JP2001132902A

JP2001132902A - 台数制御装置を設けているボイラの多缶設置システム

Info

Publication number: JP2001132902A
Application number: JP31874399A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Tabuchi; 靖田渕; Fumio Miyatake; 文夫宮武
Original assignee: SAMSON CO Ltd
Current assignee: SAMSON CO Ltd
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2001-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ボイラの多缶設置システムにおいて、蒸気圧
力の安定性が悪化することを防止し、また発振を防止す
る。【解決手段】ボイラ１を複数台設置し、各ボイラで発
生させた蒸気は集合させた後で蒸気使用機器２へ供給し
ており、蒸気圧力の制御圧力幅を分割して複数の圧力制
御区分を設定し、集合させた蒸気の圧力値によってボイ
ラの燃焼台数を定め、必要台数のボイラを燃焼させる台
数制御を行う台数制御装置３を設けているボイラの多缶
設置システムであって、台数制御を行っているボイラ１
の中で、運転することができなくなったボイラ１が発生
した場合、運転を行えなくなったボイラを台数制御から
切り離して圧力制御区分を設定し直し、設定し直した圧
力制御区分に基づいて台数制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボイラの多缶設置シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボイラを複数台設置し、負荷に応じてボ
イラの燃焼台数を調節するボイラの多缶設置システムが
知られている。蒸気ボイラの多缶設置システムの場合、
それぞれが単独でも燃焼を行うことができるボイラを複
数台設け、各ボイラで発生した蒸気はスチームヘッダに
集合させて蒸気使用機器へ供給しており、台数制御装置
がスチームヘッダに設けた圧力検出装置にて検出される
蒸気圧力値に基づいて台数制御を行う。また、多缶設置
の場合、個々のボイラは、高燃焼・低燃焼・停止の３位
置で燃焼制御し、低燃焼は高燃焼の約半分の燃焼量とさ
れるボイラを使用するのが一般的である。

【０００３】台数制御では、蒸気圧力の制御圧力幅を複
数の圧力制御区分に分割し、各圧力制御区分ごとにボイ
ラの燃焼台数を定めておき、スチームヘッダで検出され
る蒸気圧力値がどの圧力制御区分に該当するかによって
ボイラの燃焼台数を求め、必要台数分のボイラを燃焼さ
せる。圧力制御区分は一定の間隔で定めておき、蒸気圧
力値が高圧側の圧力制御区分に移るほどボイラの燃焼台
数を少なくし、蒸気圧力値が低圧側の圧力制御区分に移
るほどボイラの燃焼台数を多くすることで、蒸気圧力値
が制御圧力幅内に保たれるように制御する。

【０００４】図３は３位置燃焼制御のボイラを４台設置
し、制御圧力幅を0.700MPaから0.840MPaとした場合のも
のであり、圧力制御区分ごとのボイラの燃焼状態を示し
ている。４台のボイラにはそれぞれに優先順位が定めら
れ、優先順位の高いものから順に燃焼が行われる。ボイ
ラの燃焼状態は、高燃焼の場合を「Ｈ」、低燃焼の場合
を「Ｌ」、停止の場合を「−」で示しており、低燃焼は
高燃焼の約半分の燃焼量とするため、低燃焼を行ってい
るボイラ１台の燃焼台数は0.5台とカウントする。

【０００５】図３の左側は通常の燃焼状態の場合であ
る。蒸気圧力値が0.840MPaよりも高い圧力制御区分にあ
れば、すべてのボイラは停止（−−−−）とされ、燃焼
台数は０台、蒸気圧力値が0.820MPa〜0.840MPaの圧力制
御区分にある場合には、優先順位第１位のボイラのみが
低燃焼（Ｌ−−−）とされ、燃焼台数は0.5台、蒸気圧
力値が0.800MPa〜0.820MPaの圧力制御区分にある場合に
は、優先順位が第１位と第２位のボイラが低燃焼（ＬＬ
−−）とされ、燃焼台数は0.5＋0.5の１台としており、
蒸気圧力値が0.700MPa未満の圧力制御区分となり、すべ
てのボイラを高燃焼（ＨＨＨＨ）とし、燃焼台数が４台
となるまでの燃焼状態を定めている。

【０００６】多缶設置の場合、ボイラの異常発生時や整
備時には特定のボイラのみを停止させ、ほかのボイラは
運転させるということで、蒸気の供給を続けることがで
きるという利点がある。しかし、特定のボイラの運転を
停止させ、残りのボイラによって蒸気の供給を行う場
合、運転を停止させたボイラによって行われていた分の
圧力制御が行われなくなる。図３の右側は優先順位が第
２位のボイラが運転を停止した場合であり、燃焼を行え
なくなったボイラは「□」で示している。

【０００７】４台のボイラにて台数制御を行っていた場
合、0.02MPaの一定間隔で燃焼台数の増加または減少が
行われていたために、蒸気圧力を安定させることができ
ていたが、優先順位第２位が欠番となった場合、蒸気圧
力値が0.820MPa及び0.760MPaをまたいでも、燃焼台数の
増減は行われなくなる。ほかの部分では0.02MPaごとに
燃焼台数の増減が行われるが、0.820MPa及び0.760MPa部
分の圧力制御区分では、蒸気圧力値が0.04MPa分変化し
なければ燃焼台数の増減が行われないために、蒸気圧力
の安定性が悪化するという問題が生じる。

【０００８】また、多缶設置の場合、台数制御を行うボ
イラの台数が多くなるほど、圧力制御区分の圧力幅が小
さくなるため、台数制御を行うボイラの台数が多い場合
には、わずかの圧力変動で燃焼台数の変更が行われ、燃
焼台数の変更が頻繁に行われることとなる。さらに、燃
焼台数変更の出力と実際の蒸気発生量の増減には時間差
があるため、圧力制御区分の圧力幅が小さい場合には、
必要以上に燃焼台数変更の出力を行って蒸気発生量を大
きく変化させてしまい、その後に燃焼台数を逆の方向に
変更する出力を行わなければならなくなり、再び蒸気発
生量を大きく変化させることを繰り返す発振を引き起こ
すことがある。このような場合には、蒸気の安定性が悪
化することとなり、さらに機器の発停回数が多くなるた
めに寿命が短くなる。

【０００９】

【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、ボイラの多缶設置システムにおいて、蒸気
圧力の安定性が悪化することを防止し、また発振を防止
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】ボイラを複数台設置し、
各ボイラに共通のスチームヘッダを設け、各ボイラで発
生させた蒸気は集合させた後で蒸気使用機器へ供給して
おり、蒸気圧力の制御圧力幅を分割して複数の圧力制御
区分を設定し、集合させた蒸気の圧力値がどの圧力制御
区分に該当するかによってボイラの燃焼台数を定め、必
要台数のボイラを燃焼させる台数制御を行う台数制御装
置を設けているボイラの多缶設置システムであって、台
数制御を行っているボイラの中で、運転することができ
なくなったボイラが発生した場合、運転を行えなくなっ
たボイラを台数制御から切り離して圧力制御区分を設定
し直し、設定し直した圧力制御区分に基づいて台数制御
を行う。

【００１１】また、蒸気使用機器にて使用する蒸気量が
台数制御装置へ入力されるようにしておき、台数制御装
置では、蒸気使用機器にて使用する蒸気使用量と、台数
制御を行っているボイラで供給することのできる蒸気供
給可能量を比較し、蒸気供給可能量に対する蒸気使用量
が所定の割合を下回っている場合、台数制御を行うボイ
ラの台数を減少させて圧力制御区分を設定し直し、設定
し直した圧力制御区分に基づいて台数制御を行う。

【００１２】

【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多缶設置ボイラの設
置例、図２は本発明での圧力制御区分とボイラの燃焼状
態の説明図である。４台のボイラ１を設置しており、各
ボイラ１で発生させた蒸気を集合させるスチームヘッダ
４を設ける。発生させた蒸気はスチームヘッダ４に集合
させた後で蒸気使用機器２へ送っており、スチームヘッ
ダ４には、蒸気圧力を検出する圧力検出器６を設ける。
各ボイラには、それぞれに運転制御装置７を設けてお
り、運転制御装置７は台数制御装置３からの燃焼要求信
号を受けてボイラの燃焼制御を行う。

【００１３】台数制御装置３にて行われるボイラの台数
制御は、スチームヘッダ４に設けた圧力検出器６にて検
出される蒸気圧力値と、台数制御装置３に設定されてい
る燃焼状態に基づいて行われ、圧力検出器６で検出され
た蒸気圧力値が低いほど多くのボイラを燃焼させ、蒸気
圧力値が高いほど燃焼台数を少なくさせる。また、台数
制御装置３は、各ボイラの運転制御装置７や蒸気使用機
器２と接続しておき、あるボイラに異常が発生して運転
が行えなくなったなどの情報や、蒸気使用機器２で使用
する蒸気量の情報が入力されるようにしておく。

【００１４】ボイラの燃焼は、高燃焼、低燃焼、停止の
３位置で制御するものであり、低燃焼での蒸気発生量は
高燃焼での蒸気発生量の半分とする。図２では高燃焼の
状態を「Ｈ」、低燃焼の状態を「Ｌ」、停止の状態を
「−」で表しており、燃焼台数は低燃焼の場合には0.5
台、高燃焼の場合には１台としてカウントしている。

【００１５】本実施例での蒸気圧力の制御圧力幅は0.70
0MPaから0.840MPaであり、蒸気圧力値が0.700MPaを下回
った場合には蒸気発生量を最大とし、蒸気圧力値が0.84
0MPaを上回った場合にはすべてのボイラを停止するもの
である。図２左側は通常時の燃焼状態であり、高燃焼・
低燃焼・停止の３位置で燃焼を行う４台のボイラにおけ
る燃焼台数のパターンは、０台から４台までの９通りあ
る。蒸気圧力値が0.700MPaを下回った場合には、すべて
のボイラを高燃焼とし、蒸気圧力値が0.840MPaを上回っ
た場合には、すべてのボイラを停止するため、0.700MPa
から0.840MPaの間は７等分して合計で９つの圧力制御区
分を設け、蒸気圧力値が0.02MPa変化するごとに燃焼台
数の増減を行うように設定する。

【００１６】蒸気圧力値が0.840MPaよりも高い圧力制御
区分にあればすべてのボイラは停止（−−−−）とさ
れ、燃焼台数は０台、蒸気圧力値が0.820MPa〜0.840MPa
の圧力制御区分にある場合には、優先順位第１位のボイ
ラのみが低燃焼（Ｌ−−−）とされ、燃焼台数は0.5
台、蒸気圧力値が0.800MPa〜0.820MPaの圧力制御区分に
ある場合には、優先順位が第１位と第２位のボイラが低
燃焼（ＬＬ−−）とされ、燃焼台数は１台としており、
蒸気圧力値が0.700MPaよりも低い圧力制御区分となりす
べてのボイラを高燃焼（ＨＨＨＨ）とし、燃焼台数が４
台となるまでの燃焼状態をそれぞれ定める。

【００１７】台数制御装置３は、圧力検出器６によって
検出されるスチームヘッダ４内の蒸気圧力値が、どの圧
力制御区分に該当するかによって、ボイラの燃焼台数の
パターンを求める。例えば蒸気圧力値が0.790MPaであっ
た場合、燃焼台数が1.5台の圧力制御区分に該当するた
め、台数制御装置３は優先順位第１位のボイラに対して
高燃焼の燃焼要求信号を出力し、第２位のボイラに対し
て低燃焼の燃焼要求進号を出力する。燃焼要求信号を受
けているボイラでは、燃焼要求信号通りの高燃焼と低燃
焼を行い、それぞれのボイラから発生した蒸気はスチー
ムヘッダ４へ送られる。ボイラからの蒸気供給量と、蒸
気使用機器２での蒸気使用量の関係から、スチームヘッ
ダ４内の蒸気圧力値は上昇または下降し、別の圧力制御
区分となると、台数制御装置３は該当する燃焼要求信号
を出力する。

【００１８】４台のボイラの内の１台について、異常が
発生したり、保守作業を行うなどのために運転を行うこ
とができなくなった場合、運転停止の情報は運転制御装
置７から台数制御装置３へ送られる。運転停止の情報が
入力された台数制御装置３では、運転を停止したボイラ
を台数制御から切り離し、残りの３台のみでの台数制御
に切り換える。

【００１９】図２の右側は、運転台数を１台減少した場
合の圧力制御区分と燃焼状態である。台数制御を行うボ
イラの台数が変化しても、蒸気圧力の制御圧力幅が0.70
0MPaから0.840MPaであることには変わりなく、蒸気圧力
値が0.700MPaを下回った場合には蒸気発生量を最大と
し、蒸気圧力値が0.840MPaを上回った場合には蒸気発生
を停止する。３台のボイラによる燃焼台数のパターン
は、４台で台数制御を行う場合よりも２通り少ない７通
りとなる。蒸気圧力値が0.700MPaを下回った場合には、
すべてのボイラを高燃焼とし、蒸気圧力値が0.840MPaを
上回った場合には、すべてのボイラを停止するため、0.
700MPaから0.840MPaの間は５等分し、７つの圧力制御区
分に７通りのパターンをそれぞれ当てはめて、圧力制御
区分を設定し直す。なお、台数制御を行うボイラは３台
となったため、優先順位も台数制御を行うボイラで設定
し直し、ボイラの優先順位は第１位から第３位とされ
る。

【００２０】台数制御は設定し直した圧力制御区分と、
その燃焼パターンに基づいて行う。７つの圧力制御区分
は、蒸気圧力値が0.028MPa変化するごとに燃焼台数の増
減が行われるものであり、一定の間隔で燃焼台数の増減
を行うものであるために、蒸気の安定性が悪化すること
はない。

【００２１】ボイラを台数制御から切り離し、圧力制御
区分を設定し直すのは、ボイラが運転を行えなくなった
場合に限らない。多缶設置の場合、全体のボイラの能力
は蒸気使用量が最大となった場合でも対応することがで
きるだけの容量のものを選定し、さらにボイラの異常時
用に予備缶を設けることもある。そのため、蒸気使用機
器の蒸気使用状況や季節変動等により、ボイラの蒸気供
給可能量が蒸気使用量に比べて大幅に大きくなることが
ある。そこで、台数制御に使用するボイラの台数は、蒸
気供給可能量に対する蒸気使用量が所定の割合を上回る
ように調節する設定を行っておく。

【００２２】各ボイラは１台で１時間当たり2.0ｔの蒸
気を発生し、蒸気使用機器２は１時間当たり3.6ｔの蒸
気を使用するものであり、所定の割合として５０％を設
定しておいたとする。台数制御装置３では、蒸気使用機
器２から蒸気使用量の情報を入手し、ボイラの能力と台
数から定まる蒸気供給可能量と蒸気使用量の比較を行
う。2.0t/hのボイラを４台用いて台数制御を行っている
場合の蒸気供給可能量は8.0t/hであり、蒸気供給可能量
に対する蒸気使用量の割合は４５％となる。この場合、
蒸気使用量に対して蒸気供給可能量が大きくなりすぎて
いるため、台数制御装置３は、１台のボイラを台数制御
から切り離し、残りの３台のみでの台数制御に切り換え
る。2.0t/hのボイラが３台である場合の蒸気供給可能量
は6.0t/hとなり、6.0t/hに対する蒸気使用量3.6t/hの割
合は６０％となるため、３台のボイラで台数制御を行
う。

【００２３】台数制御は、１台のボイラが運転を行うこ
とができなくなって３台のボイラで台数制御を行う場合
と同様に、0.028MPaごとに圧力制御区分を設け、蒸気圧
力値が0.028MPa変化するごとに燃焼台数の増減が行われ
る。蒸気圧力幅が広くなるほど、わずかの圧力変動では
燃焼台数の変更が行われなくなり、頻繁な燃焼台数の変
更が抑えられ、発振も発生しにくくなる。そのため部品
の発停回数は少なくなり、部品の寿命を長期化すること
ができ、蒸気圧力の安定性が悪化することを防止でき
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明を実施することで、ボイラに異常
が発生するなどして、運転を行うことができなくなった
ボイラが発生しても、蒸気圧力の安定性を悪化させるこ
とを防止でき、状況に応じて台数制御を行うボイラの台
数を少なくすることで、頻繁な燃焼台数の変更や発振が
抑えられ、寿命の長期化と蒸気圧力の安定を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するボイラ多缶設置システムの
設置例の説明図

【図２】本発明での圧力制御区分とボイラの燃焼状態
の説明図

【図３】従来の場合の圧力制御区分とボイラの燃焼状
態の説明図

【符号の説明】

１ボイラ２蒸気使用機器３台数制御装置４スチームヘッダ５蒸気配管６圧力検出器７運転制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボイラを複数台設置し、各ボイラに共通
のスチームヘッダを設け、各ボイラで発生させた蒸気は
集合させた後で蒸気使用機器へ供給しており、蒸気圧力
の制御圧力幅を分割して複数の圧力制御区分を設定し、
集合させた蒸気の圧力値がどの圧力制御区分に該当する
かによってボイラの燃焼台数を定め、必要台数のボイラ
を燃焼させる台数制御を行う台数制御装置を設けている
ボイラの多缶設置システムであって、台数制御を行って
いるボイラの中で、運転することができなくなったボイ
ラが発生した場合、運転を行えなくなったボイラを台数
制御から切り離して圧力制御区分を設定し直し、設定し
直した圧力制御区分に基づいて台数制御を行う台数制御
装置を設けているボイラの多缶設置システム。
【請求項２】ボイラを複数台設置し、各ボイラに共通
のスチームヘッダを設け、各ボイラで発生させた蒸気は
集合させた後で蒸気使用機器へ供給しており、蒸気圧力
の制御圧力幅を分割して複数の圧力制御区分を設定し、
集合させた蒸気の圧力値がどの圧力制御区分に該当する
かによってボイラの燃焼台数を定め、必要台数のボイラ
を燃焼させる台数制御を行う台数制御装置を設けている
ボイラの多缶設置システムであって、蒸気使用機器にて
使用する蒸気量が台数制御装置へ入力されるようにして
おき、台数制御装置では、蒸気使用機器にて使用する蒸
気使用量と、台数制御を行っているボイラで供給するこ
とのできる蒸気供給可能量を比較し、蒸気供給可能量に
対する蒸気使用量が所定の割合を下回っている場合、台
数制御を行うボイラの台数を減少させて圧力制御区分を
設定し直し、設定し直した圧力制御区分に基づいて台数
制御を行う台数制御装置を設けているボイラの多缶設置
システム。