JPS63238303A - ボイラシステムの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、複数のボイラユニットを有するポ、イラシ
ステムの制御装置に関するものであり、特に、起動順序
に従って順次に起動する複数のボイラユニットの各々に
対して、その起動に先がけて順次にプリパージ（換気ま
たは掃気）を行うようにして、起動ごとのプリパージに
よる作動時間遅れを最小限に抑え、負荷の変動に対する
システムの応答性や、システム全体を始動させる際の迅
速性を高めるようにした改良に係わるものである。

〈従来の技術〉 スチームヘッダに共通接続された比較的容量の小さな複
数のボイラユニットを有する′ボイラシステムは、容量
の大きな単一のボイラユニットからなるボイラシステム
にくらべて、ボイラユニットごとにその停止状態と作動
状態の間を移行させることが容易であり、これによって
負荷の変動に対してシステムを追随させることができ、
しかも、個々のボイラユニットを最大出力で作動させる
こともできるので、広範囲に多用されている。

ところで、ボイラユニットは、その容量の大小を問わず
、その起動に際してプリパージを行うことが１通常、不
可避的に必要とされている。

このため、複数のボイラユニットを有するボイラシステ
ムにおいても、各々のボイラユニットを起動させるたび
ごとに、その準備段階としてのプリパージを行うことと
なり、プリパージには、少−なからぬ時間を要するので
、その起動に作動時間遅れを生じてしまう、結果として
、負荷の変動に対して追随させやすいとされるこの種の
システムにあっても、依然、負荷の変動にシステムを円
滑かつすみやかに追随させきれないという問題点があっ
た。これに対して、近時、複数のボイラユニットからな
るボイラシステムの制御において、各々のボイラユニー
／　トの燃焼状態を、高出力状態と低出力状態との間で
交互に移行させるようにして、負荷変動に対してシステ
ムを追随させ、これにより、ボイラユニットの起動と停
止の回数を減少させる燃焼状態制御方式が提案されてい
る。

第１図及び第２図の一部を参照して、その構成と動作を
説明すると、以下の通りである。

起動順序に従って、それぞれ番号＃１、＃２゜＃３、＃
４が付されている４台のボイラユニー／　）１０の出力
管は、スチームへラダ１１に共通接続され、スチームヘ
ッダ１１を介して図外の負荷機器に蒸気が供給される。

スチームヘッダ１１には、圧力調節器１２が設けられ、
圧力調節器１２の出力端子は制御装置１３に接続され、
該ヘッダｌｌ内の蒸気圧を表わす蒸気圧力信号が制御装
置１３に供給される。制御装置１゜の出力端子は４台の
ボイラユニット１０の各々に接続され、燃焼開始信号Ｂ
Ｉ、または燃焼停止信号ＢＤ、及び高燃焼状態選択信号
ＢＨ，または低燃焼状態選択信号ＢＬが個々のボイラユ
ニット１０に供給される。

制御装置１３には、スチームヘッダ１１の圧力調節器１
２に内蔵される可変抵抗器の出力端子に接続する抵抗−
電圧変換回路１４と、抵抗−電圧変換回路１４の出力端
子に比較入力端子を接続し、別個に設定される基準電圧
値をそれぞれの基準入力端子に接続する第１ないし第４
の４個の比較器１５ａ　、　１５ｂ　、　１５ｃ　、１
５ｄと、第１と第４の比較器１５ａ　、　１５ｄの出力
端子に、それぞれのバッファ１８ａ　、　ｌｅｄを介し
て接続する燃焼台数設定部１７と、第２と第３の比較器
１５ｂ　、　１５ｃの出力端子に、それぞれのバッファ
ｌｅｂ　、　１６ｃを介して接続する燃焼状態選択部１
８とが設けられている。

第１の比較器１５ａには、下限臨界値としての第１の臨
界値、例えば７．２Ｋｇ　／　ｃ　ｒｎ”に対応する基
準電圧値が供給され、圧力調節器１２の蒸気圧信号によ
り表わされる蒸気圧が、この下限臨界値より小なるとき
には、第１の比較器１５ａから燃焼台数設定部１７に燃
焼台数増加要求信号Ｂｉが供給される、同様にして、第
４の比較器１５ｄには、上限臨界値としての第４の臨界
値、例えば８．０Ｋｇ　／　ｃ　ｔｎ’に対応する電圧
値が供給され、蒸気圧が、この上限臨界値より大なると
きには、第４の比較器１５ｄから燃焼台数設定部１７に
燃焼台数減少要求信号Ｂｄが供給される。

第２の比較器１５ｂには、第１の臨界値より大なる第２
の臨界値、例えば、７．４Ｋｇ　／　ｃ　ｔｎ’に対応
する基準電圧値が供給され、蒸気圧が、この第２の臨界
値より小なるときには、第２の比較器１５ｂから燃焼状
態選択部１８に高燃焼状態要求信号Ｂｈが供給される。

同様にして、第３の比較器１５ｃには、第２の臨界値よ
り大なる第３の臨界値、例えば、　７．８Ｋｇ　／　Ｃ
ｒｎ’に対応する基準電圧値が供給され、蒸気圧が、こ
の第３の臨界値より大なるときには、第３の比較器１５
ｃから燃焼状態選択部１８に低燃焼状態要求信号ＢＩＬ
が供給される。

燃焼台数設定部１７は、燃焼台数増加信号Ｂｉが供給さ
れたときには、ボイラユニット１０の各々に、起動順序
に従って所定の時間の経過ごとに順次、燃焼開始信号Ｂ
Ｉを供給して、各ユニット１０を順次に起動し、一方、
燃焼台数減少信号Ｂｄが供給されたときには、起動順序
とは逆の順序に従って所定の時間の経過ごとに順次、燃
焼停止信号ＢＤを供給して、各ユニット１０を起動順序
と逆の順序で順次に停止し、複数のボイラユニット１０
の起動、停止制御を行う。

燃焼状態設定部１８は、前記燃焼台数設定部１７が起動
順序に従って順次に起動した最後のボイラユニット（以
下、調整ボイラという）に対して、高燃焼状態要求信号
Ｂｈが燃焼状態設定部１８に供給されたときには、調整
ボイラの動作状態において、その燃焼状態を高燃焼状態
に選択させる高燃焼状態選択信号ＢＨを供給し、一方、
低燃焼状態要求信号ＢＩが供給されたときには、その燃
焼状態を低燃焼状態に選択させる低燃焼状態選択信号Ｂ
Ｌを供給して、調整ボイラの燃焼状態制御を行う以下、
従来技術に基づくこの種のボイラシステムの制御装置の
動作をより詳細に説明する。なお、第１ないし第４の比
較器１５ａ−１５ｄからの出力信号Ｂｉ、Ｂｄ、Ｂｈ、
Ｂｎはいずれもこれを７クチブハイ信号とし、比較器１
５ａ−１５ｂに関しては、その入力電圧がそれぞれの基
準電圧以下であるときに、そして、比較器１５ｃ　、　
１５ｄに関しては、その入力電圧がそれぞれの基準電圧
以上であるときに、高レベルでアクチブとなるような信
号とする。

上記燃焼台数設定部１７は起動スイッチ２０がオンとな
ったときに活性化され、入力信号ＢｉまたはＢｄに応じ
て、それぞれ高レベルの燃焼開始信号ＢＩまたは低レベ
ルの燃焼停止信号ＢＤを前記ボイラユニット＃１、＃２
、＃３、＃４に対して選択的に出力する。

該燃焼台数設定部１７は、その入力に上記燃焼台数増加
要求信号Ｂｉが現われている間は、前記ボイラユニット
に対して前記高レベルの燃焼開始信号ＢＩを所定の時間
間隔をもって、個々のボイラユニットの起動順序に従っ
て、すなわち＃ｌ→＃２→＃３→＃４の順序で順次出力
する。

一方、上記燃焼台数減少要求信号Ｂｄが現われている間
は、前記ボイラユニットに対して前記低レベルの燃焼停
止信号ＢＤを所定の時間間隔、例えば、４秒の時間間隔
をもって、該ボイラユニットの起動順序とは逆の順序に
従って、すなわち＃４→＃３−．＃２→＃ｌの順序で順
次出力する。

なお、この燃焼開始信号ＢＩを順次各ボイラユニットに
供給する時間間隔は、各ボイラユニット１０が停止状態
から起動されて高燃焼状態に至るまでの若干の時間的余
裕を考慮してこれを５秒程度とするのがよい、また、各
ボイラユニットが前記燃焼台数設定部１７からの燃焼開
始信号ＢＩにより停止状態から燃焼状態に移行する場合
には、無条件で高燃焼状態となるものとするが、ただし
該ボイラユニット１０が停止状態から高燃焼状態となる
のに先立って、若干の時間遅れと、それに引き続くいく
ばくかの低燃焼状態時間をともなう。

上記燃焼状態選択部１８は、そのセット入力端子Ｓがバ
ッファｔａｂを介して上記第２の比較器１５ｂの出力端
子に接続され、そのリセット端子Ｒがバッファ１８ｃを
介°して上記第３の比較器１５ｃの出力端子に接続され
たセット・リセット型のフリップフロップ２１を有し、
フリップフロップ２１の出力端子Ｑはオアゲート２２．
２３．２４の一方の入力端子にそれぞれ共通接続されて
いる。また、オアゲート２２．２３．２４の各他方の入
力端子は燃焼台数設定部１７のボイラユニット＃１〜井
４の各出力端子にそれぞれ接続されている。そして、こ
れらのオアゲート２２．２３．２４の各出力端子及びフ
リップフロップ２１の各出力端子は、それぞれ各ボイラ
ユニー／　）＃ｌ〜＃４に接続され、これにより、燃焼
状態選択部１８から各ボイラユニット＃１〜井４には、
高燃焼状態選択信号ＢＨまたは低燃焼状態選択信号ＢＬ
が供給可能である。

そして、該燃焼状態選択部１８は前記第２の比較器１５
ｂからの高燃焼状態要求信号Ｂｈに応じて、それぞれ高
レベルの高燃焼状態選択信号ＢＨまたは低レベルの低燃
焼状態選択信号ＢＬを、前記ボイラユニット＃１、＃２
．＃３、＃４に対して選択的に出力する。

これにより、例えば本例におけるボイラシステムの全ボ
イラユニット＃ｌ〜＃４の燃焼中は、それらボイラユニ
ットのうち起動順序が後である１台のボイラユニット＃
４が、またボイラユニット＃ｌ〜＃３の燃焼中はそれら
ボイラユニットのうち起動順序が後である１台のボイラ
ユニット＃３が、それぞれ調整ボイラとなるが、この調
整ボイラに対しては、蒸気圧力が上昇中で、フリップフ
ロップ２１のリセット入力端子に低燃焼状態要求信号Ｂ
Ｉが入力し、これに応じて該フリップフロップが「０」
を記憶し、低燃焼状態選択信号ＢＬを、当該時点におけ
る調整ボイラに対して、例えば、その起動順序とは逆の
順序に従って、順次出力する。また蒸気圧力が降下中で
、フリップフロップ２１のセット入力端子に前記高燃焼
状態要求信号Ｂｈが入力され、これに応じて該フリップ
フロップが「１」を記憶し、高燃焼状態選択信号ＢＨを
、当該時点における調整ボイラに対して、例えば、その
起動順序に従って、順次出力する。

しかして、上記従来技術によれば、燃焼台数設定部１７
は、複数のボイラユニｙ）１Ｇを起動順序。

またはその逆の順序に従って、各々のボイラについて順
次に起動、停止制御を行い、燃焼状態選択部１８は、燃
焼台数設定部１７にて設定された調整ボイラについて燃
焼状態制御を行い、これらが相俟って、負荷の変動に対
してシステムを追随させるように動作する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記従来技術によれば、調整ボイラを設
定して、その燃焼状態を高燃焼状態と低燃焼状態との間
で移行するような制御が行われるので、負荷の変動によ
る蒸気圧の変化が所定の範囲内に留まる場合には、上記
の燃焼状態制御によっても、ある程度はシステムを負荷
変動に追随させることが可能ではあるが、当該所定の範
囲を逸脱するような負荷の変動が生じた場合や、ボイラ
システム全体を始動させる場合などには、結局のところ
、各々のボイラユニットについて起動、停止を行わなけ
ればならず、そして、ボイラの起動に際しては、その都
度、ボイラごとにプリパージ、が必要となるので、それ
にともなう時間遅れを避けることができない、その結果
、依然として、負荷の変動に対してシステムを円滑かつ
すみやかに追随させきることができないので、応答性に
欠け、しかも、システム全体の始動に際しての迅速性に
も欠けるという問題点があった。

く問題点を解決するための手段〉 故に、この発明は、上記従来技術に基づくボイラシステ
ムの制御装置における負荷の変動に対するシステムの応
答性の劣悪さや、始動に際しての迅速性の欠如という問
題点に鑑み、複数のボイラユニットの各々に対して供給
される燃焼開始信号ＢＩに応答して、起動順序に従って
順次に起動する各々のボイラユニットに対して、その起
動に先がけて順次にプリパージ待機信号を供給するプリ
パージ待機信号生成手段を備えることにより、各々のボ
イラユニットの起動順序に先がけて（起動順序において
一台先行するボイラユニー／　トの加熱動作にに割当て
られたタイムスロットに重ねて）予めプリパージを行う
ようにして、プリパージにともなう時間遅れを解消し、
もって前記問題点を解決せんとするものである。

く作　用〉 この発明の構成は、複数のボイラユニットの各々に対し
て、燃焼台数設定手段１７がその起動順序に従って所定
の時間の経過ごとに順次に供給する燃焼開始信号ＢＩに
基づいて、プリパージ待機信号生成手段３０は、起動順
序に従って次に起動されるであろうボイラユニットに対
して、プリパージ待機信号ＢＰを供給し、当該ボイラユ
ニットの起動に先がけて目下作動中のボイラユニットに
割出てられたタイムスロット内で当該ボイラユニットで
のプリパージを行わせるようにし、これにより、起動順
序に従って各々のボイラユニー／　）が起動する際には
、各ボイラユニットがプリパージ待機信号ＢＰに後続す
る燃焼開始信号ＢＩに対して即座に応答して、加熱作動
を開始するように作用するものである。

〈実施例〉 この発明の実施例を図面に基づいて説明すれば以下の通
りである。

なお、この発明による制御装置の適用可能なボイラシス
テムは、どのような形式の、また、どのような台数のボ
イラユニットからなるものであってもよいが、以下に記
載する実施例においては、説明の便宜上、当該ボイラシ
ステムは蒸気式ボイラを４台連結してなるものとする。

第１図において、制御装置１３は、４台のボイラユニッ
ト＃１〜＃４を共通接続するスチームへラダ１１の圧力
調節器１２に接続され、制御装置１３にはプリパージ待
機信号生成手段３０が内部に設けられている。制御装置
１３の出力端子は、ボイラユニット１０の各々に接続さ
れ、燃焼開始信号ＢＩ、燃焼停止信号ＢＤ、高燃焼状態
選択信号ＢＨ，低燃焼選択信号ＢＬ及びプリパージ待機
信号ＢＰが各ボイラユニット１０に供給可能である。

第２図は、制御装置１３の具体的構成例として、そのア
ルゴリズムを実行するためのハードウェア構成を概念的
に示すものであり、制御装置１３は、マイクロコンピュ
ータ等によって実現され、起動順序に従って番号付けさ
れている４台のボイラユニット＃ｌ〜＃４を適宜、選択
的に制御する。

圧力調節器１２に内蔵されてスチームヘッダｌｌ内の蒸
気圧の変動に対応してその抵抗値が変化する可変抵抗器
の出力端子は、その抵抗値の変化を電圧値の変化に変換
する抵抗−電圧変換器１４に接続され、抵抗−電圧変換
器１４の出力端子には、４個の比較器１５ａ　、　１５
ｂ　、　１５ｃ　、　１５ｄが接続されている。そして
、比較器１５ａ　、　１５ｄの出力端子はバッファｌｅ
ａ　、　ｌｅｄ経由で燃焼台数設定部１７に接続され、
比較器１５ｂ　、　１５ｃの出力端子はバッファｔａｂ
、　１８ｃ経由で燃焼状態選択部１８に接続されている
燃焼台数設定部１７の出力端子は、各々のボイラユニッ
ト１０に接続され、途中分岐でプリパージ待機信号生成
手段３０にも接続され、燃焼開始信号Ｂ■と燃焼停止信
号ＢＯとがそれぞれに供給可能である。また、燃焼台数
設定部１７の出力端子のうち、ボイラユニット＃２、＃
３、＃４に接続されるものは、燃焼状態選択部１８にも
接続されている。

次いで、プリパージ待機信号生成手段３０について詳細
に説明する。

プリパージ待機信号生成手段３０は、一方の入力端子が
第１のインバータ３１を介して起動スイッチ２０に接続
され、他方の入力端子が第２のインバータ３２を介して
燃焼台数設定部１７のボイラユニット＃１への出力端子
に接続されている第１のアンドゲート３３と、一方の入
力端子が前記ボイラユニット＃１への出力端子に接続さ
れ、他方の入力端子が第３のインバータ３４を介して燃
焼台数設定部１７のボイラユニット＃２への出力端子に
接続されている第２のアンドゲート３５と、一方の入力
端子が前記ボイラユニット＃２への出力端子に接続され
、他方の入力端子が第４のインバータ３８を介して燃焼
台数設定部１７のボイラユニット＃３への出力端子に接
続されている第３のアンドゲート３７と、・一方の入力
端子が前記ボイラユニット＃３への出力端子に接続され
、他方の入力端子が第５のインバータ３８を介して燃焼
台数設定部１７のボイラユニット＃４への出力端子に接
続されている第４のアンドゲート３８とを有し、これら
の第１ないし第４のアンドゲート３３．３５．３７．３
８の出力端子は、それぞれ＃１〜＃４のボイラユニット
に接続され、これらによって各々のボイラユニット１０
には、プリパージ待機信号ＢＰが供給可能である。

これにより、例えば、本例におけるボイラシステムの＃
ｌのボイラユニットに燃焼台数設定部！７から燃焼開始
信号ＢＩが供給される場合には、第１のアンドゲート３
３の一方の入力端子には、起動スイッチ２０の閉成によ
るローレベル信号が第１のインバータ３！によって反転
されてハイレベル信号として入力し、アンドゲート３３
の他方の入力端子には、燃焼台数設定部１７のボイラユ
ニット＃ｌへの出力端子のハイレベル信号が第２のイン
バータ３２によって反転されてローレベル信号として入
力するので、第１のアンドゲート３３の出力はローレベ
ル信号となるので、この場合、ボイラユニー／　ト＃１
には、゛プリパージ待機信号ＢＰは供給されない。

これに対して、起動順序で次のボイラユニットにあたる
＃２のボイラユニットに接続されている第２のアンドゲ
ート３５の一方の入力端子には、燃焼台数設定部１７の
ボイラユニット＃ｌへの出力端子のハイレベル信号が入
力し、しかも、ボイラユニット＃２への出力端子のロー
レベル信号が第３のインバータ３４によって反転されハ
イレベル信号として入力するので、第２の７ンドゲート
３５の出力はハイレベル信号となり、この場合、ボイラ
ユニット＃２には、プリパージ待機信号ＢＰが供給され
る。

しかしながら、ボイラユニット＃３．＃４にそれぞれ接
続されている第３、第４のアンドゲート３７．３８には
、燃焼台数設定部１７のボイラユニット井２、＃３への
出力端子からローレベル信号が入力しているので、これ
らのアンドゲート３７．３８の出力はローレベル信号と
なり、この場合でも、ボイラユニット＃３、＃４には、
プリパージ待機信号ＢＰが供給されない。

起動順序に従って、次にボイラユニット＃ｌに加えてボ
イラユニット＃２に対しても燃焼台数設定部１７から燃
焼開始信号ＢＩが供給される場合には、上記と同様にし
て、第１と第２のアンドゲート３３．３５には、第１と
第２のインバータ３２．３４を介してローレベル信号が
入力し、また第４のアントゲ−）３１３には、燃焼台数
設定部１７のボイラユニット＃３への出力線からローレ
ベル信号が入力するので、これらのアンドゲート３３．
３５．３９の出力はローレベル信号となり、ボイラユニ
ット＃ｌ、＃２、＃４には、プリパージ待機信号ＢＰが
供給されない。

しかるところ、この場合には、第３のアンドゲート３７
の一方の入力端子には、燃焼台数設定部１７のボイラユ
ニット＃２への出力端子からハイレベル信号が入力し、
他方の入力端子には、ボイラユニット＃３への出力への
出力端子のローレベル信号が第４のインバータ３Ｂによ
って反転されてハイレベル信号となって入力するので、
第３のアンドゲート３７の出力はハイレベル信号となり
、起動順序に従って次に起動されるであろうボイラユニ
ット＃３に対して、プリパージ待機信号ＢＰが供給され
る。

その際、第３のアンドゲート３７の出力がハイレベル信
号に移行する時点は、燃焼台数設定部１７から、ボイラ
ユニット＃２に加熱動作を開始させるべく、当該ボイラ
に向けて出力される燃焼開始信号ＢＩ　　（当該信号の
ハイレベルへの移行時点）によって支配されるものであ
るから、第３のアンドゲート３７からボイラユニット＃
３に向けて出力されるプリパージ待機信号ＢＰとボイラ
ユニット＃２に向けて出力される燃焼開始信号ＢＥ　と
は同時的に供給されることとなり、結局、ポイラユニツ
＃３に対してプリパージ待機信号ＢＰが供給される。

かくして、プリパージ待機信号生成手段３０は、燃焼台
数設定部１７から複数のボイラユニー２トの各々に対し
てその起動順序に従って順次に供給する燃焼開始信号Ｂ
Ｉに応答して、その起動順序に従って次に起動されるで
あろうボイラユニットに対して、その起動に先がけてプ
リパージ待機信号ＢＰを供給し、起動に先がけてプリパ
ージを行う。

しかして、燃焼台数設定部１７から当該ボイラユニット
に燃焼開始信号ＢＩが供給されるときには、すでにプリ
パージが行われ、ないしは完了しているので、プリパー
ジに併う時間遅れが解消され、円滑かつすみやかにボイ
ラユニットの起動が行われることになる。

このように作動するプリパージ待機信号生成手段３０を
含む制御装置１３の全体的な動作を説明すれば以下のと
おりである。

先ず、下記のような５段階の制御領域に係わる制御プロ
トコルに基づいて、前記ボイラシステム（第１図）に対
する制御が行われる。

１且ＩＬ！　（］！ｕ転台数増加モード）前記スチーム
ヘッダ１１（第１図）内の蒸気圧力が前記第１の臨界値
７．２Ｋｇ　／　Ｃｍ″以下場合はこれを圧力制御領域
Ａとし、この制御領域Ａにおいては、ボイラユニットの
燃焼台数を５秒間熱で１台ずつ高燃焼状態で順次起動さ
せる。この場合、停止状態から高燃焼状態に移行するボ
イラユニットの起動順序は＃１→＃２→＃３→＃４の順
序とする。そして、このとき各ボイラユニットの起動に
先がけて順次、→＃２→＃３→＃４の順序で各々のボイ
ラユニットに対してプリパージが行われる。

Ｗ（高燃焼状態移行モード） 蒸気圧力が前記第１の臨界値７．２Ｋｇ　／　ｃ　ｍ″
以上かつ前記第２の臨界値７．４Ｋｇ　／　ｃ　ｍ″以
下場合はこれを圧力制御領域Ｂとし、この制御領域Ｂに
おいては、調整ボイラを低燃焼状態から高燃焼状態に移
行させる。ただし、蒸気圧力が上昇中の場合は、調整ボ
イラはすでに高燃焼状態となっているため、このモード
が実行されるのは、蒸気圧力が降下中で調整ボイラが低
燃焼状態となっている場合のみである。

」６１匹（状態保持モード） 蒸気圧力が前記第２の臨界値７．４　ｋｇ／ｃｍ″以上
でかつ前記第３の臨界値７．８　ｋｇ／ｃｒｎ’以下の
場合はこれを圧力制御領域Ｃとし、この制御領域Ｃでは
蒸気圧力が上昇して第２の臨界値を越え、あるいは蒸気
圧力が降下して第３の臨界値以下となった時点における
状態を全ボイラユニットが保持する。

！（低燃焼状態移行モード） 蒸気圧力が前記第３の臨界値７．８　ｋｇ／ｃｍ″以上
でかつ前記第４の臨界値８．０　ｋｇ／ｃｍ’以下の場
合はこれを圧力制御領域りとし、この制御領域りでは調
整ボイラを高燃焼状態から低燃焼状態に移行させる。た
だし、蒸気圧力が降下中の場合は、調整ボイラはすでに
低燃焼状態となっているため、このモードが実行される
のは、蒸気圧力が上昇中で調整ボイラが高燃焼状態とな
っている場合のみである。

１且」１」（燃焼台数減少モード） 蒸気圧力が前記第４の臨界値８．０　ｋｇ／ｃｍ″以上
の場合はこれを圧力制御領域Ｅとし、この制御領域Ｅに
おいては、ボイラユニットの燃焼台数を４秒間熱で１台
ずつ減少させると同時に、調整ボイラを高燃焼状態から
低燃焼状態に移行させる。この場合の停止順序も、ボイ
ラユニットの起動順序とは逆の順序、すなわち＃４→＃
３→＃２→＃１の順序とする。

以下、上記のような制御プロトコルにもとづいて、第１
図の構成のボイラシステムを制御する動作について、第
３図を参照して説明する。なお第３図において、ＢＨお
よびＢＬはそれぞれ第２図の燃焼状態選択部１Ｂからの
高燃焼選択信号および低燃焼選択信号をその順に表わし
、ＢＰは第２図のプリパージ待機信号生成手段３０から
のプリパージ待機信号ＢＰを表わし、Ｈ，ＬおよびＰは
これら高燃焼選択信号ＢＨ，低燃焼選択信号ＢＬおよび
プリパージ待機信号ＢＰが出力されている期間における
ボイラユニットの実際の燃焼状態とプリパージの状態を
示すもので、Ｈは高燃焼状態を、Ｌは低燃焼状態を、Ｐ
はプリパージ状態をそれぞれ表わす、従って各ボイラユ
ニットの高燃焼状態Ｈの立上りに先行する短期間の低燃
焼状態りは、前記したプリパージに引き続いて不可避的
に経過する低燃焼期間を示すものである。しかして以下
の説明においては、取り敢えず当該ポイラシステムに対
する熱負荷がほぼ一定であるものとして説明を進め、し
かる後、負荷変動時の制御動作について説明することと
する。

（１）まず、第３図に示す時間ｔｏで第２図に示す起動
スイッチ２０がオンとなった時点では、蒸気圧力は前記
制御領域Ａ内にある。この制御領域Ａは前述のようにボ
イラユニットの燃焼台数を５秒間隔で１台ずつ増加させ
、その際、各ボイラユニットの起動に先がけてプリパー
ジを行う制御領域であり、前記比較器１５ａ　、　１５
ｂからの出力信号は高レベルに保持されるため、燃焼台
数増加要求信号Ｂｉおよび高燃焼状態要求信号Ｂｈが出
力されており、従って前記燃焼台数設定部１７からは燃
焼開始信号ＢＩが、また前記燃焼状態選択部１８からは
高燃焼状態選択信号ＢＨが、ボイラユニット＃１に対し
てそれぞれ出力され、これに付随して。

同時的にプリパージ待機信号生成手段３０からプリパー
ジ待機信号ＢＰがボイラユニット＃２に対して出力され
る。その結果、該ボイラユニット＃１が若干のプリパー
ジＰとこれに引き続く低燃焼状態りを経過した後、高燃
焼状態Ｈで燃焼を開始し、ボイラシステムのへラダ１１
　（第１図）内の蒸気圧力が立ち上るが、かかるボイラ
＃ｌの燃焼動作に割当てられたタイムスロットに重複す
るようにして供給されるプリパージ待機信号ＢＰに応答
してボイラ＃２のプリパージが行われる。このボイラユ
ニット＃ｌを作動状態に移行させてから５秒後の時間ｔ
ｌにおいてもなお制御領域Ａの状態が持続しているなら
ば、さらにボイラユニット＃２に対して燃焼台数設定部
１７および燃焼状態選択部１８から燃焼開始信号ＢＩお
よび高燃焼状態選択信号ＢＨがそれぞれ出力され、これ
に付随して同時的にプリパージ待機信号生成手段３０か
らプリパージ待機信号ＢＰがボイラユニット＃３に対し
て出力される。この間、ボイラユニット＃２では、既に
その起動に先がけてプリパージとが行われているので、
燃焼開始信号ＢＩと高燃焼状態選択信号ＢＨに応答して
若干の低燃焼状態り期間後、高燃焼状態Ｈですみやかに
燃焼を開始する。その後も制御領域Ａの状態が続くかぎ
り、ボイラユニット＃３以降の各ボイラユニットもそれ
ぞれ５秒間隔をもっ°て、順次その起動順序に従って燃
焼を開始して高燃焼状ＭＨとなり、その際、各ボイラユ
ニットの起動に先がけて順次プリパージが行われる。

かくて複数台のボイラユニットの各々が、自己の燃焼動
作に割当てられたタイムスロット内に自己のプリパージ
による遅れ時間を入り込ませることなく、すみやかに高
燃焼状態Ｈで燃焼を開始することとなる。以下の説明で
は、仮に時間ｔ２、ｔ３でボイラユニット＃３、＃４が
それぞれ起動されて、邑該ボイラシステム中の全ボイラ
ユニット＃１〜＃４が高燃焼状態となるものと想定する
。なお、前述のように、これらボイラユニット＃１〜＃
４がすべて燃焼状態にある場合には、起動順序が後であ
るボイラユニット＃４が調整ボイラとして動作する。

（２）上述のようにして全ボイラユニット＃ｌ〜＃４が
高燃焼状態Ｈで燃焼を開始することにより、ヘッダ内の
蒸気圧力はすみやかに上昇して、例えば図示の時間ｔ４
で前記第１の臨界値７．２ｋｇ／ｃｒｎ’に達し、圧力
制御領域は領域Ａから領域Ｂ、すなわち高燃養状態移行
モードに移行する。

この制御領域Ｂは、調整ボイラを低燃焼状態から高燃焼
状態に移行させるモードであり、本動作例の場合は、前
述のようにボイラユニット＃４が調整ボイラとして指定
されていて、このボイラユニットが低燃焼状態りから高
燃焼状態Ｈに移行されるべき制御領域である。しかしな
がら、このとき、前記比較器１５ｂからの出力信号は高
レベルとなっているため、高燃焼状態要求信号Ｂｈが発
せられているので、このボイラユニット＃４はすでに高
燃焼状態Ｈにあり、しかも蒸気圧力が上昇中であるため
、各ボイラユニット＃１〜＃４はいずれもそのままの状
態、すなわち高燃焼状態Ｈに保持される。

（３）蒸気圧力がさらに上昇して、例えば時間ｔ５で前
記第２の臨界値７．４　ｋｇ／ｃｒｎ’に達すると、蒸
気圧力は制御領域Ｂからさらに制御領域Ｃ１すなわち状
態保持モードに移行する。この制御領域Ｃでは、前記比
較器１５ａないし１５ｄからの出力信号がすべて低レベ
ルであり、従って蒸気圧力が前記第２の臨界値７．４　
ｋｇ／ｃｒｎ”と第３の臨界値７．８　ｋｇ／ｃゴの間
の範囲内にあるかぎり、全ボイラユニットがそのままの
状態、すなわち高燃焼状態Ｈを保持する。

（４）ついで、例えば図示の時間１０で蒸気圧力が前記
第３の臨界値７．８　ｋｇ／ｃｒｆに達すると、蒸気圧
力は制御領域Ｃからさらに制御領域Ｄ、すなわち低燃焼
状態移行モードに移行する。この制御領域りは調整ボイ
ラを高燃焼状態から低燃焼状態に移行させる領域であり
、本動作例の場合は、まず前記比較器１５ｃからの出力
信号が高レベルとなって、低燃焼状態要求信号ＢＩが発
せられる。すると、ボイラユニット＃４に対して燃焼状
態選択部１８から低燃焼状態選択信号ＢＬが出力されて
、このボイラユニット＃４が高燃焼状態Ｈから低燃焼状
態りに移行する。しかしてその後も蒸気圧力が上昇を続
け、なおも上記第３の臨界値７．８　ｋｇ／ｃｍ″以上
であるならば、この現時点におけるボイラユニット＃４
は、すでに低燃焼状態りにあるため。

各ボイラユニット＃１〜＃４は現状の状態に維持される
。

（５）シかる後、蒸気圧力がさらに上昇して、例えば図
示の時間ｔ７において前記第４の臨界値８．０　ｋｇ／
ｃｍ″に達すると、圧力制御領域は領域りから領域Ｅに
移行する。この制御領域Ｅは燃焼台数を４秒間隔で１台
ずつ減少させると同時に、調整ボイラを起動順序とは逆
の順序に従って順次に指定し直し、その新たに指定され
た調整ボイラを高燃焼状態から低燃焼状態に移行させる
制ａｍ城であり１本動作例の場合、時間ｔ７において、
先ず、ボイラユニット＃４に対して燃焼台数設定部１７
から燃焼停止信号ＢＤが出力されるとともに、前記比較
器１５ｄ、１５ｃからの出力信号が高レベルとなって前
記燃焼台数減少要求信号Ｂｄと低燃焼状態要求信号ＢＩ
とが発せられ、燃焼状態選択部１８からボイラユニット
＃３に対して低燃焼状態選択信号ＢＬが出力される。か
くて低燃焼状態りで燃焼中のボイラユニット＃４が燃焼
を停止し、これとともに調整ボイラがこれまでのボイラ
ユニット＃４からボイラユニット＃３に移され、このボ
イラユニット＃３が高燃焼状態Ｈから低燃焼状態りに移
行する。上記時間ｔ７から４秒後の時間ｔ８においても
依然として蒸気圧力が前記第４の臨界値８．０ｋｇ／ｃ
ｍ’以上であるならば、この時点上８でボイラユニット
＃３に対して燃焼台数設定部１７から燃焼停止信号ＢＤ
が出力されて、該ボイラユニット＃３が燃焼を停止する
。このとき、前記比較器１５ｃからの出力信号が高レベ
ルとなって前記低燃焼状態要求信号ＢＩが発せられてい
るため、ボイラユニット＃２に対して燃焼状態選択部１
８から低燃焼状態選択信号ＢＬが出力されて、このボイ
ラユニット＃２が高燃焼状態Ｈから低燃焼状態りへと移
行する。なお、この場合のボイラユニット＃３に対する
燃焼停止信号ＢＤとボイラユニット＃２に対する低燃焼
状態選択信号ＢＬも、互いに同時的に発せられる。

（６）上述のようにしてボイラユニット＃４および＃３
が停止し、かつ調整ボイラ＃２が低燃焼状態りとなるこ
とにより、蒸気圧力は低下することとなる。それでもな
お、蒸気圧力が例えば図示の時間ｔ３で前記第４の臨界
値８．０　ｋｇ／ｃゴ以上にあるときには、蒸気圧力が
制御領域Ｅ内にあるので、ボイラユニット＃２に対して
も燃焼台数設定部１７から燃焼停止信号ＢＤが出力され
て、該ボイラユニット＃２が燃焼を停止する。これとと
もに、調整ボイラがこれまでのボイラユニット＃２から
ボイラユニット＃１に移され、このボイラユニット＃１
が同時的に高燃焼状態Ｈから低燃焼状ｍＬに移行する。

このとき、ボイラユニー、ト＃２は、起動順序に従って
次に起動されるボイラユニットであるので、プリパージ
待機信号生成手段３０から該ユニット＃２に対して、プ
リパージ待機信号ＢＰが供給され、ここで燃焼開始に先
がけて、プリパージが継続的に行われる。

（７）蒸気圧力がさらに低下して１例えば図示の時間ｔ
ｌｏで前記第２の臨界値７．４　ｋｇ／ｃｒｎ’に達す
ると、蒸気圧が制御領域Ｃから制御領域Ｂに移行し、こ
の場合蒸気圧力が減少中であるため、ボイラユニット＃
ｌが低燃焼状態りから高燃焼状！ａＨに移行する。これ
により該ボイラユニット＃ｌの蒸発能力が増大するため
、蒸気圧力はほぼ時間ｔｌｏで再び上昇傾向に転するこ
ととなる。かくて、例えば図示の時間ｔｌｌで蒸気圧力
が再び前記第３の臨界値７．８　ｋｇ／ｃｍ″に達する
と、蒸気圧力が制御領域Ｃから制御領域りに移行し、高
燃焼状態Ｈにあるボイラユニット＃ｌが低燃焼状ｓＬに
移行する。これにより該ボイラユニット＃１の蒸発能力
は減少して、蒸気圧力はほぼ時間ｔｌｌで再び低下傾向
に転することとなる０以上のようにして、熱負荷がほぼ
一定であるかぎり、燃焼中のボイラユニット＃１が低燃
焼状態りと高燃焼状ＷＢＨの間を交互に往復移動し、従
って蒸気圧力は前記第２の臨界値７．４　ｋｇ／ｃｍ″
と前記第３の臨界値７．８ｋｇ／ｃｒｎ’との間を図示
（ｔ１０−ｔｌｌ　−ｔ１２−ｔ１３　）のように上下
して、蒸気圧力は前記状態保持領域Ｃ内に収束すること
となる。

なお、上述のように制御領域りから制御領域Ｅ、すなわ
ち前記低燃焼状態移行モードから前記燃焼台数減少モー
ドへ移行した後にも、前記時間ｔ８におけるように蒸気
圧力が上昇傾向から低下傾向に反転せず、なおも上昇を
続けるような場合には、蒸気圧力が所定の最大臨界値１
例えば８．５　ｋ。

／ｃｒｎ’に達した時点で、燃焼中のボイラユニット＃
１に対して燃焼台数設定部１７から燃焼停止信号ＢＤを
出力して、ボイラユニットがすべて燃焼を停止するよう
にすることもできる。このような機能は、第２図の構成
を若干手直しするのみで容易に実現することが可能であ
る。

上述の制御動作は、当該ボイラシステムに対する熱負荷
がほぼ一定であると想定した場合のものであるが１次に
熱負荷が急激に変動した場合の制御動作について、引き
続き第２図および第３図を参照して説明する。すなわち
、ボイラシステムに加えられる熱負荷に急激な変動が生
じた場合、・蒸気圧力は急激に上昇するか、あるいは急
激に降下することとなる。いま１例えば前記時間ｔ１３
でボイラユニット＃ｌが高燃焼状態Ｈから低燃焼状態り
に移行して蒸気圧力が降下中に、ボイラシステムに対す
る熱負荷が急激に増大して、スチームヘッダ１１　（第
１図）内の蒸気圧力が急激に降下したとする。

（８）そこで、蒸気圧力が例えば時間ｔ１４で前記第２
の臨界値７．４　ｋｇ／ａｍ″に達すると、蒸気圧力は
制御領域Ｃから制御領域Ｂに移行し、蒸気圧力が減少中
であるため、ボイラユニット＃１が低燃焼状態りから高
燃焼状態Ｈに移行する。これにより該ボイラユニット＃
ｌの蒸発能力は増大するが、蒸気圧力は依然として降下
を続けているため、蒸気圧力が例えば、時間ｔ１５では
、制御領域Ｂから制御領域Ａに移行し、燃焼台数設定部
１７からボイラユニット＃２に対して燃焼開始信号ＢＩ
が出力されるので、該ボイラユニット＃２が起動する、
このとき、該ボイラユニット＃２は、すでにプリパージ
が行われているので、すみやかに高燃焼状態Ｈに移行す
る。この間、ボイラユニット＃３に対して、プリパージ
待機信号生成手段３０からプリパージ待機信号ＢＰが同
時的に供給される。かくて１．ボイラユニット＃１およ
び＃２かいずれも高燃焼状態Ｈとなったにも拘らずさら
に蒸気圧力の低下が続いて、例えば図示の時間ｔｔｅで
も蒸気圧力が制御領域内Ａにある場合、この時点におい
て非作動状態にあるボイラユニット＃３に対して前記燃
焼台数設定部１７から燃焼開始信号ＢＩが出力されて、
該ボイラユニット＃３は、すみゃかに高燃焼状態Ｈで起
動されることとなる。その結果、蒸気圧力は上昇傾向に
転じて、制Ｗ望城Ａから制御領域Ｂへ（時間ｔｌ？　）
　、制御領域Ｂから制御領域Ｃへ（時間ｔｌＢ　）　、
さらに制御領域りへ（時間ｔ１９）と吊具を続け、前述
の場合（時間ｔ１０−ｔ１３）とほぼ同様の経過をたど
って、制御領域Ｃの領域内に収束することとなる。

〈発明の効果〉 以上に述べたように、本発明によるボイラシステムの制
御装置は、ボイラユニットを複数台備えてなるボイラシ
ステムにおいて、該システム全体の出力蒸気圧力を検出
してその検出値に応じて前記複数台のボイラユニットを
選択的に起動または停止させ、前記ボイラシステムの出
力蒸気圧力を制御するにあたって、燃焼開始信号ＢＩに
基づいて、起動順序に従って起動される各々のボイラユ
ニットに対して、その起動に先がけてプリパージを行わ
せるように構成したことにより、起動順序に従って各々
のボイラが起動する際には、当該ボイラユニットは既に
プリパージが開始されており、当該ボイラでの起動の準
備段階のためのタイムスロット内にプリパージの期間が
入り込むことに由来する時間遅れを生じないので、熱負
荷の変動に対してシステムを円滑かつすみやかに追随さ
せることができ、応答性を高めるとともに、システム全
体の始動に際しても、迅速に各ボイラユニットが起動す
るので、始動時間を短縮することができるという優れた
効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるボイラ制御装置の適用可能なボイ
ラシステムを概括的に示す概略図、第２図はこの第１図
に示すシステム中の制御装置の具体的な構成例として本
発明の制御装置のアルゴリズムを実行するためのハード
ウェア構成の例を概念的に示すブロック図、第３図は本
発明によるボイラ制御装置を第１図に示すボイラシステ
ムに適用した場合の蒸気圧力曲線と、該曲線上の各時点
において該システムに対して選択的に供給される制御信
号の論理状態および各ボイラユニットの出力状態を示す
タイムチャートである。 １０、　、　、　、　、ボイラユニット１１、　、　、
　、　、スチームヘッダ１２、　、　、　、　、圧力調
節器 １３、　、　、　、　、制御装置 １４、　、　、　、　、抵抗−電圧変換回路１５、　、
　、　、　、電圧比較回路 １７、　、　、　、　、燃焼台数設定部１８、　、　、
　、　、燃焼状態設定部３０、　、　、　、　、プリパ
ージ待機信号生成手段＃ｌ、＃２．＃３．＃４ ０００６．ボイラユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スチームヘッダ１１に共通接続され、各別に、燃焼開始
   信号ＢＩと燃焼停止信号ＢＤとの各々に応答して停止状
   態と作動状態との間で、移行可能な複数のボイラユニッ
   ト１０と、 スチームヘッダ１１に接続され、該ヘッダ内の蒸気圧を
   表わす蒸気圧力信号を出力する圧力調節器１２と、 圧力調節器１２からの蒸気圧力信号に応答して複数のボ
   イラユニット１０を、各別に、前記停止状態と作動状態
   とに制御する制御装置１３とから成り、上記制御装置１
   ３は、 蒸気圧力信号により表わされる蒸気圧が下限臨界値以下
   であることを検出して燃焼台数増加要求信号Ｂｉを出力
   する燃焼台数増加要求信号生成手段１５ａと、 蒸気圧信号により表わされる蒸気圧が下限臨界値より大
   なる上限臨界値以上であることを検出して燃焼台数減少
   要求信号Ｂｄを出力する燃焼台数減少要求信号生成手段
   １５ｄと、 燃焼台数増加要求信号Ｂｉに応答して燃焼開始信号ＢＩ
   を、複数のボイラユニット１０の各々に対してその起動
   順序に従って所定の時間の経過ごとに順次に供給し、燃
   焼台数減少要求信号Ｂｄに応答して燃焼停止信号ＢＤを
   、複数のボイラユニット１０の各々に対してその起動順
   序とは逆の順序に従って所定時間の経過ごとに順次に供
   給する燃焼台数設定手段１７と、 燃焼台数設定手段１７から複数のボイラユニット１０の
   各々に対して供給される燃焼開始信号ＢＩに応答してプ
   リパージ待機信号ＢＰを、複数のボイラユニット１０の
   各々に対してその起動に先がけて順次に供給するプリパ
   ージ待機信号生成手段３０とを含むことを特徴とするボ
   イラシステムの制御装置。