JP2011069517A - ボイラ群の制御方法、プログラム、制御器及びボイラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群において、燃焼効率を効率的に向上することが可能なボイラ群の制御方法、プログラム、制御器及びボイラシステムを提供すること。
【解決手段】複数の段階的な燃焼位置を有するボイラ２１、２２、２３を備えたボイラ群を制御するプログラムであって、前記ボイラ２１、２２、２３において他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、前記移行後の燃焼効率に基づいて、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

この発明は、複数のボイラからなるボイラ群の制御方法、プログラム、制御器及びボイラシステムに関する。

従来、複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群を制御する場合に、各ボイラに優先順位を設定し、要求負荷に応じて、各ボイラを優先順位に従って制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

文献１に記載されるようなボイラ群の制御において、ボイラの燃焼台数を増減する際に、例えば、三位置ボイラでは、燃焼量を増加させる場合には高燃焼位置のボイラを増加することで燃焼台数を減らして高効率とし、燃焼量を減少させる場合には低燃焼位置のボイラを多くして応答性を向上することが一般的に行なわれている。

特開２００２−８１６０４号公報

しかしながら、ボイラ群を構成するボイラの燃焼効率は、個々のボイラや燃焼位置によって異なり一様ではないため、燃焼させるボイラ及びその燃焼位置を優先順位等によって一律に選択すると、燃焼効率を低下させる場合がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群において、燃焼効率を効率的に向上することが可能なボイラ群の制御方法、プログラム、制御器及びボイラシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群を制御するプログラムであって、前記ボイラにおいて他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、前記移行後の燃焼効率に基づいて、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群の制御方法であって、前記ボイラにおいて他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、前記移行後の燃焼効率に基づいて、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、制御器であって、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプログラムを備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、ボイラシステムであって、請求項７に記載の制御器を備えることを特徴とする。

この発明に係るプログラム、制御器、ボイラシステム、ボイラ群の制御方法によれば、ボイラ群において、いずれかのボイラを他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際に、移行後の燃焼効率に基づいて、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するので、燃焼効率を効率的に向上することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプログラムであって、前記ボイラ群の蒸発量を増加させる場合に、各ボイラにおいて移行可能な上位の燃焼位置のうち、燃焼効率が最も高い燃焼位置を選択するように構成されていることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のボイラ群の制御方法であって、前記ボイラ群の蒸発量を増加させる場合に、各ボイラにおいて移行可能な上位の燃焼位置のうち、燃焼効率が最も高い燃焼位置を選択することを特徴とする。

この発明に係るプログラム、ボイラ群の制御方法によれば、ボイラ群の蒸発量を増加させる場合に、各ボイラにおいて移行可能な上位の燃焼位置のなかから、燃焼効率が最も高い燃焼位置を選択して移行するので、燃焼効率を効率的に向上することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のプログラムであって、前記ボイラ群の蒸発量を減少させる場合に、各ボイラにおいて下位に移行可能な燃焼位置のうち、燃焼効率が最も低い燃焼位置を選択するように構成されていることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項９又は請求項１０に記載のボイラ群の制御方法であって、前記ボイラ群の蒸発量を減少させる場合に、各ボイラにおいて下位に移行可能な燃焼位置のうち、燃焼効率が最も低い燃焼位置を選択することを特徴とする。

この発明に係るプログラム、ボイラ群の制御方法によれば、ボイラ群の蒸発量を減少させる場合に、各ボイラにおいて下位に移行可能な燃焼位置のなかから、燃焼効率が最も低い燃焼位置を選択、燃焼解除するので、燃焼効率を効率的に向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプログラムであって、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行した後に、前記ボイラ群の燃焼効率が最も高くなるように、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のボイラ群の制御方法であって、前記ボイラにおいて他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行した後に、前記ボイラ群の燃焼効率が最も高くなるように、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とする。

この発明に係るプログラム、ボイラ群の制御方法によれば、他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行した後におけるボイラ群の燃焼効率を、確実かつ効率的に向上することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のプログラムであって、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置への移行が一度に複数生じる場合に、前記複数の移行が行なわれた後において、前記ボイラ群の燃焼効率が最も高くなるように、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項９に記載のボイラ群の制御方法であって、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置への移行が一度に複数生じる場合に、前記複数の移行が行なわれた後において、前記ボイラ群の燃焼効率が最も高くなるように、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とする。

この発明に係るプログラム、ボイラ群の制御方法によれば、他の燃焼位置又は燃焼停止位置への移行が一度に複数生じる場合に、複数の移行が行なった後のボイラ群の燃焼効率が、最も高くなるように他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するので、ボイラ群の燃焼効率を効率的に向上することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプログラムであって、前記ボイラ群における要求負荷と対応する蒸発量を確保するように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載のボイラ群の制御方法であって、前記ボイラ群における要求負荷と対応する蒸発量を確保するように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とする。

この発明に係るプログラム、ボイラ群の制御方法によれば、ボイラを他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、ボイラ群の要求負荷と対応する蒸発量を確保するので、ボイラ群の負荷追従性を効率的に向上することができる。

この発明に係るプログラム、制御器、ボイラシステム、ボイラ群の制御方法によれば、いずれかのボイラを他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際に、燃焼効率に基づいて移行するので、ボイラ群の燃焼効率を効率的に向上することができる。

本発明の一実施形態に係るボイラシステムの概略を示す図である。 一実施形態に係るボイラ群を構成するボイラの概略を説明する図である。 一実施形態に係るデータベースの一例を示す図である。 一実施形態に係るプログラムの一例を説明するフロー図である。 一実施形態に係るボイラシステムの動作の一例を説明する概略図である。

以下、図１から図５を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る制御器の一実施形態を示す図であり、符号１はボイラシステムを示している。

ボイラシステム１は、複数のボイラから構成されるボイラ群２と、制御部（制御器）４と、スチームヘッダ６と、スチームヘッダ６に設けられた圧力センサ７とを備え、ボイラ群２で発生させた蒸気を蒸気使用設備１８に供給するようになっている。
この実施形態において、ボイラ群２は、例えば、第１ボイラ２１、第２ボイラ２２、第３ボイラ２３を備え、３台の蒸気ボイラから構成されている。

この実施形態における要求負荷は、圧力センサ７が検出するスチームヘッダ６内の蒸気の圧力（物理量）により代用されており、この圧力に基づいて蒸気使用設備１８の消費蒸気量と対応する蒸発量を算出するようになっている。

スチームヘッダ６は、第１ボイラ２１、第２ボイラ２２、第３ボイラ２３と蒸気管１１により接続されるとともに、蒸気使用設備１８と蒸気管１２により接続されており、ボイラ群２で発生させた蒸気を集合し、各ボイラ相互間の圧力差及び圧力変動を調整して蒸気使用設備１８に蒸気を供給するようになっている。

ボイラ群２を構成している各ボイラ２１、２２、２３は、例えば、図２に示すように同一の構成（燃焼位置、差分蒸発量）を有する四位置制御ボイラとされ、それぞれ燃焼停止状態（燃焼停止位置に対応）、低燃焼状態（第１燃焼位置に対応）、中燃焼状態（第２燃焼位置に対応）、高燃焼状態（第３燃焼位置に対応）での燃焼が制御可能とされている。図２に示した各枠は、各ボイラ２１、２２、２３の燃焼位置を示しており、各枠内に記載した数値は、対応する燃焼位置の燃焼効率を示している。

各ボイラ２１、２２、２３は、第１差分蒸発量が５００（ｋｇ／ｈ）、第２差分蒸発量が１０００（ｋｇ／ｈ）、第３差分蒸発量が１５００（ｋｇ／ｈ）に設定され、第３燃焼位置で燃焼した場合の蒸発量、すなわち定格蒸発量は３０００（ｋｇ／ｈ）とされている。

この実施形態において、差分蒸発量とは、ボイラを一段階上位の燃焼位置に移行した場合に増加する蒸発量、すなわち、移行した後の燃焼位置の蒸発量と移行前の燃焼停止位置（又は燃焼位置）の蒸発量との差をいい、一段階上位に移行して第N燃焼位置（Nは、１以上の整数）となることで増加する蒸発量を、「第N燃焼位置の差分蒸発量」、又は「第N差分蒸発量」といい、例えば、燃焼停止位置から第１燃焼位置に移行した場合に増加する蒸発量を「第１燃焼位置の差分蒸発量」、又は「第１差分蒸発量」と、第１燃焼位置から第２燃焼位置に移行した場合に増加する蒸発量を「第２燃焼位置の差分蒸発量」、又は「第２差分蒸発量」という。

また、各ボイラ２１、２２、２３は、例えば、周知の燃焼位置制御技術により、要求負荷に応じて燃焼位置又は燃焼停止位置を移行させることが可能とされており、例えば、スチームヘッダ６の圧力が高くなった場合には蒸発量を減少させ、圧力が低くなった場合には蒸発量を増加させるようになっている。

制御部４は、入力部４１と、メモリ４２と、演算部４３と、ハードディスク４４と、出力部４６と、通信線４７とを備え、入力部４１、メモリ４２、演算部４３、ハードディスク４４、出力部４６は通信線４７により相互にデータ等を通信可能に接続され、ハードディスク４４にはデータベース４５が格納されている。

入力部４１は、例えば、図示しないキーボード等のデータ入力機器を有していて設定等を演算部４３に出力可能とされるとともに、圧力センサ７、各ボイラ２１、２２、２３と信号線１３、信号線１６により接続され、圧力センサ７から入力された圧力信号及び各ボイラ２１、２２、２３から入力された信号（例えば、燃焼位置等の情報）を演算部４３に出力するようになっている。
出力部４６は、各ボイラ２１、２２、２３と信号線１４により接続され、演算部４３から出力された信号を各ボイラ２１、２２、２３に出力するようになっている。

演算部４３は、メモリ４２の記憶媒体（例えば、ＲＯＭ）に格納されたプログラムを読み込んで実行し、例えば、要求負荷に対応する蒸発量の算出、入力部４１から入力された各ボイラの運転状態に関する情報等に基づいて、各ボイラ２１、２２、２３を他の燃焼位置または燃焼停止位置に移行させる場合に、その要否の判断、要求負荷と対応する必要蒸発量を満足することが可能な総蒸発量を確保するための他の燃焼位置または燃焼停止位置の選択、その結果に基づいて出力部４６を介して各ボイラ２１、２２、２３への信号を出力するようになっている。

データベース４５は、第１のデータベース４５Ａと、第２のデータベース４５Ｂと、第３のデータベース４５Ｃとを備えている。
第１のデータベース４５Ａは、圧力信号（ｍＶ）と圧力（Ｐａ）との関係を示すデータテーブルが数値データとして格納されており、演算部４３は、第１のデータベース４５Ａを参照して、圧力センサ７からの圧力信号（ｍＶ）に基づいてスチームヘッダ６内の圧力（Ｐａ）を算出するようになっている。

また、第２のデータベース４５Ｂは、例えば、各ボイラ２１、２２、２３の第１差分蒸発量、第２差分蒸発量、第３差分蒸発量がデータテーブルの形式で格納されており、演算部４３が、第２のデータベース４５Ｂを参照して、総蒸発量を算出可能とされている。
また、第３のデータベース４５Ｃには、例えば、図３に示すように、各ボイラ２１、２２、２３の各燃焼位置の燃焼効率がデータテーブルの形式で格納されている。

一実施形態に係るプログラムは、圧力センサ７が検出したスチームヘッダ６の圧力に基づいて、要求負荷に応じた必要蒸発量を算出し、ボイラ群２の総蒸発量が必要蒸発量を確保しつつ、次に移行可能な他の燃焼位置又は燃焼停止位置をリストアップし、このリストアップした燃焼位置又は燃焼停止位置のなかから、第３のデータベース４５Ｃを参照して、燃焼効率が最も高い燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するようになっている。
また、移行可能な燃焼位置のなかに同じ燃焼効率の燃焼位置が複数ある場合には、移行後のボイラ群２の燃焼効率を最も高くすることが可能な燃焼位置を選択するようになっている。

なお、燃焼位置を移行する際に、移行する上位の燃焼位置の燃焼効率又は下位に移行する燃焼位置の燃焼効率と関係なく、ボイラ群２の燃焼効率を最高とするように移行する燃焼位置を選択してもよく、その場合、第２のデータベース４５Ｂ、第３のデータベース４５Ｃを参照して、以下の、ボイラ群２の燃焼効率η１を算出してもよい。
η１＝（燃焼している燃焼位置の差分蒸発量の合計） ／ （（燃焼している燃焼位置の差分蒸発量／燃焼している燃焼位置の燃焼効率）の合計）

この実施形態に係るプログラムは、例えば、図４に示すフロー図のような概略構成とされている。
なお、圧力センサ７の圧力信号に基づく燃焼位置又は燃焼停止位置の移行については、上述のように周知の燃焼位置制御技術によるものとし、説明を省略する。

以下、図４を参照して、プログラムの一例に係るフロー図について説明する。
（１）まず、ボイラ群２の要求負荷と対応する必要蒸発量ＪＮ、及びボイラ群２の各ボイラ２１、２２、２３の蒸発量を合計した総蒸発量ＪＲに、それぞれ初期値（＝０）を設定する（Ｓ１）。
（２）ボイラ群２が運転中かどうかを判断する（Ｓ２）。
ボイラ群２が運転中の場合にはＳ３に移行し、運転が停止している場合にはプログラムを終了する。
（３）演算部４３は、入力部４１を介して取得した圧力センサ７の圧力信号に基づいて、必要蒸発量ＪＮを算出する（Ｓ３）。
（４）演算部４３は、Ｓ３において算出した必要蒸発量ＪＮを、メモリ４２に格納された必要蒸発量ＪＮと比較して、必要蒸発量ＪＮに所定値以上の変動があるかどうかを判断する（Ｓ４）。また、Ｓ３において算出した必要蒸発量ＪＮをメモリ４２に格納する。
必要蒸発量ＪＮに所定以上の変動がある場合はＳ５に移行し、ない場合はＳ２に移行する。ここで、必要蒸発量ＪＮに係る所定量は、任意に設定可能であり、例えば、１００（ｋｇ／ｈ）とされている。
（５）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮの変動が、増加かどうかを判断する（Ｓ５）。
必要蒸発量ＪＮの変動が、増加である場合はＳ６に移行し、増加ではなく減少である場合はＳ１２に移行する。
（６）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮとボイラ群２の総蒸発量ＪＲとを比較する（Ｓ６）。
必要蒸発量ＪＮ＞総蒸発量ＪＲである場合はＳ７に移行し、必蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲである場合はＳ２に移行する。
（７）演算部４３は、各ボイラ２１、２２、２３を上位の燃焼位置に移行した場合に、ボイラ群２が、必要蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲを満足する移行可能な上位の燃焼位置（又は移行可能な複数の燃焼位置の組合せ）をリストアップする（Ｓ７）。
（８）Ｓ７において、移行可能な上位の燃焼位置（又は移行可能な複数の燃焼位置の組合せ）が存在するかどうかを判断する（Ｓ８）。
移行可能な上位の燃焼位置（又は移行可能な複数の燃焼位置の組合せ）が存在する場合はＳ９に移行し、存在しない場合はＳ２に移行する。
（９）演算部４３は、第３のデータベース４５Ｃを参照して、Ｓ７においてリストアップした燃焼位置（又は移行可能な複数の燃焼位置の組合せ）のなかから、最も燃焼効率が高い燃焼位置を選択する（Ｓ９）。
（１０）演算部４３は、選択した燃焼位置（又は移行可能な複数の燃焼位置の組合せ）に移行するための信号を出力する（Ｓ１０）。
（１１）演算部４３は、選択した燃焼位置（又は移行可能な複数の燃焼位置の組合せ）に移行した場合の総蒸発量ＪＲを算出して、メモリ４２に格納する（Ｓ１１）。
Ｓ１１を実行したら、Ｓ２に移行する。
（１２）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲを満足しつつ、燃焼を解除して下位に移行させることが可能な燃焼位置の有無を判断する（Ｓ１２）。
必要蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲを満足しつつ、燃焼を解除して下位に移行させることが可能な燃焼位置がある場合にはＳ１３に移行し、存在しない場合はＳ２に移行する。
（１３）演算部４３は、各ボイラ２１、２２、２３を下位に移行させることが可能な燃焼位置（又は移行可能な複数の燃焼位置の組合せ）をリストアップする（Ｓ１３）。
（１４）演算部４３は、Ｓ１３においてリストアップした下位に移行可能な燃焼位置（又は移行可能な複数の燃焼位置の組合せ）のなかから、最も燃焼効率が低い燃焼位置を選択する（Ｓ１４）。
（１５）演算部４３は、選択した燃焼位置（又は移行可能な複数の燃焼位置の組合せ）に移行するための信号を出力する（Ｓ１５）。
（１６）演算部４３は、選択した燃焼位置（又は移行可能な複数の燃焼位置の組合せ）に移行した場合の総蒸発量ＪＲを算出して、メモリ４２に格納する（Ｓ１６）。
Ｓ１６を実行したら、Ｓ２に移行する。
上記（２）から（１６）を繰り返して実行する。

次に、図５を参照して、ボイラシステム１の作用について説明する。
図５は、プログラムを用いてボイラ群２を制御する場合の各ボイラ２１、２２、２３の状態を示す概略図であり、四角枠は各ボイラ２１、２２、２３を、四角枠を仕切って示した枠は、第１燃焼位置、第２燃焼位置、第３燃焼位置の燃焼状態を、左側に示した数値５００、１０００、及び１５００は第１差分蒸発量、第２差分蒸発量及び第３差分蒸発量を示している。
また、図５において網かけを施した部分は燃焼している燃焼位置を、無地に「Ｔ」を示した枠は、蒸発量を増加する際に燃焼させる燃焼位置の候補を、網かけに「Ｑ」を施した枠は、燃焼を解除して下位に移行する燃焼位置の候補を示している。

また、便宜のため、図５（Ａ）に示すように、ボイラ群２が、第１ボイラ２１が第１燃焼位置に、第２ボイラ２２が第２燃焼位置に、第３ボイラ２３が燃焼停止位置にある場合を例に説明する。

（１）上述のように、ボイラ群２は、図５（Ａ）に示すように、第１ボイラ２１が第１燃焼位置に、第２ボイラ２２が第２燃焼位置に、第３ボイラ２３が燃焼停止位置にある。
ここで、便宜のため、必要蒸発量ＪＮは２０００（ｋｇ／ｈ）、総蒸発量ＪＲは２０００（ｋｇ／ｈ）とし、必要蒸発量ＪＮと総蒸発量ＪＲは等しいものとする。
（２）次に、ボイラ群２の要求負荷が増加し、例えば、必要蒸発量ＪＮが５００（ｋｇ／ｈ）増加したものとする。
演算部４３は、Ｓ２を経由して、必要蒸発量ＪＮを算出する（Ｓ３）。
（３）演算部４３は、Ｓ３において算出した必要蒸発量ＪＮ（＝２５００（ｋｇ／ｈ））を、メモリ４２に格納された必要蒸発量ＪＮ（＝２０００（ｋｇ／ｈ））と比較する。その結果、必要蒸発量ＪＮに所定値以上の変動があると判断（Ｓ４）されるのでＳ５に移行する。
（４）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮの変動が、増加であると判断（Ｓ５）してＳ６に移行する。
（５）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮ（２５００（ｋｇ／ｈ））を、ボイラ群２の総蒸発量ＪＲ（＝２０００（ｋｇ／ｈ））と比較して、必要蒸発量ＪＮ＞総蒸発量ＪＲであると判断する（Ｓ６）。
（６）演算部４３は、各ボイラ２１、２２、２３の少なくとも１台を上位の燃焼位置に移行することにより、（必要蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲ）を満足する上位の燃焼位置（又は移行可能な複数の燃焼位置の組合せ）をリストアップする（Ｓ７）。
具体的には、例えば、以下の手順でリストアップする。
まず、入力部４１を介して入力される各ボイラ２１、２２、２３のそれぞれの状態に基づき、データベースを参照して、各ボイラ２１、２２、２３を上位の燃焼位置に移行した場合の差分蒸発量とその燃焼位置の燃焼効率、ボイラ群２の燃焼効率を算出する。
ここで、第１ボイラ２１を第２燃焼位置に移行すると、蒸発量が１０００（ｋｇ／ｈ）増加して総蒸発量ＪＲは３０００（ｋｇ／ｈ）となり、第２ボイラ２１を第３燃焼位置に移行すると、蒸発量が１５００（ｋｇ／ｈ）増加して総蒸発量ＪＲは３５００（ｋｇ／ｈ）となり、第３ボイラ２３を第２燃焼位置に移行すると蒸発量が５００（ｋｇ／ｈ）増加して２５００（ｋｇ／ｈ）となる。
また、図３に示すように、第１ボイラ２１の第２燃焼位置の燃焼効率は、９４．０％、第２ボイラ２２の第３燃焼位置の燃焼効率は、９８．４％、第３ボイラ２３の第１燃焼位置の燃焼効率は、９６．０％である。
以上のことから、ボイラ群２の総蒸発量ＪＲが、必要蒸発量ＪＮ２５００（ｋｇ／ｈ）を満足し、移行可能な燃焼位置として、
１）第１ボイラ２１の第１燃焼位置を第２燃焼位置に移行 （燃焼位置の燃焼効率 ９４．０％、ボイラ群2の燃焼効率η１ ９８．０％）
２）第２ボイラ２２の第２燃焼位置を第３燃焼位置に移行 （燃焼位置の燃焼効率 ９８．４％、ボイラ群2の燃焼効率η１ ９８．１％）
３）第３ボイラ２３の燃焼停止位置を第１燃焼位置に移行 （燃焼位置の燃焼効率 ９６．０％、ボイラ群2の燃焼効率η１ ９７．６％）
を、リストアップする（Ｓ７）。
また、演算部４３は、このリストアップの過程で、上記１）、２）、３）のいずれかを実施した場合、総蒸発量ＪＲ≧必要蒸発量ＪＮを満足するので、複数の燃焼位置を上位に移行する必要がないと判断する。
（７）演算部４３は、移行可能な上位の燃焼位置が存在すると判断する（Ｓ８）。
（８）Ｓ７においてリストアップした候補のうち、燃焼位置の燃焼効率が最も高い燃焼位置として、２）第２ボイラ２２の第２燃焼位置を第３燃焼位置に移行、を選択する（Ｓ９）。
（９）次いで、Ｓ９において選択した、第２ボイラ２２の第２燃焼位置を第３燃焼位置に移行する信号を出力する（Ｓ１０）。
その結果、図５（Ｂ）に示すように、第２ボイラ２２が第３燃焼位置に移行する。
（１０）次いで、演算部４３は、第２ボイラ２２が第３燃焼位置に移行した後の総蒸発量ＪＲ（＝３５００（ｋｇ／ｈ））を算出（Ｓ１１）してメモリ４２に格納して、Ｓ２に移行する。
このとき、
必要蒸発量ＪＮは、２５００（ｋｇ／ｈ）
総蒸発量ＪＲは、３５００（ｋｇ／ｈ）
である。

（１１）次に、ボイラ群２の要求負荷が減少し、例えば、必要蒸発量ＪＮが６００（ｋｇ／ｈ）減少したものとする。
演算部４３は、Ｓ２を経由して、必要蒸発量ＪＮを算出する（Ｓ３）。
（１２）演算部４３は、Ｓ３において算出した必要蒸発量ＪＮ（＝１９００（ｋｇ／ｈ））を、メモリ４２に格納された必要蒸発量ＪＮ（＝２５００（ｋｇ／ｈ）と比較して、必要蒸発量ＪＮに所定値以上の変動があると判断（Ｓ４）してＳ５に移行する。
（１３）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮの変動が、減少であると判断（Ｓ５）してＳ１２に移行する。
（１４）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮ（１９００（ｋｇ／ｈ））、ボイラ群２の総蒸発量ＪＲ（＝３５００（ｋｇ／ｈ））と、第１ボイラ２１の第１差分蒸発量５００（ｋｇ／ｈ）、第２ボイラ２２の第３差分蒸発量１５００（ｋｇ／ｈ）に基づいて、燃焼を解除して下位に移行させた場合に、必要蒸発量ＪＮ（＝１９００（ｋｇ／ｈ）≦総蒸発量ＪＲを満足する燃焼位置として、第１ボイラ２１の第１燃焼位置、第２ボイラ２２の第３燃焼位置が存在すると判断する（Ｓ１２）。
必要蒸発量ＪＮ≦総蒸発量ＪＲを満足しつつ燃焼を解除して下位に移行させることが可能な燃焼位置が存在するため、Ｓ１３に移行する。
（１５）演算部４３は、下位に移行させることが可能な燃焼位置として、第１ボイラ２１の第１燃焼位置、第２ボイラ２２の第３燃焼位置をリストアップする（Ｓ１３）。
具体的には、例えば、以下の手順でリストアップされる。
まず、入力部４１を介して入力される各ボイラ２１、２２、２３の状態に基づき、第１ボイラ２１、第２ボイラ２２、第３ボイラ２３を、第２のデータベース４５Ｂ、第３のデータベース４５Ｃを参照して、下位の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行した場合の総蒸発量ＪＲと移行先の燃焼位置の燃焼効率、ボイラ群２の燃焼効率を算出する。
ここで、図５（Ｂ）における各ボイラ２１、２２、２３の状態は、以下の通りである。
第１ボイラ２１は第１燃焼位置にあるため、第１ボイラ２１を第１燃焼位置から燃焼停止位置に移行すると、総蒸発量ＪＲは３０００（ｋｇ／ｈ）となり、第２ボイラ２２は第３燃焼位置にあるため、第２ボイラ２２を第３燃焼位置から第２燃焼位置に移行すると、総蒸発量ＪＲは２０００（ｋｇ／ｈ）となり、第３ボイラ２３は燃焼停止位置にあるため下位に移行することはできない。
また、図３に示すように、第１ボイラ２１の第１燃焼位置の燃焼効率は、９９．０％、第２ボイラ２２の第３燃焼位置の燃焼効率は、９８．４％である。
以上のことから、ボイラ群２の総蒸発量ＪＲが、必要蒸発量ＪＮ１９００（ｋｇ／ｈ）を満足し、下位に移行可能な燃焼位置として、
１）第１ボイラ２１の第１燃焼位置を燃焼停止位置に移行 （燃焼解除対象の燃焼位置の燃焼効率 ９９．０％、ボイラ群２の燃焼効率η１ ９８．０％）
２）第２ボイラ２２の第３燃焼位置を第２燃焼位置に移行 （燃焼解除対象の燃焼位置の燃焼効率 ９８．４％、ボイラ群２の燃焼効率η１ ９８．０％）
をリストアップする（Ｓ１３）。
また、演算部４３は、このリストアップをする過程で、上記１）、２）に加えていずれかの燃焼位置を下位に移行した場合、総蒸発量ＪＲ≧必要蒸発量ＪＮを満足することができなくなるので、１）、２）に加えて、１）、２）以外の燃焼位置を下位に移行する燃焼位置として選択できないと判断する。なお、例えば、１）、２）に加えて他の燃焼位置の燃焼を解除して下位の燃焼位置に移行しても、総蒸発量ＪＲ≧必要蒸発量ＪＮを満足する場合には、他の燃焼位置を含めて複数の燃焼位置の燃焼を解除して下位の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する。
（１６）Ｓ１３においてリストアップした候補のうち、燃焼位置の燃焼効率が最も低い燃焼位置として、２）第２ボイラ２２の第２燃焼位置を、下位に移行する燃焼位置として選択する（Ｓ１４）。
（１７）次いで、Ｓ１４で選択した、第２ボイラ２２を第２燃焼位置に移行する信号を出力する（Ｓ１５）。
その結果、図５（Ｃ）に示すように、第２ボイラ２２が第２燃焼位置に移行する。
（１８）演算部４３は、第２ボイラ２２を第２燃焼位置に移行した後の総蒸発量ＪＲ（＝２０００（ｋｇ／ｈ））を算出（Ｓ１６）してメモリ４２に格納し、Ｓ２に移行する。
このとき、
必要蒸発量ＪＮは、１９００（ｋｇ／ｈ）
総蒸発量ＪＲは、２０００（ｋｇ／ｈ）
である。

上記実施形態に係るボイラシステム１によれば、ボイラ群２において、いずれかのボイラを他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する際に、移行先とする上位の燃焼位置の燃焼効率、又は下位の燃焼位置若しくは燃焼停止位置に移行する際に燃焼解除する燃焼位置の燃焼効率に基づいて、他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するので、ボイラ群２の燃焼効率を効率的に向上することができる。

すなわち、ボイラ群２の蒸発量を増加させる場合に、各ボイラ２１、２２、２３の移行可能な上位の燃焼位置のなかから、最も燃焼効率が高い燃焼位置を選択し、ボイラ群２の蒸発量を減少させる場合に、各ボイラ２１、２２、２３の下位に移行可能な燃焼位置のなかから最も燃焼効率が低い燃焼位置を選択、燃焼解除するので、ボイラ群２の燃焼効率を効率的に向上させることができる。

また、移行した後のボイラ群２の燃焼効率を最高とするように、他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行した場合、ボイラ群２の燃焼効率を確実かつ効率的に向上することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、ボイラシステム１を構成するボイラ群２が、３台の四位置制御ボイラから構成される場合について説明したが、ボイラ群２を形成するボイラの構成、及びボイラの台数は任意に設定可能であり、例えば、三位置制御ボイラや、五位置以上の燃焼位置を有するボイラを用いてもよいし、燃焼位置数や、蒸発量等の構成が異なるボイラを組み合わせてボイラ群を構成してもよいことはいうまでもない。
また、ボイラ群２を構成するボイラのうちの一部が、故障、修理等により計画停止されている場合に稼動可能な一部のボイラを対象として燃焼制御してもよい。

また、上記実施の形態においては、他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、ボイラ群２の燃焼効率として、燃焼効率η１を算出する場合について説明したが、ボイラ群２の燃焼効率として、燃焼効率η１に代えて、必要蒸発量ＪＮに対する投入エネルギーの比率に基づく燃焼効率η２＝（必要蒸発量ＪＮ） ／ （（燃焼している燃焼位置の差分蒸発量／燃焼している燃焼位置の燃焼効率）の合計）に基づいて選択することにより、必要蒸発量ＪＮに対する余剰の蒸発量を考慮した算出をしてもよい。

また、上記実施の形態においては、蒸発量を増加する場合に、候補とされる燃焼位置のうち燃焼位置の燃焼効率が最も高い燃焼位置に移行し、蒸発量を減少する場合に、候補とされる燃焼位置のうち燃焼位置の燃焼効率が最も低い燃焼位置を燃焼解除して下位の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合について説明したが、各燃焼位置を、各燃焼位置の燃焼効率に基づく複数のランク（例えば、燃焼効率が９５％を超える燃焼位置をＡランク、燃焼効率が９０％を超え９５％以下をＢランク、・・・）に分けて、候補とされる燃焼位置のなかから、燃焼効率が高いＡランクに属する燃焼位置を選択可能な場合にはＡランクの燃焼位置を選択し、Ａランクの燃焼位置が存在しなくなったらＢランクの燃焼位置を選択するというように、燃焼効率が高いランクに属する燃焼位置を優先的に選択、移行する構成してもよい。
また、かかる場合に、所定の範囲の燃焼効率に属する燃焼位置のみをランク分けし、残りの燃焼位置については燃焼効率に基づいて選択するように構成してもよい。

また、各燃焼位置の燃焼効率又は各燃焼位置が属するランクに基づいて移行するのに代えて、移行した後にボイラ群２の燃焼効率が最も高くなるように燃焼位置を選択、移行してもよい。

また、例えば、燃焼位置間で移行する場合には移行する燃焼位置の燃焼効率により選択し、蒸発量を減少させる状況で移行先の候補に燃焼停止位置が含まれる場合にボイラ群２の燃焼効率に基づいて選択する等、燃焼位置の燃焼効率（又は燃焼効率のランク）と、ボイラ群２の燃焼効率のいずれかを、所定条件のもと選択する構成としてもよい。

また、上記実施の形態においては、燃焼位置を移行する場合に、総蒸発量ＪＲが必要蒸発量ＪＮを確保するように、移行する他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択する場合について説明したが、総蒸発量ＪＲが必要蒸発量ＪＮを確保する構成とするかどうかは、任意に設定することができる。

また、上記実施の形態においては、ボイラ群２の総蒸発量ＪＲが、必要蒸発量ＪＮを確保するように、他の燃焼位置又は燃焼停止位置をリストアップ、選択する場合について説明したが、必要蒸発量ＪＮを確保するのに代えて、必要蒸発量ＪＮの所定の範囲を確保するように他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択してもよい。

また、上記実施の形態においては、蒸発量と対応する物理量としてスチームヘッダ６内の蒸気の圧力及び目標圧力を用いて蒸発量を制御する場合について説明したが、圧力に代えて蒸気使用設備１８における蒸気の使用量等、蒸発量又は蒸発量と対応する他の物理量を用いて蒸発量を制御してもよい。

また、この発明に係るプログラムの概略構成の一例を、図４にフロー図として示したが、上記フロー図以外の方法（アルゴリズム）を用いてプログラムを構成してもよいことはいうまでもない。

また、上記実施の形態においては、本発明に係る制御をプログラムによって行なう場合について説明したが、プログラムによらずオペアンプ等を用いたアナログ制御によって行なってもよいことは当然である。
また、上記ボイラ群の制御方法の実行に際して、例えば、調圧器等の機械的な手段を一部又は全部に用いてもよい。

また、上記実施の形態においては、プログラムを格納するための記憶媒体がＲＯＭである場合について説明したが、ＲＯＭ以外にも、例えば、EP−ROM、 ハードディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカードなどを用いてもよい。また、演算部が読出したプログラムを実行することにより上記実施形態の作用が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、演算部で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施形態の作用が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムが、演算部に挿入された機能拡張ボードや演算部に接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の作用が実現される場合も含まれることはいうまでもない。

ボイラ群において、ボイラを他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、燃焼効率に基づいて移行するので、燃焼効率を効率的に向上することができ、産業上利用可能である。

１ ボイラシステム
２ ボイラ群
４ 制御部（制御器）
２１、２２、２３ ボイラ

Claims (14)

1. 複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群を制御するプログラムであって、
   前記ボイラにおいて他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、
   前記移行後の燃焼効率に基づいて、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とするプログラム。
2. 請求項１に記載のプログラムであって、
   前記ボイラ群の蒸発量を増加させる場合に、
   各ボイラにおいて移行可能な上位の燃焼位置のうち、燃焼効率が最も高い燃焼位置を選択するように構成されていることを特徴とするプログラム。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプログラムであって、
   前記ボイラ群の蒸発量を減少させる場合に、
   各ボイラにおいて下位に移行可能な燃焼位置のうち、燃焼効率が最も低い燃焼位置を選択するように構成されていることを特徴とするプログラム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプログラムであって、
   前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行した後に、前記ボイラ群の燃焼効率が最も高くなるように、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とするプログラム。
5. 請求項１に記載のプログラムであって、
   前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置への移行が一度に複数生じる場合に、
   前記複数の移行が行なわれた後において、前記ボイラ群の燃焼効率が最も高くなるように、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とするプログラム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプログラムであって、
   前記ボイラ群における要求負荷と対応する蒸発量を確保するように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択するように構成されていることを特徴とするプログラム。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプログラムを備えることを特徴とする制御器。
8. 請求項７に記載の制御器を備えることを特徴とするボイラシステム。
9. 複数の段階的な燃焼位置を有するボイラを備えたボイラ群の制御方法であって、
   前記ボイラにおいて他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、
   前記移行後の燃焼効率に基づいて、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とするボイラ群の制御方法。
10. 請求項９に記載のボイラ群の制御方法であって、
    前記ボイラ群の蒸発量を増加させる場合に、
    各ボイラにおいて移行可能な上位の燃焼位置のうち、燃焼効率が最も高い燃焼位置を選択することを特徴とするボイラ群の制御方法。
11. 請求項９又は請求項１０に記載のボイラ群の制御方法であって、
    前記ボイラ群の蒸発量を減少させる場合に、
    各ボイラにおいて下位に移行可能な燃焼位置のうち、燃焼効率が最も低い燃焼位置を選択することを特徴とするボイラ群の制御方法。
12. 請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のボイラ群の制御方法であって、
    前記ボイラにおいて他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行する場合に、
    前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置に移行した後に、前記ボイラ群の燃焼効率が最も高くなるように、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とするボイラ群の制御方法。
13. 請求項９に記載のボイラ群の制御方法であって、
    前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置への移行が一度に複数生じる場合に、
    前記複数の移行が行なわれた後において、前記ボイラ群の燃焼効率が最も高くなるように、前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とするボイラ群の制御方法。
14. 請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載のボイラ群の制御方法であって、
    前記ボイラ群における要求負荷と対応する蒸発量を確保するように、次に移行する前記他の燃焼位置又は燃焼停止位置を選択することを特徴とするボイラ群の制御方法。

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