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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-205700(P2016-205700A)
(43)【公開日】2016年12月8日
(54)【発明の名称】ボイラシステム
(51)【国際特許分類】
F22B 35/00 20060101AFI20161111BHJP
F22B 37/38 20060101ALI20161111BHJP
【ＦＩ】
F22B35/00 E
F22B37/38 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】30
(21)【出願番号】特願2015-86890(P2015-86890)
(22)【出願日】2015年4月21日
(71)【出願人】
【識別番号】000175272
【氏名又は名称】三浦工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126000
【弁理士】
【氏名又は名称】岩池 満
(74)【代理人】
【識別番号】100145713
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 竜太
(72)【発明者】
【氏名】山田 和也
【テーマコード（参考）】
3L021
【Ｆターム（参考）】
3L021AA05
3L021CA08
3L021DA04
3L021FA12
3L021FA21
(57)【要約】
【課題】ハンチング抑止・収束することが可能なボイラシステムを提供すること。【解決手段】複数台のボイラ２０と、ボイラ２０により生成された蒸気が集合する蒸気ヘッダ６の蒸気圧力値を設定圧力範囲に収まるように、比例分配制御により算出された、ボイラ２０で発生すべき必要蒸気量に基づいてボイラ２０の燃焼状態を制御する制御部４と、を備えるボイラシステム１であって、制御部４は、ハンチングが発生している場合又はハンチングが発生する可能性が高い場合に、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧力値が下降から上昇に転じた時点における、比例分配制御により算出された必要蒸気量を、実際の給蒸中ボイラにより出力されている出力蒸気量に置き換える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数台のボイラ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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、
予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、
制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、
蒸気の供給を行っているすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が前記必要蒸気量算出部により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態で、前記ヘッダ圧力値が予め設定された第１圧力値を下回り、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第１状態を検出する第１検出部と、
前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第１状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、
前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、予め設定された第１補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎに収束するように、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出し、前記第１補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、
前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を発生させて、前記第１補正時間の経過前の前記制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、
前記第１補正時間の経過後、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、
を備えるボイラシステム。
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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、
予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、
制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、
蒸気の供給を行っているすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が前記必要蒸気量算出部により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態で、前記ヘッダ圧力値が予め設定された第１圧力値を下回り、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第１状態を検出する第１検出部と、
前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第１状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、
前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、予め設定された第１補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎに収束するように、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出し、前記第１補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、
前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を発生させて、前記第１補正時間の経過前の前記制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、
前記第１補正時間の経過後、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、
を備えるボイラシステム。
【請求項2】
前記補正必要蒸気量算出部は、さらに、
前記第１補正時間の経過前の制御周期において算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了し、
前記出力制御部は、さらに、
前記第１補正時間の経過前の制御周期において、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する、請求項１に記載のボイラシステム。
前記第１補正時間の経過前の制御周期において算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了し、
前記出力制御部は、さらに、
前記第１補正時間の経過前の制御周期において、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項3】
前記補正必要蒸気量算出部は、
前記第１補正時間を制御周期で除算することにより、補正回数最大値Ｎｍａｘを算出し、
前記最初の補正必要蒸気量設定部による最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理を、補正回数１としてカウントし、
前記第１補正時間の経過前の制御周期毎に、前回の補正回数（Ｎ−１）に１を加算した今回の補正回数Ｎと、補正回数最大値Ｎｍａｘから前回の補正回数（Ｎ−１）を減算した残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）と、を算出し、
前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎと前記補正必要蒸気量算出部により算出した前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´との差分を、前記残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）で除算して今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを算出し、
前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを加算して、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出する、
請求項１又は請求項２に記載のボイラシステム。
前記第１補正時間を制御周期で除算することにより、補正回数最大値Ｎｍａｘを算出し、
前記最初の補正必要蒸気量設定部による最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理を、補正回数１としてカウントし、
前記第１補正時間の経過前の制御周期毎に、前回の補正回数（Ｎ−１）に１を加算した今回の補正回数Ｎと、補正回数最大値Ｎｍａｘから前回の補正回数（Ｎ−１）を減算した残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）と、を算出し、
前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎと前記補正必要蒸気量算出部により算出した前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´との差分を、前記残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）で除算して今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを算出し、
前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを加算して、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出する、
請求項１又は請求項２に記載のボイラシステム。
【請求項4】
複数台のボイラ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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、
予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、
制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、
蒸気の供給を行っているすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が前記必要蒸気量算出部により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態で、前記ヘッダ圧力値が予め設定された第１圧力値を下回り、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第１状態を検出する第１検出部と、
前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第１状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、
前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に第１の必要蒸気量変化分を加算して算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎより小さい場合に、前記算出された値を今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定し、前記算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、
前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させて、
その後、制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、
前記補正必要蒸気量算出部により算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が、前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、
を備えるボイラシステム。
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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、
予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、
制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、
蒸気の供給を行っているすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が前記必要蒸気量算出部により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態で、前記ヘッダ圧力値が予め設定された第１圧力値を下回り、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第１状態を検出する第１検出部と、
前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第１状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、
前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に第１の必要蒸気量変化分を加算して算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎより小さい場合に、前記算出された値を今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定し、前記算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、
前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させて、
その後、制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、
前記補正必要蒸気量算出部により算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が、前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、
を備えるボイラシステム。
【請求項5】
複数台のボイラ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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、
予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、
制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、
ハンチングの起因となる可能性のある前記ヘッダ圧力値の変動を擬似ハンチング状態を検出し、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第２状態を検出する第２検出部と、
前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第２状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、
前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、予め設定された第２補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎに収束するように、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出し、前記第２補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、
前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を発生させて、前記第２補正時間の経過前の前記制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、
前記第２補正時間の経過後、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、
を備えるボイラシステム。
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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、
予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、
制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、
ハンチングの起因となる可能性のある前記ヘッダ圧力値の変動を擬似ハンチング状態を検出し、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第２状態を検出する第２検出部と、
前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第２状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、
前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、予め設定された第２補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎに収束するように、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出し、前記第２補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、
前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を発生させて、前記第２補正時間の経過前の前記制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、
前記第２補正時間の経過後、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、
を備えるボイラシステム。
【請求項6】
前記補正必要蒸気量算出部は、さらに、
前記第２補正時間の経過前の制御周期において算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了し、
前記出力制御部は、さらに、
前記第２補正時間の経過前の制御周期において、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する、請求項５に記載のボイラシステム。
前記第２補正時間の経過前の制御周期において算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了し、
前記出力制御部は、さらに、
前記第２補正時間の経過前の制御周期において、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する、請求項５に記載のボイラシステム。
【請求項7】
前記補正必要蒸気量算出部は、
前記第２補正時間を制御周期で除算することにより、補正回数最大値Ｎｍａｘを算出し、
前記最初の補正必要蒸気量設定部による最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理を、補正回数１としてカウントし、
前記第２補正時間の経過前の制御周期毎に、前回の補正回数（Ｎ−１）に１を加算した今回の補正回数Ｎと、補正回数最大値Ｎｍａｘから前回の補正回数（Ｎ−１）を減算した残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）と、を算出し、
前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎと前記補正必要蒸気量算出部により算出した前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´との差分を、前記残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）で除算して今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを算出し、
前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを加算して、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出する、
請求項５又は請求項６に記載のボイラシステム。
前記第２補正時間を制御周期で除算することにより、補正回数最大値Ｎｍａｘを算出し、
前記最初の補正必要蒸気量設定部による最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理を、補正回数１としてカウントし、
前記第２補正時間の経過前の制御周期毎に、前回の補正回数（Ｎ−１）に１を加算した今回の補正回数Ｎと、補正回数最大値Ｎｍａｘから前回の補正回数（Ｎ−１）を減算した残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）と、を算出し、
前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎと前記補正必要蒸気量算出部により算出した前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´との差分を、前記残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）で除算して今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを算出し、
前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを加算して、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出する、
請求項５又は請求項６に記載のボイラシステム。
【請求項8】
複数台のボイラ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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、
予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、
制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、
ハンチングの起因となる可能性のある前記ヘッダ圧力値の変動を擬似ハンチング状態を検出し、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第２状態を検出する第２検出部と、
前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第２状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、
前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に第１の必要蒸気量変化分を加算して算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎより小さい場合に、前記算出された値を今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定し、前記算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、
前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させて、
その後、制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、
前記補正必要蒸気量算出部により算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が、前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、
を備えるボイラシステム。
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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、
予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、
制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、
ハンチングの起因となる可能性のある前記ヘッダ圧力値の変動を擬似ハンチング状態を検出し、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第２状態を検出する第２検出部と、
前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第２状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、
前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に第１の必要蒸気量変化分を加算して算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎより小さい場合に、前記算出された値を今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定し、前記算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、
前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させて、
その後、制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、
前記補正必要蒸気量算出部により算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が、前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、
を備えるボイラシステム。
【請求項9】
前記第２検出部は、前記ヘッダ圧力値が、前記制御部が前記複数台のボイラを全缶停止する閾値として予め設定された制御上限圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との間に予め設定された第２制御上限圧力値を超える又は第２制御上限圧力値以上となる回数が、第１の時間の間に第１の回数以上発生する変動を擬似ハンチング状態として検出することを含む、請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載のボイラシステム。
【請求項10】
前記第２検出部は、前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲の下限圧力値との偏差の絶対値が第１閾値以下となるように予め設定された第２制御下限圧力値を下回る又は第２制御下限圧力値以下となる回数が、第２の時間の間に、第２の回数以上発生する変動を擬似ハンチング状態として検出することを含む、請求項５乃至請求項９のいずれか１項に記載のボイラシステム。
【請求項11】
前記第２検出部は、前記ヘッダ圧力値が降下する際の圧力降下幅が予め設定された圧力降下幅値を超えるか、又は圧力降下幅値以上となる回数が、第３の時間の間に、第３の回数以上発生する変動を擬似ハンチング状態として検出することを含む、請求項５乃至請求項１０のいずれか１項に記載のボイラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蒸気ヘッダ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。
【背景技術】
【0002】
段階的な燃焼位置で燃焼可能な、複数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では、ボイラ群において生成された蒸気を蒸気ヘッダに集合し、この蒸気ヘッダから負荷機器に対して蒸気を供給する。このようなボイラシステムでは、蒸気ヘッダ内の蒸気の圧力（蒸気圧）が設定圧力範囲に収まるように、制御対象の段階値制御ボイラの燃焼量を制御することとしている。このようなボイラシステムでは、蒸気ヘッダの蒸気圧力（以下、「ヘッダ圧力」又は「蒸気ヘッダ圧力」ともいう）が蒸気消費量の変動にかかわらず、設定圧力範囲に収まるように、蒸気消費量の変動に応じて段階値制御ボイラの燃焼量が制御される。このようなボイラシステムにおいては、その圧力位置によって必要蒸気量が一意的に定まる、いわゆる比例分配制御方式を採用している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１１−２０８８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、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、予め設定圧力範囲の上限圧力値以上の値である比例分配設定圧力（以下「制御上限圧力」ともいう）を設けておき、ヘッダ圧力が制御上限圧力を超えた場合に、全てのボイラを燃焼停止状態（以下、「全缶停止」ともいう）とする台数制御を行うことがある。このような場合、ヘッダ圧力が不安定となり、ハンチングを引き起こす場合がある。従来、採用されている比例分配制御方式では、一度ハンチングが発生すると、台数制御装置自身でハンチングを収束させる機能がないため、その後負荷が変化（主に増加側に変化）するまでハンチングが延々継続するケースが見られる。
【0005】
また、このようなハンチング現象は、何らかの要因により、出力蒸気量が大幅に不足し、ヘッダ圧力値が所定圧力を下回った場合においても発生し得る。例えば、蒸気の供給を行っているボイラが何らかの原因で異常停止して、燃焼ボイラ不足が発生した場合、また想定を上回る急激な負荷増加が発生して、蒸気の供給が間に合わない事態が発生した場合等において、ヘッダ圧力値が所定圧力を下回り、ヘッダ圧力値が上下に変動する、ハンチング現象が発生する可能性がある。
【0006】
また、比例分配制御方式による蒸気量の制御では、例えば、制御上限圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との間に予め設定された第２制御上限圧力値を超える又は第２制御上限圧力値以上となる回数が複数回発生するハンチングの起因となる可能性のあるヘッダ圧力値の変動（以下、「疑似ハンチング」ともいう）が発生することがある。
【0007】
本発明は、蒸気の供給を行っているボイラが何らかの原因で異常停止して、燃焼ボイラ不足が発生した場合、また想定を上回る急激な負荷増加が発生して、蒸気の供給が間に合わない事態が発生した場合等において、ヘッダ圧力に急激な下降が発生した場合、ヘッダ圧力を速やかに設定圧力範囲内に収束させるボイラシステムを提供することを目的とする。また、ハンチングの起因となる可能性のあるヘッダ圧力値の変動である疑似ハンチングを検出した場合、ヘッダ圧力値を速やかに目標圧力値に収束させることで、ハンチング現象を未然に防止し、また、ハンチング現象が発生した場合には、ハンチング現象を速やかに収束させ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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、複数台のボイラ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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、蒸気の供給を行っているすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が前記必要蒸気量算出部により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態で、前記ヘッダ圧力値が予め設定された第１圧力値を下回り、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第１状態を検出する第１検出部と、前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第１状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、予め設定された第１補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎに収束するように、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出し、前記第１補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を発生させて、前記第１補正時間の経過前の前記制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、前記第１補正時間の経過後、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、を備えるボイラシステムに関する。
【0009】
前記前記補正必要蒸気量算出部は、さらに、前記第１補正時間の経過前の制御周期において算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了し、前記出力制御部は、さらに、前記第１補正時間の経過前の制御周期において、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御することができる。
【0010】
さらに、前記補正必要蒸気量算出部は、前記第１補正時間を制御周期で除算することにより、補正回数最大値Ｎｍａｘを算出し、前記最初の補正必要蒸気量設定部による最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理を、補正回数１としてカウントし、前記第１補正時間の経過前の制御周期毎に、前回の補正回数（Ｎ−１）に１を加算した今回の補正回数Ｎと、補正回数最大値Ｎｍａｘから前回の補正回数（Ｎ−１）を減算した残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）と、を算出し、前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎと前記補正必要蒸気量算出部により算出した前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´との差分を、前記残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）で除算して今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを算出し、前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを加算して、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出することができる。
【0011】
また、本発明は、複数台のボイラ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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、蒸気の供給を行っているすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が前記必要蒸気量算出部により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態で、前記ヘッダ圧力値が予め設定された第１圧力値を下回り、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第１状態を検出する第１検出部と、前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第１状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に第１の必要蒸気量変化分を加算して算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎより小さい場合に、前記算出された値を今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定し、前記算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、前記第１検出部により前記第１状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させて、その後、制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、前記補正必要蒸気量算出部により算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が、前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、を備えるボイラシステムに関する。
【0012】
また、本発明は、複数台のボイラ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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、ハンチングの起因となる可能性のある前記ヘッダ圧力値の変動を擬似ハンチング状態を検出し、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第２状態を検出する第２検出部と、前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第２状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、予め設定された第２補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎに収束するように、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出し、前記第２補正時間の経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を発生させて、前記第２補正時間の経過前の前記制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、前記第２補正時間の経過後、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、を備えるボイラシステムに関する。
【0013】
前記補正必要蒸気量算出部は、さらに、前記第２補正時間の経過前の制御周期において算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了し、前記出力制御部は、さらに、前記第２補正時間の経過前の制御周期において、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御することができる。
【0014】
前記前記補正必要蒸気量算出部は、前記第２補正時間を制御周期で除算することにより、補正回数最大値Ｎｍａｘを算出し、前記最初の補正必要蒸気量設定部による最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理を、補正回数１としてカウントし、前記第２補正時間の経過前の制御周期毎に、前回の補正回数（Ｎ−１）に１を加算した今回の補正回数Ｎと、補正回数最大値Ｎｍａｘから前回の補正回数（Ｎ−１）を減算した残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）と、を算出し、前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎと前記補正必要蒸気量算出部により算出した前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´との差分を、前記残り補正回数（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１）で除算して今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを算出し、前回補正必要蒸気量ＭＶ（ｎ−１）´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎを加算して、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出することができる。
【0015】
また、本発明は、複数台のボイラ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であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧力測定手段と、予め、設定圧力範囲と前記設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅が設定され、要求負荷に応じて前記蒸気圧力測定手段により測定される前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲に収まるように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、制御周期毎に、前記ヘッダ圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する必要蒸気量算出部と、ハンチングの起因となる可能性のある前記ヘッダ圧力値の変動を擬似ハンチング状態を検出し、その後前記ヘッダ圧力値が下降から上昇に転じた第２状態を検出する第２検出部と、前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）の算出処理において、前記第２状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラにより出力されている出力蒸気量の合計値を最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定する、最初の補正必要蒸気量設定部と、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に第１の必要蒸気量変化分を加算して算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎより小さい場合に、前記算出された値を今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定し、前記算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する補正必要蒸気量算出部と、前記第２検出部により前記第２状態が検出された場合、前記最初の補正必要蒸気量設定部により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させて、その後、制御周期毎に、前記補正必要蒸気量算出部により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御し、前記補正必要蒸気量算出部により算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が、前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、前記必要蒸気量算出部により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように前記複数台のボイラの燃焼状態を制御する出力制御部と、を備えるボイラシステムに関する。
【0016】
前記第２検出部は、前記ヘッダ圧力値が、前記制御部が前記複数台のボイラを全缶停止する閾値として予め設定された制御上限圧力値と前記設定圧力範囲の上限圧力値との間に予め設定された第２制御上限圧力値を超える又は第２制御上限圧力値以上となる回数が、第１の時間の間に第１の回数以上発生する変動を擬似ハンチング状態として検出することを含むことができる。
【0017】
また、前記第２検出部は、前記ヘッダ圧力値が、前記設定圧力範囲の下限圧力値との偏差の絶対値が第１閾値以下となるように予め設定された第２制御下限圧力値を下回る又は第２制御下限圧力値以下となる回数が、第２の時間の間に、第２の回数以上発生する変動を擬似ハンチング状態として検出することを含むことができる。
【0018】
前記第２検出部は、前記ヘッダ圧力値が降下する際の圧力降下幅が予め設定された圧力降下幅値を超えるか、又は圧力降下幅値以上となる回数が、第３の時間の間に、第３の回数以上発生する変動を擬似ハンチング状態として検出することを含むことができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、蒸気ヘッダ内部の蒸気圧力が、予め設定された設定圧力範囲に収まるように、複数台のボイラからなるボイラ群の燃焼状態を制御する制御部を備えるボイラシステムにおいて、蒸気の供給を行っているボイラが何らかの原因で異常停止して、燃焼ボイラ不足が発生した場合、また想定を上回る急激な負荷増加が発生して、蒸気の供給が間に合わない事態が発生した場合等において、ヘッダ圧力に急激な下降が発生した場合、また、ハンチングの起因となる可能性のあるヘッダ圧力値の変動が発生した場合、ヘッダ圧力を速やかに設定圧力範囲内に収束させることで、ハンチング現象を未然に防止し、ハンチング現象が発生した場合には、ハンチング現象を速やかに収束させ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。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】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2】ボイラ群の概略を示す図である。
【図3】制御部４の構成を示す機能ブロック図である。
【図4】第１実施形態に係るボイラシステム１のフィードバック制御の流れを示すフローチャート図である。
【図5】第１実施形態の変形例２に係るボイラシステム１のフィードバック制御の流れを示すフローチャート図である。
【図6】第１実施形態の変形例３に係るボイラシステム１のフィードバック制御の流れを示すフローチャート図である。
【図7A】通常の比例分配制御方式による圧力制御を実施した場合における、急負荷変動時のヘッダ圧力値と必要蒸気量（指示蒸気量）と実際の出力蒸気量との時間的推移を示す図である。
【図7B】第１実施形態に係る比例分配制御方式による圧力制御を実施した場合における、急負荷変動時のヘッダ圧力値と必要蒸気量（指示蒸気量）と実際の出力蒸気量との時間的推移を示す図である。
【図8】第２実施形態に係るボイラシステム１の制御部４Ａの構成を示す機能ブロック図である。
【図9】第２実施形態に係るボイラシステム１のフィードバック制御の流れを示すフローチャート図である。
【図10A】通常の比例分配制御方式による圧力制御を実施した場合におけるヘッダ圧力値と必要蒸気量と実際の出力蒸気量との時間的推移を示す図である。
【図10B】第２実施形態に係る比例分配制御方式による圧力制御を実施した場合におけるヘッダ圧力値と必要蒸気量と実際の出力蒸気量との時間的推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
〔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、ボイラシステム１は、複数（５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、ボイラ群２の燃焼状態を制御する制御部４を有する台数制御装置３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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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が測定するヘッダ圧力値（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。
【0025】
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）に応じた必要蒸発量を算出するようになっている。制御方式の詳細については、後述する。
【0026】
ここで、ボイラシステム１を構成する複数のボイラ２０について説明する。第１実施形態のボイラ２０は、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段階値制御ボイラからなる。
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。図２に示すように、ボイラ２０は、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）制御ボイラとしている。
【0027】
なお、ボイラ２０は、Ｎを任意の整数として、Ｎ位置制御すなわち、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ボイラ２０とすることができる。例えば、燃焼位置の個数は、２位置（つまり、オン／オフのみ）、３位置（燃焼停止位置、低燃焼位置、及び高燃焼位置）、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。
【0028】
なお、各ボイラ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。
【0029】
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２２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（図示せず）と、を有する。
【0030】
ローカル制御部２２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２２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。
【0031】
ローカル蒸気圧測定部は、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。
【0032】
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２２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に要求される負荷等の信号、ボイラ２０の実際の燃焼状態（燃焼位置）、その他のデータが挙げられる。また、ローカル制御部２２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。
【0033】
各ボイラ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。例えば、ボイラ２０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。
【0034】
次に、台数制御装置３の詳細について説明する。台数制御装置３は、蒸気圧センサ７からの蒸気圧力信号に基づいて、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（ローカル制御部２２）に台数制御信号を送信する。この台数制御装置３は、図１に示すように、制御部４と、記憶部５と、を備える。
【0035】
記憶部５は、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の内容や、各ボイラ２０から受信した燃焼状態等の情報、複数のボイラ２０の優先順位の設定の情報、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記憶する。こうすることで、記憶部５は、各ボイラ２０から出力される出力蒸気量、及び各ボイラ２０それぞれから出力される出力蒸気量の合計値を記憶部５に記憶する。
【0036】
また、記憶部５は、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、設定圧力範囲を記憶する。記憶部５は、設定圧力範囲の上限圧力値以上の値である制御上限圧力値を記憶する。また、記憶部５は、設定圧力範囲の下限圧力値以上の値である第１圧力値を記憶する。第１圧力値の詳細については、後述する。また、記憶部５は、後述する補正必要蒸気量算出に係る設定条件として、第１補正時間（Ｔ）又は補正回数最大値（Ｎ）を記憶することができる。
【0037】
＜制御部４の構成＞次に、制御部４の詳細な構成について説明する。図３に示すように、制御部４は、必要蒸気量算出部４１と、第１検出部４２と、最初の補正必要量算出部４３と、補正必要量算出部４４と、出力制御部４５と、を含んで構成される。
【0038】
［必要蒸気量算出部４１］必要蒸気量算出部４１は、制御周期毎に、ヘッダ圧力値と設定圧力範囲の上限圧力値との差分である圧力偏差に基づいて、必要蒸気量ＭＶｎを算出する。ここで、添字ｎは、制御周期毎に行われる繰り返し演算の演算回数（ｎ回目：ｎ＝１，２，…の正の整数値）を示す。
より具体的には、必要蒸気量算出部４１は、制御周期毎に、ヘッダ圧力値ＰＶの圧力偏差ＰＤ１（設定圧力範囲の上限圧力値Ｐｍａｘとヘッダ圧力値ＰＶとの差分）を、設定圧力範囲の上限圧力値と下限圧力値との差分である制御幅Ｐ１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ＭＶｎ」ともいう）を式１により算出する。
必要蒸気量ＭＶｎ＝最大蒸気量ＪＧ×ＰＲ１ ・・・（式１）
ここで、最大蒸気量ＪＧとは、ボイラ群２を構成するボイラ２０それぞれに予め設定された最大燃焼状態（高燃焼位置）における蒸気量（最大蒸気量）の合計である。
【0039】
［第１検出部４２］第１検出部４２は、蒸気の供給を行っているボイラ（以下、「給蒸中のボイラ」ともいう）全ての最大出力蒸気量の合計値が必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態で、ヘッダ圧力値ＰＶが予め設定された第１圧力値を下回り、その後ヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じた状態（以下、検出された状態を「第１状態」ともいう）を検出する。
【0040】
蒸気の供給を行っているすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が、必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態について、具体的な例をいくつか説明する。
【0041】
（給蒸中のボイラが外的要因で燃焼停止した場合）ボイラ２０の最大蒸気量を７０００ｋｇ／ｈ（すなわち、ボイラ２０は７ｔボイラ）、及び必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを８ｔ／ｈと仮定する。
【0042】
例えば、給蒸中のボイラ２０が３台あり、そのうち１台が異常停止した場合、給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値は、７ｔ／ｈ×２＝１４ｔ／ｈとなる。他方、現時点の必要蒸気量ＭＶｎを８ｔ／ｈとしたことから、給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が、必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを上回る。この場合、給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値（１４ｔ／ｈ）は、必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎ（８ｔ／ｈ）を下回る状態には該当しない。
【0043】
これに対して、給蒸中のボイラ２０が２台あり、そのうち１台が異常停止した場合、給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値は、７ｔ／ｈ×１＝７ｔ／ｈとなる。他方、現時点の必要蒸気量ＭＶｎを８ｔ／ｈとしたことから、給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値７ｔ／ｈは、必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎ（８ｔ／ｈ）を下回る。この場合、給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値（７ｔ／ｈ）は、必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎ（８ｔ／ｈ）を下回る状態に該当する。このように、給蒸中のボイラ２０のうち１台が異常停止した場合に、給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が、必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態が発生する可能性がある。
【0044】
（想定を上回る急激な負荷増加が発生し、蒸気供給が間に合わない場合）例えば、給蒸中のボイラ２０が２台とし、要求負荷が急激に増加して、必要蒸気量ＭＶｎが、例えば、１５ｔ／ｈになったと仮定した場合、給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値は、７ｔ／ｈ×２＝１４ｔ／ｈとなる。給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値１４ｔ／ｈは、必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎ（１５ｔ／ｈ）を下回る状態に該当する。
このように、想定を上回る急激な負荷増加が発生した場合に、給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が、必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態が発生する可能性がある。
【0045】
このような場合、ボイラシステム１においては、ヘッダ圧力値ＰＶが急下降した際、下降中に比例分配制御方式により算出される必要蒸気量ＭＶが過剰に確保される。他方、急激な必要蒸気量の変化に対してボイラシステム１のボイラ２０には応答遅れが生じる。その後、出力蒸気量ＪＴが増加することにより、ヘッダ圧力値ＰＶは、下降から上昇に転じる。ヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じた時点から、比例分配制御方式により算出される必要蒸気量ＭＶは減少し続けるが、その時点で既に必要蒸気量ＭＶが過剰に確保されている。一方、ボイラシステム１は、ボイラ群２の実際の出力蒸気量ＪＴは必要蒸気量ＭＶに追いついていないことから、出力蒸気量ＪＴは増加し続けることとなる。
その結果、ボイラシステム１は、ヘッダ圧力値ＰＶの上昇を抑えきれなくなり、オーバーシュートすることとなる。
【0046】
［最初の補正必要蒸気量設定部４３］最初の補正必要蒸気量設定部４３は、第１検出部４２により第１状態が検出された場合、今回必要蒸気量ＭＶｎの初回（ｎ＝１）の算出処理において、当該検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラ２０により出力されている出力蒸気量の合計値となる最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を今回必要蒸気量ＭＶｎとして設定する。
【0047】
［補正必要蒸気量算出部４４］補正必要蒸気量算出部４４は、最初の補正必要蒸気量設定部４３により設定された初回（ｎ＝１）の制御周期における補正必要蒸気量ＭＶｎ´を起点として、第１補正時間Ｔの経過前まで、次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて（例えば、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎ´を加算して）、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、今回の必要蒸気量ＭＶｎとして設定する。
そして、補正必要蒸気量算出部４４は、第１補正時間Ｔの経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が必要蒸気量算出部４１により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎに収束するように、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出する。
【0048】
［補正必要蒸気量算出部４４の算出方法の具体例］第１補正時間Ｔの経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が必要蒸気量算出部４１により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎに収束するように、例えば、補正必要蒸気量算出部４４は、次のように次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出することができる。
【0049】
まず、補正必要蒸気量算出部４４は、整数Ｎｍａｘ（以下「補正回数最大値」ともいう）を（式２）に示すように、第１補正時間Ｔを制御周期Δｔで除算して算出する。Ｎｍａｘ ＝ Ｔ／Δｔ （式２）
【0050】
そして、Ｎ（Ｎｍａｘ≧Ｎ≧１）を現在の補正回数とすると、補正必要蒸気量算出部４４は、（式３）に示すように、第１補正時間Ｔの経過前まで、次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎ´を算出する。ΔＭＶｎ´＝（ＭＶｎ−ＭＶｎ−１´）／（Ｎｍａｘ−Ｎ＋１） （式３）
（式３）において、ＭＶｎ：現時点の必要蒸気量（今回必要蒸気量）、ＭＶｎ−１´：前回の制御周期時点の補正必要蒸気量、ΔＭＶｎ´：今回補正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。また、補正回数Ｎは、補正実施毎に１を加算する。
【0051】
補正必要蒸気量算出部４４は、（式４）に示すように、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎ´を加算して、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出する。ＭＶｎ´＝ＭＶｎ−１´＋ΔＭＶｎ´ （式４）
【0052】
こうすることで、補正必要蒸気量算出部４４は、最初の補正必要蒸気量設定部４３により設定された初回（ｎ＝１）の制御周期における補正必要蒸気量ＭＶｎ´を起点として、第１補正時間Ｔの経過前まで、次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、第１補正時間Ｔの経過後に、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が必要蒸気量算出部４１により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎに収束するようにすることができる。なお、（式３）、（式４）は一例であって、補正必要蒸気量算出部４４の補正必要蒸気量の算出方法については、これに限定されない。
【0053】
上記の実施例において、予め第１補正時間Ｔを設定して、制御周期時間Δｔで除算することにより、補正回数最大値Ｎｍａｘを算出したが、これに限定されない。例えば、予め、補正回数最大値となる整数Ｎｍａｘを設定して、制御周期時間Δｔに整数Ｎｍａｘを乗算することで、第１補正時間Ｔを算出してもよい。
【0054】
［補正必要蒸気量算出部４４の変形例１］補正必要蒸気量算出部４４は、さらに、第１補正時間Ｔの経過前の制御周期において算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が必要蒸気量算出部４１により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了するようにしてもよい。
より具体的には、補正回数Ｎが補正回数最大値Ｎｍａｘ未満であっても、次回以降（ｎ≧２）の制御周期において、補正必要蒸気量算出部４４により算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が、必要蒸気量算出部４１により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となった場合、すなわち、次の（条件１）を満足した場合に、補正必要蒸気量算出部４４は、補正を終了してもよい。
今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´ ≧ 今回必要蒸気量ＭＶｎ （条件１）
【0055】
［補正必要蒸気量算出部４４の変形例２］変形例２として、予め第１補正時間Ｔを設定しないように構成してもよい。
すなわち、補正必要蒸気量算出部４４は、最初の補正必要蒸気量設定部４３により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´（ｎ＝１）を起点として、制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に予め設定された第１の必要蒸気量変化分ΔＭＶを加算して算出された値が前記必要蒸気量算出部により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎより小さい場合に、算出された値を今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´として設定し、算出された値が必要蒸気量算出部４１により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了するように構成してもよい。
【0056】
具体的には、補正蒸気量算出部４４は、（式５）に示すように、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に第１の必要蒸気量変化分ΔＭＶを加算して、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出する。ＭＶｎ´＝ＭＶｎ−１´＋ΔＭＶ （式５）
【0057】
そして、次回以降（ｎ≧２）の制御周期において、補正必要蒸気量算出部４４により算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が、必要蒸気量算出部４１により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となった場合、すなわち、前述した（条件１）を満足した場合に、補正必要蒸気量算出部４４は、補正を終了する。なお、上記実施例においては、必要蒸気量変化分ΔＭＶを固定値としたが、固定値ではなく、例えば、次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、ΔＭＶｎの値が小さくなるようにしてもよい。
【0058】
［出力制御部］最初に、出力制御部４５の通常時の制御機能（以下、「通常制御」ともいう）について説明する。
＜通常制御＞
通常時において、出力制御部４５は、制御周期毎に必要蒸気量算出部４１により算出された必要蒸気量ＭＶｎと、制御周期毎に算出した、ボイラ群２の燃焼しているすべてのボイラ２０により出力されている出力蒸気量の合計値である出力蒸気量ＪＴとの偏差量（今回必要蒸気量ＭＶｎ−出力蒸気量ＪＴ）及びヘッダ圧力値ＰＶの変動状態に基づいて、それぞれのボイラ２０の燃焼位置を選択することで、燃焼状態を制御する。
具体的には、例えば、次のように行うことができる。
【0059】
出力制御部４５は、今回制御周期に測定したヘッダ圧力値を前回制御周期に測定したヘッダ圧力値と比較して、今回制御周期のヘッダ圧力値が上昇しているか、下降しているか、を判断する。
【0060】
［ヘッダ圧力が下降している場合］今回制御周期のヘッダ圧力が前回制御周期に測定したヘッダ圧力値と比較して下降している場合であって、
今回必要蒸気量ＭＶｎ＞出力蒸気量ＪＴ
を満たす場合、出力制御部４５は、燃焼量不足と判断して、差分蒸気量（今回必要蒸気量ＭＶｎ−出力蒸気量ＪＴ）の蒸気量に該当する燃焼量を増加させるように、燃焼位置を変更する。
【0061】
具体的には、出力制御部４５は、蒸気量の増加分が（今回必要蒸気量ＭＶｎ−出力蒸気量ＪＴ）に最も近く、出力蒸気量の変更後に、必要蒸気量ＭＶｎ≦今回出力蒸気量ＪＴｎを満足するように、それぞれのボイラ２０の燃焼位置を選択する。出力制御部４５は、差分蒸気量に最も近い燃焼位置を優先的に選択するものとし、該当する燃焼位置が複数ある場合には、予め設定された優先順位に基づいて選択することができる。
なお、今回制御周期のヘッダ圧力が前回制御周期に測定したヘッダ圧力値と比較して下降している場合であって、
今回必要蒸気量ＭＶｎ≦出力蒸気量ＪＴ
を満たす場合は、出力制御部４５は、現状の燃焼状態を維持することができる。
【0062】
［ヘッダ圧力が上昇している場合］今回制御周期のヘッダ圧力が前回制御周期に測定したヘッダ圧力値と比較して上昇している場合であって、
今回必要蒸気量ＭＶｎ＜出力蒸気量ＪＴ
を満たす場合、出力制御部４５は、燃焼量過剰と判断して、（出力蒸気量ＪＴ−今回必要蒸気量ＭＶｎ）の蒸気量に該当する燃焼量を減少させるように、燃焼位置を変更する。
【0063】
具体的には、出力制御部４５は、蒸気量の減少分が（出力蒸気量ＪＴ−今回必要蒸気量ＭＶｎ）に最も近く、変更後に、今回必要蒸気量ＭＶｎ≧今回出力蒸気量ＪＴｎを満足するように、それぞれのボイラ２０の燃焼位置を選択する。この際、出力制御部４５は、差分蒸気量に最も近い燃焼位置を優先的に選択するものとし、該当する燃焼位置が複数ある場合には、予め設定された優先順位に基づいて選択することができる。
なお、ヘッダ圧力が前回制御周期に測定したヘッダ圧力値と比較して上昇している場合であって、
今回必要蒸気量ＭＶｎ≧出力蒸気量ＪＴ
を満たす場合は、出力制御部４５は、現状の燃焼状態を継続することができる。
【0064】
＜第１検出部４２により第１状態を検出した場合＞次に、第１検出部４２により、第１状態を検出した場合の出力制御部４５の処理について説明する。
出力制御部４５は、第１検出部４２により第１状態が検出された場合、今回必要蒸気量ＭＶｎの初回（ｎ＝１）の算出処理において、最初の補正必要蒸気量設定部４３により設定された初回（ｎ＝１）の制御周期における補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように複数のボイラ２０の燃焼状態を制御する。
その後、第１補正時間Ｔの経過前まで（すなわち、Ｎ≦Ｎｍａｘまで）、出力制御部４５は、次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、補正必要蒸気量算出部４４により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように複数のボイラ２０の燃焼状態を制御する。
そして、出力制御部４５は、第１補正時間Ｔの経過後は、必要蒸気量算出部４１により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように複数のボイラ２０の燃焼状態を制御する。
具体的には、例えば、次のように行われる。
【0065】
出力制御部４５は、第１検出部４２により第１状態が検出された後の初回（ｎ＝１）の制御周期において、最初の補正必要蒸気量設定部４３により設定された最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように制御する。こうすることで、第１検出部４２により第１状態が検出された後の初回（ｎ＝１）の制御周期において、
今回必要蒸気量ＭＶｎ´ ＝ 出力蒸気量ＪＴ
を満たし、出力制御部４５は、現状の燃焼状態を継続する。
【0066】
次に、出力制御部４５は、第１補正時間Ｔの経過前まで、次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、補正必要蒸気量算出部４４により算出された今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を発生させるように複数のボイラ２０の燃焼状態を制御する。
【0067】
そして、出力制御部４５は、第１補正時間Ｔ経過後の制御周期において、必要蒸気量算出部４１により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように複数のボイラ２０の燃焼状態を制御する。こうすることで、第１検出部４２により第１状態が検出された場合、指示蒸気量とボイラ２０の出力蒸気量との遅延をなくすることができ、ヘッダ圧力値を速やかに設定圧力範囲内に収束させることで、ハンチング現象を未然に防止し、ハンチング現象が発生した場合には、ハンチング現象を速やかに収束させることができる。
【0068】
次に、第１実施形態のボイラシステム１の動作について、図４を参照して説明する。図４は、ボイラシステム１のフィードバック制御の流れを示すフローチャートである。なお、図４に示す、ボイラシステム１のフィードバック制御のフローチャートは、補正必要蒸気量算出部４４が、補正回数Ｎが補正回数最大値Ｎｍａｘとなるまで、すなわち第１補正時間まで、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、今回必要蒸気量ＭＶｎとして設定する場合のフローチャートである。
【0069】
前述したように、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２２から取得した各ボイラ２０から出力される出力蒸気量、及び各ボイラ２０それぞれから出力される出力蒸気量の合計値を記憶部５に記憶している。
【0070】
ボイラシステム１のフィードバック制御の流れは、例えば、次のとおりに構成することができる。ステップＳＴ１において、制御部４は、補正回数Ｎの初期設定、第１検出フラグデータのリセット、第１補正時間Ｔ及び補正回数最大値Ｎｍａｘ等の初期設定をする。ここで、第１検出フラグデータは、レジスタ、ビットメモリ等を適宜用い、第１検出部４２が、第１状態を判定した場合に、セットされる。
ステップＳＴ２において、必要蒸気量算出部４１は、制御周期毎において、蒸気圧センサ７から送信された蒸気圧信号に基づいて、ヘッダ圧力値ＰＶを取得する。
【0071】
ステップＳＴ３において、必要蒸気量算出部４１は、（式１）に基づいて、制御周期毎に今回必要蒸気量ＭＶｎを算出する。
【0072】
ステップＳＴ４において、制御部４は、第１検出フラグデータがセットされているか否かを判定し、第１検出フラグデータがセットされている場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳＴ８に移る。一方、第１検出フラグデータがセットされていない場合（Ｎｏ）には、ステップＳＴ５に移る。
【0073】
ステップＳＴ５において、第１検出部４２は、第１状態を検出したか否かを判定し、第１状態を検出した場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳＴ６に移る。検出していない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳＴ１３へ移る。
【0074】
ステップＳＴ６において、第１検出部４２は、第１検出フラグデータをセットする。
【0075】
ステップＳＴ７において、最初の補正必要蒸気量算出部４３は、今回必要蒸気量ＭＶｎの初回（ｎ＝１）の算出処理において、第１状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラ２０により出力されている出力蒸気量の合計値となる最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を今回必要蒸気量ＭＶｎとして設定する。その後ステップＳＴ１０に移る。
【0076】
ステップＳＴ８において、制御部４は、補正回数Ｎが補正回数最大値Ｎｍａｘ未満か否かをチェックする。補正回数Ｎが補正回数最大値Ｎｍａｘ未満の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ９に移る。補正回数Ｎが補正回数最大値Ｎｍａｘ以上の場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ１０に移る。
【0077】
ステップＳＴ９において、補正必要蒸気量算出部４４は、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、今回必要蒸気量ＭＶｎとして設定する。その後、ステップＳ１１に移る。
【0078】
ステップＳ１１において、制御部４は、補正回数Ｎに１を加算する。その後ステップＳＴ１３に移る。
【0079】
ステップＳＴ１０において、補正必要蒸気量算出部４４は補正を終了する。（したがって、今回必要蒸気量ＭＶｎは、必要蒸気量算出部４１により算出されたものとなる。）
【0080】
ステップＳＴ１２において、制御部４は、第１検出フラグデータのリセット及び補正回数Ｎの値を１にする。その後ステップＳＴ１３に移る。
【0081】
ステップＳＴ１３において、出力制御部４５は、必要蒸気量算出部４１又は補正必要蒸気量算出部４４により設定されている今回必要蒸気量ＭＶｎに基づいてボイラ２０の燃焼状態（燃焼量）を制御する。その後、ステップＳＴ２に戻る。
【0082】
［補正必要蒸気量算出部４４の変形例１の場合］前述した補正必要蒸気量算出部４４の変形例１の場合（すなわち、補正必要蒸気量算出部４４は、第１補正時間Ｔの経過前の制御周期において算出した今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が必要蒸気量算出部４１により算出した今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となる場合、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´の算出を終了する場合）における、ボイラシステム１のフィードバック制御のフローチャートを図５に示す。
図５記載のフローチャートは、図４に記載したフローチャートのＳＴ８において、「制御部４は、補正回数Ｎが補正回数最大値Ｎｍａｘ未満か否かをチェックする」替わりに、「制御部４は、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となるか、又は補正回数Ｎが補正最大回数Ｎｍａｘに等しくなるか、いずれかを満たすか否かを判定する」ように変更したものである。その他の各ステップにおける処理は、図４記載のフローチャートの対応する各ステップにおける処理と同じである。
【0083】
［補正必要蒸気量算出部４４の変形例２の場合］前述した補正必要蒸気量算出部４４の変形例２の場合（すなわち、補正必要蒸気量算出部４４は、予め第１補正時間Ｔを設定せず、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に予め設定された第１の必要蒸気量変化分ΔＭＶを加算する場合）における、ボイラシステム１のフィードバック制御のフローチャートを図６に示す。
図６記載のフローチャートは、図４に記載したフローチャートのＳＴ８において、「制御部４は、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となるか、又は補正回数Ｎが補正最大回数Ｎｍａｘに等しくなるか、いずれかを満たすか否かを判定する」替わりに、「制御部４は、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が今回必要蒸気量ＭＶｎ以上となるか否かをチェックする」ように変更したものである。そして、それに合わせて、図４に示したフローチャートのＳＴ１１（補正回数Ｎに１を加算するステップ）を削除したものである。その他の各ステップにおける処理は、図４記載のフローチャートの対応する各ステップにおける処理と同じである。
【0084】
次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、第１状態が発生した際に、通常の比例分配制御方式による圧力制御を実施した場合と比較しながら、第１実施形態に係る比例分配制御方式を用いて圧力制御を実施した場合に、オーバーシュートが抑制され、蒸気圧力値が速やかに設定圧力範囲に収まる様子を説明する。
【0085】
図７Ａ及び図７Ｂともに、ボイラシステム１に対する要求負荷は、一定の蒸気消費量が続き、ヘッダ圧力値ＰＶは、設定圧力範囲に収まっている。その後、経過時間ｔｌにおいて、給蒸中のボイラが外的要因で燃焼停止したことにより、ヘッダ圧力値ＰＶが急下降し、その後経過時間ｔ２において、ヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じている。
【0086】
最初に、図７Ａを参照して、制御部４が、通常の比例分配制御方式による圧力制御を実施した場合における、ヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じた以降の、ヘッダ圧力値ＰＶと必要蒸気量ＭＶと実際の出力蒸気量の時間的変化について説明する。
【0087】
ボイラシステム１は、経過時間ｔｌにおいて、給蒸中のボイラが外的要因で燃焼停止したことにより、ヘッダ圧力値ＰＶが急下降した際、下降中に比例分配制御方式により算出される必要蒸気量ＭＶが過剰に確保される。他方、急激な必要蒸気量の変化に対してボイラシステム１のボイラ２０には応答遅れが生じている。
【0088】
ボイラシステム１は、その後、出力蒸気量ＪＴが増加することにより、ヘッダ圧力値ＰＶは、ｔ２において下降から上昇に転じる。ヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じた時点から、比例分配制御方式により算出される必要蒸気量ＭＶは減少し続けるが、その時点で既に必要蒸気量ＭＶが過剰に確保されている。一方、ボイラシステム１は、ボイラ群２の実際の出力蒸気量ＪＴは必要蒸気量ＭＶに追いついていないことから、ｔ２以降も出力蒸気量ＪＴは増加し続けることとなる。
【0089】
その結果、図７Ａに示すように、ボイラシステム１は、ヘッダ圧力値ＰＶの上昇を抑えきれなくなり、時刻ｔ３において、オーバーシュートすることとなる。
【0090】
次に、図７Ｂを参照して、第１実施形態に係る比例分配制御方式による圧力制御を実施した場合における、急負荷変動時のヘッダ圧力値と必要蒸気量（指示蒸気量）と実際の出力蒸気量の時間的変化について説明する。
【0091】
時刻ｔ１において給蒸中のボイラが外的要因で燃焼停止し、給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が、必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態となり、ヘッダ圧力が急下降した結果、ヘッダ圧力の下降中に比例分配方式により算出される必要蒸気量ＭＶが過剰に確保される。他方、急激な必要蒸気量の変化に対してボイラシステム１のボイラ２０には応答遅れが生じている。
【0092】
その後、ボイラシステム１は、出力蒸気量が増加し始めて、ヘッダ圧力値が上昇に転じた時点（時刻ｔ２）において、第１検出部４２は、第１状態を検出する。第１検出部４２による第１状態の検出に対応して、最初の補正必要蒸気量算出部４３は、今回必要蒸気量ＭＶｎの初回（ｎ＝１）の算出処理において、第１状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラ２０により出力されている出力蒸気量の合計値となる最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を今回必要蒸気量ＭＶｎとして設定する。
【0093】
その後、補正必要蒸気量算出部４４は、最初の補正必要蒸気量設定部４３により設定された初回（ｎ＝１）の制御周期における補正必要蒸気量ＭＶｎ´を起点として、第１補正時間Ｔの経過前（時刻ＴＮ）まで、次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて（例えば、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎ´を加算して）、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、今回の必要蒸気量ＭＶｎとして設定する。第１補正時間Ｔの経過後（時刻ＴＮ）に、補正必要蒸気量算出部４４により算出される今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が必要蒸気量算出部４１により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎに合致することで、補正必要蒸気量算出部４４は、補正を終了する。
【0094】
他方、出力制御部４５は、時刻ｔ２〜ＴＮにかけて、最初の補正必要蒸気量算出部４３又は補正必要蒸気量算出部４４により設定されている今回必要蒸気量ＭＶｎに基づいてボイラ２０の燃焼状態（燃焼位置）を制御する。
【0095】
そして、第１補正時間の経過後（時刻ＴＮ以後）、出力制御部４５は、必要蒸気量算出部４１により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように複数のボイラ２０の燃焼状態（燃焼位置）を制御する。
【0096】
このように、時刻ｔ２以降、蒸気量算出部４１により算出される必要蒸気量ＭＶｎが補正必要蒸気量ＭＶｎ´に補正されることで、出力制御部４５は、指示蒸気量とボイラ２０の出力蒸気量との遅延をなくすることができる。こうすることで、ボイラシステム１は、図６に示すように、ｔ２以降において、ヘッダ圧力値ＰＶがオーバーシュートすることなく、実際の出力蒸気量は、蒸気消費量（要求負荷）の変動に速やかに追従することになる。そして、ヘッダ圧力値ＰＶは、設定圧力範囲に収まる。
【0097】
以上、第１実施形態に係るボイラシステム１は、例えば給蒸中のボイラが外的要因で燃焼停止し、給蒸中のすべてのボイラの最大出力蒸気量の合計値が、必要蒸気量算出部４１により算出される現時点の必要蒸気量ＭＶｎを下回る状態になり、ヘッダ圧力値が所定圧力を下回った場合に、ハンチング現象が発生せずに、ヘッダ圧力値ＰＶは、設定圧力範囲内に収束することを説明した。
【0098】
以上説明した第１実施形態のボイラシステム１によれば、以下のような効果を奏する。
【0099】
上述した第１実施形態に係る比例分配制御方式を用いるボイラシステム１においては、第１状態を検出した場合に、最初の補正必要蒸気量設定部４３及び補正必要量算出部４４は、必要蒸気量算出部４１により算出される必要蒸気量ＭＶｎを補正された必要蒸気量ＭＶｎ´に置き換える処理を実行する。これにより、第１実施形態に係る比例分配制御方式を用いるボイラシステム１は、ヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じた時点以降で、補正された必要蒸気量ＭＶｎ´とボイラ２０の実際の出力蒸気量との遅延をなくすることができ、ボイラシステム１の出力蒸気量は、蒸気消費量（要求負荷）の変動に速やかに追従することができる。その結果、ボイラシステム１は、圧力変動の急激な上下動を抑制して、ヘッダ圧力値ＰＶを速やかに設定圧力範囲内の値に収束させ、ハンチングの発生を回避することができ、圧力安定性を向上させることができる。
【0100】
［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。
【0101】
＜記憶部５の構成＞記憶部５は、第１実施形態の構成に加えて、後述する疑似ハンチング状態を検出するためのパラメータ値となる、制御上限圧力値ＰＵと設定圧力範囲の上限圧力値Ｐｍａｘとの間に予め設定された第２制御上限圧力値Ｐ２、第１の時間、及び第１の回数を記憶することができる。
【0102】
＜制御部４Ａの構成＞次に、制御部４Ａの詳細な構成について説明する。図８に示すように、制御部４Ａは、必要蒸気量算出部４１と、第２検出部４２Ａと、最初の補正必要量算出部４３と、補正必要量算出部４４と、出力制御部４５と、を含んで構成される。
【0103】
（疑似ハンチング）ヘッダ圧力値ＰＶが制御上限圧力値ＰＵを超えないが、ヘッダ圧力値ＰＶが所定の圧力値以上となるような変動を所定時間（例えば、６０秒）以内に所定回数（例えば、４回）以上繰り返す現象（以下、「擬似ハンチング」ともいう）が発生する場合がある。
擬似ハンチングの発生する１つの要因としては、ヘッダ圧力値ＰＶと設定圧力範囲の上限圧力値Ｐｍａｘとの差分である圧力偏差値に対して、操作量が過剰に算出されることが挙げられる。操作量が過剰に算出されることにより、圧力変動が急激に上下動し、擬似ハンチング（又はハンチング）が発生すると考えられる。
疑似ハンチング現象が発生すると、ヘッダ圧力値ＰＶが制御上限圧力値ＰＵを超えて、全缶停止及びハンチングを起こす可能性がある。
第２実施形態においては、擬似ハンチングを検出することで、ヘッダ圧力値ＰＶが制御上限圧力値ＰＵを超えて、全缶停止及びハンチングを起こすことを未然に防止することを可能にする。
【0104】
（第２制御上限圧力値Ｐ２）このため、ヘッダ圧力値ＰＶが、制御部４Ａにより複数のボイラ２０が全缶停止される閾値として予め設定された制御上限圧力値ＰＵと設定圧力範囲の上限圧力値Ｐｍａｘとの間に第２制御上限圧力値Ｐ２を予め設定する。
制御上限圧力値ＰＵ ＞ 第２制御上限圧力値Ｐ２ ＞上限圧力値Ｐｍａｘ
【0105】
第２実施形態においては、前述したとおり、ヘッダ圧力値ＰＶが制御上限圧力値ＰＵを超えないが、第２制御上限圧力値Ｐ２以上となるような変動を所定時間（例えば、６０秒）以内に所定回数（例えば、４回）以上繰り返す場合、ハンチングの起因となる可能性のある、ヘッダ圧力値ＰＶの変動とみなし、当該現象を「第１擬似ハンチング」という。なお、当該所定時間を「第１の時間」、当該所定回数を「第１の回数」という。
【0106】
［第２検出部４２Ａ］第２検出部４２Ａは、ヘッダ圧力値ＰＶが、第２制御上限圧力値Ｐ２を超える又は第２制御上限圧力値Ｐ２以上となる回数が、第１の時間（例えば、６０秒）の間に、第１の回数（例えば、４回）以上発生する状態（以下、「第１疑似ハンチング状態」という）を検出し、その後ヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じた状態（以下、「第２状態」という）を検出する。
なお、第１の時間及び第１の回数については、ボイラシステム１の特性に合わせて、適宜設定することができる。例えば、第１の回数を「１」に設定した場合、第２検出部４２Ａは、ヘッダ圧力値ＰＶが、第２制御上限圧力値Ｐ２を超えるか、又は第２制御上限圧力値Ｐ２以上となることが発生した状態を検出する。
【0107】
［最初の補正必要量設定部４３、補正必要量算出部４４］最初の補正必要量設定部４３は、第２検出部４２Ａが第２状態を検出した場合、第１実施形態の場合と同様に、当該検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラ２０により出力されている出力蒸気量の合計値となる最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を今回必要蒸気量ＭＶｎの初回（ｎ＝１）として設定する。
【0108】
［補正必要量算出部４４］その後、補正必要量算出部４４は、第１実施形態の場合と同様に、最初の補正必要蒸気量設定部４３により設定された初回（ｎ＝１）の制御周期における補正必要蒸気量ＭＶｎ´を起点として、第１補正時間Ｔの経過前まで、次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて（例えば、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎ´を加算して）、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、今回の必要蒸気量ＭＶｎとして設定する。
【0109】
そうすることで、それ以降、第１実施形態の場合と同様に、必要蒸気量算出部４１により算出される必要蒸気量ＭＶｎとボイラ２０の実際の出力蒸気量ＪＴとの遅延をなくすることができる。その結果、ボイラシステム１は、圧力変動の急激な上下動を抑制して、擬似ハンチング段階においてヘッダ圧力値ＰＶを速やかに設定圧力範囲内の値に収束させ、ハンチングの発生を回避することができる。
【0110】
（フローチャート）次に、第２実施形態に係るボイラシステム１の動作について、図９を参照して説明する。図９は、第２実施形態に係るボイラシステム１の制御の流れを示すフローチャートである。図９において、第２検出フラグデータは、レジスタ、ビットメモリ等を適宜用い、第２検出部４２Ａが、第２状態を判定した場合に、セットされる。
図９記載のフローチャートは、図４に記載したフローチャートのＳＴ５において、「第２検出部４２Ａは、第１状態が発生したか否かをチェックする」替わりに、「第２検出部４２Ａは、第２状態が発生したか否かをチェックする」ように変更したものである。また、それと平仄を合わせて、ＳＴ４、ＳＴ６、及びＳＴ１２において、「第１判定フラグ」を「第２判定フラグ」に替えたものである。
【0111】
次に、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して、擬似ハンチングが発生した際に、通常の比例分配制御方式による圧力制御を実施した場合と比較しながら、第２実施形態に係る比例分配制御方式を用いて圧力制御を実施した場合に、ヘッダ圧力値ＰＶが速やかに目標圧力値に収束される様子を説明する。
【0112】
ここで、図１０Ａは、通常の比例分配制御方式による圧力制御を実施した場合におけるヘッダ圧力値ＰＶと必要蒸気量ＭＶと実際の出力蒸気量ＪＴとの時間的推移を示す図である。これに対して、図１０Ｂは、第２実施形態に係る比例分配制御方式による圧力制御を実施した場合におけるヘッダ圧力値ＰＶと必要蒸気量ＭＶと実際の出力蒸気量ＪＴとの時間的推移を示す図である。
【0114】
まず、図１０Ａを参照して、制御部４Ａが、通常の比例分配制御方式による圧力制御を実施した場合における、ヘッダ圧力値ＰＶと必要蒸気量ＭＶと実際の出力蒸気量の時間的変化について説明する。
【0115】
図１０Ａに示すように、ヘッダ圧力値ＰＶが上下動するハンチング現象が発生し、制御部４Ａは、通常の比例分配制御方式による圧力制御によって、ヘッダ圧力値ＰＶを設定圧力範囲内の圧力値に収束させることができなくなっている。
【0116】
次に、図１０Ｂを参照して、擬似ハンチングが発生した際に、第２実施形態に係る比例分配制御方式を用いて圧力制御を実施した場合に、ヘッダ圧力値ＰＶが速やかに設定圧力範囲内の圧力値に収束される様子を説明する。図１０Ｂには、第２実施形態に係る比例分配制御方式を用いて圧力制御を実施した場合におけるヘッダ圧力値ＰＶと必要蒸気量ＭＶｎと実際の出力蒸気量ＪＴとの時間的推移が示されている。
【0117】
ボイラシステム１において、第２検出部４３Ａは、経過時間ｔ１においてヘッダ圧力値ＰＶが第２制御上限圧力値Ｐ２を超える回数が、第１の時間の間に、第１の回数以上発生したこと（擬似ハンチングの発生）を検出し、経過時間ｔ３においてヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じたこと（第２状態）を検出する。第２検出部４３Ａによる第２状態の検出に対応して、最初の補正必要蒸気量算出部４３は、今回必要蒸気量ＭＶｎの初回（ｎ＝１）の算出処理において、第２状態の検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラ２０により出力されている出力蒸気量の合計値となる最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を今回必要蒸気量ＭＶｎとして設定する。
【0118】
その後、補正必要蒸気量算出部４４は、最初の補正必要蒸気量設定部４３により設定された初回（ｎ＝１）の制御周期における補正必要蒸気量ＭＶｎ´を起点として、第１補正時間Ｔの経過前（時刻ＴＮ）まで、次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて（例えば、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎ´を加算して）、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、今回の必要蒸気量ＭＶｎとして設定する。第１補正時間Ｔの経過後（時刻ＴＮ）に、補正必要蒸気量算出部４４により算出される今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´が必要蒸気量算出部４１により算出される今回必要蒸気量ＭＶｎに合致することで、補正必要蒸気量算出部４４は、補正を終了する。
【0119】
他方、出力制御部４５は、時刻ｔ３〜ＴＮにかけて、最初の補正必要蒸気量算出部４３又は補正必要蒸気量算出部４４により設定されている今回必要蒸気量ＭＶｎに基づいてボイラ２０の燃焼状態（燃焼位置）を制御する。
【0120】
そして、第１補正時間の経過後（時刻ＴＮ以後）、出力制御部４５は、必要蒸気量算出部４１により算出された今回必要蒸気量ＭＶｎを発生させるように複数のボイラ２０の燃焼状態（燃焼位置）を制御する。
【0121】
このように、時刻ｔ３以降、蒸気量算出部４１により算出される必要蒸気量ＭＶｎが補正必要蒸気量ＭＶｎ´に補正されることで、出力制御部４５は、指示蒸気量とボイラ２０の出力蒸気量との遅延をなくすることができる。こうすることで、ボイラシステム１は、図１０Ｂに示すように、ｔ３以降において、ヘッダ圧力値ＰＶがオーバーシュートすることなく、実際の出力蒸気量は、蒸気消費量（要求負荷）の変動に速やかに追従することになる。そして、ヘッダ圧力値ＰＶは、設定圧力範囲に収まる。
【0122】
［第３実施形態］次に、本発明の第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２実施形態と異なる点を中心に説明し、第２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２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２実施形態と同様な効果が奏される。
記憶部５は、第１実施形態の構成に加えて、疑似ハンチング状態を検出するためのパラメータ値となる、設定圧力範囲の下限圧力値との偏差の絶対値が第１閾値以下となるように予め設定された第２制御下限圧力値、第２の時間、及び第２の回数を記憶することができる。
【0123】
第３実施形態に係るボイラシステム１は、ヘッダ圧力値ＰＶが、設定圧力範囲の下限圧力値との偏差の絶対値が第１閾値以下となるように予め設定された第２制御下限圧力値を下回る又は第２制御下限圧力値以下となる回数が、第２の時間の間に、第２の回数以上発生する変動を第を擬似ハンチングの一種としてとらえる（以下、「第２の擬似ハンチング」ともいう）。
【0124】
なお、第２の時間及び第２の回数については、ボイラシステム１の特性に合わせて、適宜設定することができる。例えば、第２の回数を「１」に設定した場合、ハンチング検出部４３は、ヘッダ圧力値ＰＶが、第２制御帯下限値を下回る又は第２制御帯下限値以下となることが発生したか否かを検出する。
【0125】
第３実施形態に係る比例分配制御方式を用いるボイラシステム１は、第２検出部４３Ａにより、第２の擬似ハンチングを検出し、ヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じた状態（第２状態）を検出した場合、第２実施形態の場合と同様に、当該検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラ２０により出力されている出力蒸気量の合計値となる最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を今回必要蒸気量ＭＶｎの初回（ｎ＝１）として設定する。その後、補正必要量算出部４４は、第２実施形態の場合と同様に、最初の補正必要蒸気量設定部４３により設定された初回（ｎ＝１）の制御周期における補正必要蒸気量ＭＶｎ´を起点として、第１補正時間Ｔの経過前まで、次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて（例えば、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎ´を加算して）、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、今回の必要蒸気量ＭＶｎとして設定する。
【0126】
その結果、ヘッダ圧力値ＰＶを速やかに設定圧力範囲内の値に収束させ、ハンチングの発生を回避することができる。
【0127】
［第４実施形態］次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態についても、主として、第２実施形態と異なる点を中心に説明し、第２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４実施形態において、特に説明しない点は、第２実施形態についての説明が適宜適用される。また、第４実施形態においても、第２実施形態と同様な効果が奏される。
なお、記憶部５は、第１実施形態の構成に加えて、疑似ハンチング状態を検出するためのパラメータ値となる、圧力降下幅値、第３の時間、第３の回数を記憶することができる。
【0128】
第４実施形態に係るボイラシステム１は、ヘッダ圧力値ＰＶが降下する際の圧力降下幅が予め設定された圧力降下幅値を超えるか、又は圧力降下幅値以上となる回数が、第３の時間の間に、第３の回数以上発生する変動を擬似ハンチング状態として検出する。ヘッダ圧力値ＰＶが降下する際の圧力降下幅が予め設定された圧力降下幅値を超える又は圧力降下幅値以上となる回数が、第３の時間（例えば、６０秒）の間に、第３の回数（例えば、４回）以上発生するような、ヘッダ圧力値ＰＶが目標蒸気圧の上下に急激に変動する場合を擬似ハンチングの一種としてとらえる（以下、「第３の擬似ハンチング」ということもある）。
【0129】
なお、第３の時間及び第３の回数については、ボイラシステム１の特性に合わせて、適宜設定することができる。例えば、第３の回数を「１」に設定した場合、第２検出部４３Ａは、ヘッダ圧力値ＰＶが降下する際の圧力降下幅が予め設定された圧力降下幅値を超える又は圧力降下幅値以上となる状態（第３の疑似ハンチング状態）が発生し、第３の時間の間に、第３の回数以上発生する変動を第３の擬似ハンチング状態として検出するか否かを検出する。
【0130】
第４実施形態に係る比例分配制御方式を用いるボイラシステム１は、第２検出部４３Ａにより、第３の擬似ハンチング状態を検出し、ヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じた状態（第２状態）を検出した場合、第２実施形態の場合と同様に、当該検出時点又は初回の算出処理の実行時点に燃焼しているすべてのボイラ２０により出力されている出力蒸気量の合計値となる最初の補正必要蒸気量ＭＶｎ´を今回必要蒸気量ＭＶｎの初回（ｎ＝１）として設定する。その後、補正必要量算出部４４は、第２実施形態の場合と同様に、最初の補正必要蒸気量設定部４３により設定された初回（ｎ＝１）の制御周期における補正必要蒸気量ＭＶｎ´を起点として、第１補正時間Ｔの経過前まで、次回以降（ｎ≧２）の制御周期毎に、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´を増加させて（例えば、前回補正必要蒸気量ＭＶｎ−１´に今回補正必要蒸気量変化分ΔＭＶｎ´を加算して）、今回補正必要蒸気量ＭＶｎ´を算出して、今回の必要蒸気量ＭＶｎとして設定する。
【0131】
その結果、ヘッダ圧力値ＰＶを速やかに設定圧力範囲内の値に収束させ、ハンチングの発生を回避することができる。
【0132】
以上説明した第２実施形態〜第４実施形態のボイラシステム１によれば、以下のような効果を奏する。
【0133】
上述した第２実施形態〜第４実施形態に係る比例分配制御方式を用いるボイラシステム１においては、第２検出部４３Ａにより、それぞれ擬似ハンチング、第２の擬似ハンチング、及び第３の擬似ハンチングを検出した場合、ヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じたときに、最初の補正必要蒸気量設定部４３及び補正必要量算出部４４は、必要蒸気量算出部４１により算出される必要蒸気量ＭＶｎを補正された必要蒸気量ＭＶｎ´に置き換える処理を実行する。これにより、第２実施形態〜第４実施形態に係る比例分配制御方式を用いるボイラシステム１は、ヘッダ圧力値ＰＶが下降から上昇に転じた時点以降で、補正された必要蒸気量ＭＶｎ´とボイラ２０の実際の出力蒸気量との遅延をなくすることができ、ボイラシステム１の出力蒸気量は、蒸気消費量（要求負荷）の変動に速やかに追従することができる。その結果、ボイラシステム１は、圧力変動の急激な上下動を抑制して、ヘッダ圧力値ＰＶを速やかに設定圧力範囲内の値に収束させ、ハンチングの発生を回避することができ、圧力安定性を向上させることができる。
【0134】
以上、本発明に係るボイラシステムの好ましい実施形態について説明したが、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。また、複数の実施形態を組み合わせることも可能である。例えば、第１実施形態から第４実施形態から任意の組み合わせをしてもよい。また、第１実施形態における補正必要蒸気量算出部４４の変形例を第２実施形態〜第４実施形態に適用してもよい。
【0135】
各実施形態では、本発明を、５台のボイラ２０からなるボイラ群２を備えたボイラシステムに適用した例について説明した。これに限らず、本発明を、６台以上のボイラからなるボイラ群を備えたボイラシステムに適用してもよいし、２〜４台のボイラからなるボイラ群を備えたボイラシステムに適用してもよい。また、各実施形態では、台数制御として、蒸気消費量に応じて算出された必要蒸気量と予め設定された優先順位とに基づいて燃焼させるボイラ２０の台数を設定する例について説明した。これに限らず、複数台のボイラを備えたボイラ群において、燃焼させるボイラの台数は、例えば、システムの燃焼率や各ボイラの稼動状況等に基づいて設定してもよい。また、各実施形態では、本発明による圧力制御と複数のボイラの台数制御とを組み合わせた例について説明したが、本発明による圧力制御を単体のボイラの圧力制御に適用してもよい。その場合には、ＰＩＤアルゴリズムにより算出された必要蒸気量が、そのまま単体のボイラにおける必要蒸気量として設定される。
【0136】
また、第１実施形態では、ボイラ２０は、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段階値制御ボイラとして説明したが、これに限定されない。ボイラ２０は、最小燃焼状態Ｓ１（例えば、燃焼率の２０％の燃焼状態）から最大燃焼状態Ｓ２の範囲で、燃焼率を連続的に制御可能な連続制御ボイラにより構成されていてもよい。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、燃焼率が調整される。
【符号の説明】
【0137】
１ ボイラシステム２ ボイラ群
３ 台数制御装置
４ 制御部
５ 記憶部
６ 蒸気ヘッダ
７ 蒸気圧センサ
１８ 蒸気使用設備
２０ ボイラ
４１ 必要蒸気量算出部
４２ 第１検出部
４２Ａ 第２検出部
４３ 最初の補正必要量算出部
４４ 補正必要量算出部
４５ 出力制御部