燃烧系统的氧气浓度修正方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种燃烧系统的氧气浓度修正方法，特别是一种可修正原始氧气浓度 的燃烧系统的氧气浓度修正方法。
【背景技术】
[0002] 锅炉燃烧燃煤产生热量将水转变成蒸气，借助蒸气推动满轮机可产生电力。为了 获得一定的燃烧效率及降低空气污染，在燃烧过程中需要人为依据经验设定锅炉所需要的 氧气量/比率。然而，每一批的燃煤质量差异大，例如其组成及含水量都不同，如此导致每 批燃煤在人为控制上的困难。
【发明内容】
[0003] 本发明设及一种燃烧系统的氧气浓度修正方法，可自动修正氧气浓度，兼顾减少 空气污染及提高燃烧效率。
[0004] 根据本发明的一个实施例，提出一种燃烧系统的氧气浓度修正方法。燃烧系统的 氧气浓度修正方法包括W下步骤。该燃烧系统依据一负载与原始氧气浓度关系曲线，决定 一原始氧气浓度，其中负载与原始氧气浓度关系曲线表示不同负载下所需要的原始氧气浓 度；W原始氧气浓度进行燃烧；判断所排出的一氮氧化物浓度是否高于一第一临界值；若 氮氧化物浓度高于第一临界值，决定一巧制氧气浓度；W巧制氧气浓度进行燃烧；决定一 氮氧化物预估浓度；判断于一第一时间区间内氮氧化物预估浓度是否低于第一临界值；若 于第一时间区间内氮氧化物预估浓度低于第一临界值，W原始氧气浓度进行燃烧；W及，若 于第一时间区间内氮氧化物预估浓度未低于第一临界值，下调负载与原始氧气浓度关系曲 线的原始氧气浓度。
[0005] 为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所 附附图，作详细说明如下：
【附图说明】
[0006] 图1A及1B表示依照本发明一实施例的燃烧系统的氧气浓度修正方法流程图；
[0007] 图2表示依照本发明一实施例的燃烧系统的示意图；
[0008] 图3表示依照本发明一实施例的负载与氧气浓度关系曲线图；
[0009] 图4表示依照本发明一实施例的决定巧制氧气浓度的示意图；
[0010] 图5表示依照本发明一实施例的预估氮氧化物浓度的示意图；
[0011] 图6A表示依照本发明一实施例的下调原始氧气浓度的方法示意图；
[0012] 图6B表示在下调原始氧气浓度后氮氧化物浓度的变化图；
[0013] 图7表示修正后的负载与原始氧气浓度关系曲线图；
[0014] 图8表示依照本发明一实施例的时间与碳氧化物浓度的关系图；
[0015] 图9表示修正后的负载与原始氧气浓度关系曲线图。
[0016] 【符号说明】
[0017] 100:燃烧系统 阳0化]105 :燃料
[0019] 110:锅炉
[0020] 120 :控制模块 阳02U 121 :控制器 阳02引 122 :定时器
[0023] 130 :送风机
[0024] d:修正比例
[00巧]〇。。1, cOx、值。ut, COx) 7、值。ut, COx) 9:碳氧i化物浓度
[0026] Dwt,NDx:氮氧化物浓度
[0027] D。。,, 02:氧气浓度 W28] 0。2、值。2) 2、值。2) 2,、值。2) 3、值。2) 3,、值。2) 7、值。2) 7,:原始氧气浓度
[0029] Dr,。2:巧制氧气浓度
[0030] Dm,。2:输入氧气浓度 阳〇31] Dp, NDx、值P, NDx) 2、化,NDx) 3、（Dp, NDx)日:颈氧i化物预估浓度 [0032] Δ DK Δ D2 :总修正量 阳03引 L1 :第一临界值
[0034] L2 :第二临界值 阳0对 L3 :第立临界值
[0036] AL1、AL2:差值
[0037] M2 :第二时变模型
[0038] Ml :第一时变模型
[0039] P :负载
[0040] si、sr :负载与原始氧气浓度关系曲线
[0041] S2 :时间与巧制氧气浓度关系曲线
[0042] S3 :时间与氧气浓度关系曲线
[00创 S4 :时间与氮氧化物预估浓度关系曲线
[0044] S105、S110、S115、S120、S127、S125、S130、S135、S140、S145、S150、S155、S160、 S162、S165、S180 :步骤
[0045] tl、t2、t3、t4、t5、t6、t7、1:8、t9 :时间点
[0046] Τ :时间
[0047] ΤΙ:第一时间区间
[0048] Τ2 :第一时间区间 W例 Τ3:第Ξ时间区间
[0050] Τ4:第四时间区间
【具体实施方式】
[0051] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，W下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明作进一步的详细说明。
[0052] 图1A、1B表示依照本发明一实施例的燃烧系统的氧气浓度修正方法流程图。
[0053] 在步骤S105(如图1A所示）中，请同时参照图2、图3,图2表示依照本发明一实 施例的燃烧系统的示意图。燃烧系统100包括锅炉110、控制模块120及送风机130。送风 机130送出含氧的空气进入锅炉110内，与送入锅炉110内的燃料105参与燃烧产生热量 来加热水，使水转变成蒸气而推动满轮机，进而产生电力。燃料105例如是燃煤。控制模块 120例如是分散控制系统值istributed Control System, DCS)，其包括至少一控制器121 及定时器122,其中一控制器121可控制送风机130送出空气进入锅炉110。
[0054] 图3表示依照本发明一实施例的负载与氧气浓度关系曲线图。本步骤中，控制模 块120依据负载与原始氧气浓度关系曲线S1，决定原始氧气浓度0。2 (单位例如是％ )，其中 负载与原始氧气浓度关系曲线S1表示不同的负载P所需要的原始氧气浓度0。2。在实际运 作中，不同时间点可能需要相同或不同的负载P，控制模块120可依据不同时间点所需要的 负载根据负载与氧气浓度关系曲线S1来决定原始氧气浓度0。2。此处的负载P指的是例如 每单位时间所需要的燃煤量（如公吨/小时），然本发明实施例不限制负载P的单位。此处 的原始氧气浓度指的是锅炉燃烧每一批燃煤时一开始所使用的初始氧气浓度，然负载与原 始氧气浓度关系曲线S1在本发明方法中可被自动修正，W下将详细说明。 阳化5] 在步骤S110 (如图1A所示）中，控制模块120 W原始氧气浓度0。2作为输入至锅 炉110内的输入氧气浓度〇1。,。2 (输入氧气浓度Dm,。2表示于图2)，并据W决定所需的空气量 (其氧气浓度大致上等于原始氧气浓度DJ。在决定所需空气量后，控制模块120控制送风 机130动作，W送出所需空气量给锅炉110参与燃烧。锅炉110在燃烧过程中，会排出氮氧 化物、碳氧化物（如一氧化碳）和/或氧气，其分别具有氮氧化物浓度D。。,, WX (单位例如是 ppm)、碳氧化物浓度DDut,CTx (单位例如是ppm)及氧气浓度0。。1,。2 (单位例如是ppm)。氮氧化 物浓度0。。,,^,、碳氧化物浓度0。。,,。。,及氧气浓度0。。,,。巧在锅炉110的烟道内或锅炉110外 部的排烟画内检测。
[0056]在燃烧过程中，若原始氧气浓度0。2过高，则排出的氮氧化物浓度D。。,, wy可能过高 而导致空气污染；相反地，若原始氧气浓度〇。2不足，则容易导致燃烧效率不佳而排出过高 的碳氧化物浓度D。。,, C。、。然而，透过本发明实施例之氧气浓度修正方法，可在燃烧过程中， 依据排出的氮氧化物浓度D。。,, wy及碳氧化物浓度D。。,, C。、，自动修正负载与原始氧气浓度关 系曲线S1，W兼顾高燃烧效率与低空气污染。下面将进一步说明。 阳057] 在步骤S115 (如图1A所示）中，控制模块120判断从锅炉110排出的氮氧化物浓 度是否大于第一临界值L1 (第一临界值L1在图4中示出）；若是，则进入步骤S120 ; 若否，则进入步骤S165。
[005引在步骤S120(如图1A所示）中，由于氮氧化物浓度Dwt,wx大于第一临界值L1(第 一临界值L1在图4中示出），表示在目前氧气设定下的燃烧可能或预期会导致空气污染。 因此，控制模块120决定一巧制氧气浓度D。。2为设定点（巧制氧气浓度D。。2在图4中示 出），通过将氮氧化物浓度D。。,, wy控制在第一临界值L1之下，避免后续可能发生的空气污 染。下面将进一步说明如何决定巧制氧气浓度斬,。2。
[0059] 请参照图4,其表示依照本发明一实施例的决定巧制氧气浓度的示意图。控制模 块120将第一临界值L1作为上限并将此临界值依时序输入至第一时变模型Ml，可获得及时 对应的输出值，此输出值为巧制氧气浓度〇。。2。经观察一段时间后，数个巧制氧气浓度0。。2 可构成时间与巧制氧气浓度关系曲线S2。时间与巧制氧气浓度关系曲线S2表示在不同的 时间点下的巧制氧气浓度Df,。2。由于持续更新的时变模型Ml能够符合氮氧化物浓度及氧 浓度之间的实时关系，若将此巧制氧气浓度〇。。2作为输入至锅炉110的输入氧气浓度D 1。,。2 来控制锅炉110的燃烧，可预期所产生的氮氧化物浓度也会被限制在第一临界值L1 之下，因此可预防过多的空气污染发生。 W60]