燃烧系统的氧气浓度修正方法技术方案

本发明专利技术公开了一种燃烧系统的氧气浓度修正方法，包括以下步骤：首先，燃烧系统依据负载与原始氧气浓度关系曲线，决定原始氧气浓度，以原始氧气浓度控制锅炉进行燃烧；判断从锅炉排出的氮氧化物浓度是否高于临界值，若氮氧化物浓度高于临界值，则决定箝制氧气浓度；决定氮氧化物预估浓度，判断在一时间区间内氮氧化物预估浓度是否低于临界值，若在该时间区间内氮氧化物预估浓度低于临界值，以原始氧气浓度控制锅炉进行燃烧，若在该时间区间内氮氧化物预估浓度未低于临界值，则下调原始氧气浓度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉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。
技术介绍
锅炉燃烧燃煤产生热量将水转变成蒸气，借助蒸气推动涡轮机可产生电力。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。
技术实现思路
本专利技术涉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。根据本专利技术的一个实施例，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以下步骤。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；以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，决定一箝制氧气浓度；以箝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，以原始氧气浓度进行燃烧；以及，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。为了对本专利技术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：附图说明图1A及1B表示依照本专利技术一实施例的燃烧系统的氧气浓度修正方法流程图；图2表示依照本专利技术一实施例的燃烧系统的示意图；图3表示依照本专利技术一实施例的负载与氧气浓度关系曲线图；图4表示依照本专利技术一实施例的决定箝制氧气浓度的示意图；图5表示依照本专利技术一实施例的预估氮氧化物浓度的示意图；图6A表示依照本专利技术一实施例的下调原始氧气浓度的方法示意图；图6B表示在下调原始氧气浓度后氮氧化物浓度的变化图；图7表示修正后的负载与原始氧气浓度关系曲线图；图8表示依照本专利技术一实施例的时间与碳氧化物浓度的关系图；图9表示修正后的负载与原始氧气浓度关系曲线图。【符号说明】100：燃烧系统105：燃料110：锅炉120：控制模块121：控制器122：定时器130：送风机d：修正比例Dout，COx、(Dout，COx)7、(Dout，COx)9：碳氧化物浓度Dout，NOx：氮氧化物浓度Dout，O2：氧气浓度DO2、(DO2)2、(DO2)2’、(DO2)3、(DO2)3’、(DO2)7、(DO2)7’：原始氧气浓度Dr，O2：箝制氧气浓度Din，O2：输入氧气浓度Dp，NOx、(Dp，NOx)2、(Dp，NOx)3、(Dp，NOx)5：氮氧化物预估浓度ΔD1、ΔD2：总修正量L1：第一临界值L2：第二临界值L3：第三临界值ΔL1、ΔL2：差值M2：第二时变模型M1：第一时变模型P：负载S1、S1’：负载与原始氧气浓度关系曲线S2：时间与箝制氧气浓度关系曲线S3：时间与氧气浓度关系曲线S4：时间与氮氧化物预估浓度关系曲线S105、S110、S115、S120、S127、S125、S130、S135、S140、S145、S150、S155、S160、S162、S165、S180：步骤t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9：时间点T：时间T1：第一时间区间T2：第一时间区间T3：第三时间区间T4：第四时间区间具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。图1A、1B表示依照本专利技术一实施例的燃烧系统的氧气浓度修正方法流程图。在步骤S105(如图1A所示)中，请同时参照图2、图3，图2表示依照本专利技术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涡轮机，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(DistributedControlSystem，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。图3表示依照本专利技术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DO2(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DO2。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DO2。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)，然本专利技术实施例不限制负载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在本专利技术方法中可被自动修正，以下将详细说明。在步骤S110(如图1A所示)中，控制模块120以原始氧气浓度DO2作为输入至锅炉110内的输入氧气浓度Din，O2(输入氧气浓度Din，O2表示于图2)，并据以决定所需的空气量(其氧气浓度大致上等于原始氧气浓度DO2)。在决定所需空气量后，控制模块120控制送风机130动作，以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Dout，NOx(单位例如是ppm)、碳氧化物浓度Dout，COx(单位例如是ppm)及氧气浓度Dout，O2(单位例如是ppm)。氮氧化物浓度Dout，NOx、碳氧化物浓度Dout，COx及氧气浓度Dout，O2可在锅炉110的烟道内或锅炉110外部的排烟囱内检测。在燃烧过程中，若原始氧气浓度DO2过高，则排出的氮氧化物浓度Dout，NOx可能过高而导致空气污染；相反地，若原始氧气浓度DO2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Dout，COx。然而，透过本专利技术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Dout，NOx及碳氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧系统的氧气浓度修正方法，适用于一燃烧系统，包括：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，其中该负载与原始氧气浓度关系曲线表示不同负载下所需要的该原始氧气浓度；以该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；若该氮氧化物浓度高于该第一临界值，决定一箝制氧气浓度；以该箝制氧气浓度进行燃烧；决定一氮氧化物预估浓度；判断在第一时间区间内该氮氧化物预估浓度是否低于该第一临界值；若在该第一时间区间内该氮氧化物预估浓度低于该第一临界值，以该原始氧气浓度进行燃烧；以及若在该第一时间区间内该氮氧化物预估浓度未低于该第一临界值，下调该原始氧气浓度。

【技术特征摘要】
2014.11.12 TW 1031391971.一种燃烧系统的氧气浓度修正方法，适用于一燃烧系统，包括：
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，其中该
负载与原始氧气浓度关系曲线表示不同负载下所需要的该原始氧气浓度；
以该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；
若该氮氧化物浓度高于该第一临界值，决定一箝制氧气浓度；
以该箝制氧气浓度进行燃烧；
决定一氮氧化物预估浓度；
判断在第一时间区间内该氮氧化物预估浓度是否低于该第一临界值；
若在该第一时间区间内该氮氧化物预估浓度低于该第一临界值，以该
原始氧气浓度进行燃烧；以及
若在该第一时间区间内该氮氧化物预估浓度未低于该第一临界值，下
调该原始氧气浓度。
2.如权利要求1所述的燃烧系统的氧气浓度修正方法，其中以该箝
制氧气浓度进行燃烧的步骤后，该氧气浓度修正方法更包括：
开始计时；
其中，若在该第一时间区间内该氮氧化物预估浓度低于该第一临界值，
以该原始氧气浓度进行燃烧的步骤后，该氧气浓度修正方法更包括：
计时归零。
3.如权利要求1所述的燃烧系统的氧气浓度修正方法，其中决定该
箝制氧气浓度的步骤更包括：
将该第一临界值作为上限并输入至一第一时变模型，而决定该箝制氧
气浓度。
4.如权利要求1所述的燃烧系统的氧气浓度修正方法，其中决定该
氮氧化物预估浓度的步骤更包括：
取得一时间与氧气浓度关系曲线，其中该时间与氧气浓度关系曲线表
示不同时间点的该原始氧气浓度；
将该时间与氧气浓度关系曲线输入至一第二时变模型，而决定一时间
与氮氧化物预估浓度关系曲线，其中该时间与氮氧化物预估浓度关系曲线
表示不同时间点的该氮氧化物预估浓度。
5.如权利要求1所述的燃烧系统的氧气浓度修正方法，其中下调该
原始氧气浓度的步骤更包括：
若在该第一时间区间内该氮氧化物预估浓度未低于该第一临界值，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊贤，郑仪诚，徐振凯，陈俊彦，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71