JP2010043768A - Control method of boiler and boiler system using the control method - Google Patents
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
Description
この発明は、複数のボイラから構成され、蒸気圧力又は水温からなる制御対象を燃焼量を調整することにより制御するボイラの制御方法及びボイラシステムに関する。 The present invention relates to a boiler control method and a boiler system that are configured by a plurality of boilers and that control a controlled object composed of steam pressure or water temperature by adjusting a combustion amount.
従来、1台のボイラで供給可能な蒸気発生量よりも大きな蒸気発生量を得る場合に、例えば、高燃焼量(H)、低燃焼量(L)、燃焼停止の3位置制御が可能な、いわゆる段階値ボイラを複数台用いて、各ボイラからスチームヘッダに集中された蒸気の圧力を圧力調整器によって検知して、その圧力から必要蒸気量を算出し、起動するボイラの台数及び各ボイラの燃焼位置を制御する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上記のようにボイラの蒸気発生量を段階値制御ボイラの燃焼位置により段階的に制御する場合、選択された燃焼位置における段階値制御ボイラの蒸気発生量と、負荷変動に応じた必要蒸気量とが一致する場合には段階値制御ボイラは定常運転されるが、必要蒸気量と段階値制御ボイラの蒸気発生量とが一致しない場合には、段階値制御ボイラは、起動、停止を繰返して所定時間内の平均蒸気発生量を必要蒸気量に一致させることになる。そのため、段階値制御ボイラが起動するごとにパージロスが発生し、また起動時のススの大量発生による伝熱効率の低下や機器の劣化を招くという問題がある。 However, when the steam generation amount of the boiler is controlled stepwise by the combustion position of the step value control boiler as described above, the steam generation amount of the step value control boiler at the selected combustion position and the necessary steam corresponding to the load fluctuation If the quantity matches, the stage value control boiler will operate steadily, but if the required steam volume does not match the steam generation amount of the stage value control boiler, the stage value control boiler will start and stop repeatedly. Thus, the average steam generation amount within a predetermined time is made to coincide with the required steam amount. Therefore, there is a problem that purge loss occurs every time the step value control boiler is started, and that heat transfer efficiency is lowered and equipment is deteriorated due to a large amount of soot at the time of starting.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、段階値制御ボイラによって、この段階値制御ボイラの燃焼量よりも大きい燃焼量を確保する場合に、必要燃焼量と段階値制御ボイラの各燃焼位置における燃焼量とが一致しない場合であっても、段階値制御ボイラの起動、停止を抑制することが可能なボイラの制御方法及びボイラシステムを提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances. When a combustion amount larger than the combustion amount of the step value control boiler is secured by the step value control boiler, the required combustion amount and the step value control boiler are provided. An object of the present invention is to provide a boiler control method and a boiler system capable of suppressing the start and stop of a step value control boiler even when the combustion amounts at the respective combustion positions do not match.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1記載の発明は、選択される燃焼位置に応じて燃焼量が段階的に増減可能とされる段階値制御ボイラと、連続的に燃焼量が増減可能とされる比例制御ボイラとを備え、蒸気圧力又は水温からなる制御対象を燃焼量により調整するボイラの制御方法であって、前記段階値制御ボイラの燃焼位置を、前記段階値制御ボイラの燃焼量が前記制御対象の変動に応じて必要とされる必要燃焼量以下の範囲で最大となるように選択し、前記必要燃焼量と選択された前記燃焼位置における前記段階値制御ボイラの燃焼量との差である不足燃焼量を、前記比例制御ボイラの燃焼により補うことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 includes a step value control boiler in which the combustion amount can be increased or decreased stepwise according to the selected combustion position, and a proportional control boiler in which the combustion amount can be increased or decreased continuously. A boiler control method for adjusting a control target consisting of steam pressure or water temperature according to a combustion amount, wherein a combustion position of the step value control boiler is determined according to a change in the combustion amount of the step value control boiler. The required combustion amount is selected to be the maximum within the range of the required combustion amount or less, and the shortage combustion amount which is the difference between the required combustion amount and the combustion amount of the stage value control boiler at the selected combustion position, It is supplemented by combustion of a proportional control boiler.
請求項2記載の発明は、複数のボイラから構成され、蒸気圧力又は水温からなる制御対象を前記複数のボイラの燃焼量の調整により制御するボイラシステムであって、選択される燃焼位置に応じて燃焼量が段階的に増減可能とされる段階値制御ボイラと、連続的に燃焼量が増減可能とされる比例制御ボイラと、前記段階値制御ボイラの前記燃焼位置を選択する燃焼位置選択手段と、前記比例制御ボイラの燃焼量を決定する燃焼比制御手段とを備え、前記燃焼位置選択手段は、前記段階値制御ボイラの燃焼量が、前記制御対象の変動に応じて必要とされる必要燃焼量以下の範囲で最大値となる前記燃焼位置を選択し、前記燃焼比制御手段は、比例制御ボイラの燃焼量が、前記必要燃焼量と選択された前記燃焼位置における前記段階値制御ボイラの燃焼量との差である不足燃焼量となるように燃焼比に調整することを特徴とする。
The invention according to
この発明に係るボイラの制御方法及びボイラシステムによれば、段階値制御ボイラの燃焼量が必要燃焼量以下の範囲で最大値となる前記燃焼位置に選択し、不足燃焼量を比例制御ボイラの燃焼により調整するので、段階値制御ボイラの起動、停止が抑制される。 According to the boiler control method and the boiler system according to the present invention, the combustion value of the step-value control boiler is selected to the combustion position where the combustion value becomes the maximum value within the range of the required combustion amount or less, and the shortage combustion amount is combusted in the proportional control boiler. Therefore, starting and stopping of the step value control boiler are suppressed.
この明細書において、段階値制御ボイラとは、燃焼を選択的にON、OFFすることにより、又は炎の大きさを調整等することにより燃焼量を制御して、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ボイラであって、比例制御ボイラに対して、設備構造面、コスト面で大きな優位性が確保可能とされる燃焼位置が10以下のボイラをいう。 In this specification, a stage value control boiler is a method that controls the amount of combustion by selectively turning combustion on and off, or by adjusting the size of the flame, etc., according to the selected combustion position. A boiler that can increase or decrease the combustion amount in stages, and has a combustion position of 10 or less that can ensure a significant advantage in terms of equipment structure and cost over a proportional control boiler.
また、比例制御ボイラとは、連続的に燃焼量を増減するボイラであって、連続的に制御するとは、制御部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であっても、例えば、バルブ等の制御機構による制御量が、燃焼用空気や燃料ガス等のバラツキに比べて小さく設定されていて事実上連続的に制御されるものを含むものとする。 In addition, a proportional control boiler is a boiler that continuously increases or decreases the amount of combustion, and continuous control means that even when calculations and signals in the control unit are digitally handled in stages. For example, a control amount by a control mechanism such as a valve is set to be smaller than variations of combustion air, fuel gas, and the like, and includes those that are controlled virtually continuously.
請求項3記載の発明は、請求項2に記載のボイラシステムであって、前記比例制御ボイラの最大燃焼における燃焼量は、前記段階値制御ボイラの段階的に選択される燃焼位置の増減量のうちの最大量以上であることを特徴とする。
The invention according to
この発明に係るボイラシステムによれば、比例制御ボイラの最大燃焼における燃焼量(燃焼能力)が、段階値制御ボイラの段階的に選択される燃焼位置の増減量のうちの最大量以上であるので、不足燃焼量を常に比例制御ボイラにより調整することができる。
また、負荷変動が大きくて必要燃焼量が燃焼位置を挟んで変動する場合であっても、その変動量が比例制御ボイラの燃焼能力の範囲内である場合には、段階値制御ボイラを起動、停止することなく比例制御ボイラの燃焼量を制御により調整されるので、燃焼位置を挟んだ負荷変動がある場合でも段階値制御ボイラの起動、停止を抑制することができる。
According to the boiler system according to the present invention, the combustion amount (combustion capacity) in the maximum combustion of the proportional control boiler is equal to or greater than the maximum amount of the increase / decrease amount of the combustion position selected stepwise of the step value control boiler. The shortage combustion amount can always be adjusted by the proportional control boiler.
Even if the load fluctuation is large and the required combustion amount fluctuates across the combustion position, if the fluctuation amount is within the range of the combustion capacity of the proportional control boiler, start the step value control boiler, Since the combustion amount of the proportional control boiler is adjusted by control without stopping, the start and stop of the step value control boiler can be suppressed even when there is a load fluctuation across the combustion position.
本発明に係るボイラの制御方法及びボイラシステムによれば、段階値制御ボイラの燃焼位置における燃焼量と必要燃焼量とが一致しない場合であっても、段階値制御ボイラの起動、停止を抑制し、その結果、パージロスの低減し、起動時のスス発生に起因する伝熱効率の低下や機器劣化を抑制することができる。 According to the boiler control method and the boiler system according to the present invention, even if the combustion amount at the combustion position of the step value control boiler and the required combustion amount do not match, the start and stop of the step value control boiler are suppressed. As a result, purge loss can be reduced, and reduction in heat transfer efficiency and equipment deterioration due to soot generation at the time of startup can be suppressed.
以下、図1から図5を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明に係るボイラシステムの一実施形態を示す図であり、符号1はボイラシステムを示している。この実施形態においてボイラとは、燃焼により水を加熱して蒸気を発生する蒸気ボイラであり、制御対象が蒸気の圧力とされる場合の例である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a boiler system according to the present invention, and reference numeral 1 denotes a boiler system. In this embodiment, the boiler is a steam boiler that generates water by heating water by combustion, and is an example in which the controlled object is the pressure of steam.
ボイラシステム1は、段階値制御ボイラ2と、比例制御ボイラ3と、制御部4と、スチームヘッダ6と、スチームヘッダ6内の蒸気圧力を電気信号に変換する圧力センサ7とを備えており、制御部4は、段階値制御ボイラ3の燃焼位置を選択する燃焼位置選択手段と、比例制御ボイラ3の燃焼量を決定する燃焼比制御手段とを備えている。
The boiler system 1 includes a step
段階値制御ボイラ2は、燃焼をON、OFF、又は炎の大きさを調整すること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が段階的に増減可能とされており、各燃焼位置における燃焼量は、制御対象とされるスチームヘッダ6における蒸気圧力(制御対象)の圧力差Pに対応する量の蒸気を発生するように設定されている。
The step
この実施形態に係るボイラシステム1は、3台の段階値制御ボイラ2A、段階値制御ボイラ2B、段階値制御ボイラ2Cと、1台の比例制御ボイラ3とを備えている。
段階値制御ボイラ2A、2B、2Cは、燃焼量が
1)燃焼停止状態(第1燃焼位置)
2)低燃焼状態L(第2燃焼位置)
3)高燃焼状態H(第3燃焼位置)
の3段階の燃焼位置に制御可能とされる、いわゆる3位置制御とされている。
The boiler system 1 according to this embodiment includes three step
Stage
2) Low combustion state L (second combustion position)
3) High combustion state H (third combustion position)
The so-called three-position control is made possible to control the combustion position in three stages.
この実施形態において、段階値制御ボイラ2A、2B、2Cの低燃焼状態Lにおける燃焼量の増減量(第2燃焼位置における燃焼量に相当、以下、低燃焼状態Lにおける増減量という)、高燃焼状態Hにおける燃焼量の増減量(低燃焼状態Lから高燃焼状態H移行するときの燃焼量に相当、以下、高燃焼状態Hにおける増減量という)は、蒸気圧力の圧力差Pの制御に関して等しく作用するように設定されており、また、それぞれの燃焼能力(高燃焼状態Hにおける燃焼量)が等しく設定されている。
ここで、N位置制御とは、段階値制御ボイラ2の燃焼量が、燃焼停止状態を含めてN位置に段階的に制御可能なことを表している。
In this embodiment, the increase / decrease amount of the combustion amount in the low combustion state L of the stage
Here, the N position control represents that the combustion amount of the step
また、それぞれの段階値制御ボイラ2は、段階値制御ボイラ2A、段階値制御ボイラ2B、段階値制御ボイラ2Cの順に起動するように優先順位が設定されていて、起動された段階値制御ボイラ2は、必要に応じて低燃焼状態Lから高燃焼状態Hに順次移行されるとともに、優先順位が高い段階値制御ボイラ2が高燃焼状態Hである場合にのみ次順位の段階値制御ボイラ2が起動されるようになっている。
In addition, each of the stage
比例制御ボイラ3は、燃焼能力(最大燃焼状態における燃焼量)に対して0%(燃焼がない状態)から100%(最大燃焼量)の範囲で燃焼量が連続的に制御可能とされており、必要燃焼量と、段階値制御ボイラ2の選択された燃焼位置における燃焼量との差で定義される不足燃焼量を、例えば、比例制御バルブの開度(燃焼比)Rを制御することにより調整するようになっている。
この実施の形態において、比例制御ボイラ3の燃焼量は、比例制御ボイラ3の燃焼能力とバルブ開度(燃焼比)Rの積により求められる。
The
In this embodiment, the combustion amount of the
また、この実施の形態において、比例制御ボイラ3の燃焼能力は、3台の段階値制御ボイラ2の低燃焼状態(第2燃焼位置)Lにおける燃焼量の1.5倍に設定されて、段階値制御ボイラ段階値制御ボイラ2A、2B、2Cの段階的に選択される燃焼位置における燃焼量の増減量、すなわち各段階値制御ボイラ2A、2B、2Cの低燃焼状態Lにおける増減量、及び高燃焼状態Hにおける増減量のいずれよりも大きく設定されている。
Further, in this embodiment, the combustion capacity of the
この実施の形態における段階値制御ボイラ2と比例制御ボイラ3の燃焼量は、圧力差Pの制御に関して等しい制御量として作用するようになっている。
なお、比例制御ボイラ2の燃焼量と比例制御ボイラ3の燃焼量が、圧力差Pの制御に関して等しい制御量として作用しない場合は、一方の燃焼量を他方の燃焼量に換算して適用してもよい。
The combustion amount of the step
In addition, when the combustion amount of the
なお、この実施形態においては、3台の段階値制御ボイラ2A、2B、2Cのそれぞれの低燃焼状態Lにおける増減量、高燃焼状態Hにおける増減量が等しく設定されている場合について説明するが、3台の段階値制御ボイラ2A、2B、2Cの燃焼能力、低燃焼状態Lにおける増減量、高燃焼状態Hにおける増減量のいずれか異なる場合には、比例制御ボイラ3の燃焼能力を、すべての段階値制御ボイラ2の低燃焼状態Lにおける増減量、高燃焼状態Hにおける増減量の最大量以上とすることが好ましい。
In this embodiment, the case where the increase / decrease amount in the low combustion state L and the increase / decrease amount in the high combustion state H of each of the three stage
制御部4は、電気信号を入力する入力部4Aと、演算部4Bと、段階値制御ボイラ2及び比例制御ボイラ3に制御信号を出力する出力部4Cと、データベース4Dとを備え、燃焼位置選択手段と、燃焼比制御手段とを備えており、この実施の形態において、燃焼位置選択手段は演算部4Bとデータベース4Dにより、燃焼比制御手段は演算部4Bにより構成されている。
The control unit 4 includes an
入力部4Aには、信号線13が接続されていて、圧力センサ7からの電気信号が信号線13を介して入力部4Aに送られて入力部4Aを介して演算部4Bに入力されるようになっている。
A
演算部4Bは、入力された圧力センサ7からの電気信号により蒸気の圧力差Pを算出し、燃焼位置選択手段により、圧力差Pをデータベース4Dに格納されたデータテーブルと照合するとともに、圧力差Pに対応して設定された必要燃焼量と、その必要燃焼量を確保するための段階値制御ボイラ2の燃焼位置(必要とされる段階値制御ボイラ2A、2B、2C、及びそれぞれの燃焼位置)とを選択し、燃焼比制御手段により、必要燃焼量と選択された燃焼位置における段階値制御ボイラ2の燃焼量とから比例制御ボイラ3のバルブ開度(燃焼比)Rを算出するようになっている。
The
このとき、段階値制御ボイラ2の燃焼位置は、段階値制御ボイラ2の燃焼量が必要燃焼量以下の範囲で最大となるように選択され、比例制御ボイラの燃焼量は、必要燃焼量と選択された燃焼位置における段階値制御ボイラ2の燃焼量との差である不足燃焼量と等しくなるようにバルブ開度Rが制御されるようになっている。
At this time, the combustion position of the step
出力部4Cには、段階値制御ボイラ2A、2B、2C及び比例制御ボイラ3への信号線14が接続されていて、演算部4Bで演算された燃焼位置及びバルブ開度Rに関する信号が段階値制御ボイラ2A、2B、2C及び比例制御ボイラ3に送信されるようになっている。
The
データベース4Dには、演算部4Bで算出された圧力差Pとから、演算部4Bが必要燃焼量と、段階値制御ボイラ2の燃焼位置に関しての、例えば、
1)圧力差P
2)圧力差Pに対応する必要燃焼量
3)圧力差Pに対応する段階値制御ボイラ2A、2B、2Cの燃焼状態(燃焼位置)及び燃焼量
等のデータが、データテーブルとして格納されている。
なお、比例制御ボイラ3の燃焼比Rに関するデータを1)から3)同様にデータベース4Dに格納させて用いることも可能である。
In the
1) Pressure difference P
2) Necessary combustion amount corresponding to the pressure difference P 3) Data such as combustion states (combustion positions) and combustion amounts of the stage
It is also possible to use data relating to the combustion ratio R of the
スチームヘッダ6は、蒸気管11により上流側の3台の段階値制御ボイラ2A、2B、2C及び比例制御ボイラ3に、蒸気管12により下流側の蒸気使用設備20に接続されており、段階値制御ボイラ2及び比例制御ボイラ3で発生させた蒸気を集合させて各ボイラ2、3の圧力差及び圧力変動を調整するとともに蒸気使用設備20に蒸気を供給するようになっている。
また、スチームヘッダ6には圧力センサ7が設けられて、スチームヘッダ6内部の蒸気の圧力が電気信号に変換されるようになっている。
蒸気使用設備20は、スチームヘッダ6からの蒸気によって運転される設備である。
The
Further, the
The
次に、この実施形態に係るボイラシステム1の制御について、図3から図5を参照して説明する。
図3は、スチームヘッダ6における蒸気の圧力に関して、スチームヘッダ6の圧力の設定値に対する圧力差P(横軸)と、圧力差Pに対応する必要燃焼量(=必要燃焼量を満たすための総燃焼量Qに相当)を確保するためのボイラ2、3の燃焼状態の構成(縦軸)、すなわち各段階値制御ボイラ2の燃焼状態(燃焼なし、低燃焼状態、高燃焼状態)及び比例制御ボイラ3のバルブ開度Rの関係を示したものである。
Next, control of the boiler system 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
FIG. 3 shows a pressure difference P (horizontal axis) with respect to a set value of the pressure of the
スチームヘッダ6の圧力差Pに対応する総燃焼量Qは、圧力差Pを横軸上で特定したときに、横軸上の圧力差Pから縦軸と平行な垂線を引いたときの総燃焼量Qを表す直線との交点の横軸上の位置に示される。また、この総燃焼量Qは、段階値制御ボイラ2の燃焼状態及び比例制御ボイラ3の燃焼比の構成を表している。
The total combustion amount Q corresponding to the pressure difference P of the
また、
総燃焼量Q
=各段階値制御ボイラ2の燃焼量(段階値制御ボイラ2A、段階値制御ボイラ2B、段階値制御ボイラ2Cの燃焼量の合計)+比例制御ボイラ3の燃焼量
で定義され、
総燃焼量Qと段階値制御ボイラ2の燃焼量との差である不足燃焼量が、比例制御ボイラ3の燃焼量により補われる。
また、比例制御ボイラ3の燃焼量は、比例制御ボイラ3の燃焼能力とバルブ開度Rの積により定義される。
Also,
Total combustion quantity Q
= Combustion amount of each step value control boiler 2 (sum of combustion values of step
An insufficient combustion amount, which is a difference between the total combustion amount Q and the combustion amount of the step
The combustion amount of the
符号P0〜P8(P0は、圧力差=0)は、スチームヘッダ6内の圧力差Pの例示的な値を示すものであるが、それぞれの圧力差P(P=P1〜P7)は、段階値制御ボイラ2Aの燃焼停止状態、段階値制御ボイラ2A、2B、2Cの低燃焼状態L、高燃焼状態Hを順次増減させた場合の燃焼量に対応する圧力差Pとされ、圧力差P0から圧力差P7はそれぞれ等しい圧力差に、P7とP8の間は他の圧力差の1/2の圧力差とされている。
Reference symbols P0 to P8 (P0 is a pressure difference = 0) indicate exemplary values of the pressure difference P in the
図4により示した表は、圧力差Pに対応するそれぞれの段階値制御ボイラ2A、2B、2Cの燃焼状態を、燃焼停止状態(第1燃焼位置)を「−」、低燃焼状態L(2燃焼位置)を「低燃焼」、高燃焼状態H(第3燃焼位置)を「高燃焼」として示している。
The table shown in FIG. 4 shows the combustion state of each of the stage
ボイラシステム1における段階値制御ボイラ2と比例制御ボイラ3による燃焼制御は、図3に示すように、段階値制御ボイラ2の燃焼量が圧力差Pに応じて必要とされる必要燃焼量(=総燃焼量Q)以下の範囲で最大となるように選択し、不足燃焼量を比例制御ボイラ3のバルブ開度Rにより調整するようになっている。
In the combustion control by the stage
そのため、圧力差Pが小さく段階値制御ボイラ2の低燃焼状態Lにおける燃焼量が必要燃焼量を超える場合には、比例制御ボイラ3が段階値制御ボイラ2に先行して起動されることになり、段階値制御ボイラ2は圧力差PがP1+0.5P1(=P1+0.5P1)より大きくなったときに初めて起動される。
圧力差PがP1+0.5P1のとき、段階値制御ボイラ2A、2B、2Cはそれぞれ燃焼停止状態「−」である。
Therefore, when the pressure difference P is small and the combustion amount in the low combustion state L of the step
When the pressure difference P is P1 + 0.5P1, the step
圧力差PがP1+0.5P1に到達すると比例制御ボイラ3のバルブ開度R1は100%になり、圧力差PがP1+0.5P1より大きくなると段階値制御ボイラ2Aが起動して低燃焼状態Lで燃焼する。
段階値制御ボイラ2Aの低燃焼状態Lでの燃焼が開始されると比例制御ボイラ3のバルブ開度R1は、必要燃焼量から段階値制御ボイラ2Aの低燃焼状態Lにおける燃焼量を差し引いた不足燃焼量に対応するバルブ開度R2に制御される。
When the pressure difference P reaches P1 + 0.5P1, the valve opening R1 of the
When combustion in the low combustion state L of the step
次に、圧力差Pが圧力差P3+0.5P1以下のときは、比例制御ボイラ3の燃焼比R3が増加することにより、必要燃焼量と段階値制御ボイラ2Aの低燃焼状態Lにおける燃焼量との差を比例制御ボイラ3が補い、圧力差Pが圧力差P3+0.5P1に到達すると燃焼比R3が100%となる。
次いで、圧力差Pが圧力差P3+0.5P1より大きくなると段階値制御ボイラ2Aの高燃焼状態Hの燃焼が開始されて、比例制御ボイラ3のバルブ開度R3は、総燃焼量Qから段階値制御ボイラ2Aの高燃焼状態Hにおける燃焼量を差し引いたバルブ開度まで低下する。
以下、圧力差Pが、圧力差P4+0.5P1から圧力差P8(=P7+0.5P1)の間において同様の制御が繰り返される。
Next, when the pressure difference P is equal to or less than the pressure difference P3 + 0.5P1, the combustion ratio R3 of the
Next, when the pressure difference P becomes larger than the pressure difference P3 + 0.5P1, the combustion in the high combustion state H of the step
Thereafter, the same control is repeated when the pressure difference P is between the pressure difference P4 + 0.5P1 and the pressure difference P8 (= P7 + 0.5P1).
次に、この実施形態に係るボイラシステム1の制御方法について、図3から図5を参照して説明する。
1)圧力センサ7によりスチームヘッダ6内の圧力が電気信号に変換され、制御部4の入力部4Aを介して演算部4Bに入力される。
その電気信号により、スチームヘッダ6の蒸気の設定圧力(設定値)に対する圧力差PWが算出される。
2)演算部4Bは、燃焼位置選択手段により、圧力差PWをデータベース4Dに格納されたデータテーブルと照合して、圧力差Pに対応して設定された必要燃焼量と、その必要燃焼量を確保するための段階値制御ボイラ2の燃焼位置の燃焼位置が、段階値制御ボイラ2Aが高燃焼状態H(第3燃焼位置)、段階値制御ボイラ2Bが低燃焼状態L(第2燃焼位置)、段階値制御ボイラ2Cが燃焼停止状態(第1燃焼位置)であることを取得して、段階値制御ボイラ2の燃焼位置を選択する。
3)次に、演算部4Bの燃焼比制御手段により、必要燃焼量と、選択された燃焼位置における段階値制御ボイラ2の燃焼量とから不足燃焼量を算出し、この不足燃焼量と比例制御ボイラ3の燃焼量が等しくなるバルブ開度RWを算出する。
バルブ開度RWは、不足燃焼量=比例制御ボイラ3の燃焼能力×バルブ開度RW
から算出され、この実施の形態において、バルブ開度RWは100%である。
4)次いで、段階値制御ボイラ2Aが高燃焼状態H、段階値制御ボイラ2Bが低燃焼状態L、段階値制御ボイラ2Cが燃焼停止状態により構成される段階値制御ボイラ2の燃焼位置に関する選択データ、及び比例制御ボイラ3のバルブ開度RWに関するデータは、演算部4Bから制御信号として出力部4Cを介して、各段階値制御ボイラ2A、2B、2C及び比例制御ボイラ3に送られて各段階値制御ボイラ2A、2B、2C及び比例制御ボイラ3が制御される。
Next, the control method of the boiler system 1 which concerns on this embodiment is demonstrated with reference to FIGS.
1) The pressure in the
Based on the electric signal, a pressure difference PW with respect to the set pressure (set value) of the steam in the
2) The
3) Next, the combustion ratio control means of the
The valve opening RW is calculated as follows: insufficient combustion amount = combustion capacity of the
In this embodiment, the valve opening RW is 100%.
4) Next, selection data relating to the combustion position of the stage
この実施の形態に係るボイラシステム1によれば、比例制御ボイラ3の燃焼能力が段階値制御ボイラ2の低燃焼状態Lにおける燃焼量の1.5倍に設定とされているので、段階値制御ボイラ2の燃焼量を必要燃焼量以下の範囲で最大となる燃焼位置に選択することにより、不足燃焼量を比例制御ボイラ3のバルブ開度Rの制御により調整することが常に可能となり、例えば、段階値制御ボイラ2Cを起動させることなく段階値制御ボイラ2Cの低燃焼状態Lに相当する燃焼量を得ることができる。
According to the boiler system 1 according to this embodiment, the combustion capacity of the
その結果、経過時間(t)を横軸、段階値制御ボイラ2及び比例制御ボイラ3の燃焼量を縦軸とした場合に、図5(A)に示すように、段階値制御ボイラ2Aの高燃焼状態Hにおける燃焼量と、段階値制御ボイラ2Bの低燃焼状態Lにおける燃焼量と、比例制御ボイラ3の燃焼能力(燃焼比RW=100%)における燃焼量とによる定常的な燃焼により必要燃焼量を確保して、段階値制御ボイラ2の起動、停止を抑制することができる。
As a result, when the elapsed time (t) is the horizontal axis and the combustion amount of the step
その結果、段階値制御ボイラ2が起動する際のパージロスが低減するとともに、段階値制御ボイラ2が起動する際のススの発生を抑制して、段階値制御ボイラ2の伝熱部分にススが堆積することによる伝熱効率の低下や機器劣化が抑制されて寿命が延長される。
As a result, purge loss when the step
また、ボイラシステム1を立ち上げる際に、比例制御ボイラ3の燃焼量を制御することにより不足燃焼量を調整することができるので、例えば、図5(B)に示すように総燃焼量Qが段階値制御ボイラ2Bの高燃焼状態Hを挟んで急激に変動するような場合であっても、段階値制御ボイラ2Cの起動、停止を伴わずに制御することができる。
したがって、激しい負荷変動がなくなり負荷が安定した後に段階値制御ボイラ2Cを起動、燃焼させるような、安定状態おいて比例制御ボイラ3の燃焼の一部を段階値制御ボイラ2に移行させるような制御をすることも可能である。
Further, when the boiler system 1 is started up, the short combustion amount can be adjusted by controlling the combustion amount of the
Therefore, control in which a part of the combustion of the
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、3台の段階値制御ボイラ2と1台の比例制御ボイラ3を備え、3台の段階値制御ボイラ2A、2B、2Cの低燃焼状態Lにおける増減量、高燃焼状態Hにおける増減量、燃焼能力が等しい場合について説明したが、段階値制御ボイラ2の台数、各燃焼状態における増減量、燃焼能力、起動優先順位、及び比例制御ボイラ3の台数は任意に設定可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
For example, in the above-described embodiment, three step
また、上記実施の形態においては、段階値制御ボイラ2、比例制御ボイラ3が蒸気ボイラである場合について説明したが、段階値制御ボイラ2、比例制御ボイラ3を温水ボイラに適用するとともに、制御対象を温水の温度としてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the step
また、上記実施の形態においては、比例制御ボイラ3の燃焼能力が段階値制御ボイラ2の各燃焼状態における増減量よりも大きく設定されたボイラシステム1の場合について説明したが、各燃焼状態における増減量のいずれかが比例制御ボイラ3の蒸気供給能力よりも大きく設定されていて比例制御ボイラ3のバルブ開度Rにより不足燃焼量を調整することができない場合には、段階値制御ボイラ2を起動、停止させることにより調整してもよい。
In the above embodiment, the case of the boiler system 1 in which the combustion capacity of the
L 低燃焼状態(第2燃焼位置)
H 高燃焼状態(第3燃焼位置)
Q 総燃焼量
R バルブ開度(燃焼比)
1 ボイラシステム
2、2A、2B、2C 段階値制御ボイラ
3 比例制御ボイラ
4 制御部
6 蒸気集合部
7 圧力センサ
20 蒸気使用設備
L Low combustion state (2nd combustion position)
H High combustion state (third combustion position)
Q Total combustion amount R Valve opening (combustion ratio)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
連続的に燃焼量が増減可能とされる比例制御ボイラとを備え、
蒸気圧力又は水温からなる制御対象を燃焼量により調整するボイラの制御方法であって、
前記段階値制御ボイラの燃焼位置を、
前記段階値制御ボイラの燃焼量が前記制御対象の変動に応じて必要とされる必要燃焼量以下の範囲で最大となるように選択し、
前記必要燃焼量と選択された前記燃焼位置における前記段階値制御ボイラの燃焼量との差である不足燃焼量を、前記比例制御ボイラの燃焼により補うことを特徴とするボイラの制御方法。 A step value control boiler in which the amount of combustion can be increased or decreased stepwise according to the selected combustion position;
With a proportional control boiler that can continuously increase or decrease the combustion amount,
A boiler control method for adjusting a control target consisting of steam pressure or water temperature according to a combustion amount,
The combustion position of the step value control boiler,
Select so that the combustion amount of the step value control boiler is maximized in the range below the required combustion amount required according to the variation of the control target,
A boiler control method characterized in that an insufficient combustion amount, which is a difference between the required combustion amount and a combustion amount of the stage value control boiler at the selected combustion position, is compensated by combustion of the proportional control boiler.
選択される燃焼位置に応じて燃焼量が段階的に増減可能とされる段階値制御ボイラと、
連続的に燃焼量が増減可能とされる比例制御ボイラと、
前記段階値制御ボイラの前記燃焼位置を選択する燃焼位置選択手段と、
前記比例制御ボイラの燃焼量を決定する燃焼比制御手段とを備え、
前記燃焼位置選択手段は、
前記段階値制御ボイラの燃焼量が、前記制御対象の変動に応じて必要とされる必要燃焼量以下の範囲で最大値となる前記燃焼位置を選択し、
前記燃焼比制御手段は、
比例制御ボイラの燃焼量が、
前記必要燃焼量と選択された前記燃焼位置における前記段階値制御ボイラの燃焼量との差である不足燃焼量となるように燃焼比に調整することを特徴とするボイラシステム。 A boiler system that includes a plurality of boilers and that controls a control target composed of steam pressure or water temperature by adjusting a combustion amount of the plurality of boilers,
A step value control boiler in which the amount of combustion can be increased or decreased stepwise according to the selected combustion position;
A proportional control boiler whose combustion amount can be increased or decreased continuously;
Combustion position selection means for selecting the combustion position of the stage value control boiler;
Combustion ratio control means for determining the combustion amount of the proportional control boiler,
The combustion position selection means includes
Selecting the combustion position at which the combustion amount of the step value control boiler is the maximum value within a range equal to or less than the required combustion amount required according to the variation of the control target;
The combustion ratio control means includes
The combustion amount of the proportional control boiler is
A boiler system, wherein a combustion ratio is adjusted so that an insufficient combustion amount that is a difference between the necessary combustion amount and a combustion amount of the stage value control boiler at the selected combustion position is obtained.
前記比例制御ボイラの最大燃焼における燃焼量は、
前記段階値制御ボイラの段階的に選択される燃焼位置の増減量のうちの最大量以上であることを特徴とするボイラシステム。 The boiler system according to claim 2,
The combustion amount in the maximum combustion of the proportional control boiler is:
The boiler system characterized in that it is equal to or greater than the maximum amount of the increase / decrease amount of the combustion position selected stepwise of the step value control boiler.
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