JP7272182B2 - ボイラシステム - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２系統のボイラ群を備えるボイラシステムに関する。

同じ蒸気ライン（同じ蒸気ヘッダ）に２系統のボイラ群を設置して、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、同じ目標圧力値と一致するように、それぞれの系統のボイラ群を、個別にＰＩ制御（又はＰＩＤ制御方式）により台数制御する系統別の制御部を備えるボイラシステムが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
このようなボイラシステムにおいては、例えば、先に１つの系統のボイラ群を立ち上げて、蒸気負荷が安定した後、他の系統のボイラ群を立ち上げた場合、最初に立ち上げた系統のボイラ群の燃焼率が高く、後から立ち上げた系統のボイラ群の燃焼率が低くなる状態が継続する。その後、仮に蒸気負荷の増減が生じたとしても、このような燃焼率の乖離した状態は解消されない。
ボイラが１０台設置され、５台／５台で２系統制御を行うボイラシステムを例として具体的に説明する。仮に、必要蒸気量（燃焼負荷）を４台のボイラがそれぞれ１００％燃焼する場合の燃焼量４００％に相当するとした場合、先に第１系統のみを立ち上げると、５台のボイラがそれぞれ８０％燃焼で安定する。その状態で、第２系統を立ち上げた場合、既にヘッダ圧力値が目標圧力値と一致していることから、新たにボイラ燃焼量を増加させる動作が働かない。ただし、第２系統の制御部が、最低でも１台２０％を燃焼させるように設定されている場合、最終的には、第１系統は５台のボイラがそれぞれ７６％燃焼し、第２系統は、１台のボイラが２０％燃焼で安定する。
そうすると、その後、蒸気負荷の増減が生じたとしても、第１系統のボイラ群の燃焼率と第２系統のボイラ群の燃焼率との乖離した状態は解消されない。

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このため、例えば、１つの系統のボイラ群しか燃焼していない場合、又は別の系統のボイラ群が例えば１台のみ台数制御対象で最小の燃焼量で燃焼している場合、急激な負荷変動が発生すると追従できない可能性がある。
また、系統によって、ボイラの燃焼率が大きく異なると、ボイラ寿命を均一化することが困難となる。

本発明は、少なくとも２系統のボイラ群を備えるボイラシステムにおいて、仮に１つの系統のボイラ群の燃焼率が、別の系統のボイラ群の燃焼率よりも高い状態で安定している場合であっても、燃焼率の高い系統から燃焼率の低い系統に、所定の燃焼量を移動することで、ボイラシステム全体の燃焼量を変化させずに、各系統の燃焼率を平準化することを可能とするボイラシステムを提供することを目的とする。

（１） 本発明は、１つ以上のボイラからなるボイラ群を、少なくとも２系統備え、各系統のボイラ群により生成された蒸気が集合する蒸気ヘッダと、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧力値であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、前記各系統のボイラ群ごとに設けられる制御部であって、前記ヘッダ圧力値が予め設定された目標圧力値と一致するように、制御周期ｎにおける各系統のボイラ群の燃焼制御に係る操作量となる必要蒸気量ＭＶ_ｎを速度形ＰＩ制御又は速度形ＰＩＤ制御方式により算出し、各系統のボイラ群の燃焼状態をそれぞれ制御する前記各系統のボイラ群に対応する制御部と、前記各系統のボイラ群を対象として、当該ボイラ群の燃焼制御に係る操作量を補正する平均燃焼率補正制御
部と、を備えるボイラシステムであって、前記平均燃焼率補正制御部は、前記制御部に対して、制御周期ｎにおける、当該制御部における前回の操作量ＭＶ_ｎ－１と、当該制御部により台数制御されるボイラの識別情報又は当該制御部により台数制御されるボイラの出力可能な最大蒸気量と、を取得する操作量取得部と、前記制御部に対して、当該制御部における前回の操作量ＭＶ_ｎ－１を当該制御部における台数制御されるボイラのそれぞれの最大出力可能蒸気量を合計した値である台数制御可能ボイラの最大蒸気量合計値により除算して、制御周期ｎにおける当該制御部の平均燃焼率を算出する平均燃焼率算出部と、前記制御部に対して、当該制御部における前回の操作量ＭＶ_ｎ－１から予め設定された単位補正量を減算した値を当該制御部における台数制御可能ボイラの最大蒸気量合計値により除算した値であるマイナス補正平均燃焼率を算出するマイナス補正平均燃焼率算出部と、前記制御部に対して、当該制御部における前回の操作量ＭＶ_ｎ－１から前記単位補正量を加算した値を当該制御部における台数制御可能ボイラの最大蒸気量合計値により除算した値であるプラス補正平均燃焼率を算出するプラス補正平均燃焼率算出部と、指定された任意の制御周期ｎにおいて、前記平均燃焼率の最も大きい制御部である第１の制御部と、前記平均燃焼率の最も小さい制御部である第２の制御部について、前記第１の制御部の平均燃焼率と、前記第２の制御部の平均燃焼率との偏差である平均燃焼率偏差、及び前記第１の制御部のマイナス補正平均燃焼率と、前記第２の制御部のプラス補正平均燃焼率との偏差である補正平均燃焼率偏差に関して、予め設定された乖離条件が成立するか否かを判定する平均燃焼率判定部と、前記平均燃焼率判定部により、前記乖離条件が成立すると判定されたとき、前記第１の制御部における操作量から前記第２の制御部における操作量に前記単位補正量を移動させる操作量補正部と、を備える、ボイラシステムに関する。

（２） 前記乖離条件は、前記制御周期ｎにおいて、前記第１の制御部と、前記第２の制御部と、の間の前記平均燃焼率偏差、及び前記補正平均燃焼率偏差がともに正の値となる条件であり、前記操作量補正部は、前記第１の制御部における制御周期ｎの前回操作量ＭＶ^１ _ｎ－１を、前記操作量ＭＶ^１ _ｎ－１から前記単位補正量を減算した値に補正するとともに、前記第２の制御部における制御周期ｎの前回操作量ＭＶ^２ _ｎ－１を、前記操作量ＭＶ^２ _ｎ－１に前記単位補正量を加算した値に補正することで、制御周期ｎにおいて、前記第１の制御部の操作量ＭＶ^１ _ｎから前記単位補正量を前記第２の制御部の操作量ＭＶ^２ _ｎに移動させるようにしてもよい。

（３） 前記乖離条件は、前記第１の制御部と、前記第２の制御部について、予め設定される判定カウンタ値Ｌ（Ｌ≧１）に対して、前記制御周期ｎから制御周期ｎ＋Ｌまでの各制御周期ｎ＋ｉ（０≦ｉ≦Ｌ）において、前記第１の制御部と、前記第２の制御部と、の間の前記平均燃焼率偏差、及び前記補正平均燃焼率偏差がともに正の値となる条件であり、前記操作量補正部は、前記第１の制御部における制御周期ｎ＋Ｌの前回の操作量ＭＶ^１ _{ｎ＋Ｌ－１}を、前記操作量ＭＶ^１ _{ｎ＋Ｌ－１}から前記単位補正量を減算した値に補正するとともに、前記第２の制御部における制御周期ｎ＋Ｌの前回の操作量ＭＶ^２ _{ｎ＋Ｌ－１}を、前記操作量ＭＶ^２ _{ｎ＋Ｌ－１}に前記単位補正量を加算した値に補正することで、制御周期ｎ＋Ｌにおいて、前記第１の制御部の操作量ＭＶ^１ _ｎ＋Ｌから前記単位補正量を前記第２の制御部の操作量ＭＶ^２ _ｎ＋Ｌに移動させるようにしてもよい。

（４） 前記ボイラシステムは、２系統のボイラ群を備えるようにしてもよい。

（５） 前記ボイラシステムにおいて、前記制御部及び前記平均燃焼率補正制御部は、１つの制御装置に含まれるようにしてもよい。

（６） 前記平均燃焼率補正制御部は、さらに、前記ボイラ群に係る系統全体において蒸気量出力が行えないとき、操作量に係る補正処理を行わないようにしてもよい。

本発明によれば、少なくとも２系統のボイラ群を備えるボイラシステムにおいて、仮に１つの系統のボイラ群の燃焼率が、別の系統のボイラ群の燃焼率よりも高い状態で安定している場合であっても、燃焼率の高い系統から燃焼率の低い系統に、所定の燃焼量を移動することで、ボイラシステム全体の燃焼量を変化させずに、各系統の燃焼率を平準化することを可能とするボイラシステムを提供することができる。

一実施形態に係るボイラシステムの構成を示すブロック図である。 一実施形態に係るボイラ群の概略を示す図である。 一実施形態に係る制御装置の構成を示す機能ブロック図である。 一実施形態に係るボイラシステムにおいて制御周期ごとに実行される操作量補正制御に係る処理フローを示す図である。

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るボイラシステム１について説明する。図１は、ボイラシステム１の概略を示す図である。以下の実施形態では、２系統のボイラ群を備えるボイラシステムについて説明するが、３系統以上のボイラ群を備えるボイラシステムについても、同じように適用できる。また、各系統のボイラ群は、複数のボイラを含む場合について説明するが、各系統のボイラ群は、１台のボイラからなる場合についても同じように適用できる。

ボイラシステム１は、１つの系統のボイラ群としての第１ボイラ群２Ａともう１つの系統のボイラ群としての第２ボイラ群２Ｂとからなるボイラ群２を備える。第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂは、それぞれ複数の連続制御ボイラ２０Ａ及び複数の連続制御ボイラ２０Ｂを含む。
ボイラシステム１は、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（以下「ヘッダ圧力」ともいう）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、各系統のボイラ群に対応する制御部としての第１系統制御部４Ａと、第２ボイラ群２Ｂの燃焼状態を制御する、各系統のボイラ群に対応する制御部としての第２系統制御部４Ｂと、平均燃焼率補正制御部３０と、を備える。なお、蒸気圧センサ７により測定された蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力値を以下、「ヘッダ圧力値ＰＶ」ともいう。
平均燃焼率補正制御部３０は、後述するように、第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂの燃焼制御状態をそれぞれ監視するとともに、第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂにおけるそれぞれの燃焼制御に係る操作量を補正する。そうすることで、平均燃焼率補正制御部３０は、複数の系統のボイラ群を備えるボイラシステム１において、仮に１つの系統のボイラ群の燃焼率が、別の系統のボイラ群の燃焼率よりも高い状態で安定している場合であっても、燃焼率の高い系統のボイラ群から燃焼率の低い系統のボイラ群に、所定の燃焼量を移動することで、ボイラシステム１全体の燃焼量を変化させずに、各系統のボイラ群の燃焼率を平準化する。
なお、ボイラシステム１は、第１系統制御部４Ａと、第２系統制御部４Ｂと、平均燃焼率補正制御部３０と、を含む制御装置としての台数制御装置３を備えるようにしてもよい。
以下、ボイラシステム１について説明する。まず、平均燃焼率補正制御部３０を説明する前に、各系統のボイラ群と各系統のボイラ群の制御部について説明する。

連続制御ボイラ２０Ａ及び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２１Ｂと、連続制御ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態を制御するローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂと、を備える。

ボイラ群２は、蒸気使用設備１８に供給する蒸気を生成する。
蒸気ヘッダ６は、蒸気管１１を介してボイラ群２を構成する複数の連続制御ボイラ２０Ａ及び２０Ｂに接続されている。この蒸気ヘッダ６の下流側は、蒸気管１２を介して蒸気使用設備１８に接続されている。
蒸気ヘッダ６は、ボイラ群２で生成された蒸気を集合させて貯留することにより、複数の連続制御ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの相互の圧力差及び圧力変動を調整し、圧力が調整された蒸気を蒸気使用設備１８に供給する。

蒸気圧センサ７は、信号線１３を介して、それぞれ第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂに電気的に接続されている。蒸気圧センサ７は、ヘッダ圧力を測定し、測定したヘッダ圧力値ＰＶに係る信号（蒸気圧信号）を、信号線１３を介して、それぞれ第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂに送信する。

第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂは、信号線１６Ａ及び１６Ｂを介して、それぞれ複数の連続制御ボイラ２０Ａ及び２０Ｂと電気的に接続されている。第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂは、蒸気圧センサ７により測定されるヘッダ圧力値ＰＶに基づいて、それぞれ連続制御ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態を制御する。

以上のボイラシステム１は、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂ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。

具体的には、蒸気使用設備１８の需要の増大により要求負荷（蒸気消費量）が増加し、蒸気ヘッダ６に供給される蒸気量が不足すれば、ヘッダ圧力が減少することになる。一方、蒸気使用設備１８の需要の低下により要求負荷（蒸気消費量）が減少し、蒸気ヘッダ６に供給される蒸気量が過剰になれば、ヘッダ圧力が増加することになる。従って、ボイラシステム１は、蒸気圧センサ７により測定されたヘッダ圧力値ＰＶの変動に基づいて、要求負荷の変動をモニターすることができる。そして、ボイラシステム１は、ヘッダ圧力値ＰＶに基づいて、蒸気使用設備１８の消費蒸気量（要求負荷）に応じて必要とされる蒸気量である必要蒸気量ＭＶを算出する。

ここで、第１実施形態のボイラシステム１を構成する複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂについて説明する。図２は、第１実施形態に係るボイラ群２の概略を示す図である。
第１実施形態のボイラ２０Ａ及び２０Ｂは、負荷率を連続的に変更して燃焼可能な連続制御ボイラからなる。
連続制御ボイラとは、少なくとも、最小燃焼状態Ｓ１（例えば、最大燃焼量の２０％の燃焼量における燃焼状態）から最大燃焼状態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。連続制御ボイラは、例えば、燃料をバーナに供給するバルブや、燃焼用空気を供給するバルブの開度（燃焼比）を制御することにより、燃焼量を調整するようになっている。

また、燃焼量を連続的に制御するとは、ローカル制御部２２Ａ及び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、ボイラ２０Ａ及び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。

第１実施形態におけるボイラ２０Ａ及び２０Ｂにおける、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については、それぞれボイラ２０Ａ及び２０Ｂ（バーナ）の燃焼をオン／オフすることで制御される。そして、最小燃焼状態Ｓ１から最大燃焼状態Ｓ２の範囲においては、燃焼量が連続的に制御可能となっている。
より具体的には、複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂそれぞれには、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、ボイラ２０Ａ及び２０Ｂは、最小燃焼状態Ｓ１から最大燃焼状態Ｓ２の範囲においては、単位蒸気量Ｕ単位で、蒸気量を変更可能となっている。

単位蒸気量Ｕは、ボイラ２０Ａ及び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１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、ボイラ２０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。
尚、出力蒸気量とは、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂにより出力される蒸気量を示し、この出力蒸気量は、複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂそれぞれから出力される蒸気量の合計値により表される。

複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂには、それぞれ優先順位が設定されている。優先順位は、第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂが、それぞれ、燃焼指示や燃焼停止指示を行うボイラ２０Ａ及び２０Ｂを選択するために用いられる。優先順位は、例えば整数値を用いて、数値が小さいほど優先順位が高くなるよう設定することができる。
図２に示すように、例えば、第１ボイラ群２Ａのボイラ２０Ａの１号機～５号機のそれぞれに「１」～「５」の優先順位が割り当てられている場合、１号機の優先順位が最も高く、５号機の優先順位が最も低い。この優先順位は、通常の場合、後述の第１系統制御部４Ａの制御により、所定の時間間隔（例えば、２４時間間隔）で変更される。
同様に、第２ボイラ群２Ｂのボイラ２０Ｂの４号機及び５号機のそれぞれに「１」及び「５」の優先順位が割り当てられている場合、４号機の優先順位が最も高く、５号機の優先順位が最も低い。この優先順位は、通常の場合、後述の第２系統制御部４Ｂの制御により、所定の時間間隔（例えば、２４時間間隔）で変更される。

前述したように、連続制御ボイラ２０Ａ及び２０Ｂは、それぞれ、燃焼が行われるボイラ本体２１Ａ及び２１Ｂと、ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態を制御するローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂと、を備える。
ローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂは、それぞれ蒸気消費量に応じてボイラ２０Ａ及び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２２Ｂは、それぞれ信号線１６Ａ及び１６Ｂを介して第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂから送信される制御信号又は運転者の手動操作により入力された制御信号に基づいて、ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態を制御する。また、ローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂは、それぞれ第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂで用いられる信号を、信号線１６Ａ及び１６Ｂを介してそれぞれ第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂに送信する。第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂで用いられる信号としては、ボイラ２０Ａ及び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。

以上のように構成されたボイラシステム１では、第１ボイラ群２Ａ及び第２ボイラ群２Ｂで発生させた蒸気が、蒸気ヘッダ６を介して蒸気使用設備１８に供給される。

次に、第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂについて説明する。
第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂは、蒸気圧センサ７からの蒸気圧信号に基づいて、要求負荷に応じた各ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態をそれぞれ独立に算出し、各ボイラ２０Ａ及び２０Ｂ（ローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂ）にそれぞれ独立に第１制御信号及び第２制御信号を送信する。この第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂは、図１に示すように、それぞれ第１制御部４１Ａと第１記憶部４２Ａ、及び第２制御部４１Ｂと第２記憶部４２Ｂとを備え、それぞれ信号線１６Ａ及び１６Ｂを介して各ボイラ２０Ａ及び２０Ｂに電気的に接続されている。

第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂは、それぞれ信号線１６Ａ及び１６Ｂを介してボイラ２０Ａ及び２０Ｂに各種の指示を送信したり、それぞれ各ボイラ２０Ａ及び２０Ｂから各種のデータを受信したりして、それぞれボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態及び運転台数の制御を実行する。各ボイラ２０Ａ及び２０Ｂは、それぞれ第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂから燃焼状態の変更指示の信号を受けると、その指示に従って該当するボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼量を制御する。なお、第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂは、それぞれ信号線１６Ａ及び１６Ｂを介してそれぞれボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態に関する情報を受信する。

第１記憶部４２Ａは、第１系統制御部４Ａの制御により、ボイラ２０Ａに対して行われた指示の内容や、各ボイラ２０Ａからそれぞれ受信した燃焼状態等の情報、各ボイラ２０Ａの単位蒸気量Ｕの設定に関する情報、複数のボイラ２０Ａの優先順位の設定に関する情報、優先順位の変更（ローテーション）に関する設定の情報等を、それぞれ記憶する。
また、第１記憶部４２Ａには、蒸気圧センサ７により測定されるヘッダ圧力値ＰＶに係る設定条件として、第１ボイラ群２Ａの燃焼制御に係る目標圧力値Ｐ１を予め設定することができる。

第２記憶部４２Ｂは、第１記憶部４２Ａと同様に、第２系統制御部４Ｂの制御により、ボイラ２０Ｂに対して行われた指示の内容や、各ボイラ２０Ｂからそれぞれ受信した燃焼状態等の情報、各ボイラ２０Ｂの単位蒸気量Ｕの設定に関する情報、複数のボイラ２０Ｂの優先順位の設定に関する情報、優先順位の変更（ローテーション）に関する設定の情報等を、それぞれ記憶する。
また、第２記憶部４２Ｂには、蒸気圧センサ７により測定されるヘッダ圧力値ＰＶに係る設定条件として、第２ボイラ群２Ｂの燃焼制御に係る目標圧力値Ｐ１を予め設定することができる。
このように、第１ボイラ群２Ａの燃焼制御に係る目標圧力値と第２ボイラ群２Ｂの燃焼制御に係る目標圧力値とは、同じ値Ｐ１が設定される。

次に第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂにおける燃焼制御に係る詳細な構成について説明する。第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂにおける燃焼制御に係る構成は、基本的に同じであることから、第１系統制御部４Ａについて説明する。
なお、第２系統制御部４Ｂについては、以下の説明において、第１系統制御部４Ａを第２系統制御部４Ｂに読み替える等により説明される。図３は、台数制御装置３の機能ブロック図である。

図３を参照すると、第１系統制御部４Ａは、第１ボイラ群２Ａから発生した蒸気の圧力値（ヘッダ圧力値）が、予め設定された目標圧力値Ｐ１となるような制御量を算出し、この制御量に基づいて第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａの燃焼量を制御する。
具体的には、第１系統制御部４Ａの第１制御部４１Ａは、必要蒸気量算出部４１１Ａと、出力制御部４１２Ａと、を含んで構成される。
すなわち、第１系統制御部４Ａは、ヘッダ圧力値ＰＶと予め第１記憶部４２Ａに設定された第１ボイラ群２Ａの目標圧力値Ｐ１との偏差に対して、所定のＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムに基づくフィードバック制御を行うことで、ヘッダ圧力値ＰＶが目標圧力値Ｐ１となるために必要な蒸気量ＭＶ^１ _ｎを算出し、算出した蒸気量ＭＶ^１ _ｎを発生するように第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａを制御する。

ここで、第１系統制御部４ＡのＰＩＤアルゴリズムに基づくフィードバック制御について簡単に説明する。
第１系統制御部４Ａ（具体的には、必要蒸気量算出部４１１Ａ）は、蒸気圧センサ７で測定されたヘッダ圧力値ＰＶ（フィードバック値）と予め設定された目標圧力値Ｐ１（設定値）との偏差がゼロとなるように、現時点の必要蒸気量ＭＶ^１ _ｎを、以下に示す速度形ＰＩＤアルゴリズムにより算出する。なお、速度形ＰＩアルゴリズムについては、速度形ＰＩＤアルゴリズムにおいて、Ｄ制御出力（変化分）を省略したものであり、その説明は省略する。

第１系統制御部４Ａ（必要蒸気量算出部４１１Ａ）は、複数のボイラ２０Ａから発生させるべき現時点の必要蒸気量ＭＶ^１ _ｎを、下記の速度形演算式（式１）により算出する。
ＭＶ^１ _ｎ＝ＭＶ^１ _ｎ－１＋ΔＭＶ^１ _ｎ ・・・・・・・・・・（式１）
（式１）において、ＭＶ^１ _ｎ：現時点の必要蒸気量（今回必要蒸気量）、ＭＶ^１ _ｎ－１：前回の制御周期時点の必要蒸気量（前回必要蒸気量）、ΔＭＶ^１ _ｎ：前回ｎ－１から今回ｎまでの必要蒸気量変化分である。ここで、添字ｎは、繰り返し演算の演算回数（ｎ回目：ｎ＝１，２，…，Ｎの正の整数値）を示す。
速度形演算は、制御周期ごとに前回ｎ－１から今回ｎまでの必要蒸気量変化分ΔＭＶ^１ _ｎのみを計算し、これに前回必要蒸気量ＭＶ^１ _ｎ－１を加算して、今回必要蒸気量ＭＶ^１ _ｎを計算する方法である。
これに対して、制御周期ごとに今回必要蒸気量ＭＶ^１ _ｎを直接計算するＰＩＤ制御アルゴリズムは、位置形演算と言う。

前回ｎ－１から今回ｎまでの必要蒸気量変化分ΔＭＶ^１ _ｎは、下記の（式２）により算出される。
ΔＭＶ^１ _ｎ＝ΔＰ_ｎ＋ΔＩ_ｎ＋ΔＤ_ｎ ・・・・・・・（式２）
（式２）において、ΔＰ_ｎ：Ｐ制御出力（変化分）、ΔＩ_ｎ：Ｉ制御出力（変化分）、
ΔＤ_ｎ：Ｄ制御出力（変化分）であり、それぞれ下記の（式３）～（式５）により求められる。
ΔＰ^１ _ｎ＝Ｋ^１ _Ｐ×（ｅ_ｎ－ｅ_ｎ－１） ・・・・・・・・・（式３）
ΔＩ^１ _ｎ＝Ｋ^１ _Ｐ×（Δｔ／Ｔ_Ｉ）×ｅ_ｎ ・・・・・・・（式４）
ΔＤ^１ _ｎ＝Ｋ^１ _Ｐ×（Ｔ_Ｄ／Δｔ）×（ｅ_ｎ－２ｅ_ｎ－１＋ｅ_ｎ－２） ・・・（式５）
（式３）～（式５）において、Δｔ：制御周期、Ｋ^１ _Ｐ：比例ゲイン、Ｔ_Ｉ：積分時間、Ｔ_Ｄ：微分時間、ｅ_ｎ：現時点ｎの偏差量、ｅ_ｎ－１：前回ｎ－１の制御周期時点の偏差量、ｅ_ｎ－２：前々回ｎ－２の制御周期時点の偏差量である。
現時点の偏差量ｅ_ｎは、目標圧力値Ｐ１と、蒸気圧センサ７で測定されたヘッダ圧力値ＰＶとの差であって、下記の（式６）により求められる。
ｅ_ｎ＝Ｐ１－ＰＶ ・・・・・・・・・・・・・・（式６）

第１系統制御部４Ａ（必要蒸気量算出部４１１Ａ）は、（式３）、（式４）、（式５）で算出された各出力（変化分）を、（式２）に従って合計することにより、前回ｎ－１から今回ｎまでの必要蒸気量変化分ΔＭＶ^１ _ｎを算出する。
そして、第１系統制御部４Ａ（必要蒸気量算出部４１１Ａ）は、（式１）のように、前回必要蒸気量ＭＶ^１ _ｎ－１に必要蒸気量変化分ΔＭＶ^１ _ｎを加算して、今回必要蒸気量ＭＶ^１ _ｎを計算することができる。
こうすることで、第１系統制御部４Ａ（必要蒸気量算出部４１１Ａ）は、ヘッダ圧力値ＰＶが目標圧力値Ｐ１となるために必要な蒸気量を算出し、算出した蒸気量を発生するように第１ボイラ群２Ａを構成するボイラ２０Ａを制御する。
第１系統制御部４Ａ（具体的には出力制御部４１２Ａ）は、必要蒸気量算出部４１１Ａにより算出された必要蒸気量ＭＶ^１ _ｎを出力するように制御する。
以上、連続制御ボイラ２０Ａからなる第１ボイラ群２Ａを制御する第１系統制御部４Ａについて説明した。

第２系統制御部４Ｂについても、前述したように、第１系統制御部４Ａ、第１制御部４１Ａ、必要蒸気量算出部４１１Ａ、及び出力制御部４１２Ａを、それぞれ第２系統制御部４Ｂ、第２制御部４１Ｂ、必要蒸気量算出部４１１Ｂ、及び出力制御部４１２Ｂに読み替える。また、今回必要蒸気量ＭＶ^１ _ｎ、前回必要蒸気量ＭＶ^１ _ｎ－１、及び前回ｎ－１から今回ｎまでの必要蒸気量変化分ΔＭＶ^１ _ｎを、それぞれＭＶ^２ _ｎ、ＭＶ^２ _ｎ－１、及びΔＭＶ^２ _ｎに読み替えるとともに、比例ゲインＫ^１ _ＰをＫ^２ _Ｐに読み替えることで説明される。

次に、平均燃焼率補正制御部３０の詳細について説明する。図３に示すように、平均燃焼率補正制御部３０は、操作量取得部３１と、平均燃焼率算出部３２と、マイナス補正平均燃焼率算出部３３と、プラス補正平均燃焼率算出部３４と、平均燃焼率判定部３５と、操作量補正部３６と、を備える。

＜操作量取得部３１＞
操作量取得部３１は、制御周期ｎごとに、第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂにおける燃焼制御に係る前回の操作量を取得する。具体的には、操作量取得部３１は、第１系統制御部４Ａから、前回の制御周期ｎ－１における、第１系統制御部４Ａにおける操作量としての必要蒸気量ＭＶ^１ｎ－１と、前回の制御周期ｎ－１における、第１系統制御部４Ａにより台数制御可能なボイラの識別情報と、を取得する。なお、第１系統制御部４Ａの系統の第１ボイラ群２Ａに含まれるそれぞれの連続制御ボイラ２０Ａの出力可能な最大蒸気量は予め取得しているものとする。
また、操作量取得部３１は、第２系統制御部４Ｂから、前回の制御周期ｎ－１における、第２系統制御部４Ｂにおける操作量としての必要蒸気量ＭＶ^２ｎ－１と、前回の制御周期ｎ－１における、第２系統制御部４Ｂにより台数制御可能なボイラの識別情報と、を取得する。なお、第２系統制御部４Ｂの系統の第２ボイラ群２Ｂに含まれるそれぞれの連続制御ボイラ２０Ｂの出力可能な最大蒸気量は予め取得しているものとする。
ここで、台数制御可能なボイラとは、例えば予備ボイラ、運転ＯＦＦボイラ、通信不良ボイラ、手動運転ボイラ等を除く、第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂにより、それぞれ燃焼制御されるボイラを意味する。
操作量取得部３１は、取得した第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂにおける燃焼制御に係る操作量を制御周期ｎに対応づけて記憶する。
以上、操作量取得部３１について説明したが、これに限られない。操作量取得部３１は、第１系統制御部４Ａにより台数制御可能なボイラの出力可能な最大蒸気量と、第２系統制御部４Ｂにより台数制御可能なボイラの出力可能な最大蒸気量と、を取得するようにしてもよい。

＜平均燃焼率算出部３２＞
平均燃焼率算出部３２は、制御周期ｎにおいて、第１系統制御部４Ａにより台数制御可能なボイラの最大蒸気量の合計値（以下、「第１系統制御部４Ａの最大出力蒸気量合計値」という）を算出する。平均燃焼率算出部３２は、第１系統制御部４Ａにより台数制御可能なボイラの識別情報に基づいて、第１系統制御部４Ａの最大出力蒸気量合計値を算出することができる。なお、第１系統制御部４Ａの系統の第１ボイラ群２Ａに含まれるそれぞれの連続制御ボイラ２０Ａの出力可能な最大蒸気量は予め取得しているものとする。また、操作量取得部３１が、第１系統制御部４Ａにより台数制御可能なボイラの出力可能な最大蒸気量を取得する場合、これらを合計することで、第１系統制御部４Ａの最大出力蒸気量合計値を算出するようにしてもよい。
平均燃焼率算出部３２は、第１系統制御部４Ａにおける前回の操作量ＭＶ^１ _ｎ－１を第１系統制御部４Ａの最大出力蒸気量合計値により除算することで、制御周期ｎにおける第１系統制御部４Ａの平均燃焼率Ａｖ＿Ｒ^１ _ｎを算出する。具体的には、式７で表される。
第１系統制御部４Ａの平均燃焼率Ａｖ＿Ｒ^１ _ｎ
＝ 前回の操作量ＭＶ^１ _ｎ－１／第１系統制御部４Ａの最大出力蒸気量合計値
（式７）
同様に、平均燃焼率算出部３２は、制御周期ｎにおいて、第２系統制御部４Ｂにより台数制御可能なボイラの最大蒸気量の合計値（以下、「第２系統制御部４Ｂの最大出力蒸気量合計値」という）を算出する。平均燃焼率算出部３２は、第２系統制御部４Ｂにおける前回の操作量ＭＶ^２ _ｎ－１を第２系統制御部４Ｂの最大出力蒸気量合計値により除算することで、制御周期ｎにおける第１系統制御部４Ａの平均燃焼率Ａｖ＿Ｒ^２ _ｎを算出する。具体的には、式８で表される。
第２系統制御部４Ｂの平均燃焼率Ａｖ＿Ｒ^２ _ｎ
＝ 前回の操作量ＭＶ^２ _ｎ－１／第２系統制御部４Ｂの最大出力蒸気量合計値
（式８）
以上、制御周期ｎにおける平均燃焼率について説明した。ここで、平均燃焼率を算出する際の除算における被除数が、前回の操作量ＭＶ_ｎ－１であることに本件の特徴があるといえる。

次に、マイナス補正平均燃焼率算出部３３とプラス補正平均燃焼率算出部３４について説明する前に、平均燃焼率の最も大きい系統と平均燃焼率の最も小さい系統について説明する。
制御周期ｎにおいて、平均燃焼率の最も大きい系統とは、平均燃焼率算出部３２により算出されるそれぞれの系統ｉ（第１実施形態の場合、ｉ＝１又は２）の平均燃焼率Ａｖ＿Ｒ^ｉ _ｎ を比較して、この値が最も大きい値となる系統ｉを制御周期ｎにおける平均燃焼率の最も大きい系統という。逆に、平均燃焼率Ａｖ＿Ｒ^ｉ _ｎが最も小さい値となる系統ｉを制御周期ｎにおける平均燃焼率の最も小さな系統という。
平均燃焼率算出部３２は、制御周期ｎにおける、それぞれの系統（第１実施形態の場合、ｉ＝１又は２）の平均燃焼率Ａｖ＿Ｒ^ｉ _ｎ から、平均燃焼率の最も大きい系統及び平均燃焼率の最も小さい系統を特定することができる。
なお、制御周期ｎにおける、平均燃焼率の最も大きい系統及び平均燃焼率の最も小さい系統について、後述する平均燃焼率判定部３５により特定するようにしてもよい。

＜マイナス補正平均燃焼率算出部３３＞
マイナス補正平均燃焼率算出部３３は、制御周期ｎにおいて平均燃焼率の最も大きい系統における前回の操作量ＭＶ^１ _ｎ－１から、予め設定された単位補正量Ｕ_ａｄを減算した値を、当該平均燃焼率の最も大きい系統の最大出力蒸気量合計値により除算した値であるマイナス補正平均燃焼率を算出する。
具体的には、制御周期ｎにおいて、例えば第１系統制御部４Ａが平均燃焼率の最も大きい系統である場合、マイナス補正平均燃焼率算出部３３は、制御周期ｎにおいて、第１系統制御部４Ａにおける前回の操作量ＭＶ^１ _ｎ－１から予め設定された単位補正量Ｕ_ａｄを減算した値を、第１系統制御部４Ａの最大出力蒸気量合計値により除算した値であるマイナス補正平均燃焼率 _{ｍｉｎｕｓ}Ａｖ＿Ｒ^１ _ｎを算出する。具体的には、式９で表される。
第１系統制御部４Ａのマイナス補正平均燃焼率_{ｍｉｎｕｓ}Ａｖ＿Ｒ^１ _ｎ
＝ （ＭＶ^１ _ｎ－１－単位補正量Ｕ_ａｄ）／第１系統制御部４Ａの最大出力蒸気量合計値
（式９）
ここで、単位補正量Ｕ_ａｄは、例えば単位蒸気量Ｕを適用してもよい。また、ボイラ１台あたりの最大燃焼量の１％相当の操作量としてもよい。

同様に、制御周期ｎにおいて、例えば第２系統制御部４Ｂが平均燃焼率の最も大きい系統である場合、マイナス補正平均燃焼率算出部３３は、制御周期ｎにおいて、第２系統制御部４Ｂにおける前回の操作量ＭＶ^２ _ｎ－１から予め設定された単位補正量Ｕ_ａｄを減算した値を、第２系統制御部４Ｂの最大出力蒸気量合計値により除算した値であるマイナス補正平均燃焼率_{ｍｉｎｕｓ}Ａｖ＿Ｒ^２ _ｎを算出する。具体的には、式１０で表される。
第２系統制御部４Ｂのマイナス補正平均燃焼率_{ｍｉｎｕｓ}Ａｖ＿Ｒ^２ _ｎ
＝ （ＭＶ^２ _ｎ－１－単位補正量Ｕ_ａｄ）／第２系統制御部４Ｂの最大出力蒸気量合計値
（式１０）

＜プラス補正平均燃焼率算出部３４＞
プラス補正平均燃焼率算出部３４は、マイナス補正算出部３１３とは逆に、制御周期ｎにおいて平均燃焼率の最も小さい系統における前回の操作量ＭＶ^１ _ｎ－１に、予め設定された単位補正量Ｕ_ａｄを加算した値を、当該平均燃焼率の最も小さい系統の最大出力蒸気量合計値により除算した値であるプラス補正平均燃焼率を算出する。
具体的には、制御周期ｎにおいて、例えば第１系統制御部４Ａが平均燃焼率の最も小さい系統である場合、プラス補正平均燃焼率算出部３４は、制御周期ｎにおいて、第１系統制御部４Ａにおける前回の操作量ＭＶ^１ _ｎ－１から予め設定された単位補正量Ｕ_ａｄを加算した値を、第１系統制御部４Ａの最大出力蒸気量合計値により除算した値であるプラス補正平均燃焼率 _ｐｌｕｓＡｖ＿Ｒ^１ _ｎを算出する。具体的には、式１１で表される。
第１系統制御部４Ａのプラス補正平均燃焼率_ｐｌｕｓＡｖ＿Ｒ^１ _ｎ
＝ （ＭＶ^１ _ｎ－１＋単位補正量Ｕ_ａｄ）／第１系統制御部４Ａの最大出力蒸気量合計値
（式１１）

同様に、制御周期ｎにおいて、例えば第２系統制御部４Ｂが平均燃焼率の最も小さい系統である場合、プラス補正平均燃焼率算出部３４は、制御周期ｎにおいて、第２系統制御部４Ｂにおける前回の操作量ＭＶ^２ _ｎ－１から予め設定された単位補正量Ｕ_ａｄを加算した値を、第２系統制御部４Ｂの最大出力蒸気量合計値により除算した値であるプラス補正平均燃焼率_ｐｌｕｓＡｖ＿Ｒ^１ _ｎを算出する。具体的には、式１２で表される。
第２系統制御部４Ｂのプラス補正平均燃焼率_ｐｌｕｓＡｖ＿Ｒ^２ _ｎ
＝ （ＭＶ^２ _ｎ－１＋単位補正量Ｕ_ａｄ）／第２系統制御部４Ｂの最大出力蒸気量合計値
（式１２）

＜平均燃焼率判定部３５＞
平均燃焼率判定部３５は、制御周期ｎにおける平均燃焼率の最も大きい系統の平均燃焼率と平均燃焼率の最も小さい系統の平均燃焼率との偏差（簡単のため、「平均燃焼率の偏差」という）と、平均燃焼率の最も大きい系統のマイナス補正平均燃焼率と平均燃焼率の最も小さい系統のプラス補正平均燃焼率との偏差（簡単のため、「補正後の平均燃焼率の偏差」という）に関して、予め設定された乖離条件が成立するか否かを判定する。なお、平均燃焼率判定部３５は、平均燃焼率が同じ場合は、乖離なしと判定する。

＜乖離条件＞
ここで、乖離条件をいくつか例示する。
制御周期ｎにおける平均燃焼率の偏差と補正後の平均燃焼率の偏差とが、ともに正の値となる条件を乖離条件（「制御周期毎の乖離条件」という）としてもよい。
また、予め判定用の閾値Ｌ（Ｌ≧１）を設定して、制御周期ｎから制御周期ｎ＋Ｌまでの各制御周期ｎ＋ｉ（０≦ｉ≦Ｌ）において、平均燃焼率の偏差と補正後の平均燃焼率の偏差とが、ともに正の値となる条件を乖離条件（「所定期間の乖離条件」という）としてもよい。
ここで、制御周期ｎから制御周期ｎ＋Ｌまでの期間として、例えば１０秒となるように、閾値Ｌを設定してもよい。この場合、平均燃焼率の偏差と補正後の平均燃焼率の偏差とが１０秒間、ともに正の値を維持する状態を表す。

＜操作量補正部３６＞
操作量補正部３６は、平均燃焼率判定部３５により、乖離条件が成立すると判定されたとき、平均燃焼率の最も大きい系統制御部から平均燃焼率の最も小さい系統制御部に単位補正量Ｕ_ａｄを移動させる。
具体的には、例えば、乖離条件として、制御周期毎の乖離条件を適用した場合、制御周期ｎにおいて、平均燃焼率の最も大きい系統制御部を第１系統制御部４Ａ、平均燃焼率の最も小さい系統制御部を第２系統制御部４Ｂとした場合、第１系統制御部４Ａにおける制御周期ｎの前回操作量ＭＶ^１ _ｎ－１を、操作量ＭＶ^１ _ｎ－１から単位補正量Ｕ_ａｄを減算した値に補正するとともに、第２系統制御部４Ｂにおける制御周期ｎの前回操作量ＭＶ^２ _ｎ－１を、操作量ＭＶ^２ _ｎ－１に単位補正量Ｕ_ａｄを加算した値に補正する。なお、第１系統制御部４Ａにおける、前回ｎ－１から今回ｎまでの必要蒸気量変化分ΔＭＶ^１ _ｎ及び第２系統制御部４ＢにおけるΔＭＶ^２ _ｎについては補正しない。
そうすることで、制御周期ｎにおいて、前記第１の制御部の操作量ＭＶ^１ _ｎから単位補正量Ｕ_ａｄを第２系統制御部４Ｂの操作量ＭＶ^２ _ｎに移動させることができる。また、この補正により、ボイラシステム１全体の操作量（ＭＶ^１ _ｎ＋ＭＶ^２ _ｎ）は不変である。また、フィードバック制御に係る偏差については、何ら補正しないことから、次回制御周期ｎ＋１以降におけるフィードバック制御に係る偏差の算出に影響を与えないことから、次回以降の制御周期におけるフィードバック制御は、依然として整合性をとることができる。
これにより、平均燃焼率補正制御部３０は、１つの系統のボイラ群の燃焼率が、別の系統のボイラ群の燃焼率よりも高い状態で、かつ燃焼率の高いボイラ群のマイナス補正平均燃焼率が、別の系統のボイラ群のプラス補正平均燃焼率よりも高い状態である場合に、系統間で操作量を補正することができる。

乖離条件として、所定期間（制御周期ｎから制御周期ｎ＋Ｌまで）の乖離条件を適用した場合、制御周期ｎ＋Ｌにおいて、平均燃焼率の最も大きい系統制御部を第１系統制御部４Ａ、平均燃焼率の最も小さい系統制御部を第２系統制御部４Ｂとした場合、第１系統制御部４Ａにおける制御周期ｎ＋Ｌの前回操作量ＭＶ^１ _{ｎ＋Ｌ－１}を、操作量ＭＶ^１ _{ｎ＋Ｌ－１}から単位補正量Ｕ_ａｄを減算した値に補正するとともに、第２系統制御部４Ｂにおける制御周期ｎ＋Ｌの前回操作量ＭＶ^２ _{ｎ＋Ｌ－１}を、操作量ＭＶ^２ _{ｎ＋Ｌ－１}に単位補正量Ｕ_ａｄを加算した値に補正する。なお、第１系統制御部４Ａにおける、前回ｎ＋Ｌ－１から今回ｎ＋Ｌまでの必要蒸気量変化分ΔＭＶ^１ _ｎ＋Ｌ及び第２系統制御部４ＢにおけるΔＭＶ^２ _ｎ＋Ｌについては補正しない。
そうすることで、制御周期ｎ＋Ｌにおいて、第１系統制御部４Ａの操作量ＭＶ^１ _ｎ＋Ｌから単位補正量Ｕ_ａｄを第２系統制御部４Ｂの操作量ＭＶ^２ _ｎ＋Ｌに移動させることができる。また、この補正により、ボイラシステム１全体の操作量（ＭＶ^１ _ｎ＋Ｌ＋ＭＶ^２ _ｎ＋Ｌ）は不変である。また、フィードバック制御に係る偏差については、何ら補正しないことから、次回制御周期ｎ＋Ｌ＋１以降におけるフィードバック制御に係る偏差の算出に影響を与えないことから、次回以降の制御周期におけるフィードバック制御は、依然として整合性をとることができる。
以上のように、乖離条件が成立する場合、異なる系統ボイラ群の間で単位補正量Ｕ_ａｄを移動させる補正を繰り返すことで、各系統のボイラ群の平均燃焼率を平準化することができる。
以上のように、乖離条件（特に所定期間の乖離条件）が成立している場合、仮に１つの系統のボイラ群の燃焼率が、別の系統のボイラ群の燃焼率よりも高い状態で安定している場合であっても、平均燃焼率補正制御部３０により、燃焼率の高い系統から燃焼率の低い系統に、所定の操作量を移動することで、ボイラシステム全体の操作量を変化させずに、各系統の燃焼率を平準化することが可能となる。
その結果、仮に、１つの系統のボイラ群を先に立ち上げて蒸気負荷が安定した後、他の系統のボイラ群を立ち上げた場合であっても、ボイラシステム全体の操作量を変化させずに、各系統の平均燃焼率を平準化することで、各系統で燃焼台数をある程度均等に確保することができる。これにより、急に発生する負荷増減に対しても、それぞれの系統で追従することができ、全系統の制御が安定する。
また、蒸気負荷が比較的高く、例えば、各系統に属するボイラ群が全て燃焼している状態においては、各系統のボイラ燃焼率を同じとすることができることから、各系統に属するボイラの寿命を均一化することができる。
なお、単位補正量Ｕ_ａｄについては、動的に変更できるようにしてもよい。変更された場合、乖離条件の判定は、単位補正量Ｕ_ａｄが変更された以降の制御周期に対して適用する。

＜平均燃焼率補正制御部３０による補正処理の停止について＞
また、ボイラシステム１の燃焼状態が以下のような特別な条件を満たす場合、平均燃焼率補正制御部３０は、補正処理を行わないようにすることが好ましい。
具体的には、いずれかの系統のボイラ群において、例えば障害発生（例えば、センサ故障、通信不良等）により台数制御が停止され、全台手動運転の場合、全台運転スイッチがオフとなった場合、燃焼中ボイラが０台の場合等により台数制御が制限されている場合は、平均燃焼率補正制御部３０は、補正処理を行わないように例えば、平均燃焼率補正制御部３０の制御を停止させることができる。
また、系統全体において、蒸気量出力が行えない場合、例えば給蒸可能ボイラが存在しない場合、ヘッダ圧力値が制御上限圧力を超過している場合、平均燃焼率補正制御部３０の制御を停止させることができる。
また、いずれかの系統のボイラ群に属するボイラが全て例えば９７％燃焼のような場合、同系統のボイラ群に対して増加側の操作量補正を行わないように、操作量の移動先の燃焼状態による制限を設けることができる。
逆に、いずれかの系統のボイラ群に属するボイラが１台のみ例えば２０％燃焼している場合、同系統のボイラ群に対して減少側の操作量補正を行わないように、操作量の移動元の燃焼状態による制限を設けることができる。
次に、各系統の燃焼台数及びボイラ燃焼率の平準化について説明する。

＜台数制御の設定変更又は運転オフによる平準化＞
平均燃焼率補正制御は、前述したように各系統のボイラ群における平均燃焼率を平準化するものである。ここで、制御周期ｎにおける平均燃焼率は、ボイラ群の前回ｎ－１における操作量（必要蒸気量）ＭＶ_ｎ－１を、今回ｎにおける台数制御可能ボイラの最大蒸気量合計値で除算したものである。
このため、各系統のボイラ群に含まれる台数制御可能ボイラが例えば全て燃焼している場合であって、燃焼ボイラ（＝台数制御可能ボイラ）の台数が異なる場合、平均燃焼率を同じになるように平準化された場合、ボイラ燃焼率は同じ値になるものの、燃焼台数にずれが生じる。このような場合、燃焼ボイラの台数を同じ台数にしたいとき、例えば、燃焼ボイラの台数が多いほうの系列のボイラ群から、台数制御可能台数が同じ台数になるように、運転オフボイラを選択すればよい。又は、台数制御の設定を変更することで、台数制御実施台数を減少させて予備ボイラを設けるようにしてもよい。そうすることで、各系統の燃焼台数が同じになり、ボイラ燃焼率がほぼ同じになる。
また、各系統の平均燃焼率が同じ値であっても、例えば、１つの系統のボイラ群は、燃焼制御可能な台数（例えば５台）が全て燃焼している状態であるのに対して、他方の系統のボイラ群は、燃焼制御可能な台数（例えば５台）の内、燃焼していないボイラ（例えば１台）を含むような場合であって、台数制御可能ボイラ（いずれの系統の５台）の最大蒸気量合計値が同じ値となるとき、１つの系統のボイラ群の燃焼ボイラの燃焼率は、他方の系統のボイラ群の燃焼ボイラの燃焼率よりも低くなることが発生する。
このような場合においても、燃焼ボイラの燃焼率のずれを解消するために、上述した運用を適用することで、各系統の燃焼台数を同じにして、燃焼ボイラの燃焼率のずれを解消することができる。

＜優先順位による制御ボイラの入れ替えによる平準化＞
蒸気負荷が低い状態で、全台のボイラが燃焼していない場合、各系統のボイラ燃焼率がずれる状態が発生する可能性がある。例えば、燃焼中ボイラの燃焼率が第１の所定値を上回ると燃焼台数を１台増加、また燃焼中ボイラの燃焼率が第２の所定値を下回ると、燃焼台数を１台減少する増台／減台判断条件がある。
このような増台／減台判断条件により、例えば、各系統の台数制御可能台数がともに５台であって、全体燃焼率（操作量）が２００％であったとしても、蒸気負荷の変動によっては、片方の系統は５台×４０％燃焼、他方の系統は４台×５０％燃焼と、燃焼台数及びボイラ燃焼率が異なる場合がある。また、蒸気負荷変動以外にも、例えば、燃焼中ボイラを運転オフにしたり、手動運転で燃焼しているボイラを自動運転に切換えたりした場合においても、燃焼台数及びボイラ燃焼率が異なる可能性がある。
このような場合、前述したように、各系統の全体燃焼率（操作量）が２００％であったとしても、片方の系統は５台×４０％燃焼、他方の系統は４台×５０％燃焼で安定する場合がある。このような場合、平均燃焼率は、ともに、２００％を台数制御可能ボイラ（５台）の最大出力蒸気量合計値で除算したものであることから、平均燃焼率は一致すると判定され、操作量の補正機能は実行されないこととなる。
そうすると、ボイラ燃焼率のずれが解消されない状態が継続する可能性が高くなる。
このような場合、例えば、１日１回のローテーション実施を行うことで、ボイラ優先順位を変更させた場合、例えば、優先順位の繰り上がった待機ボイラが強制的に燃焼を開始するため、待機ボイラが燃焼することで、燃焼台数が同じになるケースが発生する。このように、優先順位の変更が行われることで、各系統の燃焼台数が同じになり、ボイラ燃焼率がほぼ同じになる。

以上、ボイラシステム１の一実施形態を、ボイラシステム１の構成に基づいて説明した。次に、第１実施形態に係る平均燃焼率補正制御を実施した場合の動作を説明する。

ここで、図４は、制御周期ごとに実行される操作量補正制御に係る処理フローを示す図である。具体的には、ステップＳ１は、制御周期ごとに実行開始される。なお、スタート時は、カウンタは０に初期設定されている。
図４を参照すると、ステップＳ１において、平均燃焼率算出部３２は、操作量取得部３１により取得した第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂにおける操作量等に基づいて、第１系統制御部４Ａ及び第２系統制御部４Ｂの平均燃焼率を算出し、平均燃焼率の最も大きい系統及び平均燃焼率の最も小さい系統を特定する。

ステップＳ２において、平均燃焼率判定部３５は、２系統間の平均燃焼率の偏差（すなわち、平均燃焼率の最も大きい系統の平均燃焼率と平均燃焼率の最も小さい系統の平均燃焼率との偏差）を算出する。

ステップＳ３において、マイナス補正平均燃焼率算出部３３及びプラス補正平均燃焼率算出部３４は、２系統のマイナス補正平均燃焼率（すなわち、平均燃焼率の最も大きい系統のマイナス補正平均燃焼率）及びプラス補正平均燃焼率（すなわち、平均燃焼率の最も小さい系統のプラス補正平均燃焼率）を算出する。

ステップＳ４において、平均燃焼率判定部３５は、２系統間の補正後の平均燃焼率の偏差（すなわち、マイナス補正平均燃焼率とプラス補正平均燃焼率との偏差）を算出する。

ステップＳ５において、平均燃焼率判定部３５は、２系統間の平均燃焼率の偏差及び補正後の平均燃焼率の偏差がともに同じ正の値であるか判定する。同じ正の値の場合（Ｙｅｓの場合）ステップＳ６に移る。同じ正の値でない場合（Ｎｏの場合）ステップＳ８に移る。

ステップＳ６において、タイマが所定の閾値Ｌ以上となったか否か判定する。閾値Ｌ以上になった場合（Ｙｅｓの場合）ステップＳ７に移る。閾値Ｌ未満の場合（Ｎｏの場合）ステップＳ９に移る。

ステップＳ７において、操作量補正部３６は、２系統間で単位補正量を移動させる。

ステップＳ８において、平均燃焼率判定部３５は、タイマを０にリセットする。その後、ステップＳ１に移る。

ステップＳ９において、平均燃焼率判定部３５は、タイマに１を加算する。その後、ステップＳ１に移る。
以上により、２系統間の平均燃焼率の平準化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

＜３以上の系統のボイラ群を備えるボイラシステム＞
第１実施形態では、２系統のボイラ群を備えるボイラシステムについて説明したが、３以上の系統のボイラ群及び各系統に対応する系統制御部を備えるボイラシステムについても同様に、以下のように、平均燃焼率補正制御部の構成を適用することができる。
具体的には、制御周期ｎにおいて、各系統のボイラ群について、それぞれ平均燃焼率を算出するとともに、それらの系統のうち、平均燃焼率の最も大きい系統と平均燃焼率の最も小さい系統を特定する。次に、それらの系統のうち、平均燃焼率の最も大きい系統と平均燃焼率の最も小さい系統について、それぞれ平均燃焼率の最も大きい系統のマイナス補正平均燃焼率及び平均燃焼率の最も小さな系統のプラス補正平均燃焼率を算出する。平均燃焼率判定部３５は、制御周期ｎにおける平均燃焼率の最も大きい系統の平均燃焼率と平均燃焼率の最も小さい系統の平均燃焼率との偏差（平均燃焼率の偏差）と、平均燃焼率の最も大きい系統のマイナス補正平均燃焼率と平均燃焼率の最も小さい系統のプラス補正平均燃焼率との偏差（補正後の平均燃焼率の偏差）に関して、予め設定された乖離条件が成立するか否かを判定する。
そうすることで、操作量補正部３６は、平均燃焼率判定部３５により、乖離条件が成立すると判定されたとき、平均燃焼率の最も大きい系統制御部から平均燃焼率の最も小さい系統制御部に単位補正量Ｕ_ａｄを移動させることができる。
以上のように、平均燃焼率の最も大きい系統制御部と平均燃焼率の最も小さい系統制御部との間で乖離条件が成立する場合、平均燃焼率の最も大きい系統制御部から平均燃焼率の最も小さい系統制御部に単位補正量Ｕ_ａｄを移動させる補正を繰り返すことで、各系統のボイラ群の平均燃焼率を平準化することができる。

＜第１系統制御部と第２系統制御部の別装置化＞
第１実施形態では、第１系統制御部４Ａと第２系統制御部４Ｂとが同じ制御装置に含まれる構成について説明したが、これに限られない。例えば、第１系統制御部４Ａ、第２系統制御部４Ｂ、及び平均燃焼率補正制御部３０における制御周期の同期をとることで、別装置化してもよい。また、別装置化において、各系統制御部が同じ蒸気ヘッダのヘッダ圧力値を用いることを前提とする場合、各系統制御部で異なる蒸気圧センサにより測定されるヘッダ圧力値を用いるようにしてもよい。
なお、別装置化は、３つ以上の系統制御部を備える場合においても、同様にそれぞれの系統制御部を別装置化することができる。

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
２０Ａ、２０Ｂ 連続制御ボイラ
２１Ａ、２１Ｂ ボイラ本体
２２Ａ、２２Ｂ ローカル制御部
３ 台数制御装置
３０ 平均燃焼率補正制御部
３１ 操作量取得部
３２ 平均燃焼率算出部
３３ マイナス補正平均燃焼率算出部
３４ プラス補正平均燃焼率算出部
３５ 平均燃焼率判定部
３６ 操作量補正部
４Ａ 第１系統制御部
４Ｂ 第２系統制御部
４１１Ａ、４１１Ｂ 必要蒸気量算出部
４１２Ａ、４１２Ｂ 出力制御部
６ 蒸気ヘッダ
７ 蒸気圧センサ
１１、１２ 蒸気管
１３ 信号線
１６Ａ、１６Ｂ 信号線
１８ 蒸気使用設備

Claims (6)

1. １つ以上のボイラからなるボイラ群を、少なくとも２系統備え、
   各系統のボイラ群により生成された蒸気が集合する蒸気ヘッダと、
   前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧力値であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、
   前記各系統のボイラ群ごとに設けられる制御部であって、前記ヘッダ圧力値が予め設定された目標圧力値と一致するように、制御周期ｎにおける各系統のボイラ群の燃焼制御に係る操作量となる必要蒸気量ＭＶｎを速度形ＰＩ制御又は速度形ＰＩＤ制御方式により算出し、各系統のボイラ群の燃焼状態をそれぞれ制御する前記各系統のボイラ群に対応する制御部と、
   前記各系統のボイラ群ごとに設けられる各制御部を対象として、前記各系統のボイラ群ごとの燃焼制御に係る操作量を補正する平均燃焼率補正制御部と、
   を備えるボイラシステムであって、
   前記平均燃焼率補正制御部は、
   前記各系統のボイラ群ごとに設けられる各制御部から、制御周期ｎにおける、当該制御部における前回の操作量ＭＶｎ－１と、当該制御部により台数制御されるボイラの識別情報又は当該制御部により台数制御されるボイラの出力可能な最大蒸気量と、を取得する操作量取得部と、
   前記各系統のボイラ群ごとに設けられる各制御部に対して、当該制御部における前回の操作量ＭＶｎ－１を、当該制御部における、台数制御可能なボイラのそれぞれの最大出力可能蒸気量を合計した値である台数制御可能ボイラの最大蒸気量合計値により除算して、制御周期ｎにおける前記制御部ごとに平均燃焼率を算出する平均燃焼率算出部と、
   前記各系統のボイラ群ごとに設けられる各制御部に対して、当該制御部における前回の操作量ＭＶｎ－１から予め設定された各系統のボイラ群に共通の値である単位補正量を減算した値を当該制御部における台数制御可能なボイラの最大蒸気量合計値により除算した値であるマイナス補正平均燃焼率を前記制御部ごとに算出するマイナス補正平均燃焼率算出部と、
   前記各系統のボイラ群ごとに設けられる各制御部に対して、当該制御部における前回の操作量ＭＶｎ－１から前記単位補正量を加算した値を当該制御部における台数制御可能なボイラの最大蒸気量合計値により除算した値であるプラス補正平均燃焼率を前記制御部ごとに算出するプラス補正平均燃焼率算出部と、
   指定された任意の制御周期ｎにおいて、前記各系統のボイラ群ごとに設けられる各制御部のうち前記平均燃焼率の最も大きい制御部である第１の制御部と、前記各系統のボイラ群ごとに設けられる各制御部のうち前記平均燃焼率の最も小さい制御部である第２の制御部と、を特定し、
   前記第１の制御部の平均燃焼率と、前記第２の制御部の平均燃焼率との偏差である平均燃焼率偏差、及び前記第１の制御部のマイナス補正平均燃焼率と、前記第２の制御部のプラス補正平均燃焼率との偏差である補正平均燃焼率偏差に関して、予め設定された乖離条件が成立するか否かを判定する平均燃焼率判定部と、
   前記平均燃焼率判定部により、制御周期ｎにおいて前記乖離条件が成立すると判定されたとき、前記第１の制御部における前回の操作量ＭＶ ^１ _ｎ－１ を前回の操作量ＭＶ ^１ _ｎ－１ から前記単位補正量を減算した値に補正するとともに前記第２の制御部における前回の操作量ＭＶ ^２ _ｎ－１ を前回の操作量ＭＶ ^２ _ｎ－１ に前記単位補正量を加算した値に補正することで、制御周期ｎにおいて、前記第１の制御部の操作量ＭＶ ^１ _ｎ から前記第２の制御部の操作量ＭＶ ^２ _ｎ に前記単位補正量を移動させる操作量補正部と、
   を備える、ボイラシステム。
2. 前記乖離条件は、
   前記制御周期ｎにおいて、前記第１の制御部と、前記第２の制御部と、の間の前記平均燃焼率偏差、及び前記補正平均燃焼率偏差がともに正の値となる条件であり、
   前記操作量補正部は、
   前記第１の制御部における制御周期ｎの前回操作量ＭＶ^１ _ｎ－１を、前記操作量ＭＶ^１ _ｎ－１から前記単位補正量を減算した値に補正するとともに、前記第２の制御部における制御周期ｎの前回操作量ＭＶ^２ _ｎ－１を、前記操作量ＭＶ^２ _ｎ－１に前記単位補正量を加算した値に補正することで、制御周期ｎにおいて、前記第１の制御部の操作量ＭＶ^１ _ｎから前記単位補正量を前記第２の制御部の操作量ＭＶ^２ _ｎに移動させる、請求項１に記載のボイラシステム。
3. 前記乖離条件は、
   前記第１の制御部と、前記第２の制御部について、
   予め設定される判定カウンタ値Ｌ（Ｌ≧１）に対して、
   前記制御周期ｎから制御周期ｎ＋Ｌまでの各制御周期ｎ＋ｉ（０≦ｉ≦Ｌ）において、前記第１の制御部と、前記第２の制御部と、の間の前記平均燃焼率偏差、及び前記補正平均燃焼率偏差がともに正の値となる条件であり、
   前記操作量補正部は、
   制御周期ｎ＋Ｌにおいて、前記第１の制御部における制御周期ｎ＋Ｌの前回の操作量ＭＶ^１ _{ｎ＋Ｌ－１}を、前記操作量ＭＶ^１ _{ｎ＋Ｌ－１}から前記単位補正量を減算した値に補正するとともに、前記第２の制御部における制御周期ｎ＋Ｌの前回の操作量ＭＶ^２ _{ｎ＋Ｌ－１}を、前記操作量ＭＶ^２ _{ｎ＋Ｌ－１}に前記単位補正量を加算した値に補正することで、制御周期ｎ＋Ｌにおいて、前記第１の制御部の操作量ＭＶ^１ _ｎ＋Ｌから前記単位補正量を前記第２の制御部の操作量ＭＶ^２ _ｎ＋Ｌに移動させる、請求項１に記載のボイラシステム。
4. ２系統のボイラ群を備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のボイラシステム。
5. 前記制御部及び前記平均燃焼率補正制御部は、１つの制御装置に含まれる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のボイラシステム。
6. 前記平均燃焼率補正制御部は、さらに、
   前記ボイラ群に係る系統全体において蒸気量出力が行えないとき、操作量に係る補正処理を行わない、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のボイラシステム。

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