JP6341015B2 - ボイラシステム - Google Patents

Description

本発明は、予め設定された制御圧力帯に基づいて燃焼率が決定される１つ以上のボイラを有する第１ボイラ群と、蒸気圧力値が予め設定された目標蒸気圧力値になるように燃焼率が決定される、第１ボイラ群に属さない１つ以上のボイラを有する第２ボイラ群と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、ボイラとして、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段階値制御ボイラ、及び燃焼量を連続的に増減可能な連続制御ボイラが知られている。

このうち、１つ以上の段階値制御ボイラからなるボイラ群により構成されるボイラシステムにおいて、各段階値制御ボイラの燃焼状態を制御する場合、ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダの内部の蒸気圧力値（以下、「ヘッダ圧力値」ともいう）が、予め設定された制御圧力帯（設定圧力と制御幅に基づく）に収まるように制御対象のボイラの燃焼量を制御するいわゆる比例分配制御方式が知られている。この場合、蒸気圧力値が制御圧力帯の高圧側に移るほどボイラの燃焼量を少なくし、逆に制御圧力帯の低圧側に移るほどボイラの燃焼量を多くするようにボイラ群の燃焼状態を制御する。
このようなボイラシステムにおいては、ヘッダ圧力値によって必要蒸気量が定まる（例えば、特許文献１参照）。
このように、１つ以上の段階値制御ボイラからなるボイラ群は、予め設定された制御圧力帯に基づいて燃焼率が決定される「第１ボイラ群」に該当する。

他方、１つ以上の連続制御ボイラからなるボイラ群により構成されるボイラシステムにおいて、各連続制御ボイラの燃焼状態を制御する場合、予め目標蒸気圧力値を設定しておき、ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダで検出した蒸気圧力値（ヘッダ圧力値）を目標蒸気圧力値に保つように、ヘッダ圧力値と目標蒸気圧力値との偏差に応じた制御量を算出することで、制御対象のボイラの燃焼量を制御する台数制御が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
このように、１つ以上の連続制御ボイラからなるボイラ群は、蒸気圧力値が予め設定された目標蒸気圧力値になるように燃焼率が決定される「第２ボイラ群」に該当する。

近年、連続制御ボイラが普及し始めており、段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）に対して、同じ蒸気ラインに連続制御ボイラ群(第２ボイラ群）を増設することが行われる場合がある。
このような場合、段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）は、設定圧力と制御幅を設定することで、ヘッダ圧力を安定させる制御圧力帯を決定し、ヘッダ圧力が制御圧力帯に収まるように制御対象のボイラの燃焼量を制御する。
他方、連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）は、目標蒸気圧力値を設定することで、ヘッダ圧力を目標蒸気圧力値に保つように制御される。
したがって、ヘッダ圧力が制御圧力帯に収まるように燃焼量が制御される段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）と、蒸気圧力値が目標蒸気圧力値を保つように燃焼量が制御される連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）のように、制御方法の異なる台数制御ボイラ群を同じ蒸気ラインに混在させる場合には、ヘッダ圧力は、連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）において設定された目標蒸気圧力値を保つように制御されることから、段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）の稼働率は、目標蒸気圧力値に基づいて決定されることになる。

仮に、連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の目標圧力が高めに設定された場合、通常「連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の稼働率＞「段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）の稼働率」となり、逆に連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の目標圧力が低めに設定された場合、通常「連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の稼働率＜段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）の稼働率」となり、連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の目標圧力が制御圧力帯の中間に設定された場合、負荷要求が変化しない場合には、「連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の稼働率≒段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）の稼働率」となることが想定される。
しかしながら、負荷要求が下がった場合には、連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）は稼働率を下げることで、ヘッダ圧力を目標蒸気圧力値に保つように制御されることから、「連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の稼働率＜段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）の稼働率」となるように変化することが想定される。逆に、負荷要求が上がった場合には、連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）は稼働率を上げることで、ヘッダ圧力を目標蒸気圧力値に保つように制御されることから、「連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の稼働率＞段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）の稼働率」となるように変化することが想定される。
このように、負荷要求の変化に対応して、連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の稼働率は変化するため、負荷要求が変化した場合、段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）の稼働率と連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の稼働率の関係は変化する。

特開２０１１−２０８８１７号公報 特開２０１０−４８４６２号公報

このため、例えば、段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）に対して、同じ蒸気ラインに連続制御ボイラ群(第２ボイラ群）を増設する場合に、段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）の稼働率と連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の稼働率とを平準化して稼働させたい場合は、１日の稼働状況を考慮したうえで、例えば１日を通じて、段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）の稼働率と連続制御ボイラ群（第２ボイラ群）の稼働率が同じになるように圧力設定を行う必要がある。しかし、曜日や季節によって稼働状況が変化する場合、その都度圧力設定の適正値を調整することは手間がかかり、現実的ではない。
このため、段階値制御ボイラ群（第１ボイラ群）に対して、同じ蒸気ラインに連続制御ボイラ群(第２ボイラ群）を増設する場合に、両者の稼働率を例えば１日を通じて平準化するように、自動調整することができる台数制御が望まれる。

本発明は、予め設定された制御圧力帯とヘッダ圧力値に基づいて燃焼率が決定されるように制御される１つ以上のボイラを有する第１ボイラ群と、ヘッダ圧力値が予め設定された目標蒸気圧力値を保つように燃焼率が決定されるように制御される、第１ボイラ群に属さない１つ以上のボイラを有する第２ボイラ群とからなるボイラ群を備えるボイラシステムにおいて、第１ボイラ群の稼働率と第２ボイラ群の稼働率とを、負荷要求が変化した場合においても、自動的に平準化することが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、１つ以上のボイラからなる第１ボイラ群と、前記第１ボイラ群に属さない１つ以上のボイラからなる第２ボイラ群とからなるボイラ群と、前記ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段と、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値が、予め設定された制御圧力帯の範囲内に収まるように前記第１ボイラ群の燃焼状態を制御する第１制御部と、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値を設定された目標蒸気圧力値に保つように前記第２ボイラ群の燃焼状態を制御する第２制御部と、を備えるボイラシステムであって、前記第１制御部は、予め前記制御圧力帯を複数の圧力帯域に区分し、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値に該当する圧力帯域に基づいて、前記第１ボイラ群におけるボイラの燃焼状態を制御し、前記第２制御部は、予め、第１閾値と、前記第１閾値より大きな値となる第２閾値と、を設定し、前記目標蒸気圧力値を、前記制御圧力帯の範囲内に収まるように設定し、前記第２ボイラ群の稼働率が前記第１閾値未満となる状態を予め設定された第１の時間継続している場合、前記目標蒸気圧力値を現在設定されている目標蒸気圧力値より高い値に補正し、前記第２ボイラ群の稼働率が前記第２閾値を超過した状態を予め設定された第２の時間継続している場合、前記目標蒸気圧力値を現在設定されている目標蒸気圧力値より低い値に補正する、ことを特徴とするボイラシステムに関する。

また、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値が、区分された前記複数の圧力帯域の内の所定の圧力帯域に該当する場合、前記第１ボイラ群の稼働率が、前記第１閾値を下限、前記第２閾値を上限とする範囲となることとしてもよい。

前記第２制御部は、蒸気消費量の変動に対して蒸気ヘッダの蒸気圧力値を目標蒸気圧力値に保つため、前記第２ボイラ群で発生すべき蒸気量をＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムにより制御することとしてもよい。

前記第１ボイラ群は、燃焼率を段階的に変更可能な段階値制御ボイラにより構成されることとしてもよい。

前記第２ボイラ群は、燃焼率を連続的に変更可能な連続制御ボイラにより構成されることとしてもよい。

本発明のボイラシステムによれば、蒸気圧力値が、予め設定された制御圧力帯の範囲内に収まるように各ボイラの燃焼率を決定するように制御される１つ以上のボイラ（例えば、段階値制御ボイラ）を有する第１ボイラ群と、蒸気圧力値が予め設定された目標蒸気圧力値を保つように各ボイラの燃焼率を決定するように制御される１つ以上のボイラ（例えば、連続制御ボイラ）を有する第２ボイラ群とからなるボイラ群を備えるボイラシステムにおいて、負荷要求が変化した場合においても、第１ボイラ群の稼働率と第２ボイラ群の稼働率とを、例えば１日を通じて平準化するように、自動調整することができるボイラシステムを提供することができる。

本実施形態に係るボイラシステム１の概略を示す図である。 本実施形態におけるボイラ群の概略を示す図である。 第１実施形態における第１ボイラ群２Ａの制御圧力帯を５等分した概略を示す図である。 第１実施形態における目標蒸気圧を補正する場合のフローチャートである。 第１実施形態における第２ボイラ群２Ｂの稼働率が低い場合に、目標蒸気圧力値を上げることで、稼働率が増加する様子を示す図である。 第１実施形態における第２ボイラ群２Ｂの稼働率が高い場合に、目標蒸気圧力値を下げることで、稼働率が減少する様子を示す図である。 第２実施形態における、ディファレンシャルを設けて、第１ボイラ群２Ａの制御圧力帯を５分割した概略を示す図である。 第２実施形態における第２ボイラ群２Ｂの稼働率が高い場合に、目標蒸気圧力値を下げることで、稼働率が減少する様子を示す図である。 第２実施形態における第２ボイラ群２Ｂの稼働率が低い場合に、目標蒸気圧力値を上げることで、稼働率が増加する様子を示す図である。

最初に、本発明の第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、３台の段階値制御ボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａと２台の連続制御ボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂとからなるボイラ群２と、複数の段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂ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、第１ボイラ群２Ａの燃焼状態を制御する第１制御部４Ａを有する台数制御装置３Ａと、第２ボイラ群２Ｂの燃焼状態を制御する第２制御部４Ｂを有する台数制御装置３Ｂと、を備える。

段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂは、それぞれ、図１に示すように、燃焼が行われるボイラ本体２１Ａ及びボイラ本体２１Ｂと、段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼状態を制御するローカル制御部２２Ａ及びローカル制御部２２Ｂと、を備える。

ローカル制御部２２Ａ及びローカル制御部２２Ｂは、それぞれ、蒸気消費量に応じて段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼状態を変更させる。具体的には、ローカル制御部２２Ａ及びローカル制御部２２Ｂは、それぞれ信号線１６Ａ及び信号線１６Ｂを介して台数制御装置３Ａ及び台数制御装置３Ｂから送信される制御信号に基づいて、段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼状態を制御する。また、ローカル制御部２２Ａ及びローカル制御部２２Ｂは、それぞれ台数制御装置３Ａ及び台数制御装置３Ｂで用いられる信号を、信号線１６Ａ及び信号線１６Ｂを介して台数制御装置３Ａ及び台数制御装置３Ｂに送信する。台数制御装置３Ａ及び台数制御装置３Ｂで用いられる信号としては、それぞれ段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂの実際の燃焼状態、及びその他のデータ等が挙げられる。

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を構成する複数の段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂ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、複数の段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂ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、それぞれ台数制御装置３Ａ及び台数制御装置３Ｂ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、それぞれ台数制御装置３Ａ及び台数制御装置３Ｂに送信する。

台数制御装置３Ａ及び台数制御装置３Ｂは、信号線１６Ａ及び信号線１６Ｂを介して、それぞれ複数の段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂと電気的に接続されている。この台数制御装置３Ａ及び台数制御装置３Ｂ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、それぞれ段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂ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。

次に、段階値制御ボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂについてそれぞれ詳しく説明する。
最初に、段階値制御ボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａについて説明する。

＜段階値制御ボイラ２０Ａ＞
段階値制御ボイラ２０Ａとは、燃焼を選択的にオン／オフしたり、又は炎の大きさを調整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。

ボイラシステム１の備える段階値制御ボイラ２０Ａは、例えば、各燃焼位置における燃焼量、及び最大燃焼量としての燃焼能力（高燃焼位置における燃焼量）が段階値制御ボイラ２０Ａのそれぞれで等しく設定され、以下の４段階で燃焼状態（燃焼位置、燃焼率）を制御可能とされており、いわゆる４位置制御されるボイラである。
１）燃焼停止位置（第１燃焼位置：０％）
２）低燃焼位置Ｌ（第２燃焼位置：例えば最大燃焼量の５〜３５％で設定される、本実施形態では２０％）
３）中燃焼位置Ｍ（第３燃焼位置：例えば最大燃焼量の４０〜７０％で設定される、本実施形態では６０％）
４）高燃焼位置Ｈ（第４燃焼位置：１００％（最大燃焼量））。

例えば、段階値制御ボイラ２０Ａの高燃焼位置Ｈにおける燃焼状態（高燃焼状態）の燃焼量が３０００ｋｇ／ｈであった場合、中燃焼位置Ｍにおける燃焼量は１８００ｋｇ／ｈ、低燃焼位置Ｌにおける燃焼量は６００ｋｇ／ｈとなる。

段階値制御ボイラ２０Ａとして、４位置制御以外に、任意のＮ位置制御、例えば燃焼量が燃焼停止位置（第１燃焼位置）、低燃焼位置Ｌ（第２燃焼位置）、及び高燃焼位置Ｈ（第３燃焼位置）の３段階の燃焼位置に制御可能とされる、いわゆる３位置制御や、また５位置以上としてもよい。また、各段階値制御ボイラ２０Ａのボイラ容量、燃焼位置の段階数、及び各燃焼位置における燃焼率等が、各段階値制御ボイラ２０Ａのそれぞれで異なることとしてもよい。

＜比例分配制御方式＞
次に、段階値制御ボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａの制御について説明する。
第１制御部４Ａは、予め設定圧力と制御幅を設定することで、制御圧力帯を決定する。ここで、制御圧力帯は、圧力の最大許容値である最大圧力値Ｐｍａｘと圧力の最少許容値である最小圧力値Ｐｍｉｎの間の圧力帯とする。
第１制御部４Ａは、ヘッダ圧力値の圧力偏差ＰＤ１（予め設定された最大圧力値Ｐｍａｘとヘッダ圧力値との差分）に基づいて、必要蒸気量ＪＮを算出し、それぞれの段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼位置を選択し、段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼状態を制御する。なお、それぞれの段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼位置は、例えば、予め設定された優先順位に基づいて選択される。

具体的には、第１制御部４Ａは、例えば、次のように制御する。
第１制御部４Ａは、制御周期毎に、ヘッダ圧力値の圧力偏差ＰＤ１を制御圧力幅Ｐ１（最大圧力値Ｐｍａｘ−最少圧力値Ｐｍｉｎ）で除算した比率ＰＲ１に基づいて、要求負荷に応じたボイラで発生すべき蒸気量（以下、「必要蒸気量ＪＮ」ともいう）を式１により算出する。

必要蒸気量ＪＮ ＝ 最大蒸気量ＪＧ × ＰＲ１ ・・・ （式１）

ここで、最大蒸気量ＪＧとは、第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａそれぞれの最大燃焼状態における蒸気量（最大蒸気量）の合計である。
上記の例では、最大蒸気量ＪＧ＝９０００ｋｇ／ｈとなる。

第１制御部４Ａは、例えばローカル制御部２２Ａから送信される各ボイラ２０Ａそれぞれの燃焼状態に基づいて、制御周期毎に、ボイラ群２Ａにより出力される出力蒸気量ＪＴを算出する。

第１制御部４Ａは、制御周期毎に算出する必要蒸気量ＪＮと出力蒸気量ＪＴとの偏差量及びヘッダ圧力値の変動状態に基づいて、それぞれの段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼位置を選択することで、燃焼状態を制御することができる。
具体的には、例えば、次のように行われる。

第１制御部４Ａは、今回制御周期に計測したヘッダ圧力値を前回制御周期に計測したヘッダ圧力値と比較して、今回制御周期のヘッダ圧力値が上昇しているか、下降しているか、を判断する。

今回制御周期のヘッダ圧力が下降している場合であって、
今回必要蒸気量ＪＮ ＞ 今回出力蒸気量ＪＴ
を満たす場合、第１制御部４Ａは、燃焼量不足として、差分蒸気量（今回必要蒸気量ＪＮ−今回出力蒸気量ＪＴ）の蒸気量に該当する燃焼量を増加させるように、燃焼位置を変更する。
具体的には、第１制御部４Ａは、蒸気量の増加分が（今回必要蒸気量ＪＮ−今回出力蒸気量ＪＴ）に最も近く、変更後に、必要蒸気量ＪＮ ≦ 出力蒸気量ＪＴ を満足するそれぞれの段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼位置を選択する。この際、第１制御部４Ａは、差分蒸気量に最も近い燃焼位置を優先的に選択するものとし、該当する燃焼位置が複数ある場合には、予め設定された優先順位に基づいて選択することができる。

今回制御周期のヘッダ圧力が上昇している場合であって、
今回必要蒸気量ＪＮ ＜ 今回出力蒸気量ＪＴ
を満たす場合、第１制御部４Ａは、燃焼量過剰として、（今回出力蒸気量ＪＴ−今回必要蒸気量ＪＮ）の蒸気量に該当する燃焼量を減少させるように、燃焼位置を変更する。
具体的には、第１制御部４Ａは、蒸気量の減少分が（今回出力蒸気量ＪＴ−今回必要蒸気量ＪＮ）に最も近く、変更後に、必要蒸気量ＪＮ ≧ 出力蒸気量ＪＴ を満足するそれぞれの段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼位置を選択する。この際、第１制御部４Ａは、差分蒸気量に最も近い燃焼位置を優先的に選択するものとし、該当する燃焼位置が複数ある場合には、予め設定された優先順位に基づいて選択することができる。

なお、上記以外の場合、第１制御部４Ａは、現状の燃焼状態を継続する。

第１制御部４Ａは、上記燃焼制御処理を制御周期で繰り返して実行することができる。
このようにすることで、要求負荷が小さくなるほど、つまりヘッダ圧力値が高くなるほど燃焼量が小さくなるように、それぞれの段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼位置が選択される。また、要求負荷が大きくなるほど、つまりヘッダ圧力値が低下するほど燃焼量が大きくなるように、それぞれの段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼位置が選択される。
このように、第１ボイラ群２Ａにおける台数制御（比例分配制御方式）では、ヘッダ圧力によって第１ボイラ群２Ａ全体の稼働率が定まる。

＜稼働率＞
図３に示すように、例えば、制御圧力帯を５等分して、それぞれの帯域の稼働率を定義する。この場合、第１ボイラ群２Ａの稼働率は、帯域の高い方から、０〜２０％、２０％〜４０％、４０％〜６０％、６０％〜８０％、８０％〜１００％となる。
なお、第１ボイラ群２Ａは、段階値制御ボイラ２０Ａであることから、第１ボイラ群２Ａの稼働率は、連続的な数値ではなく離散的な数値をとる。

例えば、上記の例に基づいて、段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼パターンとその稼働率を列挙すると次のようになる。ここで、「ＸＸＸ」は１号機〜３号機の燃焼パターンを、（％）は稼働率を示す。
（稼働率０％〜２０％以下）
「−−−」（０％）、
「Ｌ−−」（６．７％）、
「ＬＬ−」（１３．３％）、
「ＬＬＬ」（２０％）、
「Ｍ−−」（２０％）、
（稼働率２０％〜４０％以下）
「ＭＬ−」（２６．７％）、
「ＭＬＬ」（３３．３％）、
「Ｈ−−」（３３．３％）、
「ＭＭ−」（４０％）、
「ＨＬ−」（４０％）、
（稼働率４０％〜６０％以下）
「ＭＭＬ」（４６．７％）、
「ＨＬＬ」（４６．７％）、
「ＨＭ−」（５３．３％）、
「ＭＭＭ」（６０％）、
「ＨＭＬ」（６０％）、
（稼働率６０％〜８０％以下）
「ＨＨ−」（６６．７％）、
「ＨＨＬ」（７３．３％）、
「ＨＭＭ」（７３．３％）、
（稼働率８０％〜１００％以下）
「ＨＨＭ」（８６．７％）、
「ＨＨＨ」（１００％）
以上、段階値制御ボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａについて説明した。

＜連続制御ボイラ２０Ｂについて＞
次に、連続制御ボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂについて説明する。
ボイラシステム１の備える連続制御ボイラ２０Ｂとは、少なくとも、最小燃焼状態Ｓ１（例えば、最大燃焼率の２０％の燃焼量における燃焼状態）から最大燃焼状態Ｓ２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。連続制御ボイラ２０Ｂは、例えば、燃料をバーナに供給するバルブや、燃焼用空気を供給するバルブの開度（燃焼比）を制御することにより、燃焼量を調整するようになっている。

また、燃焼量を連続的に制御するとは、ローカル制御部２２Ｂにおける演算や信号がデジタル方式とされて段階的に取り扱われる場合（例えば、連続制御ボイラ２０Ｂの出力（燃焼量）が１％刻みで制御される場合）であっても、事実上連続的に出力を制御可能な場合を含む。

連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼停止状態Ｓ０と最小燃焼状態Ｓ１との間の燃焼状態の変更は、連続制御ボイラ２０Ｂ（バーナ）の燃焼をオン／オフすることで制御される。そして、最小燃焼状態Ｓ１から最大燃焼状態Ｓ２の範囲においては、燃焼量が連続的に制御可能となっている。
より具体的には、連続制御ボイラ２０Ｂには、変動可能な蒸気量の単位である単位蒸気量Ｕが設定されている。これにより、連続制御ボイラ２０Ｂは、最小燃焼状態Ｓ１から最大燃焼状態Ｓ２の範囲においては、単位蒸気量Ｕ単位で、蒸気量を変更可能となっている。

単位蒸気量Ｕは、連続制御ボイラ２０Ｂの最大燃焼状態Ｓ２における蒸気量（最大蒸気量）に応じて適宜設定できるが、ボイラシステムにおける出力蒸気量の必要蒸気量に対する追従性を向上させる観点から、連続制御ボイラ２０Ｂの最大蒸気量の０．１％〜２０％に設定されることが好ましく、１％〜１０％に設定されることがより好ましい。

＜ＰＩＤ制御＞
次に、第２ボイラ群２Ｂの制御について説明する。第２制御部４Ｂは、予め設定された目標蒸気圧力値、蒸気圧センサ７で測定されたヘッダ圧力値等に基づいて、操作量（指示蒸気量）を算出する。具体的には、第２制御部４Ｂは、蒸気圧センサ７で測定されたヘッダ圧力値が、予め設定された目標蒸気圧力値となるように、操作量（指示蒸気量）を、ＰＩＤアルゴリズムにより算出する。

第２制御部４Ｂは、操作量（指示蒸気量）を、下記の（式２）に基づいて算出する。
操作量（指示蒸気量）＝偏差比例出力（Ｐ制御）＋偏差積分出力（Ｉ制御）＋偏差微分出力（Ｄ制御）
・・・（式２）

また、操作量（指示蒸気量）を構成する各成分は、下記の（式３）、(式５）、及び（式６）により算出される。
偏差比例出力（ＰＩＤ＿Ｅ）＝ＰＩＤ＿Ｋ×（目標蒸気圧力値−現在の蒸気圧力値）
・・・（式３）
ここで、ＰＩＤ＿Ｋ（比例ゲイン）は、単位圧力偏差（１ＭＰａ）当たりのボイラ出力（蒸気量）である。

比例帯Ｐｂと比例ゲインＫｐとの関係について簡単に触れておく。
例えば、比例帯Ｐｂと比例ゲインＫｐとの関係は以下の式で表すことができる。
比例ゲインＰＩＤ＿Ｋ ＝ 最大蒸気量／（比例帯Ｐｂ×フルスケール圧力）
・・・（式４）
なお、比例ゲインの値は、固定値ではなく、ボイラ２０の燃焼率に基づいて、例えば、ボイラ２０の燃焼率が低いほど、比例ゲインを小さくなるように調整することができる。
（式３）及び（式４）から明らかなように、比例帯Ｐｂを大きく設定すると、比例ゲインが小さくなり、目標蒸気圧力値とヘッダ圧力値との偏差に対して、小さな操作量（指示蒸気量）が算出され、比例帯を小さく設定すると、比例ゲインが大きくなり、目標蒸気圧力値とヘッダ圧力値との偏差に対して、大きな操作量（指示蒸気量）が算出される。

偏差積分出力（ＰＩＤ＿ＥＩ）＝ＰＩＤ＿ＥＩ＋ ＰＩＤ＿Ｅ／積分時間（秒）
・・・（式５）
（式５）から明らかなように、積分時間を長く設定すると、目標蒸気圧力値とヘッダ圧力値との偏差に対して、小さな操作量（指示蒸気量）が算出され、積分時間を短く設定すると、目標蒸気圧力値とヘッダ圧力値との偏差に対して、大きな操作量（指示蒸気量）が算出されることとなる。

偏差微分出力（ＰＩＤ＿ＥＤ）＝
ＰＩＤ＿Ｋ×（前回制御周期の蒸気圧力値−現在の蒸気圧力値）×微分時間（秒）
・・・（式６）

以上のように、第２制御部４Ｂは、上記式（式３）、（式５）、及び（式６）で算出された各出力を合計することにより、操作量（指示蒸気量）を算出する。
以上、連続制御ボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂについて説明した。

＜稼働率の自動制御＞
次に、予め設定された制御圧力帯に基づいて燃焼率を決定するように制御される１つ以上の段階値制御ボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａと、蒸気圧力値が予め設定された目標蒸気圧力値になるように燃焼率を決定するように制御される１つ以上の連続制御ボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂとからなるボイラ群２を備えるボイラシステム１において、負荷要求が変化した場合においても、第１ボイラ群２Ａの稼働率と第２ボイラ群２Ｂの稼働率とを、自動的に平準化するための制御について説明する。

最初に、第２制御部４Ｂは、管理者による設定又は第１制御部４Ａとの通信により、第１ボイラ群２Ａの制御圧力情報（設定圧力及び制御幅等）を予め収集する。
第２制御部４Ｂは、第１ボイラ群２Ａの制御圧力帯を例えば５等分することで、それぞれの帯域における第１ボイラ群２Ａの稼働率が、帯域の高い方から順番に、０〜２０％、２０％〜４０％、４０％〜６０％、６０％〜８０％、８０％〜１００％となることを認識することができる。

第１ボイラ群２Ａの稼働率については、上記の方法に限定しない。
例えば、第２制御部４Ｂは、管理者による設定又は第１制御部４Ａとの通信により、第１ボイラ群２Ａの制御圧力情報（設定圧力及び制御幅等）及び圧力帯と稼働率との対応関係を予め収集することとしてもよい。
また、台数制御稼働中に、第２制御部４Ｂは、第１制御部４Ａとの通信により第１ボイラ群２Ａの燃焼状態を収集してもよい。

第２制御部４Ｂは、ヘッダ圧力の目標圧力を設定し、ＰＩＤ制御（又はＰＩ制御）により、連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼状態を制御する。具体的には、第２制御部４Ｂは、蒸気ヘッダ６の蒸気圧力値が蒸気消費量の変動にかかわらず一定の目標蒸気圧力値となるように、蒸気消費量の変動に応じて連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼量を制御する。
より具体的には、第２制御部４Ｂは、目標蒸気圧力値を、第１制御部４Ａから収集した制御圧力帯の範囲内に収まるように設定したうえで、第２ボイラ群２Ｂの燃焼状態を制御する。
例えば、連続制御ボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂの目標蒸気圧力を、段階値制御ボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａの制御圧力帯の中央に設定した場合、ヘッダ圧力が、目標蒸気圧力近辺で安定している場合は、第１ボイラ群２Ａの稼働率は、４０％〜６０％であることが分かる。
第２制御部４Ｂは、第２ボイラ群２Ｂの稼働率について、常時把握することができる。

他方、第２制御部４Ｂは、ヘッダ圧力値に基づいて、第１ボイラ群２Ａの稼働率を判断することができる。具体的には、ヘッダ圧力値が、制御圧力帯を５等分して得られる５つの帯域のどれに該当するかを認識することにより、第１ボイラ群２Ａの稼働率を判断することができる。
例えば、ヘッダ圧力値が高い方から３番目の中央の帯域に該当する場合、第２制御部４Ｂは、第１ボイラ群２Ａの稼働率は４０〜６０％であることを判断できる。また、例えばヘッダ圧力値が５つの帯域のうち、高い方から２番目の帯域に該当する場合、第２制御部４Ｂは、第１ボイラ群２Ａの稼働率は２０〜４０％であると判断できる。同様に、目標蒸気圧力値が５つの帯域のうち、高い方から４番目の帯域に該当する場合、第１ボイラ群２Ａの稼働率は６０〜８０％であると判断できる。

第２制御部４Ｂには、予め第２ボイラ群２Ｂの稼働率に関する第１閾値及び第１閾値より大きな値となる第２閾値が設定される。また、第２制御部４Ｂには、第１の時間及び第２の時間が設定される。

＜第２ボイラ群２Ｂの稼働率が低い場合の自動補正＞
連続制御ボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂの稼働率が低い（第１閾値未満となる）場合、ボイラシステム１の動作について、図４のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳＴ１において、第２制御部４Ｂは、第２ボイラ群２Ｂの稼働率を監視して、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第１閾値未満か否かを検出する。第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第１閾値未満であることを検出した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２に移る。
なお、第１閾値≦第２ボイラ群２Ｂの稼働率≦第２閾値を満たす場合、ステップＳＴ１に戻る。また、第２ボイラ群２Ｂの稼働率＞第２閾値を満たす場合、後述するステップＳＴ１２へ移る。

ステップＳＴ２において、第２制御部４Ｂは、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第１閾値未満となる状態が第１の時間継続するか否かを測定する。第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第１閾値未満となる状態が第１の時間継続した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ３に移る。第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第１閾値未満となる状態が第１の時間継続しなかった場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ１に移る。

ステップＳＴ３において、第２制御部４Ｂは、目標蒸気圧力値を現在設定されている目標蒸気圧力値より高い値に補正する。例えば、当該補正された目標蒸気圧力値が、制御圧力帯を５等分して得られる５つの帯域のうち、現在の目標蒸気圧力値の該当する帯域よりも高い帯域に収まるように補正する。なお、当該補正された目標蒸気圧力値を現在の目標蒸気圧力値と同一帯域内の高い圧力値になるように補正してもよい。

ステップＳＴ４において、第２制御部４Ｂは、ヘッダ圧力が高い圧力値になるように補正された目標蒸気圧力値に収束するように、ＰＩＤ又はＰＩ制御することで、第２ボイラ群２Ｂの稼働率を上げる。他方、ヘッダ圧力値が高い圧力値になるように補正された目標蒸気圧力値に収束することから、第１制御部４Ａは、第１ボイラ群２Ａの稼働率を下げるように、各段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼位置を制御する。その後、ステップＳＴ１に戻る。

図５に、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第１閾値未満（例えば４０％未満）となる状態が第１の時間継続した場合に、第２制御部４Ｂがヘッダ圧力の目標蒸気圧力値を上げることで、稼働率が変更される様子を示す。

図５の（１）には、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第１閾値未満（４０％未満）となる状態を示す。この場合、
第２ボイラ群２Ｂの稼働率 ＜ 第１ボイラ群２Ａの稼働率
となる状態が継続している。

そこで、第２制御部４Ｂは目標蒸気圧力値を高い側に補正することにより、図５の（２）に示すように、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第１閾値以上（４０％以上）となり、増加する。こうすることで、第１ボイラ群の稼働率と第２ボイラ群の稼働率の調整を図ることができる。

＜第２ボイラ群２Ｂの稼働率が高い場合の自動補正＞
連続制御ボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂの稼働率が高い（第２閾値を超える）場合、ボイラシステム１の動作について、図４のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳＴ１において、第２制御部４Ｂは、第２ボイラ群２Ｂの稼働率を監視して、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第２閾値を超えるか否かを検出する。第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第２閾値を超えたことを検出した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１２に移る。
なお、第１閾値≦第２ボイラ群２Ｂの稼働率≦第２閾値を満たす場合、ステップＳＴ１に戻る。また、第２ボイラ群２Ｂの稼働率＜第１閾値を満たす場合、前述したステップＳＴ２へ移る。

ステップＳＴ１２において、第２制御部４Ｂは、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第２閾値を超えた状態が第２の時間継続するか否かを測定する。第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第２閾値を超える状態が第２の時間継続した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１３に移る。第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第２閾値を超える状態が第２の時間継続しなかった場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ１に移る。

ステップＳＴ１３において、第２制御部４Ｂは、目標蒸気圧力値を現在設定されている目標蒸気圧力値より低い値に補正する。例えば、当該補正された目標蒸気圧力値が、制御圧力帯を５等分して得られる５つの帯域のうち、現在の目標蒸気圧力値の該当する帯域よりも低い帯域に収まるように補正する。なお、当該補正された目標蒸気圧力値を現在の目標蒸気圧力値と同一帯域内の低い圧力値になるように補正してもよい。

ステップＳＴ１４において、第２制御部４Ｂは、ヘッダ圧力が低い圧力値になるように補正された目標蒸気圧力値に収束するように、ＰＩＤ又はＰＩ制御することで、第２ボイラ群２Ｂの稼働率を下げる方向に制御する。他方、ヘッダ圧力値が低い圧力値になるように補正された目標蒸気圧力値に収束することから、第１制御部４Ａは、ヘッダ圧力値に基づいて、第１ボイラ群２Ａの稼働率を上げるように、各段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼位置を制御する。その後、ステップＳＴ１に戻る。

図６に、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第２閾値を超える（６０％を超える）状態が第２の時間継続した場合に、第２制御部４Ｂがヘッダ圧力の目標蒸気圧力値を下げることで、稼働率が変更される様子を示す。

図６の（１）には、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第２閾値を超える（６０％を超える）状態を示す。この場合、
第２ボイラ群２Ｂの稼働率 ＞ 第１ボイラ群２Ａの稼働率
となる状態が継続している。

そこで、第２制御部４Ｂは目標蒸気圧力値を低い側に補正することにより、図５の（２）に示すように、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が第２閾値以下（６０％以下）となり、減少する。こうすることで、第１ボイラ群の稼働率と第２ボイラ群の稼働率の調整を図ることができる。

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。

予め設定された制御圧力帯と蒸気圧力値に基づいて燃焼率を決定するように制御される１つ以上のボイラ（段階値制御ボイラ）を有する第１ボイラ群２Ａと、蒸気圧力値が予め設定された目標蒸気圧力値になるように燃焼率を決定するように制御される１つ以上のボイラ（連続制御ボイラ）を有する第２ボイラ群２Ｂとからなるボイラ群２を備えるボイラシステム１において、負荷要求が変化した場合においても、第２ボイラ群２Ｂにおける目標蒸気圧力値を補正することにより、第１ボイラ群２Ａの稼働率と第２ボイラ群２Ｂの稼働率とを、自動的に平準化することができ、各ボイラの稼働率をバランスのとれたものとすることができる。

また、蒸気圧センサ７により測定される蒸気圧力値が、区分された複数（５つ）の圧力帯域の内の所定の圧力帯域（稼働率４０〜６０％に対応する３番目の圧力帯域）に該当する場合、第１ボイラ群２Ａの稼働率が、第１閾値（４０％）を下限、第２閾値（６０％）を上限とする範囲となるようにすることにより、第１ボイラ群の稼働率と第２ボイラ群の稼働率とを、例えば１日を通じて平準化（例えば４０〜６０％）することができる。

(第２実施形態)
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態については、主として、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様な構成については詳細な説明を省略する。第２実施形態において、特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用される。また、第２実施形態においても、第１実施形態と同様な効果が奏される。

第１実施形態に係るボイラシステム１では、第１ボイラ群２Ａの制御圧力帯を５等分して得られた５つの帯域により、それぞれの帯域の稼働率を定義した。
これに対して、第２実施形態に係るボイラシステム１では、第２ボイラ群２Ｂにおける目標圧力を上昇させる判断根拠とする場合の帯域の稼働率（第１閾値）と、第２ボイラ群２Ｂにおける目標圧力を下降させる判断の根拠とする場合の帯域の稼働率（第２閾値）とをずらして、ディファレンシャルを設ける。

図７を参照して説明する。
第２ボイラ群２Ｂにおける目標圧力を下降させる判断の根拠とする場合、例えば、第１ボイラ群２Ａの制御圧力帯を、５分割して、それぞれの帯域における第１ボイラ群２Ａの稼働率が、帯域の高い方から順番に、０〜２０％（帯域１）、２０％〜４０％（帯域２）、４０％〜６０％（帯域３）、６０％〜８０％（帯域４）、８０％〜１００％（帯域５）となるように定義（以下「帯域Ａ」という）する。そして、各帯域の稼働率の上限を第２閾値とする。
上記帯域Ａに対して例えばディファレンシャルを１０％設けることで、第１ボイラ群２Ａの制御圧力帯を各帯域における第１ボイラ群２Ａの稼働率が、帯域の高い方から順番に、０〜１０％（帯域１´）、１０％〜３０％（帯域２´）、３０％〜５０％（帯域３´）、５０％〜７０％（帯域４´）、７０％〜１００％（帯域５´）となるように定義（以下「帯域Ｂ」という）する。そして、各帯域の稼働率の下限を第２ボイラ群２Ｂにおける目標圧力を上昇させる判断の根拠とする第１閾値とする。

このように、目標圧力を上昇させる場合の帯域の稼働率（第１閾値）と目標圧力を下降させる場合の帯域の稼働率（第２閾値）との間でディファレンシャルを設けた場合のボイラシステム１の動作について、図８及び図９を参照して説明する。

図８を参照して、ヘッダ圧力の目標蒸気圧力値を下げる場合について説明する。
現在の目標蒸気圧力値が帯域３に該当する圧力を指している場合に、図８の（１）に示すように、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が目標圧力を下降させる判断の根拠とする帯域３における第２閾値（６０％）を超える状態が第２の時間継続した場合、第２制御部４Ｂは、目標圧力を下降させる判断の根拠とする帯域３における第２閾値（６０％）を超えた状態が第２の時間継続したとする。
この場合、第２制御部４Ｂは、目標蒸気圧力値を帯域４に該当する低い側の圧力値に補正することにより、図８の（２）に示すように第２ボイラ群２Ｂの稼働率が低下して、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が５５％になった場合、１０％のディファレンシャルを設けたことにより、第２ボイラ群２Ｂの稼働率５５％は、帯域４´における第１閾値（５０％）よりも大きいことから、目標蒸気圧力値は、そのままとなる。

次に図９を参照して、ヘッダ圧力の目標蒸気圧力値を上げる場合について説明する。
第２ボイラ群２Ｂの稼働率が低下して、図９の（１）に示すように、第２ボイラ群２Ｂの稼働率が目標圧力を上昇させる判断の根拠とする帯域４´における第１閾値（５０％）未満にまで減少した状態が第１の時間継続したとする。
この場合、第２制御部４Ｂは、目標蒸気圧力値を帯域３´に該当する高い側の圧力値に補正することにより、図９の（２）に示すように第２ボイラ群２Ｂの稼働率が上昇する。

このように、第２実施形態においても、第１実施形態に係るボイラシステム１と同様に、負荷要求が変化した場合、第２ボイラ群２Ｂにおける目標蒸気圧力値を補正することにより、第１ボイラ群２Ａの稼働率と第２ボイラ群２Ｂの稼働率とを、自動的に平準化することができ、各ボイラの稼働率をバランスのとれたものとすることができる。
さらに、第２実施形態に係るボイラシステム１においては、帯域に範囲を示す稼働率にディファレンシャルを適用することで、過度な目標圧力の変更を抑制することが可能となる。

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。

本実施形態では、比例分配方式により、段階値制御ボイラ群２Ａの各段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼制御を実行しているが、比例分配制御方式に限定しない。
例えば、予め、制御圧力帯を予め複数の圧力帯に区分し、区分された圧力帯毎に、各段階値制御ボイラ２０Ａとその各燃焼位置との組み合わせからなる燃焼パターン、すなわち、燃焼状態（燃焼位置）を対応付けて設定しておき、蒸気圧がどの圧力帯に対応するかによって、当該圧力帯に対応する燃焼パターン、すなわち各段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼状態（燃焼位置）を決定するように燃焼制御してもよい。

本実施形態では、段階値制御ボイラ２０Ａを、３台ともに４位置制御のボイラとしたが、これに限らない。すなわち、本発明の段階値制御ボイラ２０Ａを、それぞれ、Ｎ位置制御のボイラ（Ｎは任意の２以上の整数）に適用してもよい。各段階値ボイラ２０Ａ毎に、ボイラ容量、燃焼位置の段階数Ｎ、及び各燃焼位置における燃焼率等を異なることとしてもよい。また、段階値制御ボイラ２０Ａの台数を１以上の任意の台数としてもよい。

本実施形態では、連続制御ボイラ２０Ｂを２台ともに、同一のボイラ容量としたが、これに限らない。すなわち、連続制御ボイラ２０Ｂについて、台数を１以上の任意の台数として、連続制御ボイラ毎にその最小燃焼量、単位蒸気量、最大燃焼量としての燃焼能力が異なる場合にも適用可能である。
また、本実施形態では、連続制御ボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２ＢをＰＩＤ制御によりフィードバック制御したが、ＰＩＤ制御に限定されない。ＰＩ制御によるフィードバック制御でよい。
また、本実施形態では、連続制御ボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２ＢのＰＩＤ制御アルゴリズムとして、制御周期毎に今回必要蒸気量を直接計算する位置型ＰＩＤアルゴリズムによるＰＩＤ制御を適用したが、位置型ＰＩＤアルゴリズムに限定されない。制御周期毎の必要蒸気量変化分のみを計算し、これに前回必要蒸気量を加算して、今回必要蒸気量を計算する速度形ＰＩＤアルゴリズムによるＰＩＤ制御を適用してもよい。

本実施形態では、段階値制御ボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａを制御する台数制御装置３Ａ（第１制御部４Ａ）と連続制御ボイラ２０Ｂからなる第２ボイラ群２Ｂを制御する台数制御装置３Ｂ（第２制御部４Ｂ）とを区別して構成したが、１つの台数制御装置（１つの制御部、１つの記憶部）により、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂをそれぞれ制御してもよい。
また、１つの台数制御装置に、第１制御部４Ａ及び第２制御部４Ｂを含むように構成して、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂをそれぞれ制御してもよい。

第１実施形態では、第１ボイラ群２Ａの制御圧力帯を５等分して得られた５つの帯域により、それぞれの帯域の稼働率を定義したが、制御圧力帯の分割は、５等分に限定されない。任意のＮ等分（Ｎは２以上の整数）としてもよい。また、等分に分割しなくてもよい。第２実施形態では、ディファレンシャル１０％を適用して１０％ずらしたが、これに限らない。例えば、第１ボイラ群２Ａの制御圧力帯の分割において、例えば、第１ボイラ群２Ａの稼働率が、帯域の高い方から順番に、０〜２５％、１５％〜４５％、３５％〜６５％、５５％〜８５％、７５％〜１００％となるように、各帯域の第１閾値、第２閾値が多帯域と重複するように定義してもよい。

本実施形態では、第１ボイラ群として段階値制御ボイラからなるボイラ群を適用したが、段階値制御ボイラに限定されない。設定圧力と制御幅により決定される制御圧力帯に基づいて各ボイラの燃焼率を制御するボイラ群であればよい。
同様に、第２ボイラ群として連続制御ボイラからなるボイラ群を適用したが、連続制御ボイラに限定されない。蒸気圧が設定された目標蒸気圧になるように各ボイラの燃焼率を制御するボイラ群であればよい。

また、本実施形態におけるボイラとして、小型貫流型の蒸気ボイラ装置、炉筒煙管ボイラ等、種々の構造のボイラ装置に適用してもよい。

また、本実施形態では、第１ボイラ群２Ａの稼働率と第２ボイラ群２Ｂの稼働率を例えば１日を通じて均等にするものであるが、第２ボイラ群２Ｂの稼働率に、所定の係数を乗算した補正稼働率を適用することで、例えば、１日を通じて第２ボイラ群２Ｂの稼働率の配分を第１ボイラ群２Ａの稼働率に比べて高く配分、又は低く配分することができる。

［第２ボイラ群２Ｂの稼働率を高く配分する場合］
第２ボイラ群２Ｂへの稼働率を高く配分する場合、１よりも小さな値となる所定の係数α（０＜α＜１）を設定し、第２ボイラ群２Ｂの稼働率Ｘに当該係数を乗算して第２ボイラ群２Ｂの補正稼働率α・Ｘを算出する。
そして、本実施形態において、第２ボイラ群２Ｂの稼働率Ｘに替えて第２ボイラ群２Ｂの補正稼働率α・Ｘを適用する。
そうすることで、第２ボイラ群２Ｂの補正稼働率αＸ１が第１閾値（例えば４０％）を超える値から、第１閾値未満(例えば４０％未満）に低下した場合、第２ボイラ群２Ｂの稼働率Ｘ１は第１閾値（４０％）×（１／α）未満となり、第１閾値（４０％）よりも高くなる。また、第２ボイラ群２Ｂの補正稼働率αＸ２が第２閾値(例えば６０％）未満から、第２閾値以上（例えば６０％以上）に増加した場合、第２ボイラ群２Ｂの稼働率Ｘ２は第２閾値（６０％）×（１／α）以上となり、第２閾値（６０％）よりも高くなる。
こうすることで、第２ボイラ群２Ｂの稼働率は、下限値を第１閾値、上限値を第２閾値とする範囲よりも、高い値の範囲にすることができる。すなわち、第２ボイラ群２Ｂの稼働率を高く配分するように補正することができる。

［第２ボイラ群２Ｂの稼働率を低く配分する場合］
第２ボイラ群２Ｂへの稼働率を低く配分する場合、１よりも大きな値となる所定の係数β（１＜β）を設定し、第２ボイラ群２Ｂの稼働率Ｘに当該係数を乗算して第２ボイラ群２Ｂの補正稼働率β・Ｘを算出する。
そして、本実施形態において、第２ボイラ群２Ｂの稼働率Ｘに替えて第２ボイラ群２Ｂの補正稼働率β・Ｘを適用する。
そうすることで、第２ボイラ群２Ｂの補正稼働率β・Ｘ３が第１閾値（例えば４０％）を超える値から、第１閾値未満(例えば４０％未満）に低下した場合、第２ボイラ群２Ｂの稼働率Ｘ３は（１／β）×第１閾値（４０％）未満となり、第１閾値（４０％）よりも低くなる。また、第２ボイラ群２Ｂの補正稼働率β・Ｘ４が第２閾値(例えば６０％）未満から、第２閾値以上(例えば６０％以上）に増加した場合、第２ボイラ群２Ｂの稼働率Ｘ４は（１／β）×第２閾値（６０％）以上となり、第２閾値（６０％）よりも低くなる。
このように、第２ボイラ群２Ｂの稼働率は、下限値を第１閾値、上限値を第２閾値とする範囲よりも、低い値の範囲にすることができる。すなわち、第２ボイラ群２Ｂの稼働率を低く配分するように補正することができる。

１ ボイラシステム
２ ボイラ群
２０ ボイラ
２０Ａ 段階値制御ボイラ
２０Ｂ 連続制御ボイラ
２Ａ 第１ボイラ群
２Ｂ 第２ボイラ群
３Ａ 台数制御装置
４Ａ 第１制御部
３Ｂ 台数制御装置
４Ｂ 第２制御部

Claims (5)

1. １つ以上のボイラからなる第１ボイラ群と、前記第１ボイラ群に属さない１つ以上のボイラからなる第２ボイラ群とからなるボイラ群と、
   前記ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、
   前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段と、
   前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値が、予め設定された制御圧力帯の範囲内に収まるように前記第１ボイラ群の燃焼状態を制御する第１制御部と、
   前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値を設定された目標蒸気圧力値に保つように前記第２ボイラ群の燃焼状態を制御する第２制御部と、
   を備えるボイラシステムであって、
   前記第１制御部は、
   予め前記制御圧力帯を複数の圧力帯域に区分し、
   前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値に該当する圧力帯域に基づいて、前記第１ボイラ群におけるボイラの燃焼状態を制御し、
   前記第２制御部は、
   予め、第１閾値と、前記第１閾値より大きな値となる第２閾値と、を設定し、
   前記目標蒸気圧力値を、前記制御圧力帯の範囲内に収まるように設定し、
   前記第２ボイラ群の稼働率が前記第１閾値未満となる状態を予め設定された第１の時間継続している場合、前記目標蒸気圧力値を現在設定されている目標蒸気圧力値より高い値に補正し、
   前記第２ボイラ群の稼働率が前記第２閾値を超過した状態を予め設定された第２の時間継続している場合、前記目標蒸気圧力値を現在設定されている目標蒸気圧力値より低い値に補正する、
   ことを特徴とするボイラシステム。
2. 前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値が、区分された前記複数の圧力帯域の内の所定の圧力帯域に該当する場合、
   前記第１ボイラ群の稼働率が、前記第１閾値を下限、前記第２閾値を上限とする範囲となることを特徴とする請求項１に記載のボイラシステム。
3. 前記第２制御部は、蒸気消費量の変動に対して蒸気ヘッダの蒸気圧力値を目標蒸気圧力値に保つため、前記第２ボイラ群で発生すべき蒸気量をＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムにより制御する、請求項１又は請求項２に記載のボイラシステム。
4. 前記第１ボイラ群は、燃焼率を段階的に変更可能な段階値制御ボイラにより構成される請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のボイラシステム。
5. 前記第２ボイラ群は、燃焼率を連続的に変更可能な連続制御ボイラにより構成される請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のボイラシステム。

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