JP5942531B2 - ボイラシステム - Google Patents
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Description
前記ローカル制御部は、所定の頻度で前記メイン制御部から前記ボイラ停止指示を受けた場合、前記ボイラ停止指示を受けたボイラを前記圧力保持状態に移行させることが好ましい。
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台数制御装置3と、を備える。
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。
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。
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。
(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、送風機を駆動させつつ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(可燃成分)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の内部における可燃成分であ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。
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。
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(後述のローカル制御部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、メイン記憶部5と、メイン制御部4と、を備える。
ローカル記憶部26は、台数制御装置3(メイン制御部4)からボイラ20(ローカル制御部25)に対して行われた燃焼位置の変更指示の内容や、変更指示を受けた時間等の情報を記憶する。
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が挙げられる。
そして、ローカル制御部25は、ローカル記憶部26に記憶されたボイラ停止指示の回数が所定時間内に所定回数に達した場合には、ボイラ停止指示を受けてもボイラ20を停止させず、このボイラ20を給蒸準備状態に移行させる。
また、ボイラ20を、給蒸準備状態として連続パイロット燃焼状態に移行させた場合には、このボイラ20を燃焼させる場合に、パイロット運転を行うことなくメインバーナを燃焼させられるので、給蒸を開始するまでの時間を短縮できる。
また、ボイラ20を、給蒸準備状態として微風パージ状態に移行させた場合には、このボイラ20を燃焼させる場合に、プレパージを行うことなくバーナを燃焼させられるので、給蒸を開始するまでの時間を短縮できる。
即ち、ローカル制御部25は、ボイラ20を給蒸準備状態に移行させた後、所定時間内にメイン制御部4からこのボイラ20を低燃焼位置で燃焼させる指示を受けなかった場合には、給蒸準備状態に移行させたボイラ20を燃焼停止位置に移行させる。
これにより、負荷変動に対する応答性を向上させるために給蒸準備状態に移行させたボイラ20に対して繰り返し燃焼位置の変更指示が出されなくなった場合には、この給蒸準備状態に移行させたボイラ20を停止させられる。
ここでは、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において、1号機のボイラ20及び2号機のボイラ20が低燃焼位置(L)で燃焼し、3号機のボイラ20が燃焼停止位置(−)に位置している状態で、蒸気圧センサ7により測定される蒸気ヘッダ6の蒸気圧が蒸気圧帯Cの上限値をまたいで上下を繰り返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Cの範囲に位置している。
また、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とした場合には、ボイラ20の内部に空気を供給する送風機の駆動は継続される。ここで、送風機の駆動及び停止は、インバータを用いて行われる。そのため、頻繁に発停が繰り返されるボイラ20にボイラ停止指示が出された場合に、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することで、送風機を連続して駆動させられるので、送風機の駆動及び停止が頻繁に繰り返されることを防げる。よって、送風機の駆動及び停止に用いられるインバータに過剰な負荷を与えることを防げるので、インバータ等の電気系統の長寿命化を図れる。
また、複数のボイラ20それぞれに設けられたインバータの性能に応じて、ボイラ20を給蒸準備状態に移行させる発停の頻度を設定することで、複数のボイラ20それぞれの性能に応じた制御を行える。
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、2位置制御(つまり、オン/オフのみ)のボイラに適用してもよく、また、4位置制御のボイラに適用してもよい。尚、本発明のボイラシステムを4位置制御のボイラに適用した場合、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。
2 ボイラ群
4 メイン制御部
20 ボイラ
25 ローカル制御部
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 (6)
- 複数のボイラを有するボイラ群と、該ボイラ群を制御する、メイン制御部と、前記複数のボイラそれぞれに設けられ前記メイン制御部の制御に基づいて該複数のボイラを制御する複数のローカル制御部と、を備えるボイラシステムであって、
前記ローカル制御部は、前記メイン制御部から受ける指示の内容及び指示を受けた時間をローカル記憶部に記憶させ、前記ローカル記憶部に記憶された情報に基づいて、所定の頻度でボイラ発停が繰り返されたと判定した場合に、前記メイン制御部からボイラ停止指示を受けたボイラを給蒸準備状態に移行させるボイラシステム。 - 前記ボイラは、第1燃焼位置及び該第1燃焼位置よりも高い燃焼状態である第2燃焼位置を含む多位置での燃焼状態で燃焼可能なボイラであり、
前記メイン制御部は、前記第1燃焼位置に位置している前記ボイラに前記ボイラ停止指示を出す請求項1に記載のボイラシステム。 - 前記ローカル制御部は、前記メイン制御部から前記ボイラ停止指示を受けた回数が所定時間内に所定回数に達した場合、前記ボイラ停止指示を受けたボイラを給蒸準備状態に移行させる請求項1又は2に記載のボイラシステム。
- 前記ローカル制御部は、前記メイン制御部から給蒸開始指示を受けた回数が所定時間内に所定回数に達した場合、前記ボイラ停止指示を受けたボイラを給蒸準備状態に移行させる請求項1又は2に記載のボイラシステム。
- 前記給蒸準備状態は、前記ボイラが加圧状態に保持された圧力保持状態を含み、
前記ローカル制御部は、所定の頻度で前記メイン制御部から前記ボイラ停止指示を受けた場合、前記ボイラ停止指示を受けたボイラを前記圧力保持状態に移行させる請求項1〜4のいずれかに記載のボイラシステム。 - 前記ローカル制御部は、前記ボイラを前記給蒸準備状態に移行させた後、所定時間内に給蒸指示が出されなかった場合、該ボイラを停止させる請求項1〜5のいずれかに記載のボイラシステム。
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