出する。
【００５５】
必要蒸気量算出部４６Ｂは、ヘッダ圧力値ＰＶと予め記憶部５Ｂに設定された第２ボイラ群２Ｂの第２目標圧力値Ｐ２との偏差（ｅｎ＝Ｐ２−ＰＶ）に対して、所定のＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムに基づき、ヘッダ圧力値ＰＶが第２目標圧力値Ｐ２となるために必要な必要蒸気量ＭＶｎを算出する。
なお、必要蒸気量算出部４１ＢのＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムによる必要蒸気量の算出方法については、前述したローカル制御部２２ＡのＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムによる必要蒸気量の算出方法において、ボイラ２０Ａ、ボイラ圧検出部２３Ａにより測定される缶内圧力値ＰＶＡ（フィードバック値）、及び予め設定された第１目標圧力値Ｐ１（設定値）、をそれぞれ、第２ボイラ群２Ｂを構成する複数のボイラ２０Ｂ、蒸気圧センサ７により測定されるヘッダ圧力値ＰＶ、及び第２ボイラ群２Ｂの燃焼制御に係る第２目標圧力値Ｐ２に読み替えることで説明できる。
より具体的には、次のとおり算出される。
【００５６】
必要蒸気量算出部４１Ｂは、第２ボイラ群２Ｂを構成する複数のボイラ２０Ｂから発生させるべき現時点の必要蒸気量ＭＶｎを、下記の速度形演算式（式１Ｂ）により算出する。
ＭＶｎ＝ＭＶｎ−１＋ΔＭＶｎ            ・・・・・・・・（式１Ｂ）
（式１Ｂ）において、ＭＶｎ：現時点の必要蒸気量（今回必要蒸気量）、ＭＶｎ−１：前回の制御周期時点の必要蒸気量（前回必要蒸気量）、ΔＭＶｎ：前回から今回までの必要蒸気量変化分である。ここで、添字ｎは、繰り返し演算の演算回数（ｎ回目：ｎ＝１，２，…，Ｎの正の整数値）を示す。
【００５７】
前回から今回までの必要蒸気量変化分ΔＭＶｎは、下記の（式２Ｂ）により算出される。
ΔＭＶｎ＝ΔＰｎ＋ΔＩｎ＋ΔＤｎ            ・・・・・・（式２Ｂ）
（式２）において、ΔＰｎ：Ｐ制御出力（変化分）、ΔＩｎ：Ｉ制御出力（変化分）、ΔＤｎ：Ｄ制御出力（変化分）であり、それぞれ下記の（式３Ｂ）〜（式５Ｂ）により求められる。
ΔＰｎ＝ＫＰ×（ｅｎ−ｅｎ−１）            ・・・・・・・・・（式３Ｂ）
ΔＩｎ＝ＫＰ×（Δｔ／ＴＩ）×ｅｎ      ・・・・・・・・・・・・（式４Ｂ）
ΔＤｎ＝ＫＰ×（ＴＤ／Δｔ）×（ｅｎ−２ｅｎ−１＋ｅｎ−２）  ・・（式５Ｂ）
（式３）〜（式５）において、Δｔ：制御周期、ＫＰ：比例ゲイン、ＴＩ：積分時間、ＴＤ：微分時間、ｅｎ：現時点の偏差量、ｅｎ−１：前回の制御周期時点の偏差量、ｅｎ−２：前々回の制御周期時点の偏差量である。
現時点の偏差量ｅｎは、第２目標圧力値Ｐ２と、蒸気圧センサ７で測定されたヘッダ圧力値ＰＶとの差であって、下記の（式６Ｂ）により求められる。
ｅｎ＝Ｐ２−ＰＶ            ・・・・・・・・・・・・・・・・（式６Ｂ）
【００５８】
必要蒸気量算出部４１Ｂは、（式３Ｂ）、（式４Ｂ）、（式５Ｂ）で算出された各出力（変化分）を、（式２Ｂ）に従って合計することにより、前回から今回までの必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを算出する。
そして、必要蒸気量算出部４１Ｂは、（式１Ｂ）のように、前回必要蒸気量ＭＶｎ−１に必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを加算して、今回必要蒸気量ＭＶｎを計算することができる。
【００５９】
出力制御部４７Ｂは、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１を下回る場合、第１蒸気量Ｖ１を出力するように第２ボイラ群２Ｂの燃焼状態を制御する。
また、出力制御部４７Ｂは、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１以上となる場合、必要蒸気量ＭＶｎに基づいて、第２ボイラ群２Ｂの燃焼状態を制御する。
そうすることで、全体負荷が低い場合であっても、第２ボイラ群２Ｂを燃焼させることができるため、ボイラ缶体腐食を防止するとともに、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂにおける負荷不均一を改善することができる。
【００６０】
＜出力制御部４７Ｂによる出力蒸気量制御＞
前述したように、出力制御部４７Ｂは、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１を下回る場合、第１蒸気量Ｖ１を出力するように第２ボイラ群２Ｂの燃焼状態を制御する。
また、出力制御部４７Ｂは、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１以上となる場合、必要蒸気量ＭＶｎに基づいて、第２ボイラ群２Ｂの燃焼状態を制御する。
【００６１】
ボイラシステム１は、例えば全体負荷が低い状態から高い状態に移行する際に、第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量が増台判定出力蒸気量を上回る状態が増台判定時間継続する度に、固定燃焼制御部４４Ｂにより、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼させるボイラ２０Ｂを１台増加させることができる。
その後、第２ボイラ群２Ｂが固定燃焼率で燃焼させるボイラ２０Ｂを増加できない場合、全体負荷が上昇しても、ボイラ２０Ａは缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１を保つために必要な蒸気量を発生する。このとき、ヘッダ圧力値は、第１目標圧力値Ｐ１に、蒸気管１１における圧力損失αを加味して算出される第１目標圧力値Ｐ１よりも小さな値（Ｐ１−α）となる。ボイラ２０Ａは、缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１を保つために必要な蒸気量を自身の出力蒸気量で賄うことができる間は、ヘッダ圧力値は（Ｐ１−α）を維持する。そして、第２ボイラ群２Ｂは、固定燃焼制御部４４Ｂにより固定燃焼率で燃焼させるボイラとして選択された各ボイラを固定燃焼率で燃焼させる場合に出力する蒸気量の合計となる第１蒸気量を出力する。
【００６２】
そうすることで第２ボイラ群２Ｂにおける負荷が低い場合（第２ボイラ群２Ｂにおいてヘッダ圧力値ＰＶに基づいて算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１を下回る場合）においても、固定燃焼制御部４４Ｂにより固定燃焼率で燃焼させるボイラとして選択された各ボイラを予め設定された固定燃焼率で固定燃焼させ、第１蒸気量Ｖ１を出力することができるため、ボイラ缶体腐食を防止するとともに、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂにおける負荷不均一を改善することができる。
【００６３】
その後、全体負荷が上昇して、ボイラ２０Ａは缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１を保つために必要な蒸気量を自身の出力蒸気量で賄うことができなくなると、ヘッダ圧力値ＰＶが減少する。その結果、必要蒸気量算出部４５Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１以上となる場合、第２ボイラ群２Ｂは、第２ボイラ群２Ｂに属するすべてのボイラ２０Ｂで、ＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムに基づいて算出される必要蒸気量ＭＶｎを出力することで、負荷追従を行うことができる。
【００６４】
その後、全体負荷が減少することで、ヘッダ圧力値ＰＶが増加し、必要蒸気量算出部４５Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１を下回ると、第２ボイラ群２Ｂは、固定燃焼制御部４４Ｂにより固定燃焼率で燃焼させるボイラとして選択された各ボイラを固定燃焼率で燃焼させることで第１蒸気量を出力することになる。
その後、例えば全体負荷がさらに減少する際に、第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量が減台判定出力蒸気量を下回る状態が減台判定時間継続する度に、固定燃焼制御部４４Ｂにより、第２ボイラ群２Ｂにおける、固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂを１台減少、すなわち燃焼停止させる。
【００６５】
次に、第１実施形態のボイラシステム１の動作を実現するための処理の流れについて、図４〜図６を参照して説明する。図４〜図６は、それぞれ、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂの処理の流れを示すフローチャートである。
まず、図４を参照して、ボイラ２０Ａにおける処理の流れを説明する。
【００６６】
処理の前準備として、ボイラ２０Ａに対して缶体内の圧力値である缶内圧力値の第１目標圧力値Ｐ１の設定を行い、ローカル記憶部に記憶しておく（図示せず）。
【００６７】
ステップＳＴ１において、ローカル制御部２２Ａによりボイラ２０Ａの燃焼制御を開始する。
【００６８】
ステップＳＴ２において、ローカル制御部２２Ａにより、制御周期毎にボイラ２０Ａの燃焼状態を制御する。
より具体的には、ローカル制御部２２Ａは、制御周期毎に、ボイラ圧検出部２３Ａにより測定されるボイラ２０Ａの缶内圧力値ＰＶＡ（フィードバック値）と、予めローカル記憶部に設定されたボイラ２０Ａの缶内圧力値の第１目標圧力値Ｐ１との偏差に対して、所定のＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムに基づくフィードバック制御を行うことで、ボイラ２０Ａの缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１となるために必要な蒸気量ＭＶＡｎを算出し、算出した蒸気量ＭＶＡｎを発生するようにボイラ２０Ａを制御する。
【００６９】
ローカル制御部２２Ａは、制御周期毎に、ステップＳＴ２を繰り返す。
【００７０】
次に、図５を参照して、第２ボイラ群２Ｂにおける処理の流れを説明する。
処理の前準備として第２ボイラ群２Ｂに対して第２目標圧力値Ｐ２を設定し、記憶部５Ｂに記憶しておく。第２ボイラ群２Ｂに対して増台判定出力蒸気量、増台判定時間、減台判定出力蒸気量、及び減台判定時間を設定し、記憶部５Ｂに記憶しておく。第２ボイラ群２Ｂのボイラ２０Ｂ毎に、固定燃焼率を設定し、記憶部５Ｂに記憶しておく（以上、図示せず）。
【００７１】
ステップＳＴ１１において、台数制御装置４Ｂにより第２ボイラ群２Ｂの燃焼制御を開始する。
【００７２】
ステップＳＴ１２において、制御部４Ｂは、固定燃焼制御部４４Ｂによる固定燃焼ボイラの台数制御を行う。
固定燃焼制御部４４Ｂによる固定燃焼ボイラの台数制御の詳細フローについては後述する。
【００７３】
ステップＳＴ１３において、制御部４Ｂは、制御周期毎に、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１を下回るか否かを判定する。必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量Ｖ１を下回る場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１４に移る。必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量Ｖ１以上の場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ１５に移る。
【００７４】
ステップＳＴ１４において、出力制御部４７Ｂは、第１蒸気量Ｖ１を出力するように、固定燃焼制御部４４Ｂにより固定燃焼率で燃焼させるボイラとして選択された各ボイラを予め設定された固定燃焼率で燃焼させる。
【００７５】
その後、ステップＳＴ１２に移る。
【００７６】
ステップＳＴ１５において、出力制御部４７Ｂは、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎを発生するように第２ボイラ群２Ｂを構成するボイラ２０Ｂを制御する。
【００７７】
その後、ステップＳＴ１２に移る。
【００７８】
＜固定燃焼制御部４４Ｂによる固定燃焼ボイラ台数の増減制御＞
図６を参照して、固定燃焼制御部４４Ｂによる固定燃焼ボイラ台数の増減制御処理の流れを説明する。
ステップＳＴ２１において、固定燃焼制御部４４Ｂは、第１検出部４２Ｂが第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂにより収集したボイラ２０Ａの出力蒸気量が増台判定出力蒸気量を上回る状態を増台判定時間継続する第１状態を検出したか否かを判定する。第１状態を検出した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２２に移る。第１状態を検出していない場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ２４に移る。
【００７９】
ステップＳＴ２２において、固定燃焼制御部４４Ｂは、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼させるボイラ２０Ｂがあるか否かを判定する。固定燃焼率で燃焼させるボイラ２０Ｂがある場合（Ｙｅｓ）ステップＳＴ２３に移る。増加させるボイラ２０Ｂがない場合（Ｎｏ）、リターンする。
【００８０】
ステップＳＴ２３において、固定燃焼制御部４４Ｂは、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼させるボイラ２０Ｂを１台増加させる（すなわち、固定燃焼率で燃焼させる）。
その後、リターンする。
【００８１】
ステップＳＴ２４において、固定燃焼制御部４４Ｂは、第２検出部４３Ｂが第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂにより収集したボイラ２０Ａの出力蒸気量が減台判定出力蒸気量を下回る状態を減台判定時間継続する第２状態を検出したか否かを判定する。第２状態を検出した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２５に移る。第２状態を検出していない場合（Ｎｏ）、リターンする。
【００８２】
ステップＳＴ２５において、固定燃焼制御部４４Ｂは、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂがあるか否かを判定する。固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂがある場合（Ｙｅｓ）ステップＳＴ２６に移る。固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂがない場合（Ｎｏ）、リターンする。
【００８３】
ステップＳＴ２６において、固定燃焼制御部４４Ｂは、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂを１台燃焼停止させる。
その後、リターンする。
【００８４】
次に、図７及び図８を参照して、ボイラ２０Ａの缶内圧力値ＰＶＡの第１目標圧力値Ｐ１を高く設定し、第２ボイラ群２Ｂの燃焼制御に係る第２目標圧力値Ｐ２を低く設定して、所定のＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムに基づくフィードバック制御を行う場合（以下「従来の燃焼制御」という）と比較しながら、第１実施形態に係る燃焼制御を実施した場合の動作を説明する。
なお、ヘッダ圧力値の目標値となる第２目標圧力値Ｐ２は、ボイラ２０Ａの缶内圧力値ＰＶＡの目標値となる第１目標圧力値Ｐ１に、蒸気管１１における圧力損失αを加味して算出されるヘッダ圧力値（Ｐ１−α）よりも小さな値となるように設定される。
【００８５】
ここで、図７は、従来の燃焼制御を行った場合のヘッダ圧力の推移を示す図である。これに対して、図８は、本発明の第１実施形態に係る燃焼制御を実施した場合のヘッダ圧力値の推移を示す図である。
ここで、図７の（Ｂ）〜（Ｄ）及び図８の（Ｂ）〜（Ｄ）ともに、縦軸を蒸気量、横軸を時間としている。したがって、図７（Ｃ）及び図８（Ｃ）における第１ボイラ群発生蒸気量は、ボイラ２０Ａの発生蒸気量となる。また、第１ボイラ群発生蒸気量のＭＡＸとは、ボイラ２０Ａの最大出力蒸気量となる。図７（Ｄ）及び図８（Ｄ）における第２ボイラ群発生蒸気量についても同様である。
【００８６】
＜従来の燃焼制御＞
従来の燃焼制御を実施した場合、図７（Ｃ）に示すように、全体負荷が低い場合（ｔ０〜ｔ１）、ボイラ２０Ａは缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１を保つために必要な蒸気量を発生する。このとき、ヘッダ圧力値は、第１目標圧力値Ｐ１に、蒸気管１１における圧力損失αを加味して算出される、第１目標圧力値Ｐ１よりも小さな値（Ｐ１−α）となる。
その後、全体負荷が上昇しても、ｔ２までの間、ボイラ２０Ａは、缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１を保つために必要な蒸気量を自身の出力蒸気量で賄うことができる。
時刻ｔ２以降、缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１を保つために必要な蒸気量がボイラ２０Ａの出力可能な最大蒸気量Ｘを上回ると、ヘッダ圧力値ＰＶは低下するが、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出される必要蒸気量ＭＶｎがゼロとなる間（例えば時間ｔ３までの間）、第２ボイラ群２Ｂは全台待機状態となる。
ｔ３以降、依然として、使用蒸気量がボイラ２０Ａの出力可能な最大蒸気量Ｘを上回ることから、ボイラ２０Ａは、自身の出力可能な最大蒸気量Ｘを出力し、図７（Ｄ）に示すように、第２ボイラ群２Ｂは、使用蒸気量の不足分を補う形で、必要蒸気量算出部４６Ｂにより、ヘッダ圧力値ＰＶが第２目標圧力値Ｐ２となるための必要蒸気量ＭＶｎを算出し、算出した必要蒸気量ＭＶｎを発生する。
このように、従来の燃焼制御を実施した場合、使用蒸気量がボイラ２０Ａの出力可能な最大蒸気量Ｘを上回るまで第２ボイラ群２Ｂは全台待機状態となる。
【００８７】
その後、全体負荷が減少しても、依然として、使用蒸気量がボイラ２０Ａの出力可能な最大蒸気量Ｘを上回ることから、ボイラ２０Ａは、自身の出力可能な最大蒸気量Ｘを出力し、第２ボイラ群２Ｂは、使用蒸気量の不足分を補う形で、必要蒸気量算出部４６Ｂにより、ヘッダ圧力値ＰＶが第２目標圧力値Ｐ２となるための必要蒸気量ＭＶｎを算出し、算出した必要蒸気量ＭＶｎを発生する。
【００８８】
時刻ｔ４以降、全体負荷が減少することで、ボイラ２０Ａは、缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１を保つために必要な蒸気量を自身の出力蒸気量で賄うことができる。ｔ４以降、図７（Ｄ）に示すように、第２ボイラ群２Ｂは、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出される必要蒸気量ＭＶｎがゼロとなり、第２ボイラ群２Ｂは全台待機状態となる。
このように、従来の燃焼制御を実施した場合、使用蒸気量がボイラ２０Ａの出力可能な最大蒸気量Ｘを下回ると第２ボイラ群２Ｂは全台待機状態となる。
【００８９】
＜第１実施形態に係る燃焼制御＞
これに対して、第１実施形態に係る燃焼制御を実施した場合、図８（Ｄ）に示すように、全体負荷が低い場合（時刻ｔ０〜ｔ１）、第２ボイラ群２Ｂは全台待機状態となる。
【００９０】
その後、全体負荷が上昇して、ボイラ２０Ａの出力蒸気量が増台判定出力蒸気量を上回る状態が増台判定時間継続した場合、時刻ｔ２において、第２ボイラ群２Ｂの燃焼停止状態のボイラを１台燃焼させる。
時刻ｔ２以降、全体負荷が上昇して、再びボイラ２０Ａの出力蒸気量が増台判定出力蒸気量を上回る状態が増台判定時間継続した場合、時刻ｔ３において第２ボイラ群２Ｂの燃焼停止状態のボイラをさらに１台燃焼させる。
同様に、時刻ｔ３以降、依然として、全体負荷が上昇して、再びボイラ２０Ａの出力蒸気量が増台判定出力蒸気量を上回る状態が増台判定時間継続した場合、時刻ｔ４において、第２ボイラ群２Ｂの燃焼停止状態のボイラをさらに１台燃焼させる。
【００９１】
時刻ｔ４以降、依然として、全体負荷が上昇して、再びボイラ２０Ａの出力蒸気量が増台判定出力蒸気量を上回る状態が増台判定時間継続しても、その時点ｔ５において第２ボイラ群２Ｂの燃焼停止状態のボイラが存在しないことから第２ボイラ群２Ｂは、固定燃焼の状態で、発生蒸気量は変わらない。
その後、時刻ｔ６までは、ボイラ２０Ａは、缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１を保つために必要な蒸気量を自身の出力蒸気量で賄うことができる。このとき、ヘッダ圧力値ＰＶは、第１目標圧力値Ｐ１に、蒸気管１１における圧力損失αを加味して算出される第１目標圧力値Ｐ１よりも小さな値（Ｐ１−α）となる。
缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１を保つために必要な蒸気量がボイラ２０Ａの出力可能な最大蒸気量Ｘを上回ると、ヘッダ圧力値ＰＶは低下するが、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出される必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１を下回る間（例えば時間ｔ７までの間）、図８（Ｄ）に示すように、第２ボイラ群２Ｂは固定燃焼状態が続く。
【００９２】
時刻ｔ７以降、使用蒸気量がボイラ２０Ａの出力可能な最大蒸気量Ｘを上回り、ヘッダ圧力値ＰＶは低下して、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出される必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１以上になると（時間ｔ７）、図８（Ｄ）に示すように、第２ボイラ群２Ｂは、必要蒸気量算出部４５Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎを出力する。
【００９３】
その後、全体負荷が減少し、必要蒸気量算出部４５Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１以上となる時点（ｔ８）までは、図８（Ｄ）に示すように、第２ボイラ群２Ｂは必要蒸気量算出部４５Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎを発生する。
【００９４】
その後、全体負荷が減少し、必要蒸気量算出部４５Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１を下回ると（時間ｔ８以降）、図８（Ｄ）に示すように、第２ボイラ群２Ｂは、固定燃焼制御部４４Ｂにより固定燃焼率で燃焼させるボイラとして選択された各ボイラを固定燃焼率で燃焼させる場合に出力する蒸気量の合計となる第１蒸気量を出力することになる。
【００９５】
時刻ｔ８以降、図７（Ｄ）に示すように、第２ボイラ群２Ｂは固定燃焼状態となり、ボイラ２０Ａは、缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１を保つために必要な蒸気量を自身の出力蒸気量で賄うこととなる。このとき、ヘッダ圧力値は、第１目標圧力値Ｐ１に、蒸気管１１における圧力損失αを加味して算出される第１目標圧力値Ｐ１よりも小さな値（Ｐ１−α）となる。
その後、さらに全体負荷が減少して、ボイラ２０Ａの出力蒸気量が減台判定出力蒸気量を下回る状態が減台判定時間継続した場合、図８（Ｄ）に示すように、時刻ｔ９において第２ボイラ群２Ｂの燃焼しているボイラを１台減少させる（すなわち、１台を燃焼停止状態にさせる）。
時刻ｔ９以降、全体負荷が減少して、ボイラ２０Ａの出力蒸気量が減台判定出力蒸気量を下回る状態が減台判定時間継続した場合、図８（Ｄ）に示すように、時刻ｔ１０において、第２ボイラ群２Ｂの燃焼しているボイラをさらに１台減少させる（すなわち、１台を燃焼停止状態にさせる）。
同様に、時刻ｔ１０以降、全体負荷が減少して、再びボイラ２０Ａの出力蒸気量が減台判定出力蒸気量を下回る状態が減台判定時間継続した場合、図８（Ｄ）に示すように、時刻ｔ１１において、第２ボイラ群２Ｂの燃焼しているボイラをさらに１台減少させる（すなわち、１台を燃焼停止状態にさせる）。この状態で、第２ボイラ群２Ｂは全台待機状態となる。
【００９６】
時刻ｔ１１以降、全体負荷が減少して、ボイラ２０Ａの出力蒸気量が減台判定出力蒸気量を下回る状態が減台判定時間継続しても、第２ボイラ群２Ｂの燃焼しているボイラが存在しないことから、第２ボイラ群２Ｂは、全台待機状態のまま継続する。
【００９７】
以上、第１実施形態において、第１ボイラ群２Ａは、１台のボイラ２０Ａからなるものとしたが、本発明を２台以上のボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａであって、第１ボイラ群２Ａに属するボイラ２０Ａは、それぞれボイラ２０Ａの缶体内の圧力値である缶内圧力値を測定するボイラ圧検出部と缶内圧力値ＰＶＡが予め設定された第１目標圧力値Ｐ１と一致するように、ボイラ２０Ａの燃焼状態をＰＩ制御又はＰＩＤ制御するローカル制御部２２Ａを備えるものとしてもよい。
第１ボイラ群２Ａが複数のボイラからなる場合であって、第１ボイラ群２Ａを構成する各ボイラ２０Ａの最小蒸気量、単位蒸気量、最大蒸気量としての燃焼能力が異なる場合であっても、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂは、第１ボイラ群２Ａの燃焼状態の情報として、各ボイラ２０Ａの出力蒸気量の合計となる第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量を収集することができる。
【００９８】
［第２実施形態］
第１実施形態では、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂは、第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａの燃焼状態の情報として、ボイラ２０Ａの出力蒸気量の合計となる第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａの出力蒸気量の合計を収集した。
これに対して、第２実施形態の第１ボイラ群２Ａは、１台のボイラ２０Ａからなるものとして、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂは、第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａの燃焼状態の情報として、第１ボイラ群２Ａの燃焼率（ボイラ２０Ａの燃焼率）を収集する。以下、「第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａ」を単に「ボイラ２０Ａ」という。
【００９９】
第２実施形態の第２ボイラ群２Ｂは、第１実施形態と同様に、３台のボイラ２０Ｂからなるものとする。第２実施形態のボイラシステム１では、ボイラ２０Ａ及び第２ボイラ群２Ｂで発生させた蒸気が、蒸気ヘッダ６を介して蒸気使用設備１８に供給される。
【０１００】
以下、第２実施形態については、主として、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様な構成については詳細な説明を省略する。第２実施形態において、特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用される。また、第２実施形態においても第１実施形態と同様な効果が奏される。
【０１０１】
第２実施形態における台数制御装置３Ｂの制御部４Ｂ´について説明する。図９に示すように、制御部４Ｂ´は、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂ´と、第１検出部４２Ｂ´と、第２検出部４３Ｂ´と、固定燃焼制御部４４Ｂ´と、第１蒸気量算出部４５Ｂと、必要蒸気量算出部４６Ｂと、出力制御部４７Ｂと、を含んで構成される。
【０１０２】
第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂ´は、ボイラ２０Ａの燃焼率を収集し、第１ボイラ群２Ａの燃焼率とみなす。なお、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂ´は、ローカル制御部２２Ａから、例えばアナログ信号を取り込むことでボイラ２０Ａの燃焼率を収集することができる。
【０１０３】
第１検出部４２Ｂ´は、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂ´により収集したボイラ２０Ａの燃焼率が増台判定燃焼率を上回る状態を、増台判定時間継続する第１状態を検出する。
【０１０４】
第２検出部４３Ｂ´は、第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂ´により収集したボイラ２０Ａの燃焼率が減台判定燃焼率を下回る状態を、減台判定時間継続する第２状態を検出する。
【０１０５】
固定燃焼制御部４４Ｂ´は、ボイラ２０Ａの燃焼率が増台判定燃焼率を上回る状態を増台判定時間継続する（以下、「第１状態」ともいう）場合、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼させるボイラ２０Ｂを１台増加させる。逆に、第１ボイラ群２Ａの燃焼率が減台判定燃焼率を下回る状態を減台判定時間継続する（以下、「第２状態」ともいう）場合、固定燃焼制御部４４Ｂは、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂを１台減少させる。
【０１０６】
また、第２実施形態における台数制御装置３Ｂの記憶部５Ｂには、予め設定される増台判定燃焼率、増台判定時間、減台判定燃焼率、及び減台判定時間を記憶するとともに、第２ボイラ群２Ｂのボイラ２０Ｂ毎に予め設定される固定燃焼率を記憶することができる。なお、減台判定燃焼率は、増台判定燃焼率の値よりも小さい値とする。
【０１０７】
次に、第２実施形態のボイラシステム１の処理の流れについて説明する。
最初に、第２実施形態の第１ボイラ群２Ａの処理の流れについては、図４に示した第１実施形態の第１ボイラ群２Ａにおける処理の流れと同じである。
【０１０８】
第２実施形態の第２ボイラ群２Ｂの処理の流れについては、固定燃焼制御部４４Ｂを固定燃焼制御部４４Ｂ´に読み替えることで、図５に示した第１実施形態の第２ボイラ群２Ｂにおける処理の流れと同じである。
【０１０９】
第２実施形態の第２ボイラ群２Ｂの固定燃焼制御部４４Ｂ´の処理の流れについては、図６に示した第１実施形態の第２ボイラ群２Ｂの固定燃焼制御部４４Ｂの処理の流れと、ステップＳＴ２１における第１検出部４２Ｂ´の処理、及びステップ２４における第２検出部４３Ｂ´の処理内容が異なるが、その他の処理は、第１実施形態の第２ボイラ群２Ｂの固定燃焼制御部４４Ｂにおける処理と同じである。
【０１１０】
図１０に第２実施形態の第２ボイラ群２Ｂの固定燃焼制御部４４Ｂ´の処理の流れを示すフローチャートを示す。
図１０を参照すると、ステップ２１´において固定燃焼制御部４４Ｂ´は、第１検出部４２Ｂ´が第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂ´により収集したボイラ２０Ａの燃焼率が増台判定燃焼率を上回る状態が増台判定時間継続する第１状態を検出したか否かを判定する。第１状態を検出した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２２´に移る。第１状態を検出していない場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ２４´に移る。
【０１１１】
ステップＳＴ２２´において、固定燃焼制御部４４Ｂ´は、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼させるボイラ２０Ｂがあるか否かを判定する。固定燃焼率で燃焼させるボイラ２０Ｂがある場合（Ｙｅｓ）ステップＳＴ２３´に移る。増加させるボイラ２０Ｂがない場合（Ｎｏ）、リターンする。
【０１１２】
ステップＳＴ２３´において、固定燃焼制御部４４Ｂ´は、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼させるボイラ２０Ｂを１台増加させる（すなわち、固定燃焼率で燃焼させる）。その後、リターンする。
【０１１３】
ステップＳＴ２４´において、固定燃焼制御部４４Ｂ´は、第２検出部４３Ｂ´が第１ボイラ群燃焼状態収集部４１Ｂ´により収集したボイラ２０Ａの燃焼率が減台判定燃焼率を下回る状態が減台判定時間継続する第２状態を検出したか否かを判定する。第２状態を検出した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２５´に移る。第２状態を検出していない場合（Ｎｏ）、リターンする。
【０１１４】
ステップＳＴ２５´において、固定燃焼制御部４４Ｂ´は、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂがあるか否かを判定する。固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂがある場合（Ｙｅｓ）ステップＳＴ２６´に移る。固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂがない場合（Ｎｏ）、リターンする。
【０１１５】
ステップＳＴ２６´において、固定燃焼制御部４４Ｂ´は、第２ボイラ群２Ｂにおいて、固定燃焼率で燃焼しているボイラ２０Ｂを１台燃焼停止させる。その後、リターンする。
【０１１６】
次に、図１１を参照しながら、第２実施形態に係る燃焼制御を実施した場合の動作を説明する。図１１（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る燃焼制御を実施した場合のヘッダ圧力値の推移を示す図である。また、図１１（Ｂ）は、ボイラシステム１における使用蒸気量の推移を示す図である。
図１１（Ｃ）及び図１１（Ｄ）の縦軸は、それぞれ、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂの燃焼率を、横軸は時間を示している。
【０１１７】
第２実施形態に係る燃焼制御を実施した場合、図１１（Ｄ）に示すように、時刻ｔ０〜ｔ１にかけて全体負荷が低い場合（ボイラ２０Ａの燃焼率が増大判定燃焼率以下の場合）、第２ボイラ群２Ｂは全台待機状態となる。
【０１１８】
その後、全体負荷が上昇して、ボイラ２０Ａの燃焼率が増台判定燃焼率を上回る状態が増台判定時間継続した場合、図１１（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２において、第２ボイラ群２Ｂの燃焼停止状態のボイラ１台を、固定燃焼率で燃焼させる。
時刻ｔ２以降、全体負荷が上昇して、再びボイラ２０Ａの燃焼率が増台判定燃焼率を上回る状態が増台判定時間継続した場合、図１１（Ｄ）に示すように、時刻ｔ３において第２ボイラ群２Ｂの燃焼停止状態のボイラをさらに１台、固定燃焼率で燃焼させる。
同様に、時刻ｔ３以降、依然として、全体負荷が上昇して、再びボイラ２０Ａの燃焼率が増台判定燃焼率を上回る状態が増台判定時間継続した場合、図１１（Ｄ）に示すように、時刻ｔ４において、第２ボイラ群２Ｂの燃焼停止状態のボイラをさらに１台、固定燃焼率で燃焼させる。
【０１１９】
時刻ｔ４以降、依然として、全体負荷が上昇して、再びボイラ２０Ａの燃焼率が増台判定燃焼率を上回る状態が増台判定時間継続しても、その時点ｔ５において第２ボイラ群２Ｂの燃焼停止状態のボイラが存在しないことから第２ボイラ群２Ｂは、固定燃焼の状態のままで、発生蒸気量は変わらない。
その後、図１１（Ｄ）に示すように、時刻ｔ６までは、ボイラ２０Ａは、缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１を保つために必要な蒸気量を自身の出力蒸気量で賄うことができる。このとき、ヘッダ圧力値は、第１目標圧力値Ｐ１に、蒸気管１１における圧力損失αを加味して算出される第１目標圧力値Ｐ１よりも小さな値（Ｐ１−α）となる。
缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１となるために必要な蒸気量がボイラ２０Ａの出力可能な最大蒸気量Ｘを上回ると、ヘッダ圧力値ＰＶは低下するが、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出される必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出される第１蒸気量Ｖ１を下回る間（例えば時間ｔ７までの間）、図１１（Ｄ）に示すように、第２ボイラ群２Ｂは固定燃焼状態が続く。
【０１２０】
時刻ｔ７以降、使用蒸気量がボイラ２０Ａの出力可能な最大蒸気量Ｘを上回り、ヘッダ圧力値ＰＶは低下して、必要蒸気量算出部４６Ｂにより算出される必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１以上になると、図１１（Ｄ）に示すように、第２ボイラ群２Ｂは、必要蒸気量算出部４５Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎを出力する。
【０１２１】
その後、全体負荷が減少し、必要蒸気量算出部４５Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１以上となる時点（ｔ８）までは、図１１（Ｄ）に示すように、第２ボイラ群２Ｂは必要蒸気量算出部４５Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎを発生する。
【０１２２】
その後、全体負荷が減少し、必要蒸気量算出部４５Ｂにより算出された必要蒸気量ＭＶｎが第１蒸気量算出部４５Ｂにより算出された第１蒸気量Ｖ１を下回ると（時間ｔ８以降）、図１１（Ｄ）に示すように、第２ボイラ群２Ｂは、固定燃焼制御部４４Ｂにより固定燃焼率で燃焼させるボイラとして選択された各ボイラを固定燃焼率で燃焼させることにより第１蒸気量を出力することになる。
【０１２３】
時刻ｔ８以降、第２ボイラ群２Ｂは固定燃焼状態となり、ボイラ２０Ａは、缶内圧力値ＰＶＡが第１目標圧力値Ｐ１となるために必要な蒸気量を自身の出力蒸気量で賄うこととなる。このとき、ヘッダ圧力値は、第１目標圧力値Ｐ１に、蒸気管１１における圧力損失αを加味して算出される第１目標圧力値Ｐ１よりも小さな値（Ｐ１−α）となる。
その後、さらに全体負荷が減少して、ボイラ２０Ａの燃焼率が減台判定燃焼率を下回る状態が減台判定時間継続した場合、図１１（Ｄ）に示すように、時刻ｔ９において第２ボイラ群２Ｂの燃焼しているボイラを１台減少させる（すなわち、１台を燃焼停止状態にさせる）。
時刻ｔ９以降、全体負荷が減少して、再びボイラ２０Ａの燃焼率が減台判定燃焼率を下回る状態が減台判定時間継続した場合、図１１（Ｄ）に示すように、時刻ｔ１０において、第２ボイラ群２Ｂの燃焼しているボイラをさらに１台減少させる（すなわち、１台を燃焼停止状態にさせる）。
同様に、時刻ｔ１０以降、全体負荷が減少して、再びボイラ２０Ａの燃焼率が減台判定燃焼率を下回る状態が減台判定時間継続した場合、図１１（Ｄ）に示すように、時刻ｔ１１において、第２ボイラ群２Ｂの燃焼しているボイラをさらに１台減少させる（すなわち、１台を燃焼停止状態にさせる）。この状態で、第２ボイラ群２Ｂは全台待機状態となる。
【０１２４】
時刻ｔ１１以降、全体負荷が減少して、再びボイラ２０Ａの燃焼率が減台判定燃焼率を下回る状態が減台判定時間継続しても、第２ボイラ群２Ｂの燃焼しているボイラが存在しないことから、第２ボイラ群２Ｂは、全台待機状態のまま継続する。
【０１２５】
以上、第２実施形態において、第１ボイラ群２Ａは、１台のボイラ２０Ａからなるものとしたが、第１ボイラ群２Ａが複数のボイラ２０Ａからなる場合であっても、各ボイラ２０Ａの最小蒸気量、単位蒸気量、最大蒸気量としての燃焼能力が同じ場合には、各ボイラ２０Ａの燃焼率を合計した値をボイラ台数で除算した値を第１ボイラ群２Ａの燃焼率とすることができる。
また、ボイラ２０Ａ毎にその最小燃焼量、単位蒸気量、最大燃焼量としての燃焼能力が異なる場合にも適用可能である。その場合、複数のボイラ２０Ａを含む第１ボイラ群２Ａの燃焼率については、例えば次のように算出することができる。例えば、各ボイラ２０Ａの燃焼率に、「第１ボイラ群２Ａのすべてのボイラ２０Ａの最大出力蒸気量を合計した総出力蒸気量に対する各ボイラ２０Ａの最大出力蒸気量の比率」を掛けることにより、第１ボイラ群２Ａの最大燃焼率を１００％とした場合の、各ボイラ２０Ａの第１ボイラ群２Ａにおける燃焼率を計算することができる。こうすることで、各ボイラ２０Ａの燃焼率から、第２ボイラ群２Ａにおける相対的な燃焼率を算出することができる。
【０１２６】
このように、第１実施形態乃至第２実施形態に係る燃焼制御を実施した場合、全体負荷が高負荷帯域にある場合を除いて、第１ボイラ群２Ａのボイラ２０Ａの缶内圧力値ＰＶＡを第１目標圧力値Ｐ１に維持することができる。また第２ボイラ群２Ｂのボイラを燃焼し易くなるため、ボイラ群間の負荷不均一を是正することができる。
【０１２７】
第１実施形態乃至第２実施形態のボイラシステム１によれば、例えば、次の効果が奏される。
第１実施形態のボイラシステム１においては、第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａは、缶内圧力値ＰＶＡが予め設定された第１目標圧力値Ｐ１と一致するように、その燃焼状態をローカル制御部２２ＡによりＰＩ制御又はＰＩＤ制御される。他方第２ボイラ群２Ｂは、固定燃焼制御部４４Ｂを備えることで、全体負荷が低い場合であっても、第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量が増台判定出力蒸気量を上回る状態、又は第１ボイラ群２Ａの燃焼率が増台判定燃焼率を上回る状態が、増台判定時間継続する場合に、第２ボイラ群２Ｂの１台のボイラ２０Ｂを固定燃焼率で燃焼させることができる。逆に、第１ボイラ群２Ａの出力蒸気量が減台判定出力蒸気量を下回る状態又は第１ボイラ群２Ａの燃焼率が減台判定燃焼率を下回る状態が減台判定時間継続する場合に、第２ボイラ群２Ｂの燃焼しているボイラ２０Ｂを１台燃焼停止させることができる。
【０１２８】
そのため、第２ボイラ群２Ｂのボイラを燃焼し易くなるため、ボイラ群同士の負荷不均一を改善することができる。このように、全体負荷が低く、第１ボイラ群２Ａで全体必要量を賄える場合であっても、第２ボイラ群２Ｂのボイラ２０Ｂは全台待機とならず、低負荷によるボイラ缶体腐食の恐れも生じない。
【０１２９】
また、第１実施形態乃至第２実施形態のボイラシステム１においては、予め設定される固定燃焼率は第２ボイラ群２Ｂにおける燃焼させるボイラ２０Ｂの燃焼効率の最も高い燃焼率（エコ運転ポイント）とすることができる。
【０１３０】
そのため、第１実施形態乃至第２実施形態によれば、全体負荷が低い場合に、第２ボイラ群２Ｂを効率よく燃焼させることができる。
【０１３１】
また、第１実施形態乃至第２実施形態のボイラシステム１においては、予め設定される固定燃焼率は第２ボイラ群２Ｂにおける燃焼させるボイラ２０Ｂの最小燃焼率とすることができる。
【０１３２】
そのため、第１実施形態乃至第２実施形態によれば、全体負荷が上昇し、第１ボイラ群２Ａ乃至２Ａ´の出力蒸気量の不足分を第２ボイラ群２Ｂが補う場合に、負荷追従性に優れたボイラシステム１を提供することができる。
【０１３３】
以上、本発明のボイラシステムの好ましい第１実施形態乃至第２実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、第１実施形態では、本発明を、１台のボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａ及び３台のボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂからなるボイラ群２を備えるボイラシステム１に適用したが、これに限らない。すなわち、本発明を、２台以上のボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａを備えるボイラシステムに適用してもよい。
同様に、本発明を４台以上のボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂを備えるボイラシステムに適用してもよく、また、１台又は２台のボイラからなる第２ボイラ群２Ｂを備えるボイラシステムに適用してもよい。
【０１３４】
また、第１実施形態及び第２実施形態では、ボイラ２０Ａ及び２０Ｂのそれぞれのボイラ容量について特に限定していない。ボイラ２０Ａ及び２０Ｂ毎にその最小燃焼量、単位蒸気量、最大燃焼量としての燃焼能力が、同じ場合でも異なる場合でも適用可能である。
【０１３５】
また、第１実施形態乃至第２実施形態では、第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａ及び第２ボイラ群２ＢのＰＩ（又はＰＩＤ）制御アルゴリズムとして、制御周期毎の必要蒸気量変化分ΔＭＶｎのみを計算し、これに前回必要蒸気量ＭＶｎ−１を加算して、今回必要蒸気量ＭＶｎを計算する速度形ＰＩ（又は速度形ＰＩＤ）アルゴリズムによるＰＩ又はＰＩＤ制御を適用したが、速度形ＰＩ（又は速度形ＰＩＤ）アルゴリズムに限定されない。第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａ及び第２ボイラ群２Ｂに対して、制御周期毎に今回必要蒸気量ＭＶｎを直接計算する位置型ＰＩ（又は位置型ＰＩＤ）アルゴリズムによるＰＩ又はＰＩＤ制御を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１３６】
１  ボイラシステム
２  ボイラ群
２Ａ  第１ボイラ群
２０Ａ  連続制御ボイラ
２２Ａ  ローカル制御部
２３Ａ  ボイラ圧検出部
２Ｂ  第２ボイラ群
２０Ｂ  連続制御ボイラ
３Ｂ  台数制御装置
４Ｂ  制御部
４Ｂ´  制御部
４１Ｂ  第１ボイラ群燃焼状態収集部
４１Ｂ´  第１ボイラ群燃焼状態収集部
４２Ｂ  第１検出部
４２Ｂ´  第１検出部
４３Ｂ  第２検出部
４３Ｂ´  第２検出部
４４Ｂ  固定燃焼制御部
４５Ｂ  第１蒸気量算出部
４６Ｂ  必要蒸気量算出部
４７Ｂ  出力制御部
５Ｂ  記憶部
６  蒸気ヘッダ（蒸気集合部）
７  蒸気圧センサ（蒸気圧測定手段）
１８  蒸気使用設備（負荷機器）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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