CN105473940A - 锅炉系统 - Google Patents

Abstract

锅炉系统(1)具有阶段值控制锅炉(20A)与比例控制锅炉(20B)混合存在的锅炉组(2)，其中，进行锅炉组(2)的台数控制的台数控制装置(3)具备：输出控制部(41)，其控制锅炉组(2)的燃烧状态，以便从比例控制锅炉(20B)输出与要求负荷相应的要求蒸汽量的蒸汽；以及输出切换部(42)，其以从比例控制锅炉(20B)输出的蒸汽量达到超过与阶段值控制锅炉(20A)中能够进行燃烧的燃烧位置相当的蒸汽量的规定蒸汽量作为条件，将与该燃烧位置相当的蒸汽量的输出从比例控制锅炉(20B)向阶段值控制锅炉(20A)切换。

Description

锅炉系统

技术领域

本发明涉及一种锅炉系统，该锅炉系统具有阶段值控制锅炉与比例控制锅炉混合存在的锅炉组。本申请基于2013年8月19日在日本申请的日本特愿2013-169440号主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

以往提出了一种锅炉系统，该锅炉系统具备：具有能够改变燃烧率而进行燃烧的多个锅炉的锅炉组、以及根据所要求的负荷而控制锅炉组的燃烧状态的台数控制装置。在这样的锅炉系统中，具备贮存从多个锅炉生成的蒸汽的蒸汽集管，从该蒸汽集管向负荷设备供给蒸汽。

以往，作为这样的锅炉系统，广泛使用能够阶段性改变燃烧率而进行燃烧的阶段值控制锅炉，但近年来，使用能够连续地改变燃烧率而进行燃烧的比例控制锅炉的锅炉系统也开始普及。

需要说明的是，阶段值控制锅炉是指在多个阶段的燃烧位置进行燃烧的N位置锅炉(例如，燃烧停止、低燃烧、高燃烧等的三位置锅炉)，在这样的阶段值控制锅炉中，燃烧率阶段性(例如以50％为单位)地变更。另一方面，比例控制锅炉是指例如能够每次1％改变燃烧率的锅炉，与阶段值控制锅炉相比能够进行细微的调整，压力稳定性提高。

在此，在由阶段值控制锅炉构成的锅炉系统中，台数控制装置预先设定各锅炉的燃烧模式，以与蒸汽集管的蒸汽压力对应的燃烧模式使各锅炉燃烧，由此控制锅炉组的燃烧状态(参照专利文献1)。

另外，在由比例控制锅炉构成的锅炉系统中，台数控制装置预先设定目标压力，计算与蒸汽集管的蒸汽压力和目标压力的偏差相应的控制量，由此控制锅炉组的燃烧状态(参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-072609号公报

专利文献2：日本特开2010-048462号公报

专利文献1、2所记载的燃烧控制方法假定了锅炉组仅由阶段值控制锅炉构成或者仅由比例控制锅炉构成的状态，没有假定应用于阶段值控制锅炉以及比例控制锅炉混合存在的锅炉组的情况。

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明的目的在于提供阶段值控制锅炉与比例控制锅炉混合存在的锅炉系统，该锅炉系统能够进行发挥各锅炉所具有的优越性的台数控制。

用于解决课题的手段

本发明涉及一种锅炉系统，具备：锅炉组，其具有能够在多个阶段性的燃烧位置进行燃烧的阶段值控制锅炉、以及能够连续改变燃烧率而进行燃烧的比例控制锅炉；以及控制部，其根据要求负荷来控制所述锅炉组的燃烧状态，其中，所述控制部具备：输出控制部，其控制所述锅炉组的燃烧状态，以便从所述比例控制锅炉输出与要求负荷相应的要求蒸汽量的蒸汽；以及输出切换部，其以从所述比例控制锅炉输出的蒸汽量达到超过与所述阶段值控制锅炉中能够进行燃烧的燃烧位置相当的蒸汽量的规定蒸汽量作为条件，将与该燃烧位置相当的蒸汽量的输出从所述比例控制锅炉向所述阶段值控制锅炉切换。

另外，也可以是，所述规定蒸汽量比与所述燃烧位置相当的蒸汽量多出所述比例控制锅炉能够输出的最小蒸汽量。

另外，也可以是，所述规定蒸汽量比与所述燃烧位置相当的蒸汽量多出与所述比例控制锅炉的锅炉效率高于规定阈值的节能运转区域的下限值相当的蒸汽量。

另外，也可以是，在所述阶段值控制锅炉在效率最佳的燃烧位置进行燃烧的情况下，即便从所述比例控制锅炉输出的蒸汽量达到所述规定蒸汽量，所述输出切换部也维持所述比例控制锅炉的输出。

发明效果

根据本发明，由于将比例控制锅炉用于负荷追随，另一方面将阶段值控制锅炉用于基础燃烧，因此能够进行发挥两锅炉所具有的优越性的台数控制。

附图说明

图1是示出本发明的本实施方式的锅炉系统的概略的图。

图2是示出上述实施方式的锅炉组的概略的图。

图3是示出构成锅炉组的阶段值控制锅炉以及比例控制锅炉的锅炉特性的图。

图4是示出台数控制装置的控制部的功能结构的框图。

图5是示出在阶段值控制锅炉-比例控制锅炉之间切换蒸汽量的输出的情况下的动作例的图。

图6是示出在阶段值控制锅炉-比例控制锅炉之间切换蒸汽量的输出的情况下的动作例的图。

图7是示出在阶段值控制锅炉-比例控制锅炉之间切换蒸汽量的输出的情况下的动作例的图。

图8是示出在阶段值控制锅炉-比例控制锅炉之间切换蒸汽量的输出的情况下的动作例的图。

图9是示出在阶段值控制锅炉-比例控制锅炉之间切换蒸汽量的输出的情况下的动作例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的锅炉系统的优选的各实施方式进行说明。

首先，参照图1对本实施方式的锅炉系统1的整体结构进行说明。锅炉系统1具备：阶段值控制锅炉20A以及比例控制锅炉20B混合存在的锅炉组2；使在上述的多个锅炉20A及20B中生成的蒸汽集合的蒸汽集管6；测定该蒸汽集管6的内部压力的蒸汽压传感器7；以及具有控制锅炉组2的燃烧状态的控制部4的台数控制装置3。

锅炉20A及20B分别如图1所示那样具备供燃烧进行的锅炉主体21A及21B、以及控制锅炉20A及20B的燃烧状态的本地控制部22A及22B。

本地控制部22A及22B分别根据蒸汽消耗量来改变锅炉20A及20B的燃烧状态。具体地说，本地控制部22A及22B根据经由信号线16从台数控制装置3发送的控制信号来控制锅炉20A及20B的燃烧状态。另外，本地控制部22A及22B将在台数控制装置3中使用的信号经由信号线16向台数控制机构发送。作为在台数控制装置3中使用的信号，能够列举出锅炉20A及20B的实际的燃烧状态以及其他数据等。

锅炉组2生成向蒸汽使用设备18供给的蒸汽。

蒸汽集管6经由蒸汽管11与构成锅炉组2的多个锅炉20A及20B连接。该蒸汽集管6的下游侧经由蒸汽管12与蒸汽使用设备18连接。

蒸汽集管6集合并贮存由锅炉组2生成的蒸汽，由此调整多个锅炉20A及20B彼此间的压力差以及压力变动，将调整压力后的蒸汽供给至蒸汽使用设备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测定蒸汽集管6的内部的蒸汽压(由锅炉组2产生的蒸汽的压力)，将测定出的蒸汽压的信号(蒸汽压信号)经由信号线13向台数控制装置3发送。

台数控制装置3经由信号线16与多个锅炉20A及20B电连接。该台数控制装置3根据通过蒸汽压传感器7测定的蒸汽集管6的内部的蒸汽压来控制各锅炉20A及20B的燃烧状态。

以上的锅炉系统1能够将由锅炉组2产生的蒸汽经由蒸汽集管6供给至蒸汽使用设备18。

锅炉系统1中要求的负荷(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根据由蒸汽压传感器7测定的蒸汽集管6的内部的蒸汽压(物理量)来计算与该蒸汽消耗量的变动对应产生的蒸汽集管6的内部的蒸汽压的变动，控制构成锅炉组2的各锅炉20A及20B的燃烧状态。

具体地说，若因蒸汽使用设备18的需要增大而使得蒸汽消耗量增加，导致供给至蒸汽集管6的输出蒸汽量不足，则蒸汽集管6的蒸汽压力值减少。另一方面，若因蒸汽使用设备18的需要降低而使得蒸汽消耗量减少，导致供给至蒸汽集管6的输出蒸汽量过多，则蒸汽集管6的蒸汽压力值增加。台数控制装置3根据蒸汽集管6的蒸汽压力值的变动来监视蒸汽消耗量的变动。然后，台数控制装置3控制各锅炉20A及20B的燃烧量，以便生成根据蒸汽集管6的蒸汽压力值计算出的目标蒸汽量的蒸汽。

在此，参照图2对构成本实施方式的锅炉系统1的锅炉组2进行说明。图2是示出本实施方式的锅炉组2的概略的图。

本实施方式的锅炉组2由三台阶段值控制锅炉20A与两台比例控制锅炉20B构成，三台阶段值控制锅炉20A构成阶段值控制锅炉组2A，两台比例控制锅炉构成比例控制锅炉组2B。

(阶段值控制锅炉20A的说明)

阶段值控制锅炉20A是指如下这样的锅炉：能够通过选择性地开启/关闭燃烧或者调整火焰的大小等来控制燃烧量，根据所选择的燃烧位置阶段性地使燃烧量增减。

本实施方式的阶段值控制锅炉20A设定为，各燃烧位置处的燃烧量、以及作为最大燃烧量的燃烧能力(高燃烧位置处的燃烧量)在各个阶段值控制锅炉20A中相等，能够按照以下的四个阶段控制燃烧状态(燃烧位置、燃烧率)，是进行所谓四位置控制的锅炉。

1)燃烧停止位置(第一燃烧位置：0％)；

2)低燃烧位置L(第二燃烧位置：例如设定为最大燃烧量的5～35％，在本实施方式中是20％)；

3)中燃烧位置M(第三燃烧位置：例如设定为最大燃烧量的40～70％，在本实施方式中是45％)‘

4)高燃烧位置H(第四燃烧位置：100％(最大燃烧量))。

需要说明的是，作为阶段值控制锅炉组2A的阶段值控制锅炉20A，除了四位置控制以外，也可以采用燃烧量能够被控制为燃烧停止位置(第一燃烧位置)、低燃烧位置L(第二燃烧位置)以及高燃烧位置H(第三燃烧位置)这三个阶段的燃烧位置的、所谓三位置控制、或五位置以上。另外，各阶段值控制锅炉20A的锅炉容量、燃烧位置的阶段数等也可以设为在各阶段值控制锅炉20A中分别不同。

在阶段值控制锅炉组2A的各锅炉20A中分别设定有优先顺序。针对阶段值控制锅炉20A的优先顺序的设定能够任意进行，在本实施方式中，对每个阶段值控制锅炉20A的燃烧位置设定优先顺序。具体地说，如图2(B)所示那样，1号机锅炉的低燃烧位置L设定为优先顺序第一位，1号机锅炉的中燃烧位置M设定为优先顺序第二位。另外，优先顺序第三位并不设定为1号机锅炉的高燃烧位置H，而设定为2号机锅炉的低燃烧位置L。需要说明的是，图2(B)所示的优先顺序的设定仅是一例。

台数控制装置3(控制部4)从优先顺序高的阶段值控制锅炉20A(的燃烧位置)依次使锅炉燃烧，从优先顺序低的阶段值控制锅炉20A(的燃烧位置)依次使锅炉停止燃烧。

接着，对阶段值控制锅炉20A的锅炉特性(效率特性)进行说明。图3是示出构成锅炉组2的阶段值控制锅炉20A以及比例控制锅炉20B的锅炉特性的图。

对于阶段值控制锅炉20A，当在多个阶段性的燃烧位置进行燃烧时，各个燃烧位置处的锅炉效率(阶段值控制锅炉20A的热效率)不同。如图3所示那样，在本实施方式的阶段值控制锅炉20A中，将多个燃烧位置中的燃烧方面燃烧效率最佳的燃烧位置(节能燃烧位置)设定为中燃烧位置M。

(比例控制锅炉20B的说明)

比例控制锅炉20B是指如下这样的锅炉：至少在从最小燃烧状态S1(例如，最大燃烧率的20％的燃烧量时的燃烧状态)到最大燃烧状态S2的范围内，能够连续控制燃烧量。比例控制锅炉20B例如通过控制将燃料供给至燃烧器的阀门、供给燃烧用空气的阀门的开度(燃烧比)来调整燃烧量。

另外，连续控制燃烧量包括如下这样的情况：即便在本地控制部22B中的计算、信号设为数字方式且阶段性地处理的情况下(例如，以1％为单位控制比例控制锅炉20B的输出(燃烧量)的情况)，事实上也能够连续地进行输出。

在本实施方式中，通过开启/关闭比例控制锅炉20B(燃烧器)的燃烧从而控制比例控制锅炉20B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。并且，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。

更具体地说，多个比例控制锅炉20B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，比例控制锅炉20B能够在从最小燃烧状态S1到最大燃烧状态S2的范围内以单位蒸汽量U为单位而改变蒸汽量。

单位蒸汽量U能够根据比例控制锅炉20B的最大燃烧状态S2下的蒸汽量(最大蒸汽量)适当地设定，但基于提高锅炉系统1中的输出蒸汽量相对于必要蒸汽量的追随性的观点，优选设定为比例控制锅炉20B的最大蒸汽量的0.1％～20％，更优选设定为1％～10％。

另外，如图2(B)所示那样，属于比例控制锅炉组2B的多个比例控制锅炉20B分别设定有优先顺序。需要说明的是，在本实施方式中，在蒸汽消耗量增加的情况下，从优先顺序高的比例控制锅炉20B依次增加燃烧率，在蒸汽消耗量减少的情况下，从优先顺序低的比例控制锅炉20B依次减少燃烧率。

接着，参照图3对比例控制锅炉20B的锅炉特性(效率特性)进行说明。

比例控制锅炉20B能够在从最小燃烧状态S1到最大燃烧状态S2的范围内连续地改变燃烧率，根据燃烧率而锅炉效率(比例控制锅炉20B的热效率)有所不同。因此，将锅炉效率最高(例如98％)时的燃烧率设为节能运转点，并将锅炉效率比规定值(例如97％)高时的燃烧率的范围设定为节能运转区域。参照图3，比例控制锅炉20B的节能运转点是燃烧率50％，节能运转区域是燃烧率30％～70％的范围。

接下来，对台数控制装置3的结构进行详细说明。台数控制装置3如图1所示那样具有控制部4与存储部5。

控制部4经由信号线16向阶段值控制锅炉20A以及比例控制锅炉20B发送各种指示，或从各锅炉20A或锅炉20B接收各种数据，执行阶段值控制锅炉20A以及比例控制锅炉20B的燃烧状态以及运转台数的控制。各锅炉20A或者锅炉20B在从台数控制装置3接收燃烧状态的变更指示的信号时，根据该指示来控制对应的锅炉20A或者锅炉20B的燃烧量。控制部4的详细结构后述。

存储部5存储与向各锅炉20A或者锅炉20B发送的指示相关的信息、与从各锅炉20A或者锅炉20B接收的燃烧状态相关的信息、以及与各锅炉组2A或者锅炉2B的优先顺序相关的信息等。

接下来，对控制部4的结构进行更详细的说明。在本实施方式中，根据蒸汽使用设备18的要求，首先使比例控制锅炉20B燃烧。然后，当从该比例控制锅炉20B输出的蒸汽量达到能够在阶段值控制锅炉20A中输出的蒸汽量时，使阶段值控制锅炉20A燃烧，将该蒸汽量的输出从比例控制锅炉20B切换为阶段值控制锅炉20A。为了实现这样的控制，如图4所示那样，控制部4构成为包括输出控制部41与输出切换部42。

输出控制部41控制锅炉组2的燃烧状态，以便从比例控制锅炉20B输出与要求负荷对应的要求蒸汽量的蒸汽。即，输出控制部41通过连续地控制比例控制锅炉20B的燃烧率，从而使锅炉组2输出的蒸汽量追随于要求蒸汽量。

输出切换部42以基于输出控制部41的控制而从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量达到超过与阶段值控制锅炉20A中能够燃烧的燃烧位置相当的蒸汽量的规定蒸汽量作为条件，将与该燃烧位置相当的蒸汽量的输出从比例控制锅炉20B切换为阶段值控制锅炉20A。

详细内容后述，输出切换部42按照阶段值控制锅炉20A上设定的优先顺序而将蒸汽量的输出从比例控制锅炉20B切换为阶段值控制锅炉20A。作为一例，在阶段值控制锅炉20A全部停止燃烧的情况下，优先顺序第一位的1号机锅炉的低燃烧位置L的优先顺序最高。因此，输出切换部42以从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量达到超过与1号机锅炉的低燃烧位置L相当的蒸汽量的规定蒸汽量作为条件，将蒸汽量的输出从比例控制锅炉20B切换为1号机锅炉的低燃烧位置L。

需要说明的是，输出切换部42进行切换的规定蒸汽量能够任意设定。对于这一点，在本实施方式中，基于锅炉系统1的稳定性、或者比例控制锅炉20B的高效燃烧的观点来进行规定蒸汽量的设定。

即，在将比例控制锅炉20B输出的蒸汽量切换为阶段值控制锅炉20A的情况下，从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量减少，比例控制锅炉20B的燃烧率降低。以该燃烧率的降低作为前提，基于上述观点设定规定蒸汽量。

对考虑了锅炉系统1的稳定性来设定规定蒸汽量的情况进行说明。

如上述那样，虽是比例控制锅炉20B，但在从燃烧停止状态S0到最小燃烧状态S1的期间阶段性地开启/关闭。因此，在因切换而降低的燃烧率比最小燃烧状态S1低的情况下，比例控制锅炉20B的燃烧停止，根据之后的负荷变动的不同而重复进行比例控制锅炉20B的发动、停止。

因此，将与阶段值控制锅炉20A中能够燃烧的燃烧位置相比多出比例控制锅炉20B在最小燃烧状态S1下输出的最小蒸汽量的蒸汽量设定为规定蒸汽量。由此，即便在因输出切换部42的切换而使比例控制锅炉20B的燃烧率降低的情况下，比例控制锅炉20B的燃烧率也仅降低至最小燃烧状态S1，比例控制锅炉20B的燃烧不会停止。

对基于比例控制锅炉20B的高效燃烧的观点设定规定蒸汽量的情况进行说明。

如上述那样，比例控制锅炉20B设定有锅炉效率高的燃烧率的范围(节能运转区域)。通过使比例控制锅炉20B在该节能运转区域中持续燃烧，能够使比例控制锅炉20B高效地燃烧。

因此，以即便在因输出切换部42的切换而使得比例控制锅炉20B的燃烧率降低的情况下比例控制锅炉20B的燃烧率也处于节能运转区域的范围内的方式设定规定蒸汽量。作为一例，将与阶段值控制锅炉20A中能够燃烧的燃烧位置相比多出以节能运转区域的下限值的燃烧率输出的蒸汽量的蒸汽量设定为规定蒸汽量。由此，能够使比例控制锅炉20B在节能运转区域的范围内持续燃烧。

需要说明的是，以上这种从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A的切换在要求负荷增加的情况下进行。另一方面，在要求负荷减少的情况下，输出切换部42进行从阶段值控制锅炉20A向比例控制锅炉20B的切换。即，输出切换部42在阶段值控制锅炉20A燃烧的状态下，以从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量达到特定蒸汽量作为条件，将阶段值控制锅炉20A输出的蒸汽量切换为比例控制锅炉20B。

详细情况后述，输出切换部42按照阶段值控制锅炉20A上设定的优先顺序，将蒸汽量的输出从阶段值控制锅炉20A切换为比例控制锅炉20B。作为一例，在阶段值控制锅炉20A全部燃烧的情况下，优先顺序第九位的3号机锅炉的高燃烧位置H的优先顺序最低。因此，输出切换部42以从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量达到特定蒸汽量作为条件，将3号机锅炉的燃烧位置从高燃烧位置H变更为中燃烧位置M，并且将3号机锅炉的与高燃烧位置H对应的蒸汽量(高燃烧位置H-中燃烧位置M)的输出从3号机锅炉切换为比例控制锅炉20B。

需要说明的是，特定蒸汽量能够与规定蒸汽量相同地任意设定。在本实施方式中，作为一例，将比例控制锅炉20B的最小蒸汽量、或者以比例控制锅炉20B的节能运转区域的下限值的燃烧率输出的蒸汽量设定为特定蒸汽量。

以上，对锅炉系统1的结构进行了说明。接着，对锅炉系统1的动作进行说明。图5示出将蒸汽量的输出从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A切换的情况下的动作，图6示出将蒸汽量的输出从阶段值控制锅炉20A向比例控制锅炉20B切换的情况下的动作。需要说明的是，图5示出将与阶段值控制锅炉20A中能够燃烧的燃烧位置相比多出比例控制锅炉20B的最小蒸汽量的蒸汽量设定为规定蒸汽量的情况下的动作，图6示出将比例控制锅炉20B的最小蒸汽量设定为指定蒸汽量的情况下的动作。

另外，在图5、图6中，为了易于说明，通过两台阶段值控制锅炉20A以及一台比例控制锅炉20B、共计三台锅炉20A及20B构成锅炉组2，两台阶段值控制锅炉20A按图中(1)～(6)的次序设定优先顺序。

参照图5(A1)，阶段值控制锅炉20A停止燃烧，比例控制锅炉20B以最小燃烧状态S1进行燃烧。此时，若要求负荷增加时，输出控制部41增加比例控制锅炉20B的燃烧率，使从锅炉组2输出的蒸汽量追随于要求负荷。

其结果为，如图5(B1)所示那样，从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量增加至如下的蒸汽量(规定蒸汽量)，该蒸汽量与比例控制锅炉20B的最小蒸汽量相比多出在阶段值控制锅炉20A的优先顺序第一位的燃烧位置(低燃烧位置L)输出的蒸汽量(+α)的蒸汽量。需要说明的是，+α是用于确保锅炉系统1的稳定性的富余量。

这样，当从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量达到规定蒸汽量时，输出切换部42将蒸汽量的输出从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A切换。具体地说，如图5(C1)所示那样，之前停止燃烧的阶段值控制锅炉20A的优先顺序第一位的低燃烧位置L开始燃烧，另一方面，使从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量减少与该低燃烧位置L相当的蒸汽量。

然后，相同地，通过输出控制部41，使从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量增加至如下的蒸汽量(规定蒸汽量)，所述蒸汽量与比例控制锅炉20B的最小蒸汽量相比多出在阶段值控制锅炉20A的优先顺序第二位的燃烧位置(中燃烧位置M)输出的蒸汽量(+α)的蒸汽量(图5(D1))，输出切换部42将从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量切换为优先顺序第二位的阶段值控制锅炉20A(中燃烧位置M)(图5(E1))。

之后，若同样地通过输出控制部41使从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量增加至如下的蒸汽量(规定蒸汽量)，所述蒸汽量与比例控制锅炉20B的最小蒸汽量相比多出在阶段值控制锅炉20A的优先顺序第三位、第四位、第五位、第六位的燃烧位置输出的蒸汽量(+α)的蒸汽量，则输出切换部42将从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量切换为阶段值控制锅炉20A(图5(F1)～(N1))。

接着，参照图6(A2)，阶段值控制锅炉20A从优先顺序第一位到优先顺序第六位全部燃烧，比例控制锅炉20B以规定的燃烧率燃烧。此时，若要求负荷减少，则输出控制部41减少比例控制锅炉20B的燃烧率，使从锅炉组2输出的蒸汽量追随于要求负荷。

其结果为，如图6(B2)所示那样，从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量减少至比例控制锅炉20B的最小蒸汽量。

于是，输出切换部42将蒸汽量的输出从阶段值控制锅炉20A向比例控制锅炉20B切换。具体地说，如图6(C2)所示那样，使之前燃烧的阶段值控制锅炉20A的优先顺序第六位的高燃烧位置H的燃烧停止，另一方面，使从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量增加与该高燃烧位置H相当的蒸汽量。

之后，若同样地通过输出控制部41使从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量减少至最小蒸汽量(图6(D2))，则输出切换部42将通过优先顺序第五位的阶段值控制锅炉20A(高燃烧位置H)输出的蒸汽量切换为比例控制锅炉20B(图6(E2))。

之后，若同样地通过输出控制部41使从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量减少至最小蒸汽量，则输出切换部42将通过优先顺序第四位、第三位、第二位、第一位的阶段值控制锅炉20A输出的蒸汽量切换为比例控制锅炉20B(图6(F2)～(N2))。

接着，参照图7以及图8，说明将与阶段值控制锅炉20A中能够燃烧的燃烧位置相比多出以节能运转区域的下限值的燃烧率输出的蒸汽量的蒸汽量设定为规定蒸汽量的情况下的动作、以及将以节能运转区域的下限值的燃烧率输出的蒸汽量设定为指定蒸汽量的情况下的动作。

参照图7，(A1)～(C1)与图5(A1)～(C1)对应，示出将与阶段值控制锅炉20A中能够燃烧的燃烧位置相比多出比例控制锅炉20B的最小蒸汽量的蒸汽量设定为规定蒸汽量的情况下的动作。另一方面，(A3)～(C3)示出将与阶段值控制锅炉20A中能够燃烧的燃烧位置相比多出以节能运转区域的下限值的燃烧率输出的蒸汽量的蒸汽量设定为规定蒸汽量的情况下的动作。

在图7(A1)～(C1)与图7(A3)～(C3)中，切换从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A输出的蒸汽量的时刻不同。即，在图7(A1)～(C1)中，若从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量达到与阶段值控制锅炉20A中能够燃烧的燃烧位置相比多出最小蒸汽量(+α)的蒸汽量时，向阶段值控制锅炉20A切换蒸汽量的输出，与此相对，在图7(A3)～(C3)中，若从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量达到与阶段值控制锅炉20A中能够燃烧的燃烧位置相比多出以节能运转区域的下限值的燃烧率输出的蒸汽量(+α)的蒸汽量，则向阶段值控制锅炉20A切换蒸汽量的输出。

通过如图7(A3)～(C3)那样切换蒸汽量的输出，即使在切换后也能够使比例控制锅炉20B在节能运转区域的范围内燃烧，从而优选。

参照图8，(A2)～(C2)与图6(A2)～(C2)对应，示出将比例控制锅炉20B的最小蒸汽量设定为指定蒸汽量的情况下的动作。另一方面，(A4)～(C4)示出将以节能运转区域的下限值的燃烧率输出的蒸汽量设定为指定蒸汽量的情况下的动作。

需要说明的是，在图8(A4)～(C4)中，利用两台阶段值控制锅炉20A以及两台比例控制锅炉20B、共计四台锅炉20A及20B构成锅炉组2。

在图8(A2)～(C2)与图8(A4)～(C4)中，切换从阶段值控制锅炉20A向比例控制锅炉20B输出的蒸汽量的时刻不同。即，在图8(A2)～(C2)中，若从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量减少至最小蒸汽量，则从阶段值控制锅炉20A向比例控制锅炉20B切换蒸汽量的输出，与此相对，在图8(A4)～(C4)中，若从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量减少至以节能运转区域的下限值的燃烧率输出的蒸汽量，则从阶段值控制锅炉20A向比例控制锅炉20B切换蒸汽量的输出。

通过如图8(A4)～(C4)那样切换蒸汽量的输出，能够使比例控制锅炉20B在节能运转区域的范围内长时间燃烧，从而优选。

然而，在图8(A2)～(C2)中比例控制锅炉20B是一台，与此相对，在图8(A4)～(C4)中比例控制锅炉20B是两台。

对于这一点，在比例控制锅炉20B是一台的情况下，若切换从阶段值控制锅炉20A向比例控制锅炉20B输出的蒸汽量，则分配仅向该比例控制锅炉20B切换的蒸汽量。参照图8(B2)、(C2)，通过输出切换部42，将与阶段值控制锅炉20A的优先顺序第六位的高燃烧位置H对应的蒸汽量向一台比例控制锅炉20B切换。即，从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量增加与优先顺序第六位的高燃烧位置H对应的蒸汽量。

另一方面，在比例控制锅炉20B是两台(多台)的情况下，若切换从阶段值控制锅炉20A向比例控制锅炉20B输出的蒸汽量，则分配向两台(多台)比例控制锅炉20B切换的蒸汽量。参照图8(B4)、(C4)，通过输出切换部42，将与阶段值控制锅炉20A的优先顺序第六位的高燃烧位置H对应的蒸汽量向两台比例控制锅炉20B切换。即，从两台比例控制锅炉20B分别输出的蒸汽量增加与优先顺序第六位的高燃烧位置H对应的蒸汽量的一半。

以上，对锅炉系统1的动作的一例进行了说明。然而，如上述那样，阶段值控制锅炉20A的多个燃烧位置中存在有在燃烧方面燃烧效率最佳的燃烧位置(节能燃烧位置)。对于这一点，在图5～图8中，未考虑阶段值控制锅炉20A的锅炉效率，但也可以考虑阶段值控制锅炉20A的效率而进行所输出的蒸汽量的切换。

图9是示出考虑阶段值控制锅炉20A的锅炉效率的情况下的、锅炉系统1的动作的图。需要说明的是，图9(I1)～(K1)与图5(I1)～(K1)对应。另外，在图9(I5)～(K5)中，示出比例控制锅炉20B是两台的情况下的动作例。如上述那样，在比例控制锅炉20B是两台(多台)的情况下，通过输出切换部42切换的蒸汽量为除以比例控制锅炉20B的台数而得到的值。

参照图9(I1)，从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A切换蒸汽量的输出，其结果是，阶段值控制锅炉20A在优先顺序第四位的中燃烧位置M燃烧。在此，阶段值控制锅炉20A的中燃烧位置M设为节能燃烧位置。

在不考虑阶段值控制锅炉20A的锅炉效率的情况下，若之后从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量增加至规定蒸汽量(图9(J1))，则输出切换部42切换从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A输出的蒸汽量。其结果是，如图9(K1)所示那样，阶段值控制锅炉20A偏离节能燃烧位置而在高燃烧位置H进行燃烧。

参照图9(I5)～(K5)，对考虑阶段值控制锅炉20A的锅炉效率的情况下的动作进行说明。在图9(15)中，阶段值控制锅炉20A在节能燃烧位置(中燃烧位置M)进行燃烧。

然后，当要求负荷增加时，如图9(J5)所示那样，从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量增加至规定蒸汽量。需要说明的是，在图9(J5)中，由于存在有两台比例控制锅炉20B，因此，从两台比例控制锅炉20B分别输出的蒸汽量与最小蒸汽量相比多出与优先顺序第五位的高燃烧位置H对应的蒸汽量的一半的时刻成为从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量增加至规定蒸汽量的时刻。

在不考虑阶段值控制锅炉20A的锅炉效率的情况下，与从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量增加至规定蒸汽量相应地，输出切换部42从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A切换蒸汽量的输出。另一方面，在考虑阶段值控制锅炉20A的锅炉效率的情况下，即便从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量增加至规定蒸汽量，输出切换部42也不从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A切换蒸汽量的输出。其结果是，如图9(K5)所示那样，从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量以超过规定蒸汽量的方式增加。

由此，能够使阶段值控制锅炉20A高效地燃烧。需要说明的是，在这样的情况下，若比例控制锅炉20B的燃烧率增加至最大燃烧率等，则输出切换部42从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A切换蒸汽量的输出。

根据以上说明的本实施方式的锅炉系统1，起到如下的效果。

(1)在本实施方式的锅炉系统1中，若要求负荷增加，则输出控制部41增加从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量，从而使所输出的蒸汽量追随于要求负荷。并且，当从比例控制锅炉20B输出的蒸汽量达到超过与阶段值控制锅炉20A的优先顺序最高的燃烧位置对应的蒸汽量的规定蒸汽量时，输出切换部42将与该燃烧位置对应的蒸汽量的输出从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A切换。

即，在将能够连续改变燃烧率的比例控制锅炉20B用于与要求负荷之间的误差调整，另一方面，误差与阶段值控制锅炉20A的燃烧位置相当地增加的情况下，由阶段值控制锅炉20A承担稳定地产生该误差的构件。由此，能够将比例控制锅炉20B用于针对要求负荷的负荷追随，另一方面，能够将阶段值控制锅炉20A用于针对稳定地需要的蒸汽量的基础燃烧。其结果是，能够进行发挥两锅炉所具有的优越性的台数控制。

(2)另外，通过将比与阶段值控制锅炉20A的燃烧位置相当的蒸汽量多出比例控制锅炉20B能够输出的最小蒸汽量的蒸汽量设定为规定蒸汽量，即便从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A切换所输出的蒸汽量，也能够使比例控制锅炉20B继续燃烧。即，能够在不伴随有比例控制锅炉20B的启动、停止的情况下切换所输出的蒸汽量，能够使锅炉系统1稳定地运转。

(3)另外，通过将与阶段值控制锅炉20A中能够进行燃烧的燃烧位置相比多出比例控制锅炉20B的最小蒸汽量的蒸汽量设定为规定蒸汽量，即便从比例控制锅炉20B向阶段值控制锅炉20A切换所输出的蒸汽量，也能够使比例控制锅炉20B在节能运转区域的范围内燃烧。即，能够使比例控制锅炉20B高效地燃烧，能够使锅炉系统1高效地运转。

(4)另外，在阶段值控制锅炉20A在节能燃烧位置进行燃烧的情况，即便从比例控制锅炉输出的蒸汽量达到规定蒸汽量，也不会进行基于输出切换部42的切换。由此，能够使基础燃烧用的阶段值控制锅炉20A继续高效地燃烧，能够使锅炉系统1高效地运转。

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，但本发明不限于上述的实施方式，而能够适当地进行变更。例如，在本实施方式中，将本发明应用于具有由五台锅炉20A及20B构成的锅炉组2的锅炉系统中，但不限于此。即，只要是一台以上的阶段值控制锅炉20A与一台以上的比例控制锅炉20B混合存在的锅炉组2，就能够应用本发明。

另外，在上述实施方式中，根据比例控制锅炉20B的节能运转区域的下限值来设定规定蒸汽量、指定蒸汽量。对于这一点，基于节能运转区域的下限值的设定用于在切换前后使比例控制锅炉20B在节能运转区域的范围内进行燃烧，该设定不限于基于下限值进行，也可以基于节能运转区域的范围内的任意值进行。

本发明能够在不脱离其主旨或者主要特征的情况下通过其他各种方式来实施。因此，上述的实施方式或实施例在所有方面仅是例示，不应限定性地解释。本发明的范围仅由权利要求书示出，完全不受到说明书正文限制。此外，属于权利要求书的等同范围内的变形、变更全部包含于本发明的范围内。

附图标记：

1锅炉系统

2锅炉组

20A阶段值控制锅炉

20B比例控制锅炉

3台数控制装置

4控制部

41输出控制部

42输出切换部

5存储部

Claims (4)

1.一种锅炉系统，具备：锅炉组，其具有能够在多个阶段性的燃烧位置进行燃烧的阶段值控制锅炉、以及能够连续改变燃烧率而进行燃烧的比例控制锅炉；以及控制部，其根据要求负荷来控制所述锅炉组的燃烧状态，其中，

所述控制部具备：

输出控制部，其控制所述锅炉组的燃烧状态，以便从所述比例控制锅炉输出与要求负荷相应的要求蒸汽量的蒸汽；以及

输出切换部，其以从所述比例控制锅炉输出的蒸汽量达到超过与所述阶段值控制锅炉中能够进行燃烧的燃烧位置相当的蒸汽量的规定蒸汽量作为条件，将与该燃烧位置相当的蒸汽量的输出从所述比例控制锅炉向所述阶段值控制锅炉切换。

2.根据权利要求1所述的锅炉系统，其中，

所述规定蒸汽量比与所述燃烧位置相当的蒸汽量多出所述比例控制锅炉能够输出的最小蒸汽量。

3.根据权利要求1所述的锅炉系统，其中，

所述规定蒸汽量比与所述燃烧位置相当的蒸汽量多出与所述比例控制锅炉的锅炉效率高于规定阈值的节能运转区域的下限值相当的蒸汽量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的锅炉系统，其中，

在所述阶段值控制锅炉在效率最佳的燃烧位置进行燃烧的情况下，即便从所述比例控制锅炉输出的蒸汽量达到所述规定蒸汽量，所述输出切换部也维持所述比例控制锅炉的输出。