JP2013064514A - ボイラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 必要以上のブローを防止し、熱的なロスを減少するとともに、缶水の濃縮不足を防止すること。
【解決手段】 各蒸気ボイラ２Ａ〜２Ｃに設けられ自らの積算燃焼時間に応じて缶水のブローを制御するボイラ制御器１１Ａ〜１１Ｃと、各ボイラ制御器１１Ａ〜１１Ｃの燃焼を制御する台数制御器５とを備え、各ボイラ制御器１１Ａ〜１１Ｃは、燃焼中であって、各蒸気ボイラ２Ａ〜２Ｃから蒸気集合部３への蒸気の流出が無いと判断したとき、ブロー制御のための積算燃焼時間としてカウントしないことを特徴とするボイラシステム。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の蒸気ボイラの燃焼を台数制御器により制御するボイラシステムに関するものである。

蒸気ボイラは、長時間の運転により缶水が濃縮する。特許文献１などに記載のように、この濃縮が過度に進行しないように、積算燃焼時間に応じて缶水のブローを行う。

この出願の発明者は、こうした積算燃焼時間に応じたブローを、複数の蒸気ボイラの燃焼を台数制御器による制御するボイラシステムに適用すると、つぎの課題があることを見出した。

すなわち、各蒸気ボイラは、蒸気ヘッダ内の圧力（第一圧力）に基づく台数制御器からの燃焼指示信号により燃焼を行うが、各蒸気ボイラの缶体内の圧力（第二圧力）が第一圧力よりも低いと、各蒸気ボイラから蒸気ヘッダへ蒸気の流出がない，すなわち缶水の濃縮が生じていないにも拘らず、燃焼しているので、ブロー制御の積算燃焼時間にカウントされてしまう。このため必要以上にブローが行われることになり、熱的なロスが多くなるとともに、缶水の濃縮不足を招くことになる。

実公平７−４９２０８号公報

この発明が解決しようとする課題は、必要以上のブローを防止し、熱的なロスを減少するとともに、缶水の濃縮不足を防止することである。

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、複数台の蒸気ボイラと、前記各蒸気ボイラに設けられ自らの積算燃焼時間に応じて缶水のブローを制御するボイラ制御器と、前記各ボイラ制御器へ燃焼指示信号を送信して燃焼を制御する台数制御器とを備え、前記各ボイラ制御器は、燃焼中であって、前記各蒸気ボイラから前記各蒸気ボイラの蒸気が集合する蒸気集合部への蒸気の流出が無いと判断したとき、ブロー制御のための積算燃焼時間としてカウントしないことを特徴としている。

請求項１に記載の発明よれば、前記各蒸気ボイラが燃焼中であっても前記各蒸気ボイラから蒸気が流出してない間は、前記積算燃焼時間にカウントしないので、必要以上のブローが防止される。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記台数制御器は、前記蒸気集合部の第一圧力に応じて前記各ボイラ制御器へ燃焼指示信号を送信して燃焼を制御するように構成され、前記各ボイラ制御器による蒸気の流出が無いとの判断は、燃焼中であって、前記各蒸気ボイラの缶体内の第二圧力と前記第一圧力との比較で行われることを特徴としている。前記各ボイラ制御器による蒸気の流出が無いとの判断は、前記各蒸気ボイラの缶体内の第二圧力が前記第一圧力より低い間に行われる。

請求項２に記載の発明よれば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、前記各ボイラ制御器による蒸気の流出が無いとの判断が、前記第一圧力と前記第二圧力との検出により可能となるので、流量センサにより検出するものと比較して、システムの構成を簡素化することができるという効果を奏する。

この発明によれば、必要以上のブローを防止し、熱的なロスを減少するとともに、缶水の濃縮不足を防止することができる。

この発明を実施したボイラシステムの実施の形態の概略構成図である。 同実施の形態の制御プログラムを説明するフローチャート図である。

（実施の形態の構成）
以下、この発明の実施の形態のボイラシステム１を図面に基づいて詳細に説明する。ボイラシステム１は、段階的な燃焼位置にて蒸発量を制御可能とされる複数台（この実施の形態では３台）の蒸気ボイラ（以下、単にボイラという。）２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、各ボイラ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを蒸気管（符号省略）で連結する共通の蒸気ヘッダ３と、蒸気ヘッダ３の内部の蒸気圧力を検出するための圧力検出器４と、第一圧力検出器４の検出圧力（第一圧力）Ｐ１に応じて、予め記憶した台数制御プログラムに基づき、予め設定しておいた起動順序に従って必要台数のボイラを燃焼・停止させ、蒸気負荷の変化に追随するように制御する台数制御器５とを備えている。蒸気ヘッダ３は、この発明のボイラ２Ａ，２Ｂ，２Ｃからの蒸気が集合する蒸気集合部であり、蒸気使用機器６と蒸気管（符号省略）で連結されている。

各ボイラ２Ａ，２Ｂ，２Ｃには、それぞれバーナ（図示省略）の燃焼によって、蒸気を生成する缶体７Ａ，７Ｂ，７Ｃと、各缶体７Ａ，７Ｂ，７Ｃ内の圧力を検出する第二圧力検出器８Ａ，８Ｂ，８Ｃと、ブロー制御用の弁９Ａ，９Ｂ，９Ｃを有する排水路（ブローライン）１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、予め記憶した制御プログラムにより、第二圧力検出器８Ａ，８Ｂ，８Ｃの検出圧力（第二圧力）Ｐ２など信号に基づき、弁（ブロー弁）９Ａ，９Ｂ，９Ｃなどを制御するボイラ制御器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃとを備えている。

各ボイラ制御器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃによる制御プログラムには、燃焼制御や水位制御に加えて、濃縮ブロー制御を含んでいる。濃縮ブロー制御は、周知の制御であり、台数制御器５からの燃焼指示信号に基づき、ボイラ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが燃焼した時間を計測し、燃焼時間Ｔを積算して、この積算燃焼時間Ｔに基づき缶体７Ａ，７Ｂ，７Ｃ内の缶水の濃縮度を算出し、算出した濃縮度が所定の値を越えると濃縮ブロー量を算出して濃縮ブローを実行する制御である。なお、濃縮ブローを行う場合、各ボイラ制御器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、算出した濃縮度に対応する時間分だけ各弁９Ａ，９Ｂ，９Ｃを開くことで、濃縮した缶水を排水路１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを通して排出する。

この発明は、濃縮ブロー制御における積算燃焼時間Ｔの算出制御に特徴があり、積算燃焼時間Ｔに基づき、濃縮ブロー量を算出するもの，すなわち積算燃焼時間Ｔが長いほど濃縮ブロー量が多くなるものであれば、濃縮ブロー量の算出および濃縮ブロー量による濃縮ブローの制御をどのように行うかは問わない。

そして、積算燃焼時間Ｔの算出制御の特徴とするところは、台数制御器５からの指示信
号による燃焼中であって、各ボイラ２Ａ，２Ｂ，２Ｃから蒸気ヘッダ３への蒸気の流出が無いと判断したとき、ブロー制御のための積算燃焼時間Ｔとしてカウントせず、蒸気の流出が有りと判断したとき、ブロー制御のための積算燃焼時間Ｔとしてカウントするところにある。

そして、この実施の形態では、各ボイラ制御器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、指示信号による燃焼中であって、各蒸気ボイラの缶体内の第二圧力Ｐ２と第一圧力Ｐ１との比較で行われる。具体的には、各ボイラ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの第二圧力Ｐ２が第一圧力Ｐ１より低い状態が設定時間（例えば５秒）継続すると「蒸気の流出が無い」と判断する。第二圧力Ｐ２が第一圧力Ｐ１より高いと「蒸気の流出が有る」と判断する。この積算燃焼時間Ｔの算出制御の一例を図２に示す。

また、台数制御器５による台数制御プログラムは、周知の制御であり、負荷量に対応した燃焼台数制御であって、第一圧力信号により必要燃焼台数を決定し、各ボイラ制御器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに対して燃焼指示または燃焼停止（燃焼待機を含む）の信号を出す制御である。

台数制御は、たとえば、特公平６−９２８０４号公報に示されるような制御とするが、これに限定されるものではない。また、各ボイラ２の燃焼制御方式は、停止状態、低燃焼状態（第一燃焼位置）Ｌ、高燃焼状態（第二燃焼位置）Ｈ、の三位置だけではなく、４位置制御方式や２位置制御方式とすることができる。また、３位置制御などの段階制御方式だけではなく、無段階制御方式とすることができる。

（実施の形態の動作）
つぎに、この実施の形態の濃縮ブロー動作を図２に基づき説明する。今、台数制御器５からの燃焼指示信号により、予め設定しておいた起動順序（起動優先順位）に基づき、ボイラ２Ａのみが燃焼していたとする。そして、蒸気負荷の増加を第一圧力検出器４にて検出して、燃焼待機中のボイラ２Ｂに対して新たに燃焼指示信号が出されたとする。

図２を参照して、ボイラ２Ｂのボイラ制御器１１Ｂは、ステップＳ１（以下、ステップＳＮを単にＳＮという。）にて、ＹＥＳを判定し、ボイラ２Ｂは、燃焼を開始する。そして、Ｓ２へ移行して、第二圧力Ｐ２が第一圧力Ｐ１より小さいかどうかを判定する。Ｐ２＞Ｐ１の場合、ボイラ２Ｂの缶体７Ｂから蒸気ヘッダ３へ向けて蒸気が流出しているので、Ｓ３へ移行して、濃縮ブロー制御のための積算燃焼時間Ｔとしてカウントする。

Ｐ１＞Ｐ２は、ボイラ２Ｂが燃焼をしばらく停止している状態での起動（冷態起動）時に生ずる。Ｐ１＞Ｐ２が所定時間継続すると、Ｓ２でＹＥＳが判定され、Ｓ４へ移行する。Ｓ４では、ボイラ２Ｂが燃焼しているにもかかわらず、積算燃焼時間Ｔとしてカウントしない。なお、Ｐ１＞Ｐ２は、台数制御器５からの指示信号による待機制御の一つである圧力保持制御時にも生ずる。待機制御は、各ボイラを負荷追従性が良い状態にしておく制御であり、圧力保持制御は、蒸気供給に寄与しない圧力で予め暖気状態として応答性を高めることを目的とした制御である。

このように、Ｐ１＞Ｐ２の状態では、ボイラ２Ｂが燃焼しているにもかかわらず、缶体７Ｂ内の蒸気が蒸気ヘッダ３へ流れない，すなわち缶水の濃縮が生じていないので、濃縮ブロー量を決める積算燃焼時間Ｔとしてカウントしない。これによって、Ｐ１＞Ｐ２であっても積算燃焼時間Ｔとしてカウントするものと比較して、必要以上に積算燃焼時間Ｔを増加させないことになる。その結果、必要以上に、濃縮ブローを行うことを防止できる。そして、必要以上の缶水の排出が防止されるので、熱的なロスを低減できるとともに、缶水の濃縮不足を防止できる。

この発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、各ボイラ制御器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃによる「蒸気の流出が無い」との判断は、前記実施の形態では、台数制御器５からの指示信号による燃焼中であって、各ボイラ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの第二圧力Ｐ２が第一圧力Ｐ１より低い間としているが、これに限定されないものであり、各ボイラ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの缶体７Ａ，７Ｂ，７Ｃから蒸気ヘッダ３に至る管路（符号省略）に蒸気の流れを検出する流量センサ（図示省略）を設けて、この流量センサにより「蒸気の流出が無い」を判断するように構成することができる。

２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 蒸気ボイラ（ボイラ）
３ 蒸気ヘッダ（蒸気集合部）
４ 第一圧力検出器
５ 台数制御器
８Ａ，８Ｂ，８Ｃ 第二圧力検出器

Claims (2)

1. 複数台の蒸気ボイラと、
   前記各蒸気ボイラに設けられ自らの積算燃焼時間に応じて缶水のブローを制御するボイラ制御器と、
   前記各ボイラ制御器へ燃焼指示信号を送信して燃焼を制御する台数制御器とを備え、
   前記各ボイラ制御器は、燃焼中であって、前記各蒸気ボイラから前記各蒸気ボイラの蒸気が集合する蒸気集合部への蒸気の流出が無いと判断したとき、ブロー制御のための積算燃焼時間としてカウントしないことを特徴とするボイラシステム。
2. 前記台数制御器は、前記蒸気集合部の第一圧力に応じて前記各ボイラ制御器へ燃焼指示信号を送信して燃焼を制御するように構成され、
   前記各ボイラ制御器による蒸気の流出が無いとの判断は、燃焼中であって、前記各蒸気ボイラの缶体内の第二圧力と前記第一圧力との比較で行われることを特徴とする請求項１に記載のボイラシステム。

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