台数制御装置および多缶設置システム
【課題】待機を含む複数の燃焼段階を有するボイラを複数台設置した多缶設置システムの台数制御装置であって、その優先順位に変更があった場合でも、多缶設置システムの出力を安定化させることのできる台数制御装置を提供する。
【解決手段】台数制御装置は、ボイラ間の優先順位を変更する優先順位変更手段と、ボイラの中で燃焼段階を変更する候補ボイラを決定する候補ボイラ決定手段と、候補ボイラ間の優先順位を比較することによって、燃焼段階を変更する対象ボイラを候補ボイラから選択する対象ボイラ選択手段と、対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する燃焼段階指示手段とを備え、燃焼段階指示手段は、ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じてから、対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する。
【解決手段】台数制御装置は、ボイラ間の優先順位を変更する優先順位変更手段と、ボイラの中で燃焼段階を変更する候補ボイラを決定する候補ボイラ決定手段と、候補ボイラ間の優先順位を比較することによって、燃焼段階を変更する対象ボイラを候補ボイラから選択する対象ボイラ選択手段と、対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する燃焼段階指示手段とを備え、燃焼段階指示手段は、ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じてから、対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気ボイラや温水ボイラのようなボイラを複数台設置した多缶設置システムにおいて、ボイラ間に設定された優先順位に基づき、ボイラの燃焼台数を制御する台数制御装置、およびその台数制御装置を備えた多缶設置システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数台設置した小型のボイラの燃焼台数を制御することで、各ボイラの出力を効率的に集合させ使用者に供給する多缶設置システムがある。蒸気ボイラであれば、各ボイラを共通のスチームヘッダに接続し、各ボイラからの蒸気をスチームヘッダに集め、そのスチームヘッダから負荷に蒸気を供給する。そのスチームヘッダには、負荷の状態を把握するため圧力検出器が設けられる。また各ボイラには稼動優先順位が予め設定される。燃焼台数を制御する台数制御装置は、圧力検出器の検出結果に基づいて必要な燃焼台数を定め、優先順位の高いボイラから順に燃焼させて必要な燃焼台数を確保し、残りのボイラは停止させる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような多缶設置システムにおいては、稼動優先順位を変更するローテーションが行われている。優先順位が固定されていると、一部のボイラの稼動時間（燃焼時間）が他のボイラと比べて著しく長くなり、システム全体としての寿命が短くなるためである。例えば１日ごとに各ボイラの稼動時間を積算し、その積算値の小さい順に優先順位を高くすることにより、各ボイラの稼動時間を平均化することができる。またローテーションの他、全ブローを実施したボイラに対し、缶体保護を目的に優先的に燃焼させて缶内の濃縮度を高めるなどの各種の目的で優先順位が変更されることもある。
【特許文献１】特開平２−２１１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の台数制御装置では、上述のように必要な燃焼台数を定め、優先順位の高いボイラから順に燃焼させて燃焼台数を確保している。その結果、各ボイラに設定している優先順位と、各ボイラの実際の燃焼状態は常に整合することになる。ローテーションや全ブロー実施等により優先順位が変更された場合も同様に制御される。
【０００５】
しかしながら、必要な燃焼台数が変動したときだけでなく優先順位が変更された場合にも、燃焼するボイラが切り替わることで、十分な出力を一時的に確保できなくなる恐れがある。優先順位の変更前に燃焼していたボイラの優先順位がその変更によって低くなると、そのボイラに停止指示が行われる一方で、優先順位の変更前に待機していたボイラの優先順位が高くなると、そのボイラに燃焼指示が行われるためである。待機状態にあるボイラに燃焼指示を行っても、そのボイラが蒸気を供給できる状態になるまでに一定の時間が必要であるのに対し、燃焼状態のボイラに停止指示を行えば、すぐに燃焼が停止する。ボイラが蒸気を供給できる状態になるまでには、パージや着火のように燃焼を開始するまでに要する時間や、燃焼を開始してから蒸気の供給が可能となる状態までボイラを加熱する時間が必要である。
【０００６】
本発明は、ボイラ間の優先順位に変更があった場合でも、多缶設置システムの出力を安定化させることのできる台数制御装置、台数制御プログラム、およびその台数制御装置を備えた多缶設置システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、待機を含む複数の燃焼段階を有するボイラを複数台設置した多缶設置システムの台数制御装置を提供する。この台数制御装置は、ボイラ間の優先順位を変更する優先順位変更手段と、ボイラの中で燃焼段階を変更する候補ボイラを決定する候補ボイラ決定手段と、候補ボイラ間の優先順位を比較することによって、燃焼段階を変更する対象ボイラを候補ボイラから選択する対象ボイラ選択手段と、対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する燃焼段階指示手段とを備え、燃焼段階指示手段は、ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じてから、対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する。
【０００８】
この台数制御装置では、優先順位の高いボイラから順に燃焼させるのではなく、候補ボイラ間の優先順位を比較することによって対象ボイラを選択し、その対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する。候補ボイラ以外のボイラの優先順位は参照されず、候補ボイラ以外のボイラの燃焼段階は変更されない。例えば燃焼状態にあるボイラを候補ボイラにしなければ、ローテーションや全ブロー実施等によりボイラ間の優先順位が変更されても、そのボイラを停止するのを避けることができる。また燃焼量に過不足が生じ燃焼段階の変更の必要が生じれば、適当なボイラを対象ボイラとして選択すればよい。また、対象ボイラについては、ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じてから燃焼段階の変更が指示される。ボイラ間の優先順位が変更されても、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じるまでは、ボイラの燃焼段階を維持することになる。したがって、この台数制御装置では、優先順位に変更があっても燃焼量に過不足が生じ難くなり、多缶設置システムの出力を安定化させることができる。
【０００９】
しかも、対象ボイラは候補ボイラ間の優先順位を比較することによって選択される。このため、優先順位の変更によってボイラの燃焼状態を直ちに且つ一斉に切り替えなくても、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じたときに序々に入れ替えを行っていくことによって、優先順位の変更が各ボイラの燃焼段階に反映されることになる。したがって、ローテーション等の優先順位を変更する本来の目的を損ねることもない。
【００１０】
候補ボイラ決定手段は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたとき、燃焼段階を引き上げ可能なボイラを引き上げ候補ボイラに決定し、対象ボイラ選択手段は、引き上げ候補ボイラで変更後の優先順位の高いものから、燃焼段階を引き上げる引き上げ対象ボイラを選択することができる。
【００１１】
候補ボイラ決定手段は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたとき、燃焼状態にあるボイラを引き下げ候補ボイラに決定し、対象ボイラ選択手段は、引き下げ候補ボイラで変更後の優先順位の低いものから、燃焼段階を引き下げる引き下げ対象ボイラを選択することもできる。
【００１２】
この台数制御装置は、ボイラ間の優先順位の高い順に選択される制御対象ボイラ、および制御対象ボイラ以外の予備缶ボイラを設定する予備缶設定手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１３】
多缶設置システムに設けられた複数台のボイラのうち、予備缶ボイラは、原則的に停止あるいは待機させる。夜間など時間帯により、多缶設置システムの負荷が低下し、通常負荷より少ない台数で制御を行うことで出力をより安定化させたり、季節や時間帯によって負荷量が異なるので、不要なボイラをできるだけ停止させて省エネ・省力化を図ったりするためである。
【００１４】
制御対象ボイラや予備缶ボイラは、例えば優先順位の高いものから、所定台数分の制御対象ボイラを選択することによって決定することができる。予備缶ボイラは、優先順位の低いものから選ばれることになる。このため、優先順位に変更があれば、制御対象ボイラや予備缶ボイラも変更される。優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わったとき、その予備缶ボイラを直ちに停止させると、要求負荷に対して、多缶設置システムの出力が十分に確保できない可能性がある。
【００１５】
そこで、候補ボイラ決定手段が、ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたとき、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの中で燃焼段階を引き下げる引き下げ候補ボイラを決定するようにしてもよい。
【００１６】
この場合、優先順位の変更があっても、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じて、予備缶ボイラが引き下げ候補ボイラにならなければ、予備缶ボイラは待機にならない。優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わっても、直ちに停止せず、予備缶ボイラを含めたボイラの中から引き下げ候補ボイラとして決定され、さらに引き下げ対象ボイラとして選択されたきに、そのボイラの燃焼段階が引き下げられる。
【００１７】
このため、複数台のボイラの一部を予備缶ボイラとしている場合でも、優先順位の変更によって燃焼量の不足が生じ難くなり、多缶設置システムの出力をさらに安定化することができる。
【００１８】
また候補ボイラ決定手段が、ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたとき、制御対象ボイラの中で燃焼段階を引き上げる引き上げ候補ボイラを決定することもできる。いいかえれば、燃焼段階を引き上げるボイラを選択する場合には、予備缶ボイラが引き上げ候補ボイラから外れる。
【００１９】
そのため、優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わったとき、その予備缶ボイラが直ちに停止しなくても、その後の要求負荷の変動によって順次待機状態となる。すなわち、燃焼段階を引き上げる必要が生じたときは予備缶ボイラの燃焼段階を引き上げることなく状態を維持し、燃焼段階を引き下げる必要が生じたときは予備缶ボイラの燃焼段階は優先的に引き下がるので、予備缶ボイラは順次待機状態になる。このため、予備缶ボイラが長期に燃焼を継続するのを防止できる。
【００２０】
このように多缶設置システムの出力を安定化させつつ、予備缶ボイラを定めて制御対象ボイラの台数を減らすことでシステム全体の制御性を良くしたり、省エネ・省力化を図ったりすることが可能となる。
【００２１】
また本発明の他の態様によれば、上述の台数制御装置として、コンピュータや組み込み機器を機能させる台数制御プログラムが提供される。
【００２２】
また本発明のさらに他の態様によれば、上述の台数制御装置を備えた多缶設置システムが提供される。この多缶設置システムは、ボイラ間の優先順位に変更があった場合でも、安定した出力を行うことが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
以上の構成を採用することにより、ボイラ間の優先順位に変更があった場合でも、多缶設置システムの出力を安定化させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下の実施の形態において、本発明は、低燃、高燃および待機（停止）の３つの燃焼段階を有する蒸気ボイラを複数台設置した多缶設置システムの台数制御装置として実現されている。
【００２５】
図１は本実施の形態における多缶設置システムの全体構成を簡略的に示す図である。ここでは、多缶設置システムが５台の３位置蒸気ボイラ１０１を備える。３位置ボイラ１０１は、供給燃料の相違により低燃または高燃の状態で燃焼する。例えば各ボイラ１０１における高燃時の燃焼量が低燃時の約２倍である場合、高燃時の燃焼量を１．０と数えれば、各ボイラ１０１の燃焼量は０．５刻みで変更することができることになる。３位置ボイラに代えて、オン・オフボイラを用いてもよいし、低燃・中燃・高燃の４位置ボイラや、その他の多位置ボイラを用いるようにしてもよい。
【００２６】
全てのボイラ１０１は、スチームヘッダ１０２に蒸気管１０３を通じて接続されている。ボイラ１０１からの蒸気は、スチームヘッダ１０２に蒸気管１０３を通じて集合する。スチームヘッダ１０２は、使用者の設備に接続され、集合した蒸気をその設備に供給する。
【００２７】
そのスチームヘッダ１０２には、圧力検出器１０４が配置されている。圧力検出器１０４は、スチームヘッダ１０２内部の蒸気圧力を検出する。使用者設備の需要増大により負荷が増加し、供給蒸気量が不足すれば、スチームヘッダ１０２内部の蒸気圧力が減少することになる。一方、使用者設備の需要低下により負荷が減少し、供給蒸気量が過剰になれば、スチームヘッダ１０２内部の蒸気圧力が増加することになる。このため、圧力検出器１０４からの圧力検知信号により負荷変動をモニターできる。
【００２８】
圧力検出器１０４は、台数制御装置１０５と信号線１０６により接続されている。台数制御装置１０５は、信号線１０６を介して、圧力検出器１０４からの圧力検知信号を受信する。台数制御装置１０５は、圧力検出器１０４からの圧力検知信号に基づいて、要求負荷に対応する必要な燃焼量を定め、その必要燃焼量にしたがって各ボイラ１０１に燃焼段階の変更を指示し、５台のボイラ１０１の燃焼量を制御する。上述のように各ボイラ１０１における高燃時の燃焼量を１．０とすれば、５台のボイラ１０１の合計燃焼量は０．５刻みで０．０から５．０まで変化させることができる。
【００２９】
台数制御装置１０５は、要求負荷の変動により燃焼量が不足している場合、待機から低燃、または低燃から高燃に燃焼段階を引き上げる指示をボイラ１０１に行う。要求負荷の変動により燃焼量が過剰になっている場合、高燃から低燃、低燃から待機、または高燃から待機に燃焼段階を引き下げる指示をボイラ１０１に行う。
【００３０】
ここで、ボイラ１０１の発停は、仮想ボイラ単位で扱うこともできる。仮想ボイラとは、ボイラが持つ上述のような燃焼量の違い（低燃、中燃、高燃、・・・）をそれぞれ独立したボイラとみなし、それぞれの蒸発量をボイラに見立てたものである。例えばオン・オフボイラであれば、仮想ボイラは１台であり、実際の物理的なボイラ数と一致する。また３位置ボイラは、物理的に一台であっても、低燃焼蒸発量ボイラと、（高燃焼蒸発量−低燃焼蒸発量）ボイラとの２台であると仮想的に数えることができる。４位置ボイラは低燃焼蒸発量ボイラ、（中燃焼蒸発量−低燃焼蒸発量）ボイラ、（高燃焼蒸発量−中燃焼蒸発量）ボイラの３台であると仮想的に数えることができる。よって、３位置ボイラが低燃状態であれば、その低燃焼蒸発量ボイラに対しては燃焼指示を行っており、その（高燃焼蒸発量−低燃焼蒸発量）ボイラに対しては停止指示を行っていると制御上扱うことができる。
【００３１】
台数制御装置１０５は、各ボイラ１０１の制御モジュールと信号線１０７を介して接続されている。台数制御装置１０５は、信号線１０７を介して各ボイラ１０１の制御モジュールに各種の指示を行ったり、制御モジュールから各種のデータを受信したりして、５台のボイラ１０１に対し上述の制御を行う。各ボイラ１０１の制御モジュールは、台数制御装置１０５から燃焼段階の変更指示の信号を受けると、その指示にしたがって当該ボイラを制御する。またボイラの実際の燃焼状態やその他のデータを台数制御装置１０５に送信する。多缶設置システムの負荷量から定めた必要燃焼量に対して、実際の燃焼量が不足していれば、ボイラに燃焼指示を行い、実際の燃焼量が過剰であれば、ボイラに停止指示を行う。
【００３２】
台数制御装置１０５は、ボイラ室におけるオペレーションパネルとして利用でき、そのため前面部に、タッチパネル付きの液晶ディスプレイ１０８を備えている。目標値や制御幅のようなパラメータや制御方式の設定や、そのときの状態やアラームの表示をこのディスプレイ１０８により行うことができる。
【００３３】
図２は本実施の形態における台数制御装置に用いるハードウェア構成の一例を示す図である。台数制御装置１０５には、この例のような汎用の情報処理回路のほか、その目的に特化した専用回路を利用することができる。台数制御装置１０５は、ＭＰＵ２０１やバス２０２を備えている。ＭＰＵ２０１はバス２０２を通じて、Ｉ／Ｏ２０３や通信インターフェイス２０４、ディスプレイインターフェイス２０５、記憶装置２０６と接続されている。ＭＰＵ２０１は、これらと入出力を行うことにより、台数制御装置１０５の機能を実現する。
【００３４】
Ｉ／Ｏ２０３は、信号線１０６を介して圧力検出器１０４を台数制御装置１０５と接続し、圧力検出器１０４からの圧力検知信号を受信する。通信インターフェイス２０４は、信号線１０７を介してボイラ１０１を台数制御装置１０５に接続する。この通信インターフェイス２０４に対して５台のボイラ１０１をカスケードに接続してもよいし、その他の形式で接続してもよい。また必要に応じて信号線１０７上にリピータを配置するようにしてもよい。ディスプレイインターフェイス２０５は、ディスプレイ１０８をバス２０２に接続する。ディスプレイインターフェイス２０５は、ＭＰＵ２０１からの指令を受信してＬＣＤ２０７への表示信号を生成し、またタッチパネル２０８からの入力信号をＭＰＵ２０１へ出力する。
【００３５】
記憶装置２０６には、フラッシュメモリのような不揮発性メモリや、ＲＡＭのような揮発性メモリ、その他のストレージを用いることができる。この記憶装置２０６は、制御プログラム２０９のコードを格納している。ＭＰＵ２０１は、制御プログラム２０９のコードを記憶装置２０６から読み出し、そのプログラム２０９の指令にしたがってバス２０２上のデバイスに対して入出力を行う。
【００３６】
記憶装置２０６は、ボイラ管理テーブル２１０や優先順位テーブル２１１をさらに格納している。ボイラ管理テーブル２１０は、ＭＰＵ２０１の制御により各ボイラ１０１に対して行われた指示や、各ボイラ１０１から受信した状態を格納する。優先順位テーブル２１１は、ボイラ１０１間の優先順位の設定をボイラ１０１ごとに格納する。
【００３７】
優先順位は、燃焼指示や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。ボイラ１０１の１号機から５号機のそれぞれに「１」乃至「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。
【００３８】
このような優先順位の設定のほか、記憶装置２０６は、タッチパネル付きディスプレイ１０８などから入力された制御目標値や制御幅のようなパラメータ、動作設定のデータも格納する。このデータは、優先順位を変更するローテーションに関する設定データも含む。その設定データは、ローテーションの間隔や実行時刻などのデータを有する。ローテーションにより、例えば１号機から５号機の優先順位が逆順に変更される。優先順位の変更は、このようなローテーションに加え、全ブロー実施により該当ボイラの優先順位が繰り上げられる場合や、優先順位の高いボイラが燃焼不可状態から復帰した場合などに行われる。
【００３９】
図３は優先順位テーブルの一例を説明するための図である。この例において、優先順位テーブル２１１は、ボイラごとにレコードを有する。各レコードは、例えばボイラ識別子、優先順位、および前回優先順位といった項目のデータを含む。ボイラ識別子は、ＭＰＵ２０１がボイラを識別するのに用いる符号である。この例では、「Ｎｏ．１」乃至「Ｎｏ．５」のように各ボイラの号数を文字データで記述している。優先順位は、「１」乃至「５」のように各ボイラに割り当てられた優先順位の数値データを格納する。この例では、１号ボイラに優先順位として「５」が割り当てられており、２号ボイラに優先順位として「４」が割り当てられている。ボイラが故障などしている場合には、そのボイラに対するレコードを一時的に削除したり、そのボイラの優先順位の値に数値データを書き込まなかったり、特定の符号を書き込んだりすることができる。各ボイラの優先順位を変更する場合は、ＭＰＵ２０１がこの優先順位テーブル２１１のデータを書き換える。前回優先順位の項目は、変更前の優先順位の数値データを格納する。
【００４０】
この台数制御装置１０５において、ＭＰＵ２０１は、ローテーションなどで優先順位に変更があっても、多缶設置システムの出力を安定化できるように制御を行う。優先順位に変更があってから、要求負荷の変動により燃焼量（または蒸気量）に不足や過剰が生じ、燃焼段階を変更する必要が生じるまでは、ボイラ１０１への燃焼段階の変更を指示しない。例えば高燃状態のボイラの優先順位が一番低い順位に変更されても、その変更時にそのボイラを直ちに停止しない。蒸気量の不足により燃焼段階を変更する必要が生じれば、そのときに、燃焼量を増加させることの可能な他のボイラを変更後の優先順位に基づいて選択し、選択したボイラに燃焼段階を引き上げる指示を行う。制御プログラム２０９の指令にしたがってＭＰＵ２０１が、ボイラ管理テーブル２１０や燃焼順位テーブル２１１への入出力、演算やデータの加工を行うことにより、このような制御機能が実現される。
【００４１】
図４は台数制御装置の機能的構成を説明するための図である。台数制御装置１０５は検知信号受信部４０１、燃焼量演算部４０２、状態取得部４０３、優先順位変更部４０４、候補ボイラ決定部４０５、対象ボイラ選択部４０６および燃焼段階指示部４０７を備える。
【００４２】
検知信号受信部４０１は、多缶設置システムの負荷を表す圧力検知信号を圧力検出器１０４から受信する。燃焼量演算部４０２は、圧力検出器１０４からの圧力検知信号に基づいて、その蒸気圧力に対応する必要燃焼量を演算する。状態取得部４０３は、ボイラ１０１の運転状態のデータを各ボイラ１０１の制御モジュールから取得し、ボイラ１０１の実際の燃焼段階をボイラ管理テーブル２１０に書き込む。優先順位変更部４０４は、ローテーションに関する設定などにしたがって優先順位テーブル２１１のデータを書き換え、優先順位の設定を変更する。
【００４３】
候補ボイラ決定部４０５は、ボイラ１０１の燃焼段階にしたがって、ボイラ１０１の中で燃焼段階を変更する候補ボイラを決定する。候補ボイラ決定部４０５は、ボイラ管理テーブル２１０から各ボイラ１０１の燃焼段階を読み出す。この実施の形態において、候補ボイラ決定部４０５は、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じたとき、候補ボイラを決定する。たとえば、各ボイラ１０１の燃焼段階から得られるシステム全体の燃焼量と燃焼量演算部４０２からの燃焼量とを単位時間ごとに比較することで、燃焼段階の変更の必要が生じたかどうかを判断することができる。要求負荷の変動により燃焼量の不足が生じ、燃焼段階を引き上げる必要が生じたときには、燃焼段階が高燃以外のボイラ１０１を引き上げ候補ボイラとして決定する。ここでは、燃焼段階が待機または低燃のボイラ１０１が引き上げ候補ボイラとして決定される。燃焼段階が待機か低燃にあるボイラは、仮想ボイラ単位では、いずれも燃焼指示の可能なボイラである。一方、要求負荷の変動により燃焼量が過剰となり、燃焼段階を引き下げる必要が生じたときには、燃焼段階が待機以外のボイラ１０１を引き下げ候補ボイラとして決定する。すなわち、燃焼段階が低燃か高燃のボイラ１０１が引き下げ候補ボイラとして決定される。燃焼段階が低燃か高燃にあるボイラは、仮想ボイラ単位では、いずれも停止指示の可能なボイラとなる。ボイラ１０１間の優先順位が変更されても、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じなければ、候補ボイラは決定されない。候補ボイラ決定部４０５は、候補ボイラを決定すると、ボイラ識別子のようにその候補ボイラを特定するデータを対象ボイラ選択部４０６に供給する。
【００４４】
対象ボイラ選択部４０６は、候補ボイラ間の優先順位を比較することによって、燃焼段階を変更する対象ボイラを候補ボイラから選択する。対象ボイラ選択部４０６は、候補ボイラの優先順位を優先順位テーブル２１１から読み出す。図３の例であれば、候補ボイラ決定部４０５からボイラ識別子として「Ｎｏ．３」、「Ｎｏ．４」および「Ｎｏ．５」が得られると、対象ボイラ選択部４０６は、それらボイラ識別子に対応する優先順位の値「２」、「１」および「３」を優先順位テーブル２１１から読み出す。優先順位の値を読み出すと、対象ボイラ選択部４０６はそれらの値を比較する。要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたときには、読み出した値の小さい順に、引き上げ対象ボイラを選択する。
【００４５】
例えば、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたときには、読み出した値の小さい順に、引き上げ対象ボイラを選択する。優先順位の値として「１」乃至「３」を読み出したときには、値「１」が最も小さいので、対象ボイラ選択部４０６は、その値に対応する４号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。
【００４６】
また要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたときには、読み出した値の大きい順に、引き下げ対象ボイラを選択する。例えば、優先順位の値として「４」および「５」を読み出したときには、値「５」の方が大きいので、対象ボイラ選択部４０６は、その値に対応する１号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。
【００４７】
優先順位が変更されてから対象ボイラを選択する場合には、その選択に、変更後の優先順位が用いられる。対象ボイラ選択部４０６は、対象ボイラを選択すると、その対象ボイラを特定するデータを燃焼段階指示部４０７に供給する。
【００４８】
燃焼段階指示部４０７は、対象ボイラについて燃焼段階を変更する指示を行って、当該対象ボイラの燃焼段階を引き上げるか引き下げる。対象ボイラ以外のボイラについては、その燃焼段階を維持する。仮想ボイラ単位では、燃焼指示または停止指示を送信する。この実施の形態において、候補ボイラの決定および対象ボイラの選択は、ボイラ間の優先順位が変更されても、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じてから行っている。燃焼段階指示部４０７は、その決定または選択の時期にあわせて、対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示することになる。
【００４９】
燃焼段階指示部４０７は、各ボイラ１０１に指示を送信するとともに、その指示をボイラ管理テーブル２１０に書き込む。ボイラ１０１の制御モジュールは、その指示にしたがってボイラ１０１の燃焼段階を制御し、それによって、多缶設置システムの負荷に応じた蒸気量の調整が行われる。
【００５０】
図５は本実施の形態における台数制御装置による制御例を説明するための図である。この例は、時刻ｔ１において、１号ボイラから５号ボイラまでの優先順位が「５」、「４」、「２」、「１」、「３」から「１」、「２」、「４」、「５」、「３」にそれぞれ変更されたときの制御例である。図５の上段は、スチームヘッダの蒸気圧力、およびその圧力から得られた必要燃焼量を時系列に示している。図５の下段は、１号ボイラから５号ボイラまでの各ボイラの燃焼段階を時系列に示している。
【００５１】
この例における初期の時刻ｔ０では、必要燃焼量が２．５であり、また蒸気を供給可能なボイラ（供蒸可能ボイラ）の燃焼量も２．５になっている。その時刻ｔ０では優先順位の高い４号ボイラ、３号ボイラの燃焼段階が高燃であり、その次に優先順位の高い５号ボイラの燃焼段階が低燃である。優先順位の低い２号ボイラおよび１号ボイラの燃焼段階は待機である。
【００５２】
時刻ｔ１でローテーションによって優先順位が変更されたとする。その時刻ｔ１で、もし変更後の優先順位の高い順に、燃焼段階の変更指示を行うボイラを選択したとすると、１号ボイラおよび２号ボイラに順次燃焼段階の引き上げ指示が行われ、３号ボイラおよび４号ボイラに対してはそれらを待機させる停止指示が行われることになる。しかしながら、１号ボイラに引き上げ指示を行っても、蒸気の供給が可能となるまで時間が必要になる。このため、優先順位の変更によってボイラの燃焼段階を引き上げたり引き下げたりすると、多缶設置システムの出力が不安定化する可能性がある。
【００５３】
この実施の形態における台数制御装置は、上述のように優先順位に変更があっても、要求負荷に変動がなければ、各ボイラの燃焼段階を変更しない。要求負荷に変更があるかどうかは例えば０．５秒ごとに判断する。この例では、優先順位が変更された時刻ｔ１の後も時刻ｔ２になる前は必要燃焼量が変わらない。したがって、燃焼段階の変更指示は行われず、各ボイラの燃焼段階は維持される。
【００５４】
時刻ｔ２になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少しており、そのため必要燃焼量が２．５から３．０に増加する。台数制御装置は、必要燃焼量が増加して燃焼段階を引き上げる必要が生じたと判断すると、燃焼段階が待機か低燃の１号ボイラ、２号ボイラ、５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定する。引き上げ候補ボイラを決定すると、その引き上げ候補ボイラ間の変更後の優先順位を比較することによって、燃焼段階を引き上げる指示対象である引き上げ対象を選択する。燃焼量の不足は０．５であり、３つのボイラに対する変更後の優先順位は、順に「１」、「２」、「３」であるから、１号ボイラが引き上げ対象ボイラとして選択される。燃料量の不足によっては２台以上のボイラを引き上げ対象ボイラとして選択してもよい。また引き上げ対象ボイラ以外の２号ボイラから５号ボイラの燃焼段階は維持される。このとき５台のボイラ１０１は変更後の優先順位の高い順に燃焼しておらず、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５となる。
【００５５】
時刻ｔ３になると、スチームヘッダの蒸気圧力が増加しており、そのため必要燃焼量が３．０から２．５に減少する。台数制御装置は、必要燃焼量が減少して燃焼段階を引き下げる必要が生じたと判断すると、燃焼段階が低燃か高燃の１号ボイラおよび３号ボイラから５号ボイラを引き下げ候補ボイラとして決定する。この場合、台数制御装置は、１号ボイラおよび３号ボイラから５号ボイラの変更後の優先順位を比較することによって、燃焼段階を引き下げる指示対象である引き下げ対象ボイラを選択する。燃焼量の不足は０．５であり、引き下げ候補ボイラのうち最も優先順位の低いボイラは４号ボイラであるため、４号ボイラが引き下げ対象ボイラとして選択され、その燃焼段階が高燃から低燃に引き下げられる。この時刻ｔ３を経過したとき、１号ボイラが供蒸可能な状態になっているので、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５となる。
【００５６】
時刻ｔ４になると、スチームヘッダの蒸気圧力がさらに増加しており、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少する。台数制御装置は、同様にして４号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択し、４号ボイラの燃焼段階が低燃から待機に引き下げられる。これによって、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。
【００５７】
このように、優先順位の変更があった時刻ｔ１に４号ボイラを停止しなくても、必要燃焼量が減少したときに優先的に４号ボイラが停止され、変更後の優先順位と各ボイラの燃焼段階が序々に整合することになる。ローテーションのような優先順位の変更をする間隔と較べると、整合するのに要する時間は極めて短いので、実質的に優先順位に基づいて各ボイラの燃焼段階が制御される。したがって、優先順位による燃焼の制御やローテーションのような優先順位の変更の効果を損ねない。
【００５８】
さらに時間が経過し時刻ｔ５になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少し、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加し、燃焼量が０．５だけ不足する。台数制御装置は、必要燃焼量が増加して燃焼段階を引き上げる必要が生じたと判断すると、燃焼段階が低燃または待機の１号ボイラ、２号ボイラ、４号ボイラ、５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定する。その引き上げ候補ボイラの中から、そのとき優先順位の最も高い１号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。１号ボイラの燃焼段階が低燃から高燃に引き上げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５に増加する。
【００５９】
時刻ｔ６になると、スチームヘッダの蒸気圧力がさらに減少し、そのため必要燃焼量が２．５から３．０に増加し、燃焼量が０．５だけ不足する。台数制御装置は、燃焼段階が低燃または待機の２号ボイラ、４号ボイラ、５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定する。その引き上げ候補ボイラの中から、そのとき優先順位の最も高い２号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５のままである。
【００６０】
時刻ｔ７になると、スチームヘッダの蒸気圧力が再び増加し、そのため必要燃焼量が３．０から２．５に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、そのとき燃焼段階が高燃または低燃の４つのボイラを引き下げ候補ボイラとして決定する。その引き下げ候補ボイラの中から、そのとき優先順位の最も低い３号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。３号ボイラの燃焼段階が高燃から低燃に引き下げられる一方で、時刻ｔ７が経過したときには２号ボイラが供蒸可能になっているので、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５となっている。
【００６１】
時刻ｔ８になると、スチームヘッダの蒸気圧力がさらに増加し、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、そのとき燃焼段階が高燃または低燃の４台のボイラを引き下げ候補ボイラとして決定する。その引き下げ候補ボイラの中から、同様にして３号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。３号ボイラの燃焼段階が低燃から待機に引き下げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０に減少する。これによって３号ボイラおよび４号ボイラは、変更後の優先順位にしたがって待機状態になっている。
【００６２】
時刻ｔ９になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少し、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加する。台数制御装置は、そのとき燃焼段階が低燃または待機の２号ボイラから５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定する。その引き上げ候補ボイラの中から、優先順位の最も高い２号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。２号ボイラの燃焼段階が低燃から高燃に引き上げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５に増加する。これによって、各ボイラの燃焼段階が優先順位通りになっている。
【００６３】
このように本実施の形態における台数制御装置は、優先順位の設定に変更があっても、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じたときに、そのときの燃焼段階にしたがって候補ボイラを選択する。燃焼ボイラを候補ボイラから外すことにより、燃焼ボイラの燃焼段階の引き下げを行わない。燃焼段階の変更は対象ボイラについてのみ行い、その他のボイラの燃焼段階は維持する。優先順位に変更があっても即座かつ一斉に燃焼ボイラの入れ替えを行わず、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じたときに序々に入れ替えを行っていくことで、蒸気圧力を安定させた状態で優先順位の変更を行うことが可能となる。
【００６４】
上述の例では、台数制御装置が、多缶設置システムに設けられた全てのボイラに対して制御を行っていた。しかしながら、夜間など時間帯により、多缶設置システムの負荷が定常的に低下したり、季節や時間帯によって負荷量が異なるために不要なボイラが生じたりする場合がある。このため、省エネ・省力化や制御性の向上を目的として、設置されたボイラの一部を制御対象ボイラとし、残りのボイラを予備缶とするようにしてもよい。不要なボイラ等を予備缶として原則的に燃焼させず待機させる。
【００６５】
図４に示すように、台数制御装置１０５は、このような制御対象ボイラおよび予備缶ボイラを設定するため、予備缶設定部４０８をさらに備えるようにしてもよい。予備缶設定部４０８は、優先順位の高い順に、予め設定された最大燃焼台数分の制御対象ボイラを選択することにより、ボイラ１０１のうちから、制御対象ボイラ、および制御対象ボイラ以外の予備缶ボイラを決定する。例えば最大燃焼台数が３台に設定されていれば、５台のボイラ１０１のうち、優先順位の高い３台のボイラが制御対象ボイラとして設定され、優先順位の低い２台のボイラが予備缶ボイラとして設定される。
【００６６】
予備缶設定部４０８は、優先順位変更部４０４より優先順位の変更通知があると、優先順位テーブル２１１を参照し、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラを設定し、その設定をボイラ管理テーブル２１０に書き込む。例えば、ボイラ管理テーブル２１０に、制御対象ボイラか予備缶ボイラかを示すフラグをボイラごとに用意しておき、予備缶設定部４０８が、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの決定結果にしたがって、そのフラグの値を書き込むようにすればよい。
【００６７】
この場合、候補ボイラ決定部４０５は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたとき、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの中から燃焼段階を引き下げる引き下げ候補ボイラを決定する。この決定は、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの燃焼段階にしたがってすることができる。対象ボイラ選択部４０６は、引き下げ候補ボイラ間で優先順位の低いものから、燃焼段階を引き下げる引き下げ対象ボイラを選択する。上述の例のように、優先順位の変更があっても、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じて引き下げ候補ボイラを決定しなければ、引き下げ対象ボイラが選択されず、また引き下げ対象ボイラ以外のボイラの燃焼段階は、予備缶ボイラの燃焼段階も含め維持される。すなわち、優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わっても、直ちに停止しない。要求負荷の変動により燃焼段階の引き下げの必要が生じたときに、予備缶ボイラを含めたボイラの中から、燃焼段階を引き下げるボイラを変更後の優先順位に基づいて選択する。
【００６８】
このため、ボイラ１０１の一部を予備缶ボイラとしている場合でも、優先順位の変更によって燃焼量の不足が生じ難くなり、多缶設置システムの出力をさらに安定化することができる。
【００６９】
また候補ボイラ決定部４０５は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたとき、制御対象ボイラの中から引き上げ候補ボイラを決定し、対象ボイラ選択部４０６は、それら引き上げ候補ボイラ間の優先順位を比較することによって、その増加分に対して引き上げ対象ボイラを選択することができる。
【００７０】
引き上げ対象ボイラを選択する場合には、予備缶ボイラを引き上げ候補ボイラに含めない。優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わったとき、その予備缶ボイラが直ちに待機としなくても、予備缶ボイラには引き下げ指示しか行われないから、予備缶ボイラは順次待機状態になる。したがって、予備缶ボイラが長期に燃焼を継続するのを防止することができる。
【００７１】
図６は本実施の形態における台数制御装置による制御の他の例を説明するための図である。この例も、時刻ｔ１において、１号ボイラから５号ボイラまでの優先順位が「５」、「４」、「２」、「１」、「３」から「１」、「２」、「４」、「５」、「３」にそれぞれ変更されたときの制御例である。ただし、最大燃焼台数が５台ではなく３台に設定されているため、５台のボイラのうち２台が予備缶ボイラとなる。
【００７２】
この例における初期の時刻ｔ０では、必要燃焼量は２．０であり、また供蒸可能ボイラの燃焼量も２．０になっている。その時刻ｔ０では優先順位の高い４号ボイラ、３号ボイラの燃焼段階が高燃であり、その次に優先順位の高い５号ボイラの燃焼段階が待機である。これら３台が制御対象ボイラであり、残りの２号ボイラおよび１号ボイラが予備缶ボイラである。
【００７３】
この時刻ｔ０から時刻ｔ１になると、上述のように優先順位が変更される。その時刻ｔ１で、もし変更後の優先順位の低い順に４号ボイラおよび３号ボイラを予備缶ボイラとして設定し、直ちに待機させてしまうと、供蒸可能なボイラの燃焼量が０．０になって、必要燃焼量から大きく不足してしまう。
【００７４】
この例では、優先順位の変更により制御対象ボイラおよび予備缶ボイラが変わっても、要求負荷の変動により燃焼段階を変更する必要が生じなければ、変更前の予備缶ボイラの燃焼段階を待機にする変更を指示しない。時刻ｔ１では、４号ボイラおよび３号ボイラに対しては引き下げ指示が行われず、両ボイラの燃焼段階が維持される。これによって、優先順位の変更された時刻ｔ１でも、供蒸可能ボイラの燃焼量を２．０に維持することができる。
【００７５】
時刻ｔ２になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少しており、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加する。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたと判断すると、制御対象ボイラであって燃焼段階を引き上げ可能な１号ボイラ、２号ボイラ、５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定し、その引き上げ候補ボイラの中から、それらボイラの優先順位に基づいて、引き上げ対象ボイラを選択する。燃焼量の不足は０．５であり、３つの引き上げ候補ボイラに対する変更後の優先順位は、順に「１」、「２」、「３」であるから、１号ボイラが引き上げ対象ボイラとして選択される。これによって１号ボイラの燃焼段階が待機から低燃に引き上げられるものの、供蒸可能な状態に１号ボイラがなるまで時間を要する。しかしながら、１号ボイラ以外のボイラの燃焼段階は、予備缶ボイラである３号ボイラおよび４号ボイラの燃焼段階も含め維持される。このため、優先順位の変更があっても燃焼量は減少せず、このときの供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０になっている。
【００７６】
時刻ｔ３になると、スチームヘッダの蒸気圧力が増加しており、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたと判断すると、燃焼状態にある制御対象ボイラおよび予備缶ボイラを引き下げ候補ボイラとして決定し、それら引き下げ候補ボイラの優先順位に基づいて引き下げ対象ボイラを選択する。それら引き下げ候補ボイラのうち最も優先順位の低いボイラは、優先順位の変更により予備缶ボイラとなった４号ボイラであるため、４号ボイラの燃焼段階が高燃から低燃に引き下げられる。この時刻ｔ３を経過したとき、１号ボイラが供蒸可能な状態になっているので、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。
【００７７】
時刻ｔ４になると、スチームヘッダの蒸気圧力が再び減少し、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加し、燃焼量が０．５だけ不足する。台数制御装置は、そのとき制御対象ボイラであって燃焼段階を引き上げ可能な１号ボイラ、２号ボイラおよび５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定し、最も優先順位の高い１号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。これによって、１号ボイラの燃焼段階が低燃から高燃に引き上げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５となる。
【００７８】
時刻ｔ５になると、スチームヘッダの蒸気圧力が増加し、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの中から燃焼状態にある１号ボイラ、３号ボイラおよび４号ボイラを引き下げ候補ボイラとして決定し、そのとき最も優先順位の低い４号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。これによって、４号ボイラの燃焼段階が低燃から待機に引き下げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。
【００７９】
時刻ｔ６になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少し、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加し、燃焼量が０．５だけ不足する。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたと判断すると、制御対象ボイラであって燃焼段階を引き上げ可能な２号ボイラおよび５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定し、その引き上げ候補ボイラの中から、最も優先順位の高い２号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。これによって、２号ボイラの燃焼段階を待機から低燃に引き上げる指示がされるものの、供蒸可能な状態ではないので、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。
【００８０】
上述した時刻ｔ５の際の制御では、優先順位の変更により制御対象ボイラおよび予備缶ボイラが変わったときに、予備缶ボイラとなった４号ボイラを停止していなくても、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたときに優先的に４号ボイラが停止されている。また時刻ｔ６の際の制御では、引き上げ候補ボイラから、予備缶ボイラである４号ボイラが除外されているため、４号ボイラの待機状態は継続する。予備缶ボイラを優先順位の変更時に直ちに待機としなくても、このように予備缶ボイラに引き上げ指示を行わず必要が生じたときに引き下げ指示を行うことによって、予備缶ボイラの設定と実際とが序々に整合することになる。ローテーションのような優先順位の変更をする間隔と較べると、整合するのに要する時間は極めて短いので、実質的に予備缶ボイラは制御対象から外れ冷態を継続することになる。したがって、予備缶ボイラによる省エネ・省力化等の効果を損ねない。
【００８１】
さらに時間が経過し時刻ｔ７になると、スチームヘッダの蒸気圧力が増加し、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたと判断すると、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラのうち燃焼段階が高燃または低燃の１号ボイラ乃至３号ボイラを引き下げ候補ボイラとして決定し、その引き下げ候補ボイラの中から、最も優先順位の低い３号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。これによって、３号ボイラの燃焼段階が高燃から低燃に引き下げられる。このとき２号ボイラが供蒸可能な状態になっており、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。
【００８２】
時刻ｔ８になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少し、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加し、燃焼量が０．５だけ不足する。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたと判断すると、制御対象ボイラのうち燃焼段階が低燃または待機である２号ボイラおよび５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定し、その引き上げ候補ボイラの中から、そのとき最も優先順位の高い２号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。これによって、２号ボイラの燃焼段階が低燃から高燃に引き上げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５となる。
【００８３】
時刻ｔ９になると、スチームヘッダの蒸気圧力が増加し、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたと判断すると、時刻ｔ７の際と同様に、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラのうち燃焼段階が高燃または低燃の１号ボイラから３号ボイラを引き下げ候補ボイラとして決定し、その引き下げ候補ボイラの中から、最も優先順位の低い３号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。これによって、３号ボイラの燃焼段階が低燃から待機に引き下げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。このときには、予備缶ボイラである３号ボイラおよび４号ボイラのいずれも待機状態となり、予備缶ボイラの変更後の設定通りになっている。
【００８４】
このように本実施の形態における台数制御装置は、多缶設置システムの出力する蒸気圧力を安定化させたまま、ボイラ間の優先順位の変更に伴って制御対象ボイラおよび予備缶ボイラを更新することができる。さらに、優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わったとき、その予備缶ボイラが直ちに待機としなくても、その状態は継続せず、予備缶ボイラは順次待機状態になる。予備缶ボイラが長期に燃焼を継続するのを防止することができ、省エネ・省力化、制御性の向上など予備缶ボイラを設定する効果を損ねない。
【００８５】
上述の実施の形態で利用した制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に格納することができる。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体および伝送媒体を含む。例えばプログラムのコードを電気信号や光信号、磁気信号などで表現し、その信号を搬送波に載せて送信することで、同軸ケーブルや銅線、光ファイバのような伝送媒体でそのプログラムを提供することができる。またコンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの光学メディアや、フレキシブルディスクのような磁気メディア、フラッシュメモリやＲＡＭなどの半導体メモリを利用することができる。
【００８６】
上述の実施の形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、その範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば上述の実施の形態のように優先順位の設定を変更する際、燃焼予定ボイラが無圧のときには、有圧になるまでその変更を遅延させたり、その変更に先行して有圧にしたりするようにしてもよい。
【００８７】
また上述の実施の形態では、優先順位変更部から優先順位の変更通知が予備缶設定部にあったときに制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの設定を更新したが、優先順位の変更とその更新を同期させなくてもよい。
【００８８】
また上述の実施の形態では、要求負荷の変動により燃焼段階の必要が生じたときに候補ボイラを決定したが、これに限られるものではない。これに代えて、またはこれと共に、予め定めた期間ごとに候補ボイラを決定し、燃焼段階を変更するようにしてもよい。
【００８９】
さらに上述の実施の形態では、ボイラの実際の燃焼段階にしたがって候補ボイラを決定したが、台数制御装置からのボイラへの指示によって候補ボイラを決定するようにしてもよい。この指示は、これからボイラへ与える指示であってもよいし、ボイラに与えた指示内容であってもよい。
【００９０】
さらに上述の実施の形態では、５台の３位置蒸気ボイラを設けた多缶設置システムについて本発明を適用したが、これに限られるものではなく、温水ボイラのような他の種類のボイラを設けた多缶設置システムについて適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本実施の形態における多缶設置システムの全体構成を簡略的に示す図である。
【図２】本実施の形態における台数制御装置に用いるハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】優先順位テーブルの一例を説明するための図である。
【図４】台数制御装置の機能的構成を説明するための図である。
【図５】本実施の形態における台数制御装置による制御例を説明するための図である。
【図６】本実施の形態における台数制御装置による制御の他の例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０１ ボイラ
１０２ スチームヘッダ
１０４ 圧力検出器
１０５ 台数制御装置
２０９ 制御プログラム
２１０ ボイラ管理テーブル
２１１ 優先順位テーブル
２１２ 変換データ
２１３ パターンデータ
４０１ 検知信号受信部
４０２ 台数演算部
４０３ 状態取得部
４０４ 優先順位変更部
４０５ 候補ボイラ決定部
４０６ 対象ボイラ選択部
４０７ 燃焼段階指示部
４０８ 予備缶設定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気ボイラや温水ボイラのようなボイラを複数台設置した多缶設置システムにおいて、ボイラ間に設定された優先順位に基づき、ボイラの燃焼台数を制御する台数制御装置、およびその台数制御装置を備えた多缶設置システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数台設置した小型のボイラの燃焼台数を制御することで、各ボイラの出力を効率的に集合させ使用者に供給する多缶設置システムがある。蒸気ボイラであれば、各ボイラを共通のスチームヘッダに接続し、各ボイラからの蒸気をスチームヘッダに集め、そのスチームヘッダから負荷に蒸気を供給する。そのスチームヘッダには、負荷の状態を把握するため圧力検出器が設けられる。また各ボイラには稼動優先順位が予め設定される。燃焼台数を制御する台数制御装置は、圧力検出器の検出結果に基づいて必要な燃焼台数を定め、優先順位の高いボイラから順に燃焼させて必要な燃焼台数を確保し、残りのボイラは停止させる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような多缶設置システムにおいては、稼動優先順位を変更するローテーションが行われている。優先順位が固定されていると、一部のボイラの稼動時間（燃焼時間）が他のボイラと比べて著しく長くなり、システム全体としての寿命が短くなるためである。例えば１日ごとに各ボイラの稼動時間を積算し、その積算値の小さい順に優先順位を高くすることにより、各ボイラの稼動時間を平均化することができる。またローテーションの他、全ブローを実施したボイラに対し、缶体保護を目的に優先的に燃焼させて缶内の濃縮度を高めるなどの各種の目的で優先順位が変更されることもある。
【特許文献１】特開平２−２１１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の台数制御装置では、上述のように必要な燃焼台数を定め、優先順位の高いボイラから順に燃焼させて燃焼台数を確保している。その結果、各ボイラに設定している優先順位と、各ボイラの実際の燃焼状態は常に整合することになる。ローテーションや全ブロー実施等により優先順位が変更された場合も同様に制御される。
【０００５】
しかしながら、必要な燃焼台数が変動したときだけでなく優先順位が変更された場合にも、燃焼するボイラが切り替わることで、十分な出力を一時的に確保できなくなる恐れがある。優先順位の変更前に燃焼していたボイラの優先順位がその変更によって低くなると、そのボイラに停止指示が行われる一方で、優先順位の変更前に待機していたボイラの優先順位が高くなると、そのボイラに燃焼指示が行われるためである。待機状態にあるボイラに燃焼指示を行っても、そのボイラが蒸気を供給できる状態になるまでに一定の時間が必要であるのに対し、燃焼状態のボイラに停止指示を行えば、すぐに燃焼が停止する。ボイラが蒸気を供給できる状態になるまでには、パージや着火のように燃焼を開始するまでに要する時間や、燃焼を開始してから蒸気の供給が可能となる状態までボイラを加熱する時間が必要である。
【０００６】
本発明は、ボイラ間の優先順位に変更があった場合でも、多缶設置システムの出力を安定化させることのできる台数制御装置、台数制御プログラム、およびその台数制御装置を備えた多缶設置システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、待機を含む複数の燃焼段階を有するボイラを複数台設置した多缶設置システムの台数制御装置を提供する。この台数制御装置は、ボイラ間の優先順位を変更する優先順位変更手段と、ボイラの中で燃焼段階を変更する候補ボイラを決定する候補ボイラ決定手段と、候補ボイラ間の優先順位を比較することによって、燃焼段階を変更する対象ボイラを候補ボイラから選択する対象ボイラ選択手段と、対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する燃焼段階指示手段とを備え、燃焼段階指示手段は、ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じてから、対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する。
【０００８】
この台数制御装置では、優先順位の高いボイラから順に燃焼させるのではなく、候補ボイラ間の優先順位を比較することによって対象ボイラを選択し、その対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する。候補ボイラ以外のボイラの優先順位は参照されず、候補ボイラ以外のボイラの燃焼段階は変更されない。例えば燃焼状態にあるボイラを候補ボイラにしなければ、ローテーションや全ブロー実施等によりボイラ間の優先順位が変更されても、そのボイラを停止するのを避けることができる。また燃焼量に過不足が生じ燃焼段階の変更の必要が生じれば、適当なボイラを対象ボイラとして選択すればよい。また、対象ボイラについては、ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じてから燃焼段階の変更が指示される。ボイラ間の優先順位が変更されても、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じるまでは、ボイラの燃焼段階を維持することになる。したがって、この台数制御装置では、優先順位に変更があっても燃焼量に過不足が生じ難くなり、多缶設置システムの出力を安定化させることができる。
【０００９】
しかも、対象ボイラは候補ボイラ間の優先順位を比較することによって選択される。このため、優先順位の変更によってボイラの燃焼状態を直ちに且つ一斉に切り替えなくても、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じたときに序々に入れ替えを行っていくことによって、優先順位の変更が各ボイラの燃焼段階に反映されることになる。したがって、ローテーション等の優先順位を変更する本来の目的を損ねることもない。
【００１０】
候補ボイラ決定手段は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたとき、燃焼段階を引き上げ可能なボイラを引き上げ候補ボイラに決定し、対象ボイラ選択手段は、引き上げ候補ボイラで変更後の優先順位の高いものから、燃焼段階を引き上げる引き上げ対象ボイラを選択することができる。
【００１１】
候補ボイラ決定手段は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたとき、燃焼状態にあるボイラを引き下げ候補ボイラに決定し、対象ボイラ選択手段は、引き下げ候補ボイラで変更後の優先順位の低いものから、燃焼段階を引き下げる引き下げ対象ボイラを選択することもできる。
【００１２】
この台数制御装置は、ボイラ間の優先順位の高い順に選択される制御対象ボイラ、および制御対象ボイラ以外の予備缶ボイラを設定する予備缶設定手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１３】
多缶設置システムに設けられた複数台のボイラのうち、予備缶ボイラは、原則的に停止あるいは待機させる。夜間など時間帯により、多缶設置システムの負荷が低下し、通常負荷より少ない台数で制御を行うことで出力をより安定化させたり、季節や時間帯によって負荷量が異なるので、不要なボイラをできるだけ停止させて省エネ・省力化を図ったりするためである。
【００１４】
制御対象ボイラや予備缶ボイラは、例えば優先順位の高いものから、所定台数分の制御対象ボイラを選択することによって決定することができる。予備缶ボイラは、優先順位の低いものから選ばれることになる。このため、優先順位に変更があれば、制御対象ボイラや予備缶ボイラも変更される。優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わったとき、その予備缶ボイラを直ちに停止させると、要求負荷に対して、多缶設置システムの出力が十分に確保できない可能性がある。
【００１５】
そこで、候補ボイラ決定手段が、ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたとき、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの中で燃焼段階を引き下げる引き下げ候補ボイラを決定するようにしてもよい。
【００１６】
この場合、優先順位の変更があっても、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じて、予備缶ボイラが引き下げ候補ボイラにならなければ、予備缶ボイラは待機にならない。優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わっても、直ちに停止せず、予備缶ボイラを含めたボイラの中から引き下げ候補ボイラとして決定され、さらに引き下げ対象ボイラとして選択されたきに、そのボイラの燃焼段階が引き下げられる。
【００１７】
このため、複数台のボイラの一部を予備缶ボイラとしている場合でも、優先順位の変更によって燃焼量の不足が生じ難くなり、多缶設置システムの出力をさらに安定化することができる。
【００１８】
また候補ボイラ決定手段が、ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたとき、制御対象ボイラの中で燃焼段階を引き上げる引き上げ候補ボイラを決定することもできる。いいかえれば、燃焼段階を引き上げるボイラを選択する場合には、予備缶ボイラが引き上げ候補ボイラから外れる。
【００１９】
そのため、優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わったとき、その予備缶ボイラが直ちに停止しなくても、その後の要求負荷の変動によって順次待機状態となる。すなわち、燃焼段階を引き上げる必要が生じたときは予備缶ボイラの燃焼段階を引き上げることなく状態を維持し、燃焼段階を引き下げる必要が生じたときは予備缶ボイラの燃焼段階は優先的に引き下がるので、予備缶ボイラは順次待機状態になる。このため、予備缶ボイラが長期に燃焼を継続するのを防止できる。
【００２０】
このように多缶設置システムの出力を安定化させつつ、予備缶ボイラを定めて制御対象ボイラの台数を減らすことでシステム全体の制御性を良くしたり、省エネ・省力化を図ったりすることが可能となる。
【００２１】
また本発明の他の態様によれば、上述の台数制御装置として、コンピュータや組み込み機器を機能させる台数制御プログラムが提供される。
【００２２】
また本発明のさらに他の態様によれば、上述の台数制御装置を備えた多缶設置システムが提供される。この多缶設置システムは、ボイラ間の優先順位に変更があった場合でも、安定した出力を行うことが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
以上の構成を採用することにより、ボイラ間の優先順位に変更があった場合でも、多缶設置システムの出力を安定化させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下の実施の形態において、本発明は、低燃、高燃および待機（停止）の３つの燃焼段階を有する蒸気ボイラを複数台設置した多缶設置システムの台数制御装置として実現されている。
【００２５】
図１は本実施の形態における多缶設置システムの全体構成を簡略的に示す図である。ここでは、多缶設置システムが５台の３位置蒸気ボイラ１０１を備える。３位置ボイラ１０１は、供給燃料の相違により低燃または高燃の状態で燃焼する。例えば各ボイラ１０１における高燃時の燃焼量が低燃時の約２倍である場合、高燃時の燃焼量を１．０と数えれば、各ボイラ１０１の燃焼量は０．５刻みで変更することができることになる。３位置ボイラに代えて、オン・オフボイラを用いてもよいし、低燃・中燃・高燃の４位置ボイラや、その他の多位置ボイラを用いるようにしてもよい。
【００２６】
全てのボイラ１０１は、スチームヘッダ１０２に蒸気管１０３を通じて接続されている。ボイラ１０１からの蒸気は、スチームヘッダ１０２に蒸気管１０３を通じて集合する。スチームヘッダ１０２は、使用者の設備に接続され、集合した蒸気をその設備に供給する。
【００２７】
そのスチームヘッダ１０２には、圧力検出器１０４が配置されている。圧力検出器１０４は、スチームヘッダ１０２内部の蒸気圧力を検出する。使用者設備の需要増大により負荷が増加し、供給蒸気量が不足すれば、スチームヘッダ１０２内部の蒸気圧力が減少することになる。一方、使用者設備の需要低下により負荷が減少し、供給蒸気量が過剰になれば、スチームヘッダ１０２内部の蒸気圧力が増加することになる。このため、圧力検出器１０４からの圧力検知信号により負荷変動をモニターできる。
【００２８】
圧力検出器１０４は、台数制御装置１０５と信号線１０６により接続されている。台数制御装置１０５は、信号線１０６を介して、圧力検出器１０４からの圧力検知信号を受信する。台数制御装置１０５は、圧力検出器１０４からの圧力検知信号に基づいて、要求負荷に対応する必要な燃焼量を定め、その必要燃焼量にしたがって各ボイラ１０１に燃焼段階の変更を指示し、５台のボイラ１０１の燃焼量を制御する。上述のように各ボイラ１０１における高燃時の燃焼量を１．０とすれば、５台のボイラ１０１の合計燃焼量は０．５刻みで０．０から５．０まで変化させることができる。
【００２９】
台数制御装置１０５は、要求負荷の変動により燃焼量が不足している場合、待機から低燃、または低燃から高燃に燃焼段階を引き上げる指示をボイラ１０１に行う。要求負荷の変動により燃焼量が過剰になっている場合、高燃から低燃、低燃から待機、または高燃から待機に燃焼段階を引き下げる指示をボイラ１０１に行う。
【００３０】
ここで、ボイラ１０１の発停は、仮想ボイラ単位で扱うこともできる。仮想ボイラとは、ボイラが持つ上述のような燃焼量の違い（低燃、中燃、高燃、・・・）をそれぞれ独立したボイラとみなし、それぞれの蒸発量をボイラに見立てたものである。例えばオン・オフボイラであれば、仮想ボイラは１台であり、実際の物理的なボイラ数と一致する。また３位置ボイラは、物理的に一台であっても、低燃焼蒸発量ボイラと、（高燃焼蒸発量−低燃焼蒸発量）ボイラとの２台であると仮想的に数えることができる。４位置ボイラは低燃焼蒸発量ボイラ、（中燃焼蒸発量−低燃焼蒸発量）ボイラ、（高燃焼蒸発量−中燃焼蒸発量）ボイラの３台であると仮想的に数えることができる。よって、３位置ボイラが低燃状態であれば、その低燃焼蒸発量ボイラに対しては燃焼指示を行っており、その（高燃焼蒸発量−低燃焼蒸発量）ボイラに対しては停止指示を行っていると制御上扱うことができる。
【００３１】
台数制御装置１０５は、各ボイラ１０１の制御モジュールと信号線１０７を介して接続されている。台数制御装置１０５は、信号線１０７を介して各ボイラ１０１の制御モジュールに各種の指示を行ったり、制御モジュールから各種のデータを受信したりして、５台のボイラ１０１に対し上述の制御を行う。各ボイラ１０１の制御モジュールは、台数制御装置１０５から燃焼段階の変更指示の信号を受けると、その指示にしたがって当該ボイラを制御する。またボイラの実際の燃焼状態やその他のデータを台数制御装置１０５に送信する。多缶設置システムの負荷量から定めた必要燃焼量に対して、実際の燃焼量が不足していれば、ボイラに燃焼指示を行い、実際の燃焼量が過剰であれば、ボイラに停止指示を行う。
【００３２】
台数制御装置１０５は、ボイラ室におけるオペレーションパネルとして利用でき、そのため前面部に、タッチパネル付きの液晶ディスプレイ１０８を備えている。目標値や制御幅のようなパラメータや制御方式の設定や、そのときの状態やアラームの表示をこのディスプレイ１０８により行うことができる。
【００３３】
図２は本実施の形態における台数制御装置に用いるハードウェア構成の一例を示す図である。台数制御装置１０５には、この例のような汎用の情報処理回路のほか、その目的に特化した専用回路を利用することができる。台数制御装置１０５は、ＭＰＵ２０１やバス２０２を備えている。ＭＰＵ２０１はバス２０２を通じて、Ｉ／Ｏ２０３や通信インターフェイス２０４、ディスプレイインターフェイス２０５、記憶装置２０６と接続されている。ＭＰＵ２０１は、これらと入出力を行うことにより、台数制御装置１０５の機能を実現する。
【００３４】
Ｉ／Ｏ２０３は、信号線１０６を介して圧力検出器１０４を台数制御装置１０５と接続し、圧力検出器１０４からの圧力検知信号を受信する。通信インターフェイス２０４は、信号線１０７を介してボイラ１０１を台数制御装置１０５に接続する。この通信インターフェイス２０４に対して５台のボイラ１０１をカスケードに接続してもよいし、その他の形式で接続してもよい。また必要に応じて信号線１０７上にリピータを配置するようにしてもよい。ディスプレイインターフェイス２０５は、ディスプレイ１０８をバス２０２に接続する。ディスプレイインターフェイス２０５は、ＭＰＵ２０１からの指令を受信してＬＣＤ２０７への表示信号を生成し、またタッチパネル２０８からの入力信号をＭＰＵ２０１へ出力する。
【００３５】
記憶装置２０６には、フラッシュメモリのような不揮発性メモリや、ＲＡＭのような揮発性メモリ、その他のストレージを用いることができる。この記憶装置２０６は、制御プログラム２０９のコードを格納している。ＭＰＵ２０１は、制御プログラム２０９のコードを記憶装置２０６から読み出し、そのプログラム２０９の指令にしたがってバス２０２上のデバイスに対して入出力を行う。
【００３６】
記憶装置２０６は、ボイラ管理テーブル２１０や優先順位テーブル２１１をさらに格納している。ボイラ管理テーブル２１０は、ＭＰＵ２０１の制御により各ボイラ１０１に対して行われた指示や、各ボイラ１０１から受信した状態を格納する。優先順位テーブル２１１は、ボイラ１０１間の優先順位の設定をボイラ１０１ごとに格納する。
【００３７】
優先順位は、燃焼指示や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。ボイラ１０１の１号機から５号機のそれぞれに「１」乃至「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。
【００３８】
このような優先順位の設定のほか、記憶装置２０６は、タッチパネル付きディスプレイ１０８などから入力された制御目標値や制御幅のようなパラメータ、動作設定のデータも格納する。このデータは、優先順位を変更するローテーションに関する設定データも含む。その設定データは、ローテーションの間隔や実行時刻などのデータを有する。ローテーションにより、例えば１号機から５号機の優先順位が逆順に変更される。優先順位の変更は、このようなローテーションに加え、全ブロー実施により該当ボイラの優先順位が繰り上げられる場合や、優先順位の高いボイラが燃焼不可状態から復帰した場合などに行われる。
【００３９】
図３は優先順位テーブルの一例を説明するための図である。この例において、優先順位テーブル２１１は、ボイラごとにレコードを有する。各レコードは、例えばボイラ識別子、優先順位、および前回優先順位といった項目のデータを含む。ボイラ識別子は、ＭＰＵ２０１がボイラを識別するのに用いる符号である。この例では、「Ｎｏ．１」乃至「Ｎｏ．５」のように各ボイラの号数を文字データで記述している。優先順位は、「１」乃至「５」のように各ボイラに割り当てられた優先順位の数値データを格納する。この例では、１号ボイラに優先順位として「５」が割り当てられており、２号ボイラに優先順位として「４」が割り当てられている。ボイラが故障などしている場合には、そのボイラに対するレコードを一時的に削除したり、そのボイラの優先順位の値に数値データを書き込まなかったり、特定の符号を書き込んだりすることができる。各ボイラの優先順位を変更する場合は、ＭＰＵ２０１がこの優先順位テーブル２１１のデータを書き換える。前回優先順位の項目は、変更前の優先順位の数値データを格納する。
【００４０】
この台数制御装置１０５において、ＭＰＵ２０１は、ローテーションなどで優先順位に変更があっても、多缶設置システムの出力を安定化できるように制御を行う。優先順位に変更があってから、要求負荷の変動により燃焼量（または蒸気量）に不足や過剰が生じ、燃焼段階を変更する必要が生じるまでは、ボイラ１０１への燃焼段階の変更を指示しない。例えば高燃状態のボイラの優先順位が一番低い順位に変更されても、その変更時にそのボイラを直ちに停止しない。蒸気量の不足により燃焼段階を変更する必要が生じれば、そのときに、燃焼量を増加させることの可能な他のボイラを変更後の優先順位に基づいて選択し、選択したボイラに燃焼段階を引き上げる指示を行う。制御プログラム２０９の指令にしたがってＭＰＵ２０１が、ボイラ管理テーブル２１０や燃焼順位テーブル２１１への入出力、演算やデータの加工を行うことにより、このような制御機能が実現される。
【００４１】
図４は台数制御装置の機能的構成を説明するための図である。台数制御装置１０５は検知信号受信部４０１、燃焼量演算部４０２、状態取得部４０３、優先順位変更部４０４、候補ボイラ決定部４０５、対象ボイラ選択部４０６および燃焼段階指示部４０７を備える。
【００４２】
検知信号受信部４０１は、多缶設置システムの負荷を表す圧力検知信号を圧力検出器１０４から受信する。燃焼量演算部４０２は、圧力検出器１０４からの圧力検知信号に基づいて、その蒸気圧力に対応する必要燃焼量を演算する。状態取得部４０３は、ボイラ１０１の運転状態のデータを各ボイラ１０１の制御モジュールから取得し、ボイラ１０１の実際の燃焼段階をボイラ管理テーブル２１０に書き込む。優先順位変更部４０４は、ローテーションに関する設定などにしたがって優先順位テーブル２１１のデータを書き換え、優先順位の設定を変更する。
【００４３】
候補ボイラ決定部４０５は、ボイラ１０１の燃焼段階にしたがって、ボイラ１０１の中で燃焼段階を変更する候補ボイラを決定する。候補ボイラ決定部４０５は、ボイラ管理テーブル２１０から各ボイラ１０１の燃焼段階を読み出す。この実施の形態において、候補ボイラ決定部４０５は、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じたとき、候補ボイラを決定する。たとえば、各ボイラ１０１の燃焼段階から得られるシステム全体の燃焼量と燃焼量演算部４０２からの燃焼量とを単位時間ごとに比較することで、燃焼段階の変更の必要が生じたかどうかを判断することができる。要求負荷の変動により燃焼量の不足が生じ、燃焼段階を引き上げる必要が生じたときには、燃焼段階が高燃以外のボイラ１０１を引き上げ候補ボイラとして決定する。ここでは、燃焼段階が待機または低燃のボイラ１０１が引き上げ候補ボイラとして決定される。燃焼段階が待機か低燃にあるボイラは、仮想ボイラ単位では、いずれも燃焼指示の可能なボイラである。一方、要求負荷の変動により燃焼量が過剰となり、燃焼段階を引き下げる必要が生じたときには、燃焼段階が待機以外のボイラ１０１を引き下げ候補ボイラとして決定する。すなわち、燃焼段階が低燃か高燃のボイラ１０１が引き下げ候補ボイラとして決定される。燃焼段階が低燃か高燃にあるボイラは、仮想ボイラ単位では、いずれも停止指示の可能なボイラとなる。ボイラ１０１間の優先順位が変更されても、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じなければ、候補ボイラは決定されない。候補ボイラ決定部４０５は、候補ボイラを決定すると、ボイラ識別子のようにその候補ボイラを特定するデータを対象ボイラ選択部４０６に供給する。
【００４４】
対象ボイラ選択部４０６は、候補ボイラ間の優先順位を比較することによって、燃焼段階を変更する対象ボイラを候補ボイラから選択する。対象ボイラ選択部４０６は、候補ボイラの優先順位を優先順位テーブル２１１から読み出す。図３の例であれば、候補ボイラ決定部４０５からボイラ識別子として「Ｎｏ．３」、「Ｎｏ．４」および「Ｎｏ．５」が得られると、対象ボイラ選択部４０６は、それらボイラ識別子に対応する優先順位の値「２」、「１」および「３」を優先順位テーブル２１１から読み出す。優先順位の値を読み出すと、対象ボイラ選択部４０６はそれらの値を比較する。要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたときには、読み出した値の小さい順に、引き上げ対象ボイラを選択する。
【００４５】
例えば、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたときには、読み出した値の小さい順に、引き上げ対象ボイラを選択する。優先順位の値として「１」乃至「３」を読み出したときには、値「１」が最も小さいので、対象ボイラ選択部４０６は、その値に対応する４号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。
【００４６】
また要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたときには、読み出した値の大きい順に、引き下げ対象ボイラを選択する。例えば、優先順位の値として「４」および「５」を読み出したときには、値「５」の方が大きいので、対象ボイラ選択部４０６は、その値に対応する１号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。
【００４７】
優先順位が変更されてから対象ボイラを選択する場合には、その選択に、変更後の優先順位が用いられる。対象ボイラ選択部４０６は、対象ボイラを選択すると、その対象ボイラを特定するデータを燃焼段階指示部４０７に供給する。
【００４８】
燃焼段階指示部４０７は、対象ボイラについて燃焼段階を変更する指示を行って、当該対象ボイラの燃焼段階を引き上げるか引き下げる。対象ボイラ以外のボイラについては、その燃焼段階を維持する。仮想ボイラ単位では、燃焼指示または停止指示を送信する。この実施の形態において、候補ボイラの決定および対象ボイラの選択は、ボイラ間の優先順位が変更されても、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じてから行っている。燃焼段階指示部４０７は、その決定または選択の時期にあわせて、対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示することになる。
【００４９】
燃焼段階指示部４０７は、各ボイラ１０１に指示を送信するとともに、その指示をボイラ管理テーブル２１０に書き込む。ボイラ１０１の制御モジュールは、その指示にしたがってボイラ１０１の燃焼段階を制御し、それによって、多缶設置システムの負荷に応じた蒸気量の調整が行われる。
【００５０】
図５は本実施の形態における台数制御装置による制御例を説明するための図である。この例は、時刻ｔ１において、１号ボイラから５号ボイラまでの優先順位が「５」、「４」、「２」、「１」、「３」から「１」、「２」、「４」、「５」、「３」にそれぞれ変更されたときの制御例である。図５の上段は、スチームヘッダの蒸気圧力、およびその圧力から得られた必要燃焼量を時系列に示している。図５の下段は、１号ボイラから５号ボイラまでの各ボイラの燃焼段階を時系列に示している。
【００５１】
この例における初期の時刻ｔ０では、必要燃焼量が２．５であり、また蒸気を供給可能なボイラ（供蒸可能ボイラ）の燃焼量も２．５になっている。その時刻ｔ０では優先順位の高い４号ボイラ、３号ボイラの燃焼段階が高燃であり、その次に優先順位の高い５号ボイラの燃焼段階が低燃である。優先順位の低い２号ボイラおよび１号ボイラの燃焼段階は待機である。
【００５２】
時刻ｔ１でローテーションによって優先順位が変更されたとする。その時刻ｔ１で、もし変更後の優先順位の高い順に、燃焼段階の変更指示を行うボイラを選択したとすると、１号ボイラおよび２号ボイラに順次燃焼段階の引き上げ指示が行われ、３号ボイラおよび４号ボイラに対してはそれらを待機させる停止指示が行われることになる。しかしながら、１号ボイラに引き上げ指示を行っても、蒸気の供給が可能となるまで時間が必要になる。このため、優先順位の変更によってボイラの燃焼段階を引き上げたり引き下げたりすると、多缶設置システムの出力が不安定化する可能性がある。
【００５３】
この実施の形態における台数制御装置は、上述のように優先順位に変更があっても、要求負荷に変動がなければ、各ボイラの燃焼段階を変更しない。要求負荷に変更があるかどうかは例えば０．５秒ごとに判断する。この例では、優先順位が変更された時刻ｔ１の後も時刻ｔ２になる前は必要燃焼量が変わらない。したがって、燃焼段階の変更指示は行われず、各ボイラの燃焼段階は維持される。
【００５４】
時刻ｔ２になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少しており、そのため必要燃焼量が２．５から３．０に増加する。台数制御装置は、必要燃焼量が増加して燃焼段階を引き上げる必要が生じたと判断すると、燃焼段階が待機か低燃の１号ボイラ、２号ボイラ、５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定する。引き上げ候補ボイラを決定すると、その引き上げ候補ボイラ間の変更後の優先順位を比較することによって、燃焼段階を引き上げる指示対象である引き上げ対象を選択する。燃焼量の不足は０．５であり、３つのボイラに対する変更後の優先順位は、順に「１」、「２」、「３」であるから、１号ボイラが引き上げ対象ボイラとして選択される。燃料量の不足によっては２台以上のボイラを引き上げ対象ボイラとして選択してもよい。また引き上げ対象ボイラ以外の２号ボイラから５号ボイラの燃焼段階は維持される。このとき５台のボイラ１０１は変更後の優先順位の高い順に燃焼しておらず、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５となる。
【００５５】
時刻ｔ３になると、スチームヘッダの蒸気圧力が増加しており、そのため必要燃焼量が３．０から２．５に減少する。台数制御装置は、必要燃焼量が減少して燃焼段階を引き下げる必要が生じたと判断すると、燃焼段階が低燃か高燃の１号ボイラおよび３号ボイラから５号ボイラを引き下げ候補ボイラとして決定する。この場合、台数制御装置は、１号ボイラおよび３号ボイラから５号ボイラの変更後の優先順位を比較することによって、燃焼段階を引き下げる指示対象である引き下げ対象ボイラを選択する。燃焼量の不足は０．５であり、引き下げ候補ボイラのうち最も優先順位の低いボイラは４号ボイラであるため、４号ボイラが引き下げ対象ボイラとして選択され、その燃焼段階が高燃から低燃に引き下げられる。この時刻ｔ３を経過したとき、１号ボイラが供蒸可能な状態になっているので、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５となる。
【００５６】
時刻ｔ４になると、スチームヘッダの蒸気圧力がさらに増加しており、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少する。台数制御装置は、同様にして４号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択し、４号ボイラの燃焼段階が低燃から待機に引き下げられる。これによって、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。
【００５７】
このように、優先順位の変更があった時刻ｔ１に４号ボイラを停止しなくても、必要燃焼量が減少したときに優先的に４号ボイラが停止され、変更後の優先順位と各ボイラの燃焼段階が序々に整合することになる。ローテーションのような優先順位の変更をする間隔と較べると、整合するのに要する時間は極めて短いので、実質的に優先順位に基づいて各ボイラの燃焼段階が制御される。したがって、優先順位による燃焼の制御やローテーションのような優先順位の変更の効果を損ねない。
【００５８】
さらに時間が経過し時刻ｔ５になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少し、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加し、燃焼量が０．５だけ不足する。台数制御装置は、必要燃焼量が増加して燃焼段階を引き上げる必要が生じたと判断すると、燃焼段階が低燃または待機の１号ボイラ、２号ボイラ、４号ボイラ、５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定する。その引き上げ候補ボイラの中から、そのとき優先順位の最も高い１号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。１号ボイラの燃焼段階が低燃から高燃に引き上げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５に増加する。
【００５９】
時刻ｔ６になると、スチームヘッダの蒸気圧力がさらに減少し、そのため必要燃焼量が２．５から３．０に増加し、燃焼量が０．５だけ不足する。台数制御装置は、燃焼段階が低燃または待機の２号ボイラ、４号ボイラ、５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定する。その引き上げ候補ボイラの中から、そのとき優先順位の最も高い２号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５のままである。
【００６０】
時刻ｔ７になると、スチームヘッダの蒸気圧力が再び増加し、そのため必要燃焼量が３．０から２．５に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、そのとき燃焼段階が高燃または低燃の４つのボイラを引き下げ候補ボイラとして決定する。その引き下げ候補ボイラの中から、そのとき優先順位の最も低い３号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。３号ボイラの燃焼段階が高燃から低燃に引き下げられる一方で、時刻ｔ７が経過したときには２号ボイラが供蒸可能になっているので、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５となっている。
【００６１】
時刻ｔ８になると、スチームヘッダの蒸気圧力がさらに増加し、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、そのとき燃焼段階が高燃または低燃の４台のボイラを引き下げ候補ボイラとして決定する。その引き下げ候補ボイラの中から、同様にして３号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。３号ボイラの燃焼段階が低燃から待機に引き下げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０に減少する。これによって３号ボイラおよび４号ボイラは、変更後の優先順位にしたがって待機状態になっている。
【００６２】
時刻ｔ９になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少し、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加する。台数制御装置は、そのとき燃焼段階が低燃または待機の２号ボイラから５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定する。その引き上げ候補ボイラの中から、優先順位の最も高い２号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。２号ボイラの燃焼段階が低燃から高燃に引き上げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５に増加する。これによって、各ボイラの燃焼段階が優先順位通りになっている。
【００６３】
このように本実施の形態における台数制御装置は、優先順位の設定に変更があっても、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じたときに、そのときの燃焼段階にしたがって候補ボイラを選択する。燃焼ボイラを候補ボイラから外すことにより、燃焼ボイラの燃焼段階の引き下げを行わない。燃焼段階の変更は対象ボイラについてのみ行い、その他のボイラの燃焼段階は維持する。優先順位に変更があっても即座かつ一斉に燃焼ボイラの入れ替えを行わず、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じたときに序々に入れ替えを行っていくことで、蒸気圧力を安定させた状態で優先順位の変更を行うことが可能となる。
【００６４】
上述の例では、台数制御装置が、多缶設置システムに設けられた全てのボイラに対して制御を行っていた。しかしながら、夜間など時間帯により、多缶設置システムの負荷が定常的に低下したり、季節や時間帯によって負荷量が異なるために不要なボイラが生じたりする場合がある。このため、省エネ・省力化や制御性の向上を目的として、設置されたボイラの一部を制御対象ボイラとし、残りのボイラを予備缶とするようにしてもよい。不要なボイラ等を予備缶として原則的に燃焼させず待機させる。
【００６５】
図４に示すように、台数制御装置１０５は、このような制御対象ボイラおよび予備缶ボイラを設定するため、予備缶設定部４０８をさらに備えるようにしてもよい。予備缶設定部４０８は、優先順位の高い順に、予め設定された最大燃焼台数分の制御対象ボイラを選択することにより、ボイラ１０１のうちから、制御対象ボイラ、および制御対象ボイラ以外の予備缶ボイラを決定する。例えば最大燃焼台数が３台に設定されていれば、５台のボイラ１０１のうち、優先順位の高い３台のボイラが制御対象ボイラとして設定され、優先順位の低い２台のボイラが予備缶ボイラとして設定される。
【００６６】
予備缶設定部４０８は、優先順位変更部４０４より優先順位の変更通知があると、優先順位テーブル２１１を参照し、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラを設定し、その設定をボイラ管理テーブル２１０に書き込む。例えば、ボイラ管理テーブル２１０に、制御対象ボイラか予備缶ボイラかを示すフラグをボイラごとに用意しておき、予備缶設定部４０８が、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの決定結果にしたがって、そのフラグの値を書き込むようにすればよい。
【００６７】
この場合、候補ボイラ決定部４０５は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたとき、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの中から燃焼段階を引き下げる引き下げ候補ボイラを決定する。この決定は、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの燃焼段階にしたがってすることができる。対象ボイラ選択部４０６は、引き下げ候補ボイラ間で優先順位の低いものから、燃焼段階を引き下げる引き下げ対象ボイラを選択する。上述の例のように、優先順位の変更があっても、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じて引き下げ候補ボイラを決定しなければ、引き下げ対象ボイラが選択されず、また引き下げ対象ボイラ以外のボイラの燃焼段階は、予備缶ボイラの燃焼段階も含め維持される。すなわち、優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わっても、直ちに停止しない。要求負荷の変動により燃焼段階の引き下げの必要が生じたときに、予備缶ボイラを含めたボイラの中から、燃焼段階を引き下げるボイラを変更後の優先順位に基づいて選択する。
【００６８】
このため、ボイラ１０１の一部を予備缶ボイラとしている場合でも、優先順位の変更によって燃焼量の不足が生じ難くなり、多缶設置システムの出力をさらに安定化することができる。
【００６９】
また候補ボイラ決定部４０５は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたとき、制御対象ボイラの中から引き上げ候補ボイラを決定し、対象ボイラ選択部４０６は、それら引き上げ候補ボイラ間の優先順位を比較することによって、その増加分に対して引き上げ対象ボイラを選択することができる。
【００７０】
引き上げ対象ボイラを選択する場合には、予備缶ボイラを引き上げ候補ボイラに含めない。優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わったとき、その予備缶ボイラが直ちに待機としなくても、予備缶ボイラには引き下げ指示しか行われないから、予備缶ボイラは順次待機状態になる。したがって、予備缶ボイラが長期に燃焼を継続するのを防止することができる。
【００７１】
図６は本実施の形態における台数制御装置による制御の他の例を説明するための図である。この例も、時刻ｔ１において、１号ボイラから５号ボイラまでの優先順位が「５」、「４」、「２」、「１」、「３」から「１」、「２」、「４」、「５」、「３」にそれぞれ変更されたときの制御例である。ただし、最大燃焼台数が５台ではなく３台に設定されているため、５台のボイラのうち２台が予備缶ボイラとなる。
【００７２】
この例における初期の時刻ｔ０では、必要燃焼量は２．０であり、また供蒸可能ボイラの燃焼量も２．０になっている。その時刻ｔ０では優先順位の高い４号ボイラ、３号ボイラの燃焼段階が高燃であり、その次に優先順位の高い５号ボイラの燃焼段階が待機である。これら３台が制御対象ボイラであり、残りの２号ボイラおよび１号ボイラが予備缶ボイラである。
【００７３】
この時刻ｔ０から時刻ｔ１になると、上述のように優先順位が変更される。その時刻ｔ１で、もし変更後の優先順位の低い順に４号ボイラおよび３号ボイラを予備缶ボイラとして設定し、直ちに待機させてしまうと、供蒸可能なボイラの燃焼量が０．０になって、必要燃焼量から大きく不足してしまう。
【００７４】
この例では、優先順位の変更により制御対象ボイラおよび予備缶ボイラが変わっても、要求負荷の変動により燃焼段階を変更する必要が生じなければ、変更前の予備缶ボイラの燃焼段階を待機にする変更を指示しない。時刻ｔ１では、４号ボイラおよび３号ボイラに対しては引き下げ指示が行われず、両ボイラの燃焼段階が維持される。これによって、優先順位の変更された時刻ｔ１でも、供蒸可能ボイラの燃焼量を２．０に維持することができる。
【００７５】
時刻ｔ２になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少しており、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加する。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたと判断すると、制御対象ボイラであって燃焼段階を引き上げ可能な１号ボイラ、２号ボイラ、５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定し、その引き上げ候補ボイラの中から、それらボイラの優先順位に基づいて、引き上げ対象ボイラを選択する。燃焼量の不足は０．５であり、３つの引き上げ候補ボイラに対する変更後の優先順位は、順に「１」、「２」、「３」であるから、１号ボイラが引き上げ対象ボイラとして選択される。これによって１号ボイラの燃焼段階が待機から低燃に引き上げられるものの、供蒸可能な状態に１号ボイラがなるまで時間を要する。しかしながら、１号ボイラ以外のボイラの燃焼段階は、予備缶ボイラである３号ボイラおよび４号ボイラの燃焼段階も含め維持される。このため、優先順位の変更があっても燃焼量は減少せず、このときの供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０になっている。
【００７６】
時刻ｔ３になると、スチームヘッダの蒸気圧力が増加しており、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたと判断すると、燃焼状態にある制御対象ボイラおよび予備缶ボイラを引き下げ候補ボイラとして決定し、それら引き下げ候補ボイラの優先順位に基づいて引き下げ対象ボイラを選択する。それら引き下げ候補ボイラのうち最も優先順位の低いボイラは、優先順位の変更により予備缶ボイラとなった４号ボイラであるため、４号ボイラの燃焼段階が高燃から低燃に引き下げられる。この時刻ｔ３を経過したとき、１号ボイラが供蒸可能な状態になっているので、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。
【００７７】
時刻ｔ４になると、スチームヘッダの蒸気圧力が再び減少し、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加し、燃焼量が０．５だけ不足する。台数制御装置は、そのとき制御対象ボイラであって燃焼段階を引き上げ可能な１号ボイラ、２号ボイラおよび５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定し、最も優先順位の高い１号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。これによって、１号ボイラの燃焼段階が低燃から高燃に引き上げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５となる。
【００７８】
時刻ｔ５になると、スチームヘッダの蒸気圧力が増加し、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの中から燃焼状態にある１号ボイラ、３号ボイラおよび４号ボイラを引き下げ候補ボイラとして決定し、そのとき最も優先順位の低い４号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。これによって、４号ボイラの燃焼段階が低燃から待機に引き下げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。
【００７９】
時刻ｔ６になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少し、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加し、燃焼量が０．５だけ不足する。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたと判断すると、制御対象ボイラであって燃焼段階を引き上げ可能な２号ボイラおよび５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定し、その引き上げ候補ボイラの中から、最も優先順位の高い２号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。これによって、２号ボイラの燃焼段階を待機から低燃に引き上げる指示がされるものの、供蒸可能な状態ではないので、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。
【００８０】
上述した時刻ｔ５の際の制御では、優先順位の変更により制御対象ボイラおよび予備缶ボイラが変わったときに、予備缶ボイラとなった４号ボイラを停止していなくても、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたときに優先的に４号ボイラが停止されている。また時刻ｔ６の際の制御では、引き上げ候補ボイラから、予備缶ボイラである４号ボイラが除外されているため、４号ボイラの待機状態は継続する。予備缶ボイラを優先順位の変更時に直ちに待機としなくても、このように予備缶ボイラに引き上げ指示を行わず必要が生じたときに引き下げ指示を行うことによって、予備缶ボイラの設定と実際とが序々に整合することになる。ローテーションのような優先順位の変更をする間隔と較べると、整合するのに要する時間は極めて短いので、実質的に予備缶ボイラは制御対象から外れ冷態を継続することになる。したがって、予備缶ボイラによる省エネ・省力化等の効果を損ねない。
【００８１】
さらに時間が経過し時刻ｔ７になると、スチームヘッダの蒸気圧力が増加し、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたと判断すると、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラのうち燃焼段階が高燃または低燃の１号ボイラ乃至３号ボイラを引き下げ候補ボイラとして決定し、その引き下げ候補ボイラの中から、最も優先順位の低い３号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。これによって、３号ボイラの燃焼段階が高燃から低燃に引き下げられる。このとき２号ボイラが供蒸可能な状態になっており、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。
【００８２】
時刻ｔ８になると、スチームヘッダの蒸気圧力が減少し、そのため必要燃焼量が２．０から２．５に増加し、燃焼量が０．５だけ不足する。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたと判断すると、制御対象ボイラのうち燃焼段階が低燃または待機である２号ボイラおよび５号ボイラを引き上げ候補ボイラとして決定し、その引き上げ候補ボイラの中から、そのとき最も優先順位の高い２号ボイラを引き上げ対象ボイラとして選択する。これによって、２号ボイラの燃焼段階が低燃から高燃に引き上げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．５となる。
【００８３】
時刻ｔ９になると、スチームヘッダの蒸気圧力が増加し、そのため必要燃焼量が２．５から２．０に減少し、燃焼量が０．５だけ過剰になる。台数制御装置は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたと判断すると、時刻ｔ７の際と同様に、制御対象ボイラおよび予備缶ボイラのうち燃焼段階が高燃または低燃の１号ボイラから３号ボイラを引き下げ候補ボイラとして決定し、その引き下げ候補ボイラの中から、最も優先順位の低い３号ボイラを引き下げ対象ボイラとして選択する。これによって、３号ボイラの燃焼段階が低燃から待機に引き下げられ、供蒸可能ボイラの燃焼量は２．０となる。このときには、予備缶ボイラである３号ボイラおよび４号ボイラのいずれも待機状態となり、予備缶ボイラの変更後の設定通りになっている。
【００８４】
このように本実施の形態における台数制御装置は、多缶設置システムの出力する蒸気圧力を安定化させたまま、ボイラ間の優先順位の変更に伴って制御対象ボイラおよび予備缶ボイラを更新することができる。さらに、優先順位の変更により制御対象ボイラが予備缶ボイラに変わったとき、その予備缶ボイラが直ちに待機としなくても、その状態は継続せず、予備缶ボイラは順次待機状態になる。予備缶ボイラが長期に燃焼を継続するのを防止することができ、省エネ・省力化、制御性の向上など予備缶ボイラを設定する効果を損ねない。
【００８５】
上述の実施の形態で利用した制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に格納することができる。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体および伝送媒体を含む。例えばプログラムのコードを電気信号や光信号、磁気信号などで表現し、その信号を搬送波に載せて送信することで、同軸ケーブルや銅線、光ファイバのような伝送媒体でそのプログラムを提供することができる。またコンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの光学メディアや、フレキシブルディスクのような磁気メディア、フラッシュメモリやＲＡＭなどの半導体メモリを利用することができる。
【００８６】
上述の実施の形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、その範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば上述の実施の形態のように優先順位の設定を変更する際、燃焼予定ボイラが無圧のときには、有圧になるまでその変更を遅延させたり、その変更に先行して有圧にしたりするようにしてもよい。
【００８７】
また上述の実施の形態では、優先順位変更部から優先順位の変更通知が予備缶設定部にあったときに制御対象ボイラおよび予備缶ボイラの設定を更新したが、優先順位の変更とその更新を同期させなくてもよい。
【００８８】
また上述の実施の形態では、要求負荷の変動により燃焼段階の必要が生じたときに候補ボイラを決定したが、これに限られるものではない。これに代えて、またはこれと共に、予め定めた期間ごとに候補ボイラを決定し、燃焼段階を変更するようにしてもよい。
【００８９】
さらに上述の実施の形態では、ボイラの実際の燃焼段階にしたがって候補ボイラを決定したが、台数制御装置からのボイラへの指示によって候補ボイラを決定するようにしてもよい。この指示は、これからボイラへ与える指示であってもよいし、ボイラに与えた指示内容であってもよい。
【００９０】
さらに上述の実施の形態では、５台の３位置蒸気ボイラを設けた多缶設置システムについて本発明を適用したが、これに限られるものではなく、温水ボイラのような他の種類のボイラを設けた多缶設置システムについて適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本実施の形態における多缶設置システムの全体構成を簡略的に示す図である。
【図２】本実施の形態における台数制御装置に用いるハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】優先順位テーブルの一例を説明するための図である。
【図４】台数制御装置の機能的構成を説明するための図である。
【図５】本実施の形態における台数制御装置による制御例を説明するための図である。
【図６】本実施の形態における台数制御装置による制御の他の例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０１ ボイラ
１０２ スチームヘッダ
１０４ 圧力検出器
１０５ 台数制御装置
２０９ 制御プログラム
２１０ ボイラ管理テーブル
２１１ 優先順位テーブル
２１２ 変換データ
２１３ パターンデータ
４０１ 検知信号受信部
４０２ 台数演算部
４０３ 状態取得部
４０４ 優先順位変更部
４０５ 候補ボイラ決定部
４０６ 対象ボイラ選択部
４０７ 燃焼段階指示部
４０８ 予備缶設定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
待機を含む複数の燃焼段階を有するボイラを複数台設置した多缶設置システムの台数制御装置であって、
前記ボイラ間の優先順位を変更する優先順位変更手段と、
前記ボイラの中で燃焼段階を変更する候補ボイラを決定する候補ボイラ決定手段と、
前記候補ボイラ間の優先順位を比較することによって、燃焼段階を変更する対象ボイラを前記候補ボイラから選択する対象ボイラ選択手段と、
前記対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する燃焼段階指示手段とを備え、
前記燃焼段階指示手段は、前記ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じてから、前記対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する台数制御装置。
【請求項２】
前記燃焼段階指示手段は、前記対象ボイラ以外のボイラの燃焼段階を維持する請求項１記載の台数制御装置。
【請求項３】
前記候補ボイラ決定手段は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたとき、燃焼段階を引き上げ可能なボイラを候補ボイラに決定し、
前記対象ボイラ選択手段は、前記候補ボイラで変更後の優先順位の高いものから、燃焼段階を引き上げる対象ボイラを選択する請求項１または２に記載の台数制御装置。
【請求項４】
前記候補ボイラ決定手段は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたとき、燃焼状態にあるボイラを候補ボイラに決定し、
前記対象ボイラ選択手段は、前記候補ボイラで変更後の優先順位の低いものから、燃焼段階を引き下げる対象ボイラを選択する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の台数制御装置。
【請求項５】
前記ボイラ間の優先順位の高い順に選択される制御対象ボイラ、および前記制御対象ボイラ以外の予備缶ボイラを設定する予備缶設定手段をさらに備え、
前記候補ボイラ決定手段は、前記ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたとき、前記制御対象ボイラおよび前記予備缶ボイラの中で燃焼段階を引き下げる候補ボイラを決定する請求項１または２に記載の台数制御装置。
【請求項６】
前記候補ボイラ決定手段は、前記ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたとき、前記制御対象ボイラの中で燃焼段階を引き上げる候補ボイラを決定する請求項５記載の台数制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の台数制御装置としてコンピュータを機能させるための台数制御プログラム。
【請求項８】
複数台のボイラと、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の台数制御装置とを備える多缶設置システム。
【請求項１】
待機を含む複数の燃焼段階を有するボイラを複数台設置した多缶設置システムの台数制御装置であって、
前記ボイラ間の優先順位を変更する優先順位変更手段と、
前記ボイラの中で燃焼段階を変更する候補ボイラを決定する候補ボイラ決定手段と、
前記候補ボイラ間の優先順位を比較することによって、燃焼段階を変更する対象ボイラを前記候補ボイラから選択する対象ボイラ選択手段と、
前記対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する燃焼段階指示手段とを備え、
前記燃焼段階指示手段は、前記ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階の変更の必要が生じてから、前記対象ボイラについて燃焼段階の変更を指示する台数制御装置。
【請求項２】
前記燃焼段階指示手段は、前記対象ボイラ以外のボイラの燃焼段階を維持する請求項１記載の台数制御装置。
【請求項３】
前記候補ボイラ決定手段は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたとき、燃焼段階を引き上げ可能なボイラを候補ボイラに決定し、
前記対象ボイラ選択手段は、前記候補ボイラで変更後の優先順位の高いものから、燃焼段階を引き上げる対象ボイラを選択する請求項１または２に記載の台数制御装置。
【請求項４】
前記候補ボイラ決定手段は、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたとき、燃焼状態にあるボイラを候補ボイラに決定し、
前記対象ボイラ選択手段は、前記候補ボイラで変更後の優先順位の低いものから、燃焼段階を引き下げる対象ボイラを選択する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の台数制御装置。
【請求項５】
前記ボイラ間の優先順位の高い順に選択される制御対象ボイラ、および前記制御対象ボイラ以外の予備缶ボイラを設定する予備缶設定手段をさらに備え、
前記候補ボイラ決定手段は、前記ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階を引き下げる必要が生じたとき、前記制御対象ボイラおよび前記予備缶ボイラの中で燃焼段階を引き下げる候補ボイラを決定する請求項１または２に記載の台数制御装置。
【請求項６】
前記候補ボイラ決定手段は、前記ボイラ間の優先順位が変更された後、要求負荷の変動により燃焼段階を引き上げる必要が生じたとき、前記制御対象ボイラの中で燃焼段階を引き上げる候補ボイラを決定する請求項５記載の台数制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の台数制御装置としてコンピュータを機能させるための台数制御プログラム。
【請求項８】
複数台のボイラと、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の台数制御装置とを備える多缶設置システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２４９４６（Ｐ２００９−２４９４６Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８９１８８（Ｐ２００７−１８９１８８）
【出願日】平成１９年７月２０日（２００７．７．２０）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２０日（２００７．７．２０）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
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