JP6236982B2

JP6236982B2 - ボイラシステム

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Publication number: JP6236982B2
Application number: JP2013170626A
Authority: JP
Inventors: 聖二田中
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2033-08-20
Also published as: JP2015040647A

Description

本発明は、ボイラの負荷状態に応じて、ボイラ給水の脱気処理を行う脱気装置の運転台数を変更するボイラシステムに関する。

ボイラと、ボイラに供給されるボイラ給水を貯留する給水タンクと、ボイラ給水を脱気して脱気水を製造する脱気装置と、を備えるボイラシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなボイラシステムにおいて、複数台のボイラを備え、複数台のボイラにボイラ給水を給水するために、脱気装置が複数台備えられる場合がある。従来、複数台のボイラにボイラ給水を給水するボイラシステムにおいて、複数台の脱気装置を備える構成において、ボイラの運転台数に応じて、脱気装置の運転台数を決定するものが知られている。

特開２００９−９５７９８号公報

ここで、ボイラシステムに用いられるボイラにおいて、燃焼量が段階的に変化するボイラが存在する。燃焼量が段階的に変化するボイラにおいて、各ボイラが必要とする脱気水の量は、ボイラの燃焼状態によって異なる。そのため、ボイラの燃焼量が段階的に変化する場合には、ボイラの運転台数に応じて脱気装置の運転台数を決定すると、ボイラが必要とする脱気水の量を超えた脱気水が製造されることがある。ボイラで使用されない脱気水が製造される場合には、余剰分の脱気水の製造コスト（例えば、電気料金）が無駄になる。従って、脱気水を効率よく製造することができる脱気装置を備えるボイラシステムが望まれている。

本発明は、脱気水を効率よく製造することができる脱気装置を備えるボイラシステムを提供することを目的とする。

本発明は、１又は複数台のボイラと、前記１又は複数台のボイラに供給されるボイラ給水を貯留する給水タンクと、前記給水タンクに貯留されるボイラ給水を前記１又は複数台のボイラに流通させる給水ラインと、前記給水ラインに配置され、ボイラ給水を脱気して脱気水を製造する複数台の脱気装置からなる脱気装置群と、前記１又は複数台のボイラの燃焼量及び／又は前記１又は複数台のボイラに供給されるボイラ給水の給水量に基づいて、前記脱気装置群における前記脱気装置の運転台数を決定するように制御する第１制御を実行する台数制御部と、前記給水タンクに貯留されるボイラ給水の温度を測定する温度測定手段と、を備え、前記台数制御部は、前記第１制御を実行した後に、前記給水タンクに貯留されるボイラ給水の温度が高いほど、前記脱気装置群における前記脱気装置の運転台数を減少させるように制御する第２制御を実行するボイラシステムに関する。

本発明によれば、脱気水を効率よく製造することができる脱気装置を備えるボイラシステムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るボイラシステム１の概略を示す図である。本発明の第１実施形態のボイラシステム１において脱気装置４１〜４３の運転台数を制御する動作を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係るボイラシステム１Ａの概略を示す図である。本発明の第２実施形態のボイラシステム１Ａにおいて脱気装置４１〜４３の運転台数を制御する動作を示すフローチャートである。本発明の第３実施形態に係るボイラシステム１Ｂの概略を示す図である。本発明の第４実施形態に係るボイラシステム１Ｃの概略を示す図である。本発明の第４実施形態のボイラシステム１Ｃにおいて脱気装置４０の運転を制御する動作を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るボイラシステム１について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るボイラシステム１の概略を示す図である。

図１に示すように、本実施形態のボイラシステム１は、給水タンク２と、複数台（３台）の脱気装置４１〜４３からなる脱気装置群３と、複数台（５台）のボイラ５１〜５５と、複数（５台）の給水ポンプ６１〜６５と、クッションタンク７と、ボイラ５１〜５５において生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダ８と、台数制御部としての脱気装置台数制御部１０と、温度測定手段としての温度センサＴＥと、を備える。図１では、電気的な接続の経路を破線で示す。

また、ボイラシステム１は、補給水ラインＬ１と、給水ラインＬ２と、還流ラインＬ３と、給蒸ラインＬ４と、ドレンラインＬ５を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

補給水ラインＬ１は、補給水Ｗ１（例えば、軟水）を給水タンク２に供給するラインである。補給水ラインＬ１の上流側の端部は、補給水Ｗ１の供給源（例えば、硬水軟化装置）やドレン水が排出されるボイラ等の設備に接続されている。補給水ラインＬ１の下流側の端部は、給水タンク２に接続されている。

給水タンク２は、５台のボイラ５１〜５５に供給されるボイラ給水Ｗ２を貯留する。給水タンク２には、補給水ラインＬ１を介して供給される補給水Ｗ１、及びドレンラインＬ５を介して回収されるドレン水Ｗ５（蒸気凝縮水）が貯留される。すなわち、ドレン回収を伴うボイラシステムでは、補給水Ｗ１とドレン水Ｗ５の混合物がボイラ給水Ｗ２となる。

給水タンク２の内部の下部には、温度センサＴＥが配置される。温度センサＴＥは、給水タンク２に貯留されるボイラ給水Ｗ２の温度を測定するセンサである。温度センサＴＥは、脱気装置台数制御部１０と電気的に接続されている。温度センサＴＥで測定されたボイラ給水Ｗ１の温度（以下、「測定温度値」ともいう）は、脱気装置台数制御部１０へ検出信号として送信される。

給水ラインＬ２は、給水タンク２に貯留されるボイラ給水Ｗ２を、５台のボイラ５１〜５５に流通させるラインである。給水ラインＬ２は、第１給水ラインＬ２１と、第２給水ラインＬ２２と、を備える。

第１給水ラインＬ２１は、ボイラ給水Ｗ２を、３台の脱気装置４１〜４３に向けて流通させるラインである。第１給水ラインＬ２１の上流側の端部は、給水タンク２に接続されている。第１給水ラインＬ２１の下流側の端部は、３台の脱気装置４１〜４３に向けてそれぞれ分岐し、接続部Ｊ１１及びＪ１２を介して、３台の脱気装置４１〜４３の一次側入口ポートにそれぞれ接続されている。第１給水ラインＬ２１を流通するボイラ給水Ｗ２は、脱気装置４１〜４３の脱気運転中において、３台の脱気装置４１〜４３にそれぞれ分配される。

３台の脱気装置４１〜４３は、給水ラインＬ２に並列に配置される。脱気装置４１〜４３は、給水ラインＬ２を流通されるボイラ給水Ｗ２を脱酸素処理して脱気水Ｗ３を製造する。脱気装置４１〜４３としては、タワー式脱酸素装置、膜式脱酸素装置、窒素置換式脱酸素装置等がある。本実施形態においては、高温のドレン水Ｗ５に対して耐熱性のあるタワー式脱酸素装置が用いられている。

タワー式脱気装置は、例えば「特開２００７−２６０５２０号公報」に開示されているように、脱気塔、スプレーノズル、真空ポンプ、加圧ポンプ、吸引ポンプ等から構成されている。タワー式脱気装置は、減圧した脱気塔の内部へボイラ給水Ｗ２を微粒子で噴霧することで、水中に含まれる溶存酸素を除去し、脱気水Ｗ３を製造してボイラの腐食を抑制する。具体的には、タワー式脱気装置は、第１給水ラインＬ２１から送水されるボイラ給水Ｗ２を加圧ポンプでスプレーノズルに供給し、減圧した脱気塔の内部へ微細な状態の水を噴霧する。脱気塔の内部に微細な状態の水を噴霧することで、真空ポンプで吸引した真空空間内での水が接触する表面積が増大して、水中から効率よく溶存酸素を除去することができる。脱気塔で製造された脱気水Ｗ３は、吸引ポンプにより、第２給水ラインＬ２２に向けて送水される。

脱気装置４１〜４３は、脱気装置台数制御部１０と電気的に接続されている。脱気装置台数制御部１０からの運転の指令を受けて加圧ポンプが駆動されることで、ボイラ給水Ｗ２は、脱気装置４１〜４３に導入される。同時に、脱気装置台数制御部１０からの運転の指令を受けて吸引ポンプが駆動されることで、脱気水（脱気されたボイラ給水）Ｗ３は、脱気装置４１〜４３から導出される。

第２給水ラインＬ２２は、３台の脱気装置４１〜４３により脱気された脱気水Ｗ３を、５台のボイラ５１〜５５に向けて流通させるラインである。第２給水ラインＬ２２の上流側の端部は、接続部Ｊ２を介して、３台の脱気装置４１〜４３に向けてそれぞれ分岐し、３台の脱気装置４１〜４３の二次側出口ポートにそれぞれ接続されている。第２給水ラインＬ２２の下流側の端部は、５台のボイラ５１〜５５に向けてそれぞれ分岐し、接続部Ｊ３１〜Ｊ３４を介して、５台のボイラ５１〜５５にそれぞれ接続されている。第２給水ラインＬ２２を流通する脱気水Ｗ３は、５台のボイラ５１〜５５にそれぞれ分配される。

具体的には、第２給水ラインＬ２２には、複数台（３台）の脱気装置４１〜４３から５台のボイラ５１〜５５に向けて順に、複数台（３台）の脱気装置４１〜４３、接続部Ｊ２、接続部Ｊ４、接続部Ｊ３１が設けられており、接続部Ｊ３１の下流側において、接続部Ｊ３２、接続部Ｊ３３、接続部Ｊ３４が順に設けられている。

接続部Ｊ３１には、第１分岐給水ラインＬ２２１を介して、第１ボイラ５１が接続されている。第１分岐給水ラインＬ２２１には、第１給水ポンプ６１が設けられている。接続部Ｊ３２には、第２分岐給水ラインＬ２２２を介して、第２ボイラ５２が接続されている。第２分岐給水ラインＬ２２２には、第２給水ポンプ６２が設けられている。

接続部Ｊ３３には、第３分岐給水ラインＬ２２３を介して、第３ボイラ５３が接続されている。第３分岐給水ラインＬ２２３には、第３給水ポンプ６３が設けられている。接続部Ｊ３４には、第４分岐給水ラインＬ２２４及び第５分岐給水ラインＬ２２５を介して、それぞれ、第４ボイラ５４及び第５ボイラ５５が接続されている。第４分岐給水ラインＬ２２４には、第４給水ポンプ６４が設けられている。第５分岐給水ラインＬ２２５には、第５給水ポンプ６５が設けられている。

５台の給水ポンプ６１〜６５は、それぞれ、第１分岐給水ラインＬ２２１〜第５分岐給水ラインＬ２２５を流通する脱気水Ｗ３を、対応する５台のボイラ５１〜５５に向けて吐出する。換言すると、５台の給水ポンプ６１〜６５は、３台の脱気装置４１〜４３で製造されて第２給水ラインＬ２２を流通する脱気水Ｗ３を吸入し、５台のボイラ５１〜５５に向けて送り出す。５台の給水ポンプ６１〜６５それぞれが脱気水Ｗ３を５台のボイラ５１〜５５に送り出すタイミングは、対応する５台のボイラ５１〜５５のボイラ制御部５０２から送信される駆動信号により制御される。給水ポンプ６１〜６６は、対応する５台のボイラ５１〜５５のボイラ制御部５０２と電気的に接続されている。

ボイラ５１〜５５は、段階的な燃焼位置を有する段階値制御ボイラから構成されている。段階値制御ボイラとは、燃焼を選択的にオン／オフしたり、炎の大きさを調整したりすること等により燃焼量を制御して、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。段階値制御ボイラからなる５台のボイラ５１〜５５には、それぞれ、各燃焼位置における燃焼量及び燃焼能力（高燃焼状態における燃焼量）が、等しく設定されている。

本実施形態におけるボイラ５１〜５５それぞれは、
１）燃焼停止状態（燃焼停止位置：０％）
２）低燃焼状態（低燃焼位置：５０％）
３）高燃焼状態（高燃焼位置：１００％）
の３段階の燃焼状態（燃焼位置、負荷率）に制御可能とされる、いわゆる３位置制御が行われるようになっている。この場合、高燃焼状態の燃焼量を１．０と捉えれば、各ボイラ５１〜５５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。

なお、Ｎ位置制御とは、段階値制御ボイラの燃焼量を、燃焼停止状態を含めてＮ位置に段階的に制御可能なことを表す。燃焼位置の個数は、２位置（つまり、オン／オフのみ）、４位置（燃焼停止位置、低燃焼位置、中燃焼位置及び高燃焼位置）、又は５位置以上でもよい。

５台のボイラ５１〜５５それぞれは、図１に示すように、燃焼が行われるボイラ本体５０１と、各ボイラ５１〜５５の燃焼位置（燃焼状態）を制御するボイラ制御部５０２と、各ボイラ５１〜５５の内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定部５０３と、を有する。

蒸気圧測定部５０３は、例えば、蒸気圧センサ及び蒸気圧スイッチから、又は蒸気圧スイッチのみから構成され、各ボイラ５１〜５５の内部の蒸気圧を測定する。蒸気圧測定部５０３は、各ボイラ５１〜５５の制御を行う際に用いられる蒸気圧を測定する。

ボイラ制御部５０２は、各ボイラ５１〜５５を制御し、要求される負荷に応じて燃焼位置（燃焼状態）を変更させることが可能とされている。ボイラ制御部５０２は、蒸気圧測定部５０３により測定されるボイラ５１〜５５の内部の蒸気圧が高くなったときには燃焼位置を低い方に移行させて（燃焼停止位置への移行を含む）、蒸発量を減少させ、一方、ボイラ５１〜５５の内部の蒸気圧が低くなったときには燃焼位置を高い方に移行させて、蒸発量を増加させるように、各ボイラ５１〜５５の燃焼位置を制御する。

ボイラ制御部５０２は、各ボイラ５１〜５５における各測定装置に電気的に接続され、各測定装置から測定情報を受信する。また、ボイラ制御部５０２は、それぞれ、給水ポンプ６１〜６５に電気的に接続され、ボイラ本体５０１内のボイラ水の水位に応じて、脱気水Ｗ３をボイラ５１〜５５に向けて送り出すように給水ポンプ６１〜６６それぞれを制御する。ボイラ制御部５０２は、不図示のメモリを備える。ボイラ制御部５０２のメモリは、各ボイラの運転を実施する制御プログラムや、所定のパラメータや、各種テーブル等を記憶する。

接続部Ｊ４には、還流ラインＬ３の一端部が接続されている。還流ラインＬ３の他端部は、給水タンク２の底部に接続されている。還流ラインＬ３は、脱気装置４１〜４３で製造された脱気水Ｗ３のうち、５台のボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量を超えた脱気水Ｗ３の一部（超過分の脱気水Ｗ３１）が流入されるラインである。

還流ラインＬ３の途中には、クッションタンク７が設けられている。クッションタンク７は、接続部Ｊ４を介して第２給水ラインＬ２２から還流ラインＬ３に流入された超過分の脱気水Ｗ３１を、脱気貯留水Ｗ４として貯留する。

脱気装置４１〜４３により製造された脱気水Ｗ３の量が５台のボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量を超えていた場合には、超過分の脱気水Ｗ３１は、接続部Ｊ４を介して第２給水ラインＬ２２から還流ラインＬ３に流入されて、脱気貯留水Ｗ４としてクッションタンク７に貯留される。クッションタンク７に貯留された脱気貯留水Ｗ４の量がクッションタンク７の許容容量を超えると、脱気貯留水Ｗ４は、還流ラインＬ３を介して、給水タンク２に向けて流出される。

一方、脱気装置４１〜４３により製造された脱気水Ｗ３の量が５台のボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量よりも少ない場合には、クッションタンク７に貯留された脱気貯留水Ｗ４は、還流ラインＬ３及び接続部Ｊ４を介して第２給水ラインＬ２２に流入される。第２給水ラインＬ２２に流入された脱気貯留水Ｗ４は、接続部Ｊ４において脱気水Ｗ３に合流されて、脱気水Ｗ３として５台のボイラ５１〜５５に供給される。

脱気装置台数制御部１０は、各ボイラ５１〜５５のボイラ制御部５０２に電気的に接続されている。脱気装置台数制御部１０は、脱気装置４１〜４３を効率よく運転するように、各脱気装置４１〜４３の台数制御を行う。脱気装置台数制御部１０は、各ボイラ５１〜５５の燃焼位置などの信号を受信して、ボイラ５１〜５５の全体の燃焼量を算出し、脱気装置群３の各脱気装置４１〜４３に台数制御信号を送信する。これにより、脱気装置台数制御部１０は、５台のボイラ５１〜５５の燃焼量に基づいて、脱気装置群３における脱気装置４１〜４３の運転台数を決定するように制御する。

脱気装置台数制御部１０は、信号線を介して、温度センサＴＥの測定温度値を受信する。脱気装置台数制御部１０は、温度センサＴＥの測定温度値に基づいて、脱気装置４１〜４３の運転台数の台数制御を行う。

ここで、ボイラ給水Ｗ２の溶存酸素量（ＤＯ値）は、ボイラ給水Ｗ２の温度に依存する。ボイラ給水Ｗ２の温度が高い場合には、ボイラ給水Ｗ２の温度が低い場合よりも、溶存酸素量が少ないことが知られている。例えば、大気圧において、ボイラ給水Ｗ２の温度が１００℃の場合には、溶存酸素量は０（ゼロ）である。そして、ボイラ給水Ｗ２の温度が１００℃から低下するにしたがって溶存酸素量は多くなる。そのため、脱気装置台数制御部１０は、給水タンク２に貯留されるボイラ給水Ｗ２の温度が高いほど、ボイラ給水Ｗ２の溶存酸素量が少ないため、脱気装置群３における脱気装置４１〜４３の運転台数を減少させるように制御する。

本実施形態のボイラシステム１は、５台のボイラ５１〜５５で発生させた蒸気を、蒸気ヘッダ８を介して、蒸気使用設備２０に供給可能とされている。具体的には、蒸気ヘッダ８の上流側は、給蒸ラインＬ４を介して５台のボイラ５１〜５５に接続されている。蒸気ヘッダ８の下流側は、蒸気管８１を介して蒸気使用設備２０（負荷機器）に接続されている。蒸気ヘッダ８は、５台のボイラ５１〜５５で発生させた蒸気を集合させて溜め置くことにより、５台のボイラ５１〜５５それぞれ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２０に供給するようになっている。

蒸気使用設備２０において蒸気が熱源として使用され、蒸気の潜熱が奪われると、蒸気が凝縮水（ドレン水）に変化する。本実施形態のボイラシステム１は、蒸気使用設備２０で発生した高温のドレン水Ｗ５を、ドレンラインＬ５を介して、給水タンク２に回収可能とされている。具体的には、ドレンラインＬ５の上流側は、蒸気使用設備２０に接続されている。ドレンラインＬ５の下流側は、給水タンク２に接続されている。なお、ドレンラインＬ５の途中には、スチームトラップ（不図示）が設けられている。

次に、第１実施形態のボイラシステム１における３台の脱気装置４１〜４３の運転台数を制御する場合の動作について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。図２は、本発明の第１実施形態のボイラシステム１において脱気装置４１〜４３の運転台数を制御する動作を示すフローチャートである。

図２に示すステップＳＴ１０１において、脱気装置台数制御部１０は、５台のボイラ５１〜５５それぞれの燃焼位置を取得する。次いで、ステップＳＴ１０２において、脱気装置台数制御部１０は、取得した５台のボイラ５１〜５５それぞれの燃焼位置から、５台のボイラ５１〜５５の全体の燃焼量を算出する。

ステップＳＴ１０３において、脱気装置台数制御部１０は、５台のボイラ５１〜５５の燃焼量に基づいて、脱気装置４１〜４３の運転台数を決定する。具体的には、５台のボイラ５１〜５５の燃焼量により各ボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量を算出して、脱気装置４１〜４３の運転台数を決定する。

ここで、一般的に、５台のボイラ５１〜５５の燃焼量が多い場合には、ボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量は多くなる。また、５台のボイラ５１〜５５の燃焼量が少ない場合には、ボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量は少なくなる。燃焼量に対応する脱気水Ｗ３の必要量（要求製造量）は、実験等により求められ、不図示のメモリに記憶されている。そして、脱気装置台数制御部１０は、不図示のメモリに記憶される情報に基づいて、燃焼量から脱気水Ｗ３の必要量を求め、更に脱気装置４１〜４３毎の脱気水Ｗ３の製造可能量を参照して、脱気装置４１〜４３の運転台数を決定する。

ステップＳＴ１０４においては、脱気装置台数制御部１０は、決定された台数の脱気装置４１〜４３に対して運転の指令を出す。これにより、決定された台数の脱気装置４１〜４３は、運転が開始され、脱気水Ｗ３を５台のボイラ５１〜５５に向けて導出する。また、給水ポンプ６１〜６５それぞれは、脱気装置４１〜４３により製造された脱気水Ｗ３を各ボイラ５１〜５５に送り出す。

ここで、３台の脱気装置４１〜４３により製造された脱気水Ｗ３の量が５台のボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量を超えた場合には、超過分の脱気水Ｗ３１は、接続部Ｊ４を介して還流ラインＬ３に流入され、クッションタンク７に脱気貯留水Ｗ４として貯留される。一方、３台の脱気装置４１〜４３により製造された脱気水Ｗ３の量が５台のボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量よりも少ない場合には、クッションタンク７に貯留された脱気貯留水Ｗ４は、還流ラインＬ３から接続部Ｊ４を介して、第２給水ラインＬ２２に流入される。これにより、脱気貯留水Ｗ４は、脱気装置４１〜４３により製造された脱気水Ｗ３に合流されて、脱気水Ｗ３として５台のボイラ５１〜５５に供給される。

ステップＳＴ１０５において、脱気装置台数制御部１０は、温度センサＴＥの測定温度値、すなわち給水タンク２に貯留されるボイラ給水Ｗ２の温度を取得する。次いで、ステップＳＴ１０６において、脱気装置台数制御部１０は、測定温度値に基づいて、脱気装置４１〜４３の運転台数を調整する。具体的には、脱気装置台数制御部１０は、測定温度値が高いほど、ステップＳＴ１０３で決定した運転台数を減少させるように制御する。測定温度値が高い場合には、ボイラ給水Ｗ２の溶存酸素量が少ないためである。

本実施形態においては、脱気装置台数制御部１０は、測定温度値が５０℃未満の場合には、脱気装置群３の運転台数の運転稼動率を１００％とするように制御する。例えば、ステップＳＴ１０３で決定した運転台数が３台の場合には、運転台数をそのまま３台とする。また、脱気装置台数制御部１０は、測定温度値が５０℃〜７０℃の場合には、脱気装置群３の運転台数の運転稼動率を６７％とするように制御する。例えば、ステップＳＴ１０３で決定した運転台数が３台の場合には、運転台数を２台に減少させる。また、脱気装置台数制御部１０は、測定温度値が７０℃以上の場合には、脱気装置群３の運転台数の運転稼動率を３３％とするように制御する。例えば、ステップＳＴ１０３で決定した運転台数が３台の場合には、運転台数を１台に減少させる。

ステップＳＴ１０７において、脱気装置台数制御部１０は、調整された台数の脱気装置４１〜４３に対して運転の指令を出す。これにより、運転台数が調整された脱気装置４１〜４３は、運転が開始され、脱気水Ｗ３を５台のボイラ５１〜５５に向けて導出する。また、給水ポンプ６１〜６５それぞれは、脱気装置４１〜４３により製造された脱気水Ｗ３を各ボイラ５１〜５５に供給する。その後、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

本実施形態のボイラシステム１によれば、例えば、次のような効果が奏される。本実施形態のボイラシステム１においては、５台のボイラ５１〜５５と、５台のボイラ５１〜５５に供給されるボイラ給水Ｗ２を貯留する給水タンク２と、給水タンク２に貯留されるボイラ給水Ｗ２を５台のボイラ５１〜５５に流通させる給水ラインＬ２と、給水ラインＬ２に配置され、ボイラ給水Ｗ２を脱気して脱気水Ｗ３を製造する３台の脱気装置４１〜４３からなる脱気装置群３と、５台のボイラ５１〜５５の燃焼量に基づいて、脱気装置群３における脱気装置４１〜４３の運転台数を決定するように制御する脱気装置台数制御部１０と、を備える。そのため、５台のボイラ５１〜５５の燃焼量に基づいて脱気装置４１〜４３の運転台数を決定することで、脱気装置群３は、脱気水Ｗ３を効率よく製造することができる。これにより、脱気装置群３における脱気水Ｗ３の製造コスト（例えば、電気料金）を低減することができる。

また、本実施形態のボイラシステム１においては、脱気装置台数制御部１０は、給水タンク２に貯留されるボイラ給水Ｗ２の温度が高いほど、脱気装置群３における脱気装置４１〜４３の運転台数を減少させるように制御する。ボイラ給水Ｗ２の温度が高いほど溶存酸素量が少ないため、脱気装置４１〜４３の運転台数を減少させることにより、脱気装置群３は、脱気水Ｗ３を効率よく製造することができる。これにより、脱気装置群３における脱気水の製造コストを一層低減することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るボイラシステム１Ａについて、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係るボイラシステム１Ａの概略を示す図である。

なお、第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。

第２実施形態においては、ローカル流量計ＦＭ１〜ＦＭ５が設けられる点、５台のボイラ５１〜５５が脱気装置台数制御部１０Ａに電気的に接続されていない点、及び、脱気装置台数制御部１０Ａの機能において、第１実施形態と主に異なる。

図３に示すように、ローカル流量計ＦＭ１〜ＦＭ５それぞれは、第１分岐給水ラインＬ２２１、第２分岐給水ラインＬ２２２、第３分岐給水ラインＬ２２３、第４分岐給水ラインＬ２２４、第５分岐給水ラインＬ２２５に設けられる。ローカル流量計ＦＭ１〜ＦＭ５は、第１分岐給水ラインＬ２２１〜第５分岐給水ラインＬ２２５を流通する脱気水Ｗ３の流通量を、流量パルスにより検出可能である。ローカル流量計ＦＭ１〜ＦＭ５からの検出信号は、脱気装置台数制御部１０Ａへ入力される。ローカル流量計ＦＭ１〜ＦＭ５は、瞬間流量及び積算流量を検出可能に構成された流量センサであり、例えば、接線式流量センサや軸流式流量センサを利用することができる。

第２実施形態における脱気装置台数制御部１０Ａは、ローカル流量計ＦＭ１〜ＦＭ５に電気的に接続されている。また、第２実施形態における脱気装置台数制御部１０Ａは、第１実施形態とは異なり、各ボイラ５１〜５５のボイラ制御部５０２に電気的に接続されていない。

脱気装置台数制御部１０Ａは、脱気装置４１〜４３を効率よく運転するように、各脱気装置４１〜４３の台数制御を行う。脱気装置台数制御部１０Ａは、ローカル流量計ＦＭ１〜ＦＭ５により測定された流量に基づいて、５台のボイラ５１〜５５に供給される脱気水Ｗ３（ボイラ給水）の総給水量を算出し、脱気装置群３の各脱気装置４１〜４３に台数制御信号を送信する。これにより、第２実施形態における脱気装置台数制御部１０Ａは、５台のボイラ５１〜５５に供給される脱気水Ｗ３（ボイラ給水）の総給水量に基づいて、脱気装置群３における脱気装置４１〜４３の運転台数を決定するように制御する。

次に、第２実施形態のボイラシステム１Ａにおける３台の脱気装置４１〜４３の運転台数を制御する場合の動作について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。図４は、本発明の第２実施形態のボイラシステム１Ａにおいて脱気装置４１〜４３の運転台数を制御する動作を示すフローチャートである。

第２実施形態においては、第１実施形態のステップＳＴ１０１〜ＳＴ１０３の動作に代えて、ステップＳＴ２０１〜ＳＴ２０３の動作が適用される。第２実施形態のステップＳＴ２０４〜ステップＳＴ２０７の制御の動作は、第１実施形態のステップＳＴ１０４〜ステップＳＴ１０７の制御の動作と同じであるため、第１実施形態の制御の動作の説明を援用して、その説明を省略する。

図４に示すステップＳＴ２０１において、脱気装置台数制御部１０Ａは、ローカル流量計ＦＭ１〜ＦＭ５により測定された第１分岐給水ラインＬ２２１〜第５分岐給水ラインＬ２２５を流通する脱気水Ｗ３の流量をそれぞれ取得する。次いで、ステップＳＴ２０２において、脱気装置台数制御部１０Ａは、第１分岐給水ラインＬ２２１〜第５分岐給水ラインＬ２２５を流通する脱気水Ｗ３の流量から、５台のボイラ５１〜５５に供給される脱気水Ｗ３（ボイラ給水）の総給水量を算出する。

ステップＳＴ２０３において、脱気装置台数制御部１０Ａは、５台のボイラ５１〜５５の総給水量に基づいて、脱気装置４１〜４３の運転台数を決定する。具体的には、５台のボイラ５１〜５５に供給される脱気水Ｗ３（ボイラ給水）の総給水量により各ボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量を算出して、脱気装置４１〜４３の運転台数を決定する。

ここで、一般的に、５台のボイラ５１〜５５の総給水量が多い場合には、ボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量は多くなる。また、５台のボイラ５１〜５５の総給水量が少ない場合には、ボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量は少なくなる。総給水量に対応する脱気水Ｗ３の必要量（要求製造量）は、実験等により求められ、不図示のメモリに記憶されている。そして、脱気装置台数制御部１０は、不図示のメモリに記憶される情報に基づいて、総給水量から脱気水Ｗ３の必要量を求め、更に脱気装置４１〜４３毎の脱気水Ｗ３の製造可能量を参照して、脱気装置４１〜４３の運転台数を決定する。

ステップＳＴ２０４〜ＳＴ２０７の動作は、第１実施形態のステップＳＴ１０４〜ＳＴ１０７の同様であるため、その説明を省略する。

第２実施形態のボイラシステム１Ａによれば、第１実施形態のボイラシステム１と同様の効果が奏される。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るボイラシステム１について、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の第３実施形態に係るボイラシステム１Ｂの概略を示す図である。

なお、第３実施形態では、主に第２実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第３実施形態において特に説明しない点については、第２実施形態の説明が適宜に適用される。

第３実施形態においては、第２実施形態におけるローカル流量計ＦＭ１〜ＦＭ５に代えて、総流量計ＦＭ１０が設けられる点において、第２実施形態と主に異なる。第３実施形態における脱気装置台数制御部１０Ｂは、総流量計ＦＭ１０に電気的に接続されている。

図５に示すように、総流量計ＦＭ１０は、第２給水ラインＬ２２における測定部Ｊ１０において、５台のボイラ５１〜５５に供給される脱気水Ｗ３の総流量を測定する。測定部Ｊ１０は、第２給水ラインＬ２２における５台のボイラ５１〜５５に分岐される部分よりも上流側において、接続部Ｊ４と接続部Ｊ３１との間に設けられる。総流量計ＦＭ１０は、第２給水ラインＬ２２における測定部Ｊ１０を流通する脱気水Ｗ３の流通量を、流量パルスにより検出可能である。総流量計ＦＭ１０からの検出信号は、脱気装置台数制御部１０Ｂへ入力される。総流量計ＦＭ１０は、瞬間流量及び積算流量を検出可能に構成された流量センサであり、例えば、接線式流量センサや軸流式流量センサを利用することができる。

第３実施形態における脱気装置台数制御部１０Ｂは、総流量計ＦＭ１０に電気的に接続されている。
脱気装置台数制御部１０Ｂは、脱気装置４１〜４３を効率よく運転するように、各脱気装置４１〜４３の台数制御を行う。脱気装置台数制御部１０Ｂは、総流量計ＦＭ１０により測定された流量に基づいて、５台のボイラ５１〜５５に供給される脱気水Ｗ３（ボイラ給水）の総給水量を算出し、脱気装置群３の各脱気装置４１〜４３に台数制御信号を送信する。これにより、第３実施形態における脱気装置台数制御部１０Ｂは、５台のボイラ５１〜５５に供給される脱気水Ｗ３（ボイラ給水）の総給水量に基づいて、脱気装置群３における脱気装置４１〜４３の運転台数を決定するように制御する。

次に、第３実施形態のボイラシステム１Ｂにおける３台の脱気装置４１〜４３の運転台数を制御する場合の動作について説明する。第３実施形態のボイラシステム１Ｂにおける脱気装置４１〜４３の制御の動作は、図４における第２実施形態のステップＳＴ２０１〜ＳＴ２０３の動作の説明において、第２実施形態における「脱気装置台数制御部１０Ａ」を第３実施形態において「脱気装置台数制御部１０Ｂ」と読み替え、第２実施形態における「ローカル流量計ＦＭ１〜ＦＭ５」を第３実施形態において「総流量計ＦＭ１０」と読み替え、第２実施形態における「第１分岐給水ラインＬ２２１〜第５分岐給水ラインＬ２２５を流通する脱気水Ｗ３」を第３実施形態において「第２給水ラインＬ２２における測定部Ｊ１０を流通する脱気水Ｗ３」と読み替えることで適用される。第３実施形態におけるその他の制御の動作は、第２実施形態の制御の動作と同様であるため、第２実施形態の制御の動作の説明を援用して、その説明を省略する。

第３実施形態のボイラシステム１Ｂによれば、第１実施形態のボイラシステム１及び第２実施形態のボイラシステム１Ａと同様の効果が奏される。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係るボイラシステム１Ｃについて、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の第４実施形態に係るボイラシステム１Ｃの概略を示す図である。

なお、第４実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第３実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。

第４実施形態においては、脱気装置４０が１台で構成される点、及び、第１実施形態における脱気装置台数制御部１０に代えて脱気装置個別制御部１１で構成される点において、第１実施形態と主に異なる。

図６に示すように、１台の脱気装置４０は、給水ラインＬ２において、給水タンク２と接続部Ｊ４との間に配置される。

脱気装置個別制御部１１は、５台のボイラ５１〜５５の燃焼量に基づいて１台の脱気装置４０を運転又は停止させるように制御する。具体的には、脱気装置個別制御部１１は、５台のボイラ５１〜５５の全体の燃焼量が所定の燃焼量閾値を上回る場合に、１台の脱気装置４０を運転するように制御する。また、脱気装置個別制御部１１は、５台のボイラ５１〜５５の全体の燃焼量が所定の燃焼量閾値を下回る場合に、１台の脱気装置４０を停止するように制御する。なお、所定の燃焼量閾値は、脱気水Ｗ３の最大製造可能量に相当する。

脱気装置個別制御部１１は、給水タンク２に貯留されるボイラ給水Ｗ２の温度が高いほど、ボイラ給水Ｗ２の溶存酸素量が少ないため、給水タンク２に貯留されるボイラ給水Ｗ２の測定温度値が所定の温度閾値を上回る場合に、１台の脱気装置４０を停止させるように制御する。

次に、第４実施形態のボイラシステム１Ｃにおける１台の脱気装置４０の制御の動作について、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。図７は、本発明の第４実施形態のボイラシステム１Ｃにおいて脱気装置４０の運転を制御する動作を示すフローチャートである。

図７に示すステップＳＴ３０１において、脱気装置個別制御部１１は、５台のボイラ５１〜５５それぞれの燃焼位置を取得する。次いで、ステップＳＴ３０２において、脱気装置個別制御部１１は、取得した５台のボイラ５１〜５５それぞれの燃焼位置から、５台のボイラ５１〜５５の全体の燃焼量を算出する。

ステップＳＴ３０３において、脱気装置個別制御部１１は、５台のボイラ５１〜５５の燃焼量に基づいて、脱気装置４０を運転させる。すなわち、ボイラ５１〜５５が稼動中であって燃焼量がゼロでなければ、脱気装置個別制御部１１は、脱気装置４０に対して運転の指令を出す。これにより、１台の脱気装置４０は、運転が開始され、脱気水Ｗ３を５台のボイラ５１〜５５に向けて導出する。また、給水ポンプ６１〜６５それぞれは、脱気装置４０により製造された脱気水Ｗ３を各ボイラ５１〜５５に送り出す。

ここで、脱気装置４０により製造された脱気水Ｗ３の量が５台のボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量を超えた場合には、超過分の脱気水Ｗ３１は、接続部Ｊ４を介して還流ラインＬ３に流入され、クッションタンク７に脱気貯留水Ｗ４として貯留される。一方、脱気装置４０により製造された脱気水Ｗ３の量が５台のボイラ５１〜５５が必要とする脱気水Ｗ３の量よりも少ない場合には、クッションタンク７に貯留された脱気貯留水Ｗ４は、還流ラインＬ３から接続部Ｊ４を介して、第２給水ラインＬ２２に流入される。これにより、脱気貯留水Ｗ４は、脱気装置４０により製造された脱気水Ｗ３に合流されて、脱気水Ｗ３として５台のボイラ５１〜５５に供給される。

ステップＳＴ３０４において、脱気装置個別制御部１１は、温度センサＴＥの測定温度値、すなわち給水タンク２に貯留されるボイラ給水Ｗ２の温度を取得する。次いで、ステップＳＴ３０５において、脱気装置個別制御部１１は、測定温度値が所定の温度閾値を上回るか否かを判定する。測定温度値が所定の温度閾値を上回る場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ３０６に進む。一方、測定温度値が所定の温度閾値を下回る場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ３０１に戻る。

ステップＳＴ３０６において、脱気装置個別制御部１１は、脱気装置４０を停止させるように制御する。測定温度値が高い場合には、ボイラ給水Ｗ２の溶存酸素量が少ないためである。例えば、脱気装置個別制御部１１は、測定温度値が９０℃以上の場合には、脱気装置４０を停止させるように制御する。ステップＳＴ３０６の後、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ３０１へリターンする）。

第４実施形態のボイラシステム１Ｃによれば、脱気装置個別制御部１１は、５台のボイラ５１〜５５の燃焼量に基づいて１台の脱気装置４０を運転又は停止させるように制御すると共に、給水タンク２に貯留されるボイラ給水Ｗ２の測定温度値が所定の温度閾値を上回る場合に、１台の脱気装置４０を停止させるように制御する。そのため、５台のボイラ５１〜５５の燃焼量やボイラ給水Ｗ２の測定温度値に基づいて、１台の脱気装置４０を運転させたり停止させたりすることができる。これにより、脱気装置４０は、脱気水Ｗ３を効率よく製造することができる。従って、脱気装置４０における脱気水Ｗ３の製造コスト（例えば、電気料金）を低減することができる。

以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。例えば、前述の実施形態においては、ボイラとして、複数段階の燃焼位置（Ｎ位置）で段階的に制御可能な段階値制御方式のボイラを使用したが、これに制限されず、燃焼率を連続的に変更して燃焼可能な比例制御方式のボイラを使用してもよい。

また、前述の実施形態においては、脱気装置の台数を１台又は３台としたが、これに制限されない。例えば、脱気装置の数を２台で構成してもよいし、４台以上で構成してもよい。

ここで、例えば、脱気装置の台数を１０台で構成した場合において、前述の第１実施形態のステップＳＴ１０６の制御と同様に、ボイラ給水Ｗ２の温度に基づいて、脱気装置の運転台数を調整することができる。具体的には、脱気装置台数制御部１０は、測定温度値が５０℃未満の場合には、脱気装置群の運転台数の運転稼動率を１００％とするように制御する。例えば、燃焼量又は給水量に基づいて決定した運転台数が１０台の場合には、運転台数をそのまま１０台とする。また、脱気装置台数制御部１０は、測定温度値が５０℃〜７０℃の場合には、脱気装置群の運転台数の運転稼動率を７０％とするように制御する。例えば、燃焼量又は給水量に基づいて決定した運転台数が１０台の場合には、運転台数を７台に減少させる。また、脱気装置台数制御部１０は、測定温度値が７０℃〜９０℃の場合には、脱気装置群の運転台数の運転稼動率を５０％とするように制御する。例えば、燃焼量又は給水量に基づいて決定した運転台数が１０台の場合には、運転台数を５台に減少させる。また、脱気装置台数制御部１０は、測定温度値が９０℃以上の場合には、脱気装置の運転台数の運転稼動率を３０％とするように制御する。例えば、燃焼量又は給水量に基づいて決定した運転台数が１０台の場合には、運転台数を３台に減少させる。

また、前述の実施形態においては、ボイラの数を５台としたが、これに制限されない。例えば、ボイラの数を、１台〜４台で構成してもよいし、６台以上で構成してもよい。

また、前述の第４実施形態においては、５台のボイラの燃焼量に基づいて脱気装置４０を運転又は停止させるように制御したが、これに制限されない。例えば、第４実施形態のボイラシステム１Ｃに、第２実施形態のボイラシステム１Ａを適用して、ローカル流量計ＦＭ１〜ＦＭ５により測定される脱気水Ｗ３（ボイラ給水）の総給水量に基づいて、脱気装置４０を運転又は停止させるように制御してもよいし、第４実施形態のボイラシステム１Ｃに、第３実施形態のボイラシステム１Ｂを適用して、総流量計ＦＭ１０により測定される脱気水Ｗ３（ボイラ給水）の総給水量に基づいて、脱気装置４０を運転又は停止させるように制御してもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃボイラシステム
２給水タンク
３脱気装置群
４０脱気装置
４１〜４３脱気装置
５１第１ボイラ（ボイラ）
５２第２ボイラ（ボイラ）
５３第３ボイラ（ボイラ）
５４第４ボイラ（ボイラ）
５５第５ボイラ（ボイラ）
１０，１０Ａ，１０Ｂ脱気装置台数制御部（台数制御部）
１１脱気装置個別制御部（個別制御部）
Ｌ２給水ライン
ＴＥ温度センサ（温度測定手段）
Ｗ２ボイラ給水
Ｗ３脱気水

Claims

１又は複数台のボイラと、
前記１又は複数台のボイラに供給されるボイラ給水を貯留する給水タンクと、
前記給水タンクに貯留されるボイラ給水を前記１又は複数台のボイラに流通させる給水ラインと、
前記給水ラインに配置され、ボイラ給水を脱気して脱気水を製造する複数台の脱気装置からなる脱気装置群と、
前記１又は複数台のボイラの燃焼量及び／又は前記１又は複数台のボイラに供給されるボイラ給水の給水量に基づいて、前記脱気装置群における前記脱気装置の運転台数を決定するように制御する第１制御を実行する台数制御部と、
前記給水タンクに貯留されるボイラ給水の温度を測定する温度測定手段と、を備え、
前記台数制御部は、前記第１制御を実行した後に、前記給水タンクに貯留されるボイラ給水の温度が高いほど、前記脱気装置群における前記脱気装置の運転台数を減少させるように制御する第２制御を実行する
ボイラシステム。