JP6102504B2 - ボイラシステム - Google Patents

Description

本発明は、ボイラ群を構成する複数のボイラに対する燃焼の優先順位を設定するボイラシステムに関する。

従来、複数のボイラからなるボイラ群と、要求される負荷（要求負荷）に応じてボイラ群の燃焼状態を制御する制御部とを備え、要求負荷に応じた量の蒸気を供給するボイラシステムが提案されている。

複数のボイラを備えるボイラシステムでは、特許文献１に記載のように、複数のボイラに対して優先順位を設定しておき、この優先順位に基づいてボイラ群の燃焼状態を制御することで、要求負荷に応じた蒸気を生成している（特許文献１の段落００２３参照）。
より詳細には、要求負荷が増加して燃焼させるボイラの台数を増加させる場合には、優先順位の高いボイラから順に燃焼を開始させ、要求負荷が減少して燃焼させるボイラの台数を減少させる場合には、優先順位の低いボイラから順に燃焼を停止させる。

特開２０１３−０７２６０９号公報

ところで、従来のボイラシステムでは、特性が同一又は類似する複数のボイラによりボイラ群を構成することとしていたが、近年では、特性が異なる複数のボイラによりボイラ群を構成するボイラシステムも知られている。このようなボイラシステムでは、個々のボイラで特性が異なるため、従来のように複数のボイラに対して一律に優先順位を設定することは必ずしも好ましくなく、更なる改善が求められていた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、特性が異なる複数のボイラにより構成されるボイラ群に対して優先順位を適切に設定可能なボイラシステムを提供することを目的とする。

本発明は、複数の異種ボイラグループにより構成されるボイラ群と、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、前記異種ボイラグループは、ボイラの特性が類似する複数のボイラにより構成される第１ボイラグループと、ボイラの特性が類似する複数のボイラであって、当該類似する特性が前記第１ボイラグループとは異なる複数のボイラにより構成される第２ボイラグループと、を含み、前記制御部は、要求負荷に応じて燃焼率を変更するボイラの順序を示す優先順位を前記ボイラグループの種類に応じて前記ボイラに対して設定する優先順位設定部と、前記優先順位に従いボイラの燃焼量を変更することで、前記ボイラ群から出力する蒸気量を制御する出力制御部と、を備えるボイラシステムに関する。

また、ボイラグループを分ける前記ボイラの特性は、ボイラの出力特性であり、前記第１ボイラグループは、燃焼量の変更に伴い前記ボイラ群全体における燃焼率を第１割合変更する複数のボイラにより構成され、前記第２ボイラグループは、燃焼量の変更に伴いボイラ群全体における燃焼率を前記第１割合よりも低い第２割合変更する複数のボイラにより構成されることとしてもよい。

このとき、前記異種ボイラグループは、ボイラ容量に基づいて設定され、前記第１ボイラグループに属するボイラは、大容量ボイラであり、前記第２ボイラグループに属するボイラは、小容量ボイラであることとしてもよい。

また、前記異種ボイラグループは、ボイラの燃焼状態の制御方法に基づいて設定され、前記第１ボイラグループに属するボイラは、燃焼率を段階的に変更する段階値制御ボイラであり、前記第２ボイラグループに属するボイラは、燃焼率を連続的に変更する比例制御ボイラであることとしてもよい。

また、ボイラグループを分ける前記ボイラの特性は、ボイラの効率特性であり、前記第１ボイラグループは、第１範囲内の燃焼率で燃焼することでボイラ効率が所定閾値よりも高くなる複数のボイラにより構成され、前記第２ボイラグループは、前記第１範囲とは異なる第２範囲内の燃焼率で燃焼することでボイラ効率が前記所定閾値よりも高くなる複数のボイラにより構成されることとしてもよい。

また、前記優先順位設定部は、要求負荷の高低に応じて、前記優先順位が上位になるボイラグループの種類を異ならせることが好ましい。

具体的には、前記優先順位設定部は、要求負荷が高い高負荷時には、前記第１ボイラグループに属する所定数のボイラを前記優先順位の上位に設定し、要求負荷が低い低負荷時には、前記第２ボイラグループに属する所定数のボイラを前記優先順位の上位に設定することとしてもよい。

また、前記優先順位設定部は、ボイラグループ毎に、当該ボイラグループに属するボイラの前記優先順位を変更することとしてもよい。

本発明によれば、特性が異なる複数のボイラにより構成されるボイラ群に対して適切に優先順位を設定することができる。

本発明の第１実施形態のボイラシステムの概略を示す図である。 上記実施形態のボイラ群の概略を示す図である。 上記実施形態のボイラ群の概略を示す図である。 上記実施形態の制御部の構成を示す機能ブロック図である。 上記実施形態の優先順位設定部による優先順位の設定方法を示す図である。 第２実施形態の優先順位設定部による優先順位の設定方法を示す図である。 第３実施形態の出力制御部によるボイラの燃焼制御方法を示す図である。

以下、本発明のボイラシステムの好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。

まず、第１実施形態に係るボイラシステム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（５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、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。

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の燃焼状態を制御する。

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、蒸気ヘッダ６に供給される蒸気量（後述の出力蒸気量）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、蒸気ヘッダ６に供給される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）に応じて必要とされる蒸気量である必要蒸気量を算出する。

ここで、図２及び図３を参照して、本実施形態のボイラシステム１を構成するボイラ群２について説明する。図２及び図３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群２は、ボイラ特性の異なる複数のボイラ２０からなり、これらボイラ特性の異なる複数のボイラ２０のうち同一又は類似する特性のボイラ２０はボイラグループを構成する。即ち、本実施形態のボイラ群２は、ボイラ特性の異なる２以上の複数のボイラグループにより構成される。なお、本実施形態では、説明の都合上、２つのボイラグループによりボイラ群２を構成することとしているが、ボイラ群２を構成するボイラグループの数は２つに限られず、２以上の複数であればよい。

ここで、ボイラ特性とは、ボイラ２０から出力する蒸気量に関する出力特性、及びボイラ２０の燃焼効率に関する効率特性を含む。図２は、出力特性の異なるボイラ２０が属するボイラグループＡ，Ｂにより構成されるボイラ群２を示し、図３は、効率特性の異なる複数のボイラ２０が属するボイラグループＡ，Ｂにより構成されるボイラ群２を示す。

図２を参照して、出力特性は、ボイラ容量又はボイラ２０の燃焼制御方法に応じて異なることになる。なお、ボイラ容量とは、ボイラ２０が出力可能な最大蒸気量を示し、燃焼制御方法とは、比例制御又は段階値制御を示す。ここで、比例制御とは、少なくとも、最小燃焼状態から最大燃焼状態の範囲で、燃焼量を連続的（例えば、１％毎）に制御することをいう。また、段階値制御とは、複数の燃焼位置（燃焼停止位置、低燃焼位置、中燃焼位置及び高燃焼位置等）を切り換えることで、燃焼量を段階的に制御することをいう。

ボイラ群２全体における燃焼率の変更の割合は、ボイラ容量に応じて異なる。即ち、ボイラ２０の燃焼量が１０％変更した場合であっても、ボイラ容量の小さいボイラ２０ではボイラ群２全体における影響は相対的に小さく、ボイラ容量の大きいボイラ２０ではボイラ群２全体における影響は相対的に大きい。そのため、ボイラ容量に応じてボイラグループを規定することで出力特性に応じたグループ分けをすることができる。

同様に、ボイラ群２全体における燃焼率の変更の割合は、ボイラ２０の燃焼制御方法に応じて異なる。一例として、燃焼率を１％毎に変更可能な比例制御ボイラと、低燃焼位置、中燃焼位置及び高燃焼位置の燃焼比が２０：４５：１００の段階値制御ボイラとを比較する。比例制御ボイラが燃焼量を１単位分（１％）変更すると、ボイラ群２全体における燃焼率は０．００２％（１／５００）変更される。他方、段階値制御ボイラが燃焼量を１単位分変更すると、ボイラ群２における燃焼率は０．０４％、０．０５％、０．１１％変更される。そのため、比例制御ボイラにおける燃焼量の変更は、ボイラ群２全体における影響が相対的に小さく、段階値制御ボイラにおける燃焼量の変更は、ボイラ群２全体における影響が相対的に大きい。よって、ボイラ２０の燃焼制御方法に応じてボイラグループを規定することで出力特性に応じたグループ分けをすることができる。

図２（Ａ）を参照して、ボイラ容量に応じてボイラグループを規定する場合、ボイラ２０から出力可能な最大蒸気量（ボイラ容量）の大小に応じてグループ分けを行う。図２（Ａ）では、ボイラ容量が４０００ｋｇ／ｈ以下であるか否かによりグループ分けを行っており、ボイラ容量が６０００ｋｇ／ｈの１号機及び２号機ボイラはボイラグループＡに属し、ボイラ容量が４０００ｋｇ／ｈの３号機ボイラ、ボイラ容量が２０００ｋｇ／ｈの４号機及び５号機ボイラはボイラグループＢに属している。

図２（Ｂ）を参照して、ボイラ２０の燃焼制御方法に応じてボイラグループを規定する場合、ボイラ２０が比例制御ボイラであるか段階値制御ボイラであるかに応じてグループ分けを行う。図２（Ｂ）では、段階値制御ボイラである１号機及び２号機ボイラはボイラグループＡに属し、比例制御ボイラである３号機〜５号機ボイラはボイラグループＢに属している。

図３を参照して、効率特性に基づくグループ分けとして、本実施形態では、ボイラ２０のエコ運転ゾーン又はボイラ２０の最大燃焼効率に応じてボイラグループを規定する。なお、エコ運転ゾーンとは、ボイラ効率（ボイラ２０の熱効率）が所定値（例えば、９７％）よりも高くなる燃焼率の範囲であり、ボイラ２０を燃焼させる上で最も好ましい燃焼率の範囲である。また、最大燃焼効率とは、ボイラ効率が最も高くなる燃焼率である。

図３（Ａ）を参照して、エコ運転ゾーンに応じてボイラグループを規定する場合、エコ運転ゾーンの位置に基づいてグループ分けを行う。一例として、図３（Ａ）では、エコ運転ゾーンが高燃焼領域（例えば、燃焼率６０％以上）にあるか否かによりボイラ２０をグループ分けしている。即ち、エコ運転ゾーンが高燃焼領域にある１号機及び２号機ボイラは、ボイラグループＡに属し、エコ運転ゾーンが中燃焼領域にある３号機〜５号機ボイラは、ボイラグループＢに属している。
なお、図示は省略しているものの、エコ運転ゾーンの位置ではなく、エコ運転ゾーンの範囲の広さに基づいてグループ分けを行うこととしてもよい。即ち、エコ運転ゾーンの範囲が所定以上の広さであるか否かにより、ボイラ２０をグループ分けすることとしてもよい。

図３（Ｂ）を参照して、最大燃焼効率に応じてボイラグループを規定する場合、ボイラ２０の最大燃焼効率の大小に応じてグループ分けを行う。図３（Ｂ）では、最大燃焼効率が９８％以上であるか否かによりグループ分けを行っており、最大燃焼効率が９８％の１号機及び２号機ボイラはボイラグループＡに属し、最大燃焼効率が９６％の３号機ボイラ、９７％の４号機及び５号機ボイラはボイラグループＢに属している。

このようにボイラ特性に応じてグループ分けされるボイラ２０には、それぞれ優先順位が設定される。ここで、優先順位は、要求負荷に応じて燃焼率を変更するボイラ２０の順序を示し、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。本実施形態では、ボイラ群２から出力する蒸気量を増加する場合には優先順位の高いボイラ２０から順に燃焼率を上昇し、ボイラ群２から出力する蒸気量を減少する場合には優先順位の低いボイラ２０から順に燃焼率を低下する。
なお、ボイラ２０に対する優先順位の設定方法の詳細については、後述する。

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の燃焼状態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の燃焼状態を変更させる。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の燃焼状態を制御する。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の実際の燃焼状態、及びその他のデータが挙げられる。

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の燃焼状態を算出し、各ボイラ２０に設定された優先順位に基づき燃焼状態を制御するための台数制御信号を各ボイラ２０（ローカル制御部２２）に送信する。
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の内容や、各ボイラ２０から受信した燃焼状態等の情報、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に各種の指示を行ったり、各ボイラ２０から各種のデータを受信したりして、５台のボイラ２０の燃焼状態や優先順位を制御する。各ボイラ２０（ローカル制御部２２）は、台数制御装置３から燃焼状態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。

制御部４の具体的な構成を図４に示す。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、優先順位設定部４１と、出力制御部４２と、を含んで構成される。

優先順位設定部４１は、複数のボイラ２０に対して優先順位を設定する。このとき、優先順位設定部４１は、ボイラ２０が属するボイラグループの種類に応じて、ボイラ２０に対して優先順位を設定する。
ここで、図５を参照して、優先順位設定部４１による優先順位の設定方法を具体的に説明する。図５は、優先順位の設定方法の説明図である。

上述のように、複数のボイラ２０は、ボイラ特性に応じてボイラグループにグループ分けされる。
優先順位設定部４１は、このボイラグループに対して優先順位を設定する。図５（Ａ）では、ボイラグループＡに対して優先順位１位及び４位が設定され、ボイラグループＢに対して優先順位２位、３位及び５位が設定されている。
また、優先順位設定部４１は、同一のボイラグループに属する複数のボイラ２０に対して、ボイラグループ内のグループ内順位を設定する。図５（Ｂ）では、ボイラグループＡ内のグループ内順位として、１号機ボイラにグループ内順位１位が設定され、２号機ボイラにグループ内順位２位が設定されている。また、ボイラグループＢ内のグループ内順位として、５号機ボイラにグループ内順位１位が設定され、３号機ボイラにグループ内順位２位が設定され、４号機ボイラにグループ内順位３位が設定されている。

優先順位設定部４１は、このようにボイラグループに対して設定した優先順位（図５（Ａ））及びボイラグループ内のグループ内順位（図５（Ｂ））に基づいて、複数のボイラ２０に対して優先順位を設定する。即ち、図５（Ａ）に示すように優先順位１位にボイラグループＡが設定されており、図５（Ｂ）に示すようにこのボイラグループＡ内において１号機ボイラがグループ内順位１位として設定されているため、優先順位設定部４１は、１号機ボイラを複数のボイラ２０のうちの優先順位１位として設定する。
これにより、図５（Ｃ）に示すように、優先順位１位にボイラグループＡに属する１号機ボイラ、優先順位２位にボイラグループＢに属する５号機ボイラ、優先順位３位にボイラグループＢに属する３号機ボイラ、優先順位４位にボイラグループＡに属する２号機ボイラ、優先順位５位にボイラグループＢに属する４号機ボイラが設定される。

また、優先順位設定部４１は、ボイラグループ内におけるグループ内順位（図５（Ｂ））を、所定の時間間隔（例えば、２４時間間隔）で変更する（ローテーション）。このようなグループ内順位の変更に伴い、複数のボイラ２０の優先順位が変更される。一例として、ボイラグループＡ内のグループ内順位が変更された場合、ボイラグループＡに属する１号機及び２号機ボイラの優先順位が入れ替わり、１号機ボイラの優先順位が４位に変更され、２号機ボイラの優先順位が１位に変更される。
これにより、ボイラ２０の稼働状態の偏りを平準化することができる。

図４に戻り、出力制御部４２は、設定された優先順位に従いボイラ２０の燃焼量を制御することで、ボイラ群２から出力する蒸気量を制御する。本実施形態において、出力制御部４２は、要求負荷が増大した場合には、優先順位の高いボイラ２０から順に燃焼率を上昇しボイラ群２から出力する蒸気量を増加し、要求負荷が低下した場合には、優先順位の低いボイラ２０から順に燃焼率を低下しボイラ群２から出力する蒸気量を減少する。

以上、第１実施形態に係るボイラシステム１について説明した。続いて、第２実施形態に係るボイラシステム１について説明する。第２実施形態に係るボイラシステム１は、基本的には第１実施形態に係るボイラシステム１と同一の構成を備えるが、優先順位設定部４１による優先順位の設定方法において第１実施形態に係るボイラシステム１と異なる。
具体的には、グループ毎の優先順位の設定において、第１実施形態に係るボイラシステム１では単にボイラグループ毎に行うこととしていたものを（図５（Ａ）参照）、第２実施形態に係るボイラシステム１では要求負荷に応じて優先順位が上位になるボイラグループの種類を異ならせる点で異なる。

以下、第２実施形態に係るボイラシステム１について説明する。なお、第１実施形態に係るボイラシステム１と同一の部分については、説明を省略する。

ボイラシステム１では、ボイラ特性に応じて複数のボイラ２０をボイラグループにグループ分けする。このようなボイラ特性に応じたグループ分けにより、燃焼量の細かい調整が可能なボイラ２０が属するボイラグループと、燃焼量の細かい調整が困難なボイラ２０が属するボイラグループが存在することになる。例えば、ボイラの出力特性によりグループ分けする場合、小容量ボイラや比例制御ボイラは、燃焼量の細かい調整が可能である一方、大容量ボイラや段階値制御ボイラは、燃焼量の細かい調整が相対的に困難である。

第２実施形態のボイラシステム１では、このようなボイラグループの特徴に着目し、燃焼量の細かい調整が可能であるボイラグループを負荷調整用とし、負荷調整用のボイラグループに比べ燃焼量の細かい調整が相対的に困難なボイラグループをベース用としてグループ毎の優先順位を設定する。

図６は、第２実施形態に係るボイラシステム１の優先順位設定部４１による優先順位の設定方法の説明図である。
図６（Ａ）を参照して、優先順位設定部４１は、蒸気使用設備１８の要求負荷が低い低負荷には、燃焼量の細かい調整が可能である負荷調整用のボイラグループを優先順位の上位に設定する。他方、図６（Ｂ）を参照して、優先順位設定部４１は、蒸気使用設備１８の要求負荷が高い高負荷時には、燃焼量の細かい調整が相対的に困難なベース用のボイラグループを優先順位の上位に設定する。即ち、優先順位設定部４１は、蒸気使用設備１８の要求負荷に応じてベース用のボイラグループが占める優先順位上位の数が異なるように（低負荷時は優先順位上位にベース用が少なく、高負荷時は優先順位上位にベース用が多い）、グループ毎の優先順位を設定する。

なお、出力特性でグループ化する場合には、小容量ボイラや比例制御ボイラが属するボイラグループが負荷調整用のボイラグループに相当し、大容量ボイラや段階値制御ボイラが属するボイラグループがベース用のボイラグループに相当する。また、効率特性でグループ化する場合には、一例として、エコ運転ゾーンの範囲が広いボイラ２０が属するボイラグループが負荷調整用のボイラグループに相当し、エコ運転ゾーンの範囲が狭いボイラ２０が属するボイラグループがベース用のボイラグループに相当する。

続いて、第３実施形態に係るボイラシステム１について説明する。第３実施形態に係るボイラシステム１は、第２実施形態に係るボイラシステム１のように要求負荷に応じて負荷調整用及びベース用のボイラグループに対して優先順位を設定することに加え、負荷調整用とベース用とで異なる燃焼制御を行うこととしている。

以下、第３実施形態に係るボイラシステム１について説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態に係るボイラシステム１と同一の部分については、説明を省略する。

図７は、第３実施形態に係るボイラシステム１の出力制御部４２によるボイラ２０の燃焼制御についての説明図である。

図７（Ａ）を参照して、優先順位１位〜４位までのボイラ２０が燃焼しており、優先順位５位のボイラ２０が燃焼を停止している。このとき、燃焼状態にあるボイラ２０のうち、優先順位１位のボイラ２０はベース用のボイラグループＡに属し、優先順位２位〜４位のボイラ２０は負荷調整用のボイラグループＢに属している。

その後、蒸気使用設備１８の要求負荷が変動すると、出力制御部４２は、優先順位に従いボイラ２０の燃焼量を制御することで、要求負荷に応じた蒸気をボイラ群２から発生させる。
このとき、第３実施形態の出力制御部４２は、ベース用のボイラグループに属するボイラ２０と、負荷調整用のボイラグループに属するボイラ２０とを異なる態様で燃焼制御する。異なる態様の燃焼制御としては、ボイラシステム１の状況に応じて任意に調整することができる。この点、図７（Ｂ）では、理解が容易なように、出力制御部４２は、ベース用のボイラグループに属するボイラ２０の燃焼量を固定したまま、負荷調整用のボイラグループに属するボイラ２０の燃焼量を調整することで、両者を異なる態様で燃焼制御している。

このように、第３実施形態のボイラシステム１では、第２実施形態のボイラシステム１と同様に要求負荷に応じて負荷調整用及びベース用のボイラグループに対して優先順位を設定するとともに、負荷調整用及びベース用のボイラグループで燃焼制御を異ならせる。これにより、蒸気使用設備１８の定常状態における要求負荷をベース用のボイラグループに属するボイラ２０で対応しつつ、定常状態からの要求負荷の変動を負荷調整用のボイラグループに属するボイラ２０で対応することができるため、要求負荷に対する追従性を高めることができる。
なお、ベース用のボイラグループに属するボイラ２０の燃焼量を固定したまま燃焼させる場合には、出力制御部４２は、ベース用のボイラグループに属するボイラ２０が最も効率よく燃焼する燃焼率に固定して燃焼させることが好ましい。

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）本実施形態のボイラシステム１においては、複数のボイラ２０をボイラ特性に応じてグループ分けしておき、優先順位設定部４１は、このグループの種類に応じてボイラ２０に対して優先順位を設定する。これにより、複数のボイラ２０に対して一律に優先順位を設定することを防止できる。即ち、ボイラ特性から優先順位の上位に好ましくないボイラ２０に対して優先順位の上位を設定してしまうことを防止できる。その結果、特性が異なる複数のボイラ２０により構成されるボイラ群２に対して、適切に優先順位を設定することができる。

（２）なお、グループ分けに用いるボイラ特性として、ボイラ２０の出力特性を用いることとしてもよく、出力特性を用いる場合には、燃焼量の変更に伴いボイラ群２全体における燃焼率を変更する割合によりグループ分けを行う。
（３）このとき、ボイラ２０の容量に基づいてグループ分けを行うこととしてもよく、（４）ボイラ２０の燃焼制御方法に基づいてグループ分けを行うこととしてもよい。
これにより、ボイラグループをベース用のボイラグループと負荷調整用のボイラグループとに分けることができ、ボイラ群２全体における燃焼量の調整が容易になり、圧力安定性を向上することができる。

（５）また、グループ分けに用いるボイラ特性として、ボイラ２０の効率特性を用いることとしてもよく、効率特性を用いる場合には、エコ運転ゾーンの範囲や最大燃焼効率等に基づいてグループ分けを行う。
これにより、ボイラグループ毎に効率よくボイラ２０を燃焼させることができ、ボイラ群２全体における燃焼効率を高めることができる。

（６）また、グループ毎の優先順位は、要求負荷の高低に応じて設定することとしてもよい。（７）具体的には、高負荷時には燃焼量の変更に伴いボイラ群２全体における燃焼率を大きく変更するボイラグループを優先順位の上位に設定し、低負荷時には燃焼量の変更に伴いボイラ群２全体における燃焼率をあまり変更しないボイラグループを優先順位の上位に設定する。
これにより、要求負荷の高低に応じてベース用のボイラグループに属するボイラ２０の台数を調整することができる。そして、ベース用のボイラグループに属するボイラ２０を固定的な燃焼率で燃焼させる一方で、要求負荷の変動に応じて負荷調整用のボイラグループに属するボイラ２０の燃焼量を調整することで、ボイラ群２全体における燃焼率の変動を抑えることができ、結果、要求負荷に対する追従性を向上することができる。

（８）また、グループ内におけるグループ内順位は、所定の時間間隔（例えば、２４時間間隔）で変更される。これにより、ボイラ２０の稼働状態の偏りを平準化することができる。この場合においても、ボイラグループの種類に応じて優先順位が設定されているため、ローテーションの前後において、ボイラ群２全体における制御状態を変更することがなく、ボイラシステム１を安定的に運用することができる。

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、上記実施形態では、ボイラ群２を２つのボイラグループＡ，Ｂに分けることとしているが、ボイラ群２を３以上の任意の数のボイラグループに分けることとしてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、本発明を、５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、６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。

１ ボイラシステム
２ ボイラ群
２０ ボイラ
３ 台数制御装置
４ 制御部
４１ 優先順位設定部
４２ 出力制御部

Claims (8)

1. 複数の異種ボイラグループにより構成されるボイラ群と、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、
   前記異種ボイラグループは、
   ボイラの特性が類似する複数のボイラにより構成される第１ボイラグループと、
   ボイラの特性が類似する複数のボイラであって、当該類似する特性が前記第１ボイラグループとは異なる複数のボイラにより構成される第２ボイラグループと、を含み、
   前記制御部は、
   要求負荷に応じて燃焼率を変更するボイラの順序を示す優先順位を前記ボイラグループの種類に応じて前記ボイラに対して設定する優先順位設定部と、
   前記優先順位に従いボイラの燃焼量を変更することで、前記ボイラ群から出力する蒸気量を制御する出力制御部と、
   を備えるボイラシステム。
2. ボイラグループを分ける前記ボイラの特性は、ボイラの出力特性であり、
   前記第１ボイラグループは、燃焼量の変更に伴い前記ボイラ群全体における燃焼率を第１割合変更する複数のボイラにより構成され、
   前記第２ボイラグループは、燃焼量の変更に伴いボイラ群全体における燃焼率を前記第１割合よりも低い第２割合変更する複数のボイラにより構成される、請求項１に記載のボイラシステム。
3. 前記異種ボイラグループは、ボイラ容量に基づいて設定され、
   前記第１ボイラグループに属するボイラは、大容量ボイラであり、
   前記第２ボイラグループに属するボイラは、小容量ボイラである、
   請求項２に記載のボイラシステム。
4. 前記異種ボイラグループは、ボイラの燃焼状態の制御方法に基づいて設定され、
   前記第１ボイラグループに属するボイラは、燃焼率を段階的に変更する段階値制御ボイラであり、
   前記第２ボイラグループに属するボイラは、燃焼率を連続的に変更する比例制御ボイラである、
   請求項２に記載のボイラシステム。
5. ボイラグループを分ける前記ボイラの特性は、ボイラの効率特性であり、
   前記第１ボイラグループは、第１範囲内の燃焼率で燃焼することでボイラ効率が所定閾値よりも高くなる複数のボイラにより構成され、
   前記第２ボイラグループは、前記第１範囲とは異なる第２範囲内の燃焼率で燃焼することでボイラ効率が前記所定閾値よりも高くなる複数のボイラにより構成される、請求項１に記載のボイラシステム。
6. 前記優先順位設定部は、要求負荷の高低に応じて、前記優先順位が上位になるボイラグループの種類を異ならせる、請求項１から５の何れかに記載のボイラシステム。
7. 前記優先順位設定部は、
   要求負荷が高い高負荷時には、前記第１ボイラグループに属する所定数のボイラを前記優先順位の上位に設定し、
   要求負荷が低い低負荷時には、前記第２ボイラグループに属する所定数のボイラを前記優先順位の上位に設定する、
   請求項６に記載のボイラシステム。
8. 前記優先順位設定部は、ボイラグループ毎に、当該ボイラグループに属するボイラの前記優先順位を変更する、請求項１から７の何れかに記載のボイラシステム。
   

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