JP6119274B2

JP6119274B2 - ボイラシステム

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Publication number: JP6119274B2
Application number: JP2013017764A
Authority: JP
Inventors: 山田　和也; 和也山田
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: JP2014149120A

Description

本発明は、複数のボイラからな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、負荷機器に対して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。このようなボイラシステムでは、要求負荷に応じて必要な台数のボイラを燃焼させて蒸気を生成している。より詳細には、複数のボイラには、優先順位が設定されている。そして、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。

このような場合、優先順位の高いボイラの稼動時間が長くなり、優先順位の低いボイラの稼動時間が短くなるため、複数のボイラの稼動状態に偏りが生じてしまう。
そのため、ボイラシステムにおいては、優先順位を定期的に（例えば、２４時間毎に）変更して、複数のボイラの稼動状態の均一化を図っている。

ここで、優先順位を変更した場合に、新たに燃焼を開始するボイラが速やかに蒸気供給（給蒸）を開始できないと、ボイラ群における蒸気の出力量（出力蒸気量）が不足し、負荷機器に安定的に蒸気を供給できなくなる。
そこで、優先順位を変更した場合に、優先順位の変更後に運転対象となったボイラが給蒸可能となるまでの間、運転対象外のボイラのうち給蒸可能なボイラをバックアップ燃焼させて負荷機器への蒸気の供給を安定的に行う技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−１９６６５８号公報

ところで、特許文献１で提案された技術においては、優先順位を変更した後に、変更後の優先順位に基づかずにバックアップ燃焼を行うボイラを選択するため、ボイラシステムの制御が複雑となる。

従って、本発明は、複雑な制御を行うことなく、負荷機器への蒸気の供給を安定させた状態で、燃焼させるボイラを変更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、複数のボイラを備え、該複数のボイラに優先順位が設定されたボイラ群と、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、前記複数のボイラの優先順位が変更された場合に、該複数のボイラのうち、給蒸できないボイラを給蒸不可ボイラとして選択する給蒸不可ボイラ選択部と、前記給蒸不可ボイラの優先順位を繰り下げる優先順位補正部と、前記給蒸不可ボイラを給蒸準備状態に移行させる移行指示部と、前記移行指示部により給蒸準備状態に移行させた給蒸不可ボイラの給蒸準備が完了したかを判定する判定部と、前記判定部により前記給蒸不可ボイラの給蒸準備が完了したと判定された場合に、該給蒸準備が完了した給蒸不可ボイラの優先順位を繰り下げ前の順位に復帰させる優先順位復帰部と、を備えるボイラシステムに関する。

また、前記制御部は、前記複数のボイラのうちの所定の台数のボイラを予備ボイラとして設定する予備ボイラ設定部を更に備え、前記移行指示部は、前記給蒸不可ボイラ選択部により選択された給蒸不可ボイラのうち、優先順位の変更後に前記予備ボイラとして設定されていないボイラを給蒸準備状態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、複雑な制御を行うことなく、負荷機器への蒸気の供給を安定させた状態で、燃焼させるボイラを変更させられる。

本発明の第１実施形態に係るボイラシステムの概略を示す図である。第１実施形態に係るボイラシステムの動作の具体例を示す図である。第１実施形態に係るボイラシステムの動作の具体例を示す図である。第１実施形態に係るボイラシステムの動作の具体例を示す図である。本発明の第２実施形態に係るボイラシステムにおける台数制御装置の構成を示す機能ブロック図である。第２実施形態に係るボイラシステムの動作の具体例を示す図である。第２実施形態に係るボイラシステムの動作の具体例を示す図である。第２実施形態に係るボイラシステムの動作の具体例を示す図である。

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。
本実施形態のボイラシステム１は、図１に示すように、複数（６台）のボイラ２０を含むボイラ群２と、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、蒸気ヘッダ６の内部の圧力を測定する圧力センサ７と、ボイラ群２の燃焼状態を制御する台数制御装置４と、を備える。

ボイラ群２は、複数（６台）のボイラ２０を含んで構成され、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。
ボイラ２０は、負荷率を連続的に変更して燃焼可能な比例制御ボイラ、又は負荷率を段階的に変更して燃焼可能な多位置制御ボイラからなる。比例制御ボイラとは、少なくとも、最小燃焼状態（例えば、最大燃焼量の２０％の燃焼量における燃焼状態）から最大燃焼状態の範囲で、燃焼量が連続的に制御可能とされているボイラである。また、多位置制御ボイラとは、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）を備え、燃焼位置を切り換えることで、燃焼量が段階的に制御可能とされているボイラである。

複数のボイラ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の内部の圧力を測定するローカル圧力センサ２２と、ボイラ２０の燃焼状態を制御するローカル制御部２３と、を備える。
ローカル圧力センサ２２は、ボイラ２０の内部の蒸気圧力である缶内圧力を測定する。
ローカル制御部２３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２３は、信号線１４を介して台数制御装置４から送信される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２３は、台数制御装置４で用いられる信号を、信号線１４を介して台数制御装置４に送信する。台数制御装置４で用いられる信号としては、ボイラ２０の実際の燃焼状態、ローカル圧力センサ２２が測定した缶内圧力に係る信号（缶内圧力信号）、及びその他のデータが挙げられる。

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１に示すように、ボイラ２０の１号機〜６号機のそれぞれに「１」〜「６」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、６号機の優先順位が最も低い。この優先順位は、台数制御装置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。

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。

圧力センサ７は、信号線１３を介して、台数制御装置４に電気的に接続されている。圧力センサ７は、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力（ボイラ群２で発生した蒸気の圧力）を測定し、測定した蒸気圧力に係る信号（蒸気圧力信号）を、信号線１３を介して台数制御装置４に送信する。

台数制御装置４は、信号線１４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４は、圧力センサ７により測定される蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力に基づいて、各ボイラ２０の燃焼状態を制御する。
台数制御装置４は、記憶部４Ｂと、制御部４Ａと、を備える。
記憶部４Ｂは、台数制御装置４（制御部４Ａ）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、ボイラシステム１に設定された各種閾値に関する情報等を記憶する。

制御部４Ａは、信号線１４を介して各ボイラ２０に各種の指示を行ったり、信号線１４を介して各ボイラ２０から各種のデータを受信したりして、複数のボイラ２０の燃焼状態を制御する。各ボイラ２０は、台数制御装置４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。
台数制御装置４による制御の詳細については、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４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の内部の蒸気圧力の変動を、圧力センサ７が測定する蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力（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、蒸気ヘッダ６に供給される蒸気量（出力蒸気量）が不足すれば、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力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の内部の蒸気圧力が増加することになる。従って、ボイラシステム１は、圧力センサ７により測定された蒸気圧力の変動に基づいて、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の内部の蒸気圧力に基づいて、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し、この必要蒸気量分の蒸気量を供給するように各ボイラ２０の燃焼量を制御する。

次に、第１実施形態に係る台数制御装置４の制御の詳細について説明する。
本実施形態では、台数制御装置４は、複数のボイラ２０の優先順位が変更されたときに、優先順位の変更後に速やかに蒸気の供給（給蒸）を開始できないボイラである給蒸不可ボイラがあった場合には、この給蒸不可ボイラの優先順位を一端繰り下げる。そして、この給蒸不可ボイラが給蒸可能な状態になったときに、一端繰り下げた優先順位を元の優先順位に復帰させる。

以上の機能を実現するために、制御部４Ａは、図１に示すように、給蒸不可ボイラ選択部４１と、優先順位補正部４２と、移行指示部４３と、判定部４４と、優先順位復帰部４５と、を含んで構成される。

給蒸不可ボイラ選択部４１は、複数のボイラ２０の優先順位が変更された場合に、これら複数のボイラのうち、給蒸できないボイラを給蒸不可ボイラとして選択する。具体的には、制御部４Ａは、複数のボイラ２０の優先順位が変更された場合、複数のボイラ２０それぞれについて、ローカル圧力センサ２２により測定されたボイラ２０の内部の蒸気圧力である缶内圧力を取得する。そして、給蒸不可ボイラ選択部４１は、缶内圧力が第１閾値（例えば、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力−０．１０ＭＰａ）未満のボイラ２０を、給蒸不可ボイラとして選択する。

優先順位補正部４２は、給蒸不可ボイラ選択部４１により選択された給蒸不可ボイラの優先順位を繰り下げる。具体的には、優先順位補正部４２は、給蒸不可ボイラの優先順位を、給蒸不可ボイラとして選択されなかったボイラである給蒸可能ボイラよりも下位に繰り下げる。これにより、給蒸可能ボイラの優先順位は繰り上がる。ここで、給蒸不可ボイラが複数台選択された場合には、優先順位補正部４２は、選択された複数の給蒸不可ボイラの優先順位の順序を変えることなく優先順位を繰り下げる（例えば、優先順位が２位のボイラ及び３位のボイラを５位及び６位に繰り下げる場合には、２位のボイラを５位に、３位のボイラを６位に繰り下げる。）。

移行指示部４３は、給蒸不可ボイラを給蒸準備状態に移行させる。ここで、給蒸準備状態とは、ボイラ２０に燃焼指示が出された場合に、速やかに蒸気の供給（給蒸）を開始可能な状態を表す。
具体的には、本実施形態では、給蒸準備状態とは、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る状態を表す。

ここで、給蒸不可ボイラが複数台選択された場合、移行指示部４３は、選択された給蒸不可ボイラを、優先順位の高い順に一台ずつ給蒸準備状態に移行させてもよい。また、移行指示部４３は、選択された複数の給蒸不可ボイラを一度に給蒸準備状態に移行させてもよい。更に、移行指示部４３は、選択された複数の給蒸不可ボイラを、時間差（例えば、１〜６０秒）を設けて、順に給蒸準備状態に移行させてもよい。

判定部４４は、移行指示部４３により給蒸準備状態に移行させた給蒸不可ボイラの給蒸準備が完了したかを判定する。具体的には、判定部４４は、ローカル圧力センサ２２により測定された給蒸不可ボイラの缶内圧力が第１閾値よりも大きい第２閾値（例えば、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力−０．０５ＭＰａ）以上となった場合に、当該給蒸不可ボイラの給蒸準備が完了したと判定する。

優先順位復帰部４５は、判定部４４により給蒸不可ボイラの給蒸準備が完了したと判定された場合に、この給蒸準備が完了した給蒸不可ボイラの優先順位を、繰り下げ前の順位に復帰させる。尚、優先順位復帰部４５により、給蒸不可ボイラの優先順位を復帰させる場合、復帰させる順位に位置するボイラ２０以下のボイラ２０であって復帰させる給蒸不可ボイラよりも上位のボイラ２０の優先順位をそれぞれ繰り下げる。

次に、本実施形態のボイラシステム１の動作の具体例につき、図２〜図４を参照しながら説明する。
ここでは、図２（ａ）に示すように、ボイラ群２が１号機〜６号機の６台のボイラ２０により構成されており、１号機〜６号機のそれぞれに「１位」〜「６位」の優先順位が設定された状態から、図２（ｂ）に示すように、１号機〜６号機のそれぞれに「６位」〜「１位」の優先順位が設定された状態に優先順位が変更された場合のボイラシステム１の動作について説明する。

また、ここでは、優先順位変更前においては、１号機〜３号機のボイラが給蒸中のボイラであり、４号機〜６号機のボイラが給蒸不可ボイラとなっている。
尚、図２〜図４においては、斜線が付されると共にボイラの号数が太字で記載されたボイラが給蒸中のボイラを示し、斜線は付されているがボイラの号数が細字で記載されたボイラ（図３（ａ）等参照）が給蒸準備が完了したボイラ（給蒸可能なボイラ）を示し、無印のボイラが給蒸不可ボイラを示す。

この場合、まず、制御部４Ａは、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、１号機〜６号機それぞれの優先順位を「６位」〜「１位」に変更する。
すると、給蒸不可ボイラ選択部４１は、１号機〜６号機のボイラのうち、給蒸できないボイラを給蒸不可ボイラとして選択する。ここでは、給蒸不可ボイラ選択部４１は、給蒸不可ボイラとして、６号機〜４号機のボイラを選択する。

次いで、優先順位補正部４２は、給蒸不可ボイラ選択部４１により選択された給蒸不可ボイラの優先順位を繰り下げる。ここでは、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、優先順位補正部４２は、給蒸不可ボイラとして選択した６号機〜４号機のボイラの優先順位（「１位」〜「３位」）を給蒸可能な３号機〜１号機のボイラよりも下位に繰り下げ（「４位」〜「６位」）、３号機〜１号機のボイラの優先順位をそれぞれ繰り上げる（「１」〜「３」）。

次いで、移行指示部４３は、給蒸不可ボイラを給蒸準備状態に移行させる。ここでは、移行指示部４３は、まず、給蒸不可ボイラのうち最も優先順位の高い６号機のボイラを給蒸準備状態に移行させる（図２（ｃ）の矢印参照）。

次いで、判定部４４は、給蒸準備状態に移行させた６号機のボイラの給蒸準備が完了したかを判定する。具体的には、判定部４４は、６号機のボイラのローカル圧力センサ２２により測定された缶内圧力が蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力−０．０５ＭＰａ以上となった場合に、６号機のボイラの給蒸準備が完了したと判定する。

次いで、優先順位復帰部４５は、給蒸準備が完了した６号機のボイラの優先順位を、繰り下げ前の順位に復帰させる。ここでは、優先順位復帰部４５は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、６号機のボイラの優先順位を４位から１位に復帰させる。また、優先順位復帰部４５は、３号機〜１号機のボイラの優先順位を、それぞれ２位〜４位に繰り下げる。
また、ここで、制御部４Ａは、優先順位が１位に復帰した６号機のボイラによる給蒸を開始させ、給蒸を行っていた１号機のボイラの給蒸を停止させる。

次いで、移行指示部４３は、残っている給蒸不可ボイラのうち最も優先順位の高い５号機のボイラを給蒸準備状態に移行させる（図３（ｂ）の矢印参照）。

次いで、判定部４４は、給蒸準備状態に移行させた５号機のボイラの給蒸準備が完了したかを判定する。具体的には、判定部４４は、５号機のボイラの缶内圧力が蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力−０．０５ＭＰａ以上となった場合に、５号機のボイラの給蒸準備が完了したと判定する。

次いで、優先順位復帰部４５は、給蒸準備が完了した５号機のボイラの優先順位を繰り下げ前の順位に復帰させる。ここでは、優先順位復帰部４５は、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、５号機のボイラの優先順位を５位から２位に復帰させる。また、優先順位復帰部４５は、３号機〜１号機のボイラの優先順位を、それぞれ３位〜５位に繰り下げる。
また、ここで、制御部４Ａは、優先順位が２位に復帰した５号機のボイラによる給蒸を開始させ、給蒸を行っていた２号機のボイラの給蒸を停止させる。

次いで、移行指示部４３は、残っている給蒸不可ボイラである４号機のボイラを給蒸準備状態に移行させる（図３（ｄ）の矢印参照）。

次いで、判定部４４は、給蒸準備状態に移行させた４号機のボイラの給蒸準備が完了したかを判定する。具体的には、判定部４４は、４号機のボイラの缶内圧力が蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力−０．０５ＭＰａ以上となった場合に、４号機のボイラの給蒸準備が完了したと判定する。

次いで、優先順位復帰部４５は、給蒸準備が完了した４号機のボイラの優先順位を繰り下げ前の順位に復帰させる。ここでは、優先順位復帰部４５は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、４号機のボイラの優先順位を６位から３位に復帰させる。また、優先順位復帰部４５は、３号機〜１号機のボイラの優先順位を、それぞれ４位〜６位に繰り下げる。
また、ここで、制御部４Ａは、優先順位が３位に復帰した４号機のボイラによる給蒸を開始させ、給蒸を行っていた３号機のボイラの給蒸を停止させる。

これにより、ボイラシステム１による優先順位の変更は完了する。

以上説明した第１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。
制御部４Ａを、給蒸不可ボイラを選択する給蒸不可ボイラ選択部４１と、給蒸不可ボイラの優先順位を繰り下げる優先順位補正部と、給蒸不可ボイラを給蒸準備状態に移行させる移行指示部と、給蒸不可ボイラの給蒸準備が完了した場合に、優先順位を繰り下げ前の順位に復帰させる優先順位復帰部と、を含んで構成した。これにより、優先順位を変更した場合に給蒸不可ボイラの優先順位が高くなったとしても、この給蒸不可ボイラの優先順位を一端繰り下げ、給蒸可能なボイラ２０の優先順位を繰り上げることで、優先順位に基づいたボイラ群２の燃焼制御を行いつつ、蒸気使用設備１８への蒸気供給を安定的に行える。そして、給蒸不可ボイラが給蒸可能な状態になった場合に、一端繰り下げていた優先順位を元の優先順位に復帰させるので、優先順位の変更に伴って蒸気使用設備１８への蒸気の供給が不安定になることを防げる。よって、複雑な制御を行うことなく、蒸気使用設備１８への蒸気の供給を安定させた状態で燃焼させるボイラを変更させられる。

次に、本発明の第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実施形態のボイラシステム１は、図５に示すように、制御部４Ａが予備ボイラ設定部４６を含んで構成されている点で第１実施形態と異なる。尚、第２実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

予備ボイラ設定部４６は、複数のボイラ２０のうち優先順位の低い所定の台数のボイラを予備ボイラとして設定する。即ち、蒸気使用設備１８による通常時における蒸気の使用量がボイラ群２による最大出力蒸気量に比して少ない場合には、ボイラ群２を構成する複数のボイラ２０のすべてを用いて蒸気の生成を行う必要性は少ない。このような場合には、予備ボイラ設定部４６は、複数のボイラ２０のうちの一部のボイラ２０を、通常時には燃焼させない予備ボイラに設定する。これにより、ボイラシステム１は、蒸気使用設備１８による蒸気の使用量に適した台数のボイラ２０を用いて蒸気の供給を行える。また、燃焼しているボイラ２０に不具合が生じた場合等の非常時には、予備ボイラを燃焼させて蒸気を生成できるので、ボイラシステム１による蒸気供給の安定性を確保できる。
尚、予備ボイラの設定に関する情報は、記憶部４Ｂに記憶されており、予備ボイラ設定部４６は、記憶部４Ｂに記憶された情報に基いて所定の台数のボイラ２０を予備ボイラに設定する。

そして、このように予備ボイラが設定されている場合、移行指示部４３は、給蒸不可ボイラ選択部４１により選択された給蒸不可ボイラのうち、優先順位の変更後に予備ボイラとして設定されていないボイラ２０を給蒸準備状態に移行させる。

次に、第２実施形態のボイラシステム１の動作の具体例につき、図６〜図８を参照しながら説明する。
ここでは、図６（ａ）に示すように、ボイラ群２が１号機〜６号機の６台のボイラにより構成されており、１号機〜６号機のそれぞれに「１位」〜「６位」の優先順位が設定された状態から、図６（ｂ）に示すように、１号機〜６号機のそれぞれに「６位」〜「１位」の優先順位が設定された状態に優先順位が変更された場合のボイラシステム１の動作について説明する。また、ここでは、優先順位が４位〜６位のボイラが予備ボイラに設定される場合について説明する。
即ち、この場合、優先順位の変更後には、優先順位が４位〜６位となる３号機〜１号機のボイラが予備ボイラに設定される。

また、ここでは、優先順位変更前においては、１号機のボイラが給蒸中のボイラであり、２号機のボイラが給蒸は行っていないが給蒸可能な（給蒸準備が完了した）ボイラであり、３号機〜６号機のボイラが給蒸不可ボイラとなっている。

この場合、まず、制御部４Ａは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、１号機〜６号機それぞれの優先順位を「６位」〜「１位」に変更する。
すると、給蒸不可ボイラ選択部４１は、１号機〜６号機のボイラのうち、給蒸できないボイラを給蒸不可ボイラとして選択する。ここでは、給蒸不可ボイラ選択部４１は、給蒸不可ボイラとして、６号機〜３号機のボイラを選択する。

次いで、優先順位補正部４２は、給蒸不可ボイラ選択部４１により選択された給蒸不可ボイラの優先順位を繰り下げる。ここでは、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、優先順位補正部４２は、給蒸不可ボイラとして選択した６号機〜３号機のボイラの優先順位（「１位」〜「４位」）を給蒸可能な２号機及び１号機のボイラよりも下位に繰り下げ（「３位」〜「６位」）、２号機及び１号機のボイラの優先順位を繰り上げる（「１位」〜「２位」）。

次いで、移行指示部４３は、給蒸不可ボイラを給蒸準備状態に移行させる。より詳細には、移行指示部４３は、選択された給蒸不可ボイラのうち、優先順位の変更後に予備ボイラに設定されていない６号機〜４号機のボイラを給蒸準備状態に移行させる。ここでは、移行指示部４３は、まず、予備ボイラに設定されていない給蒸不可ボイラのうち最も優先順位の高い６号機のボイラを給蒸準備状態に移行させる（図６（ｃ）の矢印参照）。

次いで、判定部４４は、給蒸準備状態に移行させた６号機のボイラの給蒸準備が完了したかを判定する。具体的には、判定部４４は、６号機のボイラの缶内圧力が蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力−０．０５ＭＰａ以上となった場合に、６号機のボイラの給蒸準備が完了したと判定する。

次いで、優先順位復帰部４５は、給蒸準備が完了した６号機のボイラの優先順位を繰り下げ前の順位に復帰させる。ここでは、優先順位復帰部４５は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、６号機のボイラの優先順位を３位から１位に復帰させる。また、優先順位復帰部４５は、２号機及び１号機のボイラの優先順位を、それぞれ２位及び３位に繰り下げる。
また、ここで、制御部４Ａは、優先順位が１位に復帰した６号機のボイラによる給蒸を開始させ、給蒸を行っていた１号機のボイラの給蒸を停止させる。

次いで、移行指示部４３は、残っている予備ボイラに設定されていない給蒸不可ボイラのうち最も優先順位の高い５号機のボイラを給蒸準備状態に移行させる（図７（ｂ）の矢印参照）。

次いで、優先順位復帰部４５は、給蒸準備が完了した５号機のボイラの優先順位を繰り下げ前の順位に復帰させる。ここでは、優先順位復帰部４５は、図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、５号機のボイラの優先順位を４位から２位に復帰させる。また、優先順位復帰部４５は、２号機及び１号機のボイラの優先順位を、それぞれ３位及び４位に繰り下げる。

次いで、移行指示部４３は、残っている予備ボイラに設定されていない給蒸不可ボイラである４号機のボイラを給蒸準備状態に移行させる（図７（ｄ）の矢印参照）。

次いで、優先順位復帰部４５は、給蒸準備が完了した４号機のボイラの優先順位を繰り下げ前の順位に復帰させる。ここでは、優先順位復帰部４５は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、４号機のボイラの優先順位を５位から３位に復帰させる。また、優先順位復帰部４５は、２号機及び１号機のボイラの優先順位を、それぞれ４位及び５位に繰り下げる。

これにより、優先順位の変更後に予備ボイラに設定されていないすべての給蒸不可ボイラが給蒸準備状態に移行される。

以上説明した第２実施形態のボイラシステム１によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。

予備ボイラに設定された場合には、この予備ボイラが稼動する可能性は極めて低い。そこで、制御部４Ａを、予備ボイラ設定部４６を含んで構成し、移行指示部４３に、給蒸不可ボイラのうち、優先順位の変更後に予備ボイラとして設定されていないボイラを給蒸準備状態に移行させた。これにより、優先順位の変更後に予備ボイラとして設定されるボイラを給蒸準備状態に移行させずに、少なくとも優先順位の変更後の予備ボイラ以外のボイラについて優先順位の変更を行える。よって、稼動される可能性の極めて低いボイラを給蒸準備状態に移行させることなく必要な範囲の優先順位の変更を行えるので、ボイラシステム１の運転効率を向上させられる。

以上、本発明のボイラシステム１の好ましい各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、第１実施形態及び第２実施形態では、本発明を、６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１に適用したが、これに限らない。即ち、本発明を、７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、５台以下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、第１実施形態及び第２実施形態では、移行指示部４３に、給蒸不可ボイラのうち予備ボイラとして設定されていないすべてのボイラを給蒸準備状態に移行させたが、これに限らない。即ち、移行指示部に、要求負荷に対応する蒸気量を確保するために必要な台数のボイラに給蒸不可ボイラが含まれていた場合、当該給蒸不可ボイラを給蒸準備状態に移行させてもよい。具体的には、例えば、２台のボイラが燃焼している状態で優先順位の変更があった場合には、優先順位の変更後に優先順位が１位及び２位となるボイラが給蒸不可ボイラであったときに、移行指示部は、これらの給蒸不可ボイラを給蒸準備状態に移行させる。
この場合、優先順位の変更後に要求負荷が増加し、燃焼させるボイラの台数の増加が必要になった状態で、移行指示部は、他のボイラを給蒸準備状態に移行させる。
これにより、優先順位の変更後に燃焼させる可能性の低いボイラを給蒸準備状態に移行させることなく、必要な範囲の優先順位の変更を行えるので、ボイラシステムの運転効率をより向上させられる。

１ボイラシステム
２ボイラ群
２０ボイラ
４台数制御装置
４Ａ制御部
４１給蒸不可ボイラ選択部
４２優先順位補正部
４３移行指示部
４４判定部
４５優先順位復帰部
４６予備ボイラ設定部

Claims

複数のボイラを備え、該複数のボイラに優先順位が設定されたボイラ群と、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、
前記複数のボイラの優先順位が変更された場合に、該複数のボイラのうち、給蒸できないボイラを給蒸不可ボイラとして選択する給蒸不可ボイラ選択部と、
前記給蒸不可ボイラ選択部により選択された給蒸不可ボイラの優先順位を、給蒸できる給蒸可能ボイラよりも下位に繰り下げ、前記給蒸可能ボイラの優先順位をそれぞれ繰り上げる優先順位補正部と、
前記給蒸不可ボイラを給蒸準備状態に移行させる移行指示部と、
前記移行指示部により給蒸準備状態に移行させた給蒸不可ボイラの給蒸準備が完了したかを判定する判定部と、
前記判定部により前記給蒸不可ボイラの給蒸準備が完了したと判定された場合に、該給蒸準備が完了した給蒸不可ボイラの優先順位を繰り下げ前の順位に復帰させるとともに、前記給蒸可能ボイラの優先順位を繰り上げ前の順位に復帰させる優先順位復帰部と、を備えるボイラシステム。
前記制御部は、前記複数のボイラのうちの所定の台数のボイラを予備ボイラとして設定する予備ボイラ設定部を更に備え、
前記移行指示部は、前記給蒸不可ボイラ選択部により選択された給蒸不可ボイラのうち、優先順位の変更後に前記予備ボイラとして設定されていないボイラを給蒸準備状態に移行させる請求項１に記載のボイラシステム。