JPH0733882B2 - ボイラの並列運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はボイラの並列運転制御装置に係り、特に複数台
のボイラを効率良く運転させることができるボイラの並
列運転制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、複数台のボイラから発生する蒸気を蒸気ヘッダ
に集め、ここから各負荷へ蒸気を供給するようにしたも
のは知られている。

第３図はこの種の従来の蒸気系統を示している。ボイラ
21〜23から発生する蒸気は蒸気管24〜26を通して蒸気ヘ
ッダ27に集められ、ここから負荷28へ供給される。蒸気
ヘッダ27内の蒸気圧力を安定させることは蒸気品質向上
の一つとして極めて重要なことであり、これを一定に保
つために従来から種々の方式が採用されている。この例
では、蒸気ヘッダ27に対して蒸気圧力を検出する圧力検
出器29が接続されている。この圧力検出器29での検出値
は圧力制御装置30に送られ、ここで所定値となるようPI
D演算されたのち、比率設定器31〜33により比率を掛け
て配分され、各ボイラ21〜23の燃焼制御装置34〜36に送
られる。この燃焼制御装置34〜36は、燃焼量指令を受け
て、各ボイ21〜23の燃料および燃焼用空気の量を制御す
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記の従来の方法では、各ボイラ21〜23の蒸
気量を全範囲に亙って負荷に応じて変化させるので、応
答性に優れるという利点がある反面で下記のような欠点
がある。すなわち各ボイラ21〜23は全範囲に亙って同一
の効率ではなく、一般に低負荷のときほど効率が悪くな
る傾向にある。このため常に一定圧力の蒸気を負荷28に
供給しようとすれば、蒸気使用量が少ない低負荷のとき
に、全ボイラ21〜23が効率の余り良くないところで運転
されるという問題がある。

また、工場等を増設して行くに連れて順次設置されるボ
イラは必ずしも同一の効率ではなく、低負荷でもさほど
効率の低下しないものもある。このような場合には、一
般には、低負荷でも効率低下の少ない低負荷用ボイラの
蒸気発生量を一定に制御し、蒸気ヘッダ27の圧力は残り
のボイラで制御するという方法が採られる。

しかし、これでは蒸気使用量が増えて残りのボイラの出
力が最大定格まで上がっても、蒸気量が一定で運転され
ている低負荷用ボイラはまだ余力があるにも拘らず設定
された蒸気量しか出力しないことになり、この低負荷用
ボイラを有効に活用することができないという問題があ
る。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する
問題点を解消し、蒸気使用量が変動する場合でかつ蒸気
圧力を一定に維持しようとする場合、全ボイラを効率の
悪いところで運転させることなく、しかも低負荷用ボイ
ラを効率良く運転させることができるボイラの並列運転
制御装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、並列運転される
複数台のボイラからの蒸気を蒸気管を通して蒸気ヘッダ
に集め、この蒸気ヘッダから各負荷に蒸気を供給するよ
うにしたものにおいて、上記複数台のボイラの中から選
定された低負荷になっても最も効率低下の少ない低負荷
用ボイラと、この低負荷用ボイラの燃焼量を制御して負
荷変化時の上記蒸気ヘッダ内圧力を一定に保つよう動作
する第１燃焼制御手段と、蒸気低負荷用ボイラ以外の残
りのボイラの燃焼量を制御して上記低負荷用ボイラから
の蒸気発生量を所定の範囲内に保つよう動作する第２燃
焼制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

（作用） 本発明によるボイラの並列運転制御装置によれば、蒸気
使用量の少ない低負荷のときに、低負荷になっても効率
低下の少ない低負荷用ボイラが効率良く運転され、この
低負荷用ボイラからの蒸気量が所定の範囲の上限を越え
て増大したときに、低負荷用ボイラからの蒸気量を減少
させるように他のボイラからの蒸気量が増大し、よって
低負荷用ボイラからの蒸気量は所定の範囲内に入るよう
制御され、蒸気ヘッダ内圧力は常に一定に維持される。
他のボイラが100％運転されていて、さらに蒸気使用量
が増大したときに、今度は低負荷用イラが100％運転ま
でその出力が増大される。この低負荷用ボイラは従来の
ように一定の蒸気量で運転されることがなくなり、よっ
てこの低負荷用ボイラは余力を残すことなく十分に活用
される。

（実施例） 以下、本発明によるボイラの並列運転制御装置の一実施
例を第１〜２図を参照して説明する。

第１図において、符号１〜３はボイラを示し、これらボ
イラ１〜３から発生する蒸気は蒸気管４〜６を通して蒸
気ヘッダ７に集められ、ここから負荷８に送られる。蒸
気ヘッダ７には圧力検出器９が接続され、ここで検出さ
れた蒸気圧力に相当する圧力信号9aは圧力制御装置10に
送られる。この圧力制御装置10では、圧力信号9aと設定
圧力信号とが比較演算され、この演算結果は燃焼指令信
号10aとして燃焼制御装置11に送られる。この燃焼制御
装置11は燃焼指令信号10aに基づいてボイラ１の燃料お
よび燃焼用空気の量を調節し、ボイラ１から発生する蒸
気量を制御する。この燃焼制御装置11はボイラ１を制御
するものであり、このボイラ１には３台のうち低負荷に
なっても最も効率低下の少ない低負荷用ボイラが採用さ
れる。

また、蒸気管４の途中には蒸気流量検出器13が接続さ
れ、ここで検出された蒸気流量に相当する流量信号13a
は流量制御装置14に送られる。ここでは低負荷用ボイラ
１からの蒸気流量が所定の範囲内に入るように、すなわ
ち流量信号13aが所定の範囲内に入るように比較演算さ
れ、この演算結果は比率設定器15,16により比率を掛け
て配分され、燃焼量指令信号15a,16aとしてそれぞれの
燃焼制御装置17,18に送られる。これら燃焼制御装置17,
18は燃焼量指令信号15a,16aに基づいてそれぞれのボイ
ラ2,3の燃料および燃焼用空気の量を調節し、各ボイラ
2,3から発生する蒸気量を制御する。なお、ここではボ
イラの台数を３台としているが、それ以上の台数であっ
ても良いことは明らかである。

次に、本実施例の作用を第２図を参照して説明する。

３台のボイラ１〜３がそれぞれ運転されて蒸気ヘッダ７
内圧力がほぼ一定に制御されている状態（同図Ａ）か
ら、負荷８が急増して蒸気ヘッダ７内圧力が降下した状
態（同図Ｂ）になると、これを圧力検出器９が検知し
て、所定の圧力に戻そうとして、圧力制御装置10からの
燃焼指令信号10aが増大する。すると、燃焼制御装置11
を介して低負荷用ボイラ１の燃料および燃焼用空気の量
が増大し、低負荷用ボイラ１からの蒸気量が増大する
（同図Ｃ）。

この蒸気量が増大すると、蒸気流量検出器13からの流量
信号13aが増大するが、これが所定の範囲の幅Ｗの上限
を越えると、流量制御装置14が作動して、燃焼制御装置
15,16からの燃焼量指令信号15a,16aが増大し、今度は燃
焼制御装置17,18を介して残りのボイラ2,3からの蒸気量
が増大する（同図Ｄ）。すなわち最初は低負荷用ボイラ
１からの蒸気量が増大するが、これが所定の幅Ｗの上限
を越えても、蒸気ヘッダ７内圧力が所定圧に達しないと
きには、残りのボイラ2,3が制御され、このボイラ2,3か
らの蒸気量が増大する。

このボイラ2,3の運転により負荷の増大に応じた蒸気量
が確保され、さらに蒸気ヘッダ７内圧力が上昇に転じる
と、これを圧力検出器９が検知して、所定の圧力に戻そ
うとして、今度は圧力制御装置10からの燃焼指令信号10
aが減少する。すると、燃焼制御装置11を介して低負荷
用ボイラ１の燃料および燃焼用空気の量が減少し、低負
荷用ボイラ１からの蒸気量が減少する（同図Ｅ）。すな
わちボイラ2,3からの蒸気量を増大することにより、負
荷８の要求蒸気量を満たし、低負荷用ボイラ１からの蒸
気量は所定の範囲内に制御する。

また、ボイラ2,3をそれぞれ100％運転させても（同図
Ｆ）、負荷８の増大に応じた蒸気量を確保できないとき
には、低負荷用ボイラ１からの蒸気量が所定の範囲を越
えても、その蒸気量は減少に転じることがなく、ボイラ
１は100％運転まで増大される（同図Ｇ）。すなわち蒸
気ヘッダ７内圧力が上昇に転じることがなく、圧力検出
器９が作動しないからである。

すなわち本実施例によれば、負荷の変化時に、先ず、低
負荷用ボイラ１が蒸気ヘッダ７内の圧力を一定にするよ
う制御され、続いて他のボイラ2,3が低負荷用ボイラ１
の蒸気発生量を所定の範囲内に保つよう制御される。し
たがって、蒸気使用量が少ない低負荷のときには、３台
のうち最も低負荷になっても効率低下の少ない低負荷用
ボイラ１のみが制御されるので、全体のボイラ効率を落
とすことなく効率良く運転することができる。

また、この低負荷用ボイラ１からの蒸気発生量は他のボ
イラ2,3からの蒸気発生量に応じて変動するよう制御さ
れるので、従来のように低負荷用ボイラ１が一定の蒸気
発生量で運転されることがなくなり、低負荷用ボイラ１
の余力を残すことなく十分に活用することができ、効率
の良い運転状態を作り出すことができる。

さらに、負荷が非常に大きくなってボイラ2,3が100％出
力で運転されているときに、蒸気ヘッダ７内の圧力が降
下すれば、低負荷用ボイラ１の出力が所定範囲の幅Ｗの
上限を越えて増大されるので、蒸気ヘッダ７内の圧力が
常に一定に保持される。したがって、蒸気ヘッダ７内の
蒸気圧力は広い範囲に亙って効率良く制御される。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、低負
荷になっても効率低下の少ない低負荷用ボイラの燃焼量
が、負荷変化時の蒸気ヘッダ内圧力を一定に保つように
制御されるので、負荷に変動があるとき、低負荷用ボイ
ラが運転され、全体のボイラ効率を落とすことなく効率
の良い運転を行うことができる。また、他のボイラの燃
焼量が、低負荷用ボイラからの蒸気発生量を一定の範囲
内に保つように制御されるので、この低負荷用ボイラは
従来のように一定の蒸気発生量で運転されることがなく
なり、低負荷用ボイラの余力を残すことなく十分に活用
することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるボイラの並列運転制御装置の一実
施例を示す系統図、第２図は同じく負荷に対応した各ボ
イラの運転制御図、第３図は従来のボイラの並列運転制
御装置を示す系統図である。 １……低負荷用ボイラ、2,3……ボイラ、７……蒸気ヘ
ッダ、８……蒸気負荷、９……蒸気圧力検出器、10……
圧力制御装置、11……燃焼制御装置、13……蒸気流量検
出器、15,16……比率設定器、17,18……燃焼制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】並列運転される複数台のボイラからの蒸気
   を蒸気管を通して蒸気ヘッダに集め、この蒸気ヘッダか
   ら各負荷に蒸気を供給するようにしたものにおいて；上
   記複数台のボイラの中から選定された低負荷になっても
   最も効率低下の少ない低負荷用ボイラと、この低負荷用
   ボイラの燃焼量を制御して負荷変化時における上記蒸気
   ヘッダ内圧力を一定に保つよう作動する第１燃焼制御手
   段と、上記低負荷用ボイラ以外の残りのボイラの燃焼量
   を制御して上記低負荷用ボイラの蒸気発生量を所定の範
   囲内に保つよう作動する第２燃焼制御手段とを備えたこ
   とを特徴とするボイラの並列運転制御装置。