JP5803703B2 - ボイラシステム - Google Patents

Description

本発明は、蒸気集合部の内部の蒸気圧が設定圧力範囲に収まるように、制御対象のボイラの燃焼量を制御する台数制御手段を備えるボイラシステムに関する。

複数台のボイラからなり、負荷機器に蒸気を供給するボイラ群と、ボイラ群において生成された蒸気を集合させる蒸気集合部（蒸気ヘッダ）と、蒸気集合部の内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段と、負荷機器からの要求負荷に応じた目標蒸発量の蒸気を生成するために設定圧力範囲及び制御ボイラ総蒸発量を設定し、蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧に基づいて当該蒸気圧が設定圧力範囲の間に収まるように制御対象のボイラの燃焼量を制御する台数制御手段と、を備えるボイラシステムが知られている。

このようなボイラシステムにおいては、設定圧力範囲（上限閾値及び下限閾値）、制御ボイラ総蒸発量などの設定条件（台数制御の場合の設定パターンも該当する）を変更すると、蒸気ヘッダの内部の蒸気圧が変動していなくても、蒸気圧に基づいて算出される各ボイラの燃焼量（必要燃焼量）が変更される場合がある。その場合には、ボイラの燃焼台数が増減したり、燃焼状態が変更になったりする。

また、変更前の必要燃焼量と変更後の必要燃焼量との間に大きな差異が生じて、蒸気ヘッダの内部の蒸気圧が急激に増減する場合がある。例えば、変更後の設定圧力範囲の上限閾値を低く設定すると、蒸気ヘッダの内部の蒸気圧が変更後の設定圧力範囲の上限閾値よりも高くなり、蒸気ヘッダの内部の蒸気圧が設定圧力範囲の上限閾値を超過して、全てのボイラの燃焼が停止（全缶停止）する可能性がある。

また、設定条件を変更する際にボイラの燃焼台数を少なく設定すると、変更後の燃焼台数に基づいて設定圧力範囲を再構築するため、ボイラの燃焼台数が大幅に減少して蒸気ヘッダの内部の蒸気圧が急激に低下する場合があり、蒸気ヘッダの内部の蒸気圧が設定圧力範囲の下限閾値を下回ったり、ハンチングが発生する可能性がある。

このような問題点に対して、本出願人は、設定条件の変更前後で必要燃焼量が大幅に減少した場合に、燃焼制御における目標燃焼量を変更後の必要燃焼量に向けて漸次（徐々に）移行させるボイラシステムを提案している（下記特許文献１参照）。このボイラシステムによれば、例えば、設定条件の変更によって設定圧力範囲の上限閾値が大幅に引き下げられ、蒸気ヘッダの内部の蒸気圧が設定圧力範囲の上限閾値を上回ったとしても、全てのボイラの燃焼が停止とはならず、所定時間おきに半分ずつ燃焼状態のボイラを減少させ、スムーズに変更後の設定条件による制御に移行することができる。

特開２０１０−２２３４８５号公報

しかし、特許文献１に記載の制御に係る技術は、設定条件の変更によって必要蒸発量が大幅に減少した場合（例えば、５０％未満に減少した場合）を想定したものであり、変更後の必要蒸発量が大幅に増加した場合や、変更後の必要蒸発量が変更前の必要燃焼量に対して少しだけ減少した場合（例えば、５０％以上１００％未満に減少した場合）には、効果的ではない。そのため、特許文献１に記載の制御に係る技術においては、想定外の設定条件の変更の場合に、複数台のボイラが同時に起動したり同時に停止したりして、ハンチングを引き起こす可能性がある。また、特許文献１に記載の制御に係る技術は、設定条件の変更時に必要蒸発量が大幅に減少した際に、蒸気ヘッダの内部の蒸気圧の過剰な低下の抑制を主目的としたものであるため、ハンチングの抑制効果は低い。

本発明は、蒸気集合部の内部の蒸気圧が設定圧力範囲に収まるように、制御対象のボイラの燃焼量を制御する台数制御手段を備えるボイラシステムにおいて、設定圧力範囲、制御ボイラ総蒸発量などの設定条件を変更した場合に、ハンチングの抑制効果を一層向上できるボイラシステムを提供することを目的とする。

本発明は、複数台のボイラからなり、負荷機器に蒸気を供給するボイラ群と、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集合部と、前記蒸気集合部の内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段と、負荷機器からの要求負荷に応じた目標蒸発量の蒸気を生成するために、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧に係る設定条件として、所定の上限閾値及び下限閾値を有する設定圧力範囲と、前記ボイラ群のうち制御対象の前記ボイラによって生成可能な蒸気の総蒸発量である制御ボイラ総蒸発量と、を設定し、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧に基づいて当該蒸気圧が前記設定圧力範囲に収まるように、制御対象の前記ボイラの燃焼量を制御する台数制御手段と、を備え、前記台数制御手段は、前記上限閾値、前記下限閾値及び前記制御ボイラ総蒸発量のうちのいずれか１つ以上の設定値Ｘが変更される場合には、所定の移行時間Ｔ１をかけて、変更される前記設定値Ｘを段階的に変更し、その際に、変更後の設定値Ｘ２から変更前の設定値Ｘ１を減算して設定値差分値Ｙ１を算出し、前記設定値差分値Ｙ１を分割数ｎで除算して、単位差分値Ｙ２を算出し、変更される前記設定値Ｘについて、前記移行時間Ｔ１を前記分割数ｎで除算した時間である単位時間Ｔ２毎に、変更前の設定値Ｘ１に前記単位差分値Ｙ２ずつ加算して、移行時間Ｔ１の経過後に変更後の設定値Ｘ２になるように、当該設定値Ｘを段階的に変更するボイラシステムに関する。

また、変更前の前記設定値Ｘ１に前記単位差分値Ｙ２ずつ加算する前に、前記移行時間Ｔ１を前記分割数ｎで除算して、前記単位時間Ｔ２を算出することが好ましい。

また、前記単位差分値Ｙ２を算出する前に、前記移行時間Ｔ１を前記単位時間Ｔ２で除算して、前記分割数ｎを算出することが好ましい。

本発明によれば、蒸気集合部の内部の蒸気圧が設定圧力範囲に収まるように、制御対象のボイラの燃焼量を制御する台数制御手段を備えるボイラシステムにおいて、設定圧力範囲、制御ボイラ総蒸発量などの設定条件を変更した場合に、ハンチングの抑制効果を一層向上できるボイラシステムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るボイラシステム１の概略を示す図である。 各ボイラの設定条件を変更する前の燃焼パターン及び優先順位と設定圧力範囲の蒸気圧帯との関係を示すグラフである。 各ボイラの設定条件を変更した後の燃焼パターン及び優先順位と設定圧力範囲の蒸気圧帯との関係を示すグラフである。 第１実施形態に係るボイラシステム１の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るボイラシステムの動作を示すフローチャートである。

〔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、本発明の第１実施形態に係るボイラシステム１の概略を示す図である。
図１に示すように、第１実施形態のボイラシステム１は、複数（４台）のボイラ２０を含むボイラ群２と、ボイラ２０において生成された蒸気を集合させる蒸気集合部としての蒸気ヘッダ６と、蒸気圧測定手段としての蒸気圧センサ７と、台数制御手段としての台数制御装置３と、設定装置１５と、を備える。
ボイラ群２は、負荷機器としての蒸気使用設備１８に供給する蒸気を生成する。

蒸気ヘッダ６の上流側は、蒸気管１１を介してボイラ群２（各ボイラ２０）に接続されている。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で発生させた蒸気を集合させて貯留することにより各ボイラ２０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に供給するようになっている。

蒸気圧センサ７は、信号線１３を介して、台数制御装置３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を介して台数制御装置３に送信する。

本実施形態のボイラシステム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、蒸気によって運転される蒸気使用設備１８に供給可能とされている。
ボイラシステム１において要求される負荷（要求負荷）は、蒸気使用設備１８における蒸気消費量である。台数制御時においては、この蒸気消費量に対応して生じる蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧の変動を、蒸気圧センサ７が測定する蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧（物理量）に基づいて算出し、ボイラ群２を構成する各ボイラ２０の燃焼量を制御する。

蒸気使用設備１８の需要の増大により要求負荷が増加し、供給蒸気量が不足すれば、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧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が減少し、供給蒸気量が過剰になれば、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧が増加することになる。このため、蒸気圧センサ７からの蒸気圧信号により要求負荷の変動をモニターすることができる。ボイラシステム１は、この蒸気圧に基づいて蒸気使用設備１８の消費蒸気量（要求負荷）に応じた目標蒸発量を算出するようになっている。

設定装置１５は、信号線１４を介して、台数制御装置３に電気的に接続されている。設定装置１５は、ボイラ群２の燃焼制御に関して、例えば、設定条件（設定圧力範囲、制御ボイラ総蒸発量、ボイラの優先順位など）を変更することができる。なお、設定装置１５による設定条件の設定及び変更は、その全部又は一部を手動で行ってもよく、あるいは、その全部又は一部を自動で行ってもよい。

ボイラ２０は、複数の段階的な燃焼位置を有する段階値制御ボイラから構成されている。段階値制御ボイラとは、燃焼を選択的にオン／オフしたり、炎の大きさを調整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。

各燃焼位置における燃焼量は、制御対象とされる蒸気ヘッダ６における蒸気圧の圧力差に対応する量の蒸気を発生するように、設定されている。段階値制御ボイラからなる４台のボイラ２０においては、それぞれ、各燃焼位置における燃焼量及び燃焼能力（高燃焼状態における燃焼量）は、等しく設定されていてもよく、あるいは、異なって設定されていてもよい。

本実施形態におけるボイラ２０は、
１）燃焼停止状態（燃焼停止位置：０％）
２）低燃焼状態（低燃焼位置：５０％）
３）高燃焼状態（高燃焼位置：１００％）
の３段階の燃焼状態（燃焼位置、負荷率）に制御可能とされるいわゆる３位置制御とされている。この場合、高燃焼状態の燃焼量を１．０と捉えれば、各ボイラ２０の燃焼量は０．５刻みで変更することができることになる。

なお、Ｎ位置制御とは、段階値制御ボイラの燃焼量を、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す。燃焼位置の個数は、２位置（つまり、オン／オフのみ）、４位置（燃焼停止位置、低燃焼位置、中燃焼位置及び高燃焼位置）、又は５位置以上でもよい。

ボイラ群２は、各ボイラ２０とその各燃焼位置との組み合わせからなる燃焼パターンを有する。ボイラ群２においては、この燃焼パターンに基づいて、各ボイラ２０の燃焼が行われる。燃焼パターンは、記憶部５（後述）にテーブル等の形で予め記憶されていてもよく、あるいは、燃焼を行う都度、制御部４（後述）により演算されて算出されてもよい。図２は、各ボイラの設定条件を変更する前の燃焼パターン及び優先順位と設定圧力範囲の蒸気圧帯との関係を示すグラフである。図３は、各ボイラの設定条件を変更した後の燃焼パターン及び優先順位と設定圧力範囲の蒸気圧帯との関係を示すグラフである。

本実施形態においては、図２に示すように、燃焼パターンは、ボイラを高燃焼状態とする場合を「Ｈ」、低燃焼状態とする場合を「Ｌ」、燃焼停止状態とする場合を「−」として示す。燃焼パターンは、蒸気圧センサ７にて測定される蒸気圧が高くなるほど燃焼量が小さいパターンが選択され、蒸気圧が低下するほど燃焼量が大きいパターンが選択される。図２に示すように、上限閾値Ｋｕ１及び下限閾値Ｋｄ１を有する設定圧力範囲Ｋｗ１を９つの蒸気圧帯Ｋｒ１に等分して区分し、蒸気圧帯Ｋｒ１ごとに、対応する燃焼パターンを、言い換えると燃焼状態（燃焼位置）を設定しておき、蒸気圧がどの蒸気圧帯Ｋｒ１に対応するかによって燃焼量を決定する。燃焼パターンは、９つの蒸気圧帯Ｋｒ１に対応して、９つ設定される。

複数台のボイラ２０には、それぞれ優先順位が設定されている。優先順位は、燃焼指示や燃焼停止指示を行うボイラ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、ボイラ２０の１号機〜４号機のそれぞれに「１」〜「４」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、４号機の優先順位が最も低い。
９つの蒸気圧帯において、最上位の蒸気圧帯においては、全てのボイラ２０が燃焼停止状態「−」であり、最下位の蒸気圧帯においては、全てのボイラ２０が高燃焼状態「Ｈ」である。最上位の蒸気圧帯から最下位の蒸気圧帯に向けて、１号機から４号機の順で、「−」→「Ｌ」→「Ｈ」に燃焼状態が変更される。

本実施形態においては、優先順位が高いボイラが低燃焼状態「Ｌ」から高燃焼状態「Ｈ」に変更された後に、次に順位が高いボイラが燃焼停止状態「−」から低燃焼状態「Ｌ」に変更される。なお、優先順位が高いボイラが燃焼停止状態「−」から低燃焼状態「Ｌ」に変更された後で且つ高燃焼状態「Ｈ」に変更される前に、次に順位が高いボイラが燃焼停止状態「−」から低燃焼状態「Ｌ」に変更されてもよい。

ボイラシステム１においては、複数台のボイラ２０のうち一部のみを制御対象とすることができる。例えば、図３に示すように、要求負荷の減少などにより４号機の稼働が停止し、３台（１号機〜３号機）のボイラ２０のみが稼働する状態になることもある。この場合、蒸気圧帯Ｋｒ２の個数は７個となる。

ボイラ２０は、燃焼が行われるボイラ本体２１と、各ボイラ２０の燃焼位置（燃焼状態）を制御するローカル制御部２５と、各ボイラ２０の内部の蒸気圧を測定するローカル蒸気圧測定部２７と、を有する。

ローカル制御部２５は、各ボイラ２０を制御し、要求負荷に応じて燃焼位置（燃焼状態）を変更させることが可能とされている。ローカル制御部２５は、台数制御時には、台数制御装置３による台数制御信号に基づいて各ボイラ２０を制御し、一方、ローカル制御時には、ボイラ２０を直接、制御する。

ローカル蒸気圧測定部２７は、例えば、蒸気圧センサ及び蒸気圧スイッチから、又は蒸気圧スイッチのみから構成され、各ボイラ２０の内部の蒸気圧を測定する。ローカル蒸気圧測定部２７は、各ボイラ２０のローカル制御を行う際に用いられる蒸気圧を測定する。

各ボイラ２０は、信号線１６を介して、台数制御装置３に電気的に接続されている。ローカル制御部２５は、台数制御時において台数制御装置３で用いられる信号を、信号線１６を介して台数制御装置３に送信する。台数制御装置３で用いられる信号としては、例えば、ボイラ２０に要求される負荷などの信号、ボイラ２０の実際の燃焼状態、その他のデータが挙げられる。また、ローカル制御部２５は、制御対象のボイラ２０が運転可能であるときには、運転可能であることを示す信号（運転可能信号）を、信号線１６を介して台数制御装置３に送信する。

台数制御が行われる場合には、台数制御装置３は、蒸気圧センサ７により測定される蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧が高くなったときには燃焼位置を低い方に移行させて（燃焼停止位置への移行を含む）、蒸発量を減少させ、一方、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧が低くなったときには燃焼位置を高い方に移行させて、蒸発量を増加させるように、各ボイラ２０の燃焼位置を制御する。

ローカル制御が行われる場合には、ローカル制御部２５は、ローカル蒸気圧測定部２７により測定されるボイラ２０の内部の蒸気圧が高くなったときには燃焼位置を低い方に移行させて（燃焼停止位置への移行を含む）、蒸発量を減少させ、一方、ボイラ２０の内部の蒸気圧が低くなったときには燃焼位置を高い方に移行させて、蒸発量を増加させるように、各ボイラ２０の燃焼位置を制御する。

台数制御装置３は、信号線１６を介して、各ボイラ２０に電気的に接続されている。台数制御装置３は、燃焼指示信号を出力して、各ボイラ２０の台数制御を行う。なお、各ボイラ２０にローカル制御が行われる場合には、台数制御装置３による台数制御は行われない。

台数制御装置３は、信号線１３を介して、蒸気圧センサ７からの蒸気圧信号を受信する。台数制御装置３は、蒸気圧センサ７からの蒸気圧信号に基づいて、要求負荷に応じたボイラ群２の必要燃焼量及び必要燃焼量に対応する各ボイラ２０の燃焼状態を算出し、各ボイラ２０のローカル制御部２５に台数制御信号を送信する。
このように、台数制御装置３は、各ボイラ２０の燃焼量を制御し、ボイラ群２の台数制御を行うようになっている。

台数制御装置３は、蒸気使用設備１８からの要求負荷に応じた目標蒸発量の蒸気を生成するために、蒸気圧センサ７により測定される蒸気圧に係る設定条件として、所定の上限閾値Ｋｕ及び下限閾値Ｋｄを有する設定圧力範囲Ｋｗと、制御ボイラ総蒸発量Ｑと、を設定する。そして、台数制御装置３は、蒸気圧センサ７により測定される蒸気圧に基づいて当該蒸気圧が設定圧力範囲Ｋｗに収まるように、制御対象のボイラ２０の燃焼量を制御する（燃焼パターンを選択する）。

台数制御装置３は、要求負荷の変動により燃焼量が不足している場合には、燃焼停止位置から低燃焼位置、又は低燃焼位置から高燃焼位置に燃焼位置を引き上げる指示を、ボイラ２０に行う。要求負荷の変動により燃焼量が過剰になっている場合には、高燃焼位置から低燃焼位置、低燃焼位置から燃焼停止位置、又は高燃焼位置から燃焼停止位置に燃焼位置を引き下げる指示を、ボイラ２０に行う。

制御ボイラ総蒸発量Ｑは、ボイラ群２のうち制御対象のボイラ２０によって生成可能な蒸気の総蒸発量である制御ボイラ総蒸発量Ｑには、制御対象ではないボイラの蒸発量は含まれない。全てのボイラ２０の蒸発量が同一である場合には、制御ボイラ総蒸発量Ｑは、制御対象のボイラ２０の台数に比例する。ここでいう制御対象のボイラ２０は、仮想ボイラ（後述）であってもよい。

ボイラ２０の燃焼又はその停止は、仮想ボイラ単位で扱うこともできる。仮想ボイラとは、ボイラ群又は１台のボイラにおける一の燃焼位置の燃焼量から一つ下の燃焼位置の燃焼量を引いた燃焼量を発生する２位置ボイラ（燃焼停止状態と一の燃焼状態から構成されたＯＮ−ＯＦＦ制御により１段階の燃焼量を発生可能とされるボイラ）に相当する。

例えば、仮想ボイラにより、燃焼停止状態、低燃焼状態、高燃焼状態で制御される３位置ボイラを表すと、低燃焼状態の燃焼量を発生させる第１の仮想ボイラと、低燃焼状態から高燃焼状態に移行する際に増加する燃焼量（＝高燃焼状態の燃焼量−低燃焼状態の燃焼量）を発生させる第２の仮想ボイラとから構成されることとなり、第１の仮想ボイラを燃焼させると低燃焼状態の燃焼量が発生し、第２の仮想ボイラを燃焼させると第１の仮想ボイラと第２の仮想ボイラの燃焼量とを合計した上記３位置ボイラの高燃焼状態の燃焼量が発生することとなる。

図１に示すように、台数制御装置３は、制御部４と記憶部５とを備える。
制御部４は、各ボイラ２０のローカル制御部２５と信号線１６を介して接続されている。制御部４は、信号線１６を介して各ボイラ２０のローカル制御部２５に各種の指示を行ったり、ローカル制御部２５から各種のデータを受信したりして、４台のボイラ２０に対して上述の制御を行う。各ボイラ２０のローカル制御部２５は、台数制御装置３から燃焼位置の変更指示の信号を受けると、その指示に従って当該ボイラ２０を制御する。複数のボイラを備えたボイラシステムの負荷量から定めた必要燃焼量に対して、実際の燃焼量が不足していれば、ボイラ２０に燃焼指示を行い、実際の燃焼量が過剰であれば、ボイラ２０に燃焼停止指示を行う。

記憶部５は、台数制御装置３（制御部４）の制御により各ボイラ２０に対して行われた指示や、各ボイラ２０から受信した燃焼状態（燃焼位置）などの情報、各ボイラ２０の間の優先順位の設定の情報などを、ボイラ２０ごとに格納する。

台数制御装置３は、上限閾値Ｋｕ、下限閾値Ｋｄ及び制御ボイラ総蒸発量Ｑのうちのいずれか１つ以上の設定値Ｘが変更される場合には、所定の移行時間Ｔ１をかけて、変更される設定値Ｘを段階的に変更する。設定値Ｘ（上限閾値Ｋｕ、下限閾値Ｋｄ及び制御ボイラ総蒸発量Ｑ）、設定圧力範囲Ｋｗ、蒸気圧帯Ｋｒ等の符号については、変更前のものには添字「１」を付し、変更後のものには、添字「２」を付し、変更前後で共通する説明を行う際には、添字を付さないものとする。

図２に示すように、変更前の設定条件においては、４台（１号機〜４号機）の３位置制御のボイラ２０が稼働しているものとする。蒸気圧帯Ｋｒ１の個数は９個である。
また、図３に示すように、変更後の設定条件においては、変更前と比べて要求負荷の減少などにより４号機の稼働が停止し、３台（１号機〜３号機）の３位置制御のボイラ２０が稼働しているものとする。蒸気圧帯Ｋｒ２の個数は７個である。

台数制御装置３は、以下の演算に基づいて、設定条件の変更を行う。
（１）変更後の設定値Ｘ２から変更前の設定値Ｘ１を減算して、設定値差分値Ｙ１を算出する。
（２）移行時間Ｔ１を所定の分割数ｎで除算して、単位時間Ｔ２を算出する。
（３）設定値差分値Ｙ１を分割数ｎで除算して、単位差分値Ｙ２を算出する。
（４）変更される設定値Ｘについて、単位時間Ｔ２毎に変更前の設定値Ｘ１に単位差分値Ｙ２ずつ加算する。
（５）移行時間Ｔ１の経過後に変更後の設定値Ｘ２になるように、設定値Ｘは段階的に変更される。

次に、具体的な演算例について説明する。変更前後の設定条件は以下の通りである。
〔１〕変更前の設定条件（設定値Ｘ１）
上限閾値Ｋｕ１＝０．８５ＭＰａ
下限閾値Ｋｄ１＝０．６５ＭＰａ
制御ボイラ総蒸発量Ｑ１＝１００００ｋｇ／ｈ
〔２〕変更後の設定条件（設定値Ｘ２）
上限閾値Ｋｕ２＝０．８０ＭＰａ
下限閾値Ｋｄ２＝０．６４ＭＰａ
制御ボイラ総蒸発量Ｑ２＝７０００ｋｇ／ｈ

（１）変更後の設定値Ｘ２から変更前の設定値Ｘ１を減算して、以下の通り、設定値差分値Ｙ１（ΔＫｕ１，ΔＫｄ１，ΔＱ１）を算出する。本例では、設定値差分値Ｙ１はマイナス（−）となる。
上限閾値Ｋｕ２（０．８０ＭＰａ）−上限閾値Ｋｕ１（０．８５ＭＰａ）＝上限閾値設定値差分値ΔＫｕ１（−０．０５ＭＰａ）
下限閾値Ｋｄ２（０．６４ＭＰａ）−下限閾値Ｋｄ１（０．６５ＭＰａ）＝下限閾値設定値差分値ΔＫｄ１（−０．０１ＭＰａ）
制御ボイラ総蒸発量Ｑ２（７０００ｋｇ／ｈ）−制御ボイラ総蒸発量Ｑ１（１００００ｋｇ／ｈ）＝制御ボイラ総蒸発量設定値差分値ΔＱ１（−３０００ｋｇ／ｈ）

（２）移行時間Ｔ１を所定の分割数ｎで除算して、単位時間Ｔ２を算出する。移行時間Ｔ１は６０秒に設定される。分割数ｎは６０に設定される。移行時間Ｔ１（６０秒）÷分割数ｎ（６０）＝単位時間Ｔ２（１秒）となる。

（３）設定値差分値Ｙ１（ΔＫｕ１，ΔＫｄ１，ΔＱ１）を分割数ｎで除算して、単位差分値Ｙ２（ΔＫｕ２，ΔＫｄ２，ΔＱ２）を算出する。本例では、単位差分値Ｙ２はマイナス（−）となる。
上限閾値設定値差分値ΔＫｕ１（−０．０５ＭＰａ）÷分割数ｎ（６０）＝上限閾値単位差分値ΔＫｕ２（≒−０．０００８３ＭＰａ／秒）
下限閾値設定値差分値ΔＫｄ１（−０．０１ＭＰａ）÷分割数ｎ（６０）＝下限閾値単位差分値ΔＫｄ２（≒−０．０００１７ＭＰａ／秒）
制御ボイラ総蒸発量設定値差分値ΔＱ１（−３０００ｋｇ／ｈ）÷単位時間Ｔ２（１秒）＝制御ボイラ総蒸発量単位差分値ΔＱ２（−５０ｋｇ／ｈ／秒）

（４）変更される設定値Ｘについて、単位時間Ｔ２毎に変更前の設定値Ｘ１（Ｋｕ１，Ｋｄ１，Ｑ１）に単位差分値Ｙ２（ΔＫｕ２，ΔＫｄ２，ΔＱ２）ずつ加算する。経過時間Ｔ３が経過したときの上限閾値Ｋｕ、下限閾値Ｋｄ及び制御ボイラ総蒸発量Ｑは、それぞれ以下の通りである。
上限閾値Ｋｕ（Ｔ３）＝上限閾値Ｋｕ１（０．８５ＭＰａ）＋上限閾値単位差分値ΔＫｕ２（−０．０００８３ＭＰａ／秒）×経過時間Ｔ３
下限閾値Ｋｄ（Ｔ３）＝下限閾値Ｋｄ１＝０．６５ＭＰａ＋下限閾値単位差分値ΔＫｄ２（−０．０００１７ＭＰａ／秒）×経過時間Ｔ３
制御ボイラ総蒸発量Ｑ（Ｔ３）＝制御ボイラ総蒸発量Ｑ１（１００００ｋｇ／ｈ）＋（−５０）×経過時間Ｔ３
なお、制御ボイラ総蒸発量Ｑに対応する、燃焼対象のボイラ（仮想ボイラを含む）の台数が非整数（小数）の場合、当該台数は、例えば、整数に繰り上げられる。

経過時間Ｔ３が８秒の例（演算例１）及び５３秒の例（演算例２）を以下に示す。
（演算例１）経過時間Ｔ３＝８秒の場合
上限閾値Ｋｕ（Ｔ３＝８）＝０．８５＋（−０．０００８３×８）＝０．８４３３３ＭＰａ
下限閾値Ｋｄ（Ｔ３＝８）＝０．６５＋（−０．０００１７×８）＝０．６４８６７ＭＰａ
制御ボイラ総蒸発量Ｑ（Ｔ３＝８）＝１００００＋（−５０×８）＝９９６００ｋｇ／ｈ

（演算例２）経過時間Ｔ３＝５３秒の場合
上限閾値Ｋｕ１（Ｔ３＝５３）＝０．８５＋（−０．０００８３×５３）＝０．８０５８３ＭＰａ
下限閾値Ｋｄ（Ｔ３＝５３）＝０．６５＋（−０．０００１７×５３）＝０．６４１１６ＭＰａ
制御ボイラ総蒸発量Ｑ（Ｔ３＝５３）＝１００００＋（−５０×５３）＝７３５０ｋｇ／ｈ

なお、設定条件を変更してから移行時間Ｔ１が経過した後（経過時間Ｔ３＝６０秒の後）には、変更後の設定条件（設定値Ｘ２）は以下のようになる。
上限閾値Ｋｕ２＝０．８０ＭＰａ
下限閾値Ｋｄ２＝０．６４ＭＰａ
制御ボイラ総蒸発量Ｑ２＝７０００ｋｇ／ｈ

次に、第１実施形態のボイラシステム１において、上限閾値Ｋｕ、下限閾値Ｋｄ及び制御ボイラ総蒸発量Ｑのうちのいずれか１つ以上の設定値Ｘが変更される場合に、設定値Ｘを設定値Ｘ１から設定値Ｘ２に変更する動作について、図４を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係るボイラシステム１の動作を示すフローチャートである。

図４に示すように、ステップＳＴ１において、台数制御装置３は、変更後の設定値Ｘ２から変更前の設定値Ｘ１を減算して、設定値差分値Ｙ１を算出する。

ステップＳＴ２において、台数制御装置３は、移行時間Ｔ１を所定の分割数ｎで除算して、単位時間Ｔ２を算出する。

ステップＳＴ３において、台数制御装置３は、設定値差分値Ｙ１を分割数ｎで除算して、単位差分値Ｙ２を算出する。

ステップＳＴ４において、台数制御装置３は、変更される設定値Ｘについて、単位時間Ｔ２毎に変更前の設定値Ｘ１に単位差分値Ｙ２ずつ加算する。

ステップＳＴ５において、移行時間Ｔ１の経過後に、設定値Ｘは、変更後の設定値Ｘ２になる。

第１実施形態のボイラシステム１によれば、例えば、次の効果が奏される。
第１実施形態のボイラシステム１においては、台数制御装置３は、設定圧力範囲Ｋｗの上限閾値Ｋｕ及び下限閾値Ｋｄ並びに制御ボイラ総蒸発量Ｑのうちのいずれか１つ以上の設定値Ｘが変更される場合には、所定の移行時間Ｔ１をかけて、変更される設定値Ｘを段階的に変更し、その際に、変更後の設定値Ｘ２から変更前の設定値Ｘ１を減算して設定値差分値Ｙ１を算出し、前記移行時間Ｔ１を所定の分割数ｎで除算して単位時間Ｔ２を算出し、設定値差分値Ｙ１を分割数ｎで除算して単位差分値Ｙ２を算出し、変更される設定値Ｘについて、単位時間Ｔ２毎に変更前の設定値Ｘ１に単位差分値Ｙ２ずつ加算して、移行時間Ｔ１の経過後に変更後の設定値Ｘ２になるように、当該設定値Ｘを段階的に変更する。

そのため、第１実施形態によれば、設定圧力範囲、制御ボイラ総蒸発量などの設定条件を変更した場合に、必要蒸発量の変化量を抑制することができるため、ハンチングの抑制効果を一層向上することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第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。

図５を参照して第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係るボイラシステムの動作を示すフローチャートである。第２実施形態は、第１実施形態に比して、分割数ｎを算出する点が主として異なる。従って、第２実施形態については、分割数ｎを算出する点を中心に説明する。

第２実施形態のボイラシステムにおいて、上限閾値Ｋｕ、下限閾値Ｋｄ及び制御ボイラ総蒸発量Ｑのうちのいずれか１つ以上の設定値Ｘが変更される場合に、設定値Ｘを設定値Ｘ１から設定値Ｘ２に変更する動作について、図５を参照しながら説明する。

図５に示すように、ステップＳＴ１１において、台数制御装置３は、変更後の設定値Ｘ２から変更前の設定値Ｘ１を減算して、設定値差分値Ｙ１を算出する。

ステップＳＴ１２において、台数制御装置３は、移行時間Ｔ１を所定の単位時間Ｔ２で除算して、分割数ｎを算出する。

ステップＳＴ１３において、台数制御装置３は、設定値差分値Ｙ１を分割数ｎで除算して、単位差分値Ｙ２を算出する。

ステップＳＴ１４において、台数制御装置３は、変更される設定値Ｘについて、単位時間Ｔ２毎に変更前の設定値Ｘ１に単位差分値Ｙ２ずつ加算する。

ステップＳＴ１５において、移行時間Ｔ１の経過後に、設定値Ｘは、変更後の設定値Ｘ２になる。

以上、好適な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定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、変更後の設定値Ｘ２は、いずれも変更後の設定値Ｘ１よりも小さくなっている。そのため、設定値差分値Ｙ１及び単位差分値Ｙ２は、いずれも、マイナス（−）となっている。しかし、変更後の設定値Ｘ２が変更後の設定値Ｘ１よりも大きくなっていてもよい。その場合には、設定値差分値Ｙ１及び単位差分値Ｙ２はプラス（＋）となる。

第１実施形態においては、変更前の設定値Ｘ１に単位差分値Ｙ２ずつ加算する前であって、移行時間Ｔ１を所定の分割数ｎで除算して単位時間Ｔ２を算出した後に、設定値差分値Ｙ１を分割数ｎで除算して、単位差分値Ｙ２を算出しているが、これに制限されない。変更前の設定値Ｘ１に単位差分値Ｙ２ずつ加算する前であって、設定値差分値Ｙ１を分割数ｎで除算して単位差分値Ｙ２を算出した後に、移行時間Ｔ１を分割数ｎで除算して、単位時間Ｔ２を算出してもよい。
前記実施形態においては、設定圧力範囲Ｋｗの上限閾値Ｋｕ及び下限閾値Ｋｄ並びに制御ボイラ総蒸発量Ｑの全てが変更されているが、これに制限されない。これらのうちのいずれか１つ以上の設定値Ｘが変更される場合に、本発明は適用される。

蒸気集合部は、集合させた蒸気を貯留する蒸気ヘッダ６に制限されず、例えば、単に蒸気を集合させるだけの蒸気集合管でもよい。

１ ボイラシステム
２ ボイラ群
３ 台数制御装置（台数制御手段）
６ 蒸気ヘッダ（蒸気集合部）
７ 蒸気圧センサ（蒸気圧測定手段）
１８ 蒸気使用設備（負荷機器）
２０ ボイラ

Claims (3)

1. 複数台のボイラからなり、負荷機器に蒸気を供給するボイラ群と、
   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集合部と、
   前記蒸気集合部の内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段と、
   負荷機器からの要求負荷に応じた目標蒸発量の蒸気を生成するために、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧に係る設定条件として、所定の上限閾値及び下限閾値を有する設定圧力範囲と、前記ボイラ群のうち制御対象の前記ボイラによって生成可能な蒸気の総蒸発量である制御ボイラ総蒸発量と、を設定し、前記蒸気圧測定手段により測定される蒸気圧に基づいて当該蒸気圧が前記設定圧力範囲に収まるように、制御対象の前記ボイラの燃焼量を制御する台数制御手段と、
   を備え、
   前記台数制御手段は、前記上限閾値、前記下限閾値及び前記制御ボイラ総蒸発量のうちのいずれか１つ以上の設定値Ｘが変更される場合には、所定の移行時間Ｔ１をかけて、変更される前記設定値Ｘを段階的に変更し、
   その際に、変更後の設定値Ｘ２から変更前の設定値Ｘ１を減算して設定値差分値Ｙ１を算出し、
   前記設定値差分値Ｙ１を分割数ｎで除算して、単位差分値Ｙ２を算出し、
   変更される前記設定値Ｘについて、前記移行時間Ｔ１を前記分割数ｎで除算した時間である単位時間Ｔ２毎に、変更前の設定値Ｘ１に前記単位差分値Ｙ２ずつ加算して、移行時間Ｔ１の経過後に変更後の設定値Ｘ２になるように、当該設定値Ｘを段階的に変更する
   ボイラシステム。
2. 変更前の前記設定値Ｘ１に前記単位差分値Ｙ２ずつ加算する前に、前記移行時間Ｔ１を前記分割数ｎで除算して、前記単位時間Ｔ２を算出する
   請求項１に記載のボイラシステム。
3. 前記単位差分値Ｙ２を算出する前に、前記移行時間Ｔ１を前記単位時間Ｔ２で除算して、前記分割数ｎを算出する
   請求項１に記載のボイラシステム。

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