特許 6209979 ボイラシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6209979

(24)【登録日】2017年9月22日

(45)【発行日】2017年10月11日

(54)【発明の名称】ボイラシステム

(51)【国際特許分類】

   F22B 35/00 20060101AFI20171002BHJP

【ＦＩ】

   F22B35/00 E

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-13706(P2014-13706)

(22)【出願日】2014年1月28日

(65)【公開番号】特開2015-140965(P2015-140965A)

(43)【公開日】2015年8月3日

【審査請求日】2016年10月25日

(73)【特許権者】

【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

【審査官】 杉山 豊博

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−１５５１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−０５６９０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−３２９３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１６８００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０１０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２８１９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２２Ｂ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼率を変更して燃焼可能な複数のボイラを備えるボイラ群と、前記ボイラ群から出力される蒸気を集合する蒸気ヘッダと、前記ボイラ群の燃焼状態を制御する制御部と、を備え、前記蒸気ヘッダに集合した蒸気を蒸気使用設備に供給するボイラシステムであって、
前記複数のボイラそれぞれの蒸気圧力であるボイラ圧力を測定するボイラ圧力測定部と、
前記蒸気ヘッダの蒸気圧力であるヘッダ圧力を測定するヘッダ圧力測定部と、を更に備え、
前記制御部は、
前記ヘッダ圧力が目標圧力の近傍で安定した状態において、前記ヘッダ圧力と、前記蒸気ヘッダに蒸気供給を行っているボイラの前記ボイラ圧力と、の差圧を算出する差圧算出部と、
前記差圧算出部により算出された差圧を当該ボイラと前記蒸気ヘッダとの圧力ズレとして設定する圧力ズレ設定部と、
前記ヘッダ圧力と前記ボイラ圧力との差が前記圧力ズレ以下となった場合、又は前記ヘッダ圧力と前記ボイラ圧力との差から所定の裕度圧力を減じた値が前記圧力ズレ以下となった場合に当該ボイラが蒸気供給可能になったと判定する起蒸判定部と、を備えるボイラシステム。

【請求項2】

前記差圧算出部は、前記ボイラの燃焼率が第１燃焼率を下回った状態において前記差圧を算出する請求項１に記載のボイラシステム。

【請求項3】

前記差圧算出部は、前記ボイラ群の燃焼率が第２燃焼率を下回った状態において前記差圧を算出する請求項１又は２に記載のボイラシステム。

【請求項4】

前記差圧算出部は、所定期間毎に前記差圧を算出する請求項１〜３のいずれかに記載のボイラシステム。

【請求項5】

前記起蒸判定部は、前記ヘッダ圧力と前記ボイラ圧力との差が前記圧力ズレ以下となった後、所定時間経過後に当該ボイラが蒸気供給可能になったと判定する請求項１〜４のいずれか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、燃焼率を変更して燃焼可能なボイラを複数備えるボイラシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、蒸気を発生するボイラを複数有するボイラ群と、このボイラ群を制御する制御部と、を備えるボイラシステムが広く知られている。このようなボイラシステムでは、燃焼させるボイラの台数を制御することで、蒸気使用設備の蒸気消費量に応じた蒸気をボイラ群から発生させる。即ち、ボイラシステムでは、蒸気消費量が増大すると、燃焼停止状態にあるボイラの燃焼を開始し燃焼状態にあるボイラの台数を増加することで、増大した蒸気消費量分の蒸気量をボイラ群から発生させる。

【0003】

ここで、長時間に亘り燃焼停止状態にあったボイラは、冷却されており、燃焼を開始してもすぐには蒸気供給を開始できない。そのため、燃焼させるボイラを増加したとしても、当該ボイラは、蒸気使用設備の蒸気消費量に応じた制御に組み込むことができない。
そこで、燃焼を開始したボイラを適切なタイミングで制御に組み込むための試みが近年なされており、例えば、特許文献１には、燃焼停止状態にあるボイラの燃焼開始を、ボイラの蒸気供給開始までに要する起蒸時間や暖機運転時間分早く行うことで、最適なタイミングでボイラの燃焼を開始する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−３３００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、複数のボイラを備えるボイラシステムでは、通常、それぞれのボイラで発生させた蒸気を蒸気ヘッダに集合させてから蒸気使用設備に供給している。そして、このような複数のボイラを備えるボイラシステムでは、燃焼停止状態にあるボイラが蒸気供給可能になったかどうかの判断は、蒸気ヘッダの蒸気圧力と、燃焼を開始したボイラの蒸気圧力と、の差が所定の値以下になったかどうかにより行っている。

【0006】

しかしながら、蒸気ヘッダ及びボイラでそれぞれ検出される蒸気圧力には、若干の検出誤差が生じる。そのため、蒸気ヘッダの蒸気圧力の検出値とボイラの蒸気圧力の検出値との差が、蒸気供給可能となったかどうかの判断基準である所定の値以下になっても、実際の蒸気圧力の差は、まだ所定の値以下にはなっていない場合があった。このような場合には、蒸気供給可能になったと判断されて新たに制御に組み込まれたボイラから蒸気ヘッダへの蒸気供給が行えないため、蒸気ヘッダの蒸気圧力が不安定になり、蒸気使用設備への蒸気供給が不安定になってしまう。

【0007】

従って、本発明は、燃焼させるボイラを増加させた場合における蒸気ヘッダの蒸気圧力の安定性を向上させられ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、燃焼率を変更して燃焼可能な複数のボイラを備えるボイラ群と、前記ボイラ群から出力される蒸気を集合する蒸気ヘッダと、前記ボイラ群の燃焼状態を制御する制御部と、を備え、前記蒸気ヘッダに集合した蒸気を蒸気使用設備に供給するボイラシステムであって、前記複数のボイラそれぞれの蒸気圧力であるボイラ圧力を測定するボイラ圧力測定部と、前記蒸気ヘッダの蒸気圧力であるヘッダ圧力を測定するヘッダ圧力測定部と、を更に備え、前記制御部は、前記ヘッダ圧力が目標圧力の近傍で安定した状態において、前記ヘッダ圧力と、前記蒸気ヘッダに蒸気供給を行っているボイラの前記ボイラ圧力と、の差圧を算出する差圧算出部と、前記差圧算出部により算出された差圧を当該ボイラと前記蒸気ヘッダとの圧力ズレとして設定する圧力ズレ設定部と、前記ヘッダ圧力と前記ボイラ圧力との差が前記圧力ズレ以下となった場合、又は前記ヘッダ圧力と前記ボイラ圧力との差から所定の裕度圧力を減じた値が前記圧力ズレ以下となった場合に当該ボイラが蒸気供給可能になったと判定する起蒸判定部と、を備えるボイラシステムに関する。

【0009】

また、前記差圧算出部は、前記ボイラの燃焼率が第１燃焼率を下回った状態において前記差圧を算出することが好ましい。

【0010】

また、前記差圧算出部は、前記ボイラ群の燃焼率が第２燃焼率を下回った状態において前記差圧を算出することが好ましい。

【0011】

また、前記差圧算出部は、所定期間毎に前記差圧を算出することが好ましい。

【0012】

また、前記起蒸判定部は、前記ヘッダ圧力と前記ボイラ圧力との差が前記圧力ズレ以下となった後、所定時間経過後に当該ボイラが蒸気供給可能になったと判定することが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明のボイラシステムによれば、燃焼させるボイラを増加させた場合における蒸気ヘッダの蒸気圧力の安定性を向上させられる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係るボイラシステム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】制御部の機能構成をブロック図である。

【図4】本発明の好ましい一実施形態のボイラシステム１の制御状態の一例を示す図である。

【図5】差圧算出部及び圧力ズレ設定部による制御を行わなかった場合のボイラシステムの状態の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明のボイラシステムの好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、本発明のボイラシステム１の全体構成につき、図１を参照しながら説明する。ボイラシステム１は、複数（３台）のボイラ２０を含むボイラ群２と、これら複数のボイラ２０において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダ６と、この蒸気ヘッダ６の内部の圧力を測定するヘッダ圧力測定部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台数制御装置３と、を備える。

【0016】

ボイラ群２は、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は、ボイラ群２で生成された蒸気を集合させて貯留することにより、複数のボイラ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。蒸気ヘッダ６は、鉛直蒸気管１１及び集合蒸気管１４を介してボイラ群２を構成する複数のボイラ２０に接続されている。この蒸気ヘッダ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。

【0017】

鉛直蒸気管１１は、複数のボイラ２０のそれぞれから鉛直方向上方に向かって立ち上がるように延びる。集合蒸気管１４には、これら鉛直蒸気管１１それぞれの先端部が接続される。また、集合蒸気管１４の先端側は、鉛直方向下方に引き下げられて蒸気ヘッダ６と接続される。
鉛直蒸気管１１と複数のボイラ２０との接続部には、逆止弁１１１が設けられ、蒸気ヘッダ６や集合蒸気管１４からボイラ２０への蒸気の逆流を防止している。

【0018】

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。

【0019】

台数制御装置３は、信号線１６を介して、複数のボイラ２０と電気的に接続されている。この台数制御装置３は、蒸気圧センサ７により測定される蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧に基づいて、各ボイラ２０の燃焼状態を制御する。台数制御装置３の詳細については、後述する。

【0020】

以上のボイラシステム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。台数制御装置３は、この蒸気消費量の変動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の燃焼状態を制御する。

【0021】

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（蒸気消費量）が増加し、蒸気ヘッダ６に供給される蒸気量（後述の出力蒸気量）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（蒸気消費量）が減少し、蒸気ヘッダ６に供給される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。従って、ボイラシステム１は、蒸気圧センサ７により測定された蒸気圧の変動に基づいて、要求負荷の変動をモニターすることができる。そして、ボイラシステム１は、蒸気ヘッダ６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）に応じて必要とされる蒸気量である必要蒸気量を算出する。

【0022】

ここで、本実施形態のボイラシステム１を構成する複数のボイラ２０について説明する。図２は、本実施形態に係るボイラ群２の概略を示す図である。
本実施形態のボイラ２０は、燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な比例制御ボイラからなる。
比例制御ボイラとは、少なくとも、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、燃焼率が連続的に制御可能とされているボイラである。比例制御ボイラは、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、燃焼率を調整するようになっている。

【0023】

また、燃焼率を連続的に制御するとは、後述のローカル制御部２２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（例えば、ボイラ２０の出力（燃焼率）が１％刻みで制御される場合）であっても、事実上連続的に出力を制御可能な場合を含む。

【0024】

本実施形態では、ボイラ２０の燃焼停止状態Ｓ０と最小燃焼状態Ｓ１との間の燃焼状態の変更は、ボイラ２０（バーナ）の燃焼をオン／オフすることで制御される。そして、最小燃焼状態Ｓ１から最大燃焼状態Ｓ２の範囲においては、燃焼率が連続的に制御可能となっている。
より具体的には、複数のボイラ２０のそれぞれには、変動可能な蒸気量の単位である単位蒸気量Ｕが設定されている。これにより、ボイラ２０は、最小燃焼状態Ｓ１から最大燃焼状態Ｓ２の範囲においては、単位蒸気量Ｕ単位で、蒸気量を変更可能となっている。

【0025】

単位蒸気量Ｕは、ボイラ２０の最大燃焼状態Ｓ２における蒸気量（最大蒸気量）に応じて適宜設定できるが、ボイラシステム１における出力蒸気量の必要蒸気量に対する追従性を向上させる観点から、ボイラ２０の最大蒸気量の０．１％〜２０％に設定されることが好ましく、１％〜１０％に設定されることがより好ましい。
尚、出力蒸気量とは、ボイラ群２により出力される蒸気量を示し、この出力蒸気量は、複数のボイラ２０のそれぞれから出力される蒸気量の合計値により表される。

【0026】

また、複数のボイラ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２０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〜３号機のそれぞれに「１」〜「３」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、３号機の優先順位が最も低い。この優先順位は、通常の場合、後述の制御部４の制御により、所定の時間間隔（例えば、２４時間間隔）で変更される。

【0027】

以上のボイラ２０は、図１に示すように、燃焼が行われるボイラ本体２１と、ボイラ２０の燃焼状態を制御するローカル制御部２２と、ボイラ２０から発生する蒸気圧力を測定するボイラ圧力測定部としての蒸気圧センサ２３と、を備える。
ボイラ本体２１には、図示せぬ上部ヘッダが設けられ、ボイラ本体２１の燃焼に伴い蒸気が発生すると、発生した蒸気は上部ヘッダに貯留される。
蒸気圧センサ２４は、上部ヘッダに設けられており、この蒸気圧センサ２３により上部ヘッダに貯留される蒸気の蒸気圧力（即ちボイラ２０から発生した蒸気の蒸気圧力）が測定される。

【0028】

ローカル制御部２２は、要求負荷に応じてボイラ２０の燃焼状態を変更させる。具体的には、ローカル制御部２２は、信号線１６を介して台数制御装置３から送信される台数制御信号に基づいて、ボイラ２０の燃焼状態を制御する。また、ローカル制御部２２は、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、ボイラ２０の実際の燃焼状態、蒸気圧センサ２３で測定されたボイラ２０の蒸気圧力及びその他のデータが挙げられる。

【0029】

次に、本実施形態のボイラシステム１による複数のボイラ２０の燃焼状態の制御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、記憶部５と、制御部４と、を備える。

【0030】

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の燃焼パターンの設定条件等の情報、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。また、この記憶部５には、後述の圧力ズレも記憶される。

【0031】

制御部４は、信号線１６を介して各ボイラ２０に各種の指示を行ったり、各ボイラ２０から各種のデータを受信したりして、３台のボイラ２０の燃焼状態や優先順位を制御する。各ボイラ２０は、台数制御装置３から燃焼状態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。

【0032】

ところで、燃焼停止状態Ｓ０にあるボイラ２０は、台数制御装置３から送信される制御信号に基づいて燃焼を開始（起蒸）するところ、ボイラ２０は、燃焼を開始したとしても直ちに蒸気を供給することはできない。そのため、燃焼を開始したボイラ２０は、台数制御装置３の制御（台数制御）に組み込まれない。

【0033】

そこで、制御部４は、燃焼を開始したボイラ２０が蒸気ヘッダ６に蒸気を供給可能になったタイミング（起蒸タイミング）を判定し、当該ボイラ２０を適切なタイミングで台数制御装置３の制御に組み込むこととしている。具体的には、制御部４は、燃焼を開始したボイラ２０の蒸気圧力であるボイラ圧力とヘッダ圧力との差が所定の閾値を下回った場合に、当該ボイラ２０を台数制御装置３の制御に組み込む。ところが、蒸気圧センサにより測定されるヘッダ圧力及びボイラ圧力には、若干の検出誤差が生じる。そして、この検出誤差に起因して、ボイラ２０を適切なタイミングで台数制御装置３の制御に組み込むことができない場合が生じてしまう。

【0034】

そこで、本実施形態においては、この起蒸タイミングの判定をより正確に行うために、制御部４を以下のように構成している。

【0035】

以下、制御部４によるボイラ２０の制御（起蒸制御）について、説明する。
図３は、制御部４の機能構成をブロック図である。
制御部４は、差圧算出部４１と、圧力ズレ設定部４２と、起蒸判定部４３と、を備える。

【0036】

差圧算出部４１は、ヘッダ圧力が目標圧力の近傍で安定した状態において、ヘッダ圧力と、蒸気ヘッダに蒸気供給を行っているボイラ２０のボイラ圧力と、の差圧を算出する。これにより、差圧算出部４１は、ボイラシステム１の燃焼状態が安定している状態において、ヘッダ圧力とボイラ圧力との間に生じている差圧を算出できる。ここで、差圧算出部４１は、例えば、ヘッダ圧力と目標圧力との差が所定の閾値（例えば、±０．２ＭＰａ）以内の状態が所定時間（例えば、２分〜３分）継続した場合に、ヘッダ圧力が目標圧力の近傍で安定していると判定する。

【0037】

また、差圧算出部４１は、ボイラ２０の燃焼率が第１燃焼率（例えば、３０％）を下回った状態においてヘッダ圧力とボイラ圧力との差圧を算出することが好ましい。これにより、ボイラ２０から蒸気ヘッダ６までの圧力損失が少ない状態において、ヘッダ圧力とボイラ圧力との差圧を算出できる。

【0038】

また、差圧算出部４１は、ボイラ群２の燃焼率（即ち、ボイラシステム１全体の燃焼率）が第２燃焼率（例えば、３０％）を下回った状態においてヘッダ圧力とボイラ圧力との差圧を算出することが好ましい。これにより、他のボイラ２０で生成された蒸気が差圧を算出するボイラ２０のボイラ圧力に与える影響を低減できる。即ち、図１に示すように、複数のボイラ２０は、複数の鉛直蒸気管１１及び集合蒸気管１４を介して互いにつながっているため、逆止弁１１１が配置されていたとしても、一のボイラ２０で生成された蒸気が他のボイラ２０に流入してしまう場合がある。そこで、ボイラ群２の燃焼率が低い状態で差圧を算出することで、より正確な差圧を算出できる。
尚、差圧算出部４１は、ボイラ群２を構成する複数のボイラ２０それぞれについて、各ボイラ２０が上述の条件を満たしたときに、ヘッダ圧力とボイラ圧力との差圧を算出する。

【0039】

圧力ズレ設定部４２は、差圧算出部４１により算出された差圧を、当該ボイラ２０と蒸気ヘッダ６との圧力ズレとして設定し、記憶部５に記憶させる。即ち、上述のように、ヘッダ圧力が目標圧力の近傍で安定した状態においては、給蒸中のボイラ２０のボイラ圧力と、ヘッダ圧力とは、概ね等しいと考えられる。そこで、本実施形態では、差圧算出部４１により算出された差圧を、蒸気ヘッダ６の蒸気圧センサ７と、ボイラ２０の蒸気圧センサ２３との検出誤差（圧力ズレ）と判断し、この差圧を圧力ズレとして記憶部５に記憶させる。

【0040】

起蒸判定部４３は、ヘッダ圧力とボイラ圧力との差が設定値として記憶部５に記憶された圧力ズレ以下となった場合に、当該ボイラ２０が蒸気供給可能になったと判定する。そして、制御部４は、起蒸判定部４３により蒸気供給可能になったと判定されたボイラ２０を数制御装置３の制御に組み込む。これにより、蒸気ヘッダ６の蒸気圧センサ７と、ボイラ２０の蒸気圧センサ２３との検出誤差を考慮した上で起蒸判断を行えるため、ボイラ２０を適切なタイミングで台数制御装置３の制御に組み込める。
尚、起蒸判定部４３は、ヘッダ圧力とボイラ圧力との差が設定値として記憶部５に記憶された圧力ズレ以下となった後、所定時間（例えば、３秒）経過後に当該ボイラ２０が蒸気供給可能になったと判定してもよい。これにより、所定時間の間にボイラ圧力が更に上昇されるため、起蒸判断の確実性をより向上させられる。
また、起蒸判定部４３は、ヘッダ圧力とボイラ圧力との差から所定の裕度圧力α（例えば、０．０１ＭＰａ〜０．０２ＭＰａ）を減じた値が圧力ズレ以下となった場合に、当該ボイラ２０が蒸気供給可能になったと判定してもよい。即ち、この場合、起蒸判定部４３は、ヘッダ圧力とボイラ圧力との差から裕度αを減じた値をヘッダ圧力とボイラ圧力との差として圧力ズレと比較する。これにより、起蒸判定部４３による起蒸判定に若干の余裕を持たせられる。

【0041】

本実施形態では、差圧算出部４１は、所定期間毎（例えば、１週間毎）に差圧を算出する。これにより、ヘッダ圧力とそれぞれのボイラ２０のボイラ圧力との圧力ズレの設定を定期的に更新できるので、時間の経過に伴う起蒸判定部４３による起蒸判定精度の低下を抑制できる。

【0042】

図４は、本実施形態のボイラシステム１の制御状態の一例を示す図である。
ここでは、実際の蒸気ヘッダ６の圧力及び実際のボイラ２０の圧力がいずれも０．８３ＭＰａのときに、蒸気圧センサ７で測定されるヘッダ圧力が０．８０ＭＰａ、１号機ボイラ２０〜３号機ボイラ２０それぞれの蒸気圧センサ２３で測定されるボイラ圧力が、０．８２ＭＰａ、０．８６ＭＰａ、０．７９ＭＰａであった場合のボイラシステム１の動作について説明する。

【0043】

この場合、図４に示すように、差圧算出部４１は、１号機ボイラ２０〜３号機ボイラ２０のそれぞれについて差圧を算出し、圧力ズレ設定部４２は、これらの差圧をそれぞれのボイラ２０と蒸気ヘッダ６との間の圧力ズレとして設定する。ここでは、１号機ボイラ２０の圧力ズレは、−０．０２ＭＰａ、２号機ボイラ２０の圧力ズレは、−０．０６ＭＰａ、３号機ボイラ２０の圧力ズレは、０．０１ＭＰａと設定される。

【0044】

そして、起蒸判定部４３は、起蒸判定を行う場合には、ヘッダ圧力とボイラ圧力との差が圧力ズレ以下になった場合に、当該ボイラ２０を台数制御装置３の制御に組み込む。
本実施形態では、台数制御装置３（制御部４）は、各ボイラ２０の蒸気圧センサ２３で測定されるボイラ圧力を圧力ズレで補正した補正後ボイラ圧力を用いて起蒸判断を行う。
即ち、図４に示す状態では、起蒸判定部４３は、蒸気圧センサ７により測定されたヘッダ圧力と各ボイラ２０の補正後ボイラ圧力を比較し、すべてのボイラ２０が蒸気供給可能であると判定する。

【0045】

図５は、差圧算出部４１及び圧力ズレ設定部４２による制御を行わなかった場合のボイラシステムの状態の一例を示す図である。
この場合、台数制御装置３は、ヘッダ圧力とボイラ圧力との圧力ズレを考慮しない。そのため、台数制御装置３は、３台すべてのボイラ２０について、ボイラ圧力がヘッダ圧力以上となったと判定して３台すべてのボイラ２０を蒸気供給可能と判断し、台数制御装置３の制御に組み込む。しかしながら、１号機ボイラ２０及び２号機ボイラ２０の実際圧力は、蒸気ヘッダ６の実際圧力まで達していないため、これら１号機ボイラ２０及び２号機ボイラ２０は、実際には給蒸できない。これにより、蒸気供給可能と判定されたボイラ２０からの給蒸がなされないことに起因して、ヘッダ圧力の変動が生じてしまう。

【0046】

以上説明した本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。

【0047】

（１）制御部４を、ヘッダ圧力が目標圧力の近傍で安定した状態において、ヘッダ圧力とボイラ圧力との差圧を算出する差圧算出部４１と、この差圧をボイラ圧力ズレとして設定する圧力ズレ設定部４２と、ヘッダ圧力とボイラ圧力との差が圧力ズレ以下となった場合に当該ボイラ２０が蒸気供給可能になったと判定する起蒸判定部４３と、を含んで構成した。これにより、蒸気ヘッダ６の蒸気圧センサ７と、ボイラ２０の蒸気圧センサ２３との検出誤差（圧力ズレ）を考慮した上で起蒸判断を行えるため、ボイラ２０を適切なタイミングで台数制御装置３の制御に組み込める。よって、燃焼させるボイラ２０を増加させた場合における蒸気ヘッダ６の蒸気圧力の安定性を向上させられる。
特に、ボイラ２０として比例制御ボイラを用いた場合には、ヘッダ圧力の変動がわずかであっても、このヘッダ圧力に基いて算出される必要蒸気量が変化する。そのため、わずかな圧力ズレであっても考慮した本実施形態のボイラシステム１は、比例制御ボイラにより構成されるボイラシステム１に特に好適に用いることができる。

【0048】

（２）差圧算出部４１に、ボイラ２０の燃焼率が第１燃焼率（例えば、３０％）を下回った状態においてヘッダ圧力とボイラ圧力との差圧を算出させた。これにより、ボイラ２０から蒸気ヘッダ６までの圧力損失が少ない状態において、ヘッダ圧力とボイラ圧力との差圧を算出できるので、起蒸判断をより正確に行える。

【0049】

（３）差圧算出部４１に、ボイラ群２の燃焼率が第２燃焼率（例えば、３０％）を下回った状態においてヘッダ圧力とボイラ圧力との差圧を算出させた。これにより、他のボイラ２０で生成された蒸気が差圧を算出するボイラ２０のボイラ圧力に与える影響を低減できる。即ち、複数のボイラ２０は、複数の鉛直蒸気管１１及び集合蒸気管１４を介して互いにつながっているため、逆止弁１１１が配置されていたとしても、一のボイラ２０で生成された蒸気が他のボイラ２０に流入してしまう場合がある。そこで、ボイラ群２の燃焼率が低い状態で差圧を算出することで、より正確な差圧を算出できる。

【0050】

（４）差圧算出部４１に、所定期間毎（例えば、１週間毎）に差圧を算出させた。これにより、ヘッダ圧力とそれぞれのボイラ２０のボイラ圧力との圧力ズレの設定を定期的に更新できるので、時間の経過に伴う起蒸判定部４３による起蒸判定精度の低下を抑制できる。

【0051】

（５）起蒸判定部４３に、ヘッダ圧力とボイラ圧力との差が圧力ズレ以下となった後、所定時間（例えば、３秒）経過後に当該ボイラ２０が蒸気供給可能になったと判定させた。これにより、所定時間の間にボイラ圧力が更に上昇されるため、起蒸判断の確実性をより向上させられる。

【0052】

以上、本発明のボイラシステム１の好ましい一実施形態につき説明したが、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。

【0053】

例えば、本実施形態では、複数のボイラ２０を比例制御ボイラにより構成することとしているが、ボイラ２０は比例制御ボイラに限らず、段階値制御ボイラにより構成することとしてもよい。尚、段階値制御ボイラとは、複数の段階的な燃焼位置を有し、燃焼を選択的にオン／オフしたり、炎の大きさを調整したり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。一例として、複数のボイラ２０を、燃焼停止位置、低燃焼位置及び高燃焼位置の３位置を有する３位置ボイラにより、構成することとしてもよい。もちろん、ボイラ２０は、３位置に限らず、任意のＮ位置の燃焼位置を有することとしてもよい。

【0054】

また、本実施形態では、本発明を、３台のボイラ２０からなるボイラ群２を備えるボイラシステム１に適用したが、これに限らない。即ち、本発明を、４台以上のボイラからなるボイラ群を備えるボイラシステムに適用してもよく、また、２台のボイラからなるボイラ群を備えるボイラシステムに適用してもよい。

【符号の説明】

【0055】

１ ボイラシステム
２ ボイラ群
３ 台数制御装置
４ 制御部
７ 蒸気圧センサ（ヘッダ圧力測定部）
２０ ボイラ
２３ 蒸気圧センサ（ボイラ圧力測定部）
４１ 差圧算出部
４２ 圧力ズレ設定部
４３ 起蒸判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】