JP5924070B2 - ボイラシステム - Google Patents

Description

本発明は、複数の段階的な燃焼位置で燃焼可能なボイラを複数有するボイラ群を備えるボイラシステムに関する。

従来、複数の燃焼位置で燃焼可能なボイラを複数有するボイラ群と、このボイラ群を制御する制御部と、を備えるボイラシステムでは、複数のボイラに優先順位を設定することで、要求される負荷が変動した場合におけるボイラ群の燃焼状態を制御している。
また、ボイラ群において、要求される負荷が増加したことに伴って燃焼停止位置にあるボイラを起動する場合に、この燃焼停止位置にあるボイラが給蒸を開始するまでの間、既に給蒸を行っているボイラの燃焼位置を一時的に上位の燃焼位置に移行させてバックアップすることで、要求される負荷に対する追従性を向上させる技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１−２５６７０４号公報

ところで、ボイラシステムにおいて、ボイラ群を構成する複数のボイラの燃焼状態は、複数のボイラで生成された蒸気が集合する蒸気ヘッダにおいて測定される蒸気の圧力により制御される。即ち、要求される負荷が増加した場合には、蒸気の使用量が増加するので、蒸気ヘッダにおいて測定される圧力は低下する。すると、ボイラシステムは、低下した蒸気の圧力に対応して起動するように設定された所定のボイラを起動させ、又は所定のボイラの燃焼位置を上位の燃焼位置に移行させて蒸気の生成量を増加させる。そして、蒸気の生成量が増加して、蒸気ヘッダにおいて測定される蒸気の圧力が上昇した場合には、ボイラシステムは、起動させたボイラを停止させ、又は上位の燃焼位置に移行させたボイラの燃焼位置を下位の燃焼位置に移行させて蒸気の生成量を減少させる。

そのため、特許文献１で提案された技術では、燃焼停止位置にあったボイラが給蒸を開始する前に、バックアップを行うボイラが供給する蒸気により蒸気ヘッダにおいて測定される蒸気の圧力が所定の値まで上昇した場合には、給蒸を開始するために起動されたボイラが停止されてしまう。このように、燃焼停止位置にあるボイラが給蒸を開始する前に停止することが繰り返されると、この燃焼停止位置にあるボイラは、給蒸状態に達することなく起動及び停止が繰り返されることとなり、ボイラシステムにおける熱エネルギのロスが生じてしまう。

従って、本発明は、燃焼停止位置にあるボイラが給蒸状態に達することなく起動及び停止を繰り返すことによる熱エネルギのロスを低減できるボイラシステムを提供することを目的とする。

本発明は、第１燃焼位置及び該第１燃焼位置よりも高い燃焼位置である第２燃焼位置を含む複数の段階的な燃焼位置で燃焼可能なボイラを複数備え、複数の前記ボイラに優先順位が設定されたボイラ群と、該ボイラ群の燃焼状態を制御する制御部と、を備えるボイラシステムであって、前記制御部は、前記ボイラ群のうちのいずれかのボイラが前記第１燃焼位置に位置し、いずれかのボイラが給蒸を行っていない状態において、前記ボイラ群から発生する蒸気の圧力が所定の閾値を下回った場合に、給蒸を行っていない前記ボイラのうち前記優先順位の最も高いボイラに給蒸開始指示を出し、前記給蒸開始指示を受けたボイラが給蒸を開始する前に前記ボイラ群から発生する蒸気の圧力が前記閾値を上回った場合に、前記給蒸開始指示が出されたボイラを給蒸準備状態に保持させるボイラシステムに関する。

また、前記制御部は、前記給蒸開始指示を出した場合に、前記第１燃焼位置に位置しているボイラを前記第２燃焼位置に移行させ、前記ボイラ群から発生する蒸気の圧力が前記閾値を上回った場合、又は前記給蒸開始指示を受けたボイラからの給蒸が開始された場合に、前記第１燃焼位置に位置しているボイラを前記第１燃焼位置に移行させることが好ましい。

本発明のボイラシステムによれば、燃焼停止位置にあるボイラが起動及び停止を繰り返すことによる熱エネルギのロスを低減できる。

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。 本発明の一実施形態に係るボイラ群の概略を示す図である。 本発明の一実施形態に係る各ボイラの燃焼パターン及び優先順位と、蒸気圧制御範囲における蒸気圧帯との関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係るボイラシステムの動作の概略を示す図である。 本発明の一実施形態に係るボイラシステムの動作の概略を示す図である。 本発明の一実施形態に係るボイラシステムの動作を示すフロー図である。

以下、本発明のボイラシステムの好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、本発明のボイラシステム１の全体構成につき、図１を参照しながら説明する。
ボイラシステム１は、複数（３台）のボイラ２０を含むボイラ群２と、これら複数のボイラ２０において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダ６と、この蒸気ヘッダ６の内部の圧力を測定する蒸気圧センサ７と、ボイラ群２の燃焼状態を制御する制御部４を有する台数制御装置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は、蒸気管１１を介してボイラ群２を構成する複数のボイラ２０に接続されている。この蒸気ヘッダ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で生成された蒸気を集合させて貯留することにより、複数のボイラ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。

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。

台数制御装置３は、信号線１６を介して、複数のボイラ２０と電気的に接続されている。この台数制御装置３は、蒸気圧センサ７により測定される蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧に基づいて、各ボイラ２０の燃焼状態を制御する。台数制御装置３の詳細については、後述する。

以上のボイラシステム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。台数制御装置３は、この蒸気消費量の変動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。

具体的には、蒸気使用設備１８の需要の増大により要求負荷（蒸気消費量）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（蒸気消費量）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。従って、ボイラシステム１は、蒸気圧センサ７により測定された蒸気圧の変動に基づいて、要求負荷の変動をモニターすることができる。そして、ボイラシステム１は、蒸気ヘッダ６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）に応じた目標蒸発量を算出する。

ここで、本実施形態のボイラシステム１を構成する複数のボイラ２０の詳細について説明する。図２は、本実施形態に係るボイラ群２の概略を示す図である。
本実施形態のボイラ２０は、複数の段階的な燃焼位置を有する段階値制御ボイラからなる。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。

ボイラ２０の各燃焼位置における燃焼量は、制御対象とされる蒸気ヘッダ６における蒸気圧の圧力差に対応する量の蒸気を発生するように設定されている。段階値制御ボイラからなる３台のボイラ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。

本実施形態におけるボイラ２０は、図２に示すように、燃焼停止位置（０％）、第１燃焼位置としての低燃焼位置（５０％）、及び第２燃焼位置としての高燃焼位置（１００％）の３段階の燃焼位置で燃焼可能とされるいわゆる３位置制御のボイラ２０により構成される。この場合、高燃焼位置における燃料状態（高燃焼状態）の燃焼量を１．０と捉えれば、各ボイラ２０の燃焼量は０．５刻みで変更することができることになる。

尚、Ｎ位置制御とは、段階値制御ボイラの燃焼量を、燃焼停止位置を含めてＮ位置に段階的に制御可能なことを表す。燃焼位置の個数は、２位置（つまり、オン／オフのみ）、４位置（燃焼停止位置、低燃焼位置、中燃焼位置及び高燃焼位置）、又は５位置以上でもよい。

また、本実施形態においては、各ボイラ２０において、燃焼停止位置から低燃焼位置に移行して蒸気の供給（給蒸）が開始されるまでの状態を、給蒸準備状態という。この給蒸準備状態は、以下の（１）〜（３）の状態を含む。
（１）連続パイロット燃焼状態：燃料としてガスを用い、パイロットバーナ及びメインバーナを有して構成されるガス焚きボイラにおいて、パイロットバーナを燃焼させることでボイラ２０の内部における未燃ガスの滞留を防ぎ、燃焼指示を受けた場合に速やかにメインバーナに着火可能とされた状態。尚、連続パイロット燃焼状態は、少なくともメインバーナの燃焼が停止されている場合にパイロットバーナを燃焼させる状態をいう。即ち、連続パイロット燃焼状態は、メインバーナが燃焼しているときには、パイロットバーナの燃焼を停止させる場合を含む。
（２）微風パージ状態：燃料として油を用いる油焚きボイラにおいて、送風機を連続して駆動させてボイラ２０（缶体）の内部への空気の供給を維持することで、ボイラ２０の内部における気化した油成分の滞留を防ぎ、燃焼指示を受けた場合に速やかにバーナに着火可能とされた状態。尚、微風パージ状態には、バーナの燃焼時よりも弱い状態で送風機を運転する場合、及びバーナの燃焼時と同状態で送風機を運転する場合が含まれる。
（３）圧力保持状態：給蒸は行っていないがボイラ２０の内部の圧力を保持し、燃焼指示を受けた場合に、速やかに給蒸を開始可能とされた状態。

尚、給蒸準備状態は、上記（１）〜（３）単独の状態だけではなく、（１）かつ（２）の状態（圧力を保持した状態で連続パイロット燃焼を行っている状態）、及び（１）かつ（３）の状態（圧力を保持した状態で微風パージを行っている状態）を含む。

以上のボイラ群２には、各ボイラ２０とその各燃焼位置との組み合わせからなる複数の燃焼パターンが設定されている。図３は、本実施形態に係る各ボイラ２０の燃焼パターン及び優先順位と、蒸気圧制御範囲における蒸気圧帯との関係を示す図である。
本実施形態においては、図３に示すように、燃焼パターンは、ボイラを高燃焼位置で燃焼させる状態（高燃焼状態）にする場合を「Ｈ」、低燃焼位置で燃焼させる状態（低燃焼状態）にする場合を「Ｌ」、燃焼停止状態にする場合を「−」として示す。
燃焼パターンは、蒸気圧センサ７にて検出される蒸気圧が高くなるほど燃焼量が小さいパターンが選択され、蒸気圧が低下するほど燃焼量が大きいパターンが選択される。図３に示すように、本実施形態では、蒸気圧制御範囲は、Ａ〜Ｇの７つの蒸気圧帯に区分される。そして、ボイラシステム１は、蒸気圧帯ごとに、対応する燃焼パターン、即ち、燃焼状態（燃焼位置）を設定しておき、蒸気圧がどの圧力帯に対応するかによって燃焼量を決定する。燃焼パターンは、７つの蒸気圧帯に対応して、７つ設定される。

より具体的には、図３に示すように、最上位の蒸気圧帯Ａ（要求負荷が小さい場合）においては、すべてのボイラ２０が燃焼停止位置（−）に位置し、最下位の蒸気圧帯Ｇ（要求負荷が大きい場合）においては、すべてのボイラ２０が高燃焼位置（Ｈ）に位置する。

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を行うボイラ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。図２及び図３に示すように、ボイラ２０の１号機〜３号機のそれぞれに「１」〜「３」の優先順位が割り当てられている場合、１号機の優先順位が最も高く、３号機の優先順位が最も低い。この優先順位は、後述の制御部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。

本実施形態では、図３に示すように、最上位の蒸気圧帯Ａから最下位の蒸気圧帯Ｇに向けて蒸気圧が低下していく場合、通常の制御においては、最も優先順位が高いボイラ（ここでは１号ボイラ）が燃焼停止状態（−）から低燃焼状態（Ｌ）に変更された後に、次に順位が高いボイラ（ここでは２号ボイラ）が燃焼停止状態（−）から低燃焼状態（Ｌ）に変更される。そして、すべてのボイラ２０が低燃焼状態（Ｌ）に変更された後に、最も優先順位が高いボイラ２０（ここでは１号ボイラ）が低燃焼状態（Ｌ）から高燃焼状態（Ｈ）に変更される。

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の内部の蒸気圧を測定するローカル蒸気圧測定部２７と、ボイラ２０の燃焼位置（燃焼状態）を制御するローカル制御部２５と、を備える。

ローカル蒸気圧測定部２７は、蒸気圧センサから構成され、ボイラ２０の内部の蒸気圧を測定する。
ローカル制御部２５は、要求負荷に応じてボイラ２０の燃焼位置（燃焼状態）を変更させる。具体的には、ローカル制御部２５は、信号線１６を介して台数制御装置３から送信される台数制御信号に基づいて、又はローカル蒸気圧測定部２７により測定されたボイラ２０の内部の蒸気圧に基づいて、ボイラ２０の燃焼状態を制御する。
また、ローカル制御部２５は、台数制御装置３で用いられる信号を、信号線１６を介して台数制御装置３に送信する。台数制御装置３で用いられる信号としては、ボイラ２０の内部の蒸気圧、ボイラ２０の実際の燃焼状態、及びその他のデータ等が挙げられる。

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の燃焼位置（燃焼状態）を算出し、各ボイラ２０のローカル制御部２５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、記憶部５と、制御部４と、を備える。

記憶部５は、台数制御装置３（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や、各ボイラ２０から受信した燃焼状態（燃焼位置）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。

制御部４は、信号線１６を介して各ボイラ２０のローカル制御部２５に各種の指示を行ったり、ローカル制御部２５から各種のデータを受信したりして、３台のボイラ２０の燃焼状態（燃焼位置）や優先順位を制御する。各ボイラ２０のローカル制御部２５は、台数制御装置３から燃焼位置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。

本実施形態では、制御部４は、ボイラ群２のうちのいずれかのボイラ２０が低燃焼位置に位置し、いずれかのボイラ２０が燃焼停止位置に位置している（給蒸を行っていない）状態において、ボイラ群２から発生する蒸気の圧力が所定の閾値を下回った場合に、給蒸を行っていないボイラ２０のうち優先順位の最も高いボイラ２０（以下、対象ボイラともいう）に給蒸開始指示を出す。

より具体的には、制御部４は、いずれかのボイラ２０が低燃焼位置に位置し、いずれかのボイラ２０が燃焼停止位置に位置している燃焼パターンでボイラ群２が燃焼している状態において要求負荷が増加し、蒸気圧センサ７にて測定される蒸気ヘッダ６の蒸気圧が、この燃焼パターンに対応して設定された蒸気圧の範囲の下限値である閾値を下回った場合に、対象ボイラ２０のローカル制御部２５に、この対象ボイラ２０を低燃焼位置に移行させる指示を出す（台数制御信号を出力する）。
ローカル制御部２５は、制御部３から送信された台数制御信号に基づいて、対象ボイラ２０の燃焼を開始させる。これにより、対象ボイラ２０は、給蒸準備状態となる。

尚、給蒸開始指示とは、燃焼停止位置に位置するボイラを、低燃焼位置で燃焼させて給蒸を行わせる指示をいい、燃焼停止状態のボイラを低燃焼位置で燃焼させる指示及び給蒸準備状態のボイラを低燃焼位置で燃焼させる指示を含む。

また、制御部４は、対象ボイラ２０に給蒸開始指示を出した場合（燃焼停止位置にあるボイラ２０に低燃焼位置に移行する指示を出した場合）、低燃焼位置に位置しているボイラ２０のうちの優先順位の最も高いボイラ２０であるバックアップボイラ２０のローカル制御部２５に、このバックアップボイラ２０を高燃焼位置に移行させる指示を出す。これにより、バックアップボイラ２０は、高燃焼位置に移行されて、対象ボイラ２０が燃焼を開始して給蒸を開始するまでの間バックアップ燃焼を行う。

また、制御部４は、給蒸開始指示を受けた対象ボイラ２０が給蒸を開始する前に、ボイラ群２から発生する蒸気の圧力が上述の閾値を上回った場合に、対象ボイラ２０を給蒸準備状態に保持させる指示を出す。
即ち、制御部４は、バックアップボイラ２０のバックアップ燃焼により蒸気が供給されることにより、対象ボイラ２０が給蒸を開始する前（低燃焼位置に移行する前）に蒸気圧センサ７にて測定される蒸気ヘッダ６の蒸気圧が閾値を上回った場合には、対象ボイラ２０のローカル制御部２５に、対象ボイラ２０の燃焼を停止させる指示に代えて給蒸準備状態を保持させる指示を出す。これにより、対象ボイラ２０は、燃焼停止状態とはならず、給蒸準備状態に維持される。

また、この場合、制御部４は、高燃焼位置に位置しているバックアップボイラ２０のローカル制御部２５に、バックアップボイラ２０を低燃焼位置に移行させる指示を出す。

ここで、給蒸準備状態を保持させる指示としては、ボイラ２０としてパイロットバーナ及びメインバーナを有して構成されるガス焚きボイラが用いられている場合には、連続パイロット燃焼状態を維持させる指示、圧力保持状態を維持させる指示、及び圧力保持状態を保ちつつパイロット燃焼状態を維持させる指示が挙げられる。

制御部４により、対象ボイラ２０のローカル制御部２５に連続パイロット燃焼状態を維持させる指示が出された場合、ローカル制御部２５は、対象ボイラ２０のパイロットバーナを燃焼状態に維持させる。
制御部４により、対象ボイラ２０のローカル制御部２５に圧力保持状態を維持させる指示が出された場合、ローカル制御部２５は、対象ボイラ２０のローカル蒸気圧測定部２７により測定される蒸気圧が所定の範囲の正圧に維持されるように、対象ボイラ２０の燃焼状態を制御する。尚、対象ボイラ２０を圧力保持状態とする場合には、対象ボイラ２０の蒸気圧は、給蒸が可能となる蒸気圧に近い圧力に維持されることが好ましい。

また、ボイラ２０として油焚きボイラが用いられている場合には、給蒸準備状態を保持させる指示としては、微風パージ状態を維持させる指示、圧力保持状態を維持させる指示、及び圧力保持状態を保ちつつ微風パージ状態を維持させる指示が挙げられる。

制御部４により、対象ボイラ２０のローカル制御部２５に微風パージ状態を維持させる指示が出された場合、ローカル制御部２５は、対象ボイラ２０の送風機を連続運転させる。

また、制御部４は、給蒸開始指示を受けた対象ボイラ２０から給蒸が開始された場合、高燃焼位置に位置しているバックアップボイラ２０のローカル制御部２５に、バックアップボイラ２０を低燃焼位置に移行させる指示を出す。これにより、バックアップボイラ２０は、低燃焼位置に移行され、バックアップ燃焼は終了する。

次に、本実施形態のボイラシステム１の動作につき、図３〜図６を参照しながら説明する。
ここでは、図４（Ａ）に示すように、ボイラ２０の１号機〜３号機のそれぞれに「１」〜「３」の優先順位が割り当てられている場合において、１号機のボイラ２０が低燃焼位置で燃焼し、２号機及び３号機のボイラ２０が燃焼停止位置に位置している状態から、図４（Ｂ）に示すように、１号機〜３号機それぞれの優先順位が「３」、「１」、「２」の順に変更された場合に、要求負荷が増加した場合のボイラシステム１の動作について説明する。この状態では、蒸気圧センサ７により測定される蒸気ヘッダ６の蒸気圧は、図３に示す蒸気圧帯Ｂの範囲に位置している。

この場合、図６に示すように、まず、ステップＳＴ１において、制御部４は、蒸気圧センサ７により測定される蒸気ヘッダ６の蒸気圧を監視する。ここで、蒸気圧センサ７により測定される蒸気ヘッダ６の蒸気圧が図３に示す蒸気圧帯Ｂの下限値である閾値を下回っていない場合、処理はステップＳＴ１に戻る。蒸気圧センサ７により測定される蒸気ヘッダ６の蒸気圧が閾値を下回った場合、処理はステップＳＴ２に進む。

ステップＳＴ２において、制御部４は、燃焼停止位置にあるボイラ２０のなかで最も優先順位の高い２号ボイラ２０のローカル制御部２５に給蒸開始指示を出す。２号ボイラ２０のローカル制御部２５は、２号ボイラ２０の燃焼を開始させ、２号ボイラ２０は、給蒸準備状態となる（図４（Ｃ）参照）。そして、処理は、ステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３において、制御部４は、低燃焼位置に位置しているボイラの中で最も優先順位の高い１号ボイラ２０のローカル制御部２５に、１号ボイラ２０を高燃焼位置に移行させる指示を出す。１号ボイラ２０のローカル制御部２５は、２号ボイラ２０を高燃焼位置に移行させてバックアップ燃焼を開始させる（図５（Ａ）参照）。そして、処理は、ステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ４において、制御部４は、２号ボイラ２０が給蒸を開始したかを判定する（低燃焼状態に移行したかを判定する）。給蒸を開始したか否かは、２号ボイラ２０の蒸気圧が所定の閾値を上回ったか否かにより判定される。制御部４により、２号ボイラ２０が給蒸を開始したと判定された場合、処理はステップＳＴ８に進む。制御部４により、２号ボイラ２０が給蒸を開始していないと判定された場合、処理は、ステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ５において、制御部４は、蒸気ヘッダ６の蒸気圧が閾値を上回ったかを判定する。制御部４により、蒸気ヘッダ６の蒸気圧が閾値を上回ったと判定されなかった場合、処理は、ステップＳＴ４に戻る。制御部４により、蒸気ヘッダ６の蒸気圧が閾値を上回ったと判定された場合、処理は、ステップＳＴ６に進む。

ステップＳＴ６において、制御部４は、２号ボイラ２０のローカル制御部２５に、２号ボイラ２０を燃焼停止状態にせず、給蒸準備状態に保持させる指示を出す。２号ボイラ２０のローカル制御部２５は、２号ボイラ２０を給蒸準備状態に保持させる（図５（Ａ）参照）。そして、処理は、ステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ７において、制御部４は、１号ボイラ２０のローカル制御部２５に、１号ボイラ２０を低燃焼位置に移行させる指示を出す。１号ボイラ２０のローカル制御部２５は、２号ボイラ２０を低燃焼位置に移行させてバックアップ燃焼を停止させる（図４（Ｃ）参照）。そして、処理は、ステップＳＴ１に戻る。

一方、ステップＳＴ４において、制御部４により、２号ボイラ２０が給蒸を開始したと判定された場合、制御部４は、ステップＳＴ８において、１号ボイラ２０のローカル制御部２５に、１号ボイラ２０を低燃焼位置に移行させる指示を出す。１号ボイラ２０のローカル制御部２５は、２号ボイラ２０を低燃焼位置に移行させてバックアップ燃焼を停止させる（図５（Ｂ）参照）。そして、処理は、ステップＳＴ９に進む。

ステップＳＴ９において、制御部４は、蒸気ヘッダ６の蒸気圧が閾値を上回ったかを判定する。制御部４により、蒸気ヘッダ６の蒸気圧が閾値を上回ったと判定されなかった場合、処理は、ステップＳＴ９に戻る。制御部４により、蒸気ヘッダ６の蒸気圧が閾値を上回ったと判定された場合、処理は、ステップＳＴ１０に進む。

ステップＳＴ１０において、制御部４は、低燃焼位置で燃焼しているボイラのうち優先順位の低い１号ボイラ２０のローカル制御部２５に、燃焼停止指示を出す。１号ボイラ２０のローカル制御部２５は、１号ボイラ２０の燃焼を停止させて、１号ボイラ２０を燃焼停止状態とする（図５（Ｃ）参照）。そして、本フローの処理は終了する。

以上説明した本実施形態のボイラシステム１によれば、以下のような効果を奏する。

（１）制御部４に、いずれかのボイラ２０が低燃焼位置に位置し、いずれかのボイラ２０が給蒸を行っていない状態において、蒸気圧センサ７にて測定される蒸気圧が閾値を下回った場合に、給蒸を行っていないボイラ２０のうち優先順位の最も高い対象ボイラ２０に給蒸開始指示を出させ、この対象ボイラ２０が給蒸を開始する前に蒸気圧センサ７にて測定される蒸気ヘッダ６の蒸気圧が所定の閾値を上回った場合に、対象ボイラ２０を給蒸準備状態に保持させた。これにより、燃料停止位置に位置する対象ボイラ２０に給蒸開始指示が出された後、この対象ボイラ２０が給蒸を開始する前に蒸気ヘッダ６の蒸気圧が上昇した場合に、対象ボイラ２０を給蒸準備状態に保持させられる。よって、蒸気ヘッダ６の蒸気圧が再度閾値を下回って対象ボイラ２０に給蒸開始指示が出された場合に、この対象ボイラ２０が給蒸を開始可能となるまでの時間を短縮できる。その結果、燃焼停止位置にあるボイラ２０が給蒸状態に達することなく起動及び停止を繰り返すことを防げるので、ボイラシステム１による熱エネルギのロスを低減できる。
特に、ボイラ２０において、高燃焼位置における燃焼量が低燃焼位置における燃焼量よりも大きく設定されている場合（ターンダウン比が大きい場合）、バックアップボイラ２０によるバックアップ燃焼により短時間で蒸気ヘッダ６の蒸気圧が上昇するため、対象ボイラ２０の起動及び停止の繰り返しが発生しやすい。そのため、ターンダウン比の大きいボイラ２０によりボイラシステム１を構成した場合に、本実施形態の制御を適用することで、対象ボイラ２０が給蒸状態に達することなく起動及び停止を繰り返すことを効果的に防げる。

（２）制御部４に、給蒸開始指示を出した場合に、低燃焼位置に位置しているボイラ２０を高燃焼位置に移行させてバックアップ燃焼させ、蒸気ヘッダ６の蒸気圧が閾値を上回った場合、又は対象ボイラ２０からの給蒸が開始された場合に、高燃焼位置においてバックアップ燃焼しているボイラ２０を低燃焼位置に移行させた。これにより、低燃焼位置に位置しているボイラ２０をバックアップ燃焼させることで、負荷変動に対する追従性を向上させられると共に、蒸気ヘッダ６の蒸気圧が閾値を上回った場合又は対象ボイラ２０が給蒸を開始した場合には、速やかにバックアップ燃焼を停止させられる。

（３）ボイラ群２における優先順位が変更された場合、優先順位変更後の優先順位に従って燃焼パターンを変更させる必要がある。ここで、燃焼パターンの変更は、優先順位変更後における優先順位の最も高いボイラ２０が燃焼状態に移行することにより開始される。しかしながら、バックアップボイラ２０による蒸気の供給により、優先順位が最も高いボイラ２０が給蒸状態に達する前に起動及び停止を繰り返してしまうと、燃焼パターンの変更が進まず、優先順位の変更が円滑に進まない。そこで、本実施形態では、制御部４に上記（１）及び（２）の制御を行わせた。これにより、ボイラ群２の優先順位が変更された場合に、優先順位変更後における優先順位の最も高いボイラ２０が給蒸状態に達する前に起動及び停止を繰り返すことを防げるので、優先順位の変更に伴うボイラ群２の燃焼パターンの変更を円滑に行える。

（４）制御部４に、対象ボイラ２０を連続パイロット燃焼状態又は微風パージ状態に維持させた。これにより、対象ボイラ２０に再度給蒸開始指示が出された場合、対象ボイラ２０をパイロット燃焼させたり、プレパージしたりすることなく燃焼開始させられる。よって、対象ボイラ２０に給蒸開始指示が出された場合における給蒸を開始するまでの時間を短縮できるので、燃焼停止位置にあるボイラ２０が給蒸状態に達することなく起動及び停止を繰り返す回数を低減できる。

（５）制御部４に、対象ボイラ２０を圧力保持状態に維持させた。これにより、対象ボイラ２０に再度給蒸開始指示が出された場合、対象ボイラ２０の蒸気圧を、給蒸が可能となる蒸気圧まで短時間で上昇させられる。よって、対象ボイラ２０に給蒸開始指示が出された場合における給蒸を開始するまでの時間を短縮できるので、燃焼停止位置にあるボイラ２０が給蒸状態に達することなく起動及び停止を繰り返す回数をより低減できる。

以上、本発明のボイラシステム１の好ましい一実施形態につき説明したが、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、本実施形態では、本発明のボイラシステム１を、３位置制御のボイラ２０に適用したが、これに限らない。即ち、本発明のボイラシステム１を、４位置制御のボイラに適用してもよい。この場合、第１燃焼位置は、低燃焼位置に対応し、第２燃焼位置は、中燃焼位置に対応する。

１ ボイラシステム
２ ボイラ群
４ 制御部
２０ ボイラ
Ｌ 低燃焼位置（第１燃焼位置）
Ｈ 高燃焼位置（第２燃焼位置）

Claims (2)

1. 第１燃焼位置及び該第１燃焼位置よりも高い燃焼位置である第２燃焼位置を含む複数の段階的な燃焼位置で燃焼可能なボイラを複数備え、複数の前記ボイラに優先順位が設定されたボイラ群と、該ボイラ群の燃焼状態を制御する制御部と、を備えるボイラシステムであって、
   前記制御部は、
   前記ボイラ群のうちのいずれかのボイラが前記第１燃焼位置に位置し、いずれかのボイラが給蒸を行っていない状態において、前記ボイラ群から発生する蒸気の圧力が所定の閾値を下回った場合に、給蒸を行っていない前記ボイラのうち前記優先順位の最も高いボイラに給蒸開始指示を出し、
   前記給蒸開始指示を受けたボイラが給蒸を開始する前に前記ボイラ群から発生する蒸気の圧力が前記閾値を上回った場合に、前記給蒸開始指示が出されたボイラを、連続パイロット燃焼状態、微風パージ状態、圧力保持状態を含む給蒸準備状態に保持させるボイラシステム。
2. 前記制御部は、前記給蒸開始指示を出した場合に、前記第１燃焼位置に位置しているボイラを前記第２燃焼位置に移行させ、
   前記ボイラ群から発生する蒸気の圧力が前記閾値を上回った場合、又は前記給蒸開始指示を受けたボイラからの給蒸が開始された場合に、前記第２燃焼位置に位置しているボイラを前記第１燃焼位置に移行させる請求項１に記載のボイラシステム。

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