JPS63210502A - ボイラシステムの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は停止状態と作動状態との間で、さらに作動状
態にあっては高燃焼状態と低燃焼状態の間での３段階に
運転状態を移行可能な複数のボイラユニットを有するボ
イラシステムの制御装置に関するものであり、特に、ボ
イラシステムに対する熱負荷がほぼ一定な定常状態にあ
る略平衡時の動作中に、急激に熱負荷が変動して、蒸気
圧力が急激に」二昇または低下する場合でも、蒸気圧力
信号Ｐにより表わされる蒸気圧力の時間変化率ΔＰ／Δ
ｔを検出し、緊急にボイラユニットの燃焼台数を増減さ
せることで、熱負荷の変動に円滑かつすみやかに追従す
るようにしたボイラシステムの制御装置の改良に係わる
ものである。

〈従来の技術〉 比較的容量の小さなボイラを複数台連結してなるボイラ
システムは、単一の大容量ボイラを用いたシステムにく
らべて各種の利点がある。すなわち、大容量ボイラは一
般に最大出力状態で運転されることが殆どなく、従って
その潜在的な蒸発能力が有効に利用されることがきわめ
てまれである。これに反して、小容量ボイラの組合せか
らなるボイラシステムの場合は１個々のボイラがその最
大出力で作動する機会が多く、結果的にその潜在能力が
有効に発揮され、これが上記の利点のうち最たるもので
ある。

ところで、ボイラは一般に、停止状態からの起動には、
その都度、プリパージ（着火を確実にするための換気操
作）等の準備段階や、それに引き続く低出力状態（缶の
急激な膨張を回避するための緩衝燃焼操作）をともなう
ものであり、これが熱負荷の変動に対するボイラシステ
ムの応答性を著しく害う要因となっていた。

これに対して、こうした阻害要因を除去すべく、ボイラ
システムの定常状態においては最小限２台ノポイラユニ
ットを調整ユニットとして常時確保して、これらｙＪ整
ユニットを不断に燃焼状態に保持することにより、該２
台ないしはそれ以上のボイラユニットの各々をボイラシ
ステム全体の出力、すなわち出力蒸気圧力の変化に応じ
て高出力状態と低出力状態の間、すなわち高燃焼状態と
低燃焼状態の間で適宜移行させるように制御することに
より、個々のボイラユニットを繰り返し停＋ｈ、起動さ
せる頻度を逓減し、もって、円滑にボイラシステム全体
の出力を所望の範囲内に収束させるようにしたボイラシ
ステムの制御装置が提案されている。

以下、上記提案の技術によるボイラシステムの制御装置
を複数台のボイラユニットからなるボイラシステムの出
力制御に用いた例につき、図面を参照して説明する。な
お、かかる制御装置の適用可能なボイラシステムは、ど
のような形式の、またどのような台数のボイラユニウド
からなるものであってもよいが、以下に記載する例にお
いては、説明の便宜上、当該ボイラシステムは屏気式ボ
イラを４台連結してなるものとする。

第１図は上記提案の技術に係わる制御装置の適用可能な
ボイラシステムｌＯを概括的に示すものであり、かかる
ボイラシステムの全体的な構成と動作を以下に説明する
。このボイラシステム１０は、上記のように４台の蒸気
式ボイラユニット　（以下単にボイラユニットという）
からなっており、これら４台のボイラユニットには、そ
の起動順序に従ってそれぞれ番号＃ｌ、＃２、＃３、＃
４がイ寸しである。これらボイラユニット井工ないし＃
４の出力は共通のスチームヘッダ１１に接続され、この
スチームヘッダ１１を介して図外の負荷装置に導かれる
。該スチームへラダ１１には、圧力ｙＡ節器１２が設け
てあり、この圧力調節器１２により５　スチームヘッダ
内の蒸気圧力をほぼ所定の値となるように常時調節する
。このような機能をもった圧力調節器自体は公知であり
、その詳細については説明を省略する。

提案の技術に係わるボイラユニット制御装置は５　］二
配圧力調節器１２に含まれる可変抵抗器により検出され
るスチームヘッダｌｌ内の蒸気圧力にもとづいて、マイ
クロコンピュータ等を用いた制御装と１３により、上記
ボイラシステム１０を構成するボイラユニット＃１ない
し＃４を適宜選択的に制御するようにしたものである。

第４図は、そのような制御装２ｔ１３の具体的な構成例
として、該制御装置のアルゴリズムを実行するためのハ
ードウェア構成を概念的に示すものである０図示のハー
ドウェア構成においてはまず、前記圧力調節器１２に内
蔵されている可変抵抗器の抵抗値を抵抗−電圧変換回路
１４により電圧に変換して、該圧力調節器１２によって
検出されたスチームヘッダｌｌ内の蒸気圧力に比例ない
し相応した電圧を出力する。この抵抗−電圧変換回路１
４の出力電圧は複数の比較器、すなわち本例においては
４個の比較器１５ａ、　１５ｂ、１５ｃ、　１５ｄから
なる電圧比較回路１５に入力される。これら４個の比較
器　＋５ａ〜１５ｄには、前記圧力調節器１２によって
検出されるスチームへラダ１２内の所定の蒸気圧力の臨
界値に対応する基準電圧値が、それぞれ設定されており
、各比較器に対する入力電圧がそれぞれの基準電圧値を
越えたときに高レベル又は低レベルに変化する出力信号
を出力する。本例においては、例えば第１の比較器１５
ａには、第１の臨界値７．２　ｋｇ／ｃｍ′に対応する
基準電圧値が、第２の比較器＋５ｂには第２の臨界値？
−４ｋｇ／ｃｍ″に対応する基準電圧値が、第３の比較
器１５ｃには、第３の臨界値７．８　ｋｇ／　ｃ　＋ｎ
’に対応する基準電圧値が、第４の比較器１５ｄには、
第４の臨界値８　、０　ｋｇ／　ｃｒｎ’に対応する基
準電。

正値が、それぞれ設定されているものとする。これら比
較器１５ａ、１５ｂ、　１５ｃ、１５ｄからの各出力信
号は１例えばバー７７７　ｌｅａ、　１８ｂ、ｌｅａ、
　ｌｅｄを介して、前記マイクロコンピュータのプロセ
ッサ等に入力されて信号処理される。

すなわち、まず前記第１の比較器１５ａからの出力信号
は燃焼台数増加要求４３号Ｂｉとして、また前記第４の
比較器１５ｄからの出力は燃焼台数減少要求信号Ｂｄと
して、それぞれ前記バッファｌｅａおよび１８ｄを介し
て燃焼台数設定部１７に入力される。さらに、前記第２
の比較器１５ｂからの出力信号は、高燃焼状態要求信号
Ｒｈとして前記バッファ１８ｂを介して燃焼状態選択部
１８に入力され、また前記第３の比較器１５ｃからの出
力信号は、低燃焼状態要求信号８文として前記バッファ
１８ｃを介してアンドゲート１９の一方の入力信号とな
る。なお、これらの出力信号Ｂｉ、Ｂｄ、Ｂｈ、Ｂ見は
いずれもこれをアクチブハイ信号とし、比較器　１５ａ
〜１５ｂに関しては、その入力電圧がそれぞれの基準電
圧以下であるときに、そして、比較器１５ｃ〜１５ｄに
関しては、その入力電圧がそれぞれの基準電圧以上であ
るときに、高レベルでアクチブとなるような信号とする
。

上記燃焼台数設定部１７は起動スイッチ２０がオンとな
ったときに活性化され、入力信号ＢｉまたはＢｄに応じ
て、それぞれ高レベルの燃焼開始信号ＢＩまたは低レベ
ルの燃焼停止信号ＢＤを前記ボイラユニット井１、＃２
、＃３、＃４に対して選択的に出力する。この燃焼台数
設定部１７からの出力信号ＢＩまたはＢＤは、さらに調
整ユニット台数設定部２１にも入力される。該燃焼台数
設定部１７は、その入力に上記燃焼台数増加要求信号Ｂ
ｉが現われている間は、前記ボイラユニットに対して前
記高レベルの燃焼開始信号ＢＩを所定の時間間隔をもっ
て、個々のボイラユニットの起動順序に従って、すなわ
ち＃１→＃２→＃３→＃４の順序で順次出力する。この
燃焼開始信号ＢＩを順次各ボイラユニットに供給する時
間間隔は、各ボイラユニットが停止状態から起動されて
から高燃焼状態に至るまでの若干の時間遅れを考慮して
これを１０秒程度とするのが一般的である。また、各ボ
イラユニットが前記燃焼台数設定部１７からの燃焼開始
信号ＢＩにより停止状態から燃焼状態に移行する場合は
、無条件で高燃焼状態となるものとするが、ただし該ボ
イラユニットが停止状態から高燃焼状態となるのに先立
って、若干の時間遅れと、それに引き統〈いくばくかの
低燃焼状態時間をともなう。

一方、上記燃焼台数減少要求信号Ｂｄが現われている間
は、前記ボイラユニットに対して前記低レベルの燃焼停
止信号ＢＤを所定の時間間隔、例えば４秒の時間間隔を
もって、該ボイラユニットの起動順序とは逆の順序に従
って、すなわち＃４−＃３→＃２→＃ｌの順序で順次出
力する。

さらに、前記調整ユニット台数設定部２１は、燃焼状態
選択部１８と協（動して、調整ユニット台数設定スイッ
チ２２により設定された台数のボイラユニットを、燃焼
状態にある個々のボイラユニットのうちから選択して調
整ユニットとして指定するもので、その出力信号は前記
アントゲ−）１９の他方の入力となる。このアンドゲー
ト１９のアンド論理出力は前記燃焼状態選択部１８に入
力され、該燃焼状態選択部１８は当該アンド論理出力お
よび前記第２の比較器１５ｂからの高燃焼状態要求信号
Ｂｈに応じて、それぞれ高レベルの高燃焼状態選択信号
ＢＨまたは低レベルの低燃焼状態選択信号ＢＬを、前記
ボイラユニット＃ｌ、＃２．＃３、＃４に対して選択的
に出力する。この燃焼状態選択部１８からの出力信号Ｂ
ＨまたはＢＬは、さらに前記調整ユニット台数設定部２
１にも入力される。

ここで前記調整ユニットについて、それの本制御装置に
おける役割を説明する０本制御装置における調整ユニー
／　トとは、熱負荷の変動を吸収すべく、定常状態にお
いてその低燃焼状態と高燃焼状ｙ３との間で交互に移行
するように制御されるボイラユニットであり、その台数
は調整ユニット台数設定スイッチ２２により、これを任
意に、すなわちプログラマブルに設定することが可能で
ある。本例においては、この調整ユニット台数設定スイ
ッチ２２により設定された調整ユニットの台数はこれを
仮に２台とし、燃焼状態にあるボイラユニットのうち、
起動順序が後である２台を調整ユニットとして選択指定
するものとする。かくて、例えば本例におけるボイラシ
ステム１０の全ボイラユニット＃ｌ〜＃４が燃焼中は、
それらポイラユニッ！・のうち起動順序が後である２台
のボイラユニット＃４および＃３が、またボイラユニッ
ト＃１〜＃３が燃焼中はそれらボイラユニットのうち起
動順序が後である２台のボイラユニット＃３および＃２
が、それぞれ２ｇｌユニットとして前記調整ユニット台
数設定部２１により、その都度指定される。

このようにして指定された調整ユニットに対しては、蒸
気圧力が上昇中で、上記アンドゲート１９の出力に高レ
ベルの信号が現われている間は、所定の時間間隔１例え
ば３秒間熱をもって前記低レベルの低燃焼状態選択信号
ＢＬを、当該時点における調整ユニットに対してその起
動順序とは逆の順序に従って、すなわち＃４→＃３、＃
３→＃２または＃２→＃１の順序で順次出力する。また
蒸気圧力が降下中で、前記高燃焼状態要求信号Ｂｈが現
われている間は、所定の時間間隔、例えば３秒間熱をも
って前記高レベルの高燃焼状態選択信号ＢＨを、当該時
点における調整ユニットに対してその起動順序に従って
、すなわち＃ｌ→＃２、＃２→＃３、または＃３→＃４
の順序で順次出力する。

前記調整ユニット台数設定スイッチ２２は、例えばディ
ジタルポテンショメータ等により構成されて、調整ユニ
ットの設定台数に比例する電圧信号を出力するようにし
である。前記調整ユニット台数設定部２１は、この調整
ユニット台数設定スイッチ２２からの設定信号と燃焼台
数設定部１７および燃焼状態選択部１８からの出力信号
とを入力信号として受けて、燃焼台数設定部１７からの
入力信号が高レベルの燃焼開始信号ＢＩで、かつ燃焼状
態選択部１８からの入力信号が低レベルの低燃焼状態選
択信号ＢＬとなっているボイラユニットの台数と、該調
整ユニット台数設定スイッチ２２からの出力信号により
表わされるボイラユニットの台数とを互いに比較して、
後者、すなわちスイー、チ２２により設定された調整ユ
ニットの台数が前者、すなわち低燃焼状態で動作すべく
制御中のボイラユニー／　トの台数よりも多い場合には
、調整ユニットの台数が不足しているものと判断して、
高レベルの調整ユニット台数増加信号ＢＰを前記アンド
ゲート１９の一方の入力端子に供給するものである。

第５図はこのような調整ユニット台数設定部２１の機能
を実現するための具体的なハードウェア構成の一例を示
すものである０図示のように、前記燃焼台数設定部１７
からボイラユニット＃１〜＃４に送られる出力信号ＢＩ
ないしＢＤは、別途４個のアントゲ−）　２３ａ、　２
３ｂ、２３ｃ、　２３ｄのそれぞれの一方の入力端子に
印加され、また前記燃焼状態選択部１８から同じくボイ
ラユニット＃１〜＃４に送られる出力信号ＢＨないしＢ
Ｌは、それぞれ別途インバータ２４ａ、２４ｂ　、　２
４ｃ　、２４ｄを介して上記アンドゲート２３ａ、　２
３ｂ、２３ｃ　、　２３ｄの他方の入力端子に印加され
る。これらアントゲ−）　　２３ａ〜２３ｄの各出力端
子は、電圧加算回路２５を経由して比較器２６の一方の
入力端子に接続され、この比較器２６の他方の入力端子
は、前記調整ユニット台数設定スイッチ２２に接続され
ている。かくて、前記燃焼台数設定部１７から選択的に
ボイラユニット＃ｌ〜＃４に送られる高レベルの出力信
号ＢＩは。

前記アンドゲート２３ａ　、　２３ｂ　、　２３ｃ　、
　２３ｄに適宜入力され、また前記燃焼状態選択部１８
からボイラユニット＃１〜＃４に選択的に送られる低レ
ベルの出力信号ＢＬはインバータ２４ａ　、　２４ｂ　
、　２４ｃ、２４ｄにより反転されて、高レベルの信号
としてアンドゲート２３ａ　、　２３ｂ　、　２３ｃ　
、　２３ｄに適宜入力される。これらアンドゲート２３
ａ〜２３ｄからの出力信号は前記加算回路２５で加算さ
れ、従って該加算回路２５には、前述のように燃焼台数
設定部１７からの入力信号が高レベルの燃焼開始信号Ｂ
Ｉで、かつ燃焼状態選択部１８からの入力信号が低レベ
ルの低燃焼状態選択信号ＢＬとなっているボイラユニッ
トの台数、すなわち低燃焼状態で動作すべく制御中のボ
イラユニットの台数を表わす電圧信号が生成される。こ
の電圧加算回路２５かもの出力信号が前記比較器２６の
一方の入力端子に印加されている、該比較器の他方の入
力端子に印加される前記調整ユニット台数設定スイッチ
２２からの出力信号と比較され、調整ユニット台数設定
スイッチ２２により設定された調整ユニット台数が低燃
焼状態で動作すべく制御中のボイラユニットの台数より
も多い場合には、該比較器２６から高レベルの出力信号
がｍｉ記調整ユニット台数増加信号ＢＰとして前記アン
ドゲート１８の一方の入力端子に印加される前記燃焼状
態選択部１８は、該アンドゲート１８を介してこのｒｉ
Ｊ整ユニット台数増加信号Ｂｐを受けて、低燃焼状態選
択信号ＢＬを供給するボイラユニットの台数が、調整ユ
ニット台数設定スイッチ２２により設定された調整ユニ
ットの台数よりも多くならないように制御するものであ
る。すなわち、いま、ある時点において燃焼中のボイラ
ユニットのうち、起動順序がもっとも後であるボイラユ
ニットが燃焼停止となって過渡的に調整ユニットが１台
のみとなったとする。この場合、蒸気圧が第３の臨界値
７．８　ｋｇ／ｃｒｎ’まで−Ｌ昇して、前記アンドゲ
ート１９の一方の入力端子には、前記低燃焼状態要求信
号Ｂｌが現われるので、前記調整ユニット台数設定部２
１から該アントゲ−）１９の他方の入力端子に印加され
る調整ユニット台数増加信号ＢＰにより、アンドゲート
１９における論理積条件が成立して、その高レベルの出
力信号により、現時点における調整ユニットの次の起動
順序のボイラユニー、トが新たな調整ユニットとして指
定され、この新たな調整ユニットが燃焼状態選択部１８
から発せられる低燃焼状態選択信号ＢＬにより、高燃焼
状態から低燃焼状態へ移行することとなる。

かくして燃焼状態選択部１８は、該アンドゲート１９か
らのアンド論理出力が高レベルの場合に、現時点で指定
されている調整ユニットをその起動順序とは逆の順序に
従って、前述のように３秒間隔で高燃焼状態から低燃焼
状態に移行させるのである。ただし、上述のように調整
ユニットのうち起動順序が後であるボイラユニットがす
でに高燃焼状態にあるときに、前記調整ユニット台数設
定部２１から出力信号が発せられた場合には、２台の調
整ユニットのうち、起動順序の先であるボイラユニット
が高燃焼状態から低燃焼状態に移行することとなる。

上述のようなハードウェア構成により、下記のような５
段階の制御領域に係わる制御プロトコルにもとづいて、
前記ボイラシステム１０　（第１図）に対する制御を行
なう。

１夏ｌ羞通（運転台数増加モード） 前記スチームへラダ１１　（第１図）内の蒸気圧力が前
記第１の臨界値７．２　ｋｇ／ｃｒｎ’以下の場合はこ
れを圧力制御領域Ａとし、この制御領域Ａにおいては、
ボイラユニットの燃焼台数を１０秒間隔で１台ずつ高燃
焼状態で順次起動させる。この場合、停止状態から高燃
焼状態に移行するボイラユニットの起動順序は＃ｌ→＃
２→＃３→＃４の順序とする。

１夏ｌ羞」（高燃焼状態移行モード） 蒸気圧力が前記第１の臨界値７．２　ｋｇ／ａｍ”以上
でかつ前記第２の臨界値７．４　ｋｇ／ｃｍ″以下の場
合はこれを圧力制御領域Ｂとし、この制御領域Ｂにおい
ては、当該時点で指定されている調整ユニットを３秒間
隔で１台ずつ低燃焼状態から高燃焼状態に移行させる。

この場合、２台の調整ユニットをそれぞれ低燃焼状態か
ら高燃焼状態に移行させる順序は、その起動順序に従い
＃１→＃２１．＃２→＃３、または＃３→＃４の順序と
する。ただし、蒸気圧力が上昇中の場合は、調整ユニッ
トはいずれもすでに高燃焼状態となっているため、この
モードが実行されるのは、蒸気圧力が降下中で調整ユニ
ットがいずれも低燃焼状態となっている場合のみである
。

１且」Ａｋ（状態保持モード、すなわち、略平衡モード
） 蒸気圧力が前記第２の臨界値７．４　ｋｇ／ｃｒｎ’以
上でかつ前記第３の臨界値７．８　ｋｇ／ｃｒｎ”以下
の場合はこれを圧力制御領域Ｃとし、この制御領域Ｃで
は蒸気圧力が上昇して第２の臨界値を越え、あるいは蒸
気圧力が降下して第３の臨界値以下となった時点におけ
る状態を全ボイラユニットが保持する。

！（低燃焼状態移行モード） 蒸気圧力が前記第３の臨界値７．８　ｋｇ／ｃｔｒｒ’
以上でかつ前記第４の臨界値８．０　ｋｇ／ｃｒｎ’以
下の場合はこれを圧力制御領域りとし、この制御領域り
では調整ユニットを３秒間隔で１台ずつ高燃焼状態から
低燃焼状態に移行させる。この場合、２台の調整ユニッ
トをそれぞれ高燃焼状態から低燃焼状態に移行させる順
序は、その起動順序とは逆の順序、すなわち＃４→＃３
．＃３→＃２、または井２→＃１の順序とする。ただし
、蒸気圧力が降下中の場合は、調整ユニットはいずれも
すでに低燃焼状態となっているため、このモードが実行
されるのは、蒸気圧力が上昇中で調整ユニットがいずれ
も高燃焼状態となっている場合のみである。

１県１１」（燃焼台数減少モード） 蒸気圧力が前記第４の臨界値８．０　ｋｇ／ｃｒｎ’以
上の場合はこれを圧力制御領域Ｅとし、この制御領域Ｅ
においては、ボイラユニットの燃焼台数を４秒間隔で１
台ずつ減少させると同時に、調整ユニットを１台ずつ高
燃焼状態から低燃焼状態に移行させる。この場合の停止
順序も、ボイラユニットの起動順序とは逆の順序、すな
わち＃４→＃３→＃２→＃１の順序とし、また調整ユニ
ットを高燃焼状態から低燃焼状態に移行させる順序も、
その起動順序とは逆の順序・、すなわち＃４→＃３．　
＃３→＃２、または＃２→＃ｌの順序とする。

以下、上記のような制御プロトコルにもとづいて、第１
図の構成のボイラシステムを制御する動作について、第
４図および第６図をも参照して説明する。なお第６図に
おいて、ＢＨおよびＢＬはそれぞれ第４図の燃焼状態選
択部１８からの高燃焼選択信号および低燃焼選択信号を
その順に表し、ＨおよびＬはこれら高燃焼選択信号ＢＨ
および低燃焼選択信号ＢＬが出力されている期間におけ
るボイラユニットの実際の燃焼状態を示すもので、Ｈは
高燃焼状態を、Ｌは低燃焼状態をそれぞれ表わす、従っ
て各ボイラユニットの高燃焼状態Ｈの立上りに先行する
短期間の低燃焼状態りは、前記したブリパージに引き続
いて不可避的に経過する低燃焼期間を示すものである。

しかして以下の説明においては、取り敢えず当該ボイラ
システムに対する熱負荷がほぼ一定で、ボイラシステム
が定常状態にあるものとして説明を進め、しかる後、熱
負荷変動時の制御動作について説明することとする。

（１）まず、第６図に示す時間ｔｏで＄４図に示す起動
スイッチ２０がオンとなった時点では、蒸気圧力は前記
圧力制御領域Ａの範囲内にある。この制御領域Ａは前述
のようにボイラユニットの燃焼台数をｌθ秒間隔で１台
ずつ増加させる制御領域であり、前記比較器１５ａ、　
１５ｂからの出力信号は高レベルに保持されるため、燃
焼台数増加要求信号Ｂｉおよび高燃焼状態要求信号Ｂｈ
が出力されており、従って前記燃焼台数設定部１７から
は燃焼開始信号ＢＩが、また前記燃焼状態選択部１８か
らは高燃焼状態選択信号ＢＨが、ボイラユニット＃１に
対してそれぞれ出力され、その結果、該ボイラユニット
＃ｌが若干のブリパージとこれに引き続く低燃焼状態り
期間後、高燃焼状ｇＨで燃焼を開始し、ボイラシステム
のへラダ１１（第１図）内の蒸気圧力が立ち上る。この
ボイラユニー、ト＃１が燃焼を開始してから１０秒後の
時間ｔ１においてもなお制御領域Ａの状態が持続してい
るならば、ざらにボイラユニット＃２に対して燃焼台数
設定部１７および燃焼状態選択部１８から燃焼開始信号
ＢＩおよび高燃焼状８１！択信号ＢＨがそれぞれ出力さ
れ、ボイラユニット＃２も上記同様、若干のブリパージ
とこれに引き続く低燃焼状態り期間後、高燃焼状態Ｈで
燃焼を開始する。その後も制御領域Ａの状態が続くかぎ
り、ボイラユニット＃３以降の各ボイラユニー／　）も
それぞれ１０秒間隔をもって、順次その起動順序に従っ
て燃焼を開始して高燃焼状態Ｈとなる。かくて複数台の
ボイラユニー／　）が、高燃焼状態Ｈで燃焼を開始する
こととなる。以下の説明では、仮に時間ｔ２．　ｔ３で
ボイラユニット＃３、＃４がそれぞれ起動されて、当該
ボイラシステム中の全ボイラユニット＃１〜＃４が高燃
焼状態となるものと想定する。前述のように、これらボ
イラユニット＃１〜＃４がすべて燃焼状態にある場合は
、起動順序が後である２台のボイラユニット＃３および
＃４が調整ユニットとして指定される。

（２）上述のようにして全ボイラユニット＃１〜＃４が
高燃焼状態Ｈで燃焼を開始することにより、ヘッダ内の
蒸気圧力はすみやかに上昇して、例えば図示の時間ｔ４
で前記第１の臨界値７．２　ｋｇ／ｃｒｎ’に達し、圧
力制御領域は領域Ａから領域Ｂ、すなわち高燃焼状態移
行モードに移行する。この制御領域Ｂは、調整ユニット
を３秒間隔で１台ずつ低燃焼状態から高燃焼状態に移行
させるモードであり、本例の場合は、前記調整ユニット
＃３および＃４のうち起動順序が後である方のボイラユ
ニット＃４が低燃焼状態りから高燃焼状態Ｈに移行され
るべき制御領域であり、前記比較器１５ｂからの出力信
号は高レベルとなっているため、高燃焼状態要求信号Ｂ
ｈが発せられているが、このボイラユニット＃３はすで
に高燃焼状Ｉ　Ｈにあり、しかも蒸気圧力が上昇中であ
るため、各ボイラユニット＃１〜＃４はいずれもそのま
まの状態、すなわち高燃焼状態Ｈに保持される。

（３）蒸気圧力がさらに上昇して、例えば時間ｔ５で前
記第２の臨界値７．４　ｋｇ／ｃｍ″に達すると、圧力
制御領域は領域Ｂからさらに領域Ｃ１すなわち状態保持
モードに移行する。この略平衡時の制ｗｉ域Ｃでは、前
記比較器１５ａないし１５ｄからの出力信号がすべて低
レベルであり、従って蒸気圧力が前記第２の臨界値７．
４　ｋｇ／ｃｒｎ’と第３の臨界値？、８ｋｇ／ｃｍ’
の間の範囲内にあるかぎり、全ボイラユニットがその状
態、すなわち高燃焼状態Ｈを保持する。

（４）ついで、例えば図示の時間Ｅ６で蒸気圧力が前記
第３の臨界値７．８　ｋｇ／ｃｒｒｆに達すると、圧力
制御領域は領域Ｃかもさらに領域Ｄ、すなわち低燃焼状
態移行モードに移行する。この制御領域りはｙＪ整ユニ
ットを３秒間隔で１台ずつ高燃焼状態から低燃焼状態に
移行させる領域であり１本例の場合は、まず前記比較器
１５ｃからの出力信号が高レベルとなって、低燃焼状態
要求信号Ｂｌが発せられるため、前記調整ユニット＃３
および＃４のうち、起動順序が後のボイラユニット＃４
に対して燃焼状態選択部１日から低燃焼状態選択信号Ｂ
Ｌが出力されて、このボイラユニット＃４が高燃焼状態
Ｈから低燃焼状態りに移行し、その後３秒間の遅れをも
って、時間ｔ７で次の順位の調整ユニット＃３が、同じ
く燃焼状態選択部１８からの低燃焼状態選択信号ＢＬに
より、高燃焼状８Ｈから低燃焼状ＦＳ　Ｌに移行する。

しかしてその後も蒸気圧力が」二昇を続け、３秒後の時
間ｔ８においてもなお上記第３の臨界値７．８　ｋｇ／
ｃｍ″以上であるならば、この時点における調整ユニッ
ト＃４および＃３がいずれもすでに低燃焼状態りにある
ため、各ボイラユニット＃ｌ〜＃４は現状を維持する。

（５〕シかる後、蒸気圧力がさらに上昇して、例えば図
示の時間ｔ９において前記第４の臨界値８．０ｋｇ／ｃ
ｒｎ″に達すると、圧力制御領域は領域りから領域Ｅに
移行する。この制御領域Ｅは燃焼台数を４秒間隔で１台
ずつ減少させると同時に、調整ユニットを１台ずつ高燃
焼状態から低燃焼状態に移行させる制御領域であり、本
例の場合、ボイラユニット＃４に対して燃焼台数設定部
１７から燃焼停止信号ＢＤが出力されるとともに、前記
比較器１５ｄ。

１５ｃからの出力信号が高レベルとなって前記低燃焼状
態要求信号Ｂｄと低燃焼状態要求信号Ｂｌとが発せられ
、この低燃焼状態要求信号Ｂｌと前記調整ユニット台数
設定部２２からの調整ユニ−７ト台数増加要求信号Ｂｐ
とが、前記アンドゲート１９に同時供給されて燃焼状態
選択部１８から低燃焼状態選択信号ＢＬが出力される。

かくて低燃焼状ｆｇ　Ｌで燃焼中のボイラユニット＃４
が燃焼を停止し、これとともに調整ユニットがこれまで
のボイラユニット＃４、＃３からボイラユニット＃３．
　　＃２に移される。これら調整ユニット＃３、＃２の
うち起動順序が後であるボイラユニット＃３はすでに時
間ｔ７で低燃焼状態りとなっているため、現時点ｔ９で
はボイラユニット＃２に対して燃焼状態選択部１８から
の低燃焼状態選択信号ＢＬが出力されて、このボイラユ
ニット＃２が新たに低燃焼状態りとなる。なお、このボ
イラユニット＃４に対する燃焼停止信号ＢＤとボイラユ
ニット＃２に対する低燃焼状態選択信号ＢＬとは同時的
に発せられる。上記時間ｔ９から４秒後の時間ｔｌＯに
おいても依然として蒸気圧力が前記第４の臨界値８．０
　ｋｇ／ｃｍ２以上であるならば、この時点１１０でボ
イラユニット＃３に対して燃焼台数設定部１７から燃焼
停止信号ＢＤが出力されて、該ボイラユニット＃３が燃
焼を停止する。このと５、前記比較器１５ｃからの出力
信号が高レベルとなって前記低燃焼状態要求信号Ｂｉが
発せられているため、これと前記調整ユニット台数設定
部２２からの調整ユニット台数増加安求信号Ｂｐとがア
ンドゲート１９に対して同時入力されることによって、
ボイラユニット＃１が新たに調整ユニットとして指定さ
れ、システム内の調整ユニットはこれまでのボイラユニ
ット＃３、＃２から、ざらにボイラユニット＃２、＃１
に移行する。かくて、ボイラユニット＃１に対して燃焼
状態選択部１８から低燃焼状態選択信号ＢＬが出力され
て、このボイラユニット＃ｌが高燃焼状態Ｈから低燃焼
状態りへと移行する。なお、この場合のボイラユニット
＃３に対する燃焼停止信号ＨＤとボイラユニット＃１に
対する低燃焼状態選択信号ＢＬも、互いに同時的に発せ
られる。

（６）上述のようにしてボイラユニット＃４および＃３
が停止し、かつ調整ユニット＃３、＃２がいずれも低燃
焼状ＩＬとなることにより、蒸気圧力はすみやかに低下
することとなる。かくて蒸気圧力が例えば図示の時間ｔ
ｌｌで前記第４の臨界値８．０　ｋｇ／ｃｒｎ’以下と
なって、圧力制御領域が領域Ｅから領域りに移行するが
、現時点では、調整ユニットがすでに低燃焼状態りであ
るため、低燃焼状態りにあるボイラユニット＃２および
＃１はいずれも現状を維持する。

（７）蒸気圧力がさらに低下して、例えば図示の時間ｔ
１２で前記第２の臨界値７．４　ｋｇ／ｃｒｎ’に達す
ると、圧力制御領域は領域Ｃから領域Ｂに移行し、この
場合　蒸気圧力が減少中であるため、現時点における調
整ユニット＃２、＃１のうち順位が先であるボイラユニ
ット＃１が低燃焼状態りから高燃焼状態１（に移行する
。これにより該ボイラユニット＃ｌの蒸発箋力が増大す
るため、蒸気圧力はほぼ時間ｔ１２で再び上昇傾向に転
することとなる。かくて、例えば図示の時間ｔ１３で蒸
気圧力が再び前記第３の臨界値７．８　ｋｇ／ｃｍ’に
達すると、圧力制御領域は領域Ｃから領域りに移行し、
調整ユニット＃２、＃１のうちボイラユニット＃２は上
記のようにすでに低燃焼状ｉＬにあるため、高燃焼状態
Ｈにあるボイラユニット＃１が低燃焼状８Ｌに移行する
。これにより該ボイラユニット＃ｌの蒸発箋力は減少し
て、蒸気圧力はほぼ時間ｔ１３で再び低下傾向に転する
こととなる０以上のようにして、熱負荷がほぼ一定であ
るかぎり、燃焼中のボイラユニット＃１および＃２のう
ち、一方の調整ユニット＃２は低燃焼状ｇＬに継続的に
保持されるとともに、他方の調整ユニット＃１が低燃焼
状態りと高燃焼状態Ｈの間を交互に繰り返し、従って蒸
気圧力は前記第２の臨界値７．４　ｋｇ／ｃｍ’と前記
第３の臨界値７．８　ｋｇ／Ｃｍ″との間を図示（ｔｌ
ｌ　−ｔ１２−　ｔ１３−　ｔ１４−　ｔ１５）のよう
に上下して、蒸気圧力は前記状態保持領域Ｃ内に収束す
ることとなる。

なお、上述のように制御領域りから制御領域Ｅ、すなわ
ち前記低燃焼状態移行モードから前記燃焼台数減少モー
ドへ移行した後にも、前記時間ｔ１０におけるように蒸
気圧力が上昇傾向から低下傾向に反転せず、なおも上昇
を続けるような場合には、蒸気圧力が所定の最大臨界値
、例えば８．５　ｋｇ／ｃｒｎ”に達した時点で、燃焼
中のボイラユニット＃１および＃２に対して燃焼台数設
定部１７から燃焼停止信号ＢＤを出力して、これらボイ
ラユニー２トがいずれも燃焼を停止するようにすること
かでざる。このような機能は、第２図の構成を若干手直
しするのみで容易に実現することが回走である。

上述の制御動作は、当該ボイラシステムに対する熱負荷
がほぼ一定で、ボイラシステムが定常状態にあると想定
した場合のものであるが、次に熱負荷が急激に変動した
場合の制御動作について、引き続き第４図および第６図
を参照して説明するボイラシステムに加えられる熱負荷
に急激な変動が生じた場合、蒸気圧力は急激に上昇する
か、あるいは急激に降下することとなる。いま、例えば
前記時間Ｔ１５でボイラユニット＃１が高燃焼状態Ｈか
ら低燃焼状態りに移行して蒸気圧力が降下中に、ボイラ
システムに対する熱負荷が急激に増大して、スチームへ
ラダ１１　（第１図）内の蒸気圧力が急激に降下したと
する。

（８）そこで、蒸気圧力が例えば時間ｔｌＢで前記第２
の臨界値７．４　ｋｇ／ａｍ″に達すると、圧力制御領
域は制御領域Ｃから制御領域Ｂに移行し、蒸気圧力が減
少中であるため、現時点における調整ユニット＃２、＃
ｌのうち、まず起動順序が先であるボイラユニット＃ｌ
が低燃焼状ｉＬから高燃焼状態Ｈに移行する。これによ
り該ボイラユニット＃１の蒸発能力は増大するが、゛蒸
気圧力は依然として降下を続けているため、上記時間ｔ
ｔｅから３秒後の時間ｔｌ？で、現時点におけるもう１
台の調整ユニットであるボイラユニット＃２に対しても
前記燃焼状態選択部１日から高燃焼状態選択信号ＢＨが
出力されて、該ボイラユニット＃２も低燃焼状態りから
高燃焼状態Ｈに移行することとなる。かくて、ボイラユ
ニット＃１および＃２がいずれも高燃焼状態Ｈとなった
にも拘らずなおも蒸気圧力の低下が続いて、例えば図示
の時間ｔｔＳで前記第１の臨界値７．２　ｋｇ／ｃｒｎ
’に達したとする。この場合、圧力制御領域は制御領域
Ｂから制御領域Ａに移行し、現時点において非作動状態
にあるボイラユニット＃３および＃４のうち、起動順序
が先であるボイラユニット＃３に対して前記燃焼台数設
定部１７から燃焼開始信号ＢＩが出力されて、該ボイラ
ユニット＃３が若干の時間遅れの後、高燃焼状ｇＨで起
動されることとなる。しかして、−上記時間ｔ１８から
１０秒後の時間ｔ１９においても依然として蒸気圧力が
前記第１の臨界ｆｉ７．４　ｋｇ／ｃｒｎ’以下のレベ
ルにとどまっている場合には、最後のボイラユニット＃
４に対しても上記時間ｔ１９で燃焼台数設定部１７から
燃焼開始信号ＢＩが出力されて、該ボイラユニット＃４
が同じく高燃焼状３Ｈで起動される。その結果、蒸気圧
力は上昇傾向に転じて、制御領域Ａの領域から制御領域
Ｂの領域へ（時間ｔ２０）、制御領域Ｂの領域から制御
領域Ｃの領域へ（時間ｔ２１）、さらに制御領域りの領
域へ（時間ｔ２２）と上昇を続け、前述の場合（時間　
ｔｌＯ−ｔ１５）とほぼ同様の経過をたどって、制御領
域Ｃの領域内に収束することとなる。

（９）つぎに、熱負荷の減少により蒸気圧力が急激に上
昇した場合について言及する。いま、例えば前記時間ｔ
１４でボイラユニット＃１が低燃焼状７Ｓ　Ｌから高燃
焼状態Ｈに移行して蒸気圧力が上昇中であるときに、第
６図の蒸気圧力曲線上の破線部分で示すように蒸気圧力
が急激に上昇して、例えば図示の時間ｔ２４で前記第３
の臨界値７．８　ｋｇ／ｃｍ′に達したとする。このと
き、圧力制御領域は制御領域Ｃから制御領域りへ、すな
わち低燃焼状態移行モードに転するが、この場合の低燃
焼状態移行モードでは、時間ｔ１３−ｔ１２についてさ
きに（４）ないしく７）で述べた場合と異なって、ボイ
ラユニット＃３および＃４はいずれも非作動状態にあり
、またボイラユニット＃ｌは高燃焼状態Ｈ、ボイラユニ
ット＃２は低燃焼状ｆｆ、Ｌにある。従って時間ｔ２４
ではボイラユニット＃１が高燃焼状ｇＨから低燃焼状態
りに移行し、その後も蒸気圧力が上昇を続けて、例えば
図示の時間ｔ２５で制御領域Ｅ領域に入った場合には、
燃焼台数設定部１７からの燃焼停止信号ＢＤにより低燃
焼状態のボイラユニット＃２かまず燃焼を停止する。こ
のボイラユニット＃２が燃焼を停止することにより、前
記調整ユニット台数設定スイッチ２２により設定された
台数と現に作動中のユニット数との間に差が生ずるため
、前記調整ユニット台数設定部２１から前記アンドゲー
ト１９に調整ユニット台数増加要求信号ＢＰが供給され
る。このとき蒸気圧力は上昇中であり、従って低燃焼状
態要求信号Ｂｌもアンドゲート１９に入力中であるため
、このアンド−ゲート１９が高レベルの出力信号を出力
する。しかしながら、現時点では高燃焼状態で作動中の
ボイラユニットがないので、このアンド−ゲート１９か
らの出力信号は無視される結果となる。

しかして、前記時間ｔ２５から３秒後の時間ｔ２Ｂにお
いても制御領域Ｅを脱出できない場合には。

同じく燃焼台数設定部Ｉ７からの信号ＢＤにより低燃焼
状態のボイラユニット＃ｌが燃焼を停止して、ボイラシ
ステム全体が停止状態となって、負荷の異常な低下に対
処する。また、前記時間ｔ２５後の制御領域Ｅで蒸気圧
力が反転して低下した場合には、このとき作動状態にあ
る唯一のボイラユニットであるボイラユニット＃１がす
でに低燃焼状７’ｆＪ、　Ｌにあるため、該ボイラユニ
ットはその状態を持続し、さらに制御領域Ｃの領域に入
ってもその状態を保持し続け、その後は例えば時間ｔｔ
ｔ−ｔｉ４についてさきに（８）　、　（７）で述べた
ような経過をたどって、制御領域Ｃの領域内に収束する
こととなる。

以上述べたように、蒸気圧力に急激な変動があった場合
には、調整ユニットがそれぞれ３秒間間隔で順次低燃焼
状態から高燃焼状態、あるいは高燃焼状態から低燃焼状
態に移行しながら、システム内の圧力低下ないし上昇を
抑え、それでもなおかつ圧力が低下または上昇して制御
領域ＡまたはＥ内に入った場合には、燃焼台数を順次増
加させ、あるいは減少させてゆく、従って調整ユニット
の設定台数を大きくとることにより、３秒遅れで低燃焼
状態から高燃焼、あるいは高燃焼状態から低燃焼状態に
移行するボイラユニットの台数がそれだけ多くなるため
、例えば高熱負荷への移行時に燃焼台数を増大させるこ
となく、負荷の変動に対処することが可能となるもので
あった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 故に、上記提案の技術によれば、ボイラシステムの定常
状態では、蒸気圧力が第２の臨界値以上で、かつ第３の
臨界値以下の略平衡時の制御領域Ｃにおいて、調整ユニ
ットを蒸気圧力の緩やかな上昇や低下に応じて高燃焼状
態と低燃焼状態との間で移行させ、これにより、円滑に
熱負荷の変動に追随させることができるものの、この略
平衡時の制御領域Ｃにおいて蒸気圧力が急激に上昇ある
いは低下をした場合には、蒸気圧力が制御領域Ｃ内にあ
る限り、調整ユニットを高低の燃焼状態の間で移行させ
ることによりボイラシステムの制御を行うしかないもの
であった。すなわち、蒸気圧力が低下して、第１の臨界
値以下の制御領域Ａ内に至るのを待って、あるいは、蒸
気圧力が上昇して、第４の臨界値以上の制御領域Ｅに至
るのを待って、はじめてボイラユニットの燃焼台数を所
定の時間経過ごとに順次増加、あるいは順次減少させ、
これにより、熱負荷の変動に対してシステムを追従させ
ようとするものであるから、ボイラシステムが定常状態
にある略平衡時の制御領域Ｃで作動する限りにおいては
、ボイラシステムの熱負荷の急激な変動に起因するとこ
ろの、スチームヘッダ内の蒸気圧力の急激な変動に対し
ては、結果的にシステムが十分に追随することができず
、蒸気圧力を迅速に所定の範囲内に回復させることがで
きないという問題点があった。

く問題点を解決するための手段〉 この発明は、上記提案の技術に基づくボイラシステムの
制ｕ４装置における略平衡時の制御領域での急激な熱負
荷の変動に対する追随性に劣悪さという問題点に鑑み、
蒸気圧力信号Ｐに応じて燃焼台数増加要求信号Ｂｉを出
力する燃焼台数増加要求信号生成手段１５ａと、蒸気圧
力信号Ｐに応じて燃焼台数減少要求信号Ｂｄを出力する
燃焼台数減少要求信号生成手段１５ｄとに並列に燃焼台
数緊急増減要求信号生成手段３０を付設し、制御装置が
略平衡時の制御領域Ｃでの動作中であっても蒸気圧力信
号Ｐに基づいて、燃焼台数緊急増減要求信号生成手段３
０が蒸気圧力の時間変化率ΔＰ／Δｔを検出し、所定値
以上の時間変化率ΔＰ／Δｔに応じて燃焼台数を緊急に
増減させるための緊急増減要求信号Ｓｉ、Ｓｄを燃焼台
数増加要求信号Ｂｉ、あるいは燃焼台数減少信号Ｂｄと
して燃焼台数設定手段１７に供給することにより、前記
問題点を解決せんとするものである。

く作　用〉 この発明の構成は、複数のボイラユニットを供通接続す
るスチームへラダ１１に設けられた圧力調節器１２が出
力する蒸気圧力信号Ｐに基づいて、燃焼台数緊急増減要
求信号生成手段３０は、蒸気圧力信号Ｐにより表わされ
る蒸気圧力の時間変化率ΔＰ／Δｔを検出し、その検出
値に基づいて該時間変化率ΔＰ／Δｔに対応するボイラ
ユニット１０の全体での蓄熱又は自己蒸発による発生熱
量の総量と、ボイラユニット１台当りの受熱量とを参照
して該蓄熱又は自己蒸発による発生熱量の総量を該受熱
量で補償するのに必要な換算ボイラ台数を算出し、その
換算ボイラ台数が所定値以上の場合には、蒸気圧力が第
２の臨界値以上で、かつ第３の臨界値以下の略平衡時の
制御領域Ｃ内にあるときでも、第１の臨界値以下の制御
領域Ａ、あるいは第４の臨界値以上の制御領域Ｅにある
ものとみなして、燃焼台数を緊急に増減させ、これによ
り、制御装置が略平衡時の制御領域Ｃ内で作動中であっ
てもボイラユニット１０の燃焼台数の増減を伴って、蒸
気圧力の急激な変動を抑制する。

〈実施例〉 この発明の一実施例を、提案の技術に係わる図面と共用
する第１図、及び第２図、第３図に基づいて説明すれば
以下の通りである。

第１図において、制御装置１３には、燃焼台数緊急増減
要求信号生成手段３０が含まれており、それ以外の構成
要素に関しては、前述の提案の技術に係わるものと同一
である。

ｆＪＩＪｚ図は、この発明の一実施例の具体的な構成を
示すブロック図であり、第４図に示された提案の技術に
係わる構成との相違は以下の通りである、圧力調節器１
２に後続する抵抗−電圧変換回路１４の出力電圧が入力
する４固の比較器１５ａ　、　１５ｂ、１５ｃ、　１５
ｄとそのバー７７７１８ａ　、　１８ｂ　、　１８ｃ　
、　１８ｄに対して並列に、燃焼台数緊急増減要求信号
生成子段３０が接続されている。

燃焼台数緊急増減要求信号生成手段３０は、燃焼台数緊
急増加要求信号生成手段３０ａと、燃焼台数緊急減少要
求信号生成手段３０ｂと、制御領域判定手段３１とを含
み、制御領域判定手段３１は、インバータ３１ａ　、　
３１ｂと、それの２つの入力端子がそれぞれ該インバー
タ３１ａ　、　３１ｂの各出力端子に接続されたアンド
ゲート３１ｃとを含んでいる。燃焼台数緊急増加要求信
号生成手段３０ａと燃焼台数緊急減少要求信号生成手段
３０ｂの各一方の入力端子は抵抗−電圧変換回路１４の
出力端子に共通接続され、各他方の入力端子は制御領域
判定手段３１のアントゲ−）３１ｃの出力端子に共通接
続されている。

アンドゲート３１ｃの一方の入力端子はインバータ３１
ａを介して、第２の比較器１５ｂに後続するインバータ
１６ｂの出力端子に接続され、該ゲート３１ｃの他方の
入力端子はインバータ３１ｂを介して、第３の比較器１
５ｃに後続するインバータ１８ｃの出力端子に接続され
ている。さらに、燃焼台数緊急増加要求信号生成手段３
０ａの出力端子は第１の比較器１５ａに後続するイパー
タｌｅａの出力端子に接続され、燃焼台数緊急減少要求
信号生成手段３０ｂの出力端子は第４の比較器１５ｄの
インバータ１６ｄの出力端子に接続され、これらのイン
バータｌθａ。

ｌｅｄの出力端子経由で燃焼台数緊急増減要求信号生成
手段３０からの各出力信号が燃焼台数設定部１７に供給
可能に構成されている。

なお、上記実施例においては、第４図に示される提案の
技術における調整ユニット台数設定部２１及びそれに関
連するアンドゲート１８は設けられておらず、第３の比
較器１５ｃに後続するインバータ１［１ｃの出力端子は
直接的に燃焼状態選択部１８の入力端子に接続されてい
る。しかして、この場合、調整ユニットの台数は常に１
台のみとなる。

続いて、上記一実施例の動作を、第２図及び第３図に示
されるタイムチャートに基づいて説明すれば以下の通り
である。

なお、以下の説明においては、当該ボイラシステムに対
する熱負荷がほぼ一定であってボイラシステムが定常状
態にある場合の動作に関しては、提案の技術と同じであ
るので、これに言及することなく、蒸気圧力が第２の臨
界値以上で、かつ、第３の臨界値以下の略平衡時の制御
領域Ｃ内にあるときに、熱負荷、ひいては、蒸気圧力に
急激な変動があった場合の動作を主として説明する。

（＋）まず、第３図中の時間１０で、第２図に示された
起動スイッチ２０がオンとなった時点では、蒸気圧力は
制御領域Ｃ内にあるので、各ボイラユニット１０はその
起動順序に従って１０秒間隔で順次、低燃焼状ＳＬ経由
で高燃焼状ｌｌに移行してボイラユニットの燃焼台数が
増加し、やがて、全ボイラユニット＃ｌ〜＃４が高燃焼
状ｔｓＨとなる。

このとき、起動順序が最も後である１台のボイラユニッ
ト＃４が調整ユニットとして指定される。

（２）全ボイラユニット＃ｌ〜＃４が高燃焼状態Ｈで燃
焼を開始することにより、スチームヘッダ１１内の蒸気
圧力はすみやかに上昇して、例えば。

図示の時間ｔ４−？ｌ’前記１１の臨界値７．２Ｋｇ　
／　ｃ　ｒｎ’に達して、制御領域Ｂに至る。更に、図
示の時間ｔ５では、第２の臨界値？、４Ｋｇ　／　ｃ　
ｍ″に達して、制御領域Ｃに至る。蒸気圧力が第２の臨
界値以上で、かつ、第３の臨界値以下の略平衡時の制御
領域Ｃ内にある限り、全ボイラユニ、ト１０が従前の高
燃焼状態Ｈに留まる。

（３）このように、蒸気圧力が略平衡時の制御領域Ｃ内
にあるとき、例えば、図示の時間計〇の熱負荷に急激な
変動が生じ、蒸気圧力が急増すると、その蒸気圧力を表
わす蒸気圧力信号Ｐが圧力調部器１２から出力され、抵
抗−電圧変換回路１４を介して燃焼台数緊急増減要求信
号生成手段３０に供給される。このとき、制御領域判定
手段３１のインバータ３１ａ　、　３１ｂ　ニは、第２
の比較器１５ｂからの低レベルの出力信号と、第３の比
較器１５ｃからの低レベルの出力信号とが、それぞれの
バッファｔａｂ、１６ｃ経由で供給され、インバータ３
１ａ　、　３１ｂは、これらの信号を各別に反転して高
レベルの出力信号をアンドゲート３１Ｃの二つの入力端
子に同時に供給する。すると、アンドゲート３１Ｃは両
入力端子に高レベルの入力信号を受けて、高レベルの出
力信号を出力する。この出力信号をイネイブル信号とし
て受けて燃焼台数緊急減少要求信号生成手段３０ｂは、
作動状態となり、蒸気圧力信号Ｐに応答して、例えば、
１秒間隔で蒸気圧力の正の時間変化率ΔＰ／Δｔを検出
する。

ここで、燃焼台数緊急減少要求信号生成手段３０ｂの動
作をより詳細に説明しておく。

一般に、ボイラユニットが熱負荷に供給する熱ｆｆ１Ｑ
Ｌは、燃焼状態のボイラユニットが受ける受熱量ＱＣと
、ボイラユニット全体の缶水が飽和水となることによる
蓄熱総量ＱＳとの均衡関係（ＱＣ＝ＱＬ　＋ＱＳ　）で
表わされ、蒸気圧力が上昇すると飽和温度が上昇し、ボ
イラユニットの受熱量ＱＣの一部分は蓄熱総量ＱＳとし
て飽和水に蓄えられる。

そして、このときの蓄熱総量ＱＳは、蒸気圧力の時間変
化率ΔＰ／Δｔと比例関係にあり、（１）式で表わされ
る。

ここで、Ｋは係数、Ｎはボイラユニットの燃焼台数、Ｗ
はボイラユニット１台当りの保有水量である。

したがって、蓄熱総量ＱＳがボイラユニット何台分（換
算ボイラ台数）の受熱量Ｑｃに相当するかを（２）式に
基づいて算出することができる。

但し、Ｑｂはボイラー１台当りの発生熱量である。

（２）式によれば、蒸気圧力の時間変化率ΔＰ／Δｔに
対応するボイラユニット１０全体での蓄熱総ｆｆ１Ｑｓ
を、ボイラユニット１０の受熱量ＱＣにより補償するた
めに必要とされる換算ボイラ台数ｎとして算出すること
ができる。即ち、この換算ボイラ台数ｎが蒸気圧力の急
激な上昇を抑えるべく、ボイラユニットの燃焼台数を減
少させ、もって余分な熱量の供給を停止させるのに必要
な台数となる。

そこで、燃焼台数緊急減少要求信号生成手段３０ｂに、
上記（１）式及び（２）式の演算を実行させるとともに
、蒸気圧力の時間変化率ΔＰ／Δｔの大小比較を行うた
めの基準台数ｍを設定し、換算ボイラ台数ｎと基準台数
ｍとの比較を行わせる。換算ボイラ台数ｎが基準台数ｍ
より大なるときは。

このことから、ボイラ受熱量過多であると判定し、蒸気
圧力が制御領域Ｅにあるとみなして、所定の台数のボイ
ラユニットを停止させるように、燃焼台数緊急減少要求
信号生成手段３０ｂから緊急減少要求信号Ｓｄを燃焼台
数減少要求信号Ｂｄとして、燃焼台数設定手段１７に供
給する。

（４）例えば、図示の時間ｔ７で、燃焼台数緊急減少信
号生成手段３０ｂは、燃焼台数減少要求信号Ｂｄを燃焼
台数設定手段１７に供給し、燃焼台数設定手段１７はボ
イラユニット＃４に対して燃焼停止信号ＢＯを出力する
。

これにより、ボイラユニット＃４は燃焼を停止し、ボイ
ラユニット＃１〜＃３は現状態を維持する。その結果、
蒸気圧力の急激な上昇はすみやかに抑制されることにな
る。

（５）シかる後、蒸気圧力がさらに上昇して、例えば、
図示の時間計８において、第３の臨界値７゜８Ｋｇ／ｃ
ｍ″に達すると、蒸気圧力は制御領域Ｃから制御領域り
に移行し、調整ユニットを所定の時間間隔で高燃焼状％
ＪＨから低燃焼状８Ｌに移行させ１図示の例では、ボイ
ラユニット＃３が低燃焼状態りに移行する。

（６）蒸気圧力が、なおも上昇し、例えば、図示の時間
ｔ９において第４の臨界値８．０Ｋｇ　／　ｃ　ｒｒｆ
に達すると、この制御領域Ｅでは、燃焼台数を所定の時
間の経過ごとに減少させると同時に、調整ユニットを高
燃焼状態Ｈから低燃焼状態りに移行させる。

（７）その後、前述の提案の技術に係わる動作例と同様
に、図示の時間１１０，１１１では、制御領域Ｃにおけ
る調整ユニットの高燃焼状態Ｈと低燃焼状ｆｆ、Ｌの間
での移行による制御が行われる。

（８）蒸気圧力が略平衡時の制ｍ領域Ｃにおいて急激に
低下すると、例えば、図示の時間ｔ１２で蒸気圧力信号
Ｐが抵抗−電圧変換回路１４を介して燃焼台数緊急増減
要求信号生成手段３０に供給される。このとき、制御領
域判定手段３１のアンードゲート３１ｃは、図示の時間
ｔ６における動作と同様に。

制御領域が領域Ｃにあるので高レベルの出力信号を出力
する。その結果、燃焼台数緊急増加要求信号生成手段３
０ａは、作動状態となり、蒸気圧力信号Ｐに応答して１
例えば、１秒間隔で蒸気圧力の負の時間変化率−ΔＰ／
Δｔを検出する。

前述のように、ボイラユニットが熱負荷に供給する熱量
ＱＬは、ボイラユニットの受熱量Ｑｃと、ボイラユニッ
ト全体の蓄熱総量ＱＳ　（この場合、圧力降下の状態で
あって、−屹であるので、実２亡 際には放熱となる。）との均衡関係で表わされ、蒸気圧
力が減少すると飽和温度が低下し、ボイラユニットの受
熱量Ｑｃの不足は自己蒸発による発生熱量の総量Ｑｓに
より補われて負荷に供給される。前記（１）式、（２）
式の関係に従って、この場合には、蒸気圧力の時間変化
−ΔＰ／Δｔに対応するボイラユニット全体での自己蒸
発による発生熱量の総量Ｑｓを補填するために必要な正
の換算負の値となる）、この換算ボイラ台数ｎは蒸気圧
力の急激な降下を抑えるべく、ボイラユニットの燃焼台
数を増加させ、もって、不足とされる熱量をボイラの自
己蒸発による発生熱量の総量Ｑｓに補填させるのに必要
なボイラ台数である。

そこで、燃焼台数緊急増加要求信号生成手段３０ａに、
前記（１）式及び（２）式の演算を実行させるとともに
、蒸気圧力の時間変化率−ΔＰ／Δｔと予め設定された
負の基準台数−ｍとの大小関係の比較を行わせる。換算
ボイラ台数−ｎが基準台数−ｍよりも負方向に大なると
きは、このことがらボイラ受熱量不足であると判定し、
蒸気圧力が制御領域Ａにあるとみなして、所定の台数の
ボイラユニットを起動させるように、燃焼台数緊急増加
要求信号生成手段３０ａから、緊急増加要求信号Ｓｉを
燃焼台数増加要求信号Ｂｉとして、燃焼台数設定手段１
７に供給する。

（９）例えば、図示の時間ｔ１３で、燃焼台数緊急増加
要求信号生成手段３（ｌａは、燃焼台数増加要求信号Ｂ
ｉ　を燃焼台数設定手段１７に供給し、燃焼台数設定手
段１７は、ボイラユニット＃３に対して燃焼開始信号Ｂ
ｌを出力する。

これにより、ボイラユニット＃３は起動して低燃焼状７
８　Ｌに移行し同時にボイラユニー２ト＃２は低燃焼状
態りから高燃焼状態Ｈに移行する。

その結果、蒸気圧力の急激な低下はすみやかに抑制され
ることになる。

（１０）　Ｌかる後に、Ｍ気圧力がさらに低下して、例
えば、図示の時間ｔ　１４において、第２の臨界値７．
４Ｋｇ　／　ｃ　ｒｎ’に達すると、蒸気圧力は制御領
域Ｃから制御領域Ｂに移行し、調整ユニットであるボイ
ラユニット＃３は低燃焼状態りから高燃焼状態Ｈに移行
する。

これにより、蒸気圧力は再び上昇に転じ、かくて、以降
、制御領域Ｃにおける調整ユニットの低燃焼状態りと高
燃焼状態Ｈの間での移行制御が行われて、蒸気圧力は状
態保持領域Ｃ内に収束することとなる。

なお、以上の動作例では、複数のボイラユニットの各々
を起動順序に従って所定の時間の経過ごとに順次に起動
し、あるいは、各々のボイラユニットを起動順序とは逆
の順序に従って所定の時間の経過ごとに順次に停止とす
るものとして説明したが、各ボイラの起動・停止の順序
や各ボイラの起動・停止ごとの時間経過は実施例のもの
に限られることなく、異るシーケンスに従って各々のボ
イラユニットを起動、あるいは停止することも可能であ
る。

く効　果〉 以上のように、この発明によれば、蒸気圧力信号Ｐによ
り表わされる蒸気圧力の時間変化率ΔＰ／Δｔをボイラ
システムの定常状態において燃焼台数緊急増減要求信号
生成手段にて検出して、ボイラユニット全体の蓄熱又は
自己蒸発による発生熱量の総量を補償する受熱量に相当
する換算ボイラ台数を算出し、その換算ボイラ台数が所
定の負の値を負方向に越える場合には、ボイラ受熱量不
足であると判定し、定常状態にあって、蒸気圧力が略平
衡時の制御領域Ｃ内にあっても、蒸気圧力が第１の臨界
値以下にあるとみなして緊急にポイラユニットの燃焼台
数を増加させ、一方、前記換算ボイラ台数が所定の正の
値を越える場合には、同様に蒸気圧力が制ｗ望域Ｃ内に
あっても、ボイラ受熱量過多であると判定し、蒸気圧力
が第４の臨界値以上にあるとみなして緊急にボイラユニ
ットに燃焼台数を減少させるように構成したことにより
、スチームヘッダ内の蒸気圧力が急激に上昇、低下する
ような熱負荷の変動が、定常状態において発生しても、
システムが迅速にその変動に追随できるので、すみやか
に蒸気圧力を所定の範囲内に回復させることができると
いう優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は提案の技術又は本発明によるボイラシステムの
制御装置の適用可衡なボイラシステムを概括的に示す概
略図１、第２図、第３図はこの発明の一実施例に関する
ものであり、第２図はその構成を示すブロック図、第３
図はその動作を説明するタイムチャートである。第４図
〜第６図は提案の技術に関するものであり、第４図はそ
の構成を示すブロック図、５′４５図は一部の構成を示
す回路図、第６図はその動作を説明するタイムチャート
である。 １０・・・ボイラユニット１１・・・スチームヘダ１２
・・・圧力調乎器　　　　　１３・・・制御装置１４・
・−抵抗一電圧変換回路 １５ａ　、　１５ｂ　、　１５ｃ　、　１５ｄ　−比較
器１８ａ　、　　１６ｂ　、＋８ｃ　、　　１８ｄ　−
バー／　７　ｙ１７・・・燃焼台数設定部　　　１８・
・・燃焼状態選枳部３０・・・燃焼台数緊急増減要求信
号生成手段比　願　人　株式会社　荏原製作所 第１図 第５図 ８１／ＢＤ 工島メ先仄也Ｕ旬次節旧

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スチームヘッダ１１に共通接続され、各別に、燃焼開始
   信号ＢＩと燃焼停止信号ＢＤとの各々に応答して停止状
   態と作動状態との間で、さらに該作動状態にあっては高
   燃焼状態選択信号ＢＨと低燃焼状態選択信号ＢＬとの各
   々に応答して高燃焼状態と低燃焼状態との間で、３段階
   の運転状態に移行可能な複数のボイラユニット１０と、 スチームヘッダ１１に接続され、該ヘッダ内の蒸気圧を
   表わす蒸気圧力信号Ｐを出力する圧力調節器１２と、 該圧力調節器１２からの上記圧力信号Ｐに応答して複数
   のボイラユニット１０を、各別に、前記３段階の運転状
   態に制御する制御装置１３とから成り、上記制御装置１
   ３は、 蒸気圧力信号Ｐにより表わされる蒸気圧力が第１の臨界
   値以下であることを検出して燃焼台数増加要求信号Ｂｉ
   を出力する燃焼台数増加要求信号生成手段１５ａと、 蒸気圧力信号Ｐにより表わされる蒸気圧力が第１の臨界
   値より大なる第２の臨界値以上であることを検出して高
   燃焼状態要求信号Ｂｈを出力する高燃焼状態要求信号生
   成手段１５ｂと、 蒸気圧力信号Ｐにより表わされる蒸気圧力が第２の臨界
   値より大なる第３の臨界値以上であることを検出して低
   燃焼状態要求信号Ｂｌを出力する低燃焼状態要求信号生
   成手段１５ｃと、 蒸気圧力信号Ｐにより表わされる蒸気圧力が第３の臨界
   値より大なる第４の臨界値以上であることを検出して燃
   焼台数減少要求信号Ｂｄを出力する燃焼台数減少信号生
   成手段１５ｄと、 燃焼台数増加要求信号Ｂｉに応答して燃焼開始信号ＢＩ
   を、複数のボイラユニット１０の各々に対して供給し、
   燃焼台数減少要求信号Ｂｄに応答して燃焼停止信号ＢＤ
   を、複数のボイラユニット１０の各々に対して供給する
   燃焼台数設定手段１７と、高燃焼状態要求信号Ｂｈに応
   答して高燃焼状態選択信号ＢＨを、複数のボイラユニッ
   ト１０の各々に対して供給し、低燃焼状態要求信号Ｂｌ
   に応答して低燃焼状態選択信号ＢＬを、複数のボイラユ
   ニット１０の各々に対して供給する燃焼状態選択手段１
   ８と、 蒸気圧力信号Ｐにより表わされる蒸気圧力が第２の臨界
   値以上で、かつ、第３の臨界値以下の領域内にあるとき
   に、該蒸気圧力の時間変化率ΔＰ／Δｔを検出して、該
   時間変化率ΔＰ／Δｔに基づいて、ボイラユニット１０
   の全体での蓄熱又は自己蒸発による発生熱の総量を、ボ
   イラユニット１０の受熱量により補償するのに必要な換
   算ボイラ台数を算出し、該換算ボイラ台数が所定の負の
   値を越える場合には、燃焼台数を緊急に増加させる緊急
   増加要求信号Ｓｉを燃焼台数増加要求信号Ｂｉとして出
   力し、前記換算ボイラ台数が所定の正の値を越える場合
   には、燃焼台数を緊急に減少させる緊急減少要求信号Ｓ
   ｄを燃焼台数減少要求信号Ｂｄとして出力する燃焼台数
   緊急増減要求信号生成手段３０とを含むことを特徴とす
   るボイラシステムの制御装置。