JP2002013701A

JP2002013701A - ボイラの台数制御方法

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Publication number: JP2002013701A
Application number: JP2000197665A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kayahara; 敏広茅原; Eiji Tasaka; 英司田坂
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2002-01-18
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: JP4147728B2

Abstract

(57)【要約】【課題】集合煙道から待機中のボイラへの排ガスの逆
流を確実に防止する。【解決手段】複数台のボイラ１を設置し、前記各ボイ
ラ１の煙道５を集合煙道６にそれぞれ接続し、前記各ボ
イラ１の燃焼を負荷の状況に応じて制御する構成におい
て、前記集合煙道６から待機中のボイラ１への排ガスの
逆流が生じない最小燃焼台数を確保する制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蒸気ボイラ，温
水ボイラ，熱媒ボイラ等のボイラを複数台設置し、負荷
の状況に応じてその燃焼台数を自動的に制御するボイラ
の台数制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ボイラを複数台，並列に
設置し、負荷の状況に応じて、これらのボイラの燃焼台
数を予め設定した優先順位にしたがって自動的に制御す
るようにしたボイラの多缶設置システムが実施されてい
る。たとえば、蒸気ボイラの多缶設置システムでは、前
記各ボイラに共通のスチームヘッダ内の圧力を検出し、
この検出圧力に基づいて、前記各ボイラの燃焼台数を制
御するようにしている。このボイラの多缶設置システム
においては、設備のコストを低減するために、通常、集
合煙道が設けられている。すなわち、この集合煙道は、
前記各ボイラの煙道を集合させて１つの煙道にまとめた
構成になっており、前記各ボイラからの排ガスは、前記
集合煙道内に集まり、前記集合煙道を介して外部へ排出
されるようになっている。

【０００３】ところで、前記集合煙道から待機中のボイ
ラへ排ガスが逆流すると、排ガス中に含まれる水分が前
記ボイラ内で結露し、不着火が発生しやすくなったり、
腐食が生じることがある。また、前記ボイラにおける送
風機の吸気口から前記ボイラを設置しているボイラ室内
へ排ガスが大量に流出すると、前記ボイラ室内に排ガス
が充満して、人体にとって好ましくない状況になる。さ
らに、排ガスの逆流が生じると、待機中のボイラのメン
テナンス作業ができないなどの不具合もある。そこで、
前記集合煙道の垂直部は、前記集合煙道から待機中のボ
イラへ排ガスが逆流しないようにするために、所定の通
風力（ドラフト力），すなわち通風（ドラフト）を起さ
せる圧力差を得ることができる高さに設定されている。

【０００４】しかしながら、低負荷のときは、前記ボイ
ラの燃焼台数が、たとえば１台のように少数となり、前
記通風力が低下する。すなわち、待機中のボイラの台数
が多いと、この待機中のボイラにおける送風機の吸気口
から吸引されて前記集合煙道中の排ガスに混入する空気
量が増加し、排ガス温度の低下度合が大きくなるため、
前記通風力が低下する。待機中のボイラの台数が多いほ
ど、前記通風力は低下する傾向にある。このような場合
にも所定の通風力を得ようとすると、前記垂直部の高さ
を非常に高く設定する必要があり、設備のコストが増大
する。また、前記各ボイラの煙道にダンパ部材をそれぞ
れ設け、これらの各ダンパ部材を待機中に閉じることに
よって排ガスの逆流を防止する方法もあるが、この方法
も前記各ダンパ部材を追加して設ける必要があり、コス
トの増大を招く。したがって、コストの増大を抑えつ
つ、待機中のボイラへの排ガスの逆流を確実に防止する
技術が要望されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、前記集合煙道から待機中のボイラへの排
ガスの逆流を確実に防止することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明
は、複数台のボイラを設置し、前記各ボイラの煙道を集
合煙道にそれぞれ接続し、前記各ボイラの燃焼を負荷の
状況に応じて制御する構成において、前記集合煙道から
待機中のボイラへの排ガスの逆流が生じない最小燃焼台
数を確保する制御を行うことを特徴としている。

【０００７】請求項２に記載の発明は、前記最小燃焼台
数を予め設定することを特徴としている。

【０００８】請求項３に記載の発明は、前記集合煙道に
設けた圧力センサからの信号に基づいて前記最小燃焼台
数を決定することを特徴としている。

【０００９】さらに、請求項４に記載の発明は、前記最
小燃焼台数より少ない燃焼台数で前記各ボイラを燃焼さ
せるとき、待機中のボイラに設けた送風機を稼動させる
ことを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて説明する。この発明は、蒸気ボイラ，温水ボイ
ラ，熱媒ボイラ等の種々のボイラに適用することがで
き、複数台のボイラを並列に設置し、これらの各ボイラ
の煙道を集合煙道にそれぞれ接続した構成になってい
る。そして、前記各ボイラの燃焼を予め設定した優先順
位にしたがい負荷の状況に応じて制御するようにしてい
る。また、前記各ボイラの燃焼を制御するにあたって
は、前記集合煙道から待機中のボイラへの排ガスの逆流
が生じない最小燃焼台数を確保する制御を行う構成にな
っている。

【００１１】すなわち、前記集合煙道から待機中のボイ
ラへの排ガスの逆流が生じないようにするためには、前
記集合煙道中を流れる排ガスの温度低下を抑制して、前
記集合煙道において所定の通風力（ドラフト力）が得ら
れるようにする必要がある。そこで、この通風力が得ら
れる前記最小燃焼台数を予め設定し、前記最小燃焼台数
を確保する制御を行うようにする。そうすることによ
り、待機中のボイラの台数を所定台数以内にして、待機
中のボイラにおける送風機の吸気口から吸引されて前記
集合煙道中の排ガスに混入する空気量を少なくし、排ガ
スの温度低下を抑制している。

【００１２】たとえば、前記各ボイラを高燃焼，低燃焼
（燃焼量をたとえば高燃焼の約１／２に設定）および待
機の各状態で制御する構成において、前記最小燃焼台数
が２台に設定されているとき、高燃焼１台分の蒸気量が
必要な場合は、２台のボイラを低燃焼で燃焼させて前記
最小燃焼台数を確保するようにする。ここで、前記最小
燃焼台数は、前記集合煙道の直径，垂直部の高さ等に基
づいて予め計算して設定することもできるし、試運転時
に実験により確認して設定することもできる。

【００１３】また、前記最小燃焼台数は、前記集合煙道
の所定の位置に圧力センサ設け、この圧力センサからの
信号に基づいて決定することもできる。すなわち、前記
集合煙道内において排ガスの逆流が生じやすい箇所（た
とえば、垂直部における最下端部）に前記圧力センサを
設け、その検出圧力が、排ガスの逆流が生じていないと
判断される所定範囲内にあるかどうかにより、前記最小
燃焼台数を決定する。そして、前記最小燃焼台数を確保
するように前記各ボイラを制御する。このように、前記
最小燃焼台数を前記圧力センサからの信号に基づいて決
定することにより、前記集合煙道の出口における気温や
風速の影響により前記通風力が変化しても、環境の変化
に対応して常に最適の前記最小燃焼台数を自動的に決定
することができる。

【００１４】ところで、負荷の状況によっては、前記最
小燃焼台数より少ない燃焼台数で前記各ボイラを燃焼さ
せなければならない場合もある。たとえば、前記最小燃
焼台数が２台に設定された構成において、低燃焼１台分
の蒸気量のみが必要なときである。このときは、待機中
の前記各ボイラの送風機を稼動させることにより、待機
中の前記各ボイラへの排ガスの逆流を防止するようにし
ている。すなわち、前記各ボイラに、インバータにより
回転数を制御可能な送風機をそれぞれ設け、待機中の前
記各ボイラにおいては、前記各送風機を排ガスの逆流を
防止可能な所定の回転数でそれぞれ回転させる。このと
き、前記各送風機の回転数を通常の燃焼時より少なくし
て，すなわち前記各送風機からの送風量を通常の燃焼時
より少なくして、省エネルギー化を図る。また、前記イ
ンバータを用いない構成においては、前記各送風機を低
燃焼用の送風量で稼動させるようにする。ここで、待機
中の前記各ボイラにおける前記各送風機の稼動は、待機
中の全ボイラについて行うこともできるし、所定の前記
通風力を得ることができれば、一部のボイラについての
み選択的に行うこともできる。

【００１５】以上のように、前記構成によれば、新たに
大掛かりな設備を追加することなく、前記集合煙道から
待機中の前記各ボイラへの排ガスの逆流を確実に防止す
ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。まず、図１および図２に基づい
て、この発明の第一実施例について説明する。図１に示
すように、この第一実施例においては、４台のボイラ
１，１，…が並列に設置され、これらの各ボイラ１は、
バーナ２，２，…をそれぞれ備えるとともに、制御器
３，３，…をそれぞれ備えている。そして、前記各バー
ナ２には、インバータ（図示省略）により回転数が制御
される送風機４，４，…が設けられている。

【００１７】また、前記各ボイラ１は、煙道５，５，…
をそれぞれ備え、これらの各煙道５は、集合煙道６にそ
れぞれ接続されている。この集合煙道６は、水平部７お
よび垂直部８を備え、前記各煙道５は、前記水平部７に
それぞれ接続されている。したがって、前記各ボイラ１
からの排ガスは、前記各煙道５を介して前記水平部７内
に集まり、前記垂直部８を介して外部へ排出されるよう
になっている。

【００１８】また、前記各ボイラ１は、蒸気管９，９，
…を備え、これらの各蒸気管９の下流側端部は、スチー
ムヘッダ１０に接続されている。そして、このスチーム
ヘッダ１０には、主蒸気管１１の上流側端部が接続され
ている。したがって、前記各ボイラ１からの蒸気は、前
記各蒸気管９介して前記スチームヘッダ１０内に集ま
り、前記主蒸気管１１を介して蒸気使用機器（図示省
略）へ供給されるようになっている。

【００１９】さらに、前記スチームヘッダ１０には、蒸
気圧力センサ１２が設けられており、この蒸気圧力セン
サ１２により前記スチームヘッダ１０内の蒸気圧力を検
出するようにしている。そして、前記蒸気圧力センサ１
２は、第一信号線１３を介して台数制御器１４に接続さ
れている。また、この台数制御器１４には、前記各制御
器３が、第二信号線１５を介してそれぞれ接続されてい
る。

【００２０】ここにおいて、前記各ボイラ１は、高燃
焼、低燃焼および待機の各状態に制御されるようになっ
ており、たとえば最大燃焼量を１００％としたとき、高
燃焼を１００％，低燃焼を５０％，待機を０％の燃焼量
に設定している。そして、前記台数制御器１４は、前記
蒸気圧力センサ１２で検出した蒸気圧力に基づいて、前
記各ボイラ１の燃焼量を予め設定した優先順位にしたが
って自動的に制御する機能を有している。したがって、
前記各ボイラ１の燃焼量は、負荷の状況，すなわち前記
蒸気使用機器における蒸気使用量に応じて制御されるよ
うになっている。

【００２１】そして、前記台数制御器１４は、前記集合
煙道６から待機中の前記各ボイラ１への排ガスの逆流が
生じない最小燃焼台数を確保する制御を行う機能を有し
ている。すなわち、前記集合煙道６において所定の通風
力（ドラフト力）が得られる最小燃焼台数を予め設定
し、この最小燃焼台数を確保する制御を行うようにして
いる。たとえば、前記最小燃焼台数が２台に設定されて
いるとき、高燃焼１台分の蒸気量が必要な場合は、２台
のボイラ１を低燃焼で燃焼させて前記最小燃焼台数を確
保するようにする。ここで、前記最小燃焼台数は、前記
集合煙道６の直径，前記垂直部８の高さ等に基づいて設
定されている。

【００２２】また、負荷の状況によっては、前記最小燃
焼台数より少ない燃焼台数で前記各ボイラ１を燃焼させ
なければならない場合もある。たとえば、低燃焼１台分
の蒸気量のみが必要なときである。このときは、待機中
の前記各ボイラ１における前記各送風機４を稼動させる
ことにより、待機中の前記各ボイラ１への排ガスの逆流
を防止するようにしている。そして、前記各送風機４の
回転数は、通常の燃焼時より少ない回転数に制御し、排
ガスの逆流を防止可能な最小回転数として、省エネルギ
ー化を図る。

【００２３】つぎに、図２に基づいて、この第一実施例
における前記最小燃焼台数を確保する制御について詳細
に説明する。ここで、前記構成においては、前記各ボイ
ラ１の燃焼は、負荷に応じて制御されるようになってい
るが、その詳細な説明は省略し、以下の説明では、負荷
に応じた燃焼制御が行われていることを前提にして説明
する。まず、ステップＳ１において、前記台数制御器１
４からの指令信号に基づく現在の燃焼台数と、予め設定
された前記最小燃焼台数とを比較し、前者≧後者であれ
ば、そのまま通常の台数制御を行い、前者＜後者であれ
ば、ステップＳ２へ移行する。このステップＳ２では、
高燃焼状態のボイラがあるかどうかを判定し、高燃焼状
態のボイラがあれば、ステップＳ３へ移行し、高燃焼状
態のボイラがなければ、ステップＳ４へ移行する。

【００２４】前記ステップＳ３においては、高燃焼状態
のボイラを低燃焼状態へ移行させるとともに、待機状態
のボイラを低燃焼状態へ移行させることにより、発生蒸
気量を現在の状態に維持しながら燃焼台数を増加させ
る。一方、前記ステップＳ４においては、待機状態のボ
イラにおける前記各送風機４を稼動させて、小風量での
送風を行い、排ガスの逆流を防止する。そして、前記ス
テップＳ３における燃焼量の変更が完了して定常状態と
なる時間が経過した後、前記ステップＳ３から前記ステ
ップＳ１へ戻り、前記最小燃焼台数を確保しているかど
うかを再度確認する。まだ前記最小燃焼台数を確保して
いない状態であれば、前記ステップＳ２〜Ｓ４を繰り返
す。

【００２５】以上のように、この第一実施例によれば、
新たに大掛かりな設備を追加することなく、前記各ボイ
ラ１の燃焼台数の変更により、前記集合煙道６から待機
中の前記各ボイラ１への排ガスの逆流を確実に防止する
ことができる。また、新たに設備を追加する必要がない
ので、低コストの構成とすることができる。さらに、前
記最小燃焼台数より少ない燃焼台数で前記各ボイラ１を
燃焼させるときも、待機中の前記各ボイラ１に設けた前
記各送風機４を稼動させることにより、確実に排ガスの
逆流を防止することができる。

【００２６】つぎに、図３に示す第二実施例について説
明する。ここにおいて、前記第一実施例と同様の構成部
材には同一の符号を付して、その詳細説明を省略する。
さて、この第二実施例では、前記集合煙道６に圧力セン
サ１６を設け、この圧力センサ１６により前記集合煙道
６内の圧力を検出し、この検出圧力に基づいて、排ガス
の逆流が生じない前記最小燃焼台数を決定するようにし
ている。前記圧力センサ１６は、前記集合煙道６内にお
いて排ガスの逆流が生じやすい箇所，たとえば前記垂直
部８における最下端部に設けられている。また、前記圧
力センサ１６は、第三信号線１７を介して前記台数制御
器１４に接続されている。

【００２７】すなわち、この第二実施例においては、前
記圧力センサ１６による検出圧力が、排ガスの逆流が生
じていないと判断される所定範囲内にあるかどうかを判
定し、この範囲内にないときは、現在の燃焼台数が前記
最小燃焼台数を下回っていると判定して、前記各ボイラ
１の燃焼台数を増加させるようにしている。

【００２８】図４に、この第二実施例における制御フロ
ーを示すが、ステップＳ１において、前記圧力センサ１
６による検出圧力が、前記所定範囲内にあるかどうか，
すなわち排ガスの逆流が生じていないかどうかを判定す
るようにしている。そして、検出圧力が前記所定範囲内
にあれば、そのまま通常の台数制御を行い、検出圧力が
前記所定範囲内になければ、ステップＳ２へ移行して排
ガスの逆流を防止する制御を行う。この第二実施例にお
けるステップＳ２〜Ｓ４は、前記第一実施例における前
記ステップＳ２〜Ｓ４と同様であるので、説明を省略す
る。

【００２９】以上のように、この第二実施例によれば、
前記第一実施例と同様の効果を得ることができるととも
に、前記最小燃焼台数を前記圧力センサ１６による検出
圧力に基づいて決定するようにしているので、前記集合
煙道６の出口における気温や風速の影響により前記通風
力が変化しても、常に最適の前記最小燃焼台数を自動的
に決定することができる。

【００３０】

【発明の効果】この発明によれば、新たに大掛かりな設
備を追加することなく、集合煙道から待機中のボイラへ
の排ガスの逆流を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例を示す説明図である。

【図２】この発明の第一実施例における制御フローを示
す説明図である。

【図３】この発明の第二実施例を示す説明図である。

【図４】この発明の第二実施例における制御フローを示
す説明図である。

【符号の説明】

１ボイラ４送風機５煙道６集合煙道１６圧力センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数台のボイラ１を設置し、前記各ボイ
ラ１の煙道５を集合煙道６にそれぞれ接続し、前記各ボ
イラ１の燃焼を負荷の状況に応じて制御する構成におい
て、前記集合煙道６から待機中のボイラ１への排ガスの
逆流が生じない最小燃焼台数を確保する制御を行うこと
を特徴とするボイラの台数制御方法。
【請求項２】前記最小燃焼台数を予め設定することを
特徴とする請求項１に記載のボイラの台数制御方法。
【請求項３】前記集合煙道６に設けた圧力センサ１６
からの信号に基づいて前記最小燃焼台数を決定すること
を特徴とする請求項１に記載のボイラの台数制御方法。
【請求項４】前記最小燃焼台数より少ない燃焼台数で
前記各ボイラ１を燃焼させるとき、待機中のボイラ１に
設けた送風機４を稼動させることを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１項に記載のボイラの台数制御方法。