JP2542408Y2 - ボイラの制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、とくにボイラの起動時において、負荷の
変動に応じてボイラの必要燃焼台数を自動的に制御する
ボイラの制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のボイラの制御装置（たとえば特公昭60−42363
号公報参照）としては、複数のボイラからの蒸気を受け
入れて負荷に供給する共通のスチームヘツダに、その内
部の蒸気圧力を検出する圧力検出器を取り付け、この圧
力検出器で検出された蒸気圧力の低下に応じて、上記各
ボイラを優先順位に従つて低燃焼で順次起動し、その
後、各ボイラを低燃焼から高燃焼に順次切り替え制御す
るものが知られている。

つまり、第３図に示すように、蒸気負荷が０％ないし
10％の間ではNo.1ボイラを停止状態（−）から低燃焼状
態（Ｌ）に切り替える。上記負荷が10％を越えると、N
o.1ボイラを低燃焼状態に持続したまま、No.2ボイラを
低燃焼で起動する。以下、負荷の増加に伴つて他のボイ
ラを低燃焼で順次起動していき、負荷が50％に達する
と、すべてのボイラが低燃焼状態となる。ここで、No.1
ないしNo.5はボイラの優先順位を示す。

すべてのボイラが低燃焼状態で、かつ、蒸気負荷が50
％を越えると、No1.ボイラを低燃焼状態（Ｌ）から高燃
焼状態（Ｈ）に切り替える。負荷の増加に伴つて、他の
ボイラを優先順位に従つて高燃焼に順次切り替えてい
く。

このようにボイラを起動するに際して、可能な限り低
燃焼の方を選択することにより、ボイラの熱効率の向上
を図つている。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、上記従来技術は、すべてのボイラを低燃焼
で順次起動していく方式であるから、ボイラの起動時に
おいては負荷の増加に迅速に対応することができない。
その理由は、ボイラを起動する場合には、一般に、ボイ
ラの燃焼室内に残存している未燃ガスを排気（以下、プ
リパージと称する。）する必要があるからである。この
プリパージに要する時間は、通常、30秒間ないし40秒間
程度であるため、次のボイラが低燃焼で安定するまでに
時間がかかる。

しかも、各ボイラを低燃焼で順次起動している途中で
蒸気負荷が減少すると、これに対応するためにいずれか
のボイラを停止する必要があり、再び負荷が増加したと
きに、ボイラの再起動に時間がかかる。このように、ボ
イラのON/OFFの回数が増えるので、やはり負荷の変動に
迅速に対応することができない。

また、蒸気負荷が50％を越えるまでは、すべてのボイ
ラを作動させて低燃焼状態にするために、必要数以上の
ボイラを起動させて不経済であるなどの課題がある。こ
のことは、特願昭63−88474号で提案されているボイラ
自動台数制御装置についてもほぼ同様の課題がある。

この考案は上記課題を解消するためになされたもの
で、必要最小限のボイラを起動して経済的であるととも
に、ボイラ起動時における負荷の変動に迅速に対応でき
るボイラの制御装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この考案は、上記台数制
御装置が、スタート信号および負荷の増加に応じてボイ
ラの作動状態を制御する制御信号を発生する信号発生手
段と、上記制御信号を受けてボイラを低燃焼状態から高
燃焼状態への切り替え、または、次のボイラを停止状態
から低燃焼状態へ切り替える切替え手段と、作動してい
るボイラのうちの優先順位が最下位のボイラが低燃焼状
態にあり、これよりも上位側のすべてのボイラが高燃焼
状態にある場合に上記切替え手段から切替え指令信号を
受けたとき、上記優先順位が最下位のボイラを高燃焼状
態に切り替えるとともに、次の優先順位のボイラを停止
状態から低燃焼状態へ切り替え、さらに、上記次のボイ
ラが低燃焼状態に移行したときには、上記最下位のボイ
ラを低燃焼状態に戻すバックアップ手段とを備えてなる
ことを特徴とする。

［作用］ この考案によれば、制御信号発生手段と切替え手段と
バツクアツプ手段との組合せにより、ボイラのプリパー
ジが完了するまで、他のボイラを低燃焼−高燃焼間で切
り替え制御するようにしたから、ボイラのプリパージ時
における負荷の変動に迅速に対応することができる。

しかも、ボイラの起動時において、低燃焼状態のボイ
ラと高燃焼状態のボイラとが混在した形となるので、負
荷が減少しても高燃焼状態のボイラのいずれかを低燃焼
状態に切り替えるだけで、負荷の変動に対応できる。つ
まり、作動しているボイラが高燃焼状態になって、なお
かつ新たなボイラを起動する必要性がある際に、優先順
位が最下位にあるボイラを低燃焼状態から高燃焼状態に
切り替えて新たなボイラを起動させるために、不必要な
ボイラの起動を極力抑制することができる。

したがって、ボイラをON/OFFさせる回数が低減される
とともに、必要最小限のボイラを起動させて経済的であ
る。

［実施例］ 以下、この考案の実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図において、No.1ないしNo.5の各ボイラ１は、そ
れぞれ、蒸気導入用のパイプ５を介して、共通のスチー
ムヘツダ２に連通している。スチームヘツダ２は、パイ
プ６を介して圧力検出器10が取り付けられている。この
圧力検出器10は、スームヘツダ２内の蒸気圧力を電気信
号に変換して圧力検出信号を発生する圧力発信器からな
る。

11は台数制御装置で、信号発生手段12と、切替え手段
13と、バツクアツプ手段14とを備えている。

上記信号発生手段12は、No.1ボイラを起動するスター
ト信号を発生するとともに、上記圧力検出器により検出
された蒸気圧力の低下に応じて、No.1ないしNo.5のボイ
ラをその優先順位に従つて順次作動させる制御信号を発
生するものである。

上記切替え手段13は、上記信号発生手段12からの制御
信号を受けて、各ボイラを低燃焼状態から高燃焼状態へ
切替えたり、次のボイラを停止状態から低燃焼状態へ切
り替えたりする切替え指令信号を発生する回路である。

また、上記バツクアツプ手段14は、上記切替え手段13
から切り替え指令信号を受けたとき、作動しているボイ
ラのうち優先順位が最下位のボイラを高燃焼状態に切り
替えるとともに、次の優先順位のボイラを停止状態から
低燃焼状態に切り替え、このボイラが低燃焼状態で安定
したときには、上記最下位のボイラを低燃焼状態に戻す
ように制御するものである。

つまり、ボイラを低燃焼で起動させるまでは、約30秒
程度のプリパージ時間が必要であり、この間は負荷の増
加に対応できない。

そのために、上記バツクアツプ手段14は、第２図に示
すように、たとえば蒸気負荷が50％であつて、No.1ボイ
ラとNo.2ボイラとが高燃焼状態（Ｈ）とされ、No.3ボイ
ラが低燃焼状態（Ｌ）とされている場合に、負荷が50％
を越えたとき、No.3ボイラを高燃焼状態に一旦切り替え
ると同時に、No.4ボイラのプリパージを行う。したがつ
て、No.3ボイラの高燃焼状態への切り替えにより、負荷
の増大に迅速に対応できる。その後、上記No.4ボイラの
プリパージが完了して低燃焼状態に移行したときは、N
o.3ボイラを低燃焼状態に戻す（Ｈ→Ｌ）ように制御す
るものである。

ここで、上記所定の適正領域とは、作動ボイラの蒸発
量と負荷の蒸気使用量とがバランスした状態にある圧力
領域をいう。

上記第１図のバツクアツプ手段14は、各ボイラ１に個
別に設けた高燃焼と低燃焼とに切換えるスイツチ（図示
せず）にそれぞれ接続されている。

つぎに、上記構成の動作を説明する。

まず、ボイラ出力を第２図の矢印Ａで示すように増加
する場合には、台数制御装置11（第１図）は、つぎの
ないしのような制御動作を行う。

まず、蒸気負荷が１％以上になると、第１図の圧力検
出器10からの圧力検出信号に基いて、制御信号発生手段
12からスタート信号が発生し、No.1ボイラを停止状態か
ら低燃焼状態（Ｌ）に切り替える。このNo.1ボイラは、
プリパージ時間経過後に低燃焼で安定して、10％の蒸気
負荷に対応できる。なお、０％から10％の負荷変動があ
つたときは、No.1ボイラを低燃焼と停止とに切り替える
ことにより対応できる。

つぎに、蒸気負荷が10％を越えると、No.1ボイラを低
燃焼状態（Ｌ）から高燃焼状態（Ｈ）へ切り替えると同
時に、No.2ボイラを低燃焼で起動させる。このNo.2ボイ
ラのプリパージが完了するまでに負荷が変動したとき
は、No1.ボイラを高燃焼−低燃焼間で切替え制御するこ
とにより対応できる。つまり、No.2ボイラのプリパージ
期間をNo.1ボイラでバツクアツプする。

ここで、No.1ボイラを低燃焼状態から高燃焼状態に切
り替えて蒸気圧力が適正領域よりも上昇（または負荷が
減少）すると、No.1ボイラを低燃焼状態にする。この状
態で、No.2ボイラのプリパージが完了してNo.2ボイラが
低燃焼状態になると、蒸気が余るのでNo.2ボイラを停止
する。また、No.1ボイラを高燃焼状態にして蒸気圧力が
適正領域に入つていれば、上記No.2ボイラが低燃焼状態
で安定したときに、バツクアツプ手段14（第１図）が、
No.1ボイラを高燃焼状態から低燃焼状態へ戻す。これに
より、No.1ボイラとNo.2ボイラがともに低燃焼状態とな
り、20％の蒸気負荷に対応できる。

蒸気負荷が20％を越えると、No.2ボイラを低燃焼に持
続したまま、No.1ボイラを低燃焼−高燃焼間で切り替え
制御することにより、20％ないし30％の負荷変動に対応
できる。負荷が30％に達したときは、No.1ボイラを高燃
焼で安定させる。

ついで、蒸気負荷が30％を越えると、No.2ボイラを低
燃焼から一旦高燃焼に切り替えると同時に、No.3ボイラ
を低燃焼で起動させる。このNo.3ボイラのプリパージが
完了するまでに負荷が変動したときは、No.1ボイラを高
燃焼−低燃焼間で切替え制御することにより、負荷の変
動に対応できる。つまり、No.3ボイラのプリパージ期間
をNo.1およびNo.2ボイラでバツクアツプする。

その後、上記No.3ボイラが低燃焼で安定したときは、
バツクアツプ手段14（第１図）は、No.2ボイラを高燃焼
から低燃焼へ戻す。これにより、No.2ボイラとNo.3ボイ
ラがともに低燃焼となる。この状態で、No.1ボイラを高
燃焼−低燃焼間で切替え制御することにより、30％ない
し40％の負荷の変動に対応できる。負荷が40％に達した
ときは、No.1ボイラが高燃焼で安定させる。

以下同様な制御で、負荷の増加に伴つて上記バツクア
ツプ制御を行いながら他のボイラを低燃焼状態から高燃
焼状態に順次切り替えていくことにより、ボイラのプリ
パージ時における負荷の微小な変動に迅速に対応するこ
とができる。

一方、ボイラ出力を第２図の矢印Ｂで示すように減少
する場合には、No.5ボイラから順次低燃焼に切り替え、
負荷が50％で、すべてのボイラを低燃焼に移行させる。
さらに負荷が50％より減少したときは、No.5ボイラから
順次停止していく。また、負荷が減少したり、増加した
りしても、低燃焼状態にあるボイラが高燃焼になつて迅
速に負荷に追従できるため、実用上、ON−OFF回数もか
なり減ることになる。

そのうえ、上記構成において、第１図のように、信号
発生手段12と切替え手段13とバツクアツプ手段14とを組
合せることにより、ボイラのプリパージが完了して低燃
焼で安定するまで、他のボイラを低燃焼−高燃焼間で切
り替え制御するようにしたから、ボイラのプリパージ時
における負荷の変動に迅速に対応することができる。

しかも、ボイラの起動時において、第２図のように、
低燃焼状態のボイラと高燃焼状態のボイラとが混在した
形となるので、負荷が減少しても高燃焼状態のボイラの
いずれかを低燃焼状態に切り替えるだけで、負荷の変動
に対応できる。したがつて、ボイラをON/OFFする回数が
減るので、ボイラの再起動に時間がかからず、やはり負
荷の変動に迅速に対応できる。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案によれば、作動してい
るすべてのボイラが高燃焼状態になって、新たなボイラ
を起動する必要性がある際に、優先順位が最下位のボイ
ラを低燃焼状態から高燃焼状態に切り替え、必要最低限
のボイラを起動させて経済的であるとともに、ボイラ起
動時における負荷の変動に迅速に対応できるボイラの制
御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案にかかるボイラの制御装置を示すブロ
ツク図、第２図は蒸気負荷に対するボイラの作動状態を
示す特性図、第３図は従来の蒸気負荷に対するボイラの
作動状態を示す特性図である。 １……ボイラ、２……スチームヘツダ、10……圧力検出
器,11……台数制御装置、12……制御信号発生手段、13
……切替え手段、14……バツクアツプ手段。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のボイラからの蒸気を受け入れて負荷
   に供給する共通のスチームヘッダと、このスチームヘッ
   ダ内の蒸気圧力を検出する圧力検出器と、この圧力検出
   器により検出された蒸気圧力の低下に応じかつ優先順位
   に従ってNo.1のボイラから順次作動させる台数制御装置
   とを備え、上記各ボイラは低燃焼状態と高燃焼状態とを
   有するボイラの制御装置において、 上記台数制御装置は、スタート信号および上記負荷の増
   加に応じてボイラの作動状態を制御する制御信号を発生
   する信号発生手段と、上記制御信号を受けてボイラを低
   燃焼状態から高燃焼状態への切り替え、または、次のボ
   イラを停止状態から低燃焼状態へ切り替える切替え手段
   と、作動しているボイラのうちの優先順位が最下位のボ
   イラが低燃焼状態にあり、これよりも上位側のすべての
   ボイラが高燃焼状態にある場合に上記切替え手段から切
   替え指令信号を受けたとき、上記優先順位が最下位のボ
   イラを高燃焼状態に切り替えるとともに、次の優先順位
   のボイラを停止状態から低燃焼状態へ切り替え、さら
   に、上記次のボイラが低燃焼状態に移行したときには、
   上記最下位のボイラを低燃焼状態に戻すバックアップ手
   段とを備えてなることを特徴とするボイラの制御装置。