JP2017223402A - ボイラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラの始動時に、エネルギーロス（立ち上げ損失）を抑止するボイラシステムを提供すること。
【解決手段】ヘッダ圧力値が第１圧力値未満の状態であって、複数のボイラ２０のそれぞれの備える運転スイッチがすべてオフ状態である運転停止状態が所定時間以上継続する第１状態を検出する第１状態検出部４１と、第１状態検出部４１により第１状態が検出され、運転スイッチ状態監視部４０により最初に前記運転スイッチがオン状態に変化するボイラが検出される第１時刻ｔ_１を検知する第１時刻検知部４２と、第１時刻ｔ_１から予め設定された第１時間が経過した場合、運転スイッチ状態監視部４０により運転スイッチがオン状態であるすべてのボイラを特定する第１制御対象ボイラ特定部４３と、特定されたボイラを制御対象として、台数制御を開始させる始動時台数制御部４８を備えるボイラシステム１。
【選択図】図２

Description

本発明は、蒸気集合部（以下、「蒸気ヘッダ」ともいう）の内部の蒸気圧が設定圧力範囲に収まるように、制御対象のボイラの燃焼量を制御する台数制御手段（台数制御装置）を備えるボイラシステムに関する。

複数のボイラからなるボイラ群により構成されるボイラシステムでは、ボイラ群において生成された蒸気を蒸気ヘッダに集合し、この蒸気ヘッダから負荷機器に対して蒸気を供給する。このようなボイラシステムでは、蒸気ヘッダ内の蒸気の圧力（蒸気圧）が設定圧力範囲に収まるように、台数制御手段（台数制御装置）により制御対象のボイラの燃焼量を制御することとしている。
また、各ボイラにはそれぞれ優先順位が設定されている。優先順位は、燃焼指示や燃焼停止指示等を行うボイラを選択するために用いられる。
また、ボイラシステムを構成する複数（ｎ台）のボイラのうち、ｍ台（ｍ＜ｎ）を制御対象ボイラとして燃焼させ、残りの（ｎ−ｍ）台は予備ボイラとして常時停止するように予め設定することができる。

ボイラシステムにおいて、ユーザ設備の稼働停止等によりすべてのボイラを停止させる場合、停止方法として２つの方法が知られている。
１番目の方法は、台数制御手段（台数制御装置）の備える一括待機機能又はプログラム待機機能により、台数制御手段（台数制御装置）からの指令によりすべてのボイラを停止させる方法である。この場合、各ボイラのボイラ運転スイッチはオン状態のままで、各ボイラは、停止状態となる。
２番目の方法は、台数制御手段（台数制御装置）の備える一括待機機能又はプログラム待機機能を使用せずに、各ボイラのボイラ運転スイッチを直接オンからオフに操作することで、各ボイラを停止状態にする方法である。

特開２００９−０５８１６８号公報

ボイラシステムが複数（ｎ台）のボイラにより構成されている場合で、そのうちｍ台（ｍ＜ｎ）を制御対象ボイラとして、残りの（ｎ−ｍ）台は予備ボイラとして常時停止するように予め設定されている場合、１番目の方法ですべてのボイラを停止させた場合と、２番目の方法ですべてのボイラを停止させた場合と、において、ボイラを始動させる際にその挙動は大きく異なる。

簡単のため、ｎ＝５、ｍ＝３として説明する。
１番目の方法（すなわち、台数制御手段からの指令によりすべてのボイラを停止させる方法）により各ボイラを停止させている状態で、台数制御手段（台数制御装置）によりボイラを始動させる場合、具体的には、すべてのボイラの運転スイッチがオンの状態で、台数制御手段（台数制御装置）により、すべてのボイラの一括待機状態又はプログラム待機状態を解除する場合には、各ボイラに設定されている優先順位に基づいて、燃焼指示がなされる。
具体的には、「１位」〜「３位」の優先順位が割り当てられているボイラのみが燃焼を開始し、「４位」及び「５位」の優先順位が割り当てられているボイラは、停止状態を継続する。

これに対して、２番目の方法（すなわち、各ボイラの運転スイッチを直接オンからオフに操作する方法）により各ボイラを停止させている状態で、ボイラの運転スイッチをオフからオンに操作することで、ボイラを始動させる場合の動作を図６を参照しながら、説明する。
図６に示すように、５台のボイラは、それぞれ１号機（優先順位５位に設定）、２号機（優先順位４位に設定）、３号機（優先順位３位に設定）、４号機（優先順位２位に設定）、５号機（優先順位１位に設定）とする。

最初に、１号機の運転スイッチをオフからオンに操作して１号機を始動させる場合、台数制御手段（台数制御装置）は、制御可能ボイラ台数が０台の状態から制御可能ボイラ台数が１台の状態に変化することを検知することから、１号機に設定されている優先順位に関係なく、１号機を制御対象ボイラとして燃焼を開始させる。
次に、２号機の運転スイッチをオフからオンに操作して２号機を始動させる場合、台数制御手段（台数制御装置）は、制御可能ボイラ台数が２台の状態に変化することを検知することから、２号機に設定されている優先順位に関係なく、２号機を制御対象ボイラとして燃焼を開始させる。
次に、３号機の運転スイッチをオフからオンに操作して３号機を始動させる場合、台数制御手段（台数制御装置）は、制御可能ボイラ台数が３台の状態に変化することを検知することから、３号機に設定されている優先順位に関係なく、３号機を制御対象ボイラとして燃焼を開始させる。
この時点で、台数制御手段（台数制御装置）は、制御対象ボイラを３台確保したと判断し、残りの２台のボイラは、予備ボイラとして常時停止するように制御されることとなる。
したがって、この後、４号機及び５号機の運転スイッチをオフからオンに操作してそれぞれ４号機及び５号機を始動させる場合、台数制御手段（台数制御装置）は、４号機及び５号機を、予備ボイラとして常時停止するように制御することとなる。
そうすると、本来「１位」〜「３位」の優先順位が割り当てられている５号機〜３号機を燃焼すべきところ、運転スイッチをオフからオンに操作する順番の早かった１号機〜３号機が燃焼してしまうことになる。

このように、例えば、優先順位が５位、４位、３位、２位、１位のボイラを、この順番で運転スイッチをオフからオンに操作して始動させた場合、本来予備ボイラとして燃焼停止状態を継続すべき、優先順位が５位及び４位のボイラが燃焼を開始し、本来制御対象として燃焼すべき、優先順位が１位及び２位のボイラが燃焼停止状態を継続することとなる。
そうすると、その後は、台数制御手段（台数制御装置）の備える「最適燃焼移行制御」機能（負荷変動に伴い、自然に燃焼ボイラを優先順位どおりに入れ替える制御機能）が働き、本来燃焼すべき優先順位が１位及び２位のボイラが燃焼するとともに、本来燃焼停止継続すべき優先順位が５位及び４位のボイラが停止するため、最終的には、優先順位どおりのボイラが燃焼することになる。
このように、２番目の方法ですべてのボイラを停止させた状態で、運転スイッチをオフからオンに操作することで、ボイラの始動を行う場合、その運転スイッチを操作する順番によっては、本来停止継続すべきボイラが無駄に燃焼してしまう状態が発生する。これにより、エネルギーロス（立ち上げ損失）が発生し、システム効率が悪化することになる。

本発明は、各ボイラの運転スイッチをオフからオンに操作することでボイラを始動させる場合、ボイラの始動時に、エネルギーロス（立ち上げ損失）を抑止することを目的とする。

本発明は、複数のボイラからなるボイラ群と、前記ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、前記ヘッダ圧力値に基づいて前記ボイラ群の燃焼状態を制御する台数制御部と、を備えるボイラシステムであって、前記台数制御部は、前記ボイラの運転スイッチがオン状態であるか又はオフ状態であるかを監視する運転スイッチ状態監視部と、前記ヘッダ圧力値がゼロ又は予め設定された第１圧力値未満の状態であって、前記複数のボイラのそれぞれの備える運転スイッチがすべてオフ状態である運転停止状態が所定時間以上継続する第１状態を検出する第１状態検出部と、前記第１状態検出部により第１状態が検出され、前記運転スイッチ状態監視部により最初に前記運転スイッチがオン状態に変化するボイラが検出される第１時刻ｔ_１を検知する第１時刻検知部と、前記第１時刻検知部により検知された前記第１時刻ｔ_１から予め設定された第１時間が経過した場合、前記運転スイッチ状態監視部により運転スイッチがオン状態であるすべてのボイラを特定する第１制御対象ボイラ特定部と、前記第１制御対象ボイラ特定部により特定されたボイラを制御対象として、台数制御を開始させる始動時台数制御部と、を備える、ボイラシステムに関する。

本発明は、複数のボイラからなるボイラ群と、前記ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、前記ヘッダ圧力値に基づいて前記ボイラ群の燃焼状態を制御する台数制御部と、を備えるボイラシステムであって、前記台数制御部は、前記ボイラの運転スイッチがオン状態であるか又はオフ状態であるかを監視する運転スイッチ状態監視部と、前記ヘッダ圧力値がゼロ又は予め設定された第１圧力値未満の状態であって、前記複数のボイラのそれぞれの備える運転スイッチがすべてオフ状態である運転停止状態が所定時間以上継続する第１状態を検出する第１状態検出部と、前記第１状態検出部により第１状態が検出された後、前記運転スイッチ状態監視部により前記運転スイッチがオン状態に変化するボイラが検出された場合に予め設定された第２時間のカウントを開始するカウント部と、前記カウント部によりカウントされる前記第２時間以内に前記運転スイッチ状態監視部により、さらにオン状態に変化するボイラが検出されるかを判定する判定部と、前記判定部によりオン状態に変化するボイラが検出された場合に前記カウント部によるカウントをリセットして前記第２時間のカウントを再度開始するリセット部と、前記判定部によりオン状態に変化するボイラが検出されなかった場合に、前記運転スイッチ状態監視部により運転スイッチがオン状態であるすべてのボイラを特定する第２制御対象ボイラ特定部と、前記第２制御対象ボイラ特定部により特定されたボイラを制御対象として、台数制御を開始させる始動時台数制御部と、を備える、ボイラシステムに関する。

また、前記台数制御部は、さらに前記始動時台数制御部により制御対象とされるボイラのうち、優先順位の高いボイラについては、前記運転スイッチ状態監視部により前記ボイラの運転スイッチのオン状態が検出された時点で、前記ボイラの燃焼を開始させる優先燃焼制御部を備えることができる。

本発明によれば、各ボイラの運転スイッチをオフからオンに操作することでボイラを始動させる場合、ボイラの始動時に、エネルギーロス（立ち上げ損失）を抑止するボイラシステムを提供することができる。

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。 第１実施形態の制御部の構成を示す機能ブロック図である。 第１実施形態において、運転スイッチのオン操作によりボイラを始動させた場合における各ボイラの燃焼制御状況を示す図である。 第２実施形態の制御部の構成を示す機能ブロック図である。 第２実施形態において、運転スイッチのオン操作によりボイラを始動させた場合における各ボイラの燃焼制御状況を示す図である。 従来のボイラシステムにおいて、運転スイッチのオン操作によりボイラを始動させた場合における各ボイラの燃焼制御状況を示す図である。

［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るボイラシステム１について説明する。図１は、ボイラシステム１の概略を示す図である。

図１に示すように、ボイラシステム１は、複数（５台）のボイラ２０を含むボイラ群２と、ボイラ２０において生成された蒸気を集合させる蒸気集合部としての蒸気ヘッダ６と、蒸気圧測定手段としての蒸気圧センサ７と、台数制御手段としての台数制御装置３と、を備える。
ボイラ群２は、負荷機器としての蒸気使用設備１８に供給する蒸気を生成する。

蒸気ヘッダ６の上流側は、蒸気管１１を介してボイラ群２（各ボイラ２０）に接続されている。蒸気ヘッダ６の下流側は、蒸気管１２を介して蒸気使用設備１８に接続されている。蒸気ヘッダ６は、ボイラ群２で発生させた蒸気を集合させて貯留することにより各ボイラ２０の相互の圧力差及び圧力変動を調整し、圧力が調整された蒸気を蒸気使用設備１８に供給するようになっている。

蒸気圧センサ７は、信号線１３を介して、台数制御装置３に電気的に接続されている。蒸気圧センサ７は、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧（ボイラ群２で発生した蒸気の圧力）を測定し、測定した蒸気圧に係る信号（蒸気圧信号）を、信号線１３を介して台数制御装置３に送信する。

ボイラシステム１は、ボイラ群２で発生させた蒸気を、蒸気ヘッダ６を介して、蒸気によって運転される蒸気使用設備１８に供給可能とされている。
ボイラシステム１において要求される負荷（要求負荷）は、蒸気使用設備１８における蒸気消費量である。台数制御時においては、この蒸気消費量に対応して生じる蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧の変動を、蒸気圧センサ７が測定する蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧（物理量）に基づいて算出し、ボイラ群２を構成する各ボイラ２０の燃焼量を制御する。

蒸気使用設備１８の需要の増大により要求負荷が増加し、供給蒸気量が不足すれば、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧が減少することになる。一方、蒸気使用設備１８の需要の低下により要求負荷が減少し、供給蒸気量が過剰になれば、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧が増加することになる。このため、蒸気圧センサ７からの蒸気圧信号により要求負荷の変動をモニターすることができる。ボイラシステム１は、この蒸気圧に基づいて蒸気使用設備１８の消費蒸気量（要求負荷）に応じた目標蒸気量を算出するようになっている。

台数制御装置３は、台数制御部４と記憶部５とを備える。台数制御装置３は、ボイラ群２の燃焼制御に関して、例えば、記憶部５に記憶される設定条件（ボイラの優先順位等）を変更することができる。なお、設定条件の設定及び変更は、その全部又は一部を手動で行ってもよく、あるいは、その全部又は一部を自動で行ってもよい。

ボイラ２０は、複数の段階的な燃焼位置で燃焼可能な段階値制御ボイラ又は連続制御ボイラである。段階値制御ボイラとは、燃焼を選択的にオン／オフしたり、炎の大きさを調整したりすること等により燃焼量を制御して、選択された燃焼位置に応じて燃焼量を段階的に増減可能なボイラである。より具体的には、段階値制御ボイラとは、Ｎを任意の整数として、Ｎ位置制御すなわち、段階値制御ボイラの燃焼量を、燃焼停止状態を含めてＮ位置に段階的に制御可能なボイラ２０である。

なお、５台のボイラ２０を段階値制御ボイラとした場合、各ボイラ２０においては、それぞれ、各燃焼位置における燃焼量及び燃焼能力（高燃焼状態における燃焼量）は、等しく設定されていてもよく、あるいは、異なって設定されていてもよい。

また、ボイラ２０を段階値制御ボイラに換えて、連続制御ボイラとすることもできる。ここで、連続制御ボイラとは、燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な連続制御ボイラである。例えば、少なくとも、最小燃焼状態Ｓ１（例えば、最大燃焼率の２０％の燃焼量における燃焼状態）から最大燃焼状態Ｓ２の範囲で、燃焼量が連続的に制御可能とされているボイラである。連続制御ボイラは、例えば、燃料をバーナに供給するバルブや、燃焼用空気を供給するバルブの開度（燃焼比）を制御することにより、燃焼量を調整するようになっている。

連続制御ボイラは、連続制御ボイラの燃焼停止状態Ｓ０と最小燃焼状態Ｓ１との間の燃焼状態の変更については、連続制御ボイラ（バーナ）の燃焼をオン／オフすることで制御される。そして、最小燃焼状態Ｓ１から最大燃焼状態Ｓ２の範囲においては、燃焼量が連続的に制御可能となっている。
なお、燃焼量を連続的に制御するとは、後述のローカル制御部における演算や信号がデジタル方式とされて段階的に取り扱われる場合（例えば、連続制御ボイラの出力（燃焼量）が１％刻みで制御される場合）であっても、事実上連続的に出力を制御可能な場合を含む。

複数のボイラ２０には、それぞれ優先順位が設定されている。優先順位は、燃焼指示や燃焼停止指示等を行うボイラ２０を選択するために用いられる。優先順位は、例えば整数値を用いて、数値が小さいほど優先順位が高くなるよう設定することができる。例えば、図３に示すように、ボイラ２０の１号機〜５号機のそれぞれに「５」〜「１」の優先順位が割り当てられている場合、５号機の優先順位が最も高く、１号機の優先順位が最も低い。この優先順位は、通常の場合、台数制御部４の制御により、所定の時間間隔（例えば、２４時間間隔）で変更される。
なお、台数制御装置３は、強制的に優先順位どおりに各ボイラ２０を燃焼させるのではなく、負荷変動に伴い、優先順位に従って、優先順位の高いボイラ２０を燃焼させ、優先順位の低いボイラ２０を燃焼停止させることで、自然に優先順位どおりに燃焼ボイラを入れ替える、最適燃焼移行制御機能を備える。

複数のボイラ２０のそれぞれは、信号線１６を介して台数制御装置３と電気的に接続され、台数制御装置３の制御により燃焼位置（燃焼状態）が制御される。また、複数のボイラ２０のそれぞれは、運転者の操作により又は自動的に台数制御装置３の制御から切り離された場合、運転者の手動制御により燃焼位置又は燃焼状態が制御される。

以上説明したボイラ２０は、図１に示すように、燃焼が行われるボイラ本体２１と、ボイラ２０の燃焼位置又は燃焼状態を制御するローカル制御部２２と、各ボイラ２０の内部の蒸気圧を測定するローカル蒸気圧測定部（図示せず）と、を有する。

ローカル制御部２２は、各ボイラ２０を制御し、要求負荷に応じて燃焼位置又は燃焼状態を変更させることが可能とされている。ローカル制御部２２は、台数制御時には、台数制御部４による台数制御信号に基づいて各ボイラ２０を制御し、一方、ローカル制御時には、ボイラ２０を直接制御する。

ローカル蒸気圧測定部は、例えば、蒸気圧センサ及び蒸気圧スイッチから、又は蒸気圧スイッチのみから構成され、各ボイラ２０の内部の蒸気圧を測定する。ローカル蒸気圧測定部は、各ボイラ２０のローカル制御を行う際に用いられる蒸気圧を測定する。

以上のように構成されたボイラシステム１では、ボイラ群２で発生させた蒸気が、蒸気ヘッダ６を介して蒸気使用設備１８に供給される。

次に、台数制御装置３の詳細について説明する。
台数制御装置３は、蒸気圧センサ７からの蒸気圧力信号に基づいて、要求負荷に応じたボイラ群２の必要燃焼量、及び必要燃焼量に対応する各ボイラ２０の燃焼状態を算出し、各ボイラ２０（ローカル制御部２２）に台数制御信号を送信する。この台数制御装置３は、図１に示すように、台数制御部４と、記憶部５と、を備える。

台数制御部４は、信号線１６を介して各ボイラ２０に各種の指示を行ったり、各ボイラ２０から各種のデータを受信したりして、各ボイラ２０の燃焼状態や優先順位を制御する。各ボイラ２０は、台数制御部４から燃焼状態の変更指示の信号を受けると、その指示に従って当該ボイラ２０を制御する。
台数制御部４の詳細な構成については後述する。

記憶部５は、台数制御部４の制御により各ボイラ２０に対して行われた指示の内容や、各ボイラ２０から受信した燃焼状態等の情報、複数のボイラ２０の優先順位の設定の情報、優先順位の変更（ローテーション）に関する設定の情報等を記憶する。こうすることで、記憶部５は、各ボイラ２０から出力される出力蒸気量、及び各ボイラ２０それぞれから出力される出力蒸気量の合計値を記憶する。

次に台数制御部４の詳細な構成について説明する。図２は、台数制御部４の機能構成を示すブロック図である。
各ボイラ２０の運転スイッチを直接オンからオフに操作することにより各ボイラ２０を停止させている状態で、各ボイラ２０の運転スイッチをオフからオンに操作することで、ボイラ２０を始動させる場合であっても、エネルギーロス（立ち上げ損失）を抑止することを可能とするために、台数制御部４は、図２に示すように、運転スイッチ状態監視部４０と、第１状態検出部４１と、第１時刻検知部４２と、第１制御対象ボイラ特定部４３と、始動時台数制御部４８と、優先燃焼制御部４９と、を含んで構成される。

［運転スイッチ状態監視部４０］
運転スイッチ状態監視部４０は、各ボイラ２０の運転スイッチがオン状態であるか又はオフ状態であるかを監視する。
また、運転スイッチ状態監視部４０は、運転スイッチがオフ状態からオン状態に変化するボイラ２０を検出することができる。
同様に、運転スイッチ状態監視部４０は、運転スイッチがオン状態からオフ状態に変化するボイラ２０を検出することができる。

［第１状態検出部４１］
第１状態検出部４１は、ヘッダ圧力値がゼロ又は予め設定された第１圧力値未満の状態であって、複数のボイラ２０のそれぞれの備える運転スイッチがすべてオフ状態である停止状態が所定時間以上継続する第１状態を検出する。
こうすることで、第１状態検出部４１は、各ボイラ２０の運転スイッチがオフ状態で所定時間以上停止状態を継続していることを検出することができる。
例えば、稼働中に何らかの理由ですべてのボイラ２０の運転スイッチがオフ状態となった場合は、運転スイッチをオン状態にし、即燃焼状態にすべき場合もあることから、ボイラ群２始動時にのみ本発明を適用する。このため、本発明の適用にあたっては、第１状態検出部４１により、各ボイラ２０の運転スイッチがオフ状態で所定時間以上停止状態を継続していることを検出する必要がある。

［第１時刻検知部４２］
第１時刻検知部４２は、第１状態検出部４１により第１状態が検出された後、運転スイッチ状態監視部４０により最初に運転スイッチがオフ状態からオン状態に変化するボイラ２０が検出される第１時刻ｔ_１を検知する。
具体的には、第１状態検出部４１により第１状態が検出された後、運転スイッチ状態監視部４０により最初に運転スイッチがオフ状態からオン状態に変化するボイラ２０を検出すると、第１時刻検知部４２は、最初に運転スイッチがオン状態に変化するボイラ２０が検出された時刻（第１時刻）を検知する。

［第１制御対象ボイラ特定部４３］
第１制御対象ボイラ特定部４３は、第１時刻検知部４２により検知された第１時刻ｔ_１から予め設定された第１時間Ｔ_１が経過した場合、運転スイッチ状態監視部４０により運転スイッチがオン状態であるすべてのボイラを特定する。
ここで、第１時間Ｔ_１として、ボイラシステム１を構成するボイラ２０の台数をｎとし、ユーザ設備担当者が、ボイラ２０の運転スイッチをオンにする際の１台当たりの時間をＴ_０とした場合、次の式１を満たす値を設定することができる。
Ｔ_０×ｎ≦ Ｔ_１ （式１）
こうすることで、最初に運転スイッチがオフ状態からオン状態に変化するボイラ２０を検出してから、第１時間Ｔ_１が経過するまでに、ボイラシステム１を構成するすべてのボイラ２０の運転スイッチがオン状態にされたと判断することが可能となる。

［始動時台数制御部４８］
始動時台数制御部４８は、第１制御対象ボイラ特定部４３により特定されたボイラを制御対象として、台数制御を開始させる。
前述したように、第１制御対象ボイラ特定部４３により、全台のボイラ２０が特定されることになる。台数制御装置３は、全台のボイラ２０から優先順位に従って、優先順位の高いボイラ２０を燃焼制御対象とすることが可能となる。
以上のように、構成することで、各ボイラ２０の運転スイッチを直接オンからオフに操作することにより各ボイラ２０を停止させている状態で、各ボイラ２０の運転スイッチをオフからオンに操作することで、ボイラ２０を始動させる場合であっても、優先順位の高いボイラ２０を燃焼制御対象とすることができ、エネルギーロス（立ち上げ損失）を抑止することが可能となる。

［優先燃焼制御部４９］
優先燃焼制御部４９は、始動時台数制御部４８により制御対象とされるボイラのうち、優先順位の高いボイラについては、運転スイッチ状態監視部４０によりボイラの運転スイッチのオン状態が検出された時点で、ボイラの燃焼を開始させる。
これにより、第１時間を経過する前に、優先順位の高いボイラ２０を燃焼開始させることができ、ボイラシステム１の立ち上げを早くすることが可能となる。

［ボイラ始動時の動作説明］
次に、各ボイラの運転スイッチのオフ操作によりすべてのボイラを停止させた状態で、各ボイラの運転スイッチをオフからオンに操作することで、ボイラを始動させる場合の第１実施形態に係る始動時台数制御を実施した場合の動作を図３を参照しながら、説明する。

図６と同様に、５台のボイラは、それぞれ１号機（優先順位５位に設定）、２号機（優先順位４位に設定）、３号機（優先順位３位に設定）、４号機（優先順位２位に設定）、５号機（優先順位１位に設定）とする。また、各ボイラ２０の運転スイッチのオン操作の順序についても、図６における場合と同様に、１号機から順番に運転スイッチをオフからオンに操作するものとする。

最初に、１号機の運転スイッチをオフからオンに操作した場合、第１時刻検知部４２は、１号機の運転スイッチがオフ状態からオン状態に変化した時刻（第１時刻ｔ_１）を検知する。

その後、ユーザ設備担当者により、２号機〜５号機は、この順番で運転スイッチがオフからオンに操作される。
前述したように、第１時間Ｔ_１を、第１時刻ｔ_１から５号機の運転スイッチがオン状態にされるまでに要する時間よりも大きな時間に予め設定しておくことで、第１制御対象ボイラ特定部４３は、第１時刻検知部４２により検知された第１時刻ｔ_１から予め設定された第１時間Ｔ_１が経過した場合、１号機〜５号機のすべてのボイラ２０を特定する。

そうすることで、始動時台数制御部４８は、第１制御対象ボイラ特定部４３により特定された１号機〜５号機のすべてのボイラ２０を制御対象として、台数制御を開始させる。

台数制御装置３は、１号機〜５号機のすべてのボイラ２０から優先順位に従って、優先順位の高い３号機〜５号機を燃焼制御対象として燃焼を開始させるとともに、優先順位の低い１号機及び２号機を予備ボイラとして常時停止するように制御する。
以上のように、第１実施形態に係る台数制御部４によると、１台目のボイラ２０の運転スイッチをオフからオンに操作してから、予め設定された第１時間Ｔ_１経過後に、台数制御を開始するため、優先順位の高いボイラ２０のみを燃焼させることが可能となり、ボイラを運転スイッチのオン操作により始動させる場合であっても、エネルギーロス（立ち上げ損失）を抑止することができる。

第１実施形態のボイラシステム１によれば、例えば、次の効果が奏される。

第１実施形態のボイラシステム１に係る台数制御部４においては、１台目のボイラ２０の運転スイッチがオフからオンに操作されてから、予め設定された第１時間Ｔ_１経過後に、台数制御を開始するように構成される。
それにより、ボイラ運転スイッチのオン操作によりボイラを始動させる場合であっても、台数制御部４の記憶する優先順位に基づいて、制御対象として選択されたボイラ２０のみを燃焼させ、予備ボイラを燃焼停止させたままとすることができる。それにより、ボイラ始動時に本来停止すべきボイラを燃焼させることがなく、エネルギーロスを抑止することができる。

なお、台数制御部４（優先燃焼制御部４９）においては、優先順位の高いボイラについては、予め設定された第１時間Ｔ_１が経過する以前であっても、運転スイッチがオンとなった時点で燃焼開始させることができる。

それにより、前述した効果に加えて、運転スイッチオンとなったボイラの優先順位が高い場合には、当該ボイラは、台数制御部４（優先燃焼制御部４９）により、即燃焼することで、ボイラ群２の立ち上げの遅延時間を少なくすることができる。

［第２実施形態］
第１実施形態では、すべてのボイラ２０の運転スイッチがオフ操作され、すべてのボイラ２０が停止された状態で、各ボイラ２０の運転スイッチをオン操作することで、ボイラ群２を始動させる場合、１台目のボイラ２０の運転スイッチがオン操作されてから、予め設定された第１時間Ｔ_１経過後に、台数制御を開始するように構成した。
これに対して、第２実施形態に係る台数制御部４は、各ボイラ２０の運転スイッチがオン操作された時刻から、所定時間以内に別ボイラの運転スイッチのオン操作が検知されなかった時点で、その時点において、運転スイッチがオン状態にあるボイラ２０を制御対象として、台数制御を開始させるように構成される。

以下、第２実施形態については、主として、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様な構成については詳細な説明を省略する。第２実施形態において、特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用される。また、第２実施形態においても第１実施形態と同様な効果が奏される。

第２実施形態における台数制御部４Ａについて説明する。図４に示すように、台数制御部４Ａは、運転スイッチ状態監視部４０と、第１状態検出部４１と、カウント部４４と、判定部４５と、リセット部４６と、第２制御対象ボイラ特定部４７と、始動時台数制御部４８と、優先燃焼制御部４９と、を含んで構成される。

運転スイッチ状態監視部４０、第１状態検出部４１、始動時台数制御部４８、及び優先燃焼制御部４９の各機能は、それぞれ第１実施形態における台数制御部４の備える運転スイッチ状態監視部４０、第１状態検出部４１、始動時台数制御部４８、及び優先燃焼制御部４９の各機能と同等であり、特に断らない限り、説明を省略する。

［カウント部４４］
カウント部４４は、第１状態検出部４１により第１状態が検出された後、運転スイッチ状態監視部４０により運転スイッチがオン状態に変化するボイラが新たに検出された場合に予め設定された第２時間Ｔ_２のカウントを開始する。
ここで、第２時間Ｔ_２として、ユーザ設備担当者がボイラ２０の運転スイッチをオン操作してから、次のボイラ２０の運転スイッチをオン操作するまでの時間を設定することができる。
そうすることで、各ボイラ２０の運転スイッチがオン操作された時刻から、第２時間Ｔ_２以内に別ボイラの運転スイッチのオン操作が検知されなかった場合には、すべてのボイラ２０の運転スイッチがオン状態にされたと判断することが可能となる。

［判定部４５］
判定部４５は、カウント部４４によりカウントされる第２時間Ｔ_２以内に運転スイッチ状態監視部４０により、さらにオン状態に変化する新たなボイラが検出されるか否かを判定する。

［リセット部４６］
リセット部４６は、判定部４５によりオン状態に変化する新たなボイラが検出された場合に、カウント部４４による時間のカウントをリセットして、当該新たなボイラが検出された時点から第２時間のカウントをカウント部４４に再度開始させる。
そうすることで、判定部４５は、当該新たなボイラの運転スイッチがオン操作された時刻から第２時間Ｔ_２以内に、運転スイッチ状態監視部４０により、さらにオン状態に変化する新たなボイラを検出することができるか、判定することができる。

［第２制御対象ボイラ特定部４７］
第２制御対象ボイラ特定部４７は、カウント部４４によりカウントされる第２時間以内に、判定部４５によりオン状態に変化する新たなボイラが検出されなかった時点で、運転スイッチ状態監視部４０により運転スイッチがオン状態であるすべてのボイラを特定する。

［始動時台数制御部４８］
始動時台数制御部４８は、第２制御対象ボイラ特定部４７により特定されたボイラ２０を制御対象として、台数制御を開始させる。

［優先燃焼制御部４９］
優先燃焼制御部４９は、第１実施形態と同様に、始動時台数制御部４８により制御対象とされるボイラ２０のうち、優先順位の高いボイラ２０については、運転スイッチ状態監視部４０によりボイラ２０の運転スイッチのオン状態が検出された時点で、当該ボイラ２０の燃焼を開始させる。

［ボイラ始動時の動作説明］
次に、各ボイラの運転スイッチのオフ操作によりすべてのボイラを停止させた状態で、各ボイラの運転スイッチをオフからオンに操作することで、ボイラを始動させる場合の第１実施形態に係る始動時台数制御を実施した場合の動作を図５を参照しながら、説明する。

図３及び図６と同様に、５台のボイラは、それぞれ１号機（優先順位５位に設定）、２号機（優先順位４位に設定）、３号機（優先順位３位に設定）、４号機（優先順位２位に設定）、５号機（優先順位１位に設定）とする。また、各ボイラ２０の運転スイッチのオン操作の順序についても、図６における場合と同様に、ユーザ設備担当者により、１号機から５号機まで順番に運転スイッチがオフからオンに操作されるものとする。

ｉ号機（１≦ｉ≦４）の運転スイッチがオン操作されてから、（ｉ＋１）号機の運転スイッチがオン操作されるまでの所要時間は、予め設定された第２時間Ｔ_２以内とする。

５号機の運転スイッチがオン操作されてから第２時間Ｔ_２を経過しても、運転スイッチがオン状態に変化するボイラ２０は新たに検出されない。
それにより、第２制御対象ボイラ特定部４７は、１号機〜５号機のすべてのボイラ２０を特定することができる。

そうすることで、始動時台数制御部４８は、第２制御対象ボイラ特定部４７により特定された１号機〜５号機のすべてのボイラ２０を制御対象として、台数制御を開始させる。
以降の台数制御装置３の処理は、第１実施形態の場合と同様に、１号機〜５号機のすべてのボイラ２０から優先順位に従って、優先順位の高い３号機〜５号機を燃焼制御対象として燃焼を開始させ、優先順位の低い１号機及び２号機を予備ボイラとして常時停止するように制御する。

以上のように、第２実施形態に係る台数制御部４Ａによると、各ボイラ２０の運転スイッチがオン操作された時刻から、予め設定された第２時間Ｔ_２以内に別ボイラの運転スイッチのオン操作が検知されなかった時点で、運転スイッチがオン状態にあるボイラ２０を制御対象として、台数制御を開始させるように構成される。
これにより、第１実施形態に係る台数制御部４と同様に、全台のボイラを対象として第２実施形態に係る台数制御部４が開始されるため、優先順位の高いボイラ２０のみを燃焼させることが可能となり、ボイラを運転スイッチのオン操作により始動させる場合であっても、エネルギーロス（立ち上げ損失）を抑止することができる。

第２実施形態のボイラシステム１によれば、例えば、次の効果が奏される。

第２実施形態のボイラシステム１に係る台数制御部４Ａにおいては、第２実施形態に係る台数制御部４は、各ボイラ２０の運転スイッチがオン操作された時刻から、所定時間以内に別ボイラの運転スイッチのオン操作が検知されなかった時点で、その時点において、運転スイッチがオン状態にあるボイラ２０を制御対象として、台数制御を開始させるように構成される。
そのため、第２実施形態によれば、ボイラ運転スイッチのオン操作によりボイラを始動させる場合であっても、台数制御部４の記憶する優先順位に基づいて、制御対象として選択されたボイラ２０のみを燃焼させ、予備ボイラを燃焼停止させたままとすることができる。それにより、ボイラ始動時に本来停止すべきボイラを燃焼させることがなく、エネルギーロスを抑止することができる。

第２実施形態のボイラシステム１に係る台数制御部４Ａにおいては、優先順位の高いボイラについては、運転スイッチがオンとなった時点で燃焼開始させることができる。
そのため、第２実施形態のボイラシステム１に係る台数制御部４Ａによれば、前述した効果に加えて、運転スイッチオンとなったボイラ２０の優先順位が高い場合には、即燃焼させることで、ボイラ２０の立ち上げの遅延時間を少なくすることができる。

以上、本発明のボイラシステムの好ましい第１実施形態乃至第２実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、第２実施形態に係る台数制御部４は、各ボイラ２０の運転スイッチがオン操作された時刻から、第２時間Ｔ_２以内に別ボイラの運転スイッチのオン操作が検知されなかった時点で、運転スイッチがオン状態にあるボイラ２０を制御対象として、台数制御を開始させる。この場合、仮にボイラ台数が多く、かつ各ボイラの運転スイッチをオフからオンに変更する時間が第２時間Ｔ_２ぎりぎりの場合に台数制御を始動させるまでの時間が想定以上に延びる可能性がある。
これに対して、第２実施形態に係る機能に加えて、ボイラ台数に合わせて予め第３時間Ｔ_３を設定しておき、第２制御対象ボイラ特定部４７に対して、第１状態検出部４１により第１状態が検出された後、運転スイッチ状態監視部４０により運転スイッチがオン状態に変化するボイラが新たに検出された時点から第３時間Ｔ_３経過したときに、運転スイッチ状態監視部４０により運転スイッチがオン状態であるすべてのボイラを特定する機能を追加してもよい。
そうすることで、始動時台数制御部４８は、第２制御対象ボイラ特定部４７により特定されたボイラ２０を制御対象として、台数制御を開始させることができる。
それにより、仮にボイラ台数が多く、かつ各ボイラの運転スイッチをオフからオンに変更する時間が第２時間Ｔ_２ぎりぎりの場合に台数制御を始動させるまでの時間が想定以上に延びるケースを排除することが可能となる。

第１実施形態乃至第２実施形態では、本発明を、５台のボイラ２０からなるボイラ群２を備えるボイラシステム１に適用したが、これに限らない。すなわち、本発明を、６台以上のボイラ２０からなるボイラ群を備えるボイラシステムに適用してもよく、また、１台から４台のボイラからなるボイラ群を備えるボイラシステムに適用してもよい。

第１実施形態乃至第２実施形態では、ボイラ２０を連続制御ボイラとした場合、すべて同一のボイラ容量としたが、これに限らない。すなわち、連続制御ボイラ毎にその最小燃焼量、単位蒸気量、最大燃焼量としての燃焼能力が異なる場合にも適用可能である。

第１実施形態乃至第２実施形態では、ボイラ２０を段階値制御ボイラとした場合、任意のＮ位置の燃焼位置を有することとしてもよい。

また、段階値制御ボイラにより構成する場合、段階値ボイラ毎に、ボイラ容量、燃焼位置の段階数Ｎ、及び各燃焼位置における燃焼率等を異なるものとしてもよい。

１ ボイラシステム
２、２Ａ ボイラ群
３ 台数制御装置
４、４Ａ 制御部
４０ 運転スイッチ状態監視部
４１ 第１状態検出部
４２ 第１時刻検知部
４３ 第１制御対象ボイラ特定部
４４ カウント部
４５ 判定部
４６ リセット部
４７ 第２制御対象ボイラ特定部
４８ 始動時台数制御部
４９ 優先燃焼制御部
５ 記憶部
６ 蒸気ヘッダ（蒸気集合部）
７ 蒸気圧センサ（蒸気圧測定手段）
１８ 蒸気使用設備（負荷機器）
２０ ボイラ

Claims (3)

1. 複数のボイラからなるボイラ群と、
   前記ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、
   前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、
   前記ヘッダ圧力値に基づいて前記ボイラ群の燃焼状態を制御する台数制御部と、
   を備えるボイラシステムであって、
   前記台数制御部は、
   前記ボイラの運転スイッチがオン状態であるか又はオフ状態であるかを監視する運転スイッチ状態監視部と、
   前記ヘッダ圧力値がゼロ又は予め設定された第１圧力値未満の状態であって、前記複数のボイラのそれぞれの備える運転スイッチがすべてオフ状態である運転停止状態が所定時間以上継続する第１状態を検出する第１状態検出部と、
   前記第１状態検出部により第１状態が検出され、前記運転スイッチ状態監視部により最初に前記運転スイッチがオン状態に変化するボイラが検出される第１時刻ｔ_１を検知する第１時刻検知部と、
   前記第１時刻検知部により検知された前記第１時刻ｔ_１から予め設定された第１時間が経過した場合、前記運転スイッチ状態監視部により運転スイッチがオン状態であるすべてのボイラを特定する第１制御対象ボイラ特定部と、
   前記第１制御対象ボイラ特定部により特定されたボイラを制御対象として、台数制御を開始させる始動時台数制御部と、
   を備えるボイラシステム。
2. 複数のボイラからなるボイラ群と、
   前記ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、
   前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、
   前記ヘッダ圧力値に基づいて前記ボイラ群の燃焼状態を制御する台数制御部と、
   を備えるボイラシステムであって、
   前記台数制御部は、
   前記ボイラの運転スイッチがオン状態であるか又はオフ状態であるかを監視する運転スイッチ状態監視部と、
   前記ヘッダ圧力値がゼロ又は予め設定された第１圧力値未満の状態であって、前記複数のボイラのそれぞれの備える運転スイッチがすべてオフ状態である運転停止状態が所定時間以上継続する第１状態を検出する第１状態検出部と、
   前記第１状態検出部により第１状態が検出された後、前記運転スイッチ状態監視部により前記運転スイッチがオン状態に変化するボイラが検出された場合に予め設定された第２時間のカウントを開始するカウント部と、
   前記カウント部によりカウントされる前記第２時間以内に前記運転スイッチ状態監視部により、さらにオン状態に変化するボイラが検出されるかを判定する判定部と、
   前記判定部によりオン状態に変化するボイラが検出された場合に前記カウント部によるカウントをリセットして前記第２時間のカウントを再度開始するリセット部と、
   前記判定部によりオン状態に変化するボイラが検出されなかった場合に、前記運転スイッチ状態監視部により運転スイッチがオン状態であるすべてのボイラを特定する第２制御対象ボイラ特定部と、
   前記第２制御対象ボイラ特定部により特定されたボイラを制御対象として、台数制御を開始させる始動時台数制御部と、
   を備える、ボイラシステム。
3. 前記台数制御部は、さらに
   前記始動時台数制御部により制御対象とされるボイラのうち、優先順位の高いボイラについては、前記運転スイッチ状態監視部により前記ボイラの運転スイッチのオン状態が検出された時点で、前記ボイラの燃焼を開始させる優先燃焼制御部、
   を備える、請求項１又は請求項２に記載のボイラシステム。

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