JP5077644B2

JP5077644B2 - ボイラ群の台数制御方法

Info

Publication number: JP5077644B2
Application number: JP2007062174A
Authority: JP
Inventors: 康夫越智; 久美松矢; 宏渡邊
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-03-12
Also published as: JP2008224127A

Description

本発明は、特性の異なる複数のボイラからなるボイラ群の台数制御方法に関する。

ボイラにより供給される温水または水蒸気は様々に利用されており、その利用状態は種々である。このため、ボイラの稼働率の変動が大きくエネルギー効率が問題になる場合がある。このような場合に、複数のボイラからなるボイラ群を構成し、その最適稼働を行ってエネルギー効率の向上を図るボイラの台数制御方法が提案されている。

このようなボイラの台数制御方法は、同一仕様のボイラからなるボイラ群の台数制御方法であるものが多い。例えば、特許文献１に、複数台のボイラにより蒸気を生成する多缶設置システムにおけるボイラ制御方法であって、蒸気圧力が安定しているときの蒸気流量を検出してこれを基準蒸気流量値とし、蒸気流量が前記基準蒸気流量値に対し増減したとき、該増減した蒸気流量に応じて前記各ボイラの燃焼状態を制御するボイラ制御方法が提案されている。

また、特許文献２に、連続的に燃焼量を増減する制御機構を備えた複数台のボイラの台数制御方法において、同時比例制御モードと最大燃焼固定制御モードとを切り替え可能なモード切替器を設け、負荷変動が大きい場合には、モード切替器により制御モードを同時比例制御モードにして、台数制御装置からの信号で燃焼中のボイラすべての燃焼量を同時に増減し、負荷変動が小さい場合には、モード切替器により制御モードを最大燃焼固定制御モードにして起動優先順位の高いボイラから最大燃焼に固定し、台数制御装置からの信号で燃焼量を増減するボイラの台数を最小限にするボイラの台数制御方法が提案されている。

一方、異なる仕様のボイラからなるボイラ群を構成したボイラの台数制御方法も提案されている。例えば、特許文献３に、蒸気使用設備への供給蒸気を生成する複数台のボイラの燃焼台数を供給蒸気の圧力に基づいて制御するボイラの台数制御方法であって、燃焼段階数、最大蒸発量、蒸発比率を含む特性情報の少なくとも一つにおいて互いに異なる複数の異種ボイラを含み、制御圧力帯における前記供給蒸気の圧力と前記特性情報の相違と起動または停止順序とに基づき、前記複数台のボイラの燃焼台数を増減するボイラの台数制御方法が提案されている。

また、特許文献４に、蒸気使用設備への供給蒸気を生成する複数台のボイラの燃焼台数を制御するボイラの台数制御方法であって、他のボイラより蒸発量の小さい燃焼状態を有する小蒸発量ボイラおよび／または他のボイラより負荷追随性の高いボイラを含ませ、蒸気負荷および／またはその変動状況に応じて、前記小蒸発量ボイラおよび／または負荷追随性の高いボイラを優先的に燃焼量増減の対象とするボイラの台数制御方法が提案されている。

特開2006-234359号公報特開2002-130602号公報特開2005-16829号公報特開2005-55014号公報

しかしながら、このような従来のボイラの台数制御方法は、蒸気使用量（負荷）のどの程度の変動に対して、どのように制御するのか必ずしも明確でなく、どのような優先順序でボイラの稼働を行うのか明確ではない。また、ボイラ群の効率的な稼働においては、従来より問題とされているネルギー効率のみならず、設備経費や稼働経費等を含めた総合的な経済性も考慮する必要がある。

本発明は、かかる従来の問題点および要請を考慮し、負荷の状態に対し設備経費や稼働経費等を含めた経済性の高いボイラ群の台数制御方法を提案することを目的とする。

本発明に係るボイラ群の台数制御方法は、潜熱回収型ボイラは最低蒸気使用量V ₁ または平均蒸気使用量V ₂ をまかなうように稼動させ、通常型ボイラは蒸気量が最低蒸気使用量V1または平均蒸気使用量V2を超えるときに稼動させ、蒸気量が最低蒸気使用量V ₁ または平均蒸気使用量V ₂ 以下のときに停止させて蒸気を供給することにより実施される。

本発明に係るボイラ群の台数制御方法によれば、負荷の状態に対しエネルギー効率の高い稼働を行うことができ、また、設備経費や稼働経費等を含めて経済性の高い稼働を行うことができる。

以下、本発明に係るボイラ群の台数制御方法の発明の実施形態について説明する。本発明に係るボイラ群の台数制御方法は、潜熱回収型ボイラと通常型ボイラからなるボイラ群の台数制御方法であって、所定の蒸気量を潜熱回収型ボイラにより供給し、その所定の蒸気量を超える蒸気量を通常型ボイラにより供給することによりボイラ群の台数制御を行う方法である。

潜熱回収型ボイラとは、エコノマイザー付きボイラを含む潜熱回収型のボイラをいう。このような潜熱回収型ボイラは、潜熱回収装置のない通常型ボイラより熱効率が一般的に数％高い。一方、潜熱回収型ボイラは、設備全体が大型になり、装置自体の価格、設置面積および設置費用が通常型ボイラより高価である。また、このような潜熱回収型ボイラは、発停止時の熱的慣性負荷が大きいので頻繁な発停止は好ましくないという特徴を有する。

一方、通常型ボイラとは、潜熱回収装置のないボイラをいい、潜熱回収型ボイラよりもコンパクトで安価である。なお、潜熱回収型ボイラおよび通常型ボイラのいずれにおいても、ボイラの型式は、比例制御方式、三位値制御方式等いずれのものも使用することができる。

本発明に係るボイラ群の台数制御方法は、このような特徴を有する潜熱回収型ボイラと通常型ボイラからボイラ群を構成し、熱効率の高い、また、設備経費や稼働経費等を含めて経済性の高い稼働を行う方法である。すなわち、まず潜熱回収型ボイラを原則として常時稼働状態にし、その稼働率を最大限にする。そして、潜熱回収型ボイラのみでは蒸気の使用量が多すぎて、負荷に対応できなくなるような場合に通常型ボイラを稼働させるような方法である。このボイラ群の構成において、潜熱回収型ボイラの構成比が50％以下になるのが好ましい。

例えば、負荷の状態が、図１の稼働時間−蒸気使用量を表すグラフにおいて蒸気使用曲線Aのような場合には、ボイラ群に対して以下のような稼働を行う。まず、最低の蒸気使用量V₁以下の蒸気量は潜熱回収型ボイラを稼働させてまかなうようにする。そして、蒸気使用量V₁を越えるときは、潜熱回収型ボイラと通常型ボイラを稼働させ、必要に応じて通常型ボイラの発停止を行って負荷に対応した蒸気を供給する稼働を行う。これに対して、平均蒸気使用量V₂以下の蒸気量について潜熱回収型ボイラを稼働させてまかなうようにする。そして、平均蒸気使用量V₂を越えるときは、潜熱回収型ボイラと通常型ボイラを稼働させ、必要に応じて通常型ボイラの発停止を行って負荷に対応した蒸気を供給する稼働を行うようにすることもできる。なお、潜熱回収型ボイラまたは通常型ボイラは複数とすることができる。

さらに、以下の様な稼働を行うこともできる。すなわち、まず、最低の蒸気使用量V₁以下の蒸気量は潜熱回収型ボイラを稼働させてまかなうようにする。そして、平均蒸気使用量V₂以下においては、潜熱回収型ボイラと第一の通常型ボイラを稼働させて負荷に対応できるようにする。さらに、平均蒸気使用量V₂を越えるときは、潜熱回収型ボイラと第一および第二の通常型ボイラを稼働させて負荷に対応できるようにする。すなわち、本例の場合は、潜熱回収型ボイラの群と、第一の通常型ボイラ群と、第二の通常型ボイラとの３群からなるボイラ群を構成し、上記のようなボイラ群の台数制御を行う方法である。

ボイラ群の例として、一台の潜熱回収型ボイラと、二台の同一仕様の通常型ボイラとからなるボイラ群の構成を図２に模式的に示す。ボイラ群100は、図２に示すように、潜熱回収型ボイラ10A、同一仕様の通常型ボイラ10Bおよび10Cからなり、各ボイラ10（10A、10B、10C）からの蒸気はスティームヘッダ15に集められ負荷50に供給されるようになっている。各ボイラの制御は、スティームヘッダ15に設けられた蒸気圧又は使用量を検知するセンサ35の出力に基づき制御装置30により制御されるようになっている。

負荷の蒸気使用状態を示すグラフである。ボイラ群の構成を示す模式図である。

符号の説明

10（10A、10B、10C）ボイラ
15 スティームヘッダ
30 制御装置
35 センサ
50 負荷
100 ボイラ群

Claims

潜熱回収型ボイラと通常型ボイラからなるボイラ群の台数制御方法であって、
潜熱回収型ボイラは最低蒸気使用量V ₁ または平均蒸気使用量V ₂をまかなうように稼動させ、
通常型ボイラは蒸気量が最低蒸気使用量V ₁ または平均蒸気使用量V ₂を超えるときに稼動させ、蒸気量が最低蒸気使用量V ₁ または平均蒸気使用量V ₂以下のときに停止させて蒸気を供給することを特徴とするボイラ群の台数制御方法。