特許 6551005 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】6551005

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】ボイラシステム

(51)【国際特許分類】

   F22B 35/00 20060101AFI20190722BHJP

   F22B 37/38 20060101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   F22B35/00 H

   F22B35/00 E

   F22B37/38 C

   F22B35/00 G

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-147566(P2015-147566)

(22)【出願日】2015年7月27日

(65)【公開番号】特開2017-26259(P2017-26259A)

(43)【公開日】2017年2月2日

【審査請求日】2018年4月20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】 佐々木 訓

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０３８４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０３８４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００２７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６３２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７９８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１３２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４５５９７８５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２２Ｂ １／００ − ３７／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

段階的な燃焼位置で燃焼可能な段階値制御ボイラ及び燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な連続制御ボイラを備えるボイラ群と、
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値であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、
前記ヘッダ圧力値に基づいて算出される必要蒸気量を出力す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、
前記ヘッダ圧力値が目標圧力値に一致するように、ＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムにより算出される現時点の必要蒸気量（ＭＶ_ｎ）を前記連続制御ボイラから出力するように前記ボイラ群の燃焼状態を制御する第１出力制御部と、
前記第１出力制御部により前記ボイラ群の燃焼状態を制御する場合に、前記連続制御ボイラから出力する蒸気量が前記段階値制御ボイラにおいて燃焼可能な燃焼位置に相当する蒸気量を超える所定蒸気量に達することを条件に、当該燃焼位置に相当する蒸気量の出力を前記連続制御ボイラから前記段階値制御ボイラに切り換える第１出力切換部と、
台数制御可能な前記連続制御ボイラの台数が１以上の場合、前記連続制御ボイラを段階値制御ボイラに見立て、前記ヘッダ圧力値に基づいて算出される必要蒸気量を、前記段階値制御ボイラ及び段階値制御ボイラに見立てた前記連続制御ボイラにより出力するように前記ボイラ群の燃焼状態を制御し、台数制御可能な前記連続制御ボイラの台数が０の場合、前記ヘッダ圧力値に基づいて算出される必要蒸気量を、前記段階値制御ボイラにより出力するように前記ボイラ群の燃焼状態を制御する第２出力制御部と、
台数制御可能な前記連続制御ボイラの台数が所定の台数を下回る場合、前記ボイラ群の燃焼状態の制御を前記第１出力制御部から前記第２出力制御部に切り換える出力制御切換え部と、
を備えるボイラシステム。

【請求項2】

前記所定の台数が１の場合、前記第２出力制御部は、前記蒸気圧測定手段で測定されたヘッダ圧力値が予め設定された設定圧力範囲に収まるように、比例分配制御方式により算出された現時点の必要蒸気量（ＭＶ_ｎ）を前記段階値制御ボイラに割当てる、請求項１に記載のボイラシステム。

【請求項3】

前記所定の台数が１の場合、前記第２出力制御部は、前記蒸気圧測定手段で測定されたヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出された現時点の必要蒸気量（ＭＶ_ｎ）を前記段階値制御ボイラに割当てる、請求項１に記載のボイラシステム。

【請求項4】

前記所定の台数が２以上の場合、前記第２出力制御部は、前記蒸気圧測定手段で測定されたヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出された現時点の必要蒸気量（ＭＶ_ｎ）を、前記段階値制御ボイラ及び段階値制御ボイラに見立てた前記連続制御ボイラに割り当てる、請求項１に記載のボイラシステム。

【請求項5】

前記所定の台数が２以上の場合、前記第２出力制御部は、前記蒸気圧測定手段で測定されたヘッダ圧力値が予め設定された設定圧力範囲に収まるように、比例分配制御方式により算出された現時点の必要蒸気量（ＭＶ_ｎ）を、前記段階値制御ボイラ及び段階値制御ボイラに見立てた前記連続制御ボイラに割当てる、請求項１に記載のボイラシステム。

【請求項6】

前記所定の台数は、予め設定された台数とする、請求項１乃至請求項５いずれか１項に記載のボイラシステム。

【請求項7】

前記所定の台数は、予め設定された第１変動蒸気量を追従可能な連続制御ボイラの台数の下限値とする、請求項１乃至請求項５いずれか１項に記載のボイラシステム。

【請求項8】

前記制御部は、
所定の期間における必要蒸気量（ＭＶ）の変動蒸気量をモニタリングし、前記モニタリングした変動蒸気量のうち、最大の変動蒸気量を記憶する、変動蒸気量モニタリング部、
を備え、
前記所定の台数は、前記変動蒸気量モニタリング部により記憶された最大の変動蒸気量を追従可能な連続制御ボイラの台数の下限値とする、請求項１乃至請求項５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、段階値制御ボイラと連続制御ボイラとが混在するボイラ群を有するボイラシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

燃焼率を段階的に変更して燃焼可能な段階値制御ボイラと燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な連続制御ボイラとが混在するボイラシステムが提案されている。
このような段階値制御ボイラと連続制御ボイラとが混在するボイラシステムにおいて、それぞれのボイラが持つ優位性を生かした台数制御が可能なボイラシステムが提案されている（特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載のボイラ混在システムは、基本的には、段階値制御ボイラをベースロード用とし、連続制御ボイラを負荷追従用としている。
特許文献１に記載のボイラ混在システムは、ヘッダ圧力値が目標圧力値に一致するように、ＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムによりボイラ群の燃焼状態を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−０３８４０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されたボイラ混在システムにおいては、台数制御可能な連続制御ボイラの台数が少ない場合を想定していなかった。
台数制御できる連続制御ボイラの台数が少ない場合には、次のような問題点が発生する恐れがある。
連続制御ボイラ台数が不足する状態で、段階値制御ボイラをベースロード用とし、連続制御ボイラを負荷追従用と役割を限定した場合、連続制御ボイラは負荷に追従しきれず、ヘッダ圧力値の変動が大きくなり、連続制御ボイラの燃焼量の変動過多となる問題が発生する恐れがある。
また、段階値制御ボイラが多数を占める状態で、ＰＩ又はＰＩＤ制御を適用すると、段階値制御ボイラは、連続制御ボイラよりも細かな出力調整が行えないため、圧力安定性が損なわれ、圧力安定性が悪化する可能性が高い。
同様に、段階値制御ボイラが多数を占める状態で、ＰＩ又はＰＩＤ制御を適用すると、段階値制御ボイラの異なる燃焼位置間の燃焼移行をする頻度が過多となる問題が発生し、
ボイラ部品消耗等の問題が発生する恐れがある。

【0006】

このため、仮にボイラ異常停止、又はボイラ点検作業等により、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラが不足すると、圧力変動及びボイラの起動と停止を繰り返す発停過多といった問題が発生する恐れがある。

【0007】

そこで、本発明は、段階値制御ボイラと連続制御ボイラとが混在するボイラシステムにおいて、仮に連続制御ボイラの異常停止、又はボイラ点検作業等により、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラが不足した場合であっても、圧力の安定化及びボイラの発停を抑制することが可能な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、段階的な燃焼位置で燃焼可能な段階値制御ボイラ及び燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な連続制御ボイラを備えるボイラ群と、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値であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、前記ヘッダ圧力値に基づいて算出される必要蒸気量を出力す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、前記ヘッダ圧力値が目標圧力値に一致するように、ＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムにより算出される現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを前記連続制御ボイラから出力するように前記ボイラ群の燃焼状態を制御する第１出力制御部と、前記第１出力制御部により前記ボイラ群の燃焼状態を制御する場合に、前記連続制御ボイラから出力する蒸気量が前記段階値制御ボイラにおいて燃焼可能な燃焼位置に相当する蒸気量を超える所定蒸気量に達することを条件に、当該燃焼位置に相当する蒸気量の出力を前記連続制御ボイラから前記段階値制御ボイラに切り換える第１出力切換部と、前記連続制御ボイラを段階値制御ボイラに見立て、前記ヘッダ圧力値に基づいて算出される必要蒸気量を、前記段階値制御ボイラ及び段階値制御ボイラに見立てた前記連続制御ボイラにより出力するように前記ボイラ群の燃焼状態を制御する第２出力制御部と、台数制御可能な前記連続制御ボイラの台数が所定の台数を下回る場合、前記ボイラ群の燃焼状態の制御を前記第１出力制御部から前記第２出力制御部に切り換える出力制御切換え部と、を備えるボイラシステムに関する。

【0009】

また、前記所定の台数が１の場合、前記第２出力制御部は、前記蒸気圧測定手段で測定されたヘッダ圧力値が予め設定された設定圧力範囲に収まるように、比例分配制御方式により算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを前記段階値制御ボイラに割当てるようにしてもよい。

【0010】

また、前記所定の台数が１の場合、前記第２出力制御部は、前記蒸気圧測定手段で測定されたヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを前記段階値制御ボイラに割当てるようにしてもよい。

【0011】

また、前記所定の台数が２以上の場合、前記第２出力制御部は、前記蒸気圧測定手段で測定されたヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを、前記段階値制御ボイラ及び段階値制御ボイラに見立てた前記連続制御ボイラに割り当てるようにしてもよい。

【0012】

また、前記所定の台数が２以上の場合、前記第２出力制御部は、前記蒸気圧測定手段で測定されたヘッダ圧力値が予め設定された設定圧力範囲に収まるように、比例分配制御方式により算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを、前記段階値制御ボイラ及び段階値制御ボイラに見立てた前記連続制御ボイラに割当てるようにしてもよい。

【0013】

また、前記所定の台数は、予め設定された台数とするようにしてもよい。

【0014】

また、前記所定の台数は、予め設定された第１変動蒸気量を追従可能な連続制御ボイラの台数の下限値とするようにしてもよい。

【0015】

また、前記制御部は、所定の期間における必要蒸気量ＭＶの変動蒸気量をモニタリングし、前記モニタリングした変動蒸気量のうち、最大の変動蒸気量を記憶する、変動蒸気量モニタリング部、を備え、前記所定の台数は、前記変動蒸気量モニタリング部により記憶された最大の変動蒸気量を追従可能な連続制御ボイラの台数の下限値とするようにしてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、段階値制御ボイラと連続制御ボイラとが混在するボイラ群を有するボイラシステムであって、連続制御ボイラを負荷追従用に用いる一方で、段階値制御ボイラをベースロード用に用いるボイラシステムにおいて、仮に連続制御ボイラの異常停止、又はボイラ点検作業等により、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラが不足した場合であっても、圧力の安定化及びボイラの起動と停止を繰り返す発停を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態のボイラシステムの概略を示す図である。

【図2】第１実施形態のボイラ群の概略を示す図である。

【図3】第１実施形態のボイラ群の燃焼状態の制御を第１出力制御部から第２出力制御部に切り替える場合における段階値制御ボイラ及び連続制御ボイラを示す図である。

【図4】第１実施形態又は第２実施形態における台数制御装置の制御部の機能構成を示すブロック図である。

【図5】第１実施形態に係る台数制御部４の処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】第２実施形態のボイラシステムの概略を示す図である。

【図7】第２実施形態のボイラ群の概略を示す図である。

【図8】第２実施形態のボイラ群の燃焼状態の制御を第１出力制御部から第２出力制御部に切り替える場合における段階値制御ボイラ及び連続制御ボイラを示す図である。

【図9】第２実施形態に係る台数制御部４の処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】第３実施形態における台数制御装置の制御部の機能構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明のボイラシステムの好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0019】

［第１実施形態］
まず、第１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及び図２を参照しながら説明する。図２に示すように、ボイラシステム１は、３台の段階値制御ボイラ２０Ａ及び２台の連続制御ボイラ２０Ｂが混在するボイラ群２と、これら複数のボイラ２０Ａ、２０Ｂ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。３台の段階値制御ボイラ２０Ａは段階値制御ボイラ群２Ａを構成し、２台の連続制御ボイラは連続制御ボイラ群２Ｂを構成する。

【0020】

ボイラ２０Ａ及び２０Ｂは、それぞれ、図１に示すように、燃焼が行われるボイラ本体２１Ａ及び２１Ｂと、ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態を制御するローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂと、を備える。

【0021】

ローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂは、それぞれ、蒸気消費量に応じてボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態を変更させる。具体的には、ローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂは、信号線１６を介して台数制御装置３から送信される制御信号に基づいて、ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態を制御する。また、ローカル制御部２２Ａ及び２２Ｂは、台数制御装置３で用いられる信号を、信号線１６を介して台数制御手段に送信する。台数制御装置３で用いられる信号としては、ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの実際の燃焼状態、及びその他のデータ等が挙げられる。

【0022】

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、蒸気管１１を介してボイラ群２を構成する複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂ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。
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２０Ａ及び２０Ｂ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。

【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の内部の蒸気圧値（以下「ヘッダ圧力値」という）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】

台数制御装置３は、信号線１６を介して、複数のボイラ２０Ａ及び２０Ｂ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により測定されるヘッダ圧力値に基づいて、各ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態を制御する。

【0025】

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２０Ａ及び２０Ｂの燃焼状態を制御する。

【0026】

具体的には、蒸気使用設備１８の需要の増大により蒸気消費量が増加し、蒸気ヘッダ６に供給される出力蒸気量が不足すれば、ヘッダ圧力値が減少する。一方、蒸気使用設備１８の需要の低下により蒸気消費量が減少し、蒸気ヘッダ６に供給される出力蒸気量が過剰になれば、ヘッダ圧力値が増加する。台数制御装置３は、ヘッダ圧力値の変動に基づいて、蒸気消費量の変動をモニターする。そして、台数制御装置３は、ヘッダ圧力値に基づき算出した目標蒸気量分の蒸気を生成するように各ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの燃焼量を制御する。

【0027】

（段階値制御ボイラ２０Ａの説明）
段階値制御ボイラ２０Ａとは、燃焼を選択的にオン／オフしたり、又は炎の大きさを調整したりすること等により燃焼量を段階的に制御して、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。

【0028】

本実施形態の段階値制御ボイラ２０Ａは、各燃焼位置における燃焼量、及び最大燃焼量としての燃焼能力（高燃焼位置における燃焼量）が段階値制御ボイラ２０Ａのそれぞれで等しく設定され、以下の４段階で燃焼状態（燃焼位置、燃焼率）を制御可能とされており、いわゆる４位置制御されるボイラである。
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４０〜７０％で設定される、本実施形態では４５％）
４）高燃焼位置Ｈ（第４燃焼位置：１００％（最大燃焼量））。

【0029】

＜仮想ボイラ＞
ボイラ２０Ａ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、高燃焼位置等）をそれぞれ独立したボイラとみなし、それぞれの蒸気量をボイラに仮想したものである。例えば、４位置制御の段階値ボイラ２０Ａ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構成されるとみなすことができる。
そうすることで、燃焼指示や燃焼停止指示を行うボイラを選択する場合、仮想ボイラ単位で設定することができる。

【0030】

なお、段階値制御ボイラ群２Ａの段階値制御ボイラ２０Ａとして、４位置制御以外に、燃焼量が燃焼停止位置（第１燃焼位置）、低燃焼位置Ｌ（第２燃焼位置）、及び高燃焼位置Ｈ（第３燃焼位置）の３段階の燃焼位置に制御可能とされる、いわゆる３位置制御や、また５位置制御以上を採用してもよい。また、各段階値制御ボイラ２０Ａのボイラ容量、燃焼位置の段階数等が、各段階値制御ボイラ２０Ａのそれぞれで異なることとしてもよい。

【0031】

段階値制御ボイラ群２Ａの各ボイラ２０Ａには、それぞれ優先順位を設定することができる。段階値制御ボイラ２０Ａに対する優先順位は、段階値制御ボイラ２０Ａの燃焼位置毎、すなわち仮想ボイラ毎に設定することができる。
台数制御装置３（制御部４）は、優先順位が高い段階値制御ボイラ２０Ａ（の燃焼位置又は仮想ボイラ）から順に燃焼させ、優先順位が低い段階値制御ボイラ２０Ａ（の燃焼位置又は仮想ボイラ）から順に燃焼を停止する。

【0032】

（連続制御ボイラ２０Ｂの説明）
連続制御ボイラ２０Ｂとは、少なくとも、最小燃焼状態Ｓ１（例えば、最大燃焼率の２０％の燃焼量における燃焼状態）から最大燃焼状態Ｓ２の範囲で、燃焼量が連続的に制御可能とされているボイラである。連続制御ボイラ２０Ｂ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、燃焼量を調整するようになっている。

【0033】

また、燃焼量を連続的に制御するとは、ローカル制御部２２Ｂ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、連続制御ボイラ２０Ｂの出力（燃焼量）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。

【0034】

本実施形態では、連続制御ボイラ２０Ｂ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、連続制御ボイラ２０Ｂ（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、燃焼量が連続的に制御可能となっている。
より具体的には、複数の連続制御ボイラ２０Ｂ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、連続制御ボイラ２０Ｂ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。

【0035】

単位蒸気量Ｕは、連続制御ボイラ２０Ｂ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、連続制御ボイラ２０Ｂ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。

【0036】

また、連続制御ボイラ群２Ｂに属する複数の連続制御ボイラ２０Ｂにはそれぞれ優先順位が設定されている。例えば、蒸気消費量が増加した場合には、優先順位の高い連続制御ボイラ２０Ｂから順に燃焼率を増加させ、蒸気消費量が減少した場合には、優先順位の低い連続制御ボイラ２０Ｂから順に燃焼率を減少させるように設定することができる。

【0037】

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、制御部４と記憶部５とを備える。

【0038】

制御部４は、信号線１６を介して段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂに各種の指示を送信したり、各ボイラ２０Ａ又は２０Ｂから各種のデータを受信したりして、段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼状態及び運転台数の制御を実行する。各ボイラ２０Ａ又は２０Ｂ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、その指示に従って該当するボイラ２０Ａ又は２０Ｂの燃焼量を制御する。制御部４の詳細な構成については後述する。

【0039】

記憶部５は、各ボイラ２０Ａ又は２０Ｂに送信された指示に関する情報、各ボイラ２０Ａ又は２０Ｂから受信した燃焼状態に関する情報、各ボイラ群２Ａ又は２Ｂの優先順位に関する情報、及び必要蒸気量ＭＶの変動に対して追従可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数の下限値（所定の台数）等を記憶する。
なお、第１実施形態の場合は、所定の台数を２に設定する。

【0040】

次に、制御部４の構成について更に詳細に説明する。
第１実施形態では、制御部４は、通常状態では、要求負荷に応じて、初めに連続制御ボイラ２０Ｂを燃焼させる。そして、この連続制御ボイラ２０Ｂから出力される蒸気量が段階値制御ボイラ２０Ａにおいて出力可能な蒸気量になると、段階値制御ボイラ２０Ａを燃焼させ、当該蒸気量の出力を連続制御ボイラ２０Ｂから段階値制御ボイラ２０Ａに切り換える。
一方、制御部４は、連続制御ボイラ２０Ｂの異常停止、又はボイラ点検作業等により、台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が一時的に不足した場合には、要求負荷に応じて、連続制御ボイラ２０Ｂを段階値制御ボイラ２０Ａに見立て、ヘッダ圧力値に基づいて算出される必要蒸気量を、段階値制御ボイラ２０Ａ及び段階値制御ボイラに見立てた連続制御ボイラ２０Ｂにより出力するようにボイラ群２の燃焼状態を制御する。
このような制御を実現するため、図４に示すように、制御部４は、第１出力制御部４１と、第１出力切換部４２と、第２出力制御部４３と、出力制御切換え部４４と、を含んで構成される。

【0041】

［第１出力制御部４１］
第１出力制御部４１は、ヘッダ圧力値が目標圧力値に一致するように、例えば位置形又は速度形ＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムにより算出される現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを連続制御ボイラ２０Ｂから出力するようにボイラ群２の燃焼状態を制御する。すなわち、第１出力制御部４１は、連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼率を連続的に制御することで、ボイラ群２が出力する蒸気量を要求蒸気量に追従させる。

【0042】

［第１出力切換部４２］
第１出力切換部４２は、第１出力制御部４１によりボイラ群２の燃焼状態を制御する場合に、連続制御ボイラ２０Ｂから出力する蒸気量が段階値制御ボイラ２０Ａにおいて燃焼可能な燃焼位置に相当する蒸気量を超える所定蒸気量に達することを条件に、当該燃焼位置に相当する蒸気量の出力を連続制御ボイラ２０Ｂから段階値制御ボイラ２０Ａに切り換える。
第１出力切換部４２は、段階値制御ボイラ２０Ａに設定された優先順位に従い、蒸気量の出力を連続制御ボイラ２０Ｂから段階値制御ボイラ２０Ａに切り換える。
例えば、段階値制御ボイラ２０Ａの全てが燃焼を停止している場合、第１出力切換部４２は、連続制御ボイラ２０Ｂから出力する蒸気量が、１号機ボイラの低燃焼位置Ｌ（低燃焼仮想ボイラ）に相当する蒸気量を超える所定蒸気量に達することを条件に、蒸気量の出力を連続制御ボイラ２０Ｂから１号機ボイラの低燃焼位置Ｌ（低燃焼仮想ボイラ）に切り換える。

【0043】

なお、第１出力切換部４２が切り換えを行う所定蒸気量は、任意に設定することができる。この点、本実施形態では所定蒸気量の設定を、ボイラシステム１の安定性、又は連続制御ボイラ２０Ｂの効率的な燃焼の観点から設定することができる。

【0044】

具体的には、ボイラシステム１の安定性を考慮して所定蒸気量を設定する場合は、例えば次のように設定することができる。
連続制御ボイラ２０Ｂといっても燃焼停止状態Ｓ０から最小燃焼状態Ｓ１までは、オン／オフで段階的に行われる。そのため、切り換えにより低下した燃焼率が最小燃焼状態Ｓ１よりも低い場合、連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼が停止してしまい、その後の負荷変動によっては連続制御ボイラ２０Ｂの発停が繰り返されてしまう。
そこで、段階値制御ボイラ２０Ａにおいて燃焼可能な燃焼位置よりも連続制御ボイラ２０Ｂの最小燃焼状態Ｓ１で出力される最小蒸気量分多い蒸気量を、所定蒸気量として設定することが好ましい。これにより、第１出力切換部４２の切り換えにより連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼率が低下した場合であっても、連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼率は、最小燃焼状態Ｓ１までしか低下せず、連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼が停止することがない。

【0045】

また、連続制御ボイラ２０Ｂの効率的な燃焼の観点から所定蒸気量を設定する場合は、例えば次のように設定することができる。
連続制御ボイラ２０Ｂには、ボイラ効率が高い燃焼率の範囲（「エコ運転ゾーン」という）が設定されている。連続制御ボイラ２０Ｂをこのエコ運転ゾーンで燃焼させ続けることで、連続制御ボイラ２０Ｂを効率的に燃焼させることができる。
そこで、第１出力切換部４２の切り換えにより連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼率が低下した場合であっても、連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼率がエコ運転ゾーンの範囲内になるように所定蒸気量を設定することが好ましい。一例としては、段階値制御ボイラ２０Ａにおいて燃焼可能な燃焼位置よりもエコ運転ゾーンの下限値の燃焼率で出力される蒸気量分多い蒸気量を、所定蒸気量として設定する。これにより、連続制御ボイラ２０Ｂをエコ運転ゾーンの範囲内で燃焼させ続けることができる。

【0046】

以上のような連続制御ボイラ２０Ｂから段階値制御ボイラ２０Ａへの切り換えは、要求負荷が増加する場合に行われる。一方、要求負荷が減少する場合には、第１出力切換部４２は、段階値制御ボイラ２０Ａから連続制御ボイラ２０Ｂへの切り換えを行う。すなわち、第１出力切換部４２は、段階値制御ボイラ２０Ａが燃焼している状態で、連続制御ボイラ２０Ｂから出力する蒸気量が特定蒸気量に達することを条件に、段階値制御ボイラ２０Ａが出力する蒸気量を連続制御ボイラ２０Ｂに切り換える。
第１出力切換部４２は、段階値制御ボイラ２０Ａに設定された優先順位に従い、蒸気量の出力を段階値制御ボイラ２０Ａから連続制御ボイラ２０Ｂに切り換える。
例えば、段階値制御ボイラ２０Ａの全てが燃焼している場合、第１出力切換部４２は、連続制御ボイラ２０Ｂから出力する蒸気量が特定蒸気量に達することを条件に、３号機ボイラの燃焼位置を高燃焼位置Ｈから中燃焼位置Ｍに変更するとともに、３号機ボイラの高燃焼位置Ｈに対応する蒸気量（高燃焼位置Ｈ−中燃焼位置Ｍ）の出力を３号機ボイラから連続制御ボイラ２０Ｂに切り換える。

【0047】

［第２出力制御部４３］
第２出力制御部４３は、台数制御対象となる連続制御ボイラ２０Ｂを段階値制御ボイラに見立て、ヘッダ圧力値に基づいて算出される必要蒸気量を、段階値制御ボイラ２０Ａ及び段階値制御ボイラに見立てた連続制御ボイラ２０Ｂにより出力するようにボイラ群２の燃焼状態を制御する。

【0048】

具体的には、連続制御ボイラ２０Ｂは、最小燃焼状態Ｓ１から最大燃焼状態Ｓ２の範囲で燃焼率を連続的に変更することができるが、ここでは、図３に示すようにボイラシステム１を構成する段階値制御ボイラ２０Ａに合わせて４つの燃焼ゾーンに分割することができる。
１）燃焼停止ゾーン（燃焼率：０％）
２）低燃焼ゾーンＬ（最大燃焼量の２０％）
３）中燃焼ゾーンＭ（最大燃焼量の２０％〜６０％）
４）高燃焼ゾーンＨ（最大燃焼量の６０％〜１００％）。

【0049】

ここで、段階値制御ボイラ２０Ａの場合と同様に、低燃焼ゾーン（燃焼率２０％）を低燃焼、中燃焼ゾーン（燃焼率２０〜６０％）を中燃焼、高燃焼量ゾーン（燃焼率６０％〜１００％）を高燃焼に見立てると、連続制御ボイラ２０Ｂを、０％（燃焼停止）、２０％（低燃焼）、６０％（中燃焼）、１００％（高燃焼）の段階値制御ボイラ２０Ａに見立てることができる。
なお、連続制御ボイラ２０Ｂの各ゾーンにおける燃焼率の設定については、２０％（低燃焼）、６０％（中燃焼）、１００％（高燃焼）に限定されない。各燃焼ゾーンの範囲内にある燃焼率を適宜選択することができる。
そうすることで、台数制御対象となる連続制御ボイラ２０Ｂを段階値制御ボイラに見立て、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台の仮想ボイラをそれぞれ、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台の仮想ボイラに見立てて構成されるとみなすことができる。
そうすることで、図３に示すように、燃焼指示や燃焼停止指示を行うボイラを選択する場合、仮想ボイラ単位で設定することができる。

【0050】

また、連続制御ボイラ２０Ｂを段階値制御ボイラ２０Ａと同様に４位置制御するのではなく、例えば、低燃焼ゾーン（燃焼率２０％）ボイラ、中燃焼ゾーン（燃焼率２０〜６０％）ボイラ、高燃焼量ゾーン（燃焼率６０％〜１００％）ボイラを低燃焼量ボイラ、（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構成されるとみなすことができる。
この場合、各仮想ボイラは、各仮想ボイラの所定の燃焼ゾーンにおいて、燃焼率を連続的に増減可能とすることができる。

【0051】

第２出力制御部４３のボイラ群２の燃焼状態を制御する制御方式の詳細については、後述する。

【0052】

［出力制御切換え部４４］
出力制御切換え部４４は、例えば、図３に示すように５号機が異常停止、又はボイラ点検作業等により、一時的に台数制御対象外となった場合、すなわち台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数（ここでは２台）を下回り、１台となった場合、ボイラ群２の燃焼状態の制御を第１出力制御部４１による制御から第２出力制御部４３による制御に切り換える。

【0053】

なお、例えば、連続制御ボイラの異常停止からの復帰、又はボイラ点検作業の終了等により、台数制御可能な連続制御ボイラが所定の台数（２）以上となる場合、出力制御切換え部４４は、ボイラ群２の燃焼状態の制御を、第２出力制御部４１による制御から第１出力制御部４３による制御に切り換えるように構成できる。

【0054】

＜所定の台数＞
ここで、所定の台数とは、必要蒸気量ＭＶの変動に対して、追従可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数の下限値とすることが好ましい。
例えば、連続制御ボイラ２０Ｂが７ｔボイラ、最小燃焼状態Ｓ１を最大燃焼率の２０％の燃焼量における燃焼状態と仮定すると、当該連続制御ボイラ２０Ｂが追従できる最大変動蒸気量は、７０００ｋｇ／ｈの８０％、すなわち、５６００ｋｇ／ｈとなる。
したがって、仮に、必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量が、５６００ｋｇ／ｈ以上１１２００ｋｇ／ｈ未満の場合は、連続制御ボイラ２台で必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量を追従できることから、所定の台数は２台となる。

【0055】

なお、必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量が、５６００ｋｇ／ｈ未満の場合は、連続制御ボイラ１台で必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量を追従できることから、所定の台数は１台となる。
以上のように、所定の台数を必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量に基づいて算出することができる。
次に第２出力制御部４４の制御方式について説明する。

【0056】

第１実施形態において、図３に示すように５号機が異常停止、又はボイラ点検作業等により、一時的に台数制御対象外となった場合、すなわち台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が２を下回り、１台となった場合、第２出力制御部４３は、蒸気圧センサ７で測定されたヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、例えば位置形又は速度形ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを、段階値制御ボイラ２０Ａ及び段階値制御ボイラに見立てた連続制御ボイラ２０Ｂに割り当てるように構成することができる。

【0057】

また、第１実施形態において、台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が２を下回り、１台となった場合、第２出力制御部４３は、蒸気圧センサ７でで測定されたヘッダ圧力値が予め設定された設定圧力範囲に収まるように、比例分配制御方式により算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを、段階値制御ボイラ２０Ａ及び段階値制御ボイラに見立てた連続制御ボイラ２０Ｂに割当てるように構成してもよい。

【0058】

より具体的には、第２出力制御部４３は、予め設定された最大設定圧力値を上限値とし、予め設定された制御圧力幅により規定される圧力制御帯域の範囲（「設定圧力範囲」ともいう）内に収まるようにボイラ群２の燃焼状態を制御する。
このため、第２出力制御部４３は、制御周期毎に、台数制御可能なボイラ２０Ａ及び段階値制御ボイラに見立てた連続制御ボイラ２０Ｂの最大蒸気量に、ヘッダ圧力値の最大設定圧力値との圧力偏差を制御圧力幅で除算した比率を乗算して得られる値を今回必要蒸気量ＭＶ_ｎとする。
ここで、最大蒸気量とは、台数制御対象となる各ボイラ２０Ａ及び２０Ｂの最大燃焼状態における最大出力蒸気量の合計である。

【0059】

次に、第１実施形態のボイラシステム１の動作を実現するための処理の流れについて、図５を参照して説明する。図５は、第１実施形態のボイラシステム１の処理の流れを示すフローチャートである。

【0060】

まず、ステップＳＴ１において、第１出力制御部４１は、ヘッダ圧力値が目標圧力値に一致するように、ＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムにより算出される現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを連続制御ボイラ２０Ｂから出力することで負荷追従し、段階値制御ボイラ２０Ａをベースロードとして、ボイラ群２の燃焼状態を制御している。

【0061】

ステップＳＴ２において、出力制御切換え部４４は、台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数（２台）を下回るか否かを監視する。台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数を下回る場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ３に進む。台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数を下回らない場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ１に戻る。

【0062】

ステップＳＴ３において、ボイラ群２の燃焼状態の制御を、第１出力制御部４１による制御から、第２出力制御部４３による制御に切り換える。

【0063】

ステップＳＴ４において、第２出力制御部４３は、蒸気圧センサ７で測定されたヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを、段階値制御ボイラ２０Ａ、及び段階値制御ボイラ２０Ａに見立てた連続制御ボイラ２０Ｂに割当てる。

【0064】

ステップＳＴ５において、出力制御切換え部４４は、台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数（２）以上となるか否かを監視する。台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数（２）以上となる場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ６に進む。台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数（２）を下回る場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ４に戻る。

【0065】

ステップＳＴ６において、ボイラ群２の燃焼状態の制御を、第２出力制御部４１による制御から、第１出力制御部４３による制御に切り換える。その後、ステップＳＴ１に戻る。

【0066】

［変形例］
ステップＳＴ４において、現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを、ヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出することに換えて、ヘッダ圧力値が予め設定された設定圧力範囲に収まるように比例分配制御方式により算出するように構成してもよい。

【0067】

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。

【0068】

（１）本実施形態のボイラシステム１においては、第１出力制御部４１の制御により、連続制御ボイラ２０Ｂを要求負荷に対する負荷追従用に用い、定常的に必要になる蒸気量に対するベース燃焼用に段階値制御ボイラ２０Ａを用いているが、仮に連続制御ボイラの異常停止、又はボイラ点検作業等により、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラが不足した場合であっても、出力制御切換え部４４によりボイラ群２の燃焼状態の制御を第１出力制御部４１から、連続制御ボイラ２０Ｂを段階値制御ボイラ２０Ａに見立て、ヘッダ圧力値に基づいて算出される必要蒸気量を、段階値制御ボイラ２０Ａ及び段階値制御ボイラに見立てた前記連続制御ボイラ２０Ｂにより出力するようにボイラ群２の燃焼状態を制御する第２出力制御部４３に切り換える。
これにより、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラが不足した場合であっても、台数制御可能なボイラ特性に適した台数制御方式に自動的に切り替えるため、常に圧力の安定化及び発停を抑制することが可能となる。

【0069】

（２）また、仮に連続制御ボイラの異常停止、又はボイラ点検作業等により、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラが不足した場合であっても、第２出力制御部４３は、ヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを、段階値制御ボイラ２０Ａ及び段階値制御ボイラに見立てた連続制御ボイラ２０Ｂに割り当てる。
これにより、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラが不足した場合であっても、台数制御可能なボイラ特性に適した台数制御方式に自動的に切り替えるため、常に圧力の安定化及び発停を抑制することが可能となる。

【0070】

（３）また、仮に連続制御ボイラの異常停止、又はボイラ点検作業等により、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラが不足した場合であっても、第２出力制御部４３は、ヘッダ圧力値が予め設定された設定圧力範囲に収まるように、比例分配制御方式により算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを段階値制御ボイラ２０Ａ及び段階値制御ボイラに見立てた連続制御ボイラ２０Ｂに割当てる。
これにより、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラが不足した場合であっても、台数制御可能なボイラ特性に適した台数制御方式に自動的に切り替えるため、常に圧力の安定化及び発停を抑制することが可能となる。

【0071】

（４）一時的に台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂが不足するか否かを判断するための連続制御ボイラ２０Ｂの台数を予め設定された台数とする。
これにより、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂが不足したか否かを自動的に迅速に判断できる。

【0072】

（５）一時的に台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂが不足するか否かを判断するための連続制御ボイラ２０Ｂの台数を予め設定された第１変動蒸気量を追従可能な連続制御ボイラの台数の下限値とする。
これにより、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂが不足したか否かを自動的に迅速に判断できる。

【0073】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るボイラシステム１の全体構成につき、図６及び図７を参照しながら説明する。図７に示すように、ボイラシステム１は、３台の段階値制御ボイラ２０Ａ及び１台の連続制御ボイラ２０Ｂが混在するボイラ群２を備える。
なお、第２実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

【0074】

第２実施形態では、必要蒸気量ＭＶの変動に対して、追従可能な連続制御ボイラ２０Ｂは、１台とする。

【0075】

第２実施形態においては、第１出力制御部４１は、１台の連続制御ボイラ２０Ｂの燃焼率を連続的に制御することで、ボイラ群２が出力する蒸気量を要求蒸気量に追従させている。
そして、図８に示すように、連続制御ボイラ２０Ｂ（４号機）が、ボイラ異常停止、ボイラ点検作業等の理由により、台数制御対象から外された場合、すなわち台数制御可能なボイラが段階値制御ボイラ２０Ａのみになった場合、第２出力制御部４３は、ボイラ群２を次のように制御する。

【0076】

第２出力制御部４３は、蒸気圧センサ７で測定されたヘッダ圧力値が予め設定された設定圧力範囲に収まるように、比例分配制御方式により算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを段階値制御ボイラ２０Ａに割当てるように構成することができる。

【0077】

より具体的には、第２出力制御部４３は、予め設定された最大設定圧力値を上限値とし、予め設定された制御圧力幅により規定される圧力制御帯域の範囲（「設定圧力範囲」ともいう）内に収まるようにボイラ群２の燃焼状態を制御する。
このため、第２出力制御部４３は、制御周期毎に、台数制御可能なボイラ２０Ａの最大蒸気量に、ヘッダ圧力値の最大設定圧力値との圧力偏差を制御圧力幅で除算した比率を乗算して得られる値を今回必要蒸気量ＭＶ_ｎとする。
ここで、最大蒸気量とは、台数制御対象となる各ボイラ２０Ａの最大燃焼状態における最大出力蒸気量の合計である。

【0078】

第２出力制御部４３は、制御周期毎に算出された必要蒸気量ＭＶ_ｎを、例えば各仮想ボイラに予め設定された優先順位にしたがって、割り当てる。

【0079】

また、別の制御方式として、第２出力制御部４３は、蒸気圧センサ７で測定されたヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、例えば位置形又は速度形ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを、段階値制御ボイラ２０Ａに割当てるように構成してもよい。

【0080】

次に、第２実施形態のボイラシステム１の動作を実現するための処理の流れについて、図９を参照して説明する。図９は、第２実施形態のボイラシステム１の処理の流れを示すフローチャートである。

【0081】

まず、ステップＳＴ１において、第１出力制御部４１は、ヘッダ圧力値が目標圧力値に一致するように、ＰＩアルゴリズム又はＰＩＤアルゴリズムにより算出される現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを連続制御ボイラ２０Ｂから出力することで負荷追従し、段階値制御ボイラ２０Ａをベースロードとして、ボイラ群２の燃焼状態を制御している。

【0082】

ステップＳＴ２において、出力制御切換え部４４は、台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数（１）を下回るか否かを監視する。台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数を下回る（すなわち、ゼロ台）場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ３に進む。台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数を下回らない場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ１に戻る。

【0083】

ステップＳＴ３において、ボイラ群２の燃焼状態の制御を、第１出力制御部４１による制御から、第２出力制御部４３による制御に切り換える。

【0084】

ステップＳＴ４において、第２出力制御部４３は、蒸気圧センサ７で測定されたヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを、段階値制御ボイラ２０Ａに割り当てる。

【0085】

ステップＳＴ５において、出力制御切換え部４４は、台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数（１）以上となるか否かを監視する。台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数以上（すなわち、台数１台）となる場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ６に進む。台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂの台数が所定の台数を下回る（すなわち、台数ゼロ）場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ４に戻る。

【0086】

ステップＳＴ６において、ボイラ群２の燃焼状態の制御を、第２出力制御部４１による制御から、第１出力制御部４３による制御に切り換える。その後、ステップＳＴ１に戻る。

【0087】

［変形例］
ステップＳＴ４において、現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを、ヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出することに換えて、ヘッダ圧力値が予め設定された設定圧力範囲に収まるように比例分配制御方式により算出するように構成してもよい。

【0088】

以上説明した第２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。

【0089】

（１）仮に連続制御ボイラの異常停止、又はボイラ点検作業等により、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラがなくなった場合であっても、第２出力制御部４３は、ヘッダ圧力値が予め設定された設定圧力範囲に収まるように、比例分配制御方式により算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを段階値制御ボイラ２０Ａに割当てる。これにより、一時的に連続制御ボイラ２０Ｂがない状態になった場合であっても、台数制御可能なボイラ特性に適した台数制御方式に自動的に切り替えるため、常に圧力の安定化及び発停を抑制することが可能となる。

【0090】

（２）仮に連続制御ボイラの異常停止、又はボイラ点検作業等により、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラがなくなった場合であっても、第２出力制御部は、前記蒸気圧測定手段で測定されたヘッダ圧力値と予め設定された目標圧力値との偏差がゼロとなるように、ＰＩ又はＰＩＤアルゴリズムにより算出された現時点の必要蒸気量ＭＶ_ｎを前記段階値制御ボイラに割当てる。これにより、一時的に連続制御ボイラ２０Ｂがない状態になった場合であっても、台数制御可能なボイラ特性に適した台数制御方式に自動的に切り替えるため、常に圧力の安定化及び発停を抑制することが可能となる。

【0091】

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係るボイラシステム１について説明する。
第３実施形態に係るボイラシステム１のボイラ群２は、段階値制御ボイラ２０Ａ及び連続制御ボイラ２０Ｂを備え、段階値制御ボイラと連続制御ボイラとが混在するボイラ群を有するボイラシステムであって、連続制御ボイラを負荷追従用に用いる一方で、段階値制御ボイラをベースロード用に用いる。
第３実施形態に係るボイラシステム１の制御部４は、第１実施形態及び第２実施形態において説明した、第１出力制御部４１、第１出力切換部４２、第２出力制御部４３、及び出力制御切換え部４４を備え、通常時においては、連続制御ボイラ２０Ｂを負荷追従用に用いる一方で、段階値制御ボイラ２０Ａをベースロード用に用いる。
仮に連続制御ボイラ２０Ｂの異常停止、又はボイラ点検作業等により、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂが不足した場合、連続制御ボイラ２０Ｂを段階値制御ボイラに見立て、ヘッダ圧力値に基づいて算出される必要蒸気量を、段階値制御ボイラ２０Ａ及び段階値制御ボイラに見立てた連続制御ボイラ２０Ｂにより出力するようにボイラ群２の燃焼状態を制御する。

【0092】

第３実施形態に係るボイラシステム１の制御部４は、図１０に示すように、第１実施形態及び第２実施形態において説明した、第１出力制御部４１、第１出力切換部４２、第２出力制御部４３、及び出力制御切換え部４４に加えて、変動蒸気量モニタリング部４５を含んで構成される。

【0093】

［変動蒸気量モニタリング部４５］
変動蒸気量モニタリング部４５は、所定のインターバル（例えば１分）毎における必要蒸気量ＭＶの上限値と下限値との差である変動蒸気量をモニタリングし、モニタリングした変動蒸気量を毎回記憶し、所定の期間（例えば１時間、１日、１週間等）又は所定の回数（例えば６０回、１４４０回、１００８０回等）、モニタリングした必要蒸気量ＭＶの変動蒸気量のうち最大の変動蒸気量を、必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量として記憶するように構成する。
こうすることで、変動蒸気量モニタリング部４５により記憶された必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量及び連続制御ボイラ２０Ｂの追従できる最大変動蒸気量に基づいて、「所定の台数」を自動的に決定することができる。

【0094】

例えば、連続制御ボイラ２０Ｂが７ｔボイラ、最小燃焼状態Ｓ１を最大燃焼率の２０％の燃焼量における燃焼状態と仮定すると、当該連続制御ボイラ２０Ｂが追従できる最大変動蒸気量は、７０００ｋｇ／ｈの８０％、すなわち、５６００ｋｇ／ｈとなる。
したがって、仮に、変動蒸気量モニタリング部４５によりモニタリングされた所定の期間における必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量が、５６００ｋｇ／ｈ以上１１２００ｋｇ／ｈ未満の場合は、連続制御ボイラ２台で必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量を追従できることから、変動蒸気量モニタリング部４５は、所定の台数を２台に設定する。

【0095】

また、例えば、変動蒸気量モニタリング部４５によりモニタリングされた所定の期間における必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量が、５６００ｋｇ／ｈ未満の場合は、連続制御ボイラ１台で必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量を追従できることから、変動蒸気量モニタリング部４５は、所定の台数を１台に設定する。

【0096】

なお、変動蒸気量モニタリング部４５が必要蒸気量ＭＶの変動蒸気量をモニタリングするインターバルを例えば１分と例示したが、１分に限定されない。例えば、蒸気使用設備１８の蒸気消費量の特性に応じて、モニタリングするインターバルを設定することが好ましい。
同様に、所定のインターバル毎にモニタリングした変動蒸気量を毎回記憶し、所定の期間又は所定の回数、モニタリングした必要蒸気量ＭＶの変動蒸気量のうち最大の変動蒸気量を、必要蒸気量ＭＶの最大変動蒸気量として記憶する際に、所定の期間又は所定の回数についても例えば、蒸気使用設備１８の蒸気消費量の特性に応じて設定することが好ましい。
例えば、モニタリングするインターバルを１分として、１時間毎又は６０回毎に最大変動蒸気量を求めるようにしてもよい。
また、２時間毎又は１２０回毎に最大変動蒸気量を求めることができる。
同様に、所定の期間を日単位、週単位等に設定してもよい。
こうすることで、所定の台数を所定の期間毎又は所定の回数毎に再設定するようにしてもよい。

【0097】

以上説明した第３実施形態のボイラシステム１によれば、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加えて、さらに以下のような効果を奏する。

【0098】

（１）制御部４は、所定のインターバルにおける必要蒸気量ＭＶの変動蒸気量をモニタリングし、前記モニタリングした変動蒸気量のうち、最大の変動蒸気量を記憶する、変動蒸気量モニタリング部４５を備え、一時的に台数制御可能な連続制御ボイラ２０Ｂが不足するか否かを判断するための連続制御ボイラ２０Ｂの台数を、変動蒸気量モニタリング部４５により記憶された最大の変動蒸気量を追従可能な連続制御ボイラの台数の下限値とする。
これにより、最低限必要な連続制御ボイラ台数又は連続制御ボイラ蒸気量を自動算出することができる。そうすることで、例えば１日毎に、前日までの傾向を踏まえて、「所定の台数」を自動的に設定することが可能となり、例えば、日単位で最大の変動蒸気量に変化がある場合に、実運用に沿った設定が可能となる。

【0099】

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。

【0100】

［変形例１］
第１実施形態では、３台の段階値制御ボイラ２０Ａ，２台の連続制御ボイラ２０Ｂからなるボイラ群２を備えるボイラシステムであって、所定の台数を２と設定したが、これに限らない。複数台の段階値制御ボイラ２０Ａ，３台以上の連続制御ボイラ２０Ｂからなるボイラ群２を備えるボイラシステムであって、所定の台数を３以上に設定してもよい。
その場合、第２出力制御部４３の制御方式は、第１実施形態の場合の段階値制御ボイラに見立てた連続制御ボイラ２０Ｂを１台に換えて（所定の台数−１）台とすることで、説明することができる。

【0101】

［変形例２］
例えば、第２実施形態では、３台のボイラ２０Ａ，１台のボイラ２０Ｂからなるボイラ群２を備えるボイラシステムに適用したが、これに限らない。すなわち、第２実施形態は、１以上の段階値制御ボイラ２０Ａと、１以上の連続制御ボイラ２０Ｂとが混在するボイラ群２においても適用可能である。

【符号の説明】

【0102】

１ ボイラシステム
２ ボイラ群
２０Ａ 段階値制御ボイラ
２０Ｂ 連続制御ボイラ
３ 台数制御装置
４ 制御部
４１ 第１出力制御部
４２ 第１出力切換部
４３ 第２出力制御部
４４ 出力制御切換え部
４５ 変動蒸気量モニタリング部
５ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】