JP6879089B2 - Boiler system - Google Patents
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Description
本発明は、ヘッダ圧力値が予め設定された制御圧力帯域に収まるように燃焼率が決定される1台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台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。 The present invention comprises a first boiler group having one or more boilers whose combustion rate is determined so that the header pressure value falls within a preset control pressure band, and a target steam pressure value with a preset steam pressure value. The present invention relates to a boiler system including a boiler group consisting of a second boiler group having one or more boilers that do not belong to the first boiler group and whose combustion rate is determined so as to be.
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。
1台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、予め最大設定圧力値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域を決定し、ボイラ群により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、制御圧力帯域に収まるように制御対象のボイラの燃焼量を制御する。
より具体的には、ヘッダ圧力値が制御圧力帯域の高圧側に移るほどボイラの燃焼量を少なくし、逆に制御圧力帯域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が制御される。
段階値制御ボイラ群においては、例えば比例分配制御方式を適用して、ヘッダ圧力値に基づいて必要蒸気量を算出することが知られている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, as a boiler, a step value control boiler capable of increasing or decreasing the combustion amount stepwise according to a selected combustion position and a continuous control boiler capable of continuously increasing or decreasing the combustion amount are known.
In a boiler system consisting of a boiler group consisting of one or more stage value control boilers, when controlling the combustion state of each stage value control boiler, the header pressure is set by setting the maximum set pressure value and control width in advance. The control target is controlled so that the steam pressure value inside the steam header (hereinafter, also referred to as "header pressure value") that determines the control pressure band to be stabilized and collects the steam generated by the boiler group is within the control pressure band. Control the amount of boiler burned.
More specifically, the amount of combustion of the boiler decreases as the header pressure value moves to the high pressure side of the control pressure band, and conversely, the amount of combustion of the boiler increases as the header pressure value moves to the low pressure side of the control pressure band. The combustion state is controlled.
In the step value control boiler group, it is known that, for example, a proportional distribution control method is applied to calculate the required steam amount based on the header pressure value (see, for example, Patent Document 1).
他方、1台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、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知られている(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, in a boiler system composed of a boiler group consisting of one or more continuous control boilers, when controlling the combustion state of each continuous control boiler, a target steam pressure value is set in advance and the header pressure value is set as the target steam. It is known to control the number of boilers to be controlled by calculating the control amount according to the deviation between the header pressure value and the target steam pressure value so as to keep the pressure value (for example, patent). Reference 2).
近年、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、前述したとおり、ヘッダ圧力値が予め設定された制御圧力帯域に収まるように制御対象のボイラの燃焼量が制御される。他方、連続制御ボイラ群(第2ボイラ群)は、前述したとおり、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制御される。
したがって、ヘッダ圧力値が制御圧力帯域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、ヘッダ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、ヘッダ圧力値は、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。
In recent years, a continuous control boiler group (second boiler group) may be added to the same steam line with respect to the step value control boiler group (first boiler group).
In such a case, in the step value control boiler group (first boiler group), as described above, the combustion amount of the boiler to be controlled is controlled so that the header pressure value falls within the preset control pressure band. On the other hand, the continuous control boiler group (second boiler group) is controlled so that the header pressure value maintains the preset target steam pressure value as described above.
Therefore, the stage value control boiler group (first boiler group) in which the combustion amount is controlled so that the header pressure value falls within the control pressure band, and the combustion amount are controlled so that the header pressure value maintains the target steam pressure value. When a number of control boiler groups with different control methods are mixed in the same steam line as in the continuous control boiler group (second boiler group), the header pressure value is set in the continuous control boiler group (second boiler group). Since the control is performed so as to maintain the set target steam pressure value, the operating rate of the step value control boiler group (first boiler group) is determined based on the target steam pressure value.
すなわち、全体蒸気負荷の変動に伴うヘッダ圧力の変化に対して、連続制御ボイラ群(第2ボイラ群)が燃焼量(発生蒸気量)を変動させることで、ヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値を保つように追従する動作を行う。他方、段階値制御ボイラ群(第1ボイラ群)はヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値を維持される限り、当該目標蒸気圧力値によって定まる一定の蒸気量を出力する動作となる。 That is, the continuous control boiler group (second boiler group) fluctuates the combustion amount (generated steam amount) in response to the change in the header pressure due to the fluctuation of the total steam load, so that the header pressure value sets the target steam pressure value. Performs a follow-up operation to keep it. On the other hand, the step value control boiler group (first boiler group) operates to output a constant amount of steam determined by the target steam pressure value as long as the header pressure value maintains the target steam pressure value.
そうすると、全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)には、連続制御ボイラ群(第2ボイラ群)全体の燃焼率が0%となる可能性がある。逆に全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)には、連続制御ボイラ群(第2ボイラ群)全体の燃焼率が100%となる可能性がある。
全体蒸気負荷が低下して、連続制御ボイラ群(第2ボイラ群)全体の燃焼率が0%になり、さらに全体蒸気負荷が低下する場合、段階値制御ボイラ群(第1ボイラ群)が全体負荷に追従する動作となるため、ヘッダ圧力値が変動する。同様に、全体蒸気負荷が上昇して、連続制御ボイラ群(第2ボイラ群)全体の燃焼率が100%になり、さらに全体蒸気負荷が上昇する場合、段階値制御ボイラ群(第1ボイラ群)が全体負荷に追従する動作となるため、ヘッダ圧力値が変動する。
そのため、ヘッダ圧力値が制御圧力帯域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、ヘッダ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)とが混在する場合、ヘッダ圧力値を目標圧力値に一定に維持することができる全体燃焼率の帯域を広く確保することが望まれる。そうすることで、全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)であっても、逆に全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)であっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することが可能となる。
Then, when the total steam load is reduced (that is, when the total combustion rate is reduced), the combustion rate of the entire continuous control boiler group (second boiler group) may be 0%. On the contrary, when the total steam load rises (that is, when the total combustion rate rises), the combustion rate of the entire continuous control boiler group (second boiler group) may reach 100%.
When the overall steam load decreases, the combustion rate of the entire continuous control boiler group (second boiler group) becomes 0%, and the overall steam load further decreases, the step value control boiler group (first boiler group) becomes the entire. Since the operation follows the load, the header pressure value fluctuates. Similarly, when the overall steam load increases, the combustion rate of the entire continuous control boiler group (second boiler group) becomes 100%, and the overall steam load further increases, the step value control boiler group (first boiler group) ) Follows the overall load, so the header pressure value fluctuates.
Therefore, the stage value control boiler group (first boiler group) in which the combustion amount is controlled so that the header pressure value falls within the control pressure band, and the combustion amount are controlled so that the header pressure value maintains the target steam pressure value. When the continuous control boiler group (second boiler group) coexists, it is desired to secure a wide band of the overall combustion rate capable of keeping the header pressure value constant at the target pressure value. By doing so, even if the overall steam load decreases (that is, the overall combustion rate decreases) or conversely, the overall steam load increases (that is, the overall combustion rate increases). , The header pressure value can be maintained at the target steam pressure value.
このため、段階値制御ボイラ群(第1ボイラ群)と連続制御ボイラ群(第2ボイラ群)とを混在させるボイラシステムにおいて、全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)であっても、逆に全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)であっても、できる限りヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することができる台数制御が望まれる。 Therefore, in a boiler system in which a step value control boiler group (first boiler group) and a continuous control boiler group (second boiler group) are mixed, when the overall steam load decreases (that is, when the overall combustion rate decreases). Even if the total steam load rises (that is, the overall combustion rate rises), it is desirable to control the number of units so that the header pressure value can be maintained at the target steam pressure value as much as possible. ..
本発明は、ヘッダ圧力値が予め設定された制御圧力帯域に収まるように燃焼率が制御される1台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制御される、第1ボイラ群に属さない1台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、全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)であっても、逆に全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)であっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持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。 The present invention comprises a first boiler group having one or more boilers whose combustion rate is controlled so that the header pressure value falls within a preset control pressure band, and a target steam pressure value with a preset header pressure value. In a boiler system including a boiler group consisting of a second boiler group having one or more boilers that do not belong to the first boiler group and whose combustion rate is controlled so as to maintain the above, when the total steam load is reduced (that is, the whole). The header pressure value can be maintained at the target steam pressure value regardless of whether the overall steam load increases (that is, the overall combustion rate increases) even when the combustion rate decreases). The purpose is to provide a boiler system.
(1) 本発明は、1台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台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、
前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値である測定蒸気圧力値が、予め設定された最大設定圧力値を上限値とし予め設定された制御幅により規定される制御圧力帯域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、
前記第2ボイラ群の全体燃焼率を取得する燃焼量取得部と、
前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が予め設定された第1時間継続するか否かを判定する上限判定部と、
前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が予め設定された第2時間継続するか否かを判定する下限判定部と、
前記上限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が前記第1時間継続することが判定された場合、前記制御圧力帯域の範囲を変更することで、前記第1ボイラ群の全体燃焼率を上げ、前記下限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が前記第2時間継続することが判定された場合、前記制御圧力帯域の範囲を変更することで、前記第1ボイラ群の全体燃焼率を下げる、制御圧力帯域補正部(例えば、後述の「制御圧力帯域補正部44」又は「制御圧力帯域指定部45」に相当)と、を備える、ボイラシステムに関する。
(1) The present invention includes a boiler group consisting of a first boiler group consisting of one or more boilers and a second boiler group consisting of one or more boilers that do not belong to the first boiler group.
A steam header that collects the steam generated in the boiler group,
A vapor pressure measuring means for measuring the vapor pressure inside the steam header, and
A control unit that controls the combustion state of the boiler group,
It is a boiler system equipped with
The control unit
The measured vapor pressure value, which is the vapor pressure value measured by the vapor pressure measuring means, falls within the range of the control pressure band defined by the preset control width with the preset maximum set pressure value as the upper limit value. As described above, the first control unit that controls the combustion state of the first boiler group and
A second control unit that controls the combustion state of the second boiler group so as to keep the steam pressure value measured by the steam pressure measuring means at a set target steam pressure value.
A combustion amount acquisition unit that acquires the overall combustion rate of the second boiler group, and
Whether or not the state in which the total combustion rate of the second boiler group acquired by the combustion amount acquisition unit exceeds the preset upper limit combustion rate or the state in which the upper limit combustion rate is equal to or higher continues for the preset first time. Upper limit judgment unit for judgment and
Whether or not the state in which the overall combustion rate of the second boiler group acquired by the combustion amount acquisition unit is below the preset lower limit combustion rate or the state in which it is below the lower limit combustion rate continues for the preset second time. Lower limit judgment unit for judgment and
When it is determined by the upper limit determination unit that the state in which the overall combustion rate of the second boiler group exceeds the upper limit combustion rate or the state in which the upper limit combustion rate is equal to or higher than the upper limit combustion rate continues for the first hour, the control pressure band By changing the range, the overall combustion rate of the first boiler group is increased, and the overall combustion rate of the second boiler group is below the lower limit combustion rate or below the lower limit combustion rate by the lower limit determination unit. Is determined to continue for the second time, the control pressure band correction unit (for example, "control" described later) that lowers the overall combustion rate of the first boiler group by changing the range of the control pressure band. It relates to a boiler system including "pressure
(2) (1)のボイラシステムにおいて、前記最大設定圧力値にはその値の上限値となる制御上限圧力値が予め設定され、前記制御圧力帯域補正部(例えば、後述の「制御圧力帯域補正部44」に相当)は、前記上限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が前記第1時間継続することが判定された場合、前記最大設定圧力値を上げると前記制御上限圧力値を超えるときは、前記最大設定圧力値をそのままとして前記制御圧力帯域の制御幅を狭め、前記最大設定圧力値を上げても前記制御上限圧力値を超えないときは、前記制御圧力帯域の制御幅をそのままとして前記制御上限圧力値を超えないように前記最大設定圧力値を上げるようにし、前記下限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が前記第2時間継続することが判定された場合、前記最大設定圧力値をそのままとして前記制御圧力帯域の制御幅を広げる、又は、前記制御圧力帯域の制御幅をそのままとして前記最大設定圧力値を下げるようにしてもよい。
(2) In the boiler system of (1), a control upper limit pressure value which is an upper limit value of the maximum set pressure value is set in advance, and the control pressure band correction unit (for example, "control pressure band correction" described later will be described. In "
(3) (1)のボイラシステムにおいて、前記第1制御部は、予め設定された複数の最大設定圧力値をそれぞれの上限値とし、それぞれに対して予め設定された制御幅により規定される複数の制御圧力帯域を有し、前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域が設定されることにより、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値である測定蒸気圧力値が、前記設定された、複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域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し、前記制御圧力帯域補正部(例えば、後述の「制御圧力帯域指定部45」に相当)は、前記上限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が前記第1時間継続することが判定された場合、前記設定されている前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域に換えて、前記第1ボイラ群の燃焼率を上げるように、前記複数の制御圧力帯域の内の別の1つの制御圧力帯域を設定し、前記下限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が前記第2時間継続することが判定された場合、前記設定されている前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域に換えて、前記第1ボイラ群の燃焼率を下げるように、前記複数の制御圧力帯域の内の別の1つの制御圧力帯域を設定するようにしてもよい。
(3) In the boiler system of (1), the first control unit sets a plurality of preset maximum set pressure values as the respective upper limit values, and a plurality defined by a preset control width for each. The measured steam pressure value, which is the steam pressure value measured by the steam pressure measuring means, is obtained by setting the control pressure band of any one of the plurality of control pressure bands. The combustion state of the first boiler group is controlled so as to be within the range of any one of the set control pressure bands, and the control pressure band correction unit (for example, "control pressure" described later) is used. In the
(4)また、本発明は、複数の段階的な燃焼位置で燃焼可能な、1台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台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、前記第1ボイラ群に属する任意のボイラを、任意の燃焼位置における蒸気量とそれより1つ下の燃焼位置における蒸気量との差分蒸気量をボイラに仮想した仮想ボイラの集合とみなし、前記制御部は、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値である測定蒸気圧力値が、予め設定された最大設定圧力値を上限値とし予め設定された制御幅により規定される制御圧力帯域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、前記第2ボイラ群の全体燃焼率を取得する燃焼量取得部と、前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が予め設定された第1時間継続するか否かを判定する上限判定部と、前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が予め設定された第2時間継続するか否かを判定する下限判定部と、前記上限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が前記第1時間継続することが判定された場合、前記第1ボイラ群に含まれる燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数を増加させ、前記下限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が前記第2時間継続することが判定された場合、前記第1ボイラ群に含まれる燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数を減少させる、仮想ボイラ台数補正部と、を備える、ボイラシステムに関する。 (4) Further, the present invention comprises a first boiler group consisting of one or more boilers capable of burning at a plurality of stepwise combustion positions, and a first boiler group consisting of one or more boilers not belonging to the first boiler group. A boiler group consisting of two boiler groups, a steam header for collecting the steam generated in the boiler group, a steam pressure measuring means for measuring the steam pressure inside the steam header, and a combustion state of the boiler group are controlled. A boiler system including a control unit for controlling the amount of steam of any boiler belonging to the first group of boilers, which is the difference between the amount of steam at an arbitrary combustion position and the amount of steam at a combustion position one level below it. It is regarded as a set of virtual boilers virtualized in the boiler, and the control unit presets the measured steam pressure value, which is the steam pressure value measured by the steam pressure measuring means, with the preset maximum set pressure value as the upper limit value. The first control unit that controls the combustion state of the first boiler group and the steam pressure value measured by the steam pressure measuring means are set so as to fall within the range of the control pressure band defined by the determined control width. A second control unit that controls the combustion state of the second boiler group so as to maintain the target steam pressure value, a combustion amount acquisition unit that acquires the overall combustion rate of the second boiler group, and a combustion amount acquisition unit. An upper limit determination unit for determining whether or not the acquired overall combustion rate of the second boiler group exceeds the preset upper limit combustion rate or the state where the upper limit combustion rate is equal to or higher than the preset upper limit combustion rate continues for the preset first time. Whether or not the state in which the overall combustion rate of the second boiler group acquired by the combustion amount acquisition unit is below the preset lower limit combustion rate or the state in which it is below the lower limit combustion rate continues for the preset second time. The lower limit determination unit and the upper limit determination unit determine that the state in which the overall combustion rate of the second boiler group exceeds the upper limit combustion rate or exceeds the upper limit combustion rate continues for the first hour. In this case, the maximum number of virtual boilers to be controlled by combustion included in the first boiler group is increased, and the lower limit determination unit determines that the overall combustion rate of the second boiler group is lower than the lower limit combustion rate or the lower limit combustion. When it is determined that the state of being equal to or less than the rate continues for the second time, a virtual boiler number correction unit for reducing the maximum number of virtual boilers subject to combustion control included in the first boiler group is provided. Regarding the boiler system.
(5)また、本発明は、1台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台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、予め設定された複数の最大設定圧力値をそれぞれの上限値とし、それぞれに対して予め設定された制御幅により規定される複数の制御圧力帯域を有し、前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域が設定されることにより、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値である測定蒸気圧力値が、前記設定された、複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域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2制御部は、前記第2ボイラ群の全体燃焼率を取得する燃焼量取得部と、前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が予め設定された第1時間継続するか否かを判定する上限判定部と、前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が予め設定された第2時間継続するか否かを判定する下限判定部と、前記上限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が前記第1時間継続することが判定された場合、前記第1制御部に対して、前記設定されている前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域に換えて、前記第1ボイラ群の燃焼率を上げるように、前記複数の制御圧力帯域の内の別の1つの制御圧力帯域を設定するように指示し、前記下限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が前記第2時間継続することが判定された場合、前記第1制御部に対して、前記設定されている前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域に換えて、前記第1ボイラ群の燃焼率を下げるように、前記複数の制御圧力帯域の内の別の1つの制御圧力帯域を設定するように指示する、制御圧力帯域補正部と、を備える、ボイラシステムに関する。 (5) Further, the present invention includes a boiler group consisting of a first boiler group consisting of one or more boilers, a second boiler group consisting of one or more boilers that do not belong to the first boiler group, and the boiler. A steam header that collects the steam generated in the group, a steam pressure measuring means that measures the steam pressure inside the steam header, and a plurality of preset maximum set pressure values are set as upper limit values for each. It has a plurality of control pressure bands defined by a preset control width, and is measured by the steam pressure measuring means by setting a control pressure band of any one of the plurality of control pressure bands. The first control that controls the combustion state of the first boiler group so that the measured steam pressure value, which is the steam pressure value, falls within the range of any one of the set control pressure bands. A boiler system including a unit and a second control unit that controls the combustion state of the second boiler group so as to keep the steam pressure value measured by the steam pressure measuring means at a set target steam pressure value. In the second control unit, the combustion amount acquisition unit that acquires the total combustion rate of the second boiler group and the upper limit of the total combustion rate of the second boiler group acquired by the combustion amount acquisition unit are set in advance. An upper limit determination unit that determines whether or not a state that exceeds the combustion rate or a state that exceeds the upper limit combustion rate continues for a preset first time, and a total combustion of the second boiler group acquired by the combustion amount acquisition unit. The second lower limit determination unit determines whether or not the state where the rate is below the preset lower limit combustion rate or the state where the rate is below the lower limit combustion rate continues for the preset second time, and the upper limit determination unit. When it is determined that the state in which the total combustion rate of the boiler group exceeds the upper limit combustion rate or the state in which the upper limit combustion rate is equal to or higher than the upper limit combustion rate continues for the first time, the setting is made for the first control unit. Instead of the control pressure band of any one of the plurality of control pressure bands, another control pressure band of the plurality of control pressure bands is set so as to increase the combustion rate of the first boiler group. When it is determined by the lower limit determination unit that the overall combustion rate of the second boiler group is below the lower limit combustion rate or below the lower limit combustion rate for the second time. With respect to the first control unit, the plurality of control pressures are changed so as to reduce the combustion rate of the first boiler group in place of any one of the set control pressure bands. Set another control pressure band within the band The present invention relates to a boiler system including a control pressure band correction unit, which is instructed to do so.
(6) (1)から(5)に記載のボイラシステムにおいて、前記上限燃焼率及び前記下限燃焼率は、前記第2ボイラ群に含まれるボイラのボイラ効率が所定閾値よりも高くなるエコ運転ゾーンの範囲に含まれることができる。 (6) In the boiler system according to (1) to (5), the upper limit combustion rate and the lower limit combustion rate are eco-driving zones in which the boiler efficiency of the boiler included in the second boiler group is higher than a predetermined threshold value. Can be included in the range of.
本発明のボイラシステムによれば、段階値制御ボイラ群(第1ボイラ群)と連続制御ボイラ群(第2ボイラ群)において、ボイラシステムの全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)であっても、逆にボイラシステムの全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)であっても、ヘッダ圧力を目標蒸気圧力値に維持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。 According to the boiler system of the present invention, when the total steam load of the boiler system is reduced (that is, the total combustion rate is reduced) in the step value control boiler group (first boiler group) and the continuous control boiler group (second boiler group). Boiler system that can maintain the header pressure at the target steam pressure value regardless of whether the total steam load of the boiler system rises (that is, the total combustion rate rises). Can be provided.
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。 First, the overall configuration of the boiler system 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
ボイラシステム1は、1台又は複数台の段階値制御ボイラ20Aからなる第1ボイラ群2Aと、1台又は複数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、第1ボイラ群2A及び第2ボイラ群2B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及び第2ボイラ群2Bの燃焼状態を制御する第2制御部4Bを備える制御部4を有する台数制御装置3と、を備える。
なお、第1実施形態に係る第1ボイラ群2Aは2台の段階値制御ボイラ20Aからなり、第2ボイラ群2Bは2台の連続制御ボイラ20Bからなるものとするが、本発明はこれに限定されるものではない。段階値制御ボイラ20Aの台数及び連続制御ボイラ20Bの台数は適宜設定することができる。
The boiler system 1 includes a
The
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。
As shown in FIG. 1, the step
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を介して第1制御部4A及び第2制御部4B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、それぞれ第1制御部4A及び第2制御部4Bで用いられる信号を、信号線16A及び信号線16Bを介して第1制御部4A及び第2制御部4Bに送信する。第1制御部4A及び第2制御部4B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。
The
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、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。
The
The
The
蒸気圧センサ7は、信号線13を介して、第1制御部4A及び第2制御部4B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、第1制御部4A及び第2制御部4Bに送信する。
第1制御部4A及び第2制御部4B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、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。
The
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。
In the above boiler system 1, the steam generated in the
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。
Next, the
First, the
<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。
<Step
The step
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、以下の3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3位置制御されるボイラである。
1)燃焼停止位置(燃焼率0%)
2)低燃焼位置L(例えば最大燃焼量の50%で設定される)
3)高燃焼位置H(燃焼率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2000kg/hとする場合、低燃焼位置Lにおける燃焼量は1000kg/hとなる。
The stage
1) Combustion stop position (combustion rate 0%)
2) Low combustion position L (for example, set at 50% of the maximum combustion amount)
3) High combustion position H (combustion rate 100% (maximum combustion amount)).
For example, when the combustion amount in the combustion state (high combustion state) at the high combustion position H of the step
<仮想ボイラ>
一般に、段階値制御ボイラは、任意の燃焼位置における蒸気量とそれより1つ下の燃焼位置における蒸気量との差分蒸気量をボイラに仮想した仮想ボイラの集合とみなすことができる。
3位置制御の段階値制御ボイラ20Aは、低燃焼量ボイラ、(高燃焼量−低燃焼量)ボイラの2台の仮想ボイラから構成されるとみなすことができる。以下、簡単のため、低燃焼量ボイラを低燃焼仮想ボイラ(簡単のため「Lボイラ」ともいう)といい、(高燃焼量−低燃焼量)ボイラを高燃焼仮想ボイラ(簡単のため「Hボイラ」ともいう)という。例えば、上記の段階値制御ボイラ20Aの場合、段階値制御ボイラ20Aは、低燃焼仮想ボイラ(最大燃焼量1000kg/h)と高燃焼仮想ボイラ(最大燃焼量1000kg/h)の2台の仮想ボイラから構成されるとみなすことができる。
そうすることで、燃焼制御対象とするボイラ台数を設定する場合、仮想ボイラ単位で設定することができる。また、燃焼指示や燃焼停止指示を行うボイラを選択する場合、仮想ボイラ単位で選択することができる。
<Virtual boiler>
In general, the step value control boiler can be regarded as a set of virtual boilers imagining the difference steam amount between the amount of steam at an arbitrary combustion position and the amount of steam at a combustion position one level below it.
The three-position control step
By doing so, when the number of boilers to be controlled by combustion is set, it can be set in units of virtual boilers. Further, when selecting a boiler that gives a combustion instruction or a combustion stop instruction, it can be selected in units of virtual boilers.
なお、段階値制御ボイラ20Aとして、3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)、中燃焼位置M(第3燃焼位置)、及び高燃焼位置H(第4燃焼位置)の4段階の燃焼位置に制御可能とされる、いわゆる4位置制御や、5位置以上、また2位置としてもよい。なお、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。
As the step
<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、予め最大設定圧力値Pmaxと制御幅P1を設定することで、制御圧力帯域を決定する。ここで、制御圧力帯域は、最大設定圧力値Pmaxを上限とする制御幅からなる圧力帯域を指す。なお、制御圧力帯域の下限値は圧力の最小許容値であり、最小設定圧力値Pminともいう。
第1制御部4Aは、ヘッダ圧力値の圧力偏差PD(最大設定圧力値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ことで、ヘッダ圧力値を制御圧力帯域の範囲内に収まるようにする。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。
<Proportional distribution control method>
Next, the control of the
The
The
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PDを制御圧力幅P1(=Pmax−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。
例えば、2台の段階値制御ボイラ20A(最大蒸気量2000kg/h)からなる第1ボイラ群2Aの例では、最大蒸気量JG=4,000kg/hとなる。また、ヘッダ圧力値が、最大設定圧力値Pmaxと最小設定圧力値Pminとの中間圧力値の場合、必要蒸気量は、2,000kg/hとなる。
Specifically, the
The
Required steam amount JN = Maximum steam amount JG x PR1 ... (Equation 1)
Here, the maximum steam amount JG is the total amount of steam (maximum steam amount) in the maximum combustion state of each of the
For example, in the example of the
第1制御部4Aは、制御周期毎に、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、第1ボイラ群2Aにより出力される出力蒸気量JTを算出する。
The
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。
The
第1制御部4Aは、燃焼制御処理を制御周期で繰り返して実行する。
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、ヘッダ圧力値によって第1ボイラ群2A全体の燃焼率が定まる。
The
By doing so, the combustion position of each step
As described above, in the number control (proportional distribution control method) in the
なお、比例分配制御方式による蒸気量の制御では、圧力安定性を重要視する観点から、予め、最大設定圧力値Pmax以上の値である制御上限圧力値を設けておき、ヘッダ圧力が制御上限圧力値を超えた場合に、全てのボイラを燃焼停止状態(「全台待機」ともいう)とする台数制御を行うことがある。したがって、後述するように、最大設定圧力値を上げる場合には、制御上限圧力値を超えないようにすることが必要となる。
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。
In the control of the amount of steam by the proportional distribution control method, from the viewpoint of emphasizing pressure stability, a control upper limit pressure value which is a value equal to or higher than the maximum set pressure value P max is set in advance, and the header pressure is the control upper limit. When the pressure value is exceeded, the number of boilers may be controlled so that all boilers are in a combustion stopped state (also referred to as "standby for all units"). Therefore, as will be described later, when raising the maximum set pressure value, it is necessary not to exceed the control upper limit pressure value.
The
<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。
<About
Next, the
The
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。
Further, the continuous control of the combustion amount means that the operations and signals in the
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、燃焼量を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。
The change in the combustion state between the combustion stop state S0 of the
More specifically, in the
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。
The unit steam amount U can be appropriately set according to the steam amount (maximum steam amount) in the maximum combustion state S2 of the continuously controlled
<PI又はPID制御方式>
第2制御部4Bは、制御周期毎に算出するヘッダ圧力値と予め設定された目標蒸気圧力値との偏差量に基づいて、公知のPI制御又はPID制御により、第2ボイラ群2Bに含まれる連続制御ボイラ20Bの燃焼状態を制御することで、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に保つ。
より具体的には、第2制御部4Bは、制御周期毎に操作量(指示蒸気量)を、(式1)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1)
第2制御部4Bは、制御周期毎に算出した操作量(指示蒸気量)に基づいて、第2ボイラ群2Bに含まれる連続制御ボイラ20Bの燃焼状態(燃焼率)を制御する。
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。
<PI or PID control method>
The
More specifically, the
Operation amount (indicated steam amount)
= Deviation proportional output (P control) + Deviation integral output (I control) + Deviation differential output (D control)
(Equation 1)
The
The
次に、ヘッダ圧力値が予め設定された制御圧力帯域に収まるように燃焼率が制御される段階値制御ボイラ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が制御される連続制御ボイラ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、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)であっても、逆にボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)であっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することを可能とするための制御について説明する。
Next, a
このため、制御部4は、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率に応じて、第1制御部4Aにおいて予め設定された制御圧力帯域を補正する。
より具体的には、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が、予め設定された上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が予め設定された第1時間継続する場合、制御部4は、第1制御部4Aにおいて予め設定された制御圧力帯域の範囲を変更することで、例えば、最大設定圧力値Pmaxを上げるか、又は最大設定圧力値Pmaxをそのままとして制御圧力帯域の制御幅を狭める。それにより、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量を増加させて、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を下げることができ、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)であっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することが可能となる。
より具体的には、最大設定圧力値Pmaxを上げても、前述した制御上限圧力値を超えない場合には、制御圧力帯域の制御幅をそのままとして、最大設定圧力値Pmaxを上げることができる。また、最大設定圧力値Pmaxが前述した制御上限圧力値に到達している場合、最大設定圧力値Pmaxをそのままとして、制御圧力帯域の制御幅を狭める、すなわち、制御圧力帯域の下限値である最小設定圧力値Pminを上げることができる。そうすることで、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量を増加させて(すなわち、第1ボイラ群2Aの全体燃焼率を上げて)、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を下げることができる。
逆に、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が、予め設定された下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下の状態が予め設定された第2時間継続する場合、制御部4は、第1制御部4Aにおいて予め設定された制御圧力帯域の範囲を変更することで、例えば、制御圧力帯域の制御幅をそのままとして最大設定圧力値Pmaxを下げるか、又は最大設定圧力値Pmaxをそのままとして前記制御圧力帯域の制御幅を広げることができる。それにより、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量を減少させて、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を上げることができ、このため、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)であっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することが可能となる。
Therefore, the
More specifically, when the overall combustion rate of the
More specifically, even raising the maximum set pressure value P max, if not exceeding the upper control limit pressure value as described above, the control width of the control pressure zone as it is, is to increase the maximum set pressure value P max it can. When the maximum set pressure value P max has reached the above-mentioned control upper limit pressure value, the control width of the control pressure band is narrowed while keeping the maximum set pressure value P max as it is, that is, at the lower limit value of the control pressure band. A certain minimum set pressure value P min can be increased. By doing so, the amount of steam generated in the
On the contrary, when the overall combustion rate of the
このため、図2に示すように、制御部4は、第1制御部4A及び第2制御部4Bに加えて、燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域補正部44と、を備える。図2は、制御部4の機能ブロック図である。
燃焼量取得部41は、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を取得する。
上限判定部42は、燃焼量取得部41により取得した第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が、予め設定された上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が予め設定された第1時間継続するか否かを判定する。
下限判定部43は、燃焼量取得部41により取得した第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が予め設定された下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が予め設定された第2時間継続するか否かを判定する。
制御圧力帯域補正部44は、上限判定部42により第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が、上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が予め設定された第1時間継続することが判定された場合、制御圧力帯域の範囲を変更する(例えば、制御圧力帯域の制御幅をそのままとして最大設定圧力値Pmaxを上げるか、又は最大設定圧力値Pmaxをそのままとして制御圧力帯域の制御幅を狭める)ことで、前述したように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量を増加させて(すなわち、第1ボイラ群2Aの全体燃焼率を上げて)、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を下げることができる。
逆に、下限判定部43により第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が予め設定された第2時間継続することが判定された場合、制御圧力帯域の範囲を変更する(例えば、制御圧力帯域の制御幅をそのままとして最大設定圧力値Pmaxを下げるか、又は最大設定圧力値Pmaxをそのままとして前記制御圧力帯域の制御幅を広げる)ことで、前述したように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量を減少させて(すなわち、第1ボイラ群2Aの全体燃焼率を下げて)、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を上げることができる。
Therefore, as shown in FIG. 2, the
The combustion
The upper
The lower
The control pressure
On the contrary, when it is determined by the lower
次に、図3A及び図3B、並びに図4A及び図4Bを参照して、2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を含むボイラシステム1を従来の方式で燃焼制御した場合と比較しながら、第1実施形態に係る燃焼制御を実施した場合に、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)であっても、逆にボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)であっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することを可能とする様子を説明する。
ここで、図3A、図3B、図4A、及び図4Bにおいて、図の左側に(2台の段階値制御ボイラ20Aからなる)第1ボイラ群2Aの燃焼状態の変化を示し、図の右側に(2台の連続制御ボイラ20Bからなる)第2ボイラ群2Bの燃焼状態の変化を示す。なお、段階値制御ボイラ20Aは、いずれも低燃焼位置L(最大燃焼量の50%)、高燃焼位置H(燃焼率100%)の3位置制御ボイラとし、最大蒸気量2000kg/hとする。また、連続制御ボイラ20Bは、連続制御ボイラとし、いずれも最大蒸気量2000kg/h、最小燃焼状態を燃焼率の20%の状態とする。
ここで、図3A及び図3Bは、それぞれボイラシステム1を従来の方式で燃焼制御した場合の、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)及びボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)における、ボイラシステム1の全体燃焼率とそのときのヘッダ圧力値と、の変化を示す図である。
これに対して、図4A及び図4Bはそれぞれボイラシステム1を第1実施形態に係る方式で燃焼制御した場合の、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)及びボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)における、ボイラシステム1の全体燃焼率とそのときのヘッダ圧力値と、の変化を示す図である。
Next, with reference to FIGS. 3A and 3B, and FIGS. 4A and 4B, a
Here, in FIGS. 3A, 3B, 4A, and 4B, the change in the combustion state of the
Here, FIGS. 3A and 3B show a case where the total steam load of the boiler system 1 is reduced (that is, a case where the total combustion rate is reduced) and a case where the boiler system 1 is controlled by combustion by a conventional method, respectively. It is a figure which shows the change of the total combustion rate of the boiler system 1 and the header pressure value at that time when the total steam load of is increased (that is, when the total combustion rate is increased).
On the other hand, FIGS. 4A and 4B show a case where the total steam load of the boiler system 1 is reduced (that is, a case where the total combustion rate is reduced) when the boiler system 1 is burned and controlled by the method according to the first embodiment, respectively. ) And when the total steam load of the boiler system 1 rises (that is, when the total combustion rate rises), it is a figure which shows the change of the total combustion rate of the boiler system 1 and the header pressure value at that time.
先ず、図3Aを参照して、従来の方式で燃焼制御した場合に、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下したとき(すなわち全体燃焼率が低下したとき)の第2ボイラ群2Bの全体燃焼率とそのときのヘッダ圧力値の変化について説明する。なお、図3A及び図3Bにおいて、ボイラシステム1の2台の段階値制御ボイラ20Aからなる第1ボイラ群2Aは、へッダ圧力値が、最大設定圧力値Pmaxを0.80MPa、制御幅を0.20MPaとする制御圧力帯域に収まるように比例分配制御され、2台の連続制御ボイラ20Bからなる第2ボイラ群2Bは、へッダ圧力値が、目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御されるものとする。
First, referring to FIG. 3A, the overall combustion rate of the
まず、ボイラシステム1の全体燃焼率が50%(発生蒸気量4t/h)のとき、図3A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aは、第1制御部4Aにより、へッダ圧力値が、最大設定圧力値Pmaxを0.80MPa、制御幅を0.20MPaとする制御圧力帯域に収まるように比例分配制御され、他方、図3A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bは、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御されている。このとき、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率50%)となる。
次に、全体蒸気負荷の低下により、ボイラシステム1の全体燃焼率が37.5%(発生蒸気量3t/h)に低下すると、図3A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)、他方、図3A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は1t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率25%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
さらに、ボイラシステム1の全体燃焼率が低下して25%(発生蒸気量2t/h)のとき、図3A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bは全てのボイラが停止して発生蒸気量0t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率0%)、他方、図3A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aは、発生蒸気量2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)となる。
さらに、ボイラシステム1の全体燃焼率が低下して12.5%(発生蒸気量1t/h)のとき、図3A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bは依然として発生蒸気量0t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率0%)、他方、図3A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aは、発生蒸気量1t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率25%)となり、ヘッダ圧力値が0.75PMaとなり、ヘッダ圧力値が変動する。
First, when the total combustion rate of the boiler system 1 is 50% (generated steam amount 4 t / h), as shown in FIG. 3A (left side), the
Next, when the overall combustion rate of the boiler system 1 decreases to 37.5% (generated steam amount 3 t / h) due to the decrease in the overall steam load, as shown in FIG. 3A (left side), the
Further, when the overall combustion rate of the boiler system 1 is reduced to 25% (generated steam amount 2 t / h), as shown in FIG. 3A (right side), all the boilers in the
Further, when the overall combustion rate of the boiler system 1 decreases to 12.5% (generated steam amount 1 t / h), as shown in FIG. 3A (right side), the
次に、図3Bを参照して、従来の方式で燃焼制御した場合に、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇したとき(すなわち全体燃焼率が上昇したとき)の第2ボイラ群2Bの全体燃焼率とそのときのヘッダ圧力値の変化について説明する。
まず、ボイラシステム1の全体燃焼率を50%(発生蒸気量4t/h)のとき、図3B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)、他方、図3B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率50%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
次に、全体蒸気負荷の上昇により、ボイラシステム1の全体燃焼率が上昇して62.5%(発生蒸気量5t/h)のとき、図3B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)、他方、図3B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は3t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率75%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
さらに、ボイラシステム1の全体燃焼率が上昇して75%(発生蒸気量6t/h)のとき、図3B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)、他方、図3B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は4t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率100%)となる。したがって、ボイラシステム1の全体燃焼率がこれ以上上昇すると、第2制御部4Bは、目標蒸気圧力値0.70MPaを維持することができず、第1制御部4Aによる制御となり、ヘッダ圧力値が変動することとなる。
例えば、ボイラシステム1の全体燃焼率が上昇して87.5%(発生蒸気量7t/h)のとき、図3B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bは全てのボイラが100%燃焼して発生蒸気量4t/h(第2ボイラ群2Bの燃焼率100%)を出力するとしても、目標蒸気圧力値0.70MPaを維持することができず、他方、図3B(左側)に示すように、第1制御部4Aによる制御により、第1ボイラ群2Aは、発生蒸気量3t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率75%)で、ヘッダ圧力値が0.65PMaとなり、ヘッダ圧力値が変動する。
Next, referring to FIG. 3B, the total combustion of the
First, when the total combustion rate of the boiler system 1 is 50% (generated steam amount 4 t / h), the generated steam amount of the
Next, when the overall combustion rate of the boiler system 1 increases to 62.5% (generated steam amount 5 t / h) due to the increase in the overall steam load, as shown in FIG. 3B (left side), the first boiler group. The amount of steam generated in 2A is 2 t / h (total combustion rate of the
Further, when the overall combustion rate of the boiler system 1 increases to 75% (generated steam amount 6 t / h), the generated steam amount of the
For example, when the overall combustion rate of the boiler system 1 increases to 87.5% (generated steam amount 7 t / h), as shown in FIG. 3B (right side), all boilers in the
これに対して、図4A及び図4Bを参照して、第1実施形態に係る燃焼制御を実施した場合、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)であっても、逆にボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)であっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することを可能とする様子を説明する。なお、制御上限圧力値を0.80MPaとする。 On the other hand, when the combustion control according to the first embodiment is carried out with reference to FIGS. 4A and 4B, when the overall steam load of the boiler system 1 decreases (that is, when the overall combustion rate decreases). Even if there is, on the contrary, even if the total steam load of the boiler system 1 rises (that is, when the total combustion rate rises), it is possible to maintain the header pressure value at the target steam pressure value. explain. The control upper limit pressure value is set to 0.80 MPa.
まず、図4Aを参照して、第1実施形態に係る方式で燃焼制御した場合に、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下したとき(すなわち全体燃焼率が低下したとき)の第2ボイラ群2Bの全体燃焼率とそのときのヘッダ圧力値との変化について説明する。
なお、図4A及び図4Bにおいて、第2ボイラ群2Bに予め設定される上限燃焼率を90%、下限燃焼率を30%とするが、本発明はこれに限定されるものではない。上限燃焼率及び下限燃焼率は適宜設定することができる。
First, with reference to FIG. 4A, when combustion is controlled by the method according to the first embodiment, when the overall steam load of the boiler system 1 decreases (that is, when the overall combustion rate decreases), the
In FIGS. 4A and 4B, the upper limit combustion rate preset in the
まず、ボイラシステム1の全体燃焼率が50%(発生蒸気量4t/h)のとき、図4A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aは、第1制御部4Aにより、へッダ圧力値が、最大設定圧力値Pmaxを0.80MPa、制御幅を0.20MPaとする制御圧力帯域に収まるように比例分配制御され、他方、図4A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bは、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御されている。このとき、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率50%)となる。
次に、全体蒸気負荷の低下により、ボイラシステム1の全体燃焼率が39.5%(発生蒸気量3.16t/h)に低下して、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が低下して29%の状態(発生蒸気量1.16t/h)が所定時間継続すると、図4A(左側)に示すように、制御部4は、第1ボイラ群2Aの最大設定圧力値Pmaxを0.05MPa下げて、0.75MPaとし、制御圧力帯域の範囲を変更する(なお、制御幅は0.20MPaのままとする)。
そうすると、ボイラシステム1の全体燃焼率が39.5%(発生蒸気量3.16t/h)になった場合であっても、図4A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は1t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率25%)、他方、図4A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2.16t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率54%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
その後、ボイラシステム1の全体燃焼率が27%(発生蒸気量2.16t/h)に低下して、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が低下して29%の状態(発生蒸気量1.16t/h)が所定時間継続すると、図4A(左側)に示すように、制御部4は、第1ボイラ群2Aの最大設定圧力値Pmaxをさらに0.05MPa下げて、0.70MPaとし、制御圧力帯域の範囲を変更する(なお、制御幅は0.20MPaのままとする)。
そうすると、ボイラシステム1の全体燃焼率が27%(発生蒸気量2.16t/h)になった場合であっても、図4A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は0t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率0%)、他方、図4A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2.16t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率54%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
なお、第1ボイラ群2Aの最大設定圧力値Pmaxが、第2ボイラ群2Bの目標蒸気圧力値と同じ0.70MPaとなったことから、これ以降は、ボイラシステム1の全体燃焼率の低下に対して、第2制御部4Bにより、へッダ圧力値が、目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御される。
例えば、ボイラシステム1の全体燃焼率が12.5%(発生蒸気量1t/h)になった場合であっても、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持することができる。
このように、第1実施形態に係る方式で燃焼制御した場合、ボイラシステム1の全体燃焼率が12.5%(蒸気量1t/h)になっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することが可能となる。
First, when the total combustion rate of the boiler system 1 is 50% (generated steam amount 4 t / h), as shown in FIG. 4A (left side), the
Next, due to the decrease in the total steam load, the total combustion rate of the boiler system 1 is reduced to 39.5% (generated steam amount 3.16 t / h), and the total combustion rate of the
Then, even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 39.5% (generated steam amount 3.16 t / h), as shown in FIG. 4A (left side), the
After that, the overall combustion rate of the boiler system 1 decreased to 27% (generated steam amount 2.16 t / h), and the overall combustion rate of the
Then, even when the total combustion rate of the boiler system 1 is 27% (generated steam amount 2.16 t / h), as shown in FIG. 4A (left side), the generated steam amount of the
Since the maximum set pressure value P max of the
For example, even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 12.5% (generated steam amount 1 t / h), the header pressure value is still the target steam pressure value of 0.70 MPa by the
In this way, when the combustion is controlled by the method according to the first embodiment, even if the total combustion rate of the boiler system 1 becomes 12.5% (steam amount 1 t / h), the header pressure value is set to the target steam pressure value. It will be possible to maintain.
次に、図4Bを参照して、第1実施形態に係る方式で燃焼制御した場合に、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇したとき(すなわち全体燃焼率が上昇したとき)の第2ボイラ群2Bの全体燃焼率とそのときのヘッダ圧力値との変化について説明する。
なお、前述したように、制御上限圧力値を0.80MPaとするため、第1ボイラ群2Aの最大設定圧力値Pmaxが0.80MPaに到達した後は、最大設定圧力値Pmaxを上げる換わりに、制御圧力帯域を狭めることで対処する。
まず、ボイラシステム1の全体燃焼率が50%(発生蒸気量4t/h)のとき図4B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)、他方、図4B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率50%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
次に、全体蒸気負荷の上昇により、ボイラシステム1の全体燃焼率が70.5%(発生蒸気量5.64t/h)に上昇して、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が上昇して91%の状態(発生蒸気量3.64t/h)で所定時間継続すると、図4B(左側)に示すように、制御部4は、第1ボイラ群2Aの最大設定圧力値Pmaxを0.80MPaのままとして、制御圧力帯域の下限値である最小設定圧力値Pminを0.68MPaとして制御圧力帯域の範囲を変更する(なお、制御幅は0.12MPaと狭められる)。
そうすると、ボイラシステム1の全体燃焼率が70.5%(発生蒸気量5.64t/h)になった場合であっても、図4B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は3t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率75%)、他方、図4B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2.64t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率66%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
その後、ボイラシステム1の全体燃焼率が83%(発生蒸気量6.64t/h)に上昇して、第2ボイラ群2Bの燃焼率が上昇してふたたび91%の状態(発生蒸気量3.64t/h)を所定時間継続すると、図4B(左側)に示すように、制御部4は、第1ボイラ群2Aの最大設定圧力値Pmaxを0.80MPaのままとして、制御圧力帯域の下限値である最小設定圧力値Pminを0.70MPaとして制御圧力帯域の範囲を変更する(なお、制御幅は0.10MPaと狭められる)。
そうすると、ボイラシステム1の全体燃焼率が83%(発生蒸気量6.64t/h)になった場合であっても、図4B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は4t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率100%)、他方、図4B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2.64t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率66%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
なお、第1ボイラ群2Aの制御圧力帯域の下限値である最小設定圧力値Pminが、制御部4による補正により第2ボイラ群2Bの目標蒸気圧力値と同じ0.70MPaとなったことから、これ以降は、ボイラシステム1の全体燃焼率の上昇に対して、第2制御部4Bにより、へッダ圧力値が、目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御される。
例えば、ボイラシステム1の全体燃焼率が87.5%(発生蒸気量7t/h)になった場合であっても、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持することができる。
このように、第1実施形態に係る方式で燃焼制御した場合、ボイラシステム1の全体燃焼率が87.5%(発生蒸気量7t/h)になっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することが可能となる。より具体的には、第1実施形態に係る方式で燃焼制御した場合、ボイラシステム1の全体燃焼率が100%(発生蒸気量8t/h)となった場合でも、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することが可能となる。
Next, with reference to FIG. 4B, when combustion is controlled by the method according to the first embodiment, the second boiler group when the overall steam load of the boiler system 1 increases (that is, when the overall combustion rate increases). The change between the total combustion rate of 2B and the header pressure value at that time will be described.
As described above, since the 0.80 MPa to control the upper limit pressure value, after the maximum set pressure value P max of the
First, when the total combustion rate of the boiler system 1 is 50% (generated steam amount 4 t / h), the generated steam amount of the
Next, due to the increase in the total steam load, the total combustion rate of the boiler system 1 rises to 70.5% (generated steam amount 5.64 t / h), and the total burn rate of the
Then, even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 70.5% (generated steam amount 5.64 t / h), as shown in FIG. 4B (left side), the
After that, the overall combustion rate of the boiler system 1 increased to 83% (generated steam amount 6.64 t / h), and the combustion rate of the
Then, even when the total combustion rate of the boiler system 1 is 83% (generated steam amount 6.64 t / h), as shown in FIG. 4B (left side), the generated steam amount of the
The minimum set pressure value P min , which is the lower limit of the control pressure band of the
For example, even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 87.5% (generated steam amount 7 t / h), the header pressure value is still the target steam pressure value of 0.70 MPa by the
In this way, when the combustion is controlled by the method according to the first embodiment, even if the total combustion rate of the boiler system 1 becomes 87.5% (generated steam amount 7 t / h), the header pressure value is set as the target steam pressure value. Can be maintained at. More specifically, when the combustion is controlled by the method according to the first embodiment, the header pressure value is set as the target steam pressure even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 100% (generated steam amount 8 t / h). It is possible to maintain the value.
以上のように、第1実施形態によると、第2制御部4Bは、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することができる第2ボイラ群2Bの全体燃焼率の帯域を広く確保することが可能となる。それにより、負荷変動に対する追従性及びヘッダ圧力の安定性を確保することが可能となる。
なお、第1実施形態の説明において、制御部4は、最大設定圧力値Pmaxが0.80MPa未満又は以下の場合、第1制御部4aにおける制御圧力帯域の制御幅を0.20MPaのままとして最大設定圧力値Pmaxの上げ下げを行うことで、制御圧力帯域を変更し、最大設定圧力値Pmaxが制御上限圧力値となる0.80MPaの場合、制御幅を狭めたが、これに限定されない。例えば、最大設定圧力値Pmaxが0.80MPa未満の場合、制御圧力帯域を変更して最大設定圧力値Pmaxを上げる場合、制御圧力帯域の下限値である最小設定圧力値Pminをそのままとして、最大設定圧力値Pmaxを上げるようにしてもよい。また、制御圧力帯域を変更して制御圧力帯域の下限値である最小設定圧力値Pminを下げる場合、最大設定圧力値Pmaxをそのままとして、制御圧力帯域の下限値である最小設定圧力値Pminを下げるようにしてもよい。
As described above, according to the first embodiment, the
In the description of the first embodiment, when the maximum set pressure value P max is less than or equal to 0.80 MPa, the
<第2実施形態>
以上、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率に応じて、第1制御部4Aにおいて予め設定された制御圧力帯域を補正する場合について説明した。これに対して、制御圧力帯域を補正する替わりに、予め第1ボイラ群2Aの全体負荷に応じた制御パターンを複数個設けておき、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率に応じて、第1ボイラ群2Aの制御パターンを変更する実施形態(以下、「第2実施形態」という)を適用してもよい。
<Second Embodiment>
The case where the control pressure band set in advance in the
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。 The second embodiment will be described. The second embodiment will be mainly described with reference to points different from those of the first embodiment, and detailed description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted. In the second embodiment, the description of the first embodiment is appropriately applied to the points not particularly described. Further, also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment is achieved.
第2実施形態に係るボイラシステム1では、制御部4は、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が予め設定された上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が予め設定された第1時間継続する場合、第1ボイラ群2Aの制御パターンを変更させることで第1ボイラ群2Aの発生蒸気量を増加させて、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を下げる。逆に第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が予め設定された下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下の状態が第2時間継続する場合、制御部4は、第1ボイラ群2Aの制御パターンを変更させることで、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量を減少させて、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を上げる。
In the boiler system 1 according to the second embodiment, the
第1ボイラ群2Aの制御パターンとして制御圧力帯域を適用して、例えば5つのパターンを設ける場合、パターン1(最大設定圧力値=0.80MPa、制御幅=0.10MPa)、パターン2(最大設定圧力値=0.80MPa、制御幅=0.12MPa)、パターン3(最大設定圧力値=0.80MPa、制御幅=0.20MPa)、パターン4(最大設定圧力値=0.75MPa、制御幅=0.20MPa)、及びパターン5(最大設定圧力値=0.70MPa、制御幅=0.20MPa)のように、制御圧力帯域をずらすようにしてもよい。
なお、ヘッダ圧力値が第2制御部4Bにより目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する場合、第1ボイラ群2Aの全体燃焼率は、パターン1において100%燃焼、パターン2において75%燃焼、パターン3において50%燃焼、パターン4において25%燃焼、パターン5において0%燃焼となる。
以上で説明した制御パターンは一例であってこれに限定されない。複数の個数は、2以上でもよい。また、制御パターンとして、制御圧力帯域を適用する場合、最大設定圧力値及び制御幅を異なるように区分してもよい。
When the control pressure band is applied as the control pattern of the
When the header pressure value is maintained at the target steam pressure value of 0.70 MPa by the
The control pattern described above is an example and is not limited thereto. The plurality of pieces may be 2 or more. Further, when the control pressure band is applied as the control pattern, the maximum set pressure value and the control width may be classified differently.
このため、図5に示すように、制御部4は、第1制御部4A及び第2制御部4Bに加えて、燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域指定部45と、を備える。図5は、制御部4の機能ブロック図である。なお、制御圧力帯域指定部45は、請求項3に記載の「制御圧力帯域補正部」に対応する。
制御圧力帯域指定部45は、上限判定部42により、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が第1時間継続することが判定された場合、第1制御部4Aに対して、信号線16Cを介して、制御圧力帯域指定部45により指示している制御パターン番号に対応付けられた制御圧力帯域に換えて、第1ボイラ群2Aの全体燃焼率が増える側の制御パターン番号に対応付けられた制御圧力帯域に切り換えるように、指定する。
第1制御部4Aは、制御部4(制御圧力帯域指定部45)から制御パターン番号を指定された場合、ヘッダ圧力値が、指定された制御パターン番号に対応付けられた制御圧力帯域の範囲内に収まるように第1ボイラ群2Aの燃焼状態を制御する。
Therefore, as shown in FIG. 5, the
When the control pressure
When the control pattern number is specified by the control unit 4 (control pressure band designation unit 45), the
例えば、上記の例で、制御圧力帯域指定部45は、第1制御部4Aに対して制御パターン3(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率は50%燃焼)を指示している状態で、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が第1時間継続することが判定された場合、制御圧力帯域指定部45は、第1制御部4Aに対して信号線16Cを介して制御パターン2(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率は75%燃焼)に切り換えるように指定する。
逆に、制御圧力帯域指定部45は、第1制御部4Aに対して制御パターン3(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率は50%燃焼)を指示している状態で、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が予め設定された下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下の状態が第2時間継続することが判定された場合、制御圧力帯域指定部45は、第1制御部4Aに対して信号線16Cを介して制御パターン4(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率は25%燃焼)に切り換えるように指定する。
For example, in the above example, the control pressure
On the contrary, the control pressure
図6A及び図6Bを参照して、第2実施形態に係る燃焼制御を実施した場合、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)であっても、逆にボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)であっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することを可能とする様子を説明する。なお、制御上限圧力値を0.80MPaとする。 When the combustion control according to the second embodiment is carried out with reference to FIGS. 6A and 6B, the reverse is true even when the overall steam load of the boiler system 1 is reduced (that is, when the overall combustion rate is reduced). The state in which the header pressure value can be maintained at the target steam pressure value will be described even when the overall steam load of the boiler system 1 increases (that is, when the overall combustion rate increases). The control upper limit pressure value is set to 0.80 MPa.
まず、図6Aを参照して、第2実施形態に係る方式で燃焼制御した場合に、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下したとき(すなわち全体燃焼率が低下したとき)の第2ボイラ群2Bの全体燃焼率とそのときのヘッダ圧力値との変化について説明する。
なお、図6A及び図6Bにおいて、第1実施形態と同様に第2ボイラ群2Bに予め設定される上限燃焼率を90%、下限燃焼率を30%とするが、本発明はこれに限定されるものではない。上限燃焼率及び下限燃焼率は適宜設定することができる。
First, with reference to FIG. 6A, when combustion is controlled by the method according to the second embodiment, the
In FIGS. 6A and 6B, the upper limit combustion rate preset in the
まず、ボイラシステム1の全体燃焼率が50%(発生蒸気量4t/h)のとき、図6A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aは、制御パターン3が指示されている状態で第1制御部4Aにより、へッダ圧力値が、最大設定圧力値Pmaxを0.80MPa、制御幅を0.20MPaとする制御圧力帯域に収まるように比例分配制御され、他方、図6A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bは、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御されている。このとき、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率50%)となる。
次に、全体蒸気負荷の低下により、ボイラシステム1の全体燃焼率が39.5%(発生蒸気量3.16t/h)に低下して、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が低下して29%の状態(発生蒸気量1.16t/h)が所定時間継続すると、図6A(左側)に示すように、制御部4は、第1ボイラ群2Aの制御圧力帯域を制御パターン4(最大設定圧力値=0.75MPa、制御幅=0.20MPa)に変更する。
そうすると、ボイラシステム1の全体燃焼率が39.5%(発生蒸気量3.16t/h)になった場合であっても、図6A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は1t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率25%)、他方、図6A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2.16t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率54%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
その後、ボイラシステム1の全体燃焼率が27%(発生蒸気量2.16t/h)に低下して、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が低下して29%の状態(発生蒸気量1.16t/h)が所定時間継続すると、図6A(左側)に示すように、制御部4は、第1ボイラ群2Aの制御圧力帯域を制御パターン5(最大設定圧力値=0.70MPa、制御幅=0.20MPa)に変更する。
そうすると、ボイラシステム1の全体燃焼率が27%(発生蒸気量2.16t/h)になった場合であっても、図6A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は0t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率0%)、他方、図6A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2.16t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率54%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
なお、第1ボイラ群2Aの最大設定圧力値Pmaxが、第2ボイラ群2Bの目標蒸気圧力値と同じ0.70MPaとなったことから、これ以降は、ボイラシステム1の全体燃焼率の低下に対して、第2制御部4Bにより、へッダ圧力値が、目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御される。
例えば、ボイラシステム1の全体燃焼率が12.5%(発生蒸気量1t/h)になった場合であっても、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持することができる。
このように、第2実施形態に係る方式で燃焼制御した場合、ボイラシステム1の全体燃焼率が12.5%(蒸気量1t/h)になっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することが可能となる。
First, when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 50% (generated steam amount 4 t / h), as shown in FIG. 6A (left side), the
Next, due to the decrease in the total steam load, the total combustion rate of the boiler system 1 is reduced to 39.5% (generated steam amount 3.16 t / h), and the total combustion rate of the
Then, even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 39.5% (generated steam amount 3.16 t / h), as shown in FIG. 6A (left side), the
After that, the overall combustion rate of the boiler system 1 decreased to 27% (generated steam amount 2.16 t / h), and the overall combustion rate of the
Then, even when the total combustion rate of the boiler system 1 is 27% (generated steam amount 2.16 t / h), as shown in FIG. 6A (left side), the generated steam amount of the
Since the maximum set pressure value P max of the
For example, even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 12.5% (generated steam amount 1 t / h), the header pressure value is still the target steam pressure value of 0.70 MPa by the
In this way, when the combustion is controlled by the method according to the second embodiment, even if the total combustion rate of the boiler system 1 becomes 12.5% (steam amount 1 t / h), the header pressure value is set to the target steam pressure value. It will be possible to maintain.
次に、図6Bを参照して、第2実施形態に係る方式で燃焼制御した場合に、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇したとき(すなわち全体燃焼率が上昇したとき)の第2ボイラ群2Bの全体燃焼率とそのときのヘッダ圧力値との変化について説明する。
まず、ボイラシステム1の全体燃焼率が50%(発生蒸気量4t/h)のとき図6B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aは、制御パターン3が指示されている状態で第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)、他方、図6B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率50%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
次に、全体蒸気負荷の上昇により、ボイラシステム1の全体燃焼率が70.5%(発生蒸気量5.64t/h)に上昇して、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が上昇して91%の状態(発生蒸気量3.64t/h)で所定時間継続すると、図6B(左側)に示すように、制御部4は、第1ボイラ群2Aの制御圧力帯域を制御パターン2(最大設定圧力値=0.80MPa、制御幅=0.12MPa)に変更する。
そうすると、ボイラシステム1の全体燃焼率が70.5%(発生蒸気量5.64t/h)になった場合であっても、図6B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は3t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率75%)、他方、図6B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2.64t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率66%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
その後、ボイラシステム1の全体燃焼率が83%(発生蒸気量6.64t/h)に上昇して、第2ボイラ群2Bの燃焼率が上昇してふたたび91%の状態(発生蒸気量3.64t/h)を所定時間継続すると、図6B(左側)に示すように、制御部4は、第1ボイラ群2Aの制御圧力帯域を制御パターン1(最大設定圧力値=0.80MPa、制御幅=0.10MPa)に変更する。
そうすると、ボイラシステム1の全体燃焼率が83%(発生蒸気量6.64t/h)になった場合であっても、図6B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は4t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率100%)、他方、図6B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2.64t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率66%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
なお、第1ボイラ群2Aの制御圧力帯域の下限値である最小設定圧力値Pminが、制御部4による補正により第2ボイラ群2Bの目標蒸気圧力値と同じ0.70MPaとなったことから、これ以降は、ボイラシステム1の全体燃焼率の上昇に対して、第2制御部4Bにより、へッダ圧力値が、目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御される。
例えば、ボイラシステム1の全体燃焼率が87.5%(発生蒸気量7t/h)になった場合であっても、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持することができる。
このように、第2実施形態に係る方式で燃焼制御した場合、ボイラシステム1の全体燃焼率が87.5%(発生蒸気量7t/h)になっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することが可能となる。より具体的には、第2実施形態に係る方式で燃焼制御した場合、ボイラシステム1の全体燃焼率が100%(発生蒸気量8t/h)となった場合でも、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することが可能となる。
Next, with reference to FIG. 6B, when combustion is controlled by the method according to the second embodiment, the second boiler group when the overall steam load of the boiler system 1 increases (that is, when the overall combustion rate increases). The change between the total combustion rate of 2B and the header pressure value at that time will be described.
First, when the total combustion rate of the boiler system 1 is 50% (generated steam amount 4 t / h), as shown in FIG. 6B (left side), the
Next, due to the increase in the overall steam load, the overall combustion rate of the boiler system 1 increases to 70.5% (generated steam amount 5.64 t / h), and the overall combustion rate of the
Then, even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 70.5% (generated steam amount 5.64 t / h), as shown in FIG. 6B (left side), the
After that, the overall combustion rate of the boiler system 1 increased to 83% (generated steam amount 6.64 t / h), and the combustion rate of the
Then, even when the total combustion rate of the boiler system 1 is 83% (generated steam amount 6.64 t / h), as shown in FIG. 6B (left side), the generated steam amount of the
The minimum set pressure value P min , which is the lower limit of the control pressure band of the
For example, even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 87.5% (generated steam amount 7 t / h), the header pressure value is still the target steam pressure value of 0.70 MPa by the
In this way, when the combustion is controlled by the method according to the second embodiment, even if the total combustion rate of the boiler system 1 becomes 87.5% (generated steam amount 7 t / h), the header pressure value is set as the target steam pressure value. Can be maintained at. More specifically, when the combustion is controlled by the method according to the second embodiment, the header pressure value is set as the target steam pressure even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 100% (generated steam amount 8 t / h). It is possible to maintain the value.
以上のように、第2実施形態によると、第2制御部4Bは、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することができる第2ボイラ群2Bの全体燃焼率の帯域を広く確保することが可能となる。それにより、負荷変動に対する追従性及びヘッダ圧力の安定性を確保することが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the
<第3実施形態>
以上、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率に応じて、第1制御部4Aにおいて予め設定された制御圧力帯域を補正する場合について説明した。これに対して、制御圧力帯域を補正する替わりに、制御圧力帯域を1つに固定して、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率に応じて、第1制御部4Aの燃焼制御対象とする最大仮想ボイラ台数を変更する実施形態(以下、「第3実施形態」という)を適用してもよい。
<Third Embodiment>
The case where the control pressure band set in advance in the
第3実施形態について説明する。第3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3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3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。 The third embodiment will be described. The third embodiment will be mainly described with reference to points different from those of the first embodiment, and detailed description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted. In the third embodiment, the description of the first embodiment is appropriately applied to the points not particularly described. Further, also in the third embodiment, the same effect as in the first embodiment is achieved.
第3実施形態に係るボイラシステム1では、制御部4は、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が予め設定された上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が予め設定された第1時間継続する場合、第1ボイラ群2Aに含まれる燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数を増加させることで、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量を増加させて、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を下げる。逆に第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が予め設定された下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下の状態が第2時間継続する場合、第1ボイラ群2Aに含まれる燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数を減少させることで、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量を減少させて、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を上げる。
なお、第3実施形態における制御圧力帯域は、最大設定圧力値Pmaxは0.85MPa、最小設定圧力値Pminは0.65MPa、制御幅は0.20MPaの固定とする。
In the boiler system 1 according to the third embodiment, the
The control pressure band in the third embodiment is fixed at a maximum set pressure value P max of 0.85 MPa, a minimum set pressure value P min of 0.65 MPa, and a control width of 0.20 MPa.
このため、図7に示すように、制御部4は、第1制御部4A及び第2制御部4Bに加えて、燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、仮想ボイラ台数補正部46と、を備える。図7は、制御部4の機能ブロック図である。
仮想ボイラ台数補正部46は、上限判定部42により、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が第1時間継続することが判定された場合、第1ボイラ群2Aに含まれる燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数を増加させ、下限判定部43により、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下の状態が第2時間継続することが判定された場合、第1ボイラ群2Aに含まれる燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数を減少させる。
Therefore, as shown in FIG. 7, in addition to the
When the virtual boiler
第1制御部4Aは、制御部4(仮想ボイラ台数補正部46)から最大仮想ボイラ台数を指定された場合、ヘッダ圧力値が、予め設定された制御圧力帯域の範囲内に収まるように第1ボイラ群2Aに含まれる燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数に含まれる仮想ボイラの燃焼状態を制御する。
When the maximum number of virtual boilers is specified by the control unit 4 (virtual boiler number correction unit 46), the
次に、図8A及び図8Bを参照して、2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を含むボイラシステム1を第3実施形態に係る燃焼制御を実施した場合に、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)であっても、逆にボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)であっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することを可能とする様子を説明する。
ここで、図8A及び図8Bにおいて、図の左側に(2台の段階値制御ボイラ20Aからなる)第1ボイラ群2Aの燃焼状態の変化を示し、図の右側に(2台の連続制御ボイラ20Bからなる)第2ボイラ群2Bの燃焼状態の変化を示す。なお、段階値制御ボイラ20Aは、いずれも低燃焼位置L(最大燃焼量の50%)、高燃焼位置H(燃焼率100%)の3位置制御ボイラとし、最大蒸気量2000kg/hとする。また、連続制御ボイラ20Bは、連続制御ボイラとし、いずれも最大蒸気量2000kg/h、最小燃焼状態を燃焼率の20%の状態とする。
図8A及び図8Bはそれぞれボイラシステム1を第3実施形態に係る方式で燃焼制御した場合の、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下した場合(すなわち全体燃焼率が低下した場合)及びボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇した場合(すなわち全体燃焼率が上昇した場合)における、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率とそのときのヘッダ圧力値と、の変化を示す図である。
Next, with reference to FIGS. 8A and 8B, a boiler group consisting of a
Here, in FIGS. 8A and 8B, the change in the combustion state of the
8A and 8B show a case where the total steam load of the boiler system 1 is reduced (that is, a case where the total combustion rate is reduced) and a case where the boiler system 1 is controlled by combustion according to the method according to the third embodiment, respectively. It is a figure which shows the change of the total combustion rate of the
まず、図8Aを参照して、第3実施形態に係る方式で燃焼制御した場合に、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が低下したとき(すなわち全体燃焼率が低下したとき)の第2ボイラ群2Bの全体燃焼率とそのときのヘッダ圧力値との変化について説明する。なお、第1制御部4Aに予め設定された制御圧力帯域は、最大設定圧力値Pmaxを0.85MPa、制御幅を0.20MPaとする。
まず、ボイラシステム1の全体燃焼率が50%(発生蒸気量4t/h)のとき、図8A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数は低燃焼仮想ボイラ(Lボイラ)2台、高燃焼仮想ボイラ(Hボイラ)1台と設定され、第1ボイラ群2Aは、第1制御部4Aにより、へッダ圧力値が、最大設定圧力値Pmaxを0.85MPa、制御幅を0.20MPaとする制御圧力帯域に収まるように比例分配制御され、他方、図8A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bは、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御されている。このとき、第1ボイラ群2Aは、2台のLボイラの燃焼により、発生蒸気量は2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率50%)となる。
次に、全体蒸気負荷の低下により、ボイラシステム1の全体燃焼率が39.5%(発生蒸気量3.16t/h)に低下して、図8A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が低下して29%の状態(発生蒸気量1.16t/h)を所定時間継続すると、制御部4は、第1ボイラ群2Aの燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数をLボイラ2台に変更する。
そうすると、ボイラシステム1の全体燃焼率が39.5%(発生蒸気量3.16t/h)になった場合であっても、図8A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aは、1台のLボイラの燃焼により、発生蒸気量は1t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率25%)、他方、図8A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2.16t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率54%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
その後、ボイラシステム1の全体燃焼率が27%(発生蒸気量2.16t/h)に低下して、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が低下して29%の状態(発生蒸気量1.16t/h)を所定時間継続すると、制御部4は、燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数をLボイラ1台に変更する。
そうすると、ボイラシステム1の全体燃焼率が27%(発生蒸気量2.16t/h)になった場合であっても、図8A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は0t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率0%)、他方、図8A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2.16t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率54%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
なお、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量が0t/hとなったことから、これ以降は、ボイラシステム1の全体燃焼率の低下に対して、第2制御部4Bにより、へッダ圧力値が目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御される。
例えば、ボイラシステム1の全体燃焼率が12.5%(発生蒸気量1t/h)になった場合であっても、図8A(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は0t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率0%)、他方、図8A(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は1t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率25%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持することができる。
このように、第3実施形態に係る方式で燃焼制御した場合、ボイラシステム1の全体燃焼率が12.5%(発生蒸気量1t/h)になっても、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することが可能となる。
First, with reference to FIG. 8A, when combustion is controlled by the method according to the third embodiment, when the overall steam load of the boiler system 1 decreases (that is, when the overall combustion rate decreases), the
First, when the total combustion rate of the boiler system 1 is 50% (generated steam amount 4 t / h), the maximum number of virtual boilers subject to combustion control in the
Next, due to the decrease in the overall steam load, the overall combustion rate of the boiler system 1 decreased to 39.5% (generated steam amount 3.16 t / h), and as shown in FIG. 8A (right side), the second boiler When the overall combustion rate of
Then, even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 39.5% (generated steam amount 3.16 t / h), as shown in FIG. 8A (left side), the
After that, the overall combustion rate of the boiler system 1 decreased to 27% (generated steam amount 2.16 t / h), and the overall combustion rate of the
Then, even when the total combustion rate of the boiler system 1 is 27% (generated steam amount 2.16 t / h), as shown in FIG. 8A (left side), the generated steam amount of the
Since the amount of steam generated in the
For example, even when the total combustion rate of the boiler system 1 is 12.5% (generated steam amount 1 t / h), as shown in FIG. 8A (left side), the generated steam amount of the
In this way, when combustion is controlled by the method according to the third embodiment, even if the overall combustion rate of the boiler system 1 becomes 12.5% (generated steam amount 1 t / h), the header pressure value is set as the target steam pressure value. Can be maintained at.
次に、図8Bを参照して、第3実施形態に係る方式で燃焼制御した場合に、ボイラシステム1の全体蒸気負荷が上昇したとき(すなわち全体燃焼率が上昇したとき)の第2ボイラ群2Bの全体燃焼率とそのときのヘッダ圧力値との変化について説明する。
まず、ボイラシステム1の全体燃焼率が50%(発生蒸気量4t/h)のとき、図8B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数はLボイラ2台、Hボイラ1台と設定され、第1ボイラ群2Aは、第1制御部4Aにより、へッダ圧力値が、最大設定圧力値Pmaxを0.85MPa、制御幅を0.20MPaとする制御圧力帯域に収まるように比例分配制御され、第2ボイラ群2Bは、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御されている。このとき、図8B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aは、2台のLボイラの燃焼により、発生蒸気量は2t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率50%)、他方、図8B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率50%)となる。
次に、全体蒸気負荷の上昇により、ボイラシステム1の全体燃焼率が70.5%(発生蒸気量5.64t/h)に上昇して、第2ボイラ群2Bの燃焼率が上昇して91%の状態(発生蒸気量3.64t/h)を所定時間継続すると、図8B(左側)に示すように、制御部4は、第1ボイラ群2Aの燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数をLボイラ2台及びHボイラ2台に変更する。
そうすると、ボイラシステム1の全体燃焼率が70.5%(発生蒸気量5.64t/h)になった場合であっても、図8B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aは、2台のLボイラ及び1台のHボイラの燃焼により、発生蒸気量は3t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率75%)、他方、図8B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は2.64t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率66%)となり、第2制御部4Bにより、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持する。
これ以降は、ボイラシステム1の全体燃焼率の上昇に対して、制御部4は、第2制御部4Bにより、へッダ圧力値が、目標蒸気圧力値0.70MPaを維持するように制御される。
例えば、ボイラシステム1の全体燃焼率が87.5%(発生蒸気量7t/h)になると、図8B(左側)に示すように、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量は4t/h(第1ボイラ群2Aの全体燃焼率100%)、他方、図8B(右側)に示すように、第2ボイラ群2Bの発生蒸気量は3t/h(第2ボイラ群2Bの全体燃焼率75%)となり、ヘッダ圧力値は依然として目標蒸気圧力値0.70MPaを維持することができる。
以上、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率に応じて、第1制御部4Aの燃焼制御対象とする最大仮想ボイラ台数を変更する第3実施形態について説明した。
以上のように、第3実施形態によると、第2制御部4Bは、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することができる第2ボイラ群2Bの全体燃焼率の帯域を広く確保することが可能となる。それにより、負荷変動に対する追従性及びヘッダ圧力の安定性を確保することが可能となる。
なお、第3実施形態において、燃焼制御対象とする最大仮想ボイラ台数等の指定に換えて、燃焼制御対象とする最大燃焼台数を適用してもよい。最大燃焼台数とは、第1制御部4Aが燃焼制御対象とするボイラの最大の台数を指す。
Next, with reference to FIG. 8B, when combustion is controlled by the method according to the third embodiment, the second boiler group when the overall steam load of the boiler system 1 increases (that is, when the overall combustion rate increases). The change between the total combustion rate of 2B and the header pressure value at that time will be described.
First, when the total combustion rate of the boiler system 1 is 50% (generated steam amount 4 t / h), as shown in FIG. 8B (left side), the maximum number of virtual boilers subject to combustion control in the
Next, due to the increase in the total steam load, the total combustion rate of the boiler system 1 rises to 70.5% (generated steam amount 5.64 t / h), and the burn rate of the
Then, even when the overall combustion rate of the boiler system 1 is 70.5% (generated steam amount 5.64 t / h), as shown in FIG. 8B (left side), the
After that, the
For example, when the total combustion rate of the boiler system 1 is 87.5% (generated steam amount 7 t / h), the generated steam amount of the
The third embodiment in which the maximum number of virtual boilers to be burned and controlled by the
As described above, according to the third embodiment, the
In the third embodiment, the maximum number of combustions to be controlled may be applied instead of the maximum number of virtual boilers to be controlled for combustion. The maximum number of combustion units refers to the maximum number of boilers to be controlled by the
以上、第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態の説明において、第1ボイラ群2Aを3位置制御ボイラ2台とし、第2ボイラ群2Bを連続制御ボイラ2台とするボイラシステム1を例示したが、これに限定されない。第1ボイラ群2Aとして、各段階値制御ボイラ20Aを任意のN位置制御ボイラ(N≧2)とし、そのような段階値制御ボイラ20Aを任意の台数含むようにしてもよい。また、第2ボイラ群2Bとして、各連続制御ボイラ20Bを任意の最大発生蒸気量を出力し、そのような連続制御ボイラ20Bを任意の台数含むようにしてもよい。
また、第1実施形態において、ボイラシステム1の第1ボイラ群2Aの制御圧力帯域の設定値及びその補正値、並びに第2ボイラ群2Bにおける目標蒸気圧力値について例示したが、これらの値についても適宜設定することができる。同様に第2実施形態において、第1ボイラ群2Aの制御圧力帯域の複数の制御パターン、及び第2ボイラ群2Bにおける目標蒸気圧力値について例示したが、これらの値についても適宜設定することができる。
同様に、第3実施形態において、ボイラシステム1の第1ボイラ群2Aの制御圧力帯域の設定値及び仮想ボイラ台数による補正値、並びに第2ボイラ群2Bにおける目標蒸気圧力値について例示したが、これらの値についても適宜設定することができる。
As described above, in the description of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, the boiler system in which the
Further, in the first embodiment, the set value and the correction value of the control pressure band of the
Similarly, in the third embodiment, the set value of the control pressure band of the
以上、本発明のボイラシステム1の好ましい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。 Although the preferred embodiment of the boiler system 1 of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be appropriately modified.
<変形例1:上限発生蒸気量及び下限発生蒸気量>
第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態において、第2ボイラ群2Bの燃焼量の指標値として、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を適用し、上限燃焼率及び下限燃焼率を予め設定した。それに伴い、燃焼量取得部41は第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を取得し、上限判定部42は第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が第1時間継続するか否かを判定し、下限判定部43は第2ボイラ群2Bの全体燃焼率が下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が第2時間継続するか否かを判定した。
これに対して、第2ボイラ群2Bの燃焼量の指標値として、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率に替えて、第2ボイラ群2Bの全体燃焼量(全体発生蒸気量)を適用し、上限燃焼量(上限発生蒸気量)及び下限燃焼量(下限発生蒸気量)予め設定するようにしてもよい。
そうすることで、制御圧力帯域補正部44は、上限判定部42により第2ボイラ群2Bの全体燃焼量(全体発生蒸気量)が、上限燃焼量(上限発生蒸気量)を上回る状態又は上限燃焼量(上限発生蒸気量)以上となる状態が予め設定された第1時間継続することが判定された場合、制御圧力帯域の範囲を変更することで、最大設定圧力値Pmaxを上げるようにしてもよい。逆に、下限判定部43により第2ボイラ群2Bの全体燃焼量(全体発生蒸気量)が下限燃焼量(下限発生蒸気量)を下回る状態又は下限燃焼量(下限発生蒸気量)以下となる状態が予め設定された第2時間継続することが判定された場合、制御圧力帯域の範囲を変更することで、制御圧力帯域の下限値である最小設定圧力値Pminを下げるようにしてもよい。
同様に、制御圧力帯域指定部45は、上限判定部42により第2ボイラ群2Bの全体燃焼量(全体発生蒸気量)が、上限燃焼量(上限発生蒸気量)を上回る状態又は上限燃焼量(上限発生蒸気量)以上となる状態が予め設定された第1時間継続することが判定された場合、第1ボイラ群2Aの制御パターンを変更させることで第1ボイラ群2Aの発生蒸気量を増加させて、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を下げるようにしてもよい。逆に、下限判定部43により第2ボイラ群2Bの全体燃焼量(全体発生蒸気量)が下限燃焼量(下限発生蒸気量)を下回る状態又は下限燃焼量(下限発生蒸気量)以下となる状態が予め設定された第2時間継続することが判定された場合、制御部4は、第1ボイラ群2Aの制御パターンを変更させることで、第1ボイラ群2Aの発生蒸気量を減少させて、第2ボイラ群2Bの全体燃焼率を上げるようにしてもよい。
同様に、仮想ボイラ台数補正部46は、上限判定部42により、第2ボイラ群2Bの全体燃焼量(全体発生蒸気量)が上限燃焼量(上限発生蒸気量)を上回る状態又は上限燃焼量(上限発生蒸気量)以上となる状態が第1時間継続することが判定された場合、第1ボイラ群2Aに含まれる燃焼制御対象となる仮想ボイラ台数を増加させ、下限判定部43により、第2ボイラ群2Bの全体燃焼量(全体発生蒸気量)が下限燃焼量(下限発生蒸気量)を下回る状態又は下限燃焼量(下限発生蒸気量)以下の状態が第2時間継続することが判定された場合、第1ボイラ群2Aに含まれる燃焼制御対象となる仮想ボイラ台数を減少させるようにしてもよい。
そうすることで、第1実施形態、第3実施形態、及び以下に示す変形例と同様の効果を得ることができる。
なお、第2ボイラ群2Bの燃焼量の指標値として、全体燃焼率及び全体燃焼量(発生蒸気量)以外のものを適用してもよい。
<Modification example 1: Upper limit generated steam amount and lower limit generated steam amount>
In the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, the overall combustion rate of the
On the other hand, as an index value of the combustion amount of the
By doing so, the control pressure
Similarly, in the control pressure
Similarly, the virtual boiler
By doing so, the same effects as those of the first embodiment, the third embodiment, and the modifications shown below can be obtained.
As an index value of the combustion amount of the
<変形例2:上限燃焼率及び下限燃焼率>
第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態の説明において、上限燃焼率を90%とし、下限燃焼率を30%としたが、上限燃焼率及び下限燃焼率を、第2ボイラ群2Bに含まれるボイラ20Bのボイラ効率が所定閾値よりも高くなるエコ運転ゾーンの範囲に含まれるようにしてもよい。
そうすることで、第2制御部4Bは、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することができる第2ボイラ群2Bの全体燃焼率の帯域をエコ運転ゾーンの範囲にすることが可能となり、燃焼効率を上げることができる。
<Modification 2: Upper limit combustion rate and lower limit combustion rate>
In the description of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, the upper limit combustion rate is 90% and the lower limit combustion rate is 30%, but the upper limit combustion rate and the lower limit combustion rate are set to the second boiler group. The boiler efficiency of the
By doing so, the
<変形例3:第2制御部4Bによる変更>
第1実施形態では、制御部4が、第1制御部4Aと、第2制御部4Bと、燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域補正部44と、を備えるように構成し、第2実施形態では、制御部4が、第1制御部4Aと、第2制御部4Bと、燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域指定部45と、を備えるように構成し、第3実施形態では、制御部4が、第1制御部4Aと、第2制御部4Bと、燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、仮想ボイラ台数補正部46と、を備えるように構成したが、この構成に限定しない。
例えば、図9に示すように、第1ボイラ群2A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、第2制御部4Bが燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域補正部44と、を備えるようにしてもよい。
同様に、図10に示すように、第1ボイラ群2A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、第2制御部4Bが燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域指定部45と、を備えるようにしてもよい。
同様に、図11に示すように、第1ボイラ群2A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、第2制御部4Bが燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、仮想ボイラ台数補正部46と、を備えるようにしてもよい。
その際、例えば、台数制御装置3Aと、台数制御装置3Bと、を信号線を介して電気的に接続するようにしてもよい。
以上のようにすることで、第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態と同様に、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することができる第2ボイラ群2Bの全体燃焼率の帯域を広く確保することが可能となる。それにより、負荷変動に対する追従性及びヘッダ圧力の安定性を確保することが可能となる。
なお、図示しないが、図9において、第1制御部4Aが燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域補正部44と、を備えるようにしてもよい。同様に、図10において、第1制御部4Aが燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域指定部45と、を備えるようにしてもよい。同様に図11において、第1制御部4Aが燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、仮想ボイラ台数補正部46と、を備えるようにしてもよい。
<Modification 3: Change by
In the first embodiment, the
For example, as shown in FIG. 9, a
Similarly, as shown in FIG. 10, the
Similarly, as shown in FIG. 11, the
At that time, for example, the
By doing so, as in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, the header pressure value can be maintained at the target steam pressure value, and the overall combustion rate of the
Although not shown, in FIG. 9, the
<変形例4:制御装置>
変形例3(第1実施形態の変形)では、第1ボイラ群2A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、第2制御部4B(又は第1制御部4A)が燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域補正部44と、を備えるように構成したが、この構成に限定しない。
例えば、図12に示すように制御装置6を備え、制御装置6が燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域補正部44と、を備えるようにしてもよい。より具体的には、制御装置6は、例えば信号線17を介して、台数制御装置3A(第1制御部4A)及び台数制御装置3B(第2制御部4B)と電気的に接続されるようにしてもよい。
同様に、変形例3(第2実施形態の変形)では、第1ボイラ群2A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、第2制御部4B(又は第1制御部4A)が燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域指定部45と、を備えるように構成したが、この構成に限定しない。
例えば、図13に示すように制御装置6を備え、制御装置6が燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、制御圧力帯域指定部45と、を備えるようにしてもよい。より具体的には、制御装置6は、例えば信号線17を介して、台数制御装置3A(第1制御部4A)及び台数制御装置3B(第2制御部4B)と電気的に接続されるようにしてもよい。
同様に、変形例3(第3実施形態の変形)では、第1ボイラ群2A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、第2制御部4B(又は第1制御部4A)が燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、仮想ボイラ台数補正部46と、を備えるように構成したが、この構成に限定しない。
例えば、図14に示すように制御装置6を備え、制御装置6が燃焼量取得部41と、上限判定部42と、下限判定部43と、仮想ボイラ台数補正部46と、を備えるようにしてもよい。より具体的には、制御装置6は、例えば信号線17を介して、台数制御装置3A(第1制御部4A)及び台数制御装置3B(第2制御部4B)と電気的に接続されるようにしてもよい。
以上のようにすることで、第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態と同様に、ヘッダ圧力値を目標蒸気圧力値に維持することができる第2ボイラ群2Bの全体燃焼率の帯域を広く確保することが可能となる。それにより、負荷変動に対する追従性及びヘッダ圧力の安定性を確保することが可能となる。
<Modification example 4: Control device>
In the third modification (modification of the first embodiment), the number of
For example, as shown in FIG. 12, the
Similarly, in the modification 3 (modification of the second embodiment), the
For example, as shown in FIG. 13, the
Similarly, in the modification 3 (modification of the third embodiment), the
For example, as shown in FIG. 14, the
By doing so, as in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, the header pressure value can be maintained at the target steam pressure value, and the overall combustion rate of the
<変形例5:段階値制御ボイラ>
本実施形態では、段階値制御ボイラ20Aを3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。各段階値制御ボイラ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。
<Modification example 5: Step value control boiler>
In the present embodiment, the step
<変形例6:連続制御ボイラ>
本実施形態では、連続制御ボイラ20Bを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。
<Modification example 6: Continuous control boiler>
In the present embodiment, the
Further, in the present embodiment, the
<変形例7>
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。最大設定圧力値Pmaxと制御幅により決定される制御圧力帯域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。
<
In the present embodiment, a boiler group composed of a step value control boiler is applied as the first boiler group, but the boiler group is not limited to the step value control boiler. Any boiler group that controls the combustion rate of each boiler based on the control pressure band determined by the maximum set pressure value P max and the control width may be used.
Similarly, a boiler group consisting of continuously controlled boilers was applied as the second boiler group, but the boiler group is not limited to the continuously controlled boilers. Any group of boilers that controls the combustion rate of each boiler so that the vapor pressure reaches the set target vapor pressure may be used.
<変形例8>
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。
<Modification 8>
Further, as the boiler in the present embodiment, it may be applied to a boiler device having various structures such as a small once-through type steam boiler device and a furnace tube smoke tube boiler.
1 ボイラシステム
2 ボイラ群
2A 第1ボイラ群
2B 第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
3、3A,3B 台数制御装置
4 制御部
4A 第1制御部
4B 第2制御部
41 燃焼量取得部
42 上限判定部
43 下限判定部
44 制御圧力帯域補正部
45 制御圧力帯域指定部
46 仮想ボイラ台数補正部
1
Claims (6)
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、
前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値である測定蒸気圧力値が、予め設定された最大設定圧力値を上限値とし予め設定された制御幅により規定される制御圧力帯域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、
前記第2ボイラ群の全体燃焼率を取得する燃焼量取得部と、
前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が予め設定された第1時間継続するか否かを判定する上限判定部と、
前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が予め設定された第2時間継続するか否かを判定する下限判定部と、
前記上限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が前記第1時間継続することが判定された場合、前記制御圧力帯域の範囲を変更することで、前記第1ボイラ群の全体燃焼率を上げ、前記下限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が前記第2時間継続することが判定された場合、前記制御圧力帯域の範囲を変更することで、前記第1ボイラ群の全体燃焼率を下げる、制御圧力帯域補正部と、を備える、ボイラシステム。 A boiler group consisting of a first boiler group consisting of one or more boilers and a second boiler group consisting of one or more boilers not belonging to the first boiler group,
A steam header that collects the steam generated in the boiler group,
A vapor pressure measuring means for measuring the vapor pressure inside the steam header, and
A control unit that controls the combustion state of the boiler group,
It is a boiler system equipped with
The control unit
The measured vapor pressure value, which is the vapor pressure value measured by the vapor pressure measuring means, falls within the range of the control pressure band defined by the preset control width with the preset maximum set pressure value as the upper limit value. As described above, the first control unit that controls the combustion state of the first boiler group and
A second control unit that controls the combustion state of the second boiler group so as to keep the steam pressure value measured by the steam pressure measuring means at a set target steam pressure value.
A combustion amount acquisition unit that acquires the overall combustion rate of the second boiler group, and
Whether or not the state in which the total combustion rate of the second boiler group acquired by the combustion amount acquisition unit exceeds the preset upper limit combustion rate or the state in which the upper limit combustion rate is equal to or higher continues for the preset first time. Upper limit judgment unit for judgment and
Whether or not the state in which the overall combustion rate of the second boiler group acquired by the combustion amount acquisition unit is below the preset lower limit combustion rate or the state in which it is below the lower limit combustion rate continues for the preset second time. Lower limit judgment unit for judgment and
When it is determined by the upper limit determination unit that the state in which the overall combustion rate of the second boiler group exceeds the upper limit combustion rate or the state in which the upper limit combustion rate is equal to or higher than the upper limit combustion rate continues for the first hour, the control pressure band By changing the range, the overall combustion rate of the first boiler group is increased, and the overall combustion rate of the second boiler group is below the lower limit combustion rate or below the lower limit combustion rate by the lower limit determination unit. Is determined to continue for the second time, the boiler system includes a control pressure band correction unit that lowers the overall combustion rate of the first boiler group by changing the range of the control pressure band. ..
前記制御圧力帯域補正部は、
前記上限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が前記第1時間継続することが判定された場合、
前記最大設定圧力値を上げると前記制御上限圧力値を超えるときは、前記最大設定圧力値をそのままとして前記制御圧力帯域の制御幅を狭め、
前記最大設定圧力値を上げても前記制御上限圧力値を超えないときは、前記制御圧力帯域の制御幅をそのままとして前記制御上限圧力値を超えないように前記最大設定圧力値を上げ、
前記下限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が前記第2時間継続することが判定された場合、
前記最大設定圧力値をそのままとして前記制御圧力帯域の制御幅を広げる、又は、前記制御圧力帯域の制御幅をそのままとして前記最大設定圧力値を下げるようにする、請求項1に記載のボイラシステム。 A control upper limit pressure value, which is an upper limit value of the maximum set pressure value, is preset in the maximum set pressure value.
The control pressure band correction unit
When the upper limit determination unit determines that the overall combustion rate of the second boiler group exceeds the upper limit combustion rate or exceeds the upper limit combustion rate for the first hour.
When the maximum set pressure value exceeds the control upper limit pressure value, the control width of the control pressure band is narrowed while keeping the maximum set pressure value as it is.
If the control upper limit pressure value is not exceeded even if the maximum set pressure value is increased, the control width of the control pressure band is kept as it is, and the maximum set pressure value is increased so as not to exceed the control upper limit pressure value.
When it is determined by the lower limit determination unit that the state in which the overall combustion rate of the second boiler group is below the lower limit combustion rate or below the lower limit combustion rate continues for the second time.
The boiler system according to claim 1, wherein the control width of the control pressure band is widened while keeping the maximum set pressure value as it is, or the control width of the control pressure band is kept as it is and the maximum set pressure value is lowered.
予め設定された複数の最大設定圧力値をそれぞれの上限値とし、それぞれに対して予め設定された制御幅により規定される複数の制御圧力帯域を有し、前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域が設定されることにより、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値である測定蒸気圧力値が、前記設定された、複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域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し、
前記制御圧力帯域補正部は、
前記上限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が前記第1時間継続することが判定された場合、前記設定されている前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域に換えて、前記第1ボイラ群の燃焼率を上げるように、前記複数の制御圧力帯域の内の別の1つの制御圧力帯域を設定し、
前記下限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が前記第2時間継続することが判定された場合、前記設定されている前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域に換えて、前記第1ボイラ群の燃焼率を下げるように、前記複数の制御圧力帯域の内の別の1つの制御圧力帯域を設定する、請求項1に記載のボイラシステム。 The first control unit
Each of the plurality of preset maximum set pressure values is set as the upper limit value, and each has a plurality of control pressure bands defined by a preset control width, and any one of the plurality of control pressure bands. By setting one control pressure band, the measured vapor pressure value, which is the vapor pressure value measured by the vapor pressure measuring means, is the control pressure band of any one of the plurality of set control pressure bands. The combustion state of the first boiler group is controlled so as to be within the range.
The control pressure band correction unit
When it is determined by the upper limit determination unit that the state in which the overall combustion rate of the second boiler group exceeds the upper limit combustion rate or the state in which the upper limit combustion rate is equal to or higher than the upper limit combustion rate continues for the first hour, the setting is made. Instead of the control pressure band of any one of the plurality of control pressure bands, another control pressure band of the plurality of control pressure bands is set so as to increase the combustion rate of the first boiler group. ,
When the lower limit determination unit determines that the overall combustion rate of the second boiler group is below the lower limit combustion rate or below the lower limit combustion rate continues for the second time, the setting is made. Instead of the control pressure band of any one of the plurality of control pressure bands, another control pressure band of the plurality of control pressure bands is set so as to reduce the combustion rate of the first boiler group. , The boiler system according to claim 1.
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、
前記第1ボイラ群に属する任意のボイラを、任意の燃焼位置における蒸気量とそれより1つ下の燃焼位置における蒸気量との差分蒸気量をボイラに仮想した仮想ボイラの集合とみなし、
前記制御部は、
前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値である測定蒸気圧力値が、予め設定された最大設定圧力値を上限値とし予め設定された制御幅により規定される制御圧力帯域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、
前記第2ボイラ群の全体燃焼率を取得する燃焼量取得部と、
前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が予め設定された第1時間継続するか否かを判定する上限判定部と、
前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が予め設定された第2時間継続するか否かを判定する下限判定部と、
前記上限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が前記第1時間継続することが判定された場合、前記第1ボイラ群に含まれる燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数を増加させ、前記下限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が前記第2時間継続することが判定された場合、前記第1ボイラ群に含まれる燃焼制御対象となる最大仮想ボイラ台数を減少させる、仮想ボイラ台数補正部と、を備える、ボイラシステム。 A boiler group consisting of a first boiler group consisting of one or more boilers capable of burning at a plurality of stepwise combustion positions, and a second boiler group consisting of one or more boilers not belonging to the first boiler group. ,
A steam header that collects the steam generated in the boiler group,
A vapor pressure measuring means for measuring the vapor pressure inside the steam header, and
A control unit that controls the combustion state of the boiler group,
It is a boiler system equipped with
Any boiler belonging to the first group of boilers is regarded as a set of virtual boilers in which the difference steam amount between the amount of steam at an arbitrary combustion position and the amount of steam at a combustion position one level below it is virtualized as a boiler.
The control unit
The measured vapor pressure value, which is the vapor pressure value measured by the vapor pressure measuring means, falls within the range of the control pressure band defined by the preset control width with the preset maximum set pressure value as the upper limit value. As described above, the first control unit that controls the combustion state of the first boiler group and
A second control unit that controls the combustion state of the second boiler group so as to keep the steam pressure value measured by the steam pressure measuring means at a set target steam pressure value.
A combustion amount acquisition unit that acquires the overall combustion rate of the second boiler group, and
Whether or not the state in which the total combustion rate of the second boiler group acquired by the combustion amount acquisition unit exceeds the preset upper limit combustion rate or the state in which the upper limit combustion rate is equal to or higher continues for the preset first time. Upper limit judgment unit for judgment and
Whether or not the state in which the overall combustion rate of the second boiler group acquired by the combustion amount acquisition unit is below the preset lower limit combustion rate or the state in which it is below the lower limit combustion rate continues for the preset second time. Lower limit judgment unit for judgment and
When the upper limit determining unit determines that the overall combustion rate of the second boiler group exceeds the upper limit combustion rate or exceeds the upper limit combustion rate for the first hour, the first boiler group The state in which the total number of virtual boilers subject to combustion control included in the above is increased and the overall combustion rate of the second boiler group is below the lower limit combustion rate or below the lower limit combustion rate by the lower limit determination unit is the first. A boiler system including a virtual boiler number correction unit that reduces the maximum number of virtual boilers subject to combustion control included in the first boiler group when it is determined to continue for two hours.
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、
予め設定された複数の最大設定圧力値をそれぞれの上限値とし、それぞれに対して予め設定された制御幅により規定される複数の制御圧力帯域を有し、前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域が設定されることにより、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧力値である測定蒸気圧力値が、前記設定された、複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域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2制御部は、
前記第2ボイラ群の全体燃焼率を取得する燃焼量取得部と、
前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が予め設定された第1時間継続するか否かを判定する上限判定部と、
前記燃焼量取得部により取得した前記第2ボイラ群の全体燃焼率が予め設定された下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が予め設定された第2時間継続するか否かを判定する下限判定部と、
前記上限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記上限燃焼率を上回る状態又は上限燃焼率以上となる状態が前記第1時間継続することが判定された場合、前記第1制御部に対して、前記設定されている前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域に換えて、前記第1ボイラ群の燃焼率を上げるように、前記複数の制御圧力帯域の内の別の1つの制御圧力帯域を設定するように指示し、
前記下限判定部により、前記第2ボイラ群の全体燃焼率が前記下限燃焼率を下回る状態又は下限燃焼率以下となる状態が前記第2時間継続することが判定された場合、前記第1制御部に対して、前記設定されている前記複数の制御圧力帯域のいずれか1つの制御圧力帯域に換えて、前記第1ボイラ群の燃焼率を下げるように、前記複数の制御圧力帯域の内の別の1つの制御圧力帯域を設定するように指示する、制御圧力帯域補正部と、を備える、ボイラシステム。 A boiler group consisting of a first boiler group consisting of one or more boilers and a second boiler group consisting of one or more boilers not belonging to the first boiler group,
A steam header that collects the steam generated in the boiler group,
A vapor pressure measuring means for measuring the vapor pressure inside the steam header, and
Each of the plurality of preset maximum set pressure values is set as the upper limit value, and each has a plurality of control pressure bands defined by a preset control width, and any one of the plurality of control pressure bands. By setting one control pressure band, the measured vapor pressure value, which is the vapor pressure value measured by the vapor pressure measuring means, is the control pressure band of any one of the plurality of set control pressure bands. A first control unit that controls the combustion state of the first boiler group so as to be within the range, and
A second control unit that controls the combustion state of the second boiler group so as to keep the steam pressure value measured by the steam pressure measuring means at a set target steam pressure value.
It is a boiler system equipped with
The second control unit
A combustion amount acquisition unit that acquires the overall combustion rate of the second boiler group, and
Whether or not the state in which the total combustion rate of the second boiler group acquired by the combustion amount acquisition unit exceeds the preset upper limit combustion rate or the state in which the upper limit combustion rate is equal to or higher continues for the preset first time. Upper limit judgment unit for judgment and
Whether or not the state in which the overall combustion rate of the second boiler group acquired by the combustion amount acquisition unit is below the preset lower limit combustion rate or the state in which it is below the lower limit combustion rate continues for the preset second time. Lower limit judgment unit for judgment and
When the upper limit determination unit determines that the state in which the overall combustion rate of the second boiler group exceeds the upper limit combustion rate or exceeds the upper limit combustion rate continues for the first hour, the first control unit On the other hand, in place of any one of the set control pressure bands, another of the plurality of control pressure bands is used so as to increase the combustion rate of the first boiler group. Instructed to set one control pressure band of
When the lower limit determination unit determines that the state in which the overall combustion rate of the second boiler group is below the lower limit combustion rate or below the lower limit combustion rate continues for the second time, the first control unit. On the other hand, in order to reduce the combustion rate of the first boiler group in place of any one of the set control pressure bands, another of the plurality of control pressure bands is used. A boiler system comprising a control pressure band compensator, which directs the setting of one control pressure band.
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