JP5343935B2 - ボイラシステム - Google Patents
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Description
ボイラシステム1において、要求される負荷は、蒸気使用設備18で消費される蒸気の量である。ボイラシステム1は、制御対象であるスチームヘッダ6内の蒸気の圧力Pを圧力測定部7により測定し、測定された圧力及び給水温度測定部50により測定された給水温度T(詳細は後述)等に基づいて、ボイラ制御部4により、燃焼させるボイラ20の台数、ボイラ20の燃焼量などを制御するようになっている。
以下、ボイラ20について、機能が段階値制御ボイラに設定されている場合を「段階値制御ボイラ」ともいい、機能が比例制御ボイラに設定されている場合を「比例制御ボイラ」ともいう。
段階値制御ボイラとしての5台のボイラ20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)が等しく設定されている。
1)燃焼停止状態(第1燃焼位置:0%)
2)低燃焼状態L(第2燃焼位置:20%)
3)中燃焼状態M(第3燃焼位置:45%)
4)高燃焼状態H(第4燃焼位置:100%)
の4段階の燃焼状態(燃焼位置、負荷率)に制御可能とされる、いわゆる4位置制御とされている。
なお、N位置制御とは、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ことを表している。
また、入力部4Aは、信号線14により各ボイラ20と接続されており、信号線14を介して、例えば、各ボイラ20の燃焼状態(燃焼量)、燃焼しているボイラ20の台数、各ボイラ20の機能(段階値制御ボイラ又は比例制御ボイラ)、給水温度測定部50により測定された給水温度Tなどの情報が入力されるようになっている。
ボイラ機能設定部43においては、合計負荷率Rに係る閾値として、40〜60%の負荷率閾値Q1が設定されている。負荷率閾値Q1は、例えば45%である。
また、負荷率算出部42により算出される合計負荷率Rが負荷率閾値Q1を超える場合には、ボイラ機能設定部43は、ボイラ20の機能を比例制御ボイラに設定する。これと共に、燃焼量台数制御部41は、比例制御ボイラの燃焼させる台数を最大とし且つ連続的にボイラ20の燃焼量を増加させるように、複数のボイラ20を制御する。
例えば、ボイラ20の燃焼状態が低燃焼状態L(第2燃焼位置:20%)に設定された場合、ボイラ制御部4は、まず、1台のボイラ20を低燃焼状態L(第2燃焼位置:20%)で燃焼させる。1台のボイラ20の燃焼では、ボイラシステム1が生成すべき蒸気量(必要蒸気量)が不足する場合には、2台目のボイラ20を低燃焼状態L(第2燃焼位置:20%)で燃焼させる。必要蒸気量が得られるまで、低燃焼状態L(第2燃焼位置:20%)で燃焼させるボイラ20を増加させる。全てのボイラ20を低燃焼状態L(第2燃焼位置:20%)で燃焼させても必要蒸気量が得られない場合には、1台のボイラ20の燃焼状態を中燃焼状態M(第3燃焼位置:45%)に設定する。以後、必要蒸気量が得られるまで、中燃焼状態M(第3燃焼位置:45%)で燃焼させるボイラ20を増加させる。
なお、ボイラ20を1度に複数台増加させてもよい。
蒸気使用設備18は、スチームヘッダ6からの蒸気によって運転される設備である。
ボイラ制御部4は、給水温度測定部50により測定される給水温度Tに基づいて複数のボイラ20それぞれの燃焼量を制御する。ボイラ制御部4においては、給水温度Tに係る閾値として、給水温度閾値Q2が設定されている。
図2において、実線は、ボイラ20の機能を段階値制御ボイラに固定した場合における合計負荷率とボイラ効率との関係を示す線である。破線は、ボイラ20の機能を比例制御ボイラに固定した場合における合計負荷率とボイラ効率との関係を示す線である。
このような傾向から、本実施形態においては、負荷率閾値Q1を45%に設定している。
本実施形態のボイラシステム1は、段階値制御ボイラ又は比例制御ボイラに機能を設定可能な複数のボイラ20と、複数のボイラ20の燃焼量及び燃焼させる台数を制御する燃焼量台数制御部41と、ボイラシステム1の合計負荷率を算出する負荷率算出部42と、ボイラ20の機能を段階値制御ボイラ又は比例制御ボイラに設定するボイラ機能設定部43と、を備えるボイラシステム1であって、ボイラ機能設定部43は、負荷率算出部42により算出される合計負荷率に基づいてボイラ20の機能を段階値制御ボイラ又は比例制御ボイラに設定する。
例えば、本実施形態においては、段階値制御ボイラとしてのボイラ20として、燃焼停止状態(第1燃焼位置:0%)、低燃焼状態L(第2燃焼位置:20%)、中燃焼状態M(第3燃焼位置:45%)及び高燃焼状態H(第4燃焼位置:100%)の4段階の燃焼状態(燃焼位置、負荷率)に制御可能な4位置制御の段階値制御ボイラを用いているが、これに制限されない。
段階値制御ボイラにおける燃焼位置の制御は、4位置制御に制限されず、3位置制御、5位置制御などでもよい。
ボイラシステムにおいて、蒸気生成能力が異なるボイラを併せて備えていてもよい(例えば、蒸気生成能力が2t/hのボイラと3t/hのボイラ)。
また、ボイラ20は、蒸気ボイラに制限されず、温水ボイラでもよい。
4 燃焼量制御部(燃焼量制御手段)
20 ボイラ
21 ボイラ本体
41 燃焼量台数制御部(燃焼量台数制御手段)
42 負荷率算出部(負荷率算出手段)
43 ボイラ機能設定部(ボイラ機能設定手段)
50 給水温度測定部(給水温度測定手段)
Claims (5)
- 選択される燃焼位置に応じて燃焼量を段階的に増減可能な段階値制御ボイラ又は燃焼量を連続的に増減可能な比例制御ボイラに機能を設定可能な複数のボイラと、
前記複数のボイラの燃焼量及び燃焼させる台数を制御する燃焼量台数制御手段と、
ボイラシステムの合計負荷率を算出する負荷率算出手段と、
前記ボイラの機能を段階値制御ボイラ又は比例制御ボイラに設定するボイラ機能設定手段と、を備えるボイラシステムであって、
前記ボイラ機能設定手段は、前記負荷率算出手段により算出される前記合計負荷率に基づいて前記ボイラの機能を段階値制御ボイラ又は比例制御ボイラに設定する
ボイラシステム。 - 前記負荷率算出手段により算出される前記合計負荷率が所定の負荷率閾値以下の場合には、前記ボイラ機能設定手段は、前記ボイラの機能を段階値制御ボイラに設定すると共に、前記燃焼量台数制御手段は、前記ボイラの燃焼量を段階的に増加させ且つ前記段階値制御ボイラの燃焼させる台数を増加させるように、前記ボイラを制御し、前記負荷率算出手段により算出される前記合計負荷率が前記負荷率閾値を超える場合には、前記ボイラ機能設定手段は、前記ボイラの機能を比例制御ボイラに設定すると共に、前記燃焼量台数制御手段は、前記比例制御ボイラの燃焼させる台数を最大とし且つ連続的に前記ボイラの燃焼量を増加させるように、前記複数のボイラを制御する
請求項1に記載のボイラシステム。 - 前記負荷率閾値は40〜60%である
請求項2に記載のボイラシステム。 - 前記ボイラのボイラ本体へ供給される給水の温度である給水温度を測定する給水温度測定手段を有し、
前記燃焼量台数制御手段は、前記給水温度測定手段により測定される給水温度に基づいて、前記ボイラの燃焼量を制御する
請求項1〜3のいずれかに記載のボイラシステム。 - 前記負荷率算出手段により算出される前記合計負荷率が前記負荷率閾値以下の場合において、前記給水温度測定手段により測定される給水温度が所定の給水温度閾値以下のときには、前記燃焼量台数制御手段は、前記ボイラの燃焼量を最大の燃焼量の10〜30%に設定し、前記給水温度測定手段により測定される給水温度が前記給水温度閾値を超える場合には、前記燃焼量台数制御手段は、前記ボイラの燃焼量を最大の燃焼量の30%超60%以下に設定する
請求項4に記載のボイラシステム。
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