特開 2017-166714 蒸気過熱システム

(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2017-166714(P2017-166714A)

(43)【公開日】2017年9月21日

(54)【発明の名称】蒸気過熱システム

(51)【国際特許分類】

   F22G 1/16 20060101AFI20170825BHJP

   F22G 5/00 20060101ALI20170825BHJP

【ＦＩ】

   F22G1/16

   F22G5/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-49442(P2016-49442)

(22)【出願日】2016年3月14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】長井 孝治

(57)【要約】

【課題】要求される過熱蒸気量が大きい場合であっても、過熱蒸気の変動に柔軟に対応できるとともに、コスト増大を効果的に抑制できる蒸気過熱システムを提供すること。
【解決手段】蒸気過熱システム１は、複数の燃料式ヒータ２０と、燃料式側蒸気供給ラインＬ２０の経路を開閉可能に構成される複数の燃料式側流量調整弁２１と、電気式ヒータ３０と、電気式側蒸気供給ラインＬ３０に配置され、流量調整可能に構成される電気式側流量調整弁３１と、制御部８０と、記憶部８５と、を備える。制御部８０は、台数設定部８２に設定された燃料式ヒータ２０の燃焼制御及び該燃料式ヒータ２０に対応する燃料式側流量調整弁２１を開状態にする制御を行うとともに、要求される必要過熱蒸気量と、過熱制御の対象となる燃料式ヒータ２０の総供給過熱蒸気量の差に基づいて電気式側流量調整弁３１の流量及び電気式ヒータ３０の過熱を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸気を過熱して過熱蒸気を供給する蒸気過熱システムであって、
蒸気を過熱する複数の燃料式蒸気過熱装置と、
前記燃料式蒸気過熱装置のそれぞれに蒸気を供給する複数の第１蒸気供給ラインと、
複数の前記第１蒸気供給ラインのそれぞれに配置され、前記第１蒸気供給ラインの経路を開閉可能に構成される複数の第１制御弁と、
蒸気を過熱する電気式蒸気過熱装置と、
前記電気式蒸気過熱装置に蒸気を供給する第２蒸気供給ラインと、
前記第２蒸気供給ラインに配置され、流量調整可能に構成される第２制御弁と、
要求される必要過熱蒸気量に基づいて前記燃料式蒸気過熱装置及び前記電気式蒸気過熱装置を制御する制御部と、
前記燃料式蒸気過熱装置のそれぞれに設定される供給過熱蒸気量を記憶する記憶部と、
を備え、
前記制御部は、
過熱制御の対象となる前記燃料式蒸気過熱装置の総供給過熱蒸気量が、前記必要過熱蒸気量の範囲を超えないように、前記燃料式蒸気過熱装置の台数を設定する台数設定部と、
前記台数設定部に設定された前記燃料式蒸気過熱装置の燃焼制御及び該燃料式蒸気過熱装置に対応する前記第１制御弁を開状態にする制御を行う燃料式過熱制御部と、
前記必要過熱蒸気量と前記総供給過熱蒸気量の差に基づいて前記第２制御弁の流量及び前記電気式蒸気過熱装置の過熱を制御する電気式過熱制御部と、
を有する蒸気過熱システム。

【請求項2】

前記電気式過熱制御部は、
前記必要過熱蒸気量の変動に追従して前記第２制御弁の流量を調整する請求項１に記載の蒸気過熱システム。

【請求項3】

前記蒸気過熱システムによって供給される過熱蒸気の流量を検出する流量検出部を備え、
前記制御部は、
前記流量検出部の測定値に基づいて必要過熱蒸気量を設定する必要過熱蒸気量設定部を有する請求項１又は２に記載の蒸気過熱システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蒸気を過熱して過熱蒸気を供給する蒸気過熱システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ボイラ等の蒸気発生装置から供給される蒸気を過熱して過熱蒸気を供給する蒸気過熱システムにおいて、過熱蒸気の過熱度や供給量を調整する構成が知られている。この種の蒸気過熱システムを開示するものとして、特許文献１〜３がある。特許文献１には、バーナの燃焼量を調整して過熱蒸気の蒸気発生量を調整する構成が開示されている。特許文献２には、蒸気の乾き度に関するパラメータに基づいて蒸気の過熱度を所定の過熱度に制御する構成が開示されている。特許文献３には、過熱器で過熱した過熱蒸気を供給先に供給するとともに、過熱蒸気の一部によって別の供給先に供給する蒸気を過熱する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−３２２３５号公報

【特許文献2】特開２０１４−５５６９４号公報

【特許文献3】特開２０１４−５５６９５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、過熱蒸気の流量変動や温度変動等に細やかに対応するという点では、バーナを用いる燃料式の蒸気過熱装置よりも電気式の蒸気過熱装置の方が優れている。しかし、電気式の蒸気過熱装置は、負荷機器に要求される過熱蒸気量の増大に伴って電気容量も増大してしまうため、コストの増大を招いてしまう。特許文献１に開示される構成は、ボイラの排ガスを利用して蒸気を過熱し、過熱蒸気を負荷機器側に供給する構成を採用しているため、過熱蒸気の温度は排ガスの温度に依存することになる。そのため、所定の温度で過熱蒸気の流量を正確にコントロールするという観点では改善の余地があった。この点、特許文献２に開示される構成では、蒸気の乾き度に応じて正確な制御が行われるものの、負荷機器に要求される過熱蒸気量が大きい蒸気過熱システムにおいて、電気式の蒸気過熱装置を用いた場合は電気容量が大きくなってしまう。特許文献３に開示される構成では、複数の蒸気過熱装置が用いられているものの、蒸気の供給先が異なる構成である。従来の技術と同様に、負荷機器に要求される過熱蒸気量が大きい場合において、過熱蒸気の変動に対応しつつ、コストを抑えるという点で改善の余地があった。

【0005】

本発明は、要求される過熱蒸気量が大きい場合であっても、過熱蒸気の変動に柔軟に対応できるとともに、コスト増大を効果的に抑制できる蒸気過熱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】

【0006】

本発明は、蒸気を過熱して過熱蒸気を供給する蒸気過熱システムであって、蒸気を過熱する複数の燃料式蒸気過熱装置と、前記燃料式蒸気過熱装置のそれぞれに蒸気を供給する複数の第１蒸気供給ラインと、複数の前記第１蒸気供給ラインのそれぞれに配置され、前記第１蒸気供給ラインの経路を開閉可能に構成される複数の第１制御弁と、蒸気を過熱する電気式蒸気過熱装置と、前記電気式蒸気過熱装置に蒸気を供給する第２蒸気供給ラインと、前記第２蒸気供給ラインに配置され、流量調整可能に構成される第２制御弁と、要求される必要過熱蒸気量に基づいて前記燃料式蒸気過熱装置及び前記電気式蒸気過熱装置を制御する制御部と、前記燃料式蒸気過熱装置のそれぞれに設定される供給過熱蒸気量を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、過熱制御の対象となる前記燃料式蒸気過熱装置の総供給過熱蒸気量が、前記必要過熱蒸気量の範囲を超えないように、前記燃料式蒸気過熱装置の台数を設定する台数設定部と、前記台数設定部に設定された前記燃料式蒸気過熱装置の燃焼制御及び該燃料式蒸気過熱装置に対応する前記第１制御弁を開状態にする制御を行う燃料式過熱制御部と、前記必要過熱蒸気量と前記総供給過熱蒸気量の差に基づいて前記第２制御弁の流量及び前記電気式蒸気過熱装置の過熱を制御する電気式過熱制御部と、を有する蒸気過熱システムに関する。

【0007】

前記電気式過熱制御部は、前記必要過熱蒸気量の変動に追従して前記第２制御弁の流量を調整することが好ましい。

【0008】

前記蒸気過熱システムは、当該蒸気過熱システムによって供給される過熱蒸気の流量を検出する流量検出部を備え、前記制御部は、前記流量検出部の測定値に基づいて必要過熱蒸気量を設定する必要過熱蒸気量設定部を有することが好ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明の蒸気過熱システムによれば、要求される過熱蒸気量が大きい場合であっても、過熱蒸気の変動に柔軟に対応できるとともに、コスト増大を効果的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る蒸気過熱システムの構成を模式的に示した図である。

【図2】本実施形態の制御装置の機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の蒸気過熱システムの好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の蒸気過熱システムは、ボイラ（図示省略）等の蒸気発生装置から供給される蒸気を過熱して過熱蒸気の供給を負荷機器（図示省略）に行うシステムである。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係る蒸気過熱システム１の構成を模式的に示した図である。図１に示すように、本実施形態の蒸気過熱システム１は、複数の燃料式ヒータ（燃料式蒸気過熱装置）２０と、複数の燃料式側流量調整弁（第１制御弁）２１と、電気式ヒータ（電気式蒸気過熱装置）３０と、電気式側流量調整弁（第２制御弁）３１と、流量計（流量検出部）５０と、制御装置７０と、を備える。

【0013】

また、本実施形態の蒸気過熱システム１は、メイン蒸気供給ラインＬ１０と、複数の燃料式側蒸気供給ライン（第１蒸気供給ライン）Ｌ２０と、電気式側蒸気供給ライン（第２蒸気供給ライン）Ｌ３０と、過熱蒸気ラインＬ４０と、過熱蒸気集合ラインＬ５０と、を主要なラインとして備える。

【0014】

メイン蒸気供給ラインＬ１０は、その上流側が蒸気ヘッダ（図示省略）に接続されている。蒸気ヘッダには、ボイラ等の蒸気発生装置で生成された飽和蒸気が集合されており、蒸気ヘッダ及びメイン蒸気供給ラインＬ１０を通じて蒸気過熱システム１に飽和蒸気（蒸気）が供給される。メイン蒸気供給ラインＬ１０は、その下流側の端部で、複数の燃料式側蒸気供給ラインＬ２０と、電気式側蒸気供給ラインＬ３０と、に分岐している。

【0015】

蒸気過熱システム１の各構成について説明する。燃料式ヒータ２０は、バーナの燃焼によって飽和蒸気を過熱する燃料式蒸気過熱装置である。本実施形態では、複数の燃料式ヒータ２０が並列配置されており、燃料式ヒータ２０のそれぞれには、燃料ガスが供給されている。燃料式ヒータ２０は、制御装置７０に電気的に接続されており、制御装置７０からの制御信号によって燃料式ヒータ２０による飽和蒸気の過熱が制御される。

【0016】

燃料式ヒータ２０の過熱対象である飽和蒸気は、燃料式側蒸気供給ラインＬ２０によって燃料式ヒータ２０に供給される。メイン蒸気供給ラインＬ１０から分岐した燃料式側蒸気供給ラインＬ２０は、複数の燃料式ヒータ２０のそれぞれに接続される。メイン蒸気供給ラインＬ１０から送られてきた飽和蒸気は、燃料式側蒸気供給ラインＬ２０を介して各燃料式ヒータ２０に供給される。

【0017】

燃料式側流量調整弁２１は、燃料式側蒸気供給ラインＬ２０のそれぞれに配置される。燃料式側流量調整弁２１は、流量調整可能なモータバルブであり、制御装置７０に電気的に接続される。燃料式側流量調整弁２１の開度は、制御装置７０からの制御信号によって制御される。

【0018】

本実施形態では、燃料式ヒータ２０は、飽和蒸気を過熱している状態（ＯＮ状態）と、過熱を行っていない状態（ＯＦＦ）と、の何れかの状態で運転される。即ち、バーナの燃焼は、ＯＮ／ＯＦＦ運転になっている。

【0019】

燃料式側流量調整弁２１は、燃料式ヒータ２０の過熱が定常状態に達すると予め設定される所定の開度で固定される開状態に制御される。所定の開度は、燃料式ヒータ２０に必要な飽和蒸気量を供給可能な開度である。従って、定常状態では、燃料式ヒータ２０には略一定の量の飽和蒸気が供給されることになる。

【0020】

なお、本実施形態では、燃料式ヒータ２０の起動時には飽和蒸気の流量が徐々に増加するように燃料式側流量調整弁２１の開度が制御され、燃料式ヒータ２０の停止時には流量を徐々に低下させるように燃料式側流量調整弁２１の開度が制御される。このように、燃料式側流量調整弁２１は、燃料式ヒータ２０の起動時及び停止時には、流量を連続的に変化させるように制御される流量調整弁として機能する。また、燃料式ヒータ２０の過熱制御に応じて燃料式側流量調整弁２１は開状態又は閉状態に切り替えられるので、飽和蒸気の供給経路に設けられた開閉弁としても機能する。なお、以下の説明において、燃料式側流量調整弁２１の開状態とは、燃料式ヒータ２０の過熱が定常状態に達したときの所定の開度に制御されている状態のことを示す。

【0021】

電気式ヒータ３０について説明する。電気式ヒータ３０は、電気によって飽和蒸気を過熱する電気式蒸気過熱装置である。電気式ヒータ３０は、制御装置７０に電気的に接続されており、制御装置７０からの制御信号によって電気式ヒータによる飽和蒸気の過熱が制御される。

【0022】

本実施形態では、電気式ヒータ３０は、比例制御で飽和蒸気に対する過熱を行う。即ち、制御装置７０から要求される過熱蒸気量に応じて電気式ヒータ３０の過熱制御が行われる。なお、電気式ヒータ３０の過熱方法は、連続的に過熱度を変更するようにしてもよいし、段階的に過熱度を変更するようにしてもよい。

【0023】

電気式ヒータ３０の過熱対象である飽和蒸気は、電気式側蒸気供給ラインＬ３０によって電気式ヒータ３０に供給される。メイン蒸気供給ラインＬ１０から分岐した電気式側蒸気供給ラインＬ３０は、電気式ヒータ３０に接続される。メイン蒸気供給ラインＬ１０から送られてきた飽和蒸気は、電気式側蒸気供給ラインＬ３０を介して電気式ヒータ３０に供給される。

【0024】

電気式側流量調整弁３１は、電気式側蒸気供給ラインＬ３０に配置される。電気式側蒸気供給ラインＬ３０は、流量調整可能なモータバルブであり、制御装置７０に電気的に接続される。電気式側流量調整弁３１の開度は、制御装置７０からの制御信号によって制御される。電気式側流量調整弁３１は、制御装置７０から要求される過熱蒸気量に応じて開度が調整される。従って、電気式ヒータ３０に供給される飽和蒸気量は、定常状態の燃料式ヒータ２０とは異なり、その流量が適宜調整されることになる。

【0025】

複数の燃料式ヒータ２０及び電気式ヒータ３０のそれぞれには、過熱蒸気ラインＬ４０が接続される。過熱蒸気ラインＬ４０のそれぞれは、過熱蒸気集合ラインＬ５０に接続される。複数の燃料式ヒータ２０で過熱された過熱蒸気と、電気式ヒータ３０で過熱された過熱蒸気と、は、過熱蒸気ラインＬ４０を通って過熱蒸気集合ラインＬ５０で集合し、過熱蒸気の供給先の負荷機器（図示省略）に送られる。

【0026】

流量計５０は、過熱蒸気集合ラインＬ５０に設けられる。流量計５０は、過熱蒸気集合ラインＬ５０を通過する過熱蒸気の流量を検出する。流量計５０は、制御装置７０に電気的に接続されており、流量計５０の測定値は制御装置７０に送信される。

【0027】

制御装置７０について説明する。制御装置７０は、蒸気過熱システム１の各種の制御を行うコンピュータである。次に、制御装置７０の詳細について説明する。図２は、本実施形態の制御装置７０の機能ブロック図である。

【0028】

制御装置７０は、各種のセンサや操作部（何れも図示省略）からの信号に基づいて各種の制御を実行する制御部８０と、制御部８０が実行するプログラムや各種の情報が記憶される記憶部８５と、を主要な構成として備える。

【0029】

制御部８０における燃料式ヒータ２０及び電気式ヒータ３０の過熱制御に関わる構成について説明する。制御部８０は、必要過熱蒸気量設定部８１と、台数設定部８２と、燃料式過熱制御部８３と、電気式過熱制御部８４と、を有する。

【0030】

必要過熱蒸気量設定部８１は、蒸気過熱システム１全体で供給される過熱蒸気の供給量である必要過熱蒸気量を設定する。必要過熱蒸気量は、負荷機器側から要求される要求過熱蒸気量と、流量計５０の測定値と、に基づいて設定される。本実施形態の必要過熱蒸気量は、所定の範囲の幅を有する値である。必要過熱蒸気量設定部８１は、流量計５０を監視し、供給量の変動が生じた場合は適宜のタイミングで必要過熱蒸気量の再設定を行う。

【0031】

台数設定部８２は、過熱制御の対象となる燃料式ヒータ２０の台数を設定する。本実施形態の台数設定部８２は、燃料式ヒータ２０のそれぞれに設定される供給過熱蒸気量と、必要過熱蒸気量設定部８１に設定された必要過熱蒸気量と、に基づいて過熱制御の対象となる燃料式ヒータ２０の台数を設定する。

【0032】

供給過熱蒸気量は、定常状態で過熱制御されている１台の燃料式ヒータ２０から供給される過熱蒸気量である。即ち、燃料式側流量調整弁２１が開状態に制御されている状態で、燃料式ヒータ２０から供給される過熱蒸気の量である。本実施形態では、各燃料式ヒータ２０の供給過熱蒸気量はそれぞれ同じ値に設定されている。例えば、１台の燃料式ヒータ２０に設定される供給過熱蒸気量が１０００ｋｇ／ｈである場合を考える。ここで、４台の燃料式ヒータ２０が過熱制御の対象となった場合、対応する燃料式側流量調整弁２１が開状態に制御されるので、定常状態では４０００ｋｇ／ｈの過熱蒸気量が４台の燃料式ヒータ２０から供給されると考えることができる。

【0033】

台数設定部８２は、供給過熱蒸気量の総和である総供給過熱蒸気量が必要過熱蒸気量の範囲を超えないように燃料式ヒータ２０の台数を設定する。例えば、必要過熱蒸気量が３５００ｋｇ／ｈを基準とする所定範囲に設定された場合、過熱制御の対象を３台と設定し、総供給過熱蒸気量が必要過熱蒸気量を超えないように設定するのである。

【0034】

本実施形態の記憶部８５には、供給過熱蒸気量に加えて優先順位に関する情報が記憶されており、この優先順位に従って過熱制御の対象となる燃料式ヒータ２０が設定される。先の例では、４台のうち、１台の燃料式ヒータ２０が過熱制御の対象とはなっていないが、優先順位が最も低い燃料式ヒータ２０がその１台となる。なお、上記の過熱蒸気量に関する数値は、例示するものであり、蒸気過熱システム１や負荷機器等の使用状況に応じて適宜の数値が設定される。

【0035】

燃料式過熱制御部８３は、燃料式ヒータ２０及び該燃料式ヒータ２０に対応する燃料式側流量調整弁２１の制御を行う。本実施形態では、台数設定部８２によって過熱制御の対象に設定された燃料式ヒータ２０のバーナの燃焼制御及び該燃料式ヒータ２０に対応する燃料式側流量調整弁２１の制御を行う。また、燃料式過熱制御部８３は、過熱制御の対象ではない燃料式ヒータ２０に対しては燃焼停止の制御を行うとともに、該燃料式ヒータ２０に対応する燃料式側流量調整弁２１を閉状態に制御する。

【0036】

上述のように、燃料式ヒータ２０は、その燃焼がＯＮ／ＯＦＦ運転であり、燃料式側流量調整弁２１の開度は定常状態で所定の開度に固定されている。従って、燃料式ヒータ２０には、一定量の飽和蒸気が供給されることになる。そのため、燃料式ヒータ２０から供給される過熱蒸気の量（供給過熱蒸気量）も一定となる。そして、過熱制御の対象の燃料式ヒータ２０が複数台の場合は、複数台分の過熱蒸気量（総供給過熱蒸気量）が過熱蒸気集合ラインＬ５０を通じて負荷機器側に供給されるのである。

【0037】

本実施形態では、過熱制御の対象となっている燃料式ヒータ２０は、負荷機器側に供給される過熱蒸気の温度調整のため、過熱制御中もバーナ燃焼は適宜ＯＮ／ＯＦＦされる。過熱蒸気の温度は、過熱蒸気集合ラインＬ５０が接続される過熱蒸気ヘッダ（図示省略）の温度を測定する等して取得されたものである。なお、過熱制御の対象となっている燃料式ヒータ２０のバーナの燃料がＯＦＦされた場合であっても、燃料式側流量調整弁２１は開状態のままである。上述の通り、台数設定部８２に過熱制御の対象に設定されなかった燃料式ヒータ２０の燃料式側流量調整弁２１は閉状態に制御されており、過熱制御の対象となっているか否かで燃料式ヒータ２０の燃料式側流量調整弁２１の制御は異なっている。

【0038】

電気式過熱制御部８４は、過熱制御の対象となった燃料式ヒータ２０から供給される総供給過熱蒸気量と必要過熱蒸気量との差に基づいて電気式ヒータ３０の過熱制御及び電気式側流量調整弁３１の流量制御を行う。例えば、上述のように、必要過熱蒸気量が約３５００ｋｇ／ｈで過熱制御の対象を３台に設定されている場合、電気式ヒータ３０によって５００ｋｇ／ｈの過熱蒸気量が供給されるように、電気式ヒータ３０及び電気式側流量調整弁３１を制御する。即ち、必要過熱蒸気量に対して複数台分の過熱蒸気量では足りない分の過熱蒸気量を電気式ヒータ３０によって供給していると言うこともできる。なお、本実施形態の電気式ヒータ３０及び電気式側流量調整弁３１は、供給する過熱蒸気量を０に設定することも可能である。また、本実施形態の電気式側流量調整弁３１は、燃料式ヒータ２０の燃料式側流量調整弁２１の供給過熱蒸気量と同量の過熱蒸気量を供給可能になっている。例えば、供給過熱蒸気量が１０００ｋｇ／ｈに設定されている燃料式ヒータ２０を４台過熱制御するとともに、電気式ヒータ３０の電気式側流量調整弁３１の開度を供給過熱蒸気量と同量の過熱蒸気量を供給できるように調整することによって、蒸気過熱システム１全体として５０００ｋｇ／ｈの過熱蒸気量を負荷機器側に供給することができる。

【0039】

本実施形態の電気式過熱制御部８４は、流量計５０の測定値を監視し、過熱蒸気の流量が一定になるように電気式ヒータ３０及び電気式側流量調整弁３１を追従制御する。負荷機器側に供給される過熱蒸気の流量が変動した場合、過熱蒸気の温度が変動するおそれがある。本実施形態の構成では、電気式過熱制御部８４が流量の変動に応じて電気式側流量調整弁３１の流量が調整されるので、流量変動を原因とする過熱蒸気の温度変動を効果的に抑制される。

【0040】

本実施形態の蒸気過熱システム１は以上のように構成される。即ち、流量計５０の測定値に基づいて必要過熱蒸気量設定部８１によって必要過熱蒸気量が設定され、当該必要過熱蒸気量に基づいて燃料式ヒータ２０の台数が設定される。燃料式過熱制御部８３は、過熱制御の対象に設定された燃料式ヒータ２０の燃焼制御を開始するとともに、燃料式側流量調整弁２１を開状態にするための制御を開始する。

【0041】

電気式過熱制御部８４は、電気式ヒータ３０の過熱制御を開始するとともに、過熱蒸気集合ラインＬ５０を流れる過熱蒸気量が必要過熱蒸気量に一致するように、電気式側流量調整弁３１の流量を調整する。即ち、燃料式ヒータ２０の台数によって決まる総供給過熱蒸気量と必要過熱蒸気量の差分が電気式ヒータ３０から供給される過熱蒸気によって補われる。このように、１又は複数の燃料式ヒータ２０によって供給される過熱蒸気量を基本過熱蒸気量（供給過熱蒸気量）とし、必要過熱蒸気量の差分及び変動分の過熱蒸気量については電気式ヒータ３０によって過熱することによって、燃料式ヒータ２０及び電気式ヒータ３０の双方の特性を活かした蒸気過熱システム１を実現しているのである。なお、必要過熱蒸気量（流量計５０の測定値）が変動し、過熱制御の対象となっている燃料式ヒータ２０では足りなくなった場合や、必要蒸気量に対して燃料式ヒータ２０の台数が多くなりすぎた場合には、台数の再設定が適宜のタイミングで行われる。

【0042】

以上説明した本実施形態の蒸気過熱システム１によれば、以下のような効果を奏する。
本実施形態の蒸気過熱システム１は、複数の燃料式ヒータ２０と、燃料式側蒸気供給ラインＬ２０の経路を開閉可能に構成される複数の燃料式側流量調整弁２１と、電気式ヒータ３０と、電気式側蒸気供給ラインＬ３０に配置され、流量調整可能に構成される電気式側流量調整弁３１と、制御部８０と、記憶部８５と、を備える。制御部８０は、台数設定部８２に設定された燃料式ヒータ２０の燃焼制御及び該燃料式ヒータ２０に対応する燃料式側流量調整弁２１を開状態にする制御を行うとともに、要求される必要過熱蒸気量と、過熱制御の対象となる燃料式ヒータ２０の総供給過熱蒸気量の差に基づいて電気式側流量調整弁３１の流量及び電気式ヒータ３０の過熱を制御する。

【0043】

これにより、必要過熱蒸気量の大部分を燃料式ヒータ２０によって供給できるとともに、過熱度の調整を正確に行うことができる電気式ヒータ３０で残りの過熱蒸気を供給することができる。従って、蒸気過熱システム１全体で必要な電気容量が大きくなることを避けつつ、必要過熱蒸気量に応じた過熱蒸気の流量を正確に供給できる蒸気過熱システム１を実現できる。更に、この方式では、燃料式ヒータ２０のバーナの燃焼制御を頻繁に変更する必要がなく、制御及び燃焼の観点から効率的である。負荷側の要求量の変動に追随させる必要がないので、一定の燃焼量で燃料式ヒータ２０の燃焼を安定して継続できるのである。

【0044】

電気式過熱制御部８４は、必要過熱蒸気量の変動に追従して電気式側流量調整弁３１の流量を調整する。これにより、過熱蒸気の流量が変動することを要因とする過熱蒸気の温度変動を効果的に低減できる。

【0045】

本実施形態の蒸気過熱システム１は、当該蒸気過熱システム１によって供給される過熱蒸気の流量を検出する流量計５０を備える。そして、制御部８０は、流量計５０の測定値に基づいて必要過熱蒸気量を設定する必要過熱蒸気量設定部８１を有する。これにより、蒸気過熱システム１によって実際に供給される過熱蒸気の流量の変動を正確に反映することができ、過熱蒸気の温度及び供給量をより一層適切に制御することができる。

【0046】

以上、本発明の蒸気過熱システムの好ましい一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。

【0047】

上記実施形態では、必要過熱蒸気量は、流量計５０の測定値に基づいて設定されているが、この構成に限定されるわけではない。例えば、過熱蒸気集合ラインＬ５０が接続される過熱蒸気ヘッダ（上記実施形態においても図示省略）に圧力検出部（圧力センサ）を配置し、過熱蒸気ヘッダの圧力に基づいて必要過熱蒸気量を設定する構成としてもよい。このように、必要過熱蒸気量の設定方法は、事情に応じて適宜変更することができる。

【0048】

上記実施形態では、バーナの燃焼がＯＮ／ＯＦＦ運転となっている燃料式ヒータ２０を例に説明したが、燃料式ヒータの構成は、事情に応じて適宜変更することができる。例えば、燃焼量が段階値制御される燃料式ヒータや、燃焼量が比例制御される燃料式ヒータ等を本発明の蒸気過熱システムの燃料式ヒータとして用いることができる。燃焼を選択的にＯＮ／ＯＦＦしたり、炎の大きさを調整等したり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を段階的に増減可能な燃料式ヒータで本発明の蒸気過熱システムを構成した場合は、電気式ヒータによって負荷機器側から要求される要求過熱蒸気量の変動を吸収することができるので、燃料式ヒータの燃焼位置の切り替えや発停を抑制し、燃焼を安定化できる。また、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比例制御する燃料式ヒータにおいても、前述の燃焼量を段階的に制御する燃料式ヒータの場合と同様に、一定の燃焼状態を継続させることができるので、燃焼の安定化、さらには過熱蒸気温度の安定化を達成することができる。

【0049】

上記実施形態では、第１制御弁として流量調整可能な燃料式側流量調整弁２１が採用されているが、開閉のみを行う電磁弁等に変更することもできる。

【符号の説明】

【0050】

１ 蒸気過熱システム
２０ 燃料式ヒータ（燃料式蒸気過熱装置）
２１ 燃料式側流量調整弁（第１制御弁）
３０ 電気式ヒータ（電気式蒸気過熱装置）
３１ 電気式側流量調整弁（第２制御弁）
５０ 流量計（流量検出部）
８０ 制御部
８１ 必要過熱蒸気量設定部
８２ 台数設定部
８３ 燃料式過熱制御部
８４ 電気式過熱制御部
９０ 記憶部
Ｌ２０ 燃料式側蒸気供給ライン（第１蒸気供給ライン）
Ｌ３０ 電気式側蒸気供給ライン（第２蒸気供給ライン）

【図1】

【図2】