JPH086889B2 - ボイラ台数制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃焼制御がON−OFF制御または三位置制御
（後述）であるボイラを多缶設置した時の簡単で安価な
台数制御方法、詳しくは全体負荷に対し、負荷に見合っ
た台数のボイラの運転で対応させ、かつ同時に２台のボ
イラを起動または停止させることのないボイラ台数制御
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

ボイラの負荷変動に１台のボイラで対応させる場合、
低負荷になると熱効率が悪くなる。通常、高負荷程、熱
効率が良い。このため小容量のボイラを多缶設置し、全
体負荷が小さくなると、多缶設置されたボイラの内、何
台かを停止させ、できるだけ最小台数のボイラの運転で
全体負荷に対応させ、運転しているボイラの負荷をでき
るだけ高負荷に保ち、熱効率の良い状態でボイラを運転
する多缶設置の台数制御方式が近年、注目されている。

１台の三位置制御の蒸気ボイラの系統を第３図のブロ
ック線図で説明すると、７が供給する蒸気を示してお
り、その蒸気圧が圧力スイッチ１に供給され、ある設定
圧以下か、以上かの電気信号５が制御装置２に伝えら
れ、高燃バーナ3a、低燃バーナ3bの両方を燃焼するか、
低燃バーナ3bのみ燃焼するか、両方共停止するかを制御
装置２が判断し、決定し、それに従って高燃バーナ・低
燃バーナが燃焼し、あるいは停止される。

高燃バーナ・低燃バーナで燃焼され、発生した熱量６
が伝熱部４を通して水に伝えられ、蒸気が供給される。

従来の台数制御方式を、たとえば４台に対し第４図を
用いて説明する。各ボイラをNo.1〜No.4と名付け、一点
鎖線内は第３図と全く同じ系統となっている。図中の８
は各ボイラからの蒸気を集め負荷へ供給する蒸気管で、
全ボイラの蒸気がすべて集合された後流に圧力スイッチ
９が設けられる。この圧力スイッチ９の信号を受けて、
台数制御装置10が各ボイラの発停を判断し、決定し、各
ボイラの発停を信号11で各ボイラへ伝え、台数制御を行
っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、蒸気の多缶設置の場合、高価な圧力ス
イッチ９を設ける必要があり、また蒸気が蒸気管中を流
れる時、必ず圧力損失があるため、圧力スイッチ９に伝
えられる圧力と各ボイラの圧力スイッチ１に伝えられる
圧力は、各ボイラ同志を含めて異なっている。このため
各ボイラの圧力スイッチ１の設定を蒸気管で圧力損失の
差を考慮して行うという難かしさがあり、また設定を誤
まると台数制御がうまくいかないという欠点があった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、全体負荷に
対し、各ボイラの負荷を知ることによって、負荷に見合
った台数のボイラの運転を行うことができ、かつ同時に
２台のボイラを起動または停止させることなく、効率よ
くボイラの運転を継続することができるボイラ台数制御
方法の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕

本発明のボイラ台数制御方法は、燃焼制御がON−OFF
制御または三位置制御であるボイラを多缶設置した装置
において、各ボイラの燃焼指示の出ているバーナの連続
的ON時間、すなわち、１回当りのON時間、燃焼停止指示
の出ているバーナの連続的OFF時間、すなわち、１回当
りのOFF時間を計測し、該時間が設定時間を越えたか否
かの信号と、各ボイラの運転しているか否かの信号と、
予め設定したボイラの起動順序との組合せにより、起動
すべきボイラの前置ボイラのバーナのON時間がある値以
上の時、そのボイラを起動し、停止すべきボイラのバー
ナのOFF時間がある値以上で、かつ後置ボイラの停止信
号がある時、そのボイラを停止させることを特徴として
いる。

バーナは燃焼、停止を繰り返すが、負荷が上がると連
続して燃焼する時間が長くなり、連続して停止している
時間が短くなる。本発明では、これを利用しているもの
で、１回当りのON時間を連続的ON時間と言い、１回当り
のOFF時間を連続的OFF時間と言っている。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に
説明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器
の形状、その相対配置などは、とくに特定的な記載がな
い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨の
ものではなく、単なる説明例にすぎない。

本発明による台数制御方式の構成を、たとえば４台に
対し、第１図を用いて説明する。各ボイラをNo.1〜No.4
と名付け、一点鎖線内においては、No.1ボイラに記載の
系統と他のNo.2〜No.4とは同一となっており、第３図と
同一の系統である。ただし制御装置２と高燃バーナ3aと
の間に、高燃バーナの燃焼装置の連続的ON時間をカウン
トする測定装置12が設けられ、制御装置２と低燃バーナ
3bとの間に、低燃バーナの燃焼装置の連続的OFF時間を
カウントする測定装置13が設けられている。このため、
台数制御装置10に測定装置12および13からの測定時間に
あたる信号と、制御装置２からの高燃バーナ・低燃バー
ナの運転指示信号とが伝えられ、台数制御装置10で台数
制御信号が各ボイラに信号11で伝えられ、台数制御され
る。

ボイラを多缶設置した場合、各ボイラは温水ボイラで
あれば温水温度、蒸気ボイラであれば蒸気圧力に従って
燃焼量をON−OFF制御ないしは三位置制御で調節してい
る。ON−OFF制御の場合と三位置制御の場合とは基本的
に同じことなので、以下、三位置制御を例にとって説明
する。

三位置制御のバーナは最大負荷、中間負荷、停止の三
位置の燃焼量で燃焼するものであるが、説明上、低燃バ
ーナ3bと高燃バーナ3aが組み込まれ、各々ある定められ
た燃焼量を燃焼するバーナで、高燃バーナ3aと低燃バー
ナ3bが両方共燃焼する時、高燃バーナ3aが停止し、低燃
バーナ3bのみが燃焼する時、高燃バーナ3a、低燃バーナ
3bが両方共停止する時の三位置制御とする。なお三位置
制御バーナの方式はいくつかあろうが、基本的には同じ
ことである。

第２図は低燃バーナの容量が40％、高燃バーナの容量
が70％の三位置制御ボイラのボイラ負荷と、バーナの点
火時間（ON時間）と消火時間（OFF時間）の関係を表わ
したものである。

第２図からわかるように、ボイラ負荷が０〜40％の間
では、低燃バーナがON−OFFし、負荷の増大とともにON
時間が長くなり、OFF時間が短かくなっていき、ついに
はボイラ負荷が40％のところで低燃バーナはつきっぱな
しとなる。負荷が減少する場合はこの逆となる。

次に、負荷が40％を超えると、高燃バーナも点火し、
ボイラ負荷の増大とともにOFF時間よりON時間がだんだ
ん長くなり、110％のところで高燃バーナもつきっぱな
しとなる。負荷が減少していくときはこの逆となる。

このようなボイラ負荷とその時のバーナのON−OFF時
間との関係は、そのボイラの固有の特性値（ボイラ時定
数という）とバーナの容量から容易に計算で求めること
ができるし、また実験的にも求めることができる。そし
てこのバーナのON−OFF時間はボイラの負荷に対し一義
的に決まるものであるから、この時間を知ることによっ
て、そのボイラの負荷の状況を知ることができるのであ
る。

今、４台のボイラを設置した場合を例にとって説明す
る。運転しているボイラを最大負荷（高燃バーナ、低燃
バーナが共に燃焼している状態）に固定するボイラと、
全体負荷に合わすために負荷制御しているボイラとにわ
ける。今、説明を簡単にするため、運転しているボイラ
の内、１缶のみ全体負荷に対応して三位置制御され、残
りのボイラは最大負荷に固定するものとする。これは台
数制御装置10の信号によって行われる。

前述の様に、低燃バーナ3b40％、高燃バーナ3a70％と
すると、全体負荷が110％以上であると、４台共最大負
荷となっている。予め設定した起動順序に従い、今、N
o.4→No.3→No.2→No.1をボイラの停止順序とした時、
全体負荷が下ってくるとNo.3、No.2、No.1は最大負荷に
固定されているが、No.4ボイラは負荷制御として、圧力
スイッチ１の信号によって三位置制御される。全体負荷
が下がってくるにつれ、No.4ボイラは高燃バーナ3aのON
−OFFだけでは対応できず、高燃バーナ3aは停止し、低
燃バーナ3bのON−OFFで対応するようになる。No.4ボイ
ラの低燃バーナ3b OFF時間がある設定値以上になると、
No.4ボイラの測定装置13の信号を台数制御装置10が受
け、信号11によってNo.4ボイラを停止する。No.1ボイ
ラ、No.2ボイラは最大負荷に固定され、No.3ボイラが全
体負荷に対応するため、圧力スイッチ１の信号によって
三位置制御される。全体負荷がさらに下がってくると、
No.3ボイラの低燃バーナのOFF時間がある設定値以上に
なったこと（No.3ボイラの測定装置13よりの信号）、お
よびNo.3ボイラの後置ボイラ、すなわちNo.4ボイラの停
止信号（No.4ボイラの制御装置２よりの信号）とで、台
数制御装置10が信号11によってNo.3ボイラを停止する。
以下同様の手順で全体負荷が下がるにつれ、No.2ボイラ
を停止し、No.1ボイラでのみ全体負荷に対応する。全体
負荷が増加するにつれ、No.1ボイラの低燃バーナ3bは燃
焼を連続し、高燃バーナのON−OFFで対応し、高燃バー
ナ3aのON時間が長くなってくる。高燃バーナ3aのON時間
がある設定値以上になった時、No.1ボイラの測定装置12
の信号によってNo.2ボイラを起動し運転する。No.1ボイ
ラは最大負荷に固定し、No.2ボイラはNo.2ボイラの圧力
スイッチ１によって三位置制御し、全体負荷に対応させ
る。No.2ボイラの高燃バーナ3aのON時間がある設定値以
上になった時、No.2ボイラの測定装置12の信号によって
No.3ボイラを起動し運転させる。以下同様の手順で全体
負荷の増加につれ、No.4ボイラを起動し運転する。

以上のように全体負荷の増減に対し、 （１） 起動すべきボイラの前置ボイラの高燃バーナの
ON時間がある値以上の時、そのボイラを起動する。

（２） 停止すべきボイラの低燃バーナのOFF時間があ
る値以上で、かつ、後置ボイラの停止信号が発生された
ときに、そのボイラを停止する。

ようにすれば、全負荷の増減に対し、運転ボイラ台数を
自動的に増減することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の方法によれば、燃焼装
置の連続的ON時間ないし連続的OFF時間がある設定値以
上の時、信号を出すという簡単な装置12または13を用い
ることによって、安価な台数制御装置を提供することが
でき、かつ、全体負荷に対応する負荷制御ボイラを運転
しつつ、そのボイラ自信の負荷を確認してボイラの台数
を増減するため、供給する温水温度あるいは蒸気圧力の
変化幅を小さくすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のボイラ台数制御方法を実施する装置の
一例を示すブロック線図、第２図は三位置制御バーナ方
式において、低燃バーナの容量が40％、高燃バーナの容
量が70％の場合のボイラ負荷と、バーナの点火時間（ON
時間）、消火時間（OFF時間）との関係を示す線図、第
３図および第４図は従来のボイラ台数制御方式を示すブ
ロック線図である。 １……圧力スイッチ、２……制御装置、3a……高燃バー
ナ、3b……低燃バーナ、４……伝熱部、５……電気信
号、６……発生熱量、７……供給蒸気、８……蒸気管、
９……圧力スイッチ、10……台数制御装置、11……信
号、12、13……測定装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼制御がON−OFF制御または三位置制御
   であるボイラを多缶設置した装置において、各ボイラの
   燃焼指示の出ているバーナの連続的ON時間、燃焼停止指
   示の出ているバーナの連続的OFF時間を計測し、該時間
   が設定時間を越えたか否かの信号と、各ボイラの運転し
   ているか否かの信号と、予め設定したボイラの起動順序
   との組合せにより、起動すべきボイラの前置ボイラのバ
   ーナのON時間がある値以上の時、そのボイラを起動し、
   停止すべきボイラのバーナのOFF時間がある値以上で、
   かつ後置ボイラの停止信号がある時、そのボイラを停止
   させることを特徴とするボイラ台数制御方法。