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公開番号2024066075
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-15
出願番号2022175349
出願日2022-11-01
発明の名称副生燃料利用システム
出願人三浦工業株式会社
代理人個人,個人
主分類F22B 35/00 20060101AFI20240508BHJP(蒸気発生)
要約【課題】副生燃料消費制御とヘッダ圧力制御を両立する副生燃料利用システム100を提供する。
【解決手段】副生燃料を燃焼させることで蒸気を生成するボイラ20からなるボイラ群2と、生成された蒸気を集合する蒸気ヘッダ6と、蒸気ヘッダ6の内部の蒸気圧値であるヘッダ圧力値を測定する蒸気圧センサ7と、副生燃料を貯蔵する副生燃料ホルダー30と、副生燃料の貯蔵量を検知し、レベル信号を出力するレベルセンサ31と、台数制御装置5と、を備え、台数制御装置5は、レベル信号に基づいて指定される台数分のボイラ20を燃焼させる副生燃料消費制御部511と、レベル信号に基づいて指定される台数を最大燃焼台数として、ヘッダ圧力値に基づいて比例分配制御方式によりボイラ群2の燃焼状態を制御するヘッダ圧力制御部512と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
副生燃料を燃焼させて消費することで蒸気を生成する１つ以上の燃焼装置からなる燃焼装置群であって、生成した蒸気を蒸気集合部に集合させる燃焼装置群と、
副生燃料貯蔵部に貯蔵された前記副生燃料を前記燃焼装置に供給する副生燃料供給ラインと、
前記副生燃料貯蔵部に貯蔵された副生燃料の貯蔵量を検知し、レベル信号を出力するレベルセンサと、
前記蒸気集合部の内部の蒸気圧値である集合部圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、
前記燃焼装置における副生燃料の消費量を制御する制御部と、を備える副生燃料利用システムであって、
前記制御部は、
前記レベルセンサにより出力されるレベル信号に基づいて指定される台数分の燃焼装置を燃焼させる副生燃料消費制御部と、
前記蒸気圧測定手段により測定される集合部圧力値が予め設定された最大設定圧力値を上限値とし予め設定された制御幅により規定される制御圧力帯域の範囲内におさまるように、前記レベルセンサにより出力されるレベル信号に基づいて指定される台数を最大燃焼台数として前記燃焼装置群の燃焼状態を制御するヘッダ圧力制御部と、
を備え、
前記集合部圧力値が予め設定された圧力値を下回る場合、前記副生燃料消費制御部により前記燃焼装置群の燃焼状態を制御させ、
前記集合部圧力値が予め設定された圧力値を上回る場合、前記ヘッダ圧力制御部により前記燃焼装置群の燃焼状態を制御させる、副生燃料利用システム。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記予め設定された設定値は、前記制御圧力帯域の下限値とする、請求項１に記載の副生燃料利用システム。
【請求項３】
前記蒸気集合部には、別のメインの蒸気発生装置又はメインの蒸気発生システムにおける蒸気が集合し、
前記制御圧力帯域は、前記メインの蒸気発生装置又はメインの蒸気発生システムにおける常用圧力よりも上方に設定される、請求項１に記載の副生燃料利用システム。
【請求項４】
レベルセンサにより出力されるレベル信号に基づいて指定される台数は、前記レベル信号毎に異なる値に設定される、請求項１に記載の副生燃料利用システム。
【請求項５】
前記燃焼装置は、副生燃料の消費量を段階的に変更して燃焼可能であり、
前記ヘッダ圧力制御部は、前記制御圧力帯域に基づいて比例分配制御を行う、請求項１に記載の副生燃料利用システム。
【請求項６】
前記燃焼装置は、副生燃料の消費量を連続的に変更して燃焼可能な連続制御燃焼装置であり、
前記ヘッダ圧力制御部は、
前記集合部圧力値が前記制御圧力帯域の範囲内に収まるように設定された目標蒸気圧力値を保つように前記レベルセンサにより出力されるレベル信号に基づいて指定される台数を最大燃焼台数として前記燃焼装置群の燃焼状態を制御する、請求項１に記載の副生燃料利用システム。
【請求項７】
前記制御部は、
前記集合部圧力値が前記制御圧力帯域の下限を上回る場合であって、前記ヘッダ圧力制御部により前記燃焼装置群の燃焼状態を制御しているとき、前記レベルセンサにより出力されるレベル信号が切り替わった場合、前記レベルセンサにより出力されるレベル信号に基づいて指定される台数を最大燃焼台数として変更する、請求項１に記載の副生燃料利用システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、副生燃料利用システムに関する。より詳細には、例えばプラント設備等の副生設備から製品製造に伴って発生する副生燃料を燃料として用いるボイラ等の燃焼装置（以下「副生燃料焚きボイラ」、又は単に「ボイラ」ともいう）を備える副生燃料利用システムに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ボイラシステムが設置されるプラント等では、プラントの運転に伴い副生燃料として例えば水素ガスやバイオガス等のガスや油（以下、「副生燃料」ともいう）が発生する場合がある。例えば、特許文献１には、プラントにおいて発生した水素ガス（副生燃料）を燃料の一部として用いるボイラシステムが提案されている。
副生燃料焚きボイラは、客先工場での生産において副生物として発生するガスや油を燃料としている。副生ガスや油等の副生燃料の発生量はそれほど多くないため、タンクやホルダーに貯蔵し、貯蔵量に応じてボイラを燃焼させる制御が必要となる。これまで、タンクやホルダーの貯蔵量をレベル信号として受け取り、レベルに応じて各ボイラの燃焼量を決定する台数制御システム（以下「副生燃料消費制御」ともいう）が構築されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－４０４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、副生燃料利用システムを運用する場合、副生燃料の発生量はそれほど多くなく、また必ずしも一定の量が発生するものでもない。このため、副生燃料利用システムを運用する場合、メインとなる蒸気発生装置が設けられ、その装置が例えば工場全体の蒸気量を制御しているケースが多い。そうすることで、副生燃料焚きボイラは燃料貯蔵量に応じて成り行きで燃焼したとしても、例えば工場全体への蒸気供給の影響はないことを前提とすることができる。
しかしながら、工場全体の蒸気負荷が極端に下がった場合に、仮にメインとなる蒸気発生装置又はシステムを停止させると、メインとなる蒸気発生装置を再起動する際に、再起動されるまでの間、工場全体の蒸気量を制御することができないこととなる。このため、工場全体の蒸気負荷が仮に極端に下がった場合であっても、メインとなる蒸気発生装置又はシステムを停止させないように、副生燃料焚きボイラの燃焼量を下げるか、又は副生燃料焚きボイラを燃焼停止することが強く望まれている。
これに対して、前述したように、副生燃料焚きボイラシステムにおいては、通常、タンクやホルダーの貯蔵量をレベル信号として受け取り、レベルに応じて各ボイラの燃焼量を決定する副生燃料消費制御（燃料貯蔵量に応じて成り行きで燃焼する制御）がなされており、工場全体の蒸気負荷が仮に極端に下がった場合に、仮にタンクやホルダーの貯蔵量を示すレベル信号により全てのボイラをフル燃焼させる制御状態となっていた場合には、上記要望にこたえることができなくなる。
【０００５】
本発明は、例えばプラント設備等の副生設備における製品製造過程において発生する副生燃料を燃料として燃焼可能な燃焼装置を１つ以上含む燃焼装置群と、前記燃焼装置における副生燃料の消費量を制御する制御部と、を備える副生燃料利用システムにおいて、燃焼装置群から生成された蒸気を集合させる蒸気集合部の内部の圧力値である集合部圧力値が予め設定された圧力値を下回る場合に副生燃料タンク又は副生燃料ホルダーに貯蔵された副生燃料の貯蔵量に応じて予め対応づけられた台数分の燃焼装置を燃焼させる副生燃料消費制御部と、集合部圧力値が予め設定された圧力値を上回る場合に予め設定された制御幅により規定される制御圧力帯域の範囲内におさまるように燃焼装置群の燃焼状態を制御するヘッダ圧力制御部と、を切替え制御することができる副生燃料利用システムを提供することを目的とする。
これにより、例えば蒸気負荷が極端に下がった場合（すなわち、集合部圧力値が極端に上がった場合）には、副生燃料を燃焼する燃焼装置群の燃焼量を下げるか、又は燃焼停止させることが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る副生燃料利用システムは、副生燃料を燃焼させて消費することで蒸気を生成する１つ以上の燃焼装置からなる燃焼装置群であって、生成した蒸気を蒸気集合部に集合させる燃焼装置群と、
副生燃料貯蔵部に貯蔵された前記副生燃料を前記燃焼装置に供給する副生燃料供給ラインと、
前記副生燃料貯蔵部に貯蔵された副生燃料の貯蔵量を検知し、レベル信号を出力するレベルセンサと、
前記蒸気集合部の内部の蒸気圧値である集合部圧力値を測定する蒸気圧測定手段と、
前記燃焼装置における副生燃料の消費量を制御する制御部と、を備える副生燃料利用システムであって、
前記制御部は、
前記レベルセンサにより出力されるレベル信号に基づいて指定される台数分の燃焼装置を燃焼させる副生燃料消費制御部と、
前記蒸気圧測定手段により測定される集合部圧力値が予め設定された最大設定圧力値を上限値とし予め設定された制御幅により規定される制御圧力帯域の範囲内におさまるように、前記レベルセンサにより出力されるレベル信号に基づいて指定される台数を最大燃焼台数として前記燃焼装置群の燃焼状態を制御するヘッダ圧力制御部と、
を備え、
前記集合部圧力値が予め設定された圧力値を下回る場合、前記副生燃料消費制御部により前記燃焼装置群の燃焼状態を制御させ、
前記集合部圧力値が予め設定された圧力値を上回る場合、前記ヘッダ圧力制御部により前記燃焼装置群の燃焼状態を制御させる。
【０００７】
上述の副生燃料利用システムにおいて、前記予め設定された設定値は、前記制御圧力帯域の下限値とするようにしてもよい。
【０００８】
上述の副生燃料利用システムにおいて、前記蒸気集合部には、別のメインの蒸気発生装置又はメインの蒸気発生システムにおける蒸気が集合し、
前記制御圧力帯域は、前記メインの蒸気発生装置又はメインの蒸気発生システムにおける常用圧力よりも上方に設定されるようにしてもよい。
【０００９】
上述の副生燃料利用システムにおいて、前記レベルセンサにより出力される前記レベル信号に基づいて指定される台数は、前記レベル信号毎に異なる値に設定されるようにしてもよい。
【００１０】
上述の副生燃料利用システムにおいて、前記燃焼装置は、副生燃料の消費量を段階的に変更して燃焼可能であり、
前記ヘッダ圧力制御部は、前記制御圧力帯域に基づいて比例分配制御を行うようにしてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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