(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷量に応じて複数台の燃焼装置の燃焼状態を制御する燃焼制御装置において、
制御対象となる燃焼装置の稼働可能台数毎に燃焼パターンを登録する燃焼パターン記憶部を備え、各燃焼パターンの対応する全体の制御蒸気圧力幅を運転台数に関わらず同一とし、各燃焼パターンは前記全体の制御蒸気圧力幅を稼働可能台数に応じて異なる数に分割した運転台数毎の制御蒸気圧力幅を有し、上記燃焼装置の運転状態を検出する運転状態検出部からの運転停止検出信号に基づき、稼働可能な上記燃焼装置の台数に応じて１つの燃焼パターンを選択し、選択された燃焼パターンにおいて検出された圧力に応じて制御蒸気圧力幅に対応する運転台数を決定し、ボイラ可動運転台数が減少しても、最適な運転パターンを可動可能台数毎の燃焼パターンから選択して、新たにこの選択した燃焼パターンに基づいて上記各燃焼装置の燃焼状態を制御することを特徴とする燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各燃焼装置の負荷量に応じて燃焼装置全体の燃焼状態を制御する燃焼制御装置において、特に、蒸気ボイラ，温水ボイラ，給湯器，吸収式冷凍機，加熱炉等において好適に利用することができる燃焼制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は実公平７−４０８０３号公報に開示された従来の燃焼制御装置の構成図、図６は従来の燃焼制御装置において４つのボイラを用いて蒸気圧力の制御を行うときの燃焼パターンを示すグラフ図である。図５において、１は燃焼が行われるボイラＮｏ１，Ｎｏ２，Ｎｏ３，Ｎｏ４、２は蒸気管を介して複数のボイラ１に接続されたスチームヘッダ、３はスチームヘッダ２の内部の蒸気圧力値を検出し蒸気圧信号を出力する圧力検出器、４は複数のボイラ１の中で異常なボイラ１を検出したときに正常に稼働するボイラ１の燃焼状態を変更してスチームヘッダ２において必要な蒸気量を確保する台数制御器であり、燃焼パターン記憶部６および燃焼パターン変更部７から構成される。５はボイラ１の異常を検出し異常検出信号を出力する異常検出手段である。
【０００３】
６はスチームヘッダ２の制御蒸気圧力幅をボイラ１の燃焼状態（高燃焼状態，低燃焼状態，燃焼停止状態）の組み合わせ数に応じて複数の蒸気圧力帯に分けた１種類の燃焼パターンを予め記憶させた燃焼パターン記憶部である。図６に示す燃焼パターン記憶部６では、４つのボイラ１の燃焼状態の組み合わせ数に基づいて制御蒸気圧力幅（８ｋｇ／ｃｍ2 〜１０ｋｇ／ｃｍ2 ）を９つの蒸気圧力帯に分けた燃焼パターンが記憶されており、１つの燃焼状態の組み合わせで制御する蒸気圧力帯の幅ｄ1 （以下、制御幅という）は０．２２ｋｇ／ｃｍ2 となる。この制御蒸気圧力幅の分割に基づく制御幅は、制御蒸気圧力の変動により頻繁に着火、停止を繰り返すハンチング現象を防止するために、管理者の経験則から最適な値が決定される。
【０００４】
７は圧力検出器３の蒸気圧信号を入力する度に燃焼パターン記憶部６に記憶されている燃焼パターンを参照し、蒸気圧信号に応じた最適なボイラ１の燃焼状態の組み合わせを選択し、複数のボイラ１を制御するとともに、異常検出手段５からの異常検出信号を入力すると稼働可能なボイラ１の台数と圧力検出器３からの蒸気圧信号との組み合わせに基づいて、最適なボイラ１の燃焼状態の組み合わせを選択し、複数のボイラ１を制御する燃焼パターン変更部である。
【０００５】
次に動作について説明する。
燃焼パターン変更部７は、圧力検出器３の蒸気圧信号を入力する度に燃焼パターン記憶部６に記憶されている燃焼パターンを参照し、蒸気圧信号に応じた最適なボイラ１の燃焼状態の組み合わせを選択し、複数のボイラ１を制御する。なお、図６の蒸気圧力帯ａにおいてはボイラＮｏ１，Ｎｏ２，Ｎｏ３，Ｎｏ４の順序でＨ，Ｈ，Ｌ，０、蒸気圧力帯ｂにおいてはＨ，Ｈ，Ｈ，Ｌである。なお、Ｈはボイラ１の高燃焼状態、Ｌは低燃焼状態、０は燃焼停止状態を示す。
【０００６】
また、燃焼パターン変更部７が異常検出手段５からの異常検出信号を入力したとき、どの異常検出手段５からの異常検出信号かを判別し、異常の生じたボイラ１を特定する。異常の生じたボイラは自動的に運転が停止されるため、蒸気供給能力が不足することになる。これをバックアップするために、燃焼パターン変更部７は稼働可能なボイラ１の台数を特定し、燃焼パターン記憶部６に記憶されている燃焼状態の組み合わせの中から稼働可能なボイラ１で制御することができる最適な燃焼状態の組み合わせを選択し、スライド変更する。具体的には図６を用いて説明する。いま、台数制御器４は、蒸気圧力帯ａにおいてどのボイラ１にも異常がなければ、Ｈ，Ｈ，Ｌ，０の燃焼状態の組み合わせを選択する。この場合、２つのボイラ１を高燃焼状態，１つのボイラ１を低燃焼状態で稼働し、１つのボイラ１を停止状態にしていることを示す。
【０００７】
そして、燃焼パターン変更部７はこの蒸気圧力帯ａでの制御中に、Ｎｏ１のボイラ１の異常検出手段５を介して異常検出信号を入力すると、Ｎｏ１のボイラ１を停止させるとともに、燃焼パターン記憶部６に記憶されている燃焼状態の組み合わせの中から蒸気圧力帯ａの燃焼パターン（２つのボイラ１が高燃焼状態、１つのボイラ１が低燃焼状態）と同一の燃焼パターンを検索する。ここで、蒸気圧力帯ｂのＮｏ２のボイラ１，Ｎｏ３のボイラ１，Ｎｏ４のボイラの燃焼状態の組み合わせにおいて、２つのボイラ１を高燃焼状態、１つのボイラ１を低燃焼状態であるので、燃焼パターン変更部７は蒸気圧力帯ａの燃焼状態の組み合わせの位置に蒸気圧力帯ｂの燃焼状態の組み合わせの位置がくるように、燃焼パターンをスライド変更する。このようにバックアップ運転が実行されて、蒸気供給能力不足が解消される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、制御蒸気圧力レンジが一定で稼動可能なボイラ台数が異なる場合、最適な制御幅も異なる。例えば制御蒸気圧力レンジが８ｋｇ／ｃｍ2 〜１０ｋｇ／ｃｍ2 で、ボイラ台数が４台のとき、最適な制御幅は０．２２ｋｇ／ｃｍ2 であり、ボイラ台数が３台のとき、最適な制御幅は０．２９ｋｇ／ｃｍ2 である。
従来の燃焼制御装置の燃焼パターン変更部７は、稼働可能なボイラ１が４台から３台に減少した場合にも、登録してある４台用の燃焼パターンの中だけで燃焼状態の組み合わせをスライド変更し、制御を行っているに過ぎなかった。すなわち、燃焼パターン変更部７では、稼働可能なボイラ１が４台のときに最適に決められた制御幅０．２２ｋｇ／ｃｍ2 を用いて、３台のボイラ１を制御してバックアップ運転を行っていた。
【０００９】
このため、３台のボイラに最適な制御幅０．２９ｋｇ／ｃｍ2 よりも小さな制御幅で台数制御が行なわれることになり、ハンチング現象が発生しやすくなったり、蒸気圧力、温水温度、加熱温度などのプロセス値（ＰＶ）の変動が大きくなり、制御幅の目標値（ＳＰ）に制御することができないなどの課題があった。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、稼働可能なボイラの数が減少した場合でも、最適な制御幅でボイラの制御を行うことができる燃焼制御装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係る燃焼制御装置は、負荷量に応じて複数台の燃焼装置の燃焼状態を制御する燃焼制御装置において、制御対象となる燃焼装置の稼働可能台数毎に燃焼パターンを登録する燃焼パターン記憶部を備え、各燃焼パターンの対応する全体の制御蒸気圧力幅を運転台数に関わらず同一とし、各燃焼パターンは前記全体の制御蒸気圧力幅を稼働可能台数に応じて異なる数に分割した運転台数毎の制御蒸気圧力幅を有し、上記燃焼装置の運転状態を検出する運転状態検出部からの運転停止検出信号に基づき、稼働可能な上記燃焼装置の台数に応じて１つの燃焼パターンを選択し、選択された燃焼パターンにおいて検出された圧力に応じて制御蒸気圧力幅に対応する運転台数を決定し、ボイラ可動運転台数が減少しても、最適な運転パターンを可動可能台数毎の燃焼パターンから選択して、新たにこの選択した燃焼パターンに基づいて上記各燃焼装置の燃焼状態を制御するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による燃焼制御装置を示す構成図であり、図において、１１は燃焼が行われるボイラ（燃焼装置）Ｎｏ１，Ｎｏ２，Ｎｏ３，Ｎｏ４、１２は蒸気管を介して複数のボイラ１１に接続されたスチームヘッダ、１３はスチームヘッダ１２の内部の蒸気圧力値を検出し蒸気圧信号を出力する圧力検出器、１４はボイラ１１の数に応じた燃焼パターンを複数登録しており、稼働可能なボイラ１１の数に応じて最適な１つの燃焼パターンを選択し、この選択した燃焼パターンと圧力検出器１３からの蒸気圧信号とに基づいてボイラ１１の燃焼状態の組み合わせを決定し、スチームヘッダ１２の蒸気量を制御する燃焼制御装置であり、燃焼パターン記憶部１５、燃焼パターン選択部１６、およびボイラ制御部１７から構成される。１８はボイラ１１の運転状態を検出し運転停止信号や異常検出信号を出力する運転状態検出手段である。
【００１３】
１５はボイラ１１の数に応じた燃焼パターンを複数登録する燃焼パターン記憶部、１６はボイラ制御部１７から入力したボイラ１１の数に基づいて燃焼パターン記憶部１５から１つの燃焼パターンを選択する燃焼パターン選択部である。１７は燃焼パターン選択部１６に設定された燃焼パターンと圧力検出器１３からの蒸気圧信号とに基づいてボイラ１１の燃焼状態の組み合わせを決定し、スチームヘッダ１２の蒸気量を制御するとともに、運転状態検出手段１８からの運転状態を検出すると、稼働可能なボイラ１１の数を検出し、燃焼パターン選択部１６に出力するボイラ制御部である。
【００１４】
図２はこの発明の実施の形態１による燃焼制御装置において４つのボイラが稼働可能のときの燃焼パターンを示す表図、図３はこの発明の実施の形態１による燃焼制御装置において３つのボイラが稼働可能のときの燃焼パターンを示す表図である。この実施の形態１では、ボイラ１１の燃焼状態の組み合わせ数Ｐは、下記の式（１）に基づいて算出される。
【００１５】
Ｐ＝ｎ×４＋１                          ・・・・・（１）
ｎは稼働可能なボイラ数
【００１６】
稼働可能なボイラ１１が４台ある場合には、図２に示すように４×４＋１で１７分割の燃焼パターンを選択し、稼働可能なボイラ１１が３台ある場合には、図３に示すように３×４＋１で１３分割の燃焼パターンを選択する。したがって、制御蒸気圧力幅が８ｋｇ／ｃｍ2 〜１０ｋｇ／ｃｍ2 である場合には、稼働可能なボイラ１１が４台の制御幅は、１対の燃焼状態の組み合わせで０．２３５ｋｇ／ｃｍ2 であり、稼働可能なボイラ１１が３台の制御幅は、１対の燃焼状態の組み合わせで０．３０８ｋｇ／ｃｍ2 である。したがって、ボイラ制御部１７では、稼働可能なボイラ１１が減少する以前と減少する以後とで異なる制御幅でボイラ１１を制御することができる。
【００１７】
また、これら燃焼パターンにおいては、ディファレンシルを設け、蒸気圧力の上昇時と下降時とで切替ポイントをずらしていることにより、ＰＶの微少なふらつきで制御状態が変わって起こるハンチング現象や発振の発生を防止することができる。
【００１８】
次に動作について説明する。
図４はこの発明の実施の形態１による燃焼制御装置の動作手順を示すフローチャートである。この実施の形態１では正規のボイラ１１の数を４台として説明する。まず、ボイラ制御部１７は、圧力検出器１３からの蒸気圧信号を入力したか否かを判断し（ステップＳＴ１）、圧力検出器１３の蒸気圧信号を入力する度に燃焼パターン選択部１６に記憶されている燃焼パターンを参照し、蒸気圧信号に応じた最適な燃焼状態の組み合わせを選択し、複数のボイラ１１を制御する（ステップＳＴ２）。
【００１９】
そして、ボイラ制御部１７は運転状態検出手段１８からの停止信号を入力したか否かを判断し（ステップＳＴ３）、停止信号を入力したときに、どの運転状態検出手段１８からの停止信号かを判別し、運転停止や異常の生じたボイラ１１を特定する。そして、ボイラ制御部１７は稼働可能なボイラ１１の台数が４台であるか否かを判断し（ステップＳＴ４）、稼働可能なボイラ１１の台数が４台である場合には、ボイラ制御部１７は４台の燃焼パターンで制御を行う（ステップＳＴ５）。
【００２０】
一方、ステップＳＴ４の判断の結果、稼働可能なボイラ１１の台数が４台でない場合には、稼働可能なボイラ１１の台数が３台であるか否かを判断し（ステップＳＴ６）、稼働可能なボイラ１１の台数が３台である場合には、ボイラ制御部１７は３台の燃焼パターンで制御を行う（ステップＳＴ７）。一方、ステップＳＴ６の判断の結果、稼働可能なボイラ１１の台数が３台でない場合には、稼働可能なボイラ１１の台数が２台であるか否かを判断し（ステップＳＴ８）、稼働可能なボイラ１１の台数が２台である場合には、ボイラ制御部１７は２台の燃焼パターンで制御を行う（ステップＳＴ９）。一方、ステップＳＴ８の判断の結果、稼働可能なボイラ１１の台数が２台でない場合には、稼働可能なボイラ１１の台数が１台であるか否かを判断し（ステップＳＴ１０）、稼働可能なボイラ１１の台数が１台である場合には、ボイラ制御部１７は１台の燃焼パターンで制御を行う（ステップＳＴ１１）。一方、ステップＳＴ１０の判断の結果、稼働可能なボイラ１１の台数がない場合には、ボイラ制御部１７はスチームヘッダ１２の制御ができないため、台数制御を異常停止させる（ステップＳＴ１２）。なお、燃焼可能なボイラ１１が予め設定された台数以下になった時に、異常として台数制御を異常停止させてもよい。
【００２１】
以上のように、この実施の形態１によれば、燃焼制御装置１４はボイラ１１の数に応じた燃焼パターンを複数登録しており、稼働可能なボイラ１１の数に応じて最適な１つの燃焼パターンを選択し、この選択した燃焼パターンと圧力検出器１３からの蒸気圧信号とに基づいてボイラ１１の燃焼状態の組み合わせを決定し、スチームヘッダ１２の蒸気量を制御するように構成したので、稼働可能なボイラの数が減少した場合でも、最適な制御幅でボイラの制御を行うことができるなどの効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、負荷量に応じて複数台の燃焼装置の燃焼状態を制御する燃焼制御装置において、制御対象となる燃焼装置の稼働可能台数毎に燃焼パターンを登録する燃焼パターン記憶部を備え、各燃焼パターンの対応する全体の制御蒸気圧力幅を運転台数に関わらず同一とし、各燃焼パターンは前記全体の制御蒸気圧力幅を稼働可能台数に応じて異なる数に分割した運転台数毎の制御蒸気圧力幅を有し、上記燃焼装置の運転状態を検出する運転状態検出部からの運転停止検出信号に基づき、稼働可能な上記燃焼装置の台数に応じて１つの燃焼パターンを選択し、選択された燃焼パターンにおいて検出された圧力に応じて制御蒸気圧力幅に対応する運転台数を決定し、ボイラ可動運転台数が減少しても、最適な運転パターンを可動可能台数毎の燃焼パターンから選択して、新たにこの選択した燃焼パターンに基づいて上記各燃焼装置の燃焼状態を制御するように構成したので、稼働可能なボイラの数が減少した場合でも、最適な制御幅でボイラの制御を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による燃焼制御装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による燃焼制御装置において４つのボイラが稼働可能のときの燃焼パターンを示す表図である。
【図３】この発明の実施の形態１による燃焼制御装置において３つのボイラが稼働可能のときの燃焼パターンを示す表図である。
【図４】この発明の実施の形態１による燃焼制御装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】従来の燃焼制御装置の構成図である。
【図６】従来および実施例の燃焼制御装置において４つのボイラを用いて蒸気圧力の制御を行うときの燃焼パターンを示すグラフ図である。
【図７】実施例の燃焼制御装置において３つのボイラを用いて蒸気圧力の制御を行うときの燃焼パターンを示すグラフ図である。
【符号の説明】
１１  ボイラ（燃焼装置）
１２  スチームヘッダ
１３  圧力検出器
１４  燃焼制御装置
１５  燃焼パターン記憶部
１６  燃焼パターン選択部
１８  運転状態検出手段
【図１】
0003795256.tif 000002
【図２】
0003795256.tif 000003
【図３】
0003795256.tif 000004
【図４】
0003795256.tif 000005
【図５】
0003795256.tif 000006
【図６】
0003795256.tif 000007
【図７】
0003795256.tif 000008