JP6028608B2 - Boiler system - Google Patents
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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。 The present invention relates to a boiler system including a boiler group having a plurality of boilers capable of burning at a plurality of stepwise combustion positions.
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、複数のボイラの燃焼位置を段階的に制御することで、ボイラ群から出力される蒸気量を調整することとしている。
このような段階値制御によるボイラシステムでは、停止状態にあるボイラの燃焼を開始する場合に、当該ボイラが給蒸可能となるまでに生じる不足分を他のボイラによりバックアップすることで、蒸気量が不足することを補うこととしている。
Conventionally, in a boiler system comprising a boiler group having a plurality of boilers combustible at a plurality of combustion positions, and a control unit that controls the boiler group, the combustion positions of the plurality of boilers are controlled in stages. The amount of steam output from the group is to be adjusted.
In such a boiler system based on step value control, when combustion of a boiler in a stopped state is started, the amount of steam is reduced by backing up the shortage that occurs until the boiler can be steamed by another boiler. It will make up for the shortage.
ところで、ターンダウン比が大きいボイラを用いてバックアップを行う場合、バックアップによる蒸気量が不足分に対して過剰となってしまう。このような過剰なバックアップを解消するため、近年では、蒸気ヘッダの圧力勾配に応じてバックアップタイミングを制御する工夫が知られている(例えば、特許文献1)。 By the way, when performing backup using a boiler with a large turndown ratio, the amount of steam due to backup becomes excessive relative to the shortage. In order to eliminate such an excessive backup, in recent years, a device for controlling the backup timing according to the pressure gradient of the steam header is known (for example, Patent Document 1).
特許文献1のような工夫によれば、蒸気ヘッダの圧力勾配(減少速度)に応じてバックアップタイミングを調整するため、蒸気量が過剰になることを防止できるものの、更なる改善の余地があった。具体的には、従来におけるバックアップでは、バックアップが必要なボイラに要求される蒸気量(バックアップ要求量)と、バックアップを行うボイラに要求されるバックアップのために増加する蒸気量(バックアップ蒸気量)と、のみを比較してバックアップを行うタイミングを算出しており、更に精度良くバックアップタイミングを調整する工夫が求められていた。
According to a device such as
本発明はこのような要望に鑑みてなされたものであり、より適切なタイミングでバックアップ可能なボイラシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a demand, and an object thereof is to provide a boiler system that can be backed up at a more appropriate timing.
バックアップにより蒸気量が過剰になるか否かは、バックアップ後の蒸気量が要求負荷に応じて必要となる蒸気量(必要蒸気量)を超えるか否かにより決定されることになる。そこで、本発明者は、従来のようにバックアップ要求量及びバックアップ蒸気量の2つの情報のみを比較するのではなく、両情報に加え必要蒸気量を直接的に参照し比較することで、より適切なタイミングでバックアップを行うことを可能にした。 Whether or not the amount of steam becomes excessive due to backup is determined by whether or not the amount of steam after backup exceeds the amount of steam necessary for the required load (the required amount of steam). Therefore, the present inventor does not compare only the two pieces of information of the backup request amount and the backup steam amount as in the past, but more appropriately by referring to and comparing the necessary steam amount in addition to both information. It was possible to back up at an appropriate timing.
具体的には、本発明は、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複数のボイラを備えるボイラ群と、要求負荷に応じて前記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、第1ボイラへの燃焼指示に対して第2ボイラによるバックアップが必要であるか否かを判定するバックアップ判定部と、前記第1ボイラへの燃焼指示に応じた蒸気量をバックアップ要求量として算出するバックアップ要求量算出部と、前記第2ボイラの燃焼位置を一段高くした場合に増加する蒸気量をバックアップ蒸気量として算出するバックアップ蒸気量算出部と、前記バックアップ判定部によりバックアップが必要であると判定された場合に、前記要求負荷に応じた必要蒸気量と前記ボイラ群に対して現在出力を指示している指示蒸気量との差である第1差分が、前記バックアップ蒸気量と前記バックアップ要求量との差である第2差分を超えることを条件に、前記第2ボイラに対してバックアップ指示を行うバックアップ指示部と、を備えるボイラシステムに関する。 Specifically, the present invention provides a boiler group including a plurality of boilers capable of increasing or decreasing the combustion amount in stages according to a selected combustion position, and a control for controlling the combustion state of the boiler group according to a required load. A backup determination unit for determining whether or not a backup by a second boiler is necessary for a combustion instruction to the first boiler, and the first boiler. A backup request amount calculation unit that calculates a steam amount according to a combustion instruction to the engine as a backup request amount, and a backup steam amount that calculates a steam amount that increases when the combustion position of the second boiler is increased by one step as a backup steam amount When the calculation unit and the backup determination unit determine that the backup is necessary, the current steam amount and the boiler group corresponding to the required load are determined. With respect to the second boiler, on condition that the first difference that is the difference between the instruction steam amount that instructs the output exceeds the second difference that is the difference between the backup steam amount and the backup request amount. The present invention relates to a boiler system including a backup instruction unit that issues a backup instruction.
また、前記バックアップ指示部は、前記バックアップ判定部によりバックアップが必要であると判定された場合に、前記第1差分と前記第2差分との差が所定値を超えることを条件に、前記第2ボイラに対してバックアップ指示を行うこととしてもよい。 In addition, the backup instructing unit, on the condition that the difference between the first difference and the second difference exceeds a predetermined value when the backup determination unit determines that the backup is necessary, the second instruction A backup instruction may be given to the boiler.
本発明によれば、必要蒸気量を直接的に参照してバックアップを行うため、必要蒸気量に応じた蒸気量がボイラ群から出力される適切なタイミングでバックアップを行うことができる。その結果、バックアップ時に必要蒸気量に対して蒸気量が過剰になることがなく、オーバーシュートやハンチング等を抑制できるため、圧力安定性を高めることができる。 According to the present invention, since the backup is performed by directly referring to the required steam volume, the backup can be performed at an appropriate timing when the steam volume corresponding to the required steam volume is output from the boiler group. As a result, the amount of steam does not become excessive with respect to the required amount of steam at the time of backup, and overshoot, hunting, and the like can be suppressed, so that pressure stability can be improved.
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。図1は、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。
ボイラシステム1は、図1に示すように、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。
Hereinafter, a preferred embodiment of a boiler system of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the
As shown in FIG. 1, the
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。
The
The steam header 6 is connected to a plurality of
The steam header 6 collects and stores the steam generated in the
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。
The
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の燃焼位置を制御することにより、ボイラ群2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。
The
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の燃焼位置を制御する。
The
The load required in the boiler system 1 (required load) is the amount of steam consumed in the
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)に応じて必要となる蒸気量(必要蒸気量)を算出し、当該必要蒸気量の蒸気が蒸気ヘッダ6に供給されるようにボイラ群2を燃焼させる。
Specifically, the demand load (steam consumption) increases due to an increase in demand for the
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について説明する。図2は、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。
Here, the
The
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。
The combustion amount at each combustion position of the
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%)、低位燃焼位置としての低燃焼位置(25%)、及び高位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、例えば、一台のボイラ20の高燃焼位置における燃焼量(蒸気量)が800kg/hであった場合、低燃焼位置における燃焼量(蒸気量)は200kg/hとなる。
As shown in FIG. 2, the
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、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)以上でもよい。 The N position control represents that the combustion amount of the step value control boiler can be controlled step by step to the N position including the combustion stop position. The number of combustion positions may be four positions (combustion stop position, low combustion position, middle combustion position, and high combustion position) or more.
また、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20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。
Moreover, the priority order is set to each of the plurality of
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、本発明の一実施形態に係る各ボイラの燃焼パターンと、圧力制御範囲における蒸気ヘッダ6の圧力帯との関係を示す図である。
燃焼パターンは、ボイラの種別と当該ボイラの燃焼位置とからなる。図3では、ボイラ20を高燃焼位置で燃焼させる状態にする場合を「H」、低燃焼位置で燃焼させる状態にする場合を「L」、燃焼停止位置にする場合を「−」とし、ボイラ20の優先順位に従い当該燃焼位置を左から順に示している。即ち、燃焼パターンEの[(H)(L)(L)]は、優先順位1位のボイラ20を高燃焼位置で燃焼させる状態とし、優先順位2位のボイラ20を低燃焼位置で燃焼させる状態とし、優先順位3位のボイラ20を低燃焼位置で燃焼させる状態とすることを示す。
In the
The combustion pattern consists of the type of boiler and the combustion position of the boiler. In FIG. 3, “H” indicates that the
燃焼パターンは、蒸気ヘッダ6の圧力が高くなるほど、即ち要求負荷が小さくなるほどボイラ群2から出力される蒸気量が小さいパターンが選択され、また、蒸気ヘッダ6の圧力が低くなるほど、即ち要求負荷が大きくなるほどボイラ群2から出力される蒸気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、圧力制御範囲は、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、蒸気圧帯毎に、対応する燃焼パターン、即ち燃焼位置を設定しておき、蒸気ヘッダ6の圧力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の蒸気圧帯に対応して、7パターン設定される。
As the combustion pattern, a pattern in which the amount of steam output from the
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、最も優先順位が高いボイラ(ここでは1号ボイラ)が燃焼停止位置(−)から低燃焼位置(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)が燃焼停止位置(−)から低燃焼位置(L)に変更される。そして、すべてのボイラ20が低燃焼位置(L)に変更された後、最も優先順位が高いボイラ20(ここでは1号ボイラ)から順に高燃焼位置(H)に変更される。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, when the vapor pressure decreases from the highest vapor pressure zone a toward the lowest vapor pressure zone g, the boiler with the highest priority (here, No. 1) After the boiler is changed from the combustion stop position (−) to the low combustion position (L), the next highest boiler (here, No. 2 boiler) is changed from the combustion stop position (−) to the low combustion position (L). Be changed. And after all the
図1に戻り、ボイラ20は、燃焼が行われるボイラ本体21と、ボイラ20の燃焼位置を制御するローカル制御部22と、を備える。
ローカル制御部22は、要求負荷に応じてボイラ20の燃焼位置を変更させる。具体的には、ローカル制御部22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、ボイラ20の燃焼位置を制御する。
また、ローカル制御部22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の実際の燃焼位置、及びその他のデータが挙げられる。
Returning to FIG. 1, the
The
Further, the
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の燃焼位置を算出し、各ボイラ20(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。
Next, details of the
The
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の内容や、各ボイラ20から受信した燃焼位置等の情報、複数のボイラ20の燃焼パターンの設定条件等の情報、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。
The
制御部4は、信号線16を介して各ボイラ20に各種の指示(台数制御信号)を行ったり、各ボイラ20から各種のデータを受信したりして、3台のボイラ20の燃焼位置や優先順位を制御する。各ボイラ20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。
The
ところで、燃焼停止位置(−)に位置する状態が一定時間継続すると、ボイラ20は冷却され、制御部4から低燃焼位置(L)に位置するように制御されても直ちに低燃焼位置(L)に対応する蒸気量(200kg/h)の蒸気を出力することができない。このような場合に、制御部4は、蒸気を出力可能な他のボイラ20に対して不足分の蒸気を代わりに出力させるように指示し、蒸気不足を防止することがある。このような他のボイラ20が代わって蒸気を出力することを、以下「バックアップ」と呼び、「BU」と表記することがある。
By the way, if the state located in the combustion stop position (−) continues for a certain period of time, the
このようなバックアップを行うため、制御部4は、図4に示す構成を備える。図4は、制御部4の構成を示す機能ブロック図である。
図4に示すように、制御部4は、バックアップ判定部41と、バックアップ要求量算出部42と、バックアップ蒸気量算出部43と、バックアップ指示部44と、を含んで構成される。
In order to perform such backup, the
As shown in FIG. 4, the
バックアップ判定部41は、第1ボイラへの燃焼指示に対して第2ボイラによるバックアップが必要であるか否かを判定する。なお、第1ボイラは、燃焼パターンの変更前に燃焼停止位置(−)に位置し、燃焼パターンの変更後に燃焼停止位置(−)以外の燃焼位置に位置するボイラ20である。また、第2ボイラは、燃焼指示に応じて蒸気量を大きくすることが可能なボイラ20であり、当該ボイラ20が複数存在する場合には、基本的に燃焼位置が低く、優先順位の高いボイラ20が該当する。
また、バックアップ判定部41による判定は、任意の方法により行うこととしてよい。一例として、バックアップ判定部41は、第1ボイラを燃焼停止位置(−)以外の燃焼位置に変更した後、所定時間経過しても蒸気ヘッダ6の内部の圧力が上昇しない場合に、第1ボイラに対して第2ボイラによるバックアップが必要であると判定する。また、他の例として、ローカル制御部22からボイラ20の燃焼位置を取得しておき、燃焼停止位置(−)に位置していた時間に応じて第1ボイラに対するバックアップが必要であるか判定することとしてもよい。即ち、第1ボイラが燃焼停止位置(−)に一定時間以上位置していた場合、バックアップ判定部41は、第2ボイラによるバックアップが必要であると判定する。
The
The determination by the
バックアップ要求量算出部42は、第1ボイラに対して指示された蒸気量をバックアップ要求量として算出する。また、バックアップ蒸気量算出部43は、第2ボイラの燃焼位置を一段高くした場合に増加する蒸気量をバックアップ蒸気量として算出する。
3位置制御のボイラ20では、第1ボイラに対して燃焼停止位置(−)から低燃焼位置(L)に位置するように指示された場合にバックアップが可能であることから、本実施形態では、バックアップ要求量は200kg/hとなる。同様に、第2ボイラは、低燃焼位置(L)に位置していた状態から高燃焼位置(H)に位置することでバックアップすることになるため、本実施形態では、バックアップ蒸気量は600kg/hとなる。
The backup request
In the three-
バックアップ指示部44は、第2ボイラによるバックアップが必要であると判定された場合に、第2ボイラに対してバックアップ指示を行う。このとき、バックアップ要求量よりもバックアップ蒸気量の方が大きい場合に第2ボイラによるバックアップを直ちに行うと、蒸気量が過剰になってしまう。
従来では、バックアップ要求量とバックアップ蒸気量とのみを比較し、バックアップ要求量がバックアップ蒸気量に達したタイミングでバックアップを行うこととしていた。即ち、1台分のバックアップ要求量のみではバックアップ蒸気量に満たない場合にはバックアップを要求する第1ボイラが複数になるまで待機し、複数の第1ボイラのバックアップ要求量がバックアップ蒸気量に到達したタイミングでバックアップを行うこととしていた。
The
Conventionally, only the backup request amount and the backup steam amount are compared, and backup is performed when the backup request amount reaches the backup steam amount. In other words, if the backup request amount for one unit is less than the backup steam amount, the system waits until there are a plurality of first boilers requesting backup, and the backup request amounts of the plurality of first boilers reach the backup steam amount. It was supposed to back up at the timing.
この点、本実施形態では、バックアップ指示部44は、バックアップ要求量とバックアップ蒸気量とのみでなく、必要蒸気量も加えて比較することで、より適切なタイミングでのバックアップを可能にしている。具体的には、バックアップ指示部44は、以下の式1を満たすことを条件に、第2ボイラに対してバックアップ指示を行う。
以上、第1ボイラに対するバックアップを行うための、制御部4の詳細な構成について説明した。続いて、図3及び図5を参照して、制御部4によるバックアップの流れを詳細に説明する。図5は、バックアップ時の動作を示す動作概要図である。なお、図3及び図5に示す(1)〜(5)はそれぞれ対応するタイミングを示す。また、図3及び図5では、1号機ボイラ及び2号機ボイラは直ちに給蒸可能なボイラ20であり、3号機ボイラは直ぐには給蒸できない冷却したボイラ20であるとする。
The detailed configuration of the
図3及び図5(A)を参照して、タイミング(1)では、蒸気ヘッダ6の内部の圧力から必要蒸気量として400kg/hの蒸気量が算出されており、制御部4は、ボイラ群2に対して燃焼パターンCで燃焼するように指示している。図5(B)を参照して、この指示により1号機ボイラ及び2号機ボイラが低燃焼位置(L)で燃焼し、3号機ボイラが燃焼停止位置(−)に位置している。
3 and 5A, at timing (1), a steam amount of 400 kg / h is calculated as a required steam amount from the pressure inside the steam header 6, and the
その後、要求負荷が大きくなると蒸気ヘッダ6の内部の圧力が低下し、結果、タイミング(2)では、必要蒸気量が600kg/hに増加している。このタイミング(2)では、図3に示すように、制御部4は、ボイラ群2に対して燃焼パターンDで燃焼するように指示することになる。
燃焼パターンDでは、1号機ボイラ及び2号機ボイラに加えて、3号機ボイラも低燃焼位置(L)で燃焼することになるが、3号機ボイラは冷却され直ぐには給蒸できないため、図5(A)に示すように、制御部4は、バックアップが必要であると判定し、バックアップ要求量として低燃焼位置(L)に対応する200kg/hを算出する。また、制御部4は、バックアップ先のボイラ20として1号機ボイラを選択し、1号機ボイラの燃焼位置を一段高くした場合に増加する蒸気量(600kg/h)をバックアップ蒸気量として算出する。
このとき、「バックアップ蒸気量−バックアップ要求量」即ち第2差分は400kg/hであるのに対して、「必要蒸気量−指示蒸気量」即ち第1差分は0kg/hであるため、上記式1を満たさない。このような場合に1号機ボイラによるバックアップを行ってしまうと、出力が過剰になってしまうため、図5(B)に示すように、制御部4は、タイミング(2)ではバックアップを行わず、1号機ボイラを低燃焼位置(L)の位置に維持する。
Thereafter, when the required load increases, the pressure inside the steam header 6 decreases, and as a result, the required steam amount increases to 600 kg / h at the timing (2). At this timing (2), as shown in FIG. 3, the
In the combustion pattern D, in addition to the No. 1 and No. 2 boilers, the No. 3 boiler also burns at the low combustion position (L), but the No. 3 boiler cannot be steamed immediately after being cooled. As shown in A), the
At this time, “backup steam amount−requested backup amount”, that is, the second difference is 400 kg / h, whereas “required steam amount−indicated steam amount”, that is, the first difference is 0 kg / h. Does not satisfy 1. In such a case, if the backup by the No. 1 boiler is performed, the output becomes excessive. Therefore, as shown in FIG. 5B, the
一方、蒸気ヘッダ6に対して3号機ボイラから給蒸されないため、蒸気ヘッダ6の内部の圧力は低下し、結果、タイミング(3)では、必要蒸気量が1000kg/hに増加している。図3を参照すると、必要蒸気量(1000kg/h)は、蒸気圧帯dに相当するため、タイミング(3)ではタイミング(2)と同じく、制御部4は、ボイラ群2に対して燃焼パターンDで燃焼するように指示することになる。
ところで、燃焼パターンDの指示蒸気量は600kg/hであることから、「必要蒸気量−指示蒸気量(第1差分)」は400kg/hになり、「バックアップ蒸気量−バックアップ要求量(第2差分)」と一致し、上記式1を満たすことになる。そこで、図5(B)に示すように、タイミング(3)において制御部4は、1号機ボイラに対してバックアップ指示を行い、1号機ボイラの燃焼位置を一段高くし高燃焼位置(H)で燃焼させる。
On the other hand, since steam is not supplied from the No. 3 boiler to the steam header 6, the pressure inside the steam header 6 decreases, and as a result, the required steam amount increases to 1000 kg / h at the timing (3). Referring to FIG. 3, the necessary steam amount (1000 kg / h) corresponds to the steam pressure zone d, and therefore, at the timing (3), the
By the way, since the indicated steam amount of the combustion pattern D is 600 kg / h, “required steam amount−indicated steam amount (first difference)” becomes 400 kg / h, and “backup steam amount−required backup amount (second Difference) ”and the
その後、要求負荷が大きくなると蒸気ヘッダ6の内部の圧力が低下し、結果、タイミング(4)では、必要蒸気量が1200kg/hに増加している。このタイミング(4)では、図3に示すように、制御部4は、ボイラ群2に対して燃焼パターンEで燃焼するように指示することになる。
燃焼パターンEでは、1号機ボイラを高燃焼位置(H)で燃焼させることになるが、タイミング(3)の時点で3号機ボイラのバックアップとして既に高燃焼位置(H)で燃焼させている。そこで、制御部4は、3号機ボイラのバックアップを2号機ボイラに行わせるように変更し、2号機ボイラの燃焼位置を一段高くした場合に増加する蒸気量(600kg/h)をバックアップ蒸気量として算出する。
一方、燃焼パターンEの指示蒸気量は1200kg/hであるため、「必要蒸気量−指示蒸気量」は0kg/hであり、上記式1を満たさない。そこで、図5(B)に示すように、制御部4は、タイミング(4)ではバックアップを行わず、2号機ボイラを低燃焼位置(L)の位置に維持する。
Thereafter, when the required load increases, the pressure inside the steam header 6 decreases, and as a result, at the timing (4), the necessary steam amount increases to 1200 kg / h. At this timing (4), as shown in FIG. 3, the
In the combustion pattern E, the No. 1 boiler is burned at the high combustion position (H), but at the timing (3), it is already burned at the high combustion position (H) as a backup of the No. 3 boiler. Therefore, the
On the other hand, since the indicated steam amount of the combustion pattern E is 1200 kg / h, “required steam amount−indicated steam amount” is 0 kg / h, which does not satisfy the
その後、蒸気ヘッダ6の内部の圧力が低下し、タイミング(5)になると、必要蒸気量が1600kg/hに増加することから、「必要蒸気量−指示蒸気量(第1差分)」は400kg/hになり、「バックアップ蒸気量−バックアップ要求量(第2差分)」と一致し、上記式1を満たすことになる。そこで、制御部4は、2号機ボイラに対してバックアップ指示を行い、2号機ボイラの燃焼位置を一段高くし高燃焼位置(H)で燃焼させる。
Thereafter, when the pressure inside the steam header 6 decreases and the timing (5) is reached, the required steam volume increases to 1600 kg / h, so that “required steam volume−indicated steam volume (first difference)” is 400 kg / hr. h, which is equal to “backup steam amount−backup request amount (second difference)”, and satisfies the above-mentioned
このような動作によれば、3号機ボイラに対するバックアップが必要となったタイミング(2)の時点で直ちに1号機ボイラによるバックアップを行わず、その後、蒸気ヘッダ6の内部の圧力が低下しバックアップを行うことで必要蒸気量と出力蒸気量とが釣り合うタイミング(3)となるまで待機してから、1号機ボイラによるバックアップを行う。これにより、バックアップによりボイラ群2から出力される蒸気量が過剰となってしまうことを防止でき、バックアップ時のオーバーシュートやハンチングを抑えることができる。
According to such an operation, the backup by the No. 1 boiler is not immediately performed at the timing (2) when the backup to the No. 3 boiler becomes necessary, and then the internal pressure of the steam header 6 decreases and the backup is performed. Therefore, after waiting until the timing (3) when the required steam amount and the output steam amount are balanced, backup is performed by the No. 1 boiler. Thereby, it is possible to prevent the amount of steam output from the
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。
The preferred embodiment of the
上記実施形態では、上記式1を満たした場合にバックアップを行うこととしたが、以下の式2,3に示すように所定の重み付けを行いバックアップを行うか否かを判定することとしてもよい。
また、上記実施形態では、本発明を、3台のボイラ20からなるボイラ群2を備えるボイラシステムに適用したが、これに限らない。即ち、本発明を、4台以上のボイラからなるボイラ群を備えるボイラシステムに適用してもよく、また、2台のボイラからなるボイラ群を備えるボイラシステムに適用してもよい。
また、上記実施形態では、3台のボイラ20の全てを同一のボイラ(低燃焼位置が負荷率25%の3位置ボイラ)で構成することとしているが、これに限られるものではなく、ボイラ20毎に燃焼位置に対応する負荷率が異なることとしてもよい。また、ボイラ20の容量についても同様に、ボイラ20毎に容量が異なることとしてもよい。このような構成においても、上記式1〜3に従いバックアップを行うか否かを判定することで、蒸気量が過剰になることを防止できる。
Moreover, in the said embodiment, although this invention was applied to the boiler system provided with the
Moreover, in the said embodiment, although it is supposed that all the three
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。
According to the
(1)本実施形態のボイラシステム1においては、制御部4は、第1ボイラへの燃焼指示に対して第2ボイラによるバックアップが必要である場合、必要蒸気量−指示蒸気量より算出される第1差分と、バックアップ蒸気量−バックアップ要求量より算出される第2差分とを比較し、第1差分が第2差分を超えることを条件に、第2ボイラに対してバックアップ指示を行う構成とした。
このような構成によれば、必要蒸気量を直接的に参照するため、バックアップにより必要蒸気量を超える過剰な蒸気量が発生することがなく、必要蒸気量と出力蒸気量とが釣り合うタイミングでバックアップを行うことができる。その結果、バックアップ時のオーバーシュートやハンチングを抑えることができ、圧力安定性を高めることができる。
(1) In the
According to such a configuration, since the required steam volume is directly referred to, an excessive steam volume exceeding the required steam volume is not generated by the backup, and the backup is performed at a timing when the required steam volume and the output steam volume are balanced. It can be performed. As a result, overshoot and hunting during backup can be suppressed, and pressure stability can be improved.
(2)制御部4は、バックアップが必要である場合に、第1差分と第2差分との差が所定値を超えることを条件に、第2ボイラに対してバックアップ指示を行う構成とした。
このような構成によれば、必要蒸気量と出力蒸気量とが完全に一致するタイミングではなく、当該タイミングに対して微調整したタイミングでバックアップを行うことができる。その結果、応答速度等のようなボイラシステムに固有の情報を加味した適切なタイミングでバックアップを行うことができ、圧力安定性を高めることができる。
(2) When the backup is required, the
According to such a configuration, the backup can be performed not at a timing at which the required steam amount and the output steam amount completely coincide, but at a timing finely adjusted with respect to the timing. As a result, backup can be performed at an appropriate timing in consideration of information unique to the boiler system, such as response speed, and pressure stability can be improved.
1 ボイラシステム
2 ボイラ群
20 ボイラ
4 制御部
41 バックアップ判定部
42 バックアップ要求量算出部
43 バックアップ蒸気量算出部
44 バックアップ指示部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記制御部は、
第1ボイラへの燃焼指示に対して第2ボイラによるバックアップが必要であるか否かを判定するバックアップ判定部と、
前記第1ボイラへの燃焼指示に応じた蒸気量をバックアップ要求量として算出するバックアップ要求量算出部と、
前記第2ボイラの燃焼位置を一段高くした場合に増加する蒸気量をバックアップ蒸気量として算出するバックアップ蒸気量算出部と、
前記バックアップ判定部によりバックアップが必要であると判定された場合に、前記要求負荷に応じた必要蒸気量と前記ボイラ群に対して現在出力を指示している指示蒸気量との差である第1差分が、前記バックアップ蒸気量と前記バックアップ要求量との差である第2差分を超えることを条件に、前記第2ボイラに対してバックアップ指示を行うバックアップ指示部と、
を備えるボイラシステム。 A boiler system including a boiler group including a plurality of boilers capable of increasing or decreasing a combustion amount in stages according to a selected combustion position, and a control unit that controls a combustion state of the boiler group according to a required load. And
The controller is
A backup determination unit that determines whether or not a backup by the second boiler is necessary for the combustion instruction to the first boiler;
A backup request amount calculation unit that calculates a steam amount corresponding to a combustion instruction to the first boiler as a backup request amount;
A backup steam amount calculation unit that calculates the amount of steam that increases when the combustion position of the second boiler is increased by one step as a backup steam amount;
A first difference that is a difference between a required steam amount corresponding to the required load and an instruction steam amount that is currently instructing output to the boiler group when the backup determination unit determines that a backup is necessary. A backup instruction unit that issues a backup instruction to the second boiler on the condition that the difference exceeds a second difference that is a difference between the backup steam amount and the backup request amount;
Boiler system equipped with.
請求項1に記載のボイラシステム。 When the backup determination unit determines that the backup is necessary, the backup instruction unit sets the second boiler on the condition that a difference between the first difference and the second difference exceeds a predetermined value. Instruct backup to the
The boiler system according to claim 1.
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