CN104583676A - 锅炉系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种每当必要蒸汽量变动时无需使多个锅炉所有的蒸汽量进行变动就能够使多个锅炉的负荷率平均化的锅炉系统。锅炉系统(1)具备：锅炉群(2)，其具备多个锅炉(20)；和控制部(4)，其对锅炉群(2)的燃烧状态进行控制，在多个锅炉(20)中，设定有单位蒸汽量U以及最大变动蒸汽量，控制部(4)具备：偏差计算部(43)，其计算出必要蒸汽量与输出蒸汽量的偏差量；锅炉选择部(44)，其按照负荷率顺序对多个锅炉(20)进行选择；和输出控制部(46)，其在偏差量为最大变动蒸汽量以上的情况下，使由锅炉选择部(44)最初选择出的锅炉(20)的蒸汽量以单位蒸汽量U为单位而变动与最大变动蒸汽量对应的量，在偏差量并非最大增加蒸汽量以上的情况下，使所选择出的锅炉(20)的蒸汽量以单位蒸汽量U为单位而变动与偏差量相对应的量。

Description

锅炉系统

技术领域

本发明涉及锅炉系统。更详细来说，涉及通过比例控制来进行燃烧状态的控制的锅炉系统。本申请基于2013年2月28日在日本申请的特愿特2013-038922号主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

在现有技术中，作为使多个锅炉燃烧而产生蒸汽的锅炉系统，提出了使锅炉的燃烧量连续地增减以控制蒸汽的产生量的、所谓比例控制方式的锅炉系统。

例如，在专利文献1中，提出了一种比例控制锅炉的控制方法，使燃烧中的多个锅炉以均匀的负荷率进行运转，此外，在燃烧中的锅炉的台数发生了变动的情况下，使变动后燃烧中的所有锅炉以均匀的负荷率进行运转。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平11-132405号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1所提出的方法中，每当所需要的蒸汽量有变动、以及每当燃烧的锅炉的台数产生变动，都使燃烧中的所有锅炉的负荷率进行变动，因此会使燃烧中的所有锅炉的燃烧状态频繁地变更，难以维持锅炉系统的压力稳定性。

因此，本发明的目的在于，提供一种每当所需要的蒸汽量变动时无需使多个锅炉所有的蒸汽量进行变动就能够使这些多个锅炉的负荷率平均化的锅炉系统。

用于解决课题的手段

本发明涉及一种锅炉系统，所述锅炉系统具备：锅炉群，其具备能够连续地变更负荷率来进行燃烧的多个锅炉；和控制部，其根据要求负荷对所述锅炉群的燃烧状态进行控制，在多个所述锅炉中，设定有作为能够变动的蒸汽量的单位的单位蒸汽量以及作为每单位时间能够变动的蒸汽量的上限值的最大变动蒸汽量，所述控制部具备：偏差计算部，其计算根据所述要求负荷而需要的必要蒸汽量与由所述锅炉群输出的输出蒸汽量的偏差量；锅炉选择部，其按照负荷率的升序或降序对所述多个锅炉进行选择；判定部，其对所述偏差量是否为所述最大变动蒸汽量以上进行判定；和输出控制部，其在由所述判定部判定为所述偏差量为所述最大变动蒸汽量以上的情况下，使由所述锅炉选择部最初选择出的锅炉的蒸汽量以所述单位蒸汽量为单位而变动与所述最大变动蒸汽量对应的量，在由所述判定部判定为所述偏差量不是所述最大变动蒸汽量以上的情况下，使所述选择出的锅炉的蒸汽量以所述单位蒸汽量为单位而变动与所述偏差量对应的量。

此外，优选的是，在由所述判定部判定为所述偏差量为所述最大变动蒸汽量以上的情况下，所述输出控制部使继所述最初选择出的锅炉之后选择出的锅炉的蒸汽量以所述单位蒸汽量为单位而变动与所述偏差量和所述最大变动蒸汽量之差对应的量。

此外，优选的是，所述最大变动蒸汽量包含每单位时间能够增加的蒸汽量的上限值即最大增加蒸汽量，所述判定部对所述必要蒸汽量是否大于所述输出蒸汽量进行判定，所述锅炉选择部在由所述判定部判定为所述必要蒸汽量大于所述输出蒸汽量的情况下，按照负荷率的升序对所述多个锅炉进行选择，在判定为所述必要蒸汽量大于所述输出蒸汽量的情况下，所述输出控制部基于所述最大增加蒸汽量使由所述锅炉选择部选择出的锅炉的蒸汽量增加。

此外，优选的是，所述输出控制部在增加蒸汽量的锅炉的负荷率将会超出继该锅炉之后选择出的锅炉的负荷率的情况下，使增加蒸汽量的锅炉的负荷率增加至与负荷率其次低的锅炉的负荷率相同。

此外，优选的是，在所述多个锅炉中，设定有优先顺序，所述锅炉选择部在2个以上的锅炉的负荷率相等的情况下，优先选择优先顺序高的锅炉，所述输出控制部使所选择出的锅炉的负荷率增加与单位蒸汽量相应的量。

此外，优选的是，所述最大变动蒸汽量包含每单位时间能够减少的蒸汽量的上限值即最大减少蒸汽量，所述判定部对所述必要蒸汽量是否小于所述输出蒸汽量进行判定，在判定为所述必要蒸汽量小于所述输出蒸汽量的情况下，所述锅炉选择部按照负荷率的降序对所述多个锅炉进行选择，在判定为所述必要蒸汽量小于所述输出蒸汽量的情况下，所述输出控制部基于所述最大减少蒸汽量使由所述锅炉选择部选择出的锅炉的蒸汽量减少。

此外，优选的是，所述输出控制部在减少蒸汽量的锅炉的负荷率低于继该锅炉之后选择的锅炉的负荷率的情况下，使减少蒸汽量的锅炉的负荷率减少至与负荷率其次高的锅炉的负荷率相同。

此外，优选的是，在所述多个锅炉中，设定有优先顺序，若2个以上的锅炉的负荷率相等，则所述锅炉选择部优先选择优先顺序低的锅炉，所述输出控制部使所选择出的锅炉的负荷率减少与单位蒸汽量相应的量。

此外，优选的是，所述单位蒸汽量设定为所述锅炉的最大蒸汽量的0.1％～20％。

发明效果

根据本发明的锅炉系统，每当所需要的蒸汽量变动时无需使多个锅炉所有的蒸汽量进行变动就能够使这些多个锅炉的负荷率平均化。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的锅炉系统的概略的图。

图2是表示本发明的一实施方式所涉及的锅炉群的概略的图。

图3是表示控制部的构成的功能框图。

图4是表示锅炉群的燃烧状态的一例的图。

图5是表示锅炉系统的动作的一例的图，是表示在必要蒸汽量增加了的情况下的锅炉系统的动作的图。

图6是表示锅炉系统的动作的一例的图，是表示在必要蒸汽量增加了的情况下的锅炉系统的动作的图。

图7是表示锅炉系统的动作的一例的图，是表示在必要蒸汽量增加了的情况下的锅炉系统的动作的图。

图8是表示锅炉群的燃烧状态的另一例的图。

图9是表示锅炉系统的动作的另一例的图，是表示在必要蒸汽量减少了的情况下的锅炉系统的动作的图。

图10是表示锅炉系统的动作的另一例的图，是表示在必要蒸汽量减少了的情况下的锅炉系统的动作的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的锅炉系统的优选的各实施方式。

首先，参照图1来说明本发明的锅炉系统1的整体构成。

锅炉系统1具备：锅炉群2，其包含多个(5台)锅炉20；蒸汽头6，其使在这些多个锅炉20中生成的蒸汽集合；蒸汽压传感器7，其测量该蒸汽头6的内部的压力；和台数控制装置3，其具有对锅炉群2的燃烧状态进行控制的控制部4。

锅炉群2生成提供给作为负载设备的蒸汽使用设备18的蒸汽。

蒸汽头6经由蒸汽管11与构成锅炉群2的多个锅炉20连接。该蒸汽头6的下游侧经由蒸汽管12与蒸汽使用设备18连接。

蒸汽头6通过使由锅炉群2生成的蒸汽集合并存积，来调整多个锅炉20的相互的压力差以及压力变动，将调整了压力的蒸汽提供给蒸汽使用设备18。

蒸汽压传感器7经由信号线13与台数控制装置3电连接。蒸汽压传感器7对蒸汽头6的内部的蒸汽压(由锅炉群2产生的蒸汽的压力)进行测量，并将与所测量出的蒸汽压有关的信号(蒸汽压信号)经由信号线13发送给台数控制装置3。

台数控制装置3经由信号线16与多个锅炉20电连接。该台数控制装置3基于由蒸汽压传感器7测量出的蒸汽头6的内部的蒸汽压，对各锅炉20的燃烧状态进行控制。关于台数控制装置3的详细情况在后面叙述。

以上的锅炉系统1能够将由锅炉群2产生的蒸汽经由蒸汽头6提供给蒸汽使用设备18。

在锅炉系统1中所要求的负荷(要求负荷)是蒸汽使用设备18中的蒸汽消耗量。台数控制装置3基于蒸汽压传感器7所测量的蒸汽头6的内部的蒸汽压(物理量)，计算出对应于该蒸汽消耗量的变动而产生的蒸汽头6的内部的蒸汽压的变动，对构成锅炉群2的各锅炉20的燃烧量进行控制。

具体来说，由于蒸汽使用设备18的需要的增大从而要求负荷(蒸汽消耗量)增加，若供给到蒸汽头6的蒸汽量(后述的输出蒸汽量)不足，则蒸汽头6的内部的蒸汽压会减少。另一方面，由于蒸汽使用设备18的需要的下降从而要求负荷(蒸汽消耗量)减少，若供给到蒸汽头6的蒸汽量过剩，则蒸汽头6的内部的蒸汽压会增加。因此，锅炉系统1能够基于由蒸汽压传感器7测量出的蒸汽压的变动，来监视要求负荷的变动。然后，锅炉系统1基于蒸汽头6的蒸汽压，根据蒸汽使用设备18的消耗蒸汽量(要求负荷)来计算出所需要的蒸汽量即必要蒸汽量。

在此，对构成本实施方式的锅炉系统1的多个锅炉20进行说明。

如图1所示，锅炉20具备进行燃烧的锅炉主体21、和对锅炉20的燃烧状态进行控制的本地控制部22。

本地控制部22根据要求负荷使锅炉20的燃烧状态进行变更。具体来说，本地控制部22基于经由信号线16从台数控制装置3发送的台数控制信号，对锅炉20的燃烧状态进行控制。

此外，本地控制部22将台数控制装置3中使用的信号经由信号线16发送给台数控制装置3。作为台数控制装置3中使用的信号，可以举出锅炉20的实际的燃烧状态以及其他数据。

图2是表示本实施方式所涉及的锅炉群2的概略的图。本实施方式的锅炉20由能够连续地变更负荷率来进行燃烧的比例控制锅炉构成。

所谓比例控制锅炉指的是至少在最小燃烧状态S1(例如，最大燃烧量的20％的燃烧量下的燃烧状态)到最大燃烧状态S2的范围内，能连续地控制燃烧量的锅炉。比例控制锅炉例如通过对向燃烧器(burner)供给燃料的阀门、供给燃烧用空气的节气阀(damper)的开度(燃烧比)进行控制，来调整燃烧量。

此外，所谓连续地控制燃烧量，包括即使在上述的本地控制部22中的运算、信号以数字方式阶段性地处理的情况(例如，锅炉20的输出(燃烧量)以1％为单位进行控制的情况)下，实际上也能够连续地控制输出的情况。

在本实施方式中，锅炉20的燃烧停止状态S0与最小燃烧状态S1之间的燃烧状态的变更是通过使锅炉20(燃烧器)的燃烧开启/关闭(ON/OFF)来控制的。而且，在从最小燃烧状态S1到最大燃烧状态S2的范围内，能够连续地控制燃烧量。

更具体来说，在多个锅炉20中，分别设定有能够变动的蒸汽量的单位即单位蒸汽量U。由此，锅炉20在从最小燃烧状态S1到最大燃烧状态S2的范围内，能够以单位蒸汽量U为单位来变更蒸汽量。

单位蒸汽量U能够根据锅炉20的最大燃烧状态S2下的蒸汽量(最大蒸汽量)来适当设定，但从提高锅炉系统1中的输出蒸汽量对必要蒸汽量的追随性的观点出发，优选设定为锅炉20的最大蒸汽量的0.1％～20％，进一步优选设定为1％～10％。此外，从同样的观点出发，若是最大蒸汽量为2000kg/h的2t锅炉的情况下，则单位蒸汽量U优选设定为20kg/h～200kg/h。

另外，所谓输出蒸汽量表示由锅炉群2输出的蒸汽量，该输出蒸汽量通过从多个锅炉20分别输出的蒸汽量的合计值来表示。

此外，在多个锅炉20中，分别设定有每单位时间能够变动的蒸汽量的上限值即最大变动蒸汽量。在本实施方式中，最大变动蒸汽量设定为1秒内能够变动的蒸汽量的上限值。此外，该最大变动蒸汽量设定为与单位蒸汽量U的整数倍相对应的值。

作为最大变动蒸汽量，分别设定每单位时间能够增加的蒸汽量的上限值即最大增加蒸汽量、以及每单位时间能够减少的蒸汽量的上限值即最大减少蒸汽量。

而且，在多个锅炉20中，分别设定有优先顺序。优先顺序用于选择进行燃烧指示或燃烧停止指示的锅炉20。优先顺序例如可以使用整数值，并按照数值越小优先顺序越高的方式进行设定。如图2所示，在锅炉20的1号机～5号机分别被分配了“1”～“5”的优先顺序的情况下，1号机的优先顺序最高，5号机的优先顺序最低。通常情况下，该优先顺序通过后述的控制部4的控制，按给定时间间隔(例如，24小时间隔)进行变更。

在以上的锅炉群2中，设定有给定的燃烧模式。作为锅炉群2的燃烧模式，可以举出例如从优先顺序高的锅炉20起进行燃烧，并且在燃烧中的锅炉20的负荷率超过了给定阈值的情况下，使优先顺序其次高的锅炉20进行燃烧这样的燃烧模式。

接着，对本实施方式的锅炉系统1所进行的多个锅炉20的燃烧状态的控制的详细情况进行说明。

台数控制装置3基于来自蒸汽压传感器7的蒸汽压信号，计算出与要求负荷相应的锅炉群2的必要燃烧量以及必要燃烧量所对应的各锅炉20的燃烧状态，向各锅炉20(本地控制部22)发送台数控制信号。该台数控制装置3如图1所示，具备存储部5和控制部4。

存储部5存储通过台数控制装置3(控制部4)的控制而对各锅炉20进行的指示的内容、从各锅炉20接收到的燃烧状态等的信息、多个锅炉20的燃烧模式的设定条件等的信息、关于多个锅炉20中设定的单位蒸汽量U的信息、多个锅炉20的最大变动蒸汽量的设定的信息、多个锅炉20的优先顺序的设定的信息、与优先顺序的变更(轮换)相关的设定的信息等。

控制部4经由信号线16对各锅炉20进行各种指示，或从各锅炉20接收各种数据，来对5台锅炉20的燃烧状态、优先顺序进行控制。各锅炉20若从台数控制装置3接收到燃烧状态的变更指示的信号，则按照该指示对该锅炉20进行控制。

图3是表示控制部4的构成的功能框图。在本实施方式中，控制部4在要求负荷产生了变动的情况下，基于多个锅炉20各自的负荷率选择要变动负荷率的锅炉20，使该选择的锅炉20的负荷率以单位蒸汽量U为单位进行变动。此外，控制部4基于应该变动的蒸汽量以及要变动负荷率的锅炉20的最大变动蒸汽量，根据需要进一步选择其他的锅炉20，使该选择的其他的锅炉20的负荷率也以单位蒸汽量U为单位进行变动。

为了实现以上功能，控制部4具备必要蒸汽量计算部41、输出蒸汽量计算部42、偏差计算部43、锅炉选择部44、判定部45和输出控制部46。

必要蒸汽量计算部41基于蒸汽头6的蒸汽压，计算出与要求负荷相应的必要蒸汽量。

输出蒸汽量计算部42基于从本地控制部22发送的各锅炉20的燃烧状态，计算出由锅炉群2输出的蒸汽量即输出蒸汽量。

偏差计算部43计算出必要蒸汽量与输出蒸汽量的偏差量。

锅炉选择部44在必要蒸汽量产生了变动的情况下选择要变更蒸汽量的锅炉20。具体来说，锅炉选择部44按照负荷率的升序或降序对多个锅炉20进行选择。更详细来说，锅炉选择部44在必要蒸汽量大于输出蒸汽量的情况下，按照负荷率的升序对多个锅炉进行选择，在必要蒸汽量小于输出蒸汽量的情况下，按照负荷率的降序对多个锅炉进行选择。

此外，锅炉选择部44在2个以上的锅炉20的负荷率相等的情况下，若必要蒸汽量大于输出蒸汽量则优先选择优先顺序高的锅炉20，若必要蒸汽量小于输出蒸汽量则优先选择优先顺序低的锅炉20。

判定部45对由偏差计算部43计算出的偏差量是否为单位蒸汽量U以上进行判定。此外，判定部45对偏差量是否为最大变动蒸汽量以上进行判定。而且，判定部45对必要蒸汽量是大于输出蒸汽量或是小于输出蒸汽量进行判定。

输出控制部46在由判定部45判定为偏差量是最大变动蒸汽量以上的情况下，使由锅炉选择部44最初选择出的锅炉20的蒸汽量以单位蒸汽量U为单位变动与最大变动蒸汽量相对应的量。然后，在该情况下，输出控制部46使继最初选择出的锅炉20之后选择出的锅炉20的蒸汽量以单位蒸汽量U为单位变动与偏差量和最大变动蒸汽量之差相对应的量。

更具体来说，在由判定部45判定为必要蒸汽量大于输出蒸汽量的情况下，使用最大增加蒸汽量作为最大变动蒸汽量。然后，在该情况下，首先，输出控制部46使由锅炉选择部44最初选择出的锅炉20的蒸汽量以单位蒸汽量U为单位增加与最大增加蒸汽量相应的量。接着，输出控制部46使继最初选择出的锅炉20之后选择出的锅炉20的蒸汽量以单位蒸汽量U为单位增加与偏差量和最大变动蒸汽量之差相对应的量。

另一方面，在由判定部45判定为必要蒸汽量小于输出蒸汽量的情况下，使用最大减少蒸汽量作为最大变动蒸汽量。然后，在该情况下，首先，输出控制部46使由锅炉选择部44最初选择出的锅炉20的蒸汽量以单位蒸汽量U为单位减少与最大减少蒸汽量相应的量。接着，输出控制部46使继最初选择出的锅炉20之后选择出的锅炉20的蒸汽量以单位蒸汽量U为单位减少与偏差量和最大减少蒸汽量之差相对应的量。

此外，输出控制部46在由判定部45判定为偏差量小于最大变动蒸汽量的情况下，使由锅炉选择部44选择出的锅炉20的蒸汽量以单位蒸汽量U为单位变动与偏差量相对应的量。

更具体来说，在该情况下，在由判定部45判定为必要蒸汽量大于输出蒸汽量的情况下，输出控制部46使由锅炉选择部44选择出的锅炉20的蒸汽量以单位蒸汽量U为单位增加与偏差量相对应的量。此外，在由判定部45判定为必要蒸汽量小于输出蒸汽量的情况下，输出控制部46使由锅炉选择部44选择出的锅炉20的蒸汽量以单位蒸汽量U为单位减少与偏差量相对应的量。

另外，在进行以上控制的情况下，在增加蒸汽量的锅炉20的负荷率将会超出继该锅炉20之后选择的锅炉20的负荷率的情况下，输出控制部46首先使增加蒸汽量的锅炉20(例如，最初选择出的锅炉20)的负荷率增加至与负荷率其次低的锅炉20(例如，第2个选择的锅炉20)的负荷率相同。此外，在该情况下，控制部4计算出从偏差量中减去与使负荷率增加的量相应的蒸汽量而得到的偏差余量。

接着，锅炉选择部44选择负荷率变得相等的锅炉20中的优先顺序高的锅炉20，输出控制部46使所选择出的锅炉20的负荷率增加与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与单位蒸汽量U相应的量。接着，锅炉选择部44选择负荷率低的锅炉20，输出控制部46使所选择出的锅炉20的负荷率增加与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量再进一步减少与单位蒸汽量U相应的量。然后，直到偏差余量低于单位蒸汽量U为止继续同样的控制。

此外，在减少蒸汽量的锅炉20的负荷率将会低于继该锅炉20之后选择的锅炉20的负荷率的情况下，输出控制部46首先使减少蒸汽量的锅炉20(例如，最初选择出的锅炉20)的负荷率减少至与负荷率其次高的锅炉20(例如，第2个选择的锅炉20)的负荷率相同。此外，在该情况下，控制部4计算出从偏差量中减去与使负荷率减少的量相应的蒸汽量而得到的偏差余量。

接着，锅炉选择部44选择负荷率变得相等的锅炉20中的优先顺序低的锅炉20，输出控制部46使所选择出的锅炉20的负荷率减少与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与单位蒸汽量U相应的量。接着，锅炉选择部44选择负荷率高的锅炉20，输出控制部46使所选择出的锅炉20的负荷率减少与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量再进一步减少与单位蒸汽量U相应的量。然后，直到偏差余量低于单位蒸汽量U为止继续同样的控制。

在本实施方式中，按给定时间间隔(例如，每1秒)来实施以上控制。

接着，参照图4～图10来说明本实施方式的锅炉系统1的动作的具体例。

首先，参照图4～图7来说明要求负荷增加了的状态(必要蒸汽量增加了的状态)下的锅炉系统1的动作。

在此，如图4所示，锅炉系统1具有由5台锅炉20构成的锅炉群2，各个锅炉20的单位蒸汽量U设定为图4所示的一刻度相应的量。而且，各个锅炉20的最大增加蒸汽量以及最大减少蒸汽量设定为单位蒸汽量的4倍。此外，锅炉20的1号机～5号机分别被分配“1”～“5”的优先顺序。

然后，说明在5台锅炉20分别以图4所示的负荷率进行燃烧的状态下，每单位时间(1秒)增加与单位蒸汽量U的7倍的偏差量相当的必要蒸汽量的情况下的锅炉系统1的动作。

首先，参照图5来说明起初的1秒的锅炉系统1的动作。

在该情况下，首先，控制部4(判定部45)判定为必要蒸汽量大于输出蒸汽量、而且偏差量(单位蒸汽量U×7)大于单位蒸汽量U并且大于最大增加蒸汽量(单位蒸汽量×4)。

接着，锅炉选择部44按照负荷率的升序对5台锅炉20进行选择。在此，锅炉选择部44首先选择5号机锅炉20。

接着，如图5(a)所示，输出控制部46使5号机锅炉20的负荷率增加与相当于最大增加蒸汽量的单位蒸汽量U×4相应的量。此外，控制部4计算出从偏差量(单位蒸汽量U×7)中减去增加了的蒸汽量(单位蒸汽量U×4)而得到的偏差余量(单位蒸汽量U×3)。

接着，锅炉选择部44选择除了使负荷率增加了与最大增加蒸汽量相应的量的5号机锅炉20以外的4台锅炉20中负荷率最低的4号机锅炉20。然后，输出控制部46使4号机锅炉20的负荷率增加。

在此，在使4号机锅炉20的负荷率增加了与偏差余量(单位蒸汽量U×3)相应的量的情况下，4号机锅炉20的负荷率会变得高于继该4号机锅炉20之后负荷率其次低的3号机锅炉20的负荷率。因此，输出控制部46首先使4号机锅炉20的负荷率增加至与继4号机锅炉20之后负荷率其次低的3号机锅炉20的负荷率相同。具体来说，如图5(b)所示，输出控制部46使4号机锅炉20的负荷率增加与单位蒸汽量U×1相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与增加了的蒸汽量(单位蒸汽量U×1)相应的量。由此，偏差余量变为单位蒸汽量U×2。

接着，控制部4(锅炉选择部44)选择除了使负荷率增加了与最大增加蒸汽量相应的量的5号机锅炉20以外的4台锅炉20中负荷率最低的锅炉。在此，因为3号机锅炉20与4号机锅炉20的负荷率相等，所以控制部4优先选择优先顺序高的3号机锅炉20。

接着，如图5(c)所示，输出控制部46使所选择出的3号机锅炉20的负荷率增加与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与增加了的蒸汽量(单位蒸汽量U×1)相应的量。由此，偏差余量变为单位蒸汽量U×1。

接着，控制部4(锅炉选择部44)选择5台锅炉20中除了使负荷率增加了与最大增加蒸汽量相应的量的5号机锅炉20以外的锅炉20中负荷率最低的4号机锅炉20。

接着，如图5(d)所示，输出控制部46使所选择出的4号机锅炉20的负荷率增加与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与增加了的蒸汽量(单位蒸汽量U×1)相应的量。由此，偏差余量变为0，增加燃烧量的控制结束。

接下来，参照图6来说明从图5所示的状态又经过1秒的情况下的锅炉系统1的动作。

在该情况下，锅炉选择部44按照负荷率的升序对5台锅炉20进行选择。在此，锅炉选择部44首先选择5号机锅炉20。

接着，如图6(a)所示，输出控制部46使5号机锅炉20的负荷率增加与相当于最大增加蒸汽量的单位蒸汽量U×4相应的量。此外，控制部4计算出从偏差量(单位蒸汽量U×7)中减去增加了的蒸汽量(单位蒸汽量U×4)而得到的偏差余量(单位蒸汽量U×3)。

接着，控制部4(锅炉选择部44)选择除了使负荷率增加了与最大增加蒸汽量相应的量的5号机锅炉20以外的4台锅炉20中负荷率最低的锅炉。在此，因为2号机锅炉20～4号机锅炉20的负荷率相等，所以控制部4优先选择优先顺序高的2号机锅炉20。

接着，如图6(b)所示，输出控制部46使所选择出的2号机锅炉20的负荷率增加与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与增加了的蒸汽量(单位蒸汽量U×1)相应的量。由此，偏差余量变为单位蒸汽量U×2。

接着，控制部4(锅炉选择部44)选择除了5号机锅炉20以外的锅炉20中负荷率最低的锅炉。在此，因为3号机锅炉20以及4号机锅炉20的负荷率相等，所以控制部4优先选择优先顺序高的3号机锅炉20。

接着，如图6(c)所示，输出控制部46使所选择出的3号机锅炉20的负荷率增加与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与增加了的蒸汽量(单位蒸汽量U×1)相应的量。由此，偏差余量变为单位蒸汽量U×1。

接着，控制部4(锅炉选择部44)选择除了5号机锅炉20以外的锅炉20中负荷率最低的4号机锅炉20。然后，如图6(d)所示，输出控制部46使所选择出的4号机锅炉20的负荷率增加与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与增加了的蒸汽量(单位蒸汽量U×1)相应的量。由此，偏差余量变为0，增加燃烧量的控制结束。

接着，参照图7来说明从图6所示的状态又经过3秒的情况下的锅炉系统1的燃烧状态的变化。图7(a)是表示从图6(d)所示的状态又经过1秒后的锅炉群2的燃烧状态的图。图7(b)是表示从图7(a)所示的状态又经过1秒后的锅炉群2的燃烧状态的图。图7(c)是表示从图7(b)所示的状态又经过1秒后的锅炉群2的燃烧状态的图。

如图7(a)～图7(c)所示，根据上述控制，在从图6所示的状态又经过3秒的期间中，负荷率低的5号机锅炉20的负荷率接近1号机锅炉20～4号机锅炉20的负荷率。

根据以上的锅炉系统1，在必要蒸汽量大于输出蒸汽量的情况下，选择负荷率最低的锅炉20，使该选择出的锅炉20的负荷率以单位蒸汽量U为单位而增加。而且，在偏差量为最大增加蒸汽量以上的情况下，使所选择出的锅炉20的负荷率增加与最大增加蒸汽量相应的量，使其他的锅炉20的负荷率增加与偏差余量相应的量，由此应付燃烧量的增加要求。由此，在存在与其他的锅炉20相比负荷率大幅低下的锅炉20的状态下，即使在偏差量(燃烧量增加要求量)超出锅炉20的最大增加蒸汽量的情况下，也能够使负荷率低的锅炉20的负荷率增加与最大增加蒸汽量相应的量，并且使其他的锅炉20的负荷率增加与偏差余量相应的量，从而应付燃烧量增加要求。由此，能够在提高对要求负荷的急剧的变动的追随性的同时，随着时间的经过使多个锅炉20以均匀的负荷率进行燃烧。结果，每当所需要的蒸汽量变动时无需使多个锅炉所有的蒸汽量进行变动就能够使这些多个锅炉的负荷率平均化。

此外，输出控制部46在增加蒸汽量的锅炉20的负荷率将会超出荷率其次低的锅炉20的负荷率的情况下，使增加蒸汽量的锅炉20的负荷率增加至与负荷率其次低的锅炉20的负荷率相同。而且之后，锅炉选择部44选择负荷率相等的锅炉20中的优先顺序高的锅炉，输出控制部46使所选择出的锅炉的负荷率增加与单位蒸汽量U相应的量。由此，能够使多个锅炉20以更均匀的负荷率进行燃烧。

接着，参照图8～图10来说明要求负荷减少了的状态(必要蒸汽量减少了的状态)下的锅炉系统1的动作。

在此，说明在与图4同样的锅炉群2中，在多个锅炉20以图8所示的负荷率进行燃烧的状态下，每单位时间(1秒)减少与单位蒸汽量U的7倍的偏差量相当的必要蒸汽量的情况下的锅炉系统1的动作。

首先，参照图9来说明起初的1秒的锅炉系统1的动作。

在该情况下，首先，控制部4(判定部45)判定为必要蒸汽量小于输出蒸汽量，而且偏差量(单位蒸汽量U×7)大于单位蒸汽量U并且大于最大减少蒸汽量(单位蒸汽量×4)。

接着，锅炉选择部44按照负荷率的降序对5台锅炉20进行选择。在此，锅炉选择部44首先选择1号机锅炉20。

接着，如图9(a)所示，输出控制部46使1号机锅炉20的负荷率减少与相当于最大减少蒸汽量的单位蒸汽量U×4相应的量。此外，控制部4计算出从偏差量(单位蒸汽量U×7)中减去减少了的蒸汽量(单位蒸汽量U×4)而得到的偏差余量(单位蒸汽量U×3)。

接着，锅炉选择部44选择除了使负荷率减少了与最大减少蒸汽量相应的量的1号机锅炉20以外的4台锅炉20中负荷率最高的2号机锅炉20。然后，输出控制部46使2号机锅炉20的负荷率增加。

在此，在使2号机锅炉20的负荷率减少了与偏差余量(单位蒸汽量U×3)相应的量的情况下，2号机锅炉20的负荷率会变得比继该2号机锅炉20之后负荷率其次高的3号机锅炉20的负荷率低。因此，输出控制部46首先使2号机锅炉20的负荷率减少至与继2号机锅炉20之后负荷率其次高的3号机锅炉20的负荷率相同。具体来说，如图9(b)所示，输出控制部46使2号机锅炉20的负荷率减少与单位蒸汽量U×2相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与减少了的蒸汽量(单位蒸汽量U×2)相应的量。由此，偏差余量变为单位蒸汽量U×1。

接着，控制部4(锅炉选择部44)选择除了使负荷率减少了与最大减少蒸汽量相应的量的1号机锅炉20以外的4台锅炉20中负荷率最高的锅炉。在此，因为2号机锅炉20与3号机锅炉20的负荷率相等，所以控制部4优先选择优先顺序低的3号机锅炉20。

接着，如图9(c)所示，输出控制部46使所选择出的3号机锅炉20的负荷率减少与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与减少了的蒸汽量(单位蒸汽量U×1)相应的量。由此，偏差余量变为0，减少燃烧量的控制结束。

接着，参照图10来说明从图9所示的状态又经过1秒的情况下的锅炉系统1的动作。

在该情况下，锅炉选择部44按照负荷率的降序对5台锅炉20进行选择。在此，锅炉选择部44首先选择1号机锅炉20。

接着，如图10(a)所示，输出控制部46使1号机锅炉20的负荷率减少与相当于最大减少蒸汽量的单位蒸汽量U×4相应的量。此外，控制部4计算出从偏差量(单位蒸汽量U×7)中减去减少了的蒸汽量(单位蒸汽量U×4)而得到的偏差余量(单位蒸汽量U×3)。

接着，锅炉选择部44选择除了使负荷率减少了与最大减少蒸汽量相应的量的1号机锅炉20以外的4台锅炉20中负荷率最高的2号机锅炉20。然后，输出控制部46使2号机锅炉20的负荷率减少。

在此，在使2号机锅炉20的负荷率减少了与偏差余量(单位蒸汽量U×3)相应的量的情况下，2号机锅炉20的负荷率会变得比继该2号机锅炉20之后负荷率其次高的3号机锅炉20的负荷率低。因此，输出控制部46首先使2号机锅炉20的负荷率减少至与继2号机锅炉20之后负荷率其次高的3号机锅炉20的负荷率相同。具体来说，如图10(b)所示，输出控制部46使2号机锅炉20的负荷率减少与单位蒸汽量U×1相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与减少了的蒸汽量(单位蒸汽量U×1)相应的量。由此，偏差余量变为单位蒸汽量U×2。

接着，控制部4(锅炉选择部44)选择除了使负荷率减少了与最大减少蒸汽量相应的量的1号机锅炉20以外的4台锅炉20中负荷率最高的锅炉20。在此，因为2号机锅炉20～4号机锅炉20的负荷率相等，所以控制部4优先选择优先顺序低的4号机锅炉20。

接着，如图10(c)所示，输出控制部46使所选择出的4号机锅炉20的负荷率减少与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与减少了的蒸汽量(单位蒸汽量U×1)相应的量。由此，偏差余量变为单位蒸汽量U×1。

接着，控制部4(锅炉选择部44)选择除了1号机锅炉20以外的锅炉20中负荷率最高的锅炉。在此，因为2号机锅炉20与3号机锅炉20的负荷率相等，所以控制部4优先选择优先顺序低的3号机锅炉20。

接着，如图10(d)所示，输出控制部46使所选择出的3号机锅炉20的负荷率减少与单位蒸汽量U相应的量。此外，控制部4使偏差余量减少与减少了的蒸汽量(单位蒸汽量U×1)相应的量。由此，偏差余量变为0，减少燃烧量的控制结束。

这样，根据本实施方式的锅炉系统1，即使在必要蒸汽量逐渐减少的情况下，也能够与必要蒸汽量逐渐增加的情况同样地，在提高对要求负荷的急剧的变动的追随性的同时，随着时间的经过使多个锅炉20以均匀的负荷率进行燃烧。

以上，对本发明的锅炉系统1的优选的一实施方式进行了说明，但本发明并不限制于上述的实施方式，能够进行适当变更。

例如，在本实施方式中，将本发明应用于具备由5台锅炉20构成的锅炉群2的锅炉系统中，但并不限于此。即，也可以将本发明应用于具备由6台以上的锅炉构成的锅炉群的锅炉系统中，或者应用于具备由4台以下的锅炉构成的锅炉群的锅炉系统中。

此外，在本实施方式中，由比例控制锅炉20构成了锅炉20，但不限定于此，所述比例控制锅炉20通过开启/关闭锅炉20的燃烧来控制燃烧停止状态S0与最小燃烧状态S1之间的燃烧状态的变更、且在最小燃烧状态S1到最大燃烧状态S2的范围内能够连续地控制燃烧量。即，也可以由在从燃烧停止状态到最大燃烧状态的整个范围内能够连续地控制燃烧量的比例控制锅炉来构成锅炉。

此外，在本实施方式中，将从多个锅炉20分别输出的蒸汽量的合计值设为了锅炉群2的输出蒸汽量，但并不限于此。即，也可以将根据从台数控制装置3(控制部4)向多个锅炉20发送的燃烧指示信号而计算出的蒸汽量即指示蒸汽量的合计值作为锅炉群2的输出蒸汽量来使用。

此外，在本实施方式中，由全部具有相同特性(锅炉的最大蒸汽量、单位蒸汽量U、最大增加蒸汽量、以及最大减少蒸汽量)的锅炉20构成了锅炉系统1，但并不限于此。即，也可以由具有不同特性的多个锅炉(例如，最大蒸汽量不同的多个锅炉)构成锅炉系统。

符号说明

1  锅炉系统

2  锅炉群

4  控制部

20 锅炉

44 锅炉选择部

45 判定部

46 输出控制部

U  单位蒸汽量

Claims (9)

1.一种锅炉系统，具备：

锅炉群，其具备能够连续地变更负荷率来进行燃烧的多个锅炉；和

控制部，其根据要求负荷对所述锅炉群的燃烧状态进行控制，

在多个所述锅炉中，设定有单位蒸汽量以及最大变动蒸汽量，所述单位蒸汽量是能够变动的蒸汽量的单位，所述最大变动蒸汽量是每单位时间能够变动的蒸汽量的上限值，

所述控制部具备：

偏差计算部，其计算根据所述要求负荷而需要的必要蒸汽量与由所述锅炉群输出的输出蒸汽量的偏差量；

锅炉选择部，其按照负荷率的升序或降序对所述多个锅炉进行选择；

判定部，其对所述偏差量是否为所述最大变动蒸汽量以上进行判定；和

输出控制部，其在由所述判定部判定为所述偏差量为所述最大变动蒸汽量以上的情况下，使由所述锅炉选择部最初选择出的锅炉的蒸汽量以所述单位蒸汽量为单位而变动与所述最大变动蒸汽量对应的量，在由所述判定部判定为所述偏差量不是所述最大变动蒸汽量以上的情况下，使所述选择出的锅炉的蒸汽量以所述单位蒸汽量为单位而变动与所述偏差量对应的量。

2.根据权利要求1所述的锅炉系统，其中，

在由所述判定部判定为所述偏差量为所述最大变动蒸汽量以上的情况下，

所述输出控制部使继所述最初选择出的锅炉之后选择出的锅炉的蒸汽量以所述单位蒸汽量为单位而变动与所述偏差量和所述最大变动蒸汽量之差对应的量。

3.根据权利要求1或2所述的锅炉系统，其中，

所述最大变动蒸汽量包含每单位时间能够增加的蒸汽量的上限值即最大增加蒸汽量，

所述判定部对所述必要蒸汽量是否大于所述输出蒸汽量进行判定，

所述锅炉选择部在由所述判定部判定为所述必要蒸汽量大于所述输出蒸汽量的情况下，按照负荷率的升序对所述多个锅炉进行选择，

在判定为所述必要蒸汽量大于所述输出蒸汽量的情况下，所述输出控制部基于所述最大增加蒸汽量使由所述锅炉选择部选择出的锅炉的蒸汽量增加。

4.根据权利要求3所述的锅炉系统，其中，

所述输出控制部在增加蒸汽量的锅炉的负荷率将会超出继该锅炉之后选择出的锅炉的负荷率的情况下，

使增加蒸汽量的锅炉的负荷率增加至与负荷率其次低的锅炉的负荷率相同。

5.根据权利要求4所述的锅炉系统，其中，

在所述多个锅炉中，设定有优先顺序，

所述锅炉选择部在2个以上的锅炉的负荷率相等的情况下，优先选择优先顺序高的锅炉，

所述输出控制部使所选择出的锅炉的负荷率增加与单位蒸汽量相应的量。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的锅炉系统，其中，

所述最大变动蒸汽量包含每单位时间能够减少的蒸汽量的上限值即最大减少蒸汽量，

所述判定部对所述必要蒸汽量是否小于所述输出蒸汽量进行判定，

在判定为所述必要蒸汽量小于所述输出蒸汽量的情况下，所述锅炉选择部按照负荷率的降序对所述多个锅炉进行选择，

在判定为所述必要蒸汽量小于所述输出蒸汽量的情况下，所述输出控制部基于所述最大减少蒸汽量使由所述锅炉选择部选择出的锅炉的蒸汽量减少。

7.根据权利要求6所述的锅炉系统，其中，

所述输出控制部在减少蒸汽量的锅炉的负荷率低于继该锅炉之后选择的锅炉的负荷率的情况下，

使减少蒸汽量的锅炉的负荷率减少至与负荷率其次高的锅炉的负荷率相同。

8.根据权利要求7所述的锅炉系统，其中，

在所述多个锅炉中，设定有优先顺序，

若2个以上的锅炉的负荷率相等，则所述锅炉选择部优先选择优先顺序低的锅炉，

所述输出控制部使所选择出的锅炉的负荷率减少与单位蒸汽量相应的量。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的锅炉系统，其中，

所述单位蒸汽量设定为所述锅炉的最大蒸汽量的0.1％～20％。