特許 6331915 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】6331915

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】ボイラシステム

(51)【国際特許分類】

   F22B 35/00 20060101AFI20180521BHJP

【ＦＩ】

   F22B35/00 E

【請求項の数】9

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2014-190285(P2014-190285)

(22)【出願日】2014年9月18日

(65)【公開番号】特開2016-61498(P2016-61498A)

(43)【公開日】2016年4月25日

【審査請求日】2017年6月26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】 青木 良憲

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０９８５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３７１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１７９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８８１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１３２４０５（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】

少なくとも燃焼停止位置、低燃焼位置、中燃焼位置、及び高燃焼位置を含む段階的な複数の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に基づいて要求負荷に応じた前記ボイラ群の必要蒸気量を算出し、該算出された必要蒸気量に基づいて前記複数の段階値制御ボイラの燃焼状態を制御する制御装置と、を備えるボイラシステムであって、
前記制御装置は、
予め設定された最大使用蒸気量を記憶する最大使用蒸気量記憶部と、
前記複数の段階値制御ボイラそれぞれにおける前記複数の燃焼位置の内、低燃焼位置及び中燃焼位置を高効率運転ゾーンとして記憶する高効率運転ゾーン記憶部と、
前記最大使用蒸気量に基づいて制御対象となる制御対象ボイラを設定する制御対象ボイラ設定部と、
前記制御対象ボイラに設定された前記段階値制御ボイラの前記高効率運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を合計して高効率運転ゾーン蒸気量として算出する高効率運転ゾーン蒸気量算出部と、
前記必要蒸気量が前記高効率運転ゾーン蒸気量に到達するまでは前記高効率運転ゾーンに含まれる燃焼位置で優先して燃焼させるように前記複数の燃焼位置に燃焼優先順位を設定する燃焼優先順位設定部と、
前記制御対象ボイラが前記高効率運転ゾーンを外れて第１時間継続して燃焼した場合に、制御対象ボイラを１台増加させる燃焼台数制御部と、
新たに制御対象に加わった前記制御対象ボイラの前記高効率運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を高効率運転ゾーン蒸気量に加算して高効率運転ゾーン蒸気量を補正する高効率運転ゾーン蒸気量補正部と、を備えるボイラシステム。

【請求項2】

前記燃焼優先順位設定部は、
前記最大使用蒸気量を確保できるまで、前記複数の燃焼位置に燃焼優先順位を設定する請求項１に記載のボイラシステム。

【請求項3】

前記制御対象ボイラ設定部は、
前記ボイラ群の台数制御始動時に、前記最大使用蒸気量を確保できる最少台数分の前記段階値制御ボイラを制御対象ボイラとして設定する請求項１又は請求項２に記載のボイラシステム。

【請求項4】

前記燃焼台数制御部は、
前記制御対象ボイラの内少なくとも１台が燃焼停止状態となった場合、燃焼しているすべての前記制御対象ボイラの最大出力蒸気量の合計が前記最大使用蒸気量以上か否かを判定し、前記最大出力蒸気量の合計が前記最大使用蒸気量以上の場合、前記燃焼停止状態となったボイラを制御対象から外し、
高効率運転ゾーン蒸気量補正部は、
制御対象から外された段階値制御ボイラの高効率運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を高効率運転ゾーン蒸気量から減算することにより、高効率運転ゾーン蒸気量を補正する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のボイラシステム。

【請求項5】

前記燃焼台数制御部は、
制御対象でないボイラの内、放熱中のボイラがある場合に限り、前記放熱中のボイラを制御対象ボイラとして１台増加させる請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のボイラシステム。

【請求項6】

前記燃焼台数制御部は、
前記新たに制御対象に加わった前記制御対象ボイラが第２時間継続して燃焼しない場合、前記新たに制御対象に加わった前記制御対象ボイラを制御対象から外す請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のボイラシステム。

【請求項7】

前記制御装置は、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧を設定された設定圧力範囲におさまるように前記ボイラ群の燃焼状態を制御する請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のボイラシステム。

【請求項8】

前記制御装置は、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧を設定された目標蒸気圧力値に保つように前記ボイラ群の燃焼状態を制御する請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のボイラシステム。

【請求項9】

前記中燃焼位置における前記段階値制御ボイラの燃焼率は４０〜６０％である請求項１乃至請求項８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、複数の段階的な燃焼位置で燃焼可能な段階値制御ボイラを複数有するボイラ群を備えるボイラシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の段階的な燃焼位置で燃焼可能な段階値制御ボイラを複数有するボイラ群と、要求される負荷に応じて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が提案されている。ここで、段階値制御ボイラとは、燃焼を選択的にオン／オフしたり、炎の大きさを調整したりすること等により複数段階の燃焼位置で燃焼するＮ位置制御ボイラをいい、このような段階値制御ボイラでは、燃焼率が段階的に変更される。なお、Ｎ位置制御とは、段階値制御ボイラの燃焼量を、燃焼停止位置を含めてＮ位置に段階的に制御可能なことを表す。
そして、特許文献１に記載されているように、段階値制御ボイラを複数有するボイラ群を備えるボイラシステムの燃焼制御において、ボイラ効率が高効率となる燃焼位置を示す高効率運転ポイント（以下、「エコ運転ポイント」ともいう）を目指して、各ボイラをできるだけ「エコ運転ポイント」で燃焼するように制御することが知られている。

【0003】

このため、特許文献１に記載の４位置制御ボイラを複数有するボイラ群を備えるボイラシステムでは、要求負荷の最大使用蒸気量を予め設定するとともに、例えば、ボイラ群が給蒸する蒸気量の平均値を第１蒸気量として、ボイラ群における蒸気供給量の変動に対応する変動蒸気量を第２蒸気量として予め設定しておく。
そして、ボイラ群の運転対象ボイラの台数を、（１）要求負荷の最大使用蒸気量を確保するとともに、（２）各運転対象ボイラの燃焼位置の燃焼順序（以下、「燃焼優先順位」ともいう）を、運転対象とされたすべてのボイラが高効率燃焼位置である中燃焼位置に到達した後に、高効率燃焼位置（中燃焼位置）よりも上位の高燃焼位置に順次移行するように設定した場合に、第１蒸気量に対応する燃焼位置の内、できるだけ多くの最上位燃焼位置が高効率燃焼位置（中燃焼位置）に一致するように、予め設定しておく。

【0004】

そうすることで、特許文献１に記載のボイラシステムは、第１蒸気量（例えば、ボイラ群が給蒸する蒸気量の平均値）を可能な限り高効率燃焼位置である中燃焼位置（エコ運転ポイント）で燃焼するように制御することを可能とすることで、運転効率を向上させている。また、特許文献１に記載のボイラシステムは、要求負荷の急激な増加に対して、第２蒸気量（ボイラ群における蒸気供給量の変動に対応する変動蒸気量）に対応する燃焼位置で燃焼するように制御することで、負荷追従性を確保している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−０１７９４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載された燃焼制御は、最大使用蒸気量、第１蒸気量、第２蒸気量、運転対象ボイラの台数、及び燃焼優先順位を、予め設定しておくことを前提としている。したがって、１日を通して「エコ運転ポイント」で燃焼する時間を長く確保したい場合には、１日の稼働状況を考慮したうえで、第１蒸気量を高効率燃焼位置である中燃焼位置で燃焼するように、予め運転対象ボイラ台数を設定し、燃焼優先順位を設定しておく必要がある。しかしながら、実際に１日の平均蒸気量を把握することは困難であり、また、曜日や季節によって平均蒸気量が変化する場合、その都度、運転対象ボイラ台数の設定、及び燃焼優先順位の設定を調整することも困難である。
このため、予め、第１蒸気量、運転対象ボイラの台数、及び燃焼優先順位等を設定するのではなく、ボイラ群の燃焼状態等に基づいて第１蒸気量、運転対象ボイラの台数、及び燃焼優先順位等の設定を自動的に実行することで、複数の段階値制御ボイラからなるボイラ群（例えば４位置制御ボイラからなるボイラ群）の、各段階値制御ボイラが高効率燃焼位置（例えば、低燃焼位置及び中燃焼位置）の範囲（「高効率運転ゾーン」ともいう）で燃焼状態を維持する時間帯を長く確保するボイラシステムが望まれる。

【0007】

本発明は、少なくとも燃焼停止位置、低燃焼位置、中燃焼位置、及び高燃焼位置を含む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を備えるボイラシステムにおいて、ボイラ群の燃焼状態等に基づいて、高効率運転ゾーン蒸気量、制御対象となる段階値制御ボイラの台数及び燃焼優先順位等の設定等を自動的に実行することにより、高効率運転ゾーン（例えば低燃焼位置及び中燃焼位置）の範囲内で燃焼状態を維持する時間帯を長く確保す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、少なくとも燃焼停止位置、低燃焼位置、中燃焼位置、及び高燃焼位置を含む段階的な複数の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に基づいて要求負荷に応じた前記ボイラ群の必要蒸気量を算出し、該算出された必要蒸気量に基づいて前記複数の段階値制御ボイラの燃焼状態を制御する制御装置と、を備えるボイラシステムであって、前記制御装置は、予め設定された最大使用蒸気量を記憶する最大使用蒸気量記憶部と、前記複数の段階値制御ボイラそれぞれにおける前記複数の燃焼位置の内、低燃焼位置及び中燃焼位置を高効率運転ゾーンとして記憶する高効率運転ゾーン記憶部と、前記最大使用蒸気量に基づいて制御対象となる制御対象ボイラを設定する制御対象ボイラ設定部と、前記制御対象ボイラに設定された前記段階値制御ボイラの前記高効率運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を合計して高効率運転ゾーン蒸気量として算出する高効率運転ゾーン蒸気量算出部と、前記必要蒸気量が前記高効率運転ゾーン蒸気量に到達するまでは前記高効率運転ゾーンに含まれる燃焼位置で優先して燃焼させるように前記複数の燃焼位置に燃焼優先順位を設定する燃焼優先順位設定部と、前記制御対象ボイラが前記高効率運転ゾーンを外れて第１時間継続して燃焼した場合に、制御対象ボイラを１台増加させる燃焼台数制御部と、新たに制御対象に加わった前記制御対象ボイラの前記高効率運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を高効率運転ゾーン蒸気量に加算して高効率運転ゾーン蒸気量を補正する高効率運転ゾーン蒸気量補正部と、を備えるボイラシステムに関する。

【0009】

また、前記燃焼優先順位設定部は、前記最大使用蒸気量を確保できるまで、前記複数の燃焼位置に燃焼優先順位を設定することが好ましい。

【0010】

また、前記制御対象ボイラ設定部は、前記ボイラ群の台数制御始動時に、前記最大使用蒸気量を確保できる最少台数分の前記段階値制御ボイラを制御対象ボイラとして設定することが好ましい。

【0011】

また、前記燃焼台数制御部は、前記制御対象ボイラの内少なくとも１台が燃焼停止状態となった場合、燃焼しているすべての前記制御対象ボイラの最大出力蒸気量の合計が前記最大使用蒸気量以上か否かを判定し、前記最大出力蒸気量の合計が前記最大使用蒸気量以上の場合、前記燃焼停止状態となったボイラを制御対象から外し、高効率運転ゾーン蒸気量補正部は、制御対象から外された段階値制御ボイラの高効率運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を高効率運転ゾーン蒸気量から減算することにより、高効率運転ゾーン蒸気量を補正することが好ましい。

【0012】

また、前記燃焼台数制御部は、制御対象でないボイラの内、放熱中のボイラがある場合に限り、前記放熱中のボイラを制御対象ボイラとして１台増加させることが好ましい。

【0013】

また、前記燃焼台数制御部は、前記新たに制御対象に加わった前記制御対象ボイラが第２時間継続して燃焼しない場合、前記新たに制御対象に加わった前記制御対象ボイラを制御対象から外すことが好ましい。

【0014】

また、前記制御装置は、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧を設定された設定圧力範囲におさまるように前記ボイラ群の燃焼状態を制御することができる。

【0015】

又は、前記制御装置は、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧を設定された目標蒸気圧力値に保つように前記ボイラ群の燃焼状態を制御するようにしてもよい。

【0016】

前記中燃焼位置における前記段階値制御ボイラの燃焼率は４０〜６０％であることが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、前記制御装置は、複数の段階値制御ボイラからなるボイラ群の燃焼状態等に基づいて制御対象ボイラの台数、高効率運転ゾーン蒸気量、及び燃焼優先順位等の設定を自動的に実行することで、各ボイラの燃焼状態を高効率運転ゾーン（例えば低燃焼位置及び中燃焼位置）の範囲内で維持する時間帯を自動的に長く確保することができる。そうすることで、ボイラ効率のよい状態でボイラシステムを運転することができる。また、高効率運転ゾーンの範囲内での負荷追従を優先することで応答性も向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【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】上記実施形態の段階値制御ボイラの燃焼ゾーンの概略を示す図である。

【図3】上記実施形態の制御部の構成を示す機能ブロック図である。

【図4】上記実施形態の記憶部の構成を示す機能ブロック図である。

【図5】上記実施形態のボイラシステムの台数制御開始時における高効率運転ゾーン蒸気量及び燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）等の初期設定の一例を示した図である。

【図6】上記実施形態のボイラシステムの台数制御開始時に初期設定された高効率運転ゾーン蒸気量に１０００ｋｇ／ｈを加算して補正した場合の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）等の補正の一例を示した図である。

【図7】上記実施形態のボイラシステムの台数制御開始時に初期設定された高効率運転ゾーン蒸気量に２０００ｋｇ／ｈを加算して補正した場合の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）の補正の一例を示した図である。

【図8】上記実施形態のボイラシステムの動作の概略を示す図であり、負荷増加により、燃焼させる制御対象ボイラの台数を増加させ、高効率運転ゾーン蒸気量を加算補正する動作の一例を示した図である。

【図9】上記実施形態のボイラシステムの動作の概略を示す図であり、負荷増加により、燃焼させる制御対象ボイラの台数を増加させ、高効率運転ゾーン蒸気量を加算補正する動作の一例を示した図である。

【図10】上記実施形態のボイラシステムの動作の概略を示す図であり、燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を補正した後、制御部による制御対象ボイラの燃焼状態制御の一例を示した図である。

【図11】上記実施形態のボイラシステムの動作の概略を示す図であり、負荷減少により、燃焼させる制御対象ボイラの台数を減少させ、高効率運転ゾーン蒸気量を減算補正する動作の一例を示した図である。

【図12】上記実施形態のボイラシステムの動作の概略を示す図であり、負荷減少により、燃焼させる制御対象ボイラの台数を減少させ、高効率運転ゾーン蒸気量を減算補正する動作の一例を示した図である。

【図13】上記実施形態において、ボイラシステムの動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明のボイラ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。
まず、本実施形態に係るボイラシステム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、図１に示すように、複数（７台）の段階値制御ボイラ２０を含むボイラ群２と、これら複数の段階値制御ボイラ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、蒸気ヘッダ６の内部の圧力（以下「ヘッダ圧力」ともいう）を測定する蒸気圧センサ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に供給する蒸気を発生する。

【0020】

複数の段階値制御ボイラ２０のそれぞれは、燃焼が行われるボイラ本体２１と、段階値制御ボイラ２０の燃焼位置を制御するローカル制御部２２と、を備える。
ボイラ本体２１は、水管やバーナを備え、図示せぬ水源（給水タンク）から供給された缶水を水管内で加熱し、蒸気を生成する。

【0021】

ローカル制御部２２は、蒸気消費量に応じて段階値制御ボイラ２０の燃焼位置を変更させる。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、段階値制御ボイラ２０の燃焼位置を制御する。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、段階値制御ボイラ２０の実際の燃焼位置、及びその他のデータ等が挙げられる。

【0022】

蒸気ヘッダ６は、蒸気管１１を介してボイラ群２を構成する複数の段階値制御ボイラ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。

【0023】

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。蒸気ヘッダ６は、燃焼させる１又は複数の段階値制御ボイラ２０の相互の圧力差及び圧力変動を調整し、蒸気圧力値が一定に調整された蒸気を蒸気使用設備１８に供給する。

【0024】

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の蒸気圧力値（以下、「ヘッダ圧力値」ともいう）を測定し、その蒸気圧力値に対応する蒸気圧信号を、信号線１３を介して台数制御装置３に送信する。

【0025】

台数制御装置３は、信号線１６を介して、複数の段階値制御ボイラ２０と電気的に接続されている。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の蒸気圧力値に基づいて要求負荷に応じたボイラ群２の必要蒸気量を算出し、該算出された必要蒸気量に基づいて、ボイラ群２の内、制御対象となる段階値制御ボイラ２０（以下「制御対象ボイラ」ともいう）の燃焼位置（燃焼量）を制御する。
ボイラシステム１においては、ボイラ群２の内、制御対象でない段階値制御ボイラ２０（以下、「予備ボイラ」ともいう）を設けることができる。そして、台数制御装置３（後述の「制御部４」）は、制御対象ボイラ２０の燃焼状態に応じて、予備ボイラ２０を制御対象に追加して制御対象ボイラ２０に変更、又は制御対象ボイラ２０を制御対象から外して予備ボイラ２０に変更することができる。

【0026】

次に、ボイラシステム１を構成する複数の段階値制御ボイラ２０について説明する。図２は、ボイラシステム１を構成するボイラ群２の概略を示す図である。
図２に示すように、本実施形態の段階値制御ボイラ２０は、
１）燃焼停止位置（第１燃焼位置：０％）、
２）低燃焼位置Ｌ（第２燃焼位置：例えば最大燃焼量の５〜３５％で設定される、本実施形態では２０％）、
３）中燃焼位置Ｍ（第３燃焼位置：例えば最大燃焼量の４０〜６０％で設定される、本実施形態では４０％）、
４）高燃焼位置Ｈ（第４燃焼位置：１００％（最大燃焼量））の段階的な燃焼位置を有する段階値制御ボイラ（以下、「４位置制御ボイラ」ともいう）である。
なお、段階値制御ボイラ２０の出力可能な最大蒸気量を最大出力蒸気量という。
図２に示すように、各段階値制御ボイラ２０の高燃焼位置Ｈにおける燃焼量（最大出力蒸気量）は２５００ｋｇ／ｈ、中燃焼位置Ｍにおける燃焼量は１０００ｋｇ／ｈ、低燃焼位置Ｌにおける燃焼量は５００ｋｇ／ｈとされている。
また、本実施形態の段階値制御ボイラ２０は、低燃焼位置及び中燃焼位置が運転効率の高い特性を有するボイラとする。すなわち、各段階値制御ボイラ２０は、低燃焼位置及び中燃焼位置を高効率燃焼位置とする。

【0027】

複数の段階値制御ボイラ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段階値制御ボイラ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、段階値制御ボイラ２０の１号機〜７号機のそれぞれに「１」〜「７」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、７号機の優先順位が最も低い。なお、この優先順位は、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）で変更してもよい。

【0028】

段階値制御ボイラ２０の燃焼又はその停止は、仮想ボイラ単位で扱うことができる。仮想ボイラとは、ボイラにおける燃焼位置（燃焼量）の違い（低燃焼位置、中燃焼位置、高燃焼位置）をそれぞれ独立したボイラとみなし、それぞれの燃焼位置における蒸気量とその１段階下位の燃焼位置における蒸気量との差分蒸気量をボイラに仮想したものである。
例えば、４位置制御ボイラは、低燃焼量ボイラ、（中燃焼量−低燃焼量）ボイラ、（高燃焼量−中燃焼量）ボイラの３台の仮想ボイラからなるとすることができる。例えば、４位置制御ボイラを低燃焼位置で燃焼させる場合、低燃焼量ボイラに対して燃焼指示を行い、他方、（中燃焼量−低燃焼量）ボイラ、及び（高燃焼量−中燃焼量）ボイラに対しては燃焼停止指示を行っていると制御上扱うことができる。

【0029】

そうすると、ボイラ群２の制御対象となる複数の段階値制御ボイラ２０の燃焼位置の燃焼順序である燃焼優先順位は、制御対象となる段階値制御ボイラ２０を、低燃焼量ボイラ、（中燃焼量−低燃焼量）ボイラ、（高燃焼量−中燃焼量）ボイラの３台の仮想ボイラからなるとした場合に、制御対象となる複数の段階値制御ボイラ２０を構成する複数の仮想ボイラの燃焼指示や燃焼停止指示を行う際の優先順位（以下、「仮想ボイラ優先順位」という）と同等のものであるということができる。

【0030】

次に、台数制御装置３の構成について詳細に説明する。台数制御装置３は、図１に示すように、制御手段としての制御部４と、記憶部５と、を備える。

【0031】

制御部４の具体的な構成を図３に示す。図３に示すように、制御部４は、制御対象ボイラ設定部４１と、燃焼台数制御部４２と、高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３と、高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４と、燃焼優先順位設定部４５と、を含んで構成される。
制御部４の詳細については、後述する。

【0032】

記憶部５の構成を図４に示す。図４に示すように、記憶部５は、最大使用蒸気量記憶部５１と、高効率運転ゾーン記憶部５２と、を含む。
最大使用蒸気量記憶部５１は、予め設定された、蒸気使用設備１８（要求負荷）において消費される蒸気量の最大使用蒸気量を記憶する。本実施形態における、蒸気使用設備１８において消費される蒸気量の最大使用蒸気量は、１００００ｋｇ／ｈに設定されているとする。
高効率運転ゾーン記憶部５２は、各段階値制御ボイラ２０それぞれにおける複数の燃焼位置の内、運転効率の高い燃焼位置（高効率燃焼位置）の範囲を高効率運転ゾーン（以下、「エコ運転ゾーン」ともいう）として記憶する。本実施形態における各段階値制御ボイラ２０において、複数の燃焼位置の内、低燃焼位置及び中燃焼位置を高効率運転ゾーンとする。
また、記憶部５は、台数制御装置３（制御部４）の制御により各段階値制御ボイラ２０に対して行われた指示の内容や、各段階値制御ボイラ２０から受信した燃焼位置等の情報、優先順位の設定情報、優先順位の変更（ローテーション）に関する設定の情報を記憶する。
また、記憶部５は、後述する制御対象ボイラ設定部４１及び燃焼台数制御部４２により設定された制御対象ボイラを特定する情報、後述する高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３及び高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４により設定される高効率運転ゾーン蒸気量、後述する燃焼優先順位設定部４５により設定される燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）、後述する第１時間及び第２時間等の情報を記憶してもよい。

【0033】

制御部４の構成について詳細に説明する。
制御部４は、信号線１６を介して各段階値制御ボイラ２０に各種の指示（台数制御信号）を行ったり、各段階値制御ボイラ２０から各種のデータを受信したりして、各段階値制御ボイラ２０の燃焼状態や優先順位等を制御する。
制御部４は、要求負荷が増加した場合には、段階値制御ボイラ２０の燃焼停止状態にある燃焼位置の内、最も燃焼優先順位の高い燃焼位置を選択して、当該選択した燃焼位置での燃焼指示（当該選択した仮想ボイラに対する燃焼指示）を行う。逆に、制御部４は、要求負荷が減少した場合には、段階値制御ボイラ２０の燃焼状態にある燃焼位置の内、最も燃焼優先順位の低い燃焼位置を選択して、当該選択した燃焼位置での燃焼停止指示（当該選択した仮想ボイラに対する燃焼停止指示）を行う。

【0034】

＜燃焼制御＞
最初に、制御部４による各制御対象ボイラ２０の燃焼位置（燃焼量）の制御動作について説明する。
制御部４は、蒸気圧センサ７により測定される蒸気ヘッダ６の蒸気圧力値に基づいて要求負荷に応じたボイラ群２の必要蒸気量を算出する。制御部４は、算出された必要蒸気量ＪＮ、すべての制御対象ボイラ２０により出力される出力蒸気量ＪＴ、及び後述する燃焼優先順位設定部４５により設定された燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）等に基づいて、各制御対象ボイラ２０の燃焼位置（燃焼量）を制御する。
具体的には、制御部４は、例えば、次のように制御する。

【0035】

［比例分配制御方式］
制御部４は、予め設定圧力と制御幅を設定することで、制御圧力帯を決定する。ここで、制御圧力帯は、圧力の最大許容値である最大圧力値Ｐｍａｘと圧力の最少許容値である最小圧力値Ｐｍｉｎの間の圧力帯である。
制御部４は、制御周期毎に、ヘッダ圧力値の圧力偏差ＰＤ１（予め設定された最大圧力値Ｐｍａｘとヘッダ圧力値との差分）を制御圧力幅Ｐ１（最大圧力値Ｐｍａｘ−最小圧力値Ｐｍｉｎ）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ＪＮ」ともいう）を式１により算出する。

必要蒸気量ＪＮ ＝ 最大蒸気量ＪＧ × ＰＲ１ ・・・ （式１）

ここで、最大蒸気量ＪＧとは、制御対象となる段階値制御ボイラ２０において、後述する燃焼優先順位設定部４５により燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）の設定されたすべての仮想ボイラの燃焼状態における蒸気量の合計である。

【0036】

制御部４は、例えばローカル制御部２２から送信される制御対象となる段階値制御ボイラ２０のそれぞれの燃焼状態に基づいて、例えば、制御周期毎に、ボイラ群２により出力される出力蒸気量ＪＴを算出する。

【0037】

制御部４は、制御周期毎に算出する必要蒸気量ＪＮと出力蒸気量ＪＴとの偏差量及びヘッダ圧力値の変動状態に基づいて、それぞれの段階値制御ボイラ２０の燃焼位置を選択して、当該選択した燃焼位置での燃焼指示（当該選択した仮想ボイラに対する燃焼指示）を行う。
具体的には、例えば、次のように行われる。

【0038】

制御部４は、今回制御周期に計測したヘッダ圧力値を前回制御周期に計測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。

【0039】

今回制御周期のヘッダ圧力が下降している場合であって、
今回必要蒸気量ＪＮ ＞ 今回出力蒸気量ＪＴ
を満たす場合、制御部４は、燃焼量不足として、差分蒸気量（今回必要蒸気量ＪＮ−今回出力蒸気量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。
具体的には、制御部４は、蒸気量の増加分が（今回必要蒸気量ＪＮ−今回出力蒸気量ＪＴ）に最も近く、変更後に、必要蒸気量ＪＮ ≦ 出力蒸気量ＪＴ を満足するように、制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼位置（仮想ボイラ）を、後述する燃焼優先順位設定部４５により設定された燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）に基づいて、段階値制御ボイラ２０の燃焼停止状態にある燃焼位置の内、最も燃焼優先順位の高い燃焼位置を選択して、当該選択した燃焼位置での燃焼指示（当該選択した仮想ボイラに対する燃焼指示）を行う。

【0040】

今回制御周期のヘッダ圧力が上昇している場合であって、
今回必要蒸気量ＪＮ ＜ 今回出力蒸気量ＪＴ
を満たす場合、制御部４は、燃焼量過剰として、（今回出力蒸気量ＪＴ−今回必要蒸気量ＪＮ）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。
具体的には、制御部４は、蒸気量の減少分が（今回出力蒸気量ＪＴ−今回必要蒸気量ＪＮ）に最も近く、変更後に、必要蒸気量ＪＮ ≧ 出力蒸気量ＪＴ を満足するように、制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼位置（仮想ボイラ）を、後述する燃焼優先順位設定部４５により設定された燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）に基づいて、段階値制御ボイラ２０の燃焼状態にある燃焼位置の内、最も燃焼優先順位の低い燃焼位置を選択して、当該選択した燃焼位置での燃焼停止指示（当該選択した仮想ボイラに対する燃焼停止指示）を行う。

【0041】

なお、上記以外の場合、制御部４は、現状の燃焼状態を継続する。
制御部４は、上記燃焼制御処理を制御周期で繰り返して実行することができる。

【0042】

＜制御対象ボイラ設定部４１＞
次に、制御対象ボイラ設定部４１について説明する。
［台数制御始動時］
制御対象ボイラ設定部４１は、ボイラ群２の台数制御始動時に、最大使用蒸気量を確保できる最少台数分の段階値制御ボイラ２０を制御対象ボイラとして設定する。
より具体的には、ボイラシステム１の運転が開始され、ボイラ群２の台数制御が始動すると、制御対象ボイラ設定部４１は、例えば、優先順位に基づいてボイラ群２から最大使用蒸気量を確保できる最少台数分の段階値制御ボイラ２０を選択して、制御対象ボイラとして設定する。なお、制御対象ボイラとして設定されなかった段階値制御ボイラは、予備ボイラとして設定される。

【0043】

＜燃焼台数制御部４２＞
燃焼台数制御部４２について説明する。
［出力蒸気量が制御対象ボイラのエコ運転ゾーンを超えて増加した場合］
燃焼台数制御部４２は、制御対象となる少なくとも１台の段階値制御ボイラ２０が高効率運転ゾーンを外れて（すなわち、高燃焼位置で）第１時間継続して燃焼した場合に、例えば、優先順位の高い予備ボイラ２０を１台選択して、制御対象として追加することで、制御対象ボイラを１台増加させる。

【0044】

［台数制御始動時］
ボイラシステム１の運転が開始され、ボイラ群２の台数制御が始動する場合、ヘッダ圧力が大幅に低い状態から台数制御が開始されるため、制御部４は、制御対象ボイラ設定部４１により制御対象ボイラとして設定されたすべての制御対象ボイラ２０を、高燃焼位置で燃焼させることが発生する。
このため、ボイラシステム１の運転が開始され、ボイラ群２の台数制御が始動した後、ヘッダ圧力が所定の圧力に到達するまでは、燃焼台数制御部４２は、その機能の作動を中止し、制御対象ボイラの追加を行わないようにすることができる。

【0045】

［制御対象ボイラ追加の上限リミット］
負荷増加により、制御対象ボイラ２０を追加した場合、必要以上に燃焼ボイラの台数が確保される可能性がある。このため、制御対象ボイラ追加の上限リミットを設けることで、燃焼台数制御部４２は、制御対象ボイラ追加の上限リミットを超えて、制御対象ボイラを追加できないように制限することができる。

【0046】

［冷態ボイラの取り扱いについて］
予備ボイラ２０を制御対象に追加する場合に、当該予備ボイラ２０が例えば台数の減少に伴い燃焼を停止し、停止期間が長期に亘る段階値制御ボイラ２０であった場合、当該ボイラが保有していた熱は既に放出され、冷却されていることがある。このような冷却されたボイラ（以下、「冷態ボイラ」ともいう）を新たに燃焼させる場合、立上損失が非常に大きくなり、冷態ボイラの燃焼開始に伴う立上損失により、却ってボイラシステム全体におけるシステム効率が悪化するおそれがある。
したがって、燃焼台数制御部４２は、予備ボイラ２０が、停止期間が長期に亘らず、保有している熱を放出しているボイラ（以下、「放熱ボイラ」ともいう）である場合に限り、制御対象に追加するようにしてもよい。
制御対象に追加する予備ボイラを「放熱ボイラ」に限定する条件の設定又は解除は、ボイラシステム稼働中に適宜行うようにしてもよい。

【0047】

このため、制御部４は、予備ボイラ２０が、放熱ボイラであるか否かを判定する放熱判定部（図示せず）を備えるようにしてもよい。
放熱判定部は、予備ボイラ２０が、例えば（１）缶内圧力が所定圧力を上回る場合、（２）缶内圧力が所定圧力を下回ってからの経過時間が第１の所定時間を下回る場合、（３）缶体温度又は缶水温度が所定温度を上回る場合、又は（４）燃焼停止指示が指令されてからの経過時間が第２の所定時間を下回る場合、当該ボイラ２０を放熱ボイラであると判定してもよい。
ここで、缶体温度は段階値制御ボイラ２０の水管の温度（表面温度）を指して、缶水温度はボイラ２０の水管内の水の温度を指すものとする。また、缶内圧力、缶体温度、缶水温度又は経過時間は、段階値制御ボイラ２０のローカル制御部２２から必要に応じて送信されるものとする。
放熱判定部は、（１）〜（４）のそれぞれを組み合わせて放熱ボイラの判定を行うこととしてもよく、単独で放熱ボイラの判定を行うこととしてもよい。

【0048】

そうすることで、制御対象に追加する予備ボイラを「放熱ボイラ」に限定する条件が設定されている場合、燃焼台数制御部４２は、予備ボイラ２０が、放熱判定部により放熱ボイラであると判定した場合に限り、制御対象に追加するようにしてもよい。

【0049】

［制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０が燃焼しない場合］
燃焼台数制御部４２は、予備ボイラ２０を選択し制御対象に追加した場合に、その後負荷が減少して、その結果、当該制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０が、予め設定した第２時間燃焼しない状態が継続した場合、制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０を制御対象から外し、予備ボイラにするようにしてもよい。

【0050】

［制御対象ボイラが燃焼停止状態になった場合］
燃焼台数制御部４２は、制御対象となる段階値制御ボイラ２０の内少なくとも１台が燃焼停止状態（以下「待機状態」ともいう）となった場合、燃焼しているすべての段階値制御ボイラ２０の最大出力蒸気量の合計が最大使用蒸気量以上か否かを判定し、最大出力蒸気量の合計が最大使用蒸気量以上の場合、燃焼停止状態となった段階値制御ボイラ２０を制御対象から外し、予備ボイラにする。

【0051】

なお、制御対象となる複数の段階値制御ボイラ２０がすべてエコ運転ゾーンの範囲内で燃焼し、かつこれらの段階値制御ボイラ２０の内、例えば最も優先順位の低い段階値制御ボイラ２０が待機状態となった場合、燃焼台数制御部４２は、さらに、当該待機状態となった段階値制御ボイラ２０が予め設定した第３時間、待機状態が継続した場合に、当該待機状態となった段階値制御ボイラ２０を制御対象から外し、予備ボイラにするようにしてもよい。

【0052】

以上のように、制御対象ボイラ設定部４１は、ボイラシステム１の運転が開始され、ボイラ群２の台数制御が始動する場合、ボイラ群２から少なくとも最大使用蒸気量を確保できる段階値制御ボイラ２０を選択し、制御対象ボイラとして設定する。また、燃焼台数制御部４２は、ボイラ群２が負荷機器としての蒸気使用設備１８に供給する蒸気を発生している場合に、ボイラ群の燃焼状態に基づいて、ボイラ群２から予備ボイラ２０を制御対象に追加、又は制御対象とされていた段階値制御ボイラ２０を制御対象から外し、予備ボイラにするというように、制御対象となる段階値制御ボイラ台数の増減を自動的に調整する。

【0053】

＜高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３＞
高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３について説明する。
［台数制御始動時］
高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３は、ボイラシステム１の運転が開始され、ボイラ群２の台数制御が始動する場合、制御対象ボイラ設定部４１により制御対象となる複数の段階値制御ボイラ２０が設定されると、制御対象ボイラに設定されたすべての段階値制御ボイラ２０のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量の合計値を算出し、当該蒸気量合計値を高効率運転ゾーン蒸気量として例えば記憶部５に記憶する。

【0054】

＜高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４＞
高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４について説明する。
［制御対象となる新たな段階値制御ボイラ２０を追加した場合］
高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４は、ボイラシステム１の運転中に、燃焼台数制御部４２により、予備ボイラ２０が制御対象に追加される場合、制御対象に追加された当該段階値制御ボイラ２０のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を高効率運転ゾーン蒸気量に加算することにより、高効率運転ゾーン蒸気量の補正を行う。

【0055】

［制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０が燃焼しない場合］
高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４は、燃焼台数制御部４２により制御対象に追加された新たな段階値制御ボイラ２０が、予め設定した第２時間燃焼しない状態が継続したために、制御対象から外された場合、当該制御対象から外された段階値制御ボイラ２０のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を高効率運転ゾーン蒸気量から減算して、高効率運転ゾーン蒸気量の補正を行う。

【0056】

［燃焼台数制御部４２により制御対象ボイラを減少した場合］
高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４は、ボイラシステム１の運転中に、待機状態となった段階値制御ボイラ２０が、燃焼台数制御部４２により予備ボイラとされる場合、当該予備ボイラとされる段階値制御ボイラ２０のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を高効率運転ゾーン蒸気量から減算して、高効率運転ゾーン蒸気量の補正を行う。

【0057】

＜燃焼優先順位設定部４５＞
最後に、燃焼優先順位設定部４５について説明する。
［台数制御始動時における燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）の設定］
燃焼優先順位設定部４５は、ボイラシステム１の運転が開始され、ボイラ群２の台数制御が始動する場合、制御対象ボイラ設定部４１により制御対象ボイラが設定され、高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３により高効率運転ゾーン蒸気量が設定されると、制御対象ボイラに設定された段階値制御ボイラ２０の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、必要蒸気量が高効率運転ゾーン蒸気量に到達するまではエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置（低燃焼位置及び中燃焼位置）を優先して燃焼させるように設定し、例えば記憶部５に記憶する。

【0058】

［燃焼優先順位と最大使用蒸気量との関係］
燃焼優先順位設定部４５は、燃焼優先順位を設定するに際して、最大使用蒸気量を確保できる制御対象となる段階値制御ボイラ２０の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）までの燃焼優先順位を設定する。最大使用蒸気量を確保できた以降、残りの制御対象となる段階値制御ボイラ２０の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）には燃焼優先順位を設定しない。すなわち、燃焼優先順位を仮想ボイラ優先順位と観た場合、最大使用蒸気量を確保するまで仮想ボイラに仮想ボイラ優先順位を設定し、最大使用蒸気量を確保できた以降、残りの仮想ボイラ（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）には燃焼優先順位を設定しない（制御対象としない）。

【0059】

［制御対象となる新たな段階値制御ボイラ２０が追加された場合］
燃焼優先順位設定部４５は、ボイラ群２が負荷機器としての蒸気使用設備１８に供給する蒸気を発生している場合に、燃焼台数制御部４２により新たに制御対象となる段階値制御ボイラ２０が追加され、高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４により動的に高効率運転ゾーン蒸気量が補正されると、新たに制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０を含むすべての制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、必要蒸気量が高効率運転ゾーン蒸気量に到達するまではエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置（低燃焼位置及び中燃焼位置）で優先して燃焼させるように再設定し、例えば記憶部５に記憶する。
前述したとおり、燃焼優先順位設定部４５は、燃焼優先順位を設定するに際して、最大使用蒸気量を確保できる制御対象となる段階値制御ボイラ２０の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）までの燃焼優先順位を設定する。

【0060】

［制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０が燃焼しない場合］
燃焼優先順位設定部４５は、燃焼台数制御部４２により新たに制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０が第２時間継続して燃焼しないために、制御対象から外された場合、制御対象から外された当該段階値制御ボイラ２０を除くすべての制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を再設定する。
例えば、燃焼優先順位設定部４５は、制御対象から外された段階値制御ボイラ２０が制御対象に追加される直前の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）に戻すようにしてもよい。

【0061】

［燃焼台数制御部４２により制御対象ボイラを減少した場合］
燃焼優先順位設定部４５は、ボイラシステム１の運転中に、待機状態となった段階値制御ボイラ２０が、燃焼台数制御部４２により予備ボイラとされ、高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４により高効率運転ゾーン蒸気量が補正されると、制御対象から外された段階値制御ボイラ２０を除くすべての制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、必要蒸気量が高効率運転ゾーン蒸気量に到達するまではエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置（低燃焼位置及び中燃焼位置）で優先して燃焼させるように複数の燃焼位置に燃焼優先順位を再設定し、例えば記憶部５に記憶する。

【0062】

＜ボイラシステム１の動作＞
次に本実施形態のボイラシステム１の動作について、図５〜図１２を参照して、説明する。
［台数制御始動時］
図５を参照して、台数制御始動時における制御部４の動作を説明する。なお、図５は、ボイラシステム１の台数制御開始時における燃焼優先順位（以下「燃焼優先順位パターン（１）」という）を示す。
図５を参照すると、各段階値制御ボイラ２０の最大出力蒸気量は２５００ｋｇ／ｈであることから、台数制御始動時に、制御対象ボイラ設定部４１は、最大使用蒸気量（１００００ｋｇ／ｈ）を確保できる優先順位１〜４までの段階値制御ボイラ２０（１号機〜４号機）を選択して、制御対象ボイラとして設定し、優先順位５〜７（５号機〜７号機）までの段階値制御ボイラ２０を予備ボイラとして設定する。
次に、高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３は、制御対象に設定された４台の段階値制御ボイラ２０のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量の合計値（１０００ｋｇ／ｈ × ４＝４０００ｋｇ／ｈ）を高効率運転ゾーン蒸気量として設定する。
次に、燃焼優先順位設定部４５は、制御対象に設定された４台の段階値制御ボイラ２０の燃焼優先順位を例えば以下の順に設定する（以下、「燃焼優先順位パターン（１）」という。）

【0063】

（１）優先順位１のボイラ２０の低燃焼位置（低燃焼量ボイラ）、
（２）優先順位２のボイラ２０の低燃焼位置（低燃焼量ボイラ）、
（３）優先順位１のボイラ２０の中燃焼位置（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）、
（４）優先順位２のボイラ２０の中燃焼位置（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）、
（５）優先順位３のボイラ２０の低燃焼位置（低燃焼量ボイラ）、
（６）優先順位３のボイラ２０の中燃焼位置（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）、
（７）優先順位４のボイラ２０の低燃焼位置（低燃焼量ボイラ）、
（８）優先順位４のボイラ２０の中燃焼位置（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）、
（９）優先順位１のボイラ２０の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）、
（１０）優先順位２のボイラ２０の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）、
（１１）優先順位３のボイラ２０の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）、
（１２）優先順位４のボイラ２０の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）、
こうすることで、図５に示すように、ボイラシステム１は、運転開始時に制御対象に設定された４台の段階値制御ボイラ２０（１号機〜４号機）により、最大使用蒸気量１００００ｋｇ／ｈを確保することができるとともに、高効率運転ゾーン蒸気量（４０００ｋｇ／ｈ）に対応する蒸気量を、すべてエコ運転ゾーンの範囲内で燃焼することで確保することができる。

【0064】

［負荷増加時］
図８〜図１０は、ボイラシステム１の運転中に、要求負荷が増加した場合における、ボイラシステム１の動作の概略を示した図である。
図８を参照すると、図８（Ｃ）に示すように、ボイラシステム１の運転中に、要求負荷が増加して、制御対象となる段階値制御ボイラ２０（１号機〜４号機）がすべてエコ運転ゾーンの上限（中燃焼位置）以上で燃焼し、かつ一部の段階値制御ボイラ２０（１号機）がエコ運転ゾーンの上限を超えて（高燃焼位置）燃焼している状態が第１時間継続している場合、図８（Ｄ）に示すように、燃焼台数制御部４２は、例えば最も優先順位の高い予備ボイラ２０（５号機）を選択し、制御対象に追加する。

【0065】

次に、高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３は、制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０（５号機）のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量（１０００ｋｇ／ｈ）を高効率運転ゾーン蒸気量（４０００ｋｇ／ｈ）に加算することで、高効率運転ゾーン蒸気量を５０００ｋｇ／ｈに補正する。
次に、燃焼優先順位設定部４５は、制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０（５号機）を含む５台の段階値制御ボイラ２０（１号機〜５号機）の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、最大蒸気使用量（１００００ｋｇ／ｈ）を確保できるまで、例えば以下の順に設定する（以下、「優先順位パターン（２）という」。）

【0066】

（１）優先順位１のボイラ２０の低燃焼位置（低燃焼量ボイラ）、
（２）優先順位２のボイラ２０の低燃焼位置（低燃焼量ボイラ）、
（３）優先順位１のボイラ２０の中燃焼位置（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）、
（４）優先順位２のボイラ２０の中燃焼位置（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）、
（５）優先順位３のボイラ２０の低燃焼位置（低燃焼量ボイラ）、
（６）優先順位３のボイラ２０の中燃焼位置（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）、
（７）優先順位４のボイラ２０の低燃焼位置（低燃焼量ボイラ）、
（８）優先順位４のボイラ２０の中燃焼位置（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）、
（９）優先順位５のボイラ２０の低燃焼位置（低燃焼量ボイラ）、
（１０）優先順位５のボイラ２０の中燃焼位置（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）、
（１１）優先順位１のボイラ２０の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）、
（１２）優先順位２のボイラ２０の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）、
（１３）優先順位３のボイラ２０の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）、
（１４）優先順位４のボイラ２０の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）、

【0067】

なお、図６（又は図８（Ｄ））に示すように、燃焼優先順位設定部４５は、段階値制御ボイラ２０（５号機）の高燃焼位置（（高燃焼量―中燃焼量）ボイラ）には燃焼優先順位を設定しない。
こうすることで、図６に示すように、追加された１台を含む５台（（４＋１）台）の制御対象となる段階値制御ボイラ２０は、最大出力蒸気量１１０００ｋｇ／ｈとなり、予め設定された最大使用蒸気量１００００ｋｇ／ｈを確保することができるとともに、補正された高効率運転ゾーン蒸気量（５０００ｋｇ／ｈ）に対応する蒸気量を、すべてエコ運転ゾーンの範囲内で燃焼することで確保することができる。

【0068】

次に、図９を参照すると、図９（Ａ）〜図９（Ｂ）に示すように、制御部４は、負荷増加に対応して、蒸気量の増加分が（今回必要蒸気量ＪＮ−今回出力蒸気量ＪＴ）に最も近く、変更後に、必要蒸気量ＪＮ ≦ 出力蒸気量ＪＴ を満足するように、図９（Ｂ）のように、制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼停止状態にある燃焼位置の内、最も燃焼優先順位の高い５号機の低燃焼位置（燃焼優先順位９位）を選択して、燃焼させている。

【0069】

その後、図９（Ｂ）〜図９（Ｃ）に示すように、制御部４は、負荷減少に対応して、蒸気量の減少分が（今回出力蒸気量ＪＴ−今回必要蒸気量ＪＮ）に最も近く、変更後に、必要蒸気量ＪＮ ≧ 出力蒸気量ＪＴ を満足するように、制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼状態にある燃焼位置の内、最も燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）の低い１号機の高燃焼位置（燃焼優先順位１１位）を選択して燃焼停止させている。
このように、本実施形態においては、燃焼状態を強制的に切り換えるものではない。したがって、強制的に切り換える場合のように、出力蒸気量の変動による蒸気ヘッダ圧力変動が生じない。

【0070】

その後、図９（Ｄ）〜図９（Ｅ）に示すように、要求負荷が増加して、制御対象となる段階値制御ボイラ２０（１号機〜５号機）がすべてエコ運転ゾーンの上限（中燃焼位置）以上で燃焼し、かつ一部の段階値制御ボイラ２０（１号機）がエコ運転ゾーンの上限を超えて（高燃焼位置）燃焼している状態が第１時間継続している場合、図９（Ｅ）に示すように、燃焼台数制御部４２は、例えば最も優先順位の高い予備ボイラ２０（６号機）を選択し、制御対象に追加する。
高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３は、制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０（６号機）のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量（１０００ｋｇ／ｈ）を高効率運転ゾーン蒸気量（５０００ｋｇ／ｈ）に加算することで、高効率運転ゾーン蒸気量を６０００ｋｇ／ｈに補正する。
燃焼優先順位設定部４５は、制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０（６号機）を含む６台の段階値制御ボイラ２０（１号機〜６号機）の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、最大蒸気使用量（１００００ｋｇ／ｈ）を確保できるまで、例えば図７（又は図９（Ｅ））に示すように、燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、最大蒸気使用量（１００００ｋｇ／ｈ）を確保できるまで、設定する（以下、「優先順位パターン（３）という」）。

【0071】

次に、図１０（Ａ）〜（Ｃ）を参照すると、制御部４は、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）と同様の処理を行う。すなわち、図１０（Ａ）〜図１０（Ｂ）に示すように、制御部４は、蒸気量の増加分が（今回必要蒸気量ＪＮ−今回出力蒸気量ＪＴ）に最も近く、変更後に、必要蒸気量ＪＮ ≦ 出力蒸気量ＪＴ を満足するように、図１０（Ｂ）に示すように、制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼停止状態にある燃焼位置の内、最も燃焼優先順位の高い６号機の低燃焼位置（燃焼優先順位１１位）を選択して、燃焼させている。

【0072】

次に、図１０（Ｂ）〜図１０（Ｃ）を参照すると、制御部４は、負荷減少に対応して、蒸気量の減少分が（今回出力蒸気量ＪＴ−今回必要蒸気量ＪＮ）に最も近く、変更後に、必要蒸気量ＪＮ ≧ 出力蒸気量ＪＴ を満足するように、図１０（Ｃ）に示すように、制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼状態にある燃焼位置の内、最も燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）の低い１号機の高燃焼位置（燃焼優先順位１３位）を選択して燃焼停止させている。

【0073】

［負荷減少時］
図１１〜図１２は、ボイラシステム１の運転中に、要求負荷が減少した場合における、ボイラシステム１の動作の概略を示した図である。
図１１（Ａ）〜図１１（Ｂ）を参照すると、図１１（Ｂ）に示すように、制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼状態にある燃焼位置の内、最も燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）の低い６号機の低燃焼位置（燃焼優先順位１１位）を選択して燃焼停止させている。
そして、最も優先順位の低い段階値制御ボイラ２０（６号機）が待機状態になった場合、図１１（Ｃ）に示すように、燃焼台数制御部４２は、当該待機状態となった段階値制御ボイラ２０を除くすべての制御対象となる段階値制御ボイラ２０（１号機〜５号機）の最大出力蒸気量の合計（１２５００ｋｇ／ｈ）が最大使用蒸気量（１００００ｋｇ／ｈ）以上となることから、当該待機状態となった段階値制御ボイラ２０（６号機）を制御対象から外し、予備ボイラにする。
その後、高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３は、当該予備ボイラとされる段階値制御ボイラ２０（６号機）のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量（１０００ｋｇ／ｈ）を高効率運転ゾーン蒸気量（６０００ｋｇ／ｈ）から減算することで、高効率運転ゾーン蒸気量を５０００ｋｇ／ｈに補正する。
次に、燃焼優先順位設定部４５は、制御対象から外された段階値制御ボイラ２０（６号機）を除くすべての制御対象となる段階値制御ボイラ２０（１号機〜５号機）の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、最大蒸気使用量（１００００ｋｇ／ｈ）を確保できるまで、例えば、優先順位パターン（２）に再設定する。

【0074】

同様に図１２を参照すると、図１２（Ｂ）に示すように、最も優先順位の低い段階値制御ボイラ２０（５号機）が待機状態になった場合、図１２（Ｃ）に示すように、燃焼台数制御部４２は、当該待機状態となった段階値制御ボイラ２０（５号機）を除くすべての制御対象となる段階値制御ボイラ２０（１号機〜４号機）の最大出力蒸気量の合計（１００００ｋｇ／ｈ）が最大使用蒸気量（１００００ｋｇ／ｈ）以上となることから、当該待機状態となった段階値制御ボイラ２０（５号機）を制御対象から外し、予備ボイラにする。
その後、高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３は、当該予備ボイラとされる段階値制御ボイラ２０（５号機）のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量（１０００ｋｇ／ｈ）を高効率運転ゾーン蒸気量（５０００ｋｇ／ｈ）から減算することで、高効率運転ゾーン蒸気量を４０００ｋｇ／ｈに補正する。
次に、燃焼優先順位設定部４５は、制御対象から外された段階値制御ボイラ２０（５号機）を除くすべての制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼状態にある燃焼位置の内、段階値制御ボイラ２０（１号機〜４号機）の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、最大蒸気使用量（１００００ｋｇ／ｈ）を確保できるまで、例えば、優先順位パターン（１）に再設定する。

【0075】

＜制御部４の制御処理＞
次に、図１３に記載のフローチャートを参照して、制御部４の制御処理について、説明する。
図１３に記載のフローチャートは一例に過ぎず、当業者であれば適宜変更することができる。図１３に記載のフローチャートでは、処理の流れを制御するために、制御用フラグ（例えばビットデータ）を便宜上設けている。具体的には、後述するように、制御対象ボイラがエコ運転ゾーンを外れて燃焼する燃焼状態であることを示す第１フラグ、及び制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０が燃焼停止状態のままであることを示す第２フラグを設けている。
以下、制御対象ボイラがエコ運転ゾーンを外れて燃焼する燃焼状態が継続している時間を、「第１継続時間」といい、制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０が燃焼していない状態の継続している時間を、「第２継続時間」という。
制御部４は、第１継続時間を計測するための第１計時部（図示せず）及び第２継続時間を計測するための第２計時部（図示せず）を設けている。
なお、このような制御用フラグ及び時間を計測する計時部は、一例に過ぎず、当業者であれば適宜変更することができる。

【0076】

［初期設定］
ステップＳＴ１において、ボイラシステム１の運転が開始され、ボイラ群２の台数制御が始動すると、制御対象ボイラ設定部４１は、優先順位に基づいてボイラ群２から最大使用蒸気量を確保できる最少台数分の段階値制御ボイラ２０を選択して、制御対象ボイラとして設定する。

【0077】

ステップＳＴ２において、高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３は、ステップＳＴ１で制御対象ボイラに設定されたすべての段階値制御ボイラ２０のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量の合計値を算出し、高効率運転ゾーン蒸気量を設定する。

【0078】

ステップＳＴ３において、燃焼優先順位設定部４５は、ステップＳＴ１で制御対象ボイラに設定されたすべての段階値制御ボイラ２０の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、必要蒸気量が高効率運転ゾーン蒸気量に到達するまではエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置（低燃焼位置及び中燃焼位置）を優先して燃焼させるように設定する。

【0079】

ステップＳＴ４において、制御部４は、第１フラグ及び第２フラグを共にリセットする（例えばビットを０にする）とともに、第１計時部及び第２計時部をリセットする（例えば値０にする）。

【0080】

ステップＳＴ５において、前述したとおり、制御部４は、制御周期Δｔ毎に、蒸気圧センサ７により測定される蒸気ヘッダ６の蒸気圧力値に基づいて算出された今回必要蒸気量ＪＮ、すべての制御対象ボイラ２０により出力される今回出力蒸気量ＪＴ、及び燃焼優先順位設定部４５により設定された燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）等に基づいて、制御対象ボイラ２０の燃焼位置（燃焼量）を制御する。
この際、制御部４は、第１フラグがオフであって、今回の制御周期で、制御対象ボイラがエコ運転ゾーンを外れて燃焼する燃焼状態となった場合、第１フラグをオンにセットする（例えば、ビットを１にする）。
また、制御部４は、第１フラグがオン（制御対象ボイラがエコ運転ゾーンを外れて燃焼する燃焼状態）であって、今回の制御周期で依然として制御対象ボイラがエコ運転ゾーンを外れて燃焼する燃焼状態の場合、第１計時部に制御周期Δｔを加算する。
また、制御部４は、第１フラグがオンであって、今回の制御周期で制御対象ボイラがエコ運転ゾーンの範囲内で燃焼する燃焼状態となった場合、第１フラグをリセット（例えば、ビット０）するとともに、第１計時部をリセットする。
また、制御部４は、第２フラグがオン（制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０が燃焼停止状態）であって、今回の制御周期で依然として制御対象ボイラの内最も優先順位の低い段階値制御ボイラ２０が燃焼していない状態の場合、第２計時部に制御周期Δｔを加算する。
また、制御部４は、第２フラグがオンであって、今回の制御周期で、制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０が燃焼する燃焼状態となった場合、第２フラグをリセットする（例えば、ビットを０にする）とともに、第２計時部をリセットする。
なお、前述したように、ボイラシステム１の運転が開始され、ボイラ群２の台数制御が始動した後、ヘッダ圧力が所定の圧力に到達するまでは、燃焼台数制御部４２の機能の作動を中止する場合、制御部４は、ヘッダ圧力が所定の圧力に到達するまでは、第１フラグをオフのままとして、オンにセットしない。

【0081】

ステップＳＴ６において、燃焼台数制御部４２は、制御対象ボイラ２０の内最も優先順位の低いボイラ２０を燃焼停止状態にしているか否かを判断する。制御対象ボイラ２０の内最も優先順位の低いボイラ２０を燃焼停止状態にしている場合（Ｙｅｓ）、燃焼台数制御部４２は、ステップＳＴ１４に移る。そうでない場合（Ｎｏ）、燃焼台数制御部４２は、ステップＳＴ７に移る。

【0082】

ステップＳＴ７において、燃焼台数制御部４２は、第１フラグがオンか否か（すなわち、一部の制御対象ボイラ２０の燃焼位置をエコ運転ゾーンの上限を超えた燃焼位置（高燃焼位置）で燃焼している状態か否か）を判断する。第１フラグがオンの場合（Ｙｅｓ）、燃焼台数制御部４２は、ステップＳＴ８に移る。そうでない場合（Ｎｏ）、燃焼台数制御部４２は、ステップＳＴ５に移る。

【0083】

ステップＳＴ８において、燃焼台数制御部４２は、第１計時部の値が第１時間以上か否かを判断する。第１計時部の値が第１時間以上の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ９に移る。そうでない場合、ステップＳＴ５に移る。

【0084】

［出力蒸気量が制御対象ボイラのエコ運転ゾーンを超えて増加した場合］
ステップＳＴ９において、燃焼台数制御部４２は、例えば最も優先順位の高い予備ボイラ２０を選択し、制御対象に追加する。なお、ステップＳＴ９において、燃焼台数制御部４２は、最も優先順位の高い予備ボイラ２０が、長期に亘る燃焼停止状態でなく保有している熱を放出している放熱ボイラである場合に限り、制御対象に追加するようにしてもよい。（例えば、放熱判定部（図示せず）により予備ボイラ２０が放熱ボイラでないと判断すると、第１フラグ及び第１計時部をリセットして、ステップＳＴ５に移るようにしてもよい。）

【0085】

ステップＳＴ１０において、高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４は、ステップＳＴ９で制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を高効率運転ゾーン蒸気量に加算することにより、高効率運転ゾーン蒸気量の補正を行う。

【0086】

ステップＳＴ１１において、燃焼優先順位設定部４５は、ステップＳＴ９で制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０を含むすべての制御対象ボイラ２０の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、ステップＳＴ１０で補正された高効率運転ゾーン蒸気量に到達するまではエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置（低燃焼位置及び中燃焼位置）で優先して燃焼させるように再設定する。

【0087】

ステップＳＴ１２において、燃焼台数制御部４２は、第１フラグ及び第１計時部をリセットする。なお、第１フラグ及び第１計時部のリセットは、ステップＳＴ９で第１計時部の値が第１時間以上（Ｙｅｓ）と判定されて以降、ステップＳＴ５に移るまでの間であればよい。

【0088】

ステップＳＴ１３において、燃焼台数制御部４２は、第２フラグをオンにセットして、第２計時部をリセットする。

【0089】

その後、ステップＳＴ５に移る。

【0090】

［制御対象ボイラの内最も優先順位の低いボイラ２０を燃焼停止状態にしている場合］
ステップＳＴ１４において、燃焼台数制御部４２は、第２フラグがオンか否か（制御対象に新たに追加された段階値制御ボイラ２０が燃焼していない状態であるか否か）を判定する。第２フラグがオンの場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１５に移る。そうでない場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ１７に移る。

【0091】

［追加された制御対象ボイラが燃焼していない状態の場合］
ステップＳＴ１５において、燃焼台数制御部４２は、第２計時部の値が第２時間以上か否かを判断する。第２計時部の値が第２時間以上の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１６に移る。そうでない場合、ステップＳＴ５に移る。

【0092】

ステップＳＴ１６において、燃焼台数制御部４２は、第２フラグ及び第２計時部をリセットする。その後、ステップＳＴ１８に移る。

【0093】

ステップＳＴ１７において、燃焼台数制御部４２は、燃焼停止状態（待機状態）にされている段階値制御ボイラ２０を除くすべての制御対象ボイラ２０の最大出力蒸気量の合計が最大使用蒸気量以上となるか否かを判定する。燃焼停止状態にされている段階値制御ボイラ２０を除くすべての制御対象ボイラ２０の最大出力蒸気量の合計が最大使用蒸気量以上となる場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１８に移る。そうでない場合、ステップＳＴ５に移る。

【0094】

［燃焼停止ボイラを制御対象から外す］
ステップＳＴ１８において、燃焼台数制御部４２は、当該燃焼停止状態にされた段階値制御ボイラ２０を制御対象から外す。

【0095】

ステップＳＴ１９において、高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４は、制御対象から外された段階値制御ボイラ２０のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を高効率運転ゾーン蒸気量から減算して、高効率運転ゾーン蒸気量の補正を行う。

【0096】

ステップＳＴ２０において、燃焼優先順位設定部４５は、ステップＳＴ１８で制御対象から外された段階値制御ボイラ２０を除くすべての制御対象ボイラ２０の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、ステップＳＴ１９で補正された高効率運転ゾーン蒸気量に到達するまではエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置（低燃焼位置及び中燃焼位置）で優先して燃焼させるように再設定する。その後、ステップＳＴ５に移る。

【0097】

なお、図示しないが、ステップＳＴ５で燃焼制御を終了する場合、エンドに移る。

【0098】

以上のように、ボイラシステム１は、ボイラ群２の燃焼状態等に基づいて高効率運転ゾーン蒸気量、制御対象ボイラの台数、及び燃焼優先順位等の設定を自動調整することで、制御対象となる各段階値制御ボイラの燃焼状態をエコ運転ゾーン（例えば低燃焼位置及び中燃焼位置）の範囲内で維持する時間帯を自動的に長く確保することができる。

【0099】

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。

【0100】

（１）本実施形態のボイラシステム１は、その運転中に、制御対象となる複数の段階値制御ボイラ２０がすべてエコ運転ゾーンの上限（中燃焼）以上で燃焼し、かつ一部の段階値制御ボイラ２０がエコ運転ゾーンの上限を超えて燃焼している状態（高燃焼）が第１時間継続している場合、例えば最も優先順位の高い予備ボイラ２０を制御対象に追加する燃焼台数制御部４２と、燃焼台数制御部４２により制御対象に追加された段階値制御ボイラ２０のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を高効率運転ゾーン蒸気量に加算することにより、高効率運転ゾーン蒸気量の補正を行う高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４と、高効率運転ゾーン蒸気量算出部４３により高効率運転ゾーン蒸気量が設定されると、制御対象ボイラに設定された段階値制御ボイラ２０の燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）を、必要蒸気量が高効率運転ゾーン蒸気量に到達するまではエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置（低燃焼位置及び中燃焼位置）を優先して燃焼させるように設定する燃焼優先順位設定部４５と、を備える。
そうすることで、本実施形態のボイラシステム１は、その運転中に、ボイラ群２の燃焼状態等に基づいて、高効率運転ゾーン蒸気量、制御対象ボイラの台数、及び燃焼優先順位等の設定を自動的に実行することにより、制御対象となる各段階値制御ボイラ２０の燃焼状態をエコ運転ゾーン（例えば低燃焼位置及び中燃焼位置）の範囲内で維持する時間帯を自動的に長く確保することができる。また、エコ運転ゾーンの範囲内での負荷追従を優先することで応答性も向上することができる。また、低燃焼位置及び中燃位置における燃焼の方が、高燃焼位置における燃焼よりも蒸気量が小さい場合、低燃焼位置における燃焼と中燃焼位置における燃焼との間による負荷追従の方が、蒸気量変動が抑えられ、圧力安定性が向上する。

【0101】

（２）本実施形態のボイラシステム１は、燃焼優先順位設定部４５が、最大使用蒸気量を確保できるまで、制御対象となる各段階値制御ボイラ２０の複数の燃焼位置に燃焼優先順位を設定する。
そうすることで、本実施形態のボイラシステム１は、最大使用蒸気量を蒸気使用設備１８に供給可能となる。
（３）本実施形態のボイラシステム１は、ボイラ群２の台数制御始動時に、制御対象ボイラ設定部４１が、最大使用蒸気量を確保できる最少台数分の段階値制御ボイラ２０を制御対象ボイラとして設定する。
そうすることで、本実施形態のボイラシステム１は、必要最小限の段階値制御ボイラ２０を制御対象とする構成からスタートして、自動的に制御対象となる段階値制御ボイラ２０の台数を調整することで、制御対象となる段階値制御ボイラ２０の台数を適切に制御することが可能となる。
（４）本実施形態のボイラシステム１の燃焼台数制御部４２は、制御対象となる段階値制御ボイラ２０の内少なくとも１台が燃焼停止状態となった場合、燃焼しているすべての段階値制御ボイラ２０の最大出力蒸気量の合計が最大使用蒸気量以上か否かを判定し、最大出力蒸気量の合計が最大使用蒸気量以上の場合、燃焼停止状態となった当該ボイラ２０を制御対象から外し、高効率運転ゾーン蒸気量補正部４４は、制御対象から外された段階値制御ボイラ２０のエコ運転ゾーンに含まれる燃焼位置における蒸気量を高効率運転ゾーン蒸気量から減算する。
そうすることで、本実施形態のボイラシステム１は、ボイラシステム１の燃焼効率を向上させることができる。

【0102】

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。

【0103】

［要求負荷減少時における仮想ボイラの燃焼停止順序］
本実施形態では、ボイラシステム１の運転中に、要求負荷が減少した場合、例えば、図１１及び図１２に示すように、制御対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼状態にある燃焼位置の内、最も燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）の低い仮想ボイラを選択して燃焼停止させているが、要求負荷減少時における仮想ボイラの燃焼停止順序は、この燃焼優先順位（仮想ボイラ優先順位）に準拠する方式に限定されない。
例えば、燃焼ボイラを極力減らさないように、要求負荷減少時においては、先に中燃焼位置に対応する仮想ボイラ（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）を優先的に停止させるように設定することができる。
この場合、例えば図１１（Ａ）から負荷減少した場合、図１１（Ｂ）のように、６号機の低燃焼位置（（低燃焼量）ボイラ）を燃焼停止にせず、５号機の中燃焼位置（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）を燃焼停止にすることになる。
このように、要求負荷減少時においては、１号機〜５号機の中燃焼位置（（中燃焼量―低燃焼量）ボイラ）が燃焼停止になるまでは、６号機の低燃焼位置（（低燃焼量）ボイラ）を燃焼停止にしないようにすることができる。

【0104】

本実施形態では、台数制御装置３は、蒸気ヘッダ６の内部の蒸気圧が予め設定された設定圧力範囲におさまるように、ボイラ群２の各段階値制御ボイラ２０の燃焼制御を実行しているが、この比例分配制御方式に限定されない。
例えば、蒸気ヘッダの内部の蒸気圧を予め設定された目標蒸気圧力値に保つように、台数制御装置３は、ボイラ群２の燃焼対象となる段階値制御ボイラ２０の燃焼状態を制御するようにしてもよい。

【0105】

本実施形態では、ボイラ群２は７台の段階値制御ボイラ２０を含むとしたが、これに限定されない。段階値制御ボイラ２０の台数は、適宜設定することができる。

【0106】

本実施形態では、段階値制御ボイラ２０を、７台ともに４位置制御のボイラとしたが、これに限定されない。すなわち、本発明の段階値制御ボイラ２０を、４位置制御以外に、複数の中燃焼位置を有する５位置制御以上のボイラとしてもよい。また、各段階値制御ボイラ２０のボイラ容量、燃焼位置の段階数、及び各燃焼位置における燃焼率等が、各段階値制御ボイラ２０のそれぞれで異なることとしてもよい。
また、複数の中燃焼位置を有する５位置制御以上のボイラのエコ運転ゾーンとして、低燃焼位置及び低燃焼位置の一つ上に位置する中燃焼位置を含むとしてもよい。また、低燃焼位置及び低燃焼位置の一つ上に位置する中燃焼位置を含む複数の連続する中燃焼位置を含む（高燃焼位置を含まない）としてもよい。また、各段階値制御ボイラ２０のそれぞれで異なることとしてもよい。

【符号の説明】

【0107】

１ ボイラシステム
２ ボイラ群
２０ 段階値制御ボイラ
３ 台数制御装置
４ 制御部
４１ 制御対象ボイラ設定部
４２ 燃焼台数制御部
４３ 高効率運転ゾーン蒸気量算出部
４４ 高効率運転ゾーン蒸気量補正部
４５ 燃焼優先順位設定部
５ 記憶部
５１ 最大使用蒸気量記憶部
５２ エコ運転ゾーン記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】