JP6836178B2 - 給水制御システム - Google Patents

Description

本発明は、ボイラシステムに給水する給水タンクに対する補給水を供給する給水制御システムに関する。

従来、例えば、特許文献１に記載されているように、ボイラへの給水は、軟水器や脱気装置等の水処理装置によって原水を処理し、処理後の水を一旦、給水タンクに所定量貯留し、この給水タンクから要求される水をボイラへ給水するようになっている。
図５は、特許文献１に記載された給水システムの構成を示す概略図である。図５に示すように、給水システムは、補給水ライン１の上流側に軟水器や脱気装置等の水処理装置（図示せず）が接続され、補給水ライン１の下流側に給水タンク２が接続される。そして、補給水ライン１上に設けられる補給水制御弁１１を開閉することで給水タンク２内の水位を所定のレベルに維持するようにしている。
より具体的には、給水タンク２に設けられた水位検出器２３により検出される水位に基づいて、補給水制御弁１１を開閉することで、給水タンク２内の水位を所定のレベルに維持するように制御される。
給水タンク２内には、予め４段階の水位の位置、下から低水位警報位置（「ＬＬ水位」ともいう）、補給水開始位置（「Ｌ水位」ともいう）、補給水停止位置（「Ｈ水位」ともいう）、及び高水位警報位置（「ＨＨ水位」ともいう）が設定されている。
何らかのトラブルによって、給水タンク２への給水の供給が停止あるいは減少し、水位が低水位警報位置以下に低下したときは、ブザー等で低水位異常警報を発するように構成される。
また、水位が補給水開始位置まで低下すると、補給水制御弁１１を開き、給水タンク２への給水を開始し、水位が補給水停止位置まで上昇すると、低水位警報を閉じ、給水タンクへの給水を停止する。また、何らかのトラブルにより、給水タンクの水が補給水停止位置に上昇しても、補給水の供給が停止せず、水位が高水位警報位置（「ＨＨ水位」ともいう）に達したときは、ブザー等で高水位異常警報を発するように構成される。

しかしながら、これらの４段階の水位は、従来、固定的に設定されているケースが多く、例えば、給水タンク２の低水位警報位置（ＬＬ水位）は、補給水開始位置（Ｌ水位）と当該低水位警報位置（ＬＬ水位）との間の保有水量が、全てのボイラ（図示せず）が水の無い状態から同時に運転を開始した場合に必要とする給水量（ボイラの保有水量）以上になる位置に設定される。
より具体的には、ボイラは、初期給水時に給水タンク２から最大給水量を要求することから、ボイラへの初期給水時に低水位異常警報が鳴らないように、補給水開始位置（Ｌ水位）からボイラ保有水量分引いた位置に低水位警報位置（ＬＬ水位）を設定している。
しかしながら、給水タンク２は、設置スペースや費用の面から必要最小限の容量が選定されることが多く、ボイラ保有水量が多い場合には、低水位警報位置（ＬＬ水位）は、給水タンク２の下部に位置することになる。このため、例えば、ボイラシステムの運転時に、仮に低水位異常警報が発せられた場合、給水タンク２の保有水量が既に少なくなっている可能性があった。その場合、給水システムを復旧するための時間が十分とれず、最終的に渇水状態となり、全てのボイラが停止するトラブルを生じる可能性があった。

特許文献２には、昼間帯（例えば午前８時〜午後８時）と夜間帯（例えば午後８時〜午前８時）とで、給水タンクの限界水位（Ｈ水位及びＬ水位）を、夜間帯のＨ水位が昼間帯のＨ水位以上となり、且つ夜間帯のＬ水位が昼間帯のＬ水位以下になるように切り換えることが記載されている。これにより、夜間帯における給水時間を短くすることが記載されている。

特開平６−７３７６３号公報 特開２００９−１２５６３７号公報

しかしながら、特許文献２に記載の発明は、通常、夜間帯における水の使用量が少ないことから、夜間帯における給水タンクのＨ水位とＬ水位の幅を広くとったものに過ぎず、低水位警報位置については、何の言及もされていない。したがって、特許文献２に記載の発明においても、ボイラシステムの運転中に、仮に低水位異常警報が発せられた場合、給水タンクの保有水量が既に少なくなっている可能性は存在し、その場合、給水システムを復旧するための時間が十分とれず、最終的に渇水状態となり、全てのボイラが停止するトラブルを生じる可能性が依然として存在する。

本発明は、ボイラの運転状態（例えば、ボイラの運転台数、停止台数、保有水量、燃焼状態、及び／又は蒸発量等）に基づいて、低水位警報位置をボイラ運転開始時における低水位警報位置よりも上側の位置に設定変更することで、ボイラシステムの運転中に仮に低水位異常警報が発せられた場合であっても、給水タンクの保有水量を所定量確保して給水システムを復旧するための復旧作業時間を確保することで、ボイラの運転を継続することを可能とする給水制御システムを提供することを目的とする。

（１） 上記目的を達成するために、本発明は、１台以上のボイラを含むボイラシステムに給水する給水タンクと、前記給水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記給水タンクへの給水量を制御する水位制御部と、を備える給水制御システムにおいて、前記給水タンクには低水位警報水位が設定され、前記水位制御部は、前記ボイラシステムの運転状態を取得するボイラ運転状態取得部と、前記ボイラ運転状態取得部により取得される前記ボイラシステムの運転状態に基づいて、前記低水位警報水位の設定を変更する水位設定部と、前記水位検出手段により検出される前記給水タンクの水位が低水位警報水位以下となった場合又は低水位警報水位を下回った場合に、低水位異常警報を出力する警報出力部と、を備える給水制御システムに関する。

（２） （１）の給水制御システムにおいて、前記給水タンクには、さらに補給水開始水位と、補給水停止水位と、が設定され、前記水位制御部は、さらに、前記水位検出手段により検出される前記給水タンクの水位が前記補給水開始水位以下となった場合又は前記補給水開始水位を下回った場合、前記給水タンクの水位が前記補給水停止水位に達するまで前記給水タンクへ給水し、前記水位検出手段により検出される前記給水タンクの水位が前記補給水停止水位に達した場合又は前記補給水停止水位を超えた場合、前記給水タンクへの給水を停止し、前記水位設定部は、さらに、前記ボイラ運転状態取得部により取得される前記ボイラシステムの運転状態に基づいて、前記補給水開始水位及び／又は前記補給水停止水位の設定を変更するようにしてもよい。

（３） （２）の給水制御システムは、前記ボイラシステムの起動時において、前記低水位警報水位が、前記給水タンクの前記補給水開始水位の位置から前記ボイラシステムの全ての燃焼停止ボイラの必要給水量の合計を差し引いた位置に設定されるようにしてもよい。

（４） （２）又は（３）の給水制御システムは、前記ボイラシステムの運転時において、前記水位設定部は、前記低水位警報水位を、前記給水タンクの前記補給水開始水位の位置から前記ボイラシステムに含まれる燃焼停止ボイラの必要給水量と、燃焼中ボイラの必要給水量と、の合計を差し引いた位置に設定するようにしてもよい。

本発明によれば、ボイラシステムの運転中に仮に低水位異常警報が発せられた場合であっても、給水タンクの保有水量を所定量確保して給水システムを復旧するための復旧作業時間を確保することで、ボイラの運転を継続することを可能とする給水制御システムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る給水制御システム１００の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る給水制御システム１００の備える水位制御部の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る、給水タンク内における低水位警報位置（ＬＬ水位）の設定を変更する場合の処理を示すフローチャート図である。 本発明の一実施形態に係る、給水タンク内における補給水開始位置（Ｌ水位）及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）の設定を変更する場合の処理を示すフローチャート図である。 従来の給水システムの構成を示す概略図である。

以下、本発明の一実施形態に係る給水制御システム１００について図１を参照しながら説明する。図１は、給水制御システム１００の概略を示す図である。

図１に示すように、給水制御システム１００は、補給水ライン１と、原水（図示せず）と、給水タンク２と、水位制御部３と、を備える。
また、ボイラシステム２００は、給水ライン６と、ボイラ７と、台数制御部８と、を備える。

まず、給水制御システム１００について説明する。
給水制御システム１００は、工業用水や水道水、井戸水等の原水（図示せず）に水処理を施した処理水を、補給水ライン１を介して給水タンク２へと供給するシステムである。

補給水ライン１は、原水供給源（図示せず）と給水タンク２とを接続する。この補給水ライン１上には、水処理装置（図示せず）と、補給水制御弁１１と、が配置される。

水処理装置は、原水を処理し、処理後の水を給水タンク２に供給する。ボイラシステム２００においては、工業用水や水道水、井戸水等の原水をそのまま使用すると不純物の付着、スケールの発生、腐食の発生等によって所定の性能が得られないだけでなく、機器自体が故障するおそれもあるため、公知の水処理装置により原水を処理することが好ましい。

補給水制御弁１１は、後述の水位制御部３により弁の開閉が制御される。これにより、給水タンク２内への給水の供給、停止が制御される。

給水タンク２は、流入口２１と、流出口２２と、水位検出器２３と、を備える。流入口２１には、補給水ライン１が接続される。流出口２２には、ボイラ７に給水を供給する給水ライン６が接続される。

水位検出器２３は、例えば、給水タンク２内の水位を無段階で（連続的に）検出可能な水位センサである。
水位検出器２３は、給水タンク２内の水位を検知する。より具体的には、給水タンク２内の水位が、低水位警報位置（ＬＬ水位）、補給水開始位置（Ｌ水位）、補給水停止位置（Ｈ水位）、及び高水位警報位置（ＨＨ水位）に到達したか、それ以下になったか、又はそれ以上になったか等を検知する。

水位制御部３は、信号線４を介して、後述の台数制御部８からボイラ７の燃焼状態のデータを受信し、給水タンク２内の低水位警報位置（ＬＬ水位）、補給水開始位置（Ｌ水位）、補給水停止位置（Ｈ水位）、及び高水位警報位置（ＨＨ水位）の水位設定を変更し、信号線４を介して、水位検出器２３等から水位データを受信し、水位データに基づいて、補給水制御弁１１の開閉を行うことで、給水タンク２内の水位を制御する。
水位制御部３の詳細な構成については後述する。

ボイラシステム２００は、給水ライン６と、複数台（本実施例では３台）のボイラ７からなるボイラ群５と、台数制御部８と、を備える。

給水ライン６は、給水タンク２とボイラ７とを接続する。給水ライン６には給水ポンプ６１が設けられる。

ボイラ７は、複数の段階的な燃焼位置で燃焼可能な段階値制御ボイラ又は連続制御ボイラである。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。
また、連続制御ボイラとは、燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な連続制御ボイラである。例えば、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。
ボイラ７は、燃焼が行われるボイラ本体７１と、ボイラ７の燃焼位置又は燃焼状態を制御するローカル制御部７２と、を有する。

給水ポンプ６１は、給水タンク２から給水を吸入し、給水ライン６を介してボイラ本体７１に向けて送出する。なお、給水ポンプ６１が給水をボイラ本体７１に送り出すタイミングは、ローカル制御部７２から送信される駆動信号により制御される。

台数制御部８は、信号線９を介してボイラ７のそれぞれと電気的に接続され、要求負荷に応じたボイラ群５の必要燃焼量、及び必要燃焼量に対応する各ボイラ７の燃焼状態を算出し、各ボイラ７の燃焼状態を制御する。
台数制御部８は、信号線９を介して各ボイラ７に各種の指示を行ったり、各ボイラ７から各種のデータを受信したりして、各ボイラ７の燃焼状態や優先順位を制御する。各ボイラ７（ローカル制御部７２）は、台数制御部８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７を制御する。

次に、給水制御システム１００における水位制御部３について詳細に説明する。
まず、水位制御部３は、水位検出器２３により検知した給水タンク２内の水位、並びに設定（又は設定変更）された給水タンク２内の低水位警報位置（ＬＬ水位）、補給水開始位置（Ｌ水位）、補給水停止位置（Ｈ水位）、及び高水位警報位置（ＨＨ水位）に基づいて、補給水制御弁１１の開閉を行うことで、給水タンク２内の水位を制御する。
より具体的には、水位検出器２３により検出される給水タンク２内の水位が下降して、補給水開始位置（Ｌ水位）以下となった場合又は補給水開始位置（Ｌ水位）を下回った場合、給水タンク２内の水位が補給水停止位置（Ｈ水位）に達するまで、補給水制御弁１１を開にし給水タンク２へ給水し、水位検出器２３により検出される給水タンク２内の水位が補給水停止位置（Ｈ水位）に達した場合又は補給水停止位置（Ｈ水位）を超えた場合、補給水制御弁１１を閉にし給水タンク２への給水を停止する。
また、何らかのトラブルによって、給水タンク２への給水の供給が停止あるいは減少し、水位検出器２３により検出される給水タンク２内の水位が低水位警報位置（ＬＬ水位）以下又は下回ったときは、ブザー等で低水位異常警報を発するように構成される。
また、何らかのトラブルにより、給水タンク２内の水位が補給水停止位置（Ｈ水位）に上昇しても、補給水の供給が停止せず、水位検出器２３により検出される給水タンク２内の水位が高水位警報位置（ＨＨ水位）に達した場合又は高水位警報位置（ＨＨ水位）を超えた場合は、ブザー等で高水位異常警報を発するように構成される。

また、水位制御部３は、信号線４を介して、台数制御部８から取得したボイラシステム２００の運転状態のデータに基づいて、給水タンク２内の低水位警報位置（ＬＬ水位）、補給水開始位置（Ｌ水位）、補給水停止位置（Ｈ水位）、及び高水位警報位置（ＨＨ水位）を設定変更するように構成される。
以上のように給水タンク２内の水位を制御するために、水位制御部３は、図２に示すようにボイラ運転状態取得部３１と、水位設定部３２と、警報出力部３３と、を備える。図２は、水位制御部３の構成を示す機能ブロック図である。

＜ボイラ運転状態取得部３１＞
ボイラ運転状態取得部３１は、ボイラシステム２００の運転状態（例えば、ボイラの運転台数、停止台数、保有水量、燃焼状態、及び／又は蒸発量等）を取得する。より具体的には、ボイラ運転状態取得部３１は、信号線４を介して台数制御部８から、ボイラシステム２００に属する各ボイラ７の燃焼状態（例えば、ボイラ７が運転しているか否かを示す運転信号、ボイラ７の出力蒸気量）を取得する。

［変形例］
なお、ボイラ運転状態取得部３１は、台数制御部８から、信号線４を介してボイラシステム２００の運転状態を取得するとしたが、これに限定されない。例えば、ボイラ運転状態取得部３１は、台数制御部８から、無線やＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等を介してボイラシステム２００の運転状態を取得するようにしてもよい。

＜水位設定部３２＞
［ＬＬ水位の設定変更］
水位設定部３２は、ボイラ運転状態取得部３１により取得されるボイラシステム２００の運転状態に基づいて、給水タンク２内の低水位警報位置（ＬＬ水位）、補給水開始位置（Ｌ水位）、補給水停止位置（Ｈ水位）、及び高水位警報位置（ＨＨ水位）の設定変更を行う。次に、水位設定部３２による水位の位置の設定変更処理について詳細に説明する。

［ＬＬ水位の設定変更］
水位設定部３２は、ボイラ運転状態取得部３１により取得されるボイラシステム２００の運転状態に基づいて、低水位警報位置（ＬＬ水位）の設定を適宜変更する。
先ず、ボイラシステム２００の起動時（ボイラ燃焼前）における低水位警報位置（ＬＬ水位）の設定について説明する。
従来のボイラシステムの起動時において、低水位警報位置（ＬＬ水位）は、補給水開始位置（Ｌ水位）との間の保有水量が、全てのボイラが水の無い状態から同時に運転を開始した場合に必要とする給水量以上になるように設定された。これに対して、本発明のボイラシステム２００の起動時（ボイラ燃焼前）においては、水位設定部３２は、ボイラ運転状態取得部３１により取得する各燃焼停止ボイラの保有水量に基づいて、全ての燃焼停止ボイラが全台起動された場合の必要給水量の合計（以下「起動時必要給水量」という）を算出する。ここで、燃焼停止ボイラの必要給水量とは、当該ボイラが起動する際に予め設定された規定水位に達するために必要な給水量である。したがって、燃焼停止ボイラの必要給水量は、当該燃焼停止ボイラが水の無い状態で停止している場合に最大になり、当該燃焼停止ボイラの保有水量が多い状態で停止している場合には、当該燃焼停止ボイラの必要給水量は少なくなる。
このように、本発明のボイラシステム２００の起動時（ボイラ燃焼前）においては、低水位警報位置（ＬＬ水位）は、補給水開始位置（Ｌ水位）との間の保有水量が、燃焼停止ボイラの保有水量の状態に応じて算出される起動時必要給水量を確保するように設定される。すなわち、水位設定部３２は、ボイラシステム２００の起動時（ボイラ燃焼前）に、給水タンク２内の低水位警報位置（ＬＬ水位）を、給水タンク２内の補給水開始位置（Ｌ水位）から前述の起動時必要給水量を差し引いた位置に設定する。

なお、ボイラシステム２００の起動時における給水タンク２内の低水位警報位置（ＬＬ水位）については、ボイラシステム２００の運転停止時に予め設定するようにしてもよい。
例えば、水位設定部３２は、ボイラシステム２００の運転停止時に、ボイラ運転状態取得部３１により全てのボイラ７の保有水量を取得し、起動時必要給水量を算出することで、次にボイラシステム２００を起動する際の給水タンク２内の低水位警報位置（ＬＬ水位）を予め設定するようにしてもよい。

次に、ボイラシステム２００の運転時（ボイラ燃焼時）における低水位警報位置（ＬＬ水位）の設定変更について説明する。
水位設定部３２は、ボイラシステム２００の燃焼中ボイラ以外の燃焼停止ボイラ毎に、ボイラ運転状態取得部３１により取得する当該ボイラの保有水量に基づいて当該ボイラが起動された場合の必要給水量を算出する。
また、水位設定部３２は、燃焼中ボイラ毎に、ボイラ運転状態取得部３１により取得する当該ボイラの保有水量に基づいて、当該ボイラの燃焼ステージに応じて設定された規定水位又は、燃焼ステージ移行により変化した設定水位を維持するために必要な必要給水量を算出する。
水位設定部３２は、全ての燃焼停止ボイラが仮に全台起動された場合の必要給水量と、全ての燃焼中ボイラの必要給水量と、の合計（以下「運転時必要給水量」という）を算出する。
水位設定部３２は、ボイラシステム２００の運転時に、給水タンク２内の低水位警報位置（ＬＬ水位）を、給水タンク２内の補給水開始位置（Ｌ水位）から、前述の運転時必要給水量を差し引いた位置に変更する。

以上のように、ボイラシステム２００の運転開始後には、水位設定部３２は、燃焼停止ボイラに対してはボイラが起動する規定水位に達するために必要な給水量と、燃焼中ボイラに対しては燃焼ステージに応じて設定された規定水位を維持するために必要な給水量（主に蒸発量）とを合計することで運転時必要水量を算出し、給水タンク２内の低水位警報位置（ＬＬ水位）を、給水タンク２内の補給水開始位置（Ｌ水位）から、運転時必要給水量を差し引いた位置に変更する。
これにより、ボイラシステム起動時に全ての停止中ボイラが保有水量の無い状態から起動する場合に比べて、補給水開始位置（Ｌ水位）から低水位警報位置（ＬＬ水位）間の保有水量を大幅に少なくし、低水位警報位置（ＬＬ水位）における保有水量を増やすことが可能となる。
すなわち、水位設定部３２は、ボイラ運転開始時、すなわちボイラ７への初期給水時にのみ低水位警報位置（ＬＬ水位）を低くして、その後、ボイラ７の運転開始後は低水位警報位置（ＬＬ水位）をボイラ運転開始時における低水位警報位置よりも上側の位置に設定変更することができる。
これにより、ボイラシステム運転中に仮に給水異常が発生した場合、給水タンク２の保有水量が所定量確保されることで、給水システムを復旧するための復旧作業時間を設けることを可能とし、ボイラ７の運転を継続することができる。

なお、前述の説明において、水位設定部３２は、ボイラ運転状態取得部３１により取得する当該ボイラの燃焼状態及び保有水量等に基づいて、起動時必要給水量又は運転時必要給水量を算出したが、これに限定されない。例えば、ボイラ運転状態取得部３１が、起動時必要給水量又は運転時必要給水量を算出し、水位設定部３２は、ボイラ運転状態取得部３１から直接、起動時必要給水量又は運転時必要給水量を取得するようにしてもよい。また、台数制御部８において、起動時必要給水量又は運転時必要給水量を算出し、水位設定部３２は、ボイラ運転状態取得部３１を介して、台数制御部８から起動時必要給水量又は運転時必要給水量を取得するようにしてもよい。

［Ｌ水位及び／又はＨ水位の設定変更］
水位設定部３２は、ボイラ運転状態取得部３１により取得されるボイラシステム２００の運転状態に基づいて、補給水開始位置（Ｌ水位）及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）の設定を変更することができる。

このため、予め、ボイラシステム２００の単位時間あたり（例えば１時間あたり）の蒸発量に、補給水開始位置（Ｌ水位）と補給水停止位置（Ｈ水位）との間隔（「Ｌ−Ｈ間隔」という）を対応付ける対応テーブル又は関数を設定する。
水位設定部３２は、ボイラ運転状態取得部３１から、ボイラシステム２００の単位時間あたり（例えば１時間あたり）の蒸発量を取得する。
水位設定部３２は、対応テーブル又は関数に基づいて、ボイラ運転状態取得部３１により取得されたボイラシステム２００の単位時間あたりの蒸発量に対応するＬ−Ｈ間隔を算出する。

今回算出したＬ−Ｈ間隔が現在設定されているＬ−Ｈ間隔よりも大きい場合、水位設定部３２は、補給水開始位置（Ｌ水位）を下げる、及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）を上げるようにしてもよい。なお、低水位警報水位を高くすることを優先する場合、補給水開始位置（Ｌ水位）を下げる替わりに、補給水停止位置（Ｈ水位）を上げることが好ましい。
逆に、今回算出したＬ−Ｈ間隔が現在設定されているＬ−Ｈ間隔よりも小さい場合、水位設定部３２は、補給水開始位置（Ｌ水位）を上げる、及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）を下げるようにしてもよい。なお、低水位警報水位を高くすることを優先する場合、補給水停止位置（Ｈ水位）を下げる替わりに、補給水開始位置（Ｌ水位）を上げることが好ましい。
以上により、ボイラシステム２００の運転状態に基づいて、補給水制御弁の開閉等を適正範囲に維持すると共に、補給水開始位置（Ｌ水位）及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）の細かな変更が可能となる。これにより、運転状態に基づいて水位制御を効率的に行うことができる。

なお、給水タンク２内の補給水開始位置（Ｌ水位）及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）の初期値については、ボイラシステム２００の運転前に予め設定するようにしてもよい。

＜警報出力部３３＞
警報出力部３３は、水位検出器２３により検出される給水タンク２内の水位が低水位警報位置以下又は低水位警報位置を下回った場合に、低水位異常警報を出力する。
また、警報出力部３３は、水位検出器２３により検出される給水タンク２内の水位が高水位警報位置以上又は高水位警報位置を上回った場合に、高水位異常警報を出力する。
それにより、作業員が給水制御システム１００にトラブルが発生したことを認識することができ、直ちに、給水システムを復旧する復旧作業時間を設けることが可能となる。

＜給水制御システム１００の処理フロー＞
次に、本実施形態における給水制御システム１００による水位設定変更の一連の処理の流れについて図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、水位制御部３により、給水タンク２内における低水位警報位置（ＬＬ水位）の設定を変更する場合の処理を示すフローチャート図である。図４は、水位制御部３により、給水タンク２内における補給水開始位置（Ｌ水位）及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）の設定を変更する場合の処理を示すフローチャート図である。
なお、給水タンク２内における、低水位警報位置（ＬＬ水位）、補給水開始位置（Ｌ水位）、補給水停止位置（Ｈ水位）、及び高水位警報位置（ＨＨ水位）は予め初期設定されているものとする。

図３を参照しながら、ボイラシステム２００の運転時に給水タンク２内における低水位警報位置（ＬＬ水位）の設定を変更する場合の処理フローについて説明する。
なお、ボイラシステム２００の起動時（ボイラ燃焼前）の低水位警報位置（ＬＬ水位）は、起動時必要給水量に基づいて、予め設定されているものとする。
ステップＳ１００において、水位制御部３（ボイラ運転状態取得部３１）は、台数制御部８からボイラシステム２００の運転状態（例えば、ボイラの運転台数、停止台数、燃焼状態、保有水量及び蒸気量）を取得する。

ステップＳ１０１において、水位制御部３（水位設定部３２）は、ボイラシステム２００の運転状態（例えば、ボイラの発停状態及び燃焼中ボイラの燃焼ステージ）に変化があったか否かを判定する。変化があった場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に移る。変化がない場合、ステップＳ１００に移る。

ステップＳ１０２において、水位制御部３（水位設定部３２）は、ボイラシステム２００の運転状態に基づいて、運転時必要給水量を算出する。前述したとおり、運転時必要給水量は、ボイラが停止している場合はボイラが起動する規定水位に達するために必要な給水量と、ボイラが燃焼中の場合は燃焼ステージに応じて設定された規定水位を維持するために必要とされる給水量（主に蒸発量）との合計である。

ステップＳ１０３において、水位制御部３（水位設定部３２）は、運転時必要給水量に基づいて、給水タンク２内の低水位警報位置（ＬＬ水位）の変更設定を行う。次いでステップＳ１００に移る。
このようにすることで、水位設定部３２は、ボイラ運転開始時、すなわちボイラ７への初期給水時のみ低水位警報位置を低くして、その後、ボイラ７の運転開始後はボイラシステム２００の運転状態に基づいて、低水位警報位置をボイラ運転開始時における低水位警報位置よりも高くすることができる。これにより、給水タンク２内の水位が低水位状態（ＬＬ水位）となる給水異常が発生した場合、早期に低水位異常警報を出力することが可能となり、給水システムを復旧するための復旧作業時間を設けることが可能となる。

次に、図４を参照しながら、ボイラシステム２００の運転時に給水タンク２内における補給水開始位置（Ｌ水位）及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）の設定を変更する場合の処理フローについて説明する。なお、ボイラシステム２００の起動時（ボイラ燃焼前）の補給水開始位置（Ｌ水位）及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）は、予め設定されているものとする。また、ボイラシステム２００の単位時間あたりの蒸発量に、Ｌ−Ｈ間隔を対応付ける対応テーブル又は関数は予め設定されているものとする。

ステップＳ２００において、水位制御部３（ボイラ運転状態取得部３１）は、台数制御部８からボイラシステム２００の運転状態、例えばボイラシステム１の単位時間あたり（例えば１時間あたり）の蒸発量を取得する。

ステップＳ２０１において、水位制御部３（水位設定部３２）は、ボイラシステム２００の運転状態に変化があったか否かを判定する。変化があった場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に移る。変化がない場合、ステップＳ２００に移る。

ステップＳ２０２において、水位制御部３（水位設定部３２）は、予め設定された対応テーブル又は関数に基づいて、ボイラシステム２００の単位時間あたりの蒸発量に対応するＬ−Ｈ間隔を算出する。

ステップＳ２０３において、水位制御部３（水位設定部３２）は、今回算出したＬ−Ｈ間隔が現在設定されているＬ−Ｈ間隔より大きいかどうかを判定する。今回算出したＬ−Ｈ間隔が現在設定されているＬ−Ｈ間隔より大きい場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４に移る。今回算出したＬ−Ｈ間隔が現在設定されているＬ−Ｈ間隔より小さい場合（Ｎｏ）、ステップＳ２０５に移る。

ステップ２０４において、水位制御部３（水位設定部３２）は、補給水開始位置（Ｌ水位）を下げる、及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）を上げる。その後、ステップＳ２００に移る。

ステップＳ２０５において、水位制御部３（水位設定部３２）は、補給水開始位置（Ｌ水位）を上げる、及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）を下げる。その後、ステップＳ２００に移る。

なお、低水位警報水位を高くすることを優先する場合、ステップＳ２０４及びステップＳ２０５の処理を次のようにしてもよい。
ステップＳ２０４において、水位制御部３（水位設定部３２）は、補給水停止位置（Ｈ水位）を上げる。
ステップ２０５において、水位制御部３（水位設定部３２）は、補給水開始位置（Ｌ水位）を上げる。なお、同時に水位制御部３（水位設定部３２）は、起動時必要給水量に基づいて、給水タンク２内の低水位警報位置（ＬＬ水位）を上げるようにしてもよい。

以上のように、本実施形態の水位制御部３は、ボイラ運転状態取得部３１により取得されるボイラシステム２００の運転状態に基づいて、低水位警報水位の設定を変更する。
これにより、ボイラシステム２００が運転を開始した後においては、例えば、低水位警報位置（ＬＬ水位）を、補給水開始位置（Ｌ水位）から運転時必要給水量を差し引いた位置に設定する等、低水位警報位置（ＬＬ水位）をボイラ運転開始時における低水位警報位置よりも上のほうに変更することが可能となる。このため、ボイラ運転時に水位が低水位警報位置を下回る給水異常が発生した場合であっても、早期に低水位異常警報を出力することが可能となり、給水システムを復旧する復旧作業時間を設けることが可能となる。

本実施形態の水位制御部３は、さらにボイラ運転状態取得部３１により取得されるボイラシステム２００の運転状態に基づいて、給水タンク２内の補給水開始位置（Ｌ水位）及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）の設定を変更するようにしてもよい。
これにより、例えば、ボイラシステム２００の生成する蒸発量が減少した場合、補給水開始位置（Ｌ水位）と給水停止位置（Ｈ水位）との間の幅を小さくすることで、給水タンク２の水位を高く維持することが可能となるとともに、低水位警報水位（ＬＬ水位）を高くすることが可能となる。このため、ボイラ運転時に水位が低水位警報位置を下回る給水異常が発生した場合、早期に低水位異常警報を出力することが可能となり、給水システムを復旧する復旧作業時間を設けることが可能となる。

本実施形態の低水位警報位置（ＬＬ水位）は、ボイラシステム２００の起動時において、給水タンク２内の補給水開始位置（Ｌ水位）から全ての燃焼停止ボイラが全台起動された場合の必要給水量の合計である起動時必要給水量を差し引いた位置に設定することができる。
これにより、仮に、全てのボイラ７が同時に運転を開始し、全てのボイラ７に対してボイラ起動時の必要給水量が給水タンク２から給水される場合であっても、低水位異常警報が出力されない。

本実施形態の低水位警報位置（ＬＬ水位）は、ボイラシステム２００の運転時において、給水タンク２内の補給水開始位置（Ｌ水位）から、燃焼停止ボイラに対してはボイラが起動する規定水位に達するために必要な給水量と、燃焼中ボイラに対しては燃焼ステージに応じて設定された規定水位を維持するために必要な給水量（主に蒸発量）と、を合計した運転時必要水量を差し引いた位置に設定することができる。
これにより、何らかの給水異常が発生し、水位が低水位警報位置を下回る給水異常が発生した場合であっても、早期に低水位異常警報が出力されることから、給水システムを復旧する復旧作業時間を設けることが可能となる。

以上、本発明の給水制御システムの好ましい一実施形態について説明したが、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。

［変形例１］
本実施形態において、３台のボイラを含むボイラシステム２００を例示したが、これに限定されない。１台を含む任意の台数のボイラを含むボイラシステムとしてもよい。
また、ボイラシステムが複数台のボイラを含む場合、各ボイラの容量は異なってもよい。各ボイラの容量が異なる場合には、水位制御部３（ボイラ運転状態取得部３１）は、台数制御部８からボイラシステムの運転状態（例えば、ボイラの運転台数、停止台数、燃焼状態、保有水量、及び／又は蒸気量）を取得する際に、各ボイラ毎にボイラ保有水量等を取得するように構成される。

［変形例２］
本実施形態においては、水位設定部３２は、予め、ボイラシステム２００の単位あたりの蒸発量に、補給水開始位置（Ｌ水位）と補給水停止位置（Ｈ水位）との間隔を対応付けた対応テーブル又は関数に基づいて、ボイラ運転状態取得部３１により取得されたボイラシステム２００の単位時間あたりの蒸発量から、補給水開始位置（Ｌ水位）と補給水停止位置（Ｈ水位）との間隔を算出するようにしたが、これに限定されない。
例えば、水位設定部３２は、ボイラ運転状態取得部３１により今回取得されたボイラシステム２００の単位時間あたりの蒸発量（「今回の蒸発量」という）から現在の補給水開始位置（Ｌ水位）と補給水停止位置（Ｈ水位）の基礎となった単位時間あたりの蒸発量（「これまでの蒸発量」という）を引いた差分（「蒸発量偏差」という）に基づいて、補給水開始位置（Ｌ水位）及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）を変更してもよい。
より具体的には、蒸発量偏差が正の値をとるとき、蒸発量偏差に対応する分、補給水開始位置（Ｌ水位）を下げる、及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）を上げるようにし、逆に蒸発量偏差が負の値をとるとき、補給水開始位置（Ｌ水位）を上げる、及び／又は補給水停止位置（Ｈ水位）を下げるようにしてもよい。
なお、低水位警報水位を高くすることを優先する場合、単位時間あたりの蒸発量が増加した場合、水位制御部３（水位設定部３２）は、補給水開始位置（Ｌ水位）を下げる替わりに、補給水停止位置（Ｈ水位）を上げることが好ましい。逆に、単位時間あたりの蒸発量が減少した場合、水位制御部３（水位設定部３２）は、補給水停止位置（Ｈ水位）を下げる替わりに、補給水開始位置（Ｌ水位）を上げることが好ましい。

１００ 給水制御システム
１ 給水ライン
１１ 補給水制御弁
２ 給水タンク
２１ 流入口
２２ 流出口
２３ 水位検出器
３ 水位制御部
３１ ボイラ運転状態取得部
３２ 水位設定部
３３ 警報出力部
４ 信号線
２００ ボイラシステム
５ ボイラ群
６ 補給水ライン
６１ 給水ポンプ
７ ボイラ
７１ ボイラ本体
７２ ローカル制御部
８ 台数制御部
９ 信号線

Claims (4)

1. １台以上のボイラを含むボイラシステムに給水する給水タンクと、
   前記給水タンクの水位を検出する水位検出手段と、
   前記給水タンクへの給水量を制御する水位制御部と、を備える給水制御システムにおいて、
   前記給水タンクには低水位警報水位が設定され、
   前記水位制御部は、
   前記ボイラシステムの運転状態を取得するボイラ運転状態取得部と、
   前記ボイラ運転状態取得部により取得される前記ボイラシステムの運転状態に基づいて、前記低水位警報水位の設定を変更する水位設定部と、
   前記水位検出手段により検出される前記給水タンクの水位が低水位警報水位以下となった場合又は低水位警報水位を下回った場合に、低水位異常警報を出力する警報出力部と、
   を備える給水制御システム。
2. 前記給水タンクには、さらに補給水開始水位と、補給水停止水位と、が設定され、
   前記水位制御部は、さらに、
   前記水位検出手段により検出される前記給水タンクの水位が前記補給水開始水位以下となった場合又は前記補給水開始水位を下回った場合、前記給水タンクの水位が前記補給水停止水位に達するまで前記給水タンクへ給水し、前記水位検出手段により検出される前記給水タンクの水位が前記補給水停止水位に達した場合又は前記補給水停止水位を超えた場合、前記給水タンクへの給水を停止し、
   前記水位設定部は、さらに、
   前記ボイラ運転状態取得部により取得される前記ボイラシステムの運転状態に基づいて、前記補給水開始水位及び／又は前記補給水停止水位の設定を変更する、請求項１に記載の給水制御システム。
3. 前記ボイラシステムの起動時において、
   前記低水位警報水位は、前記給水タンクの前記補給水開始水位の位置から前記ボイラシステムの全ての燃焼停止ボイラの必要給水量の合計を差し引いた位置に設定される、請求項２に記載の給水制御システム。
4. 前記ボイラシステムの運転時において、
   前記水位設定部は、前記低水位警報水位を、前記給水タンクの前記補給水開始水位の位置から前記ボイラシステムに含まれる燃焼停止ボイラの必要給水量と、燃焼中ボイラの必要給水量と、の合計を差し引いた位置に設定する、請求項２又は請求項３に記載の給水制御システム。

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