有效燃烧（shāo）是所有能源用户的目标。燃烧（shāo）器点火器不仅高效燃烧节省资金，而（ér）且还（hái）可（kě）以防止有害排放的产生，并可（kě）以减少服务电话（huà），设备关机和不舒服的（de）客户。问（wèn）题是商业和小型工业用户没有良好的燃烧器控制系统（燃油比控（kòng）制）。虽然（rán）有（yǒu）氧气修（xiū）整系统，它们昂贵和（hé）复杂，并且（qiě）由（yóu）于维护成（chéng）本高而经常关闭（bì）。

燃烧控制系统控制燃烧器的（de）燃料（liào） - 空气比。燃料空气比通（tōng）常以过（guò）量空气（％）或过量（liàng）氧（yǎng）（％）来定义。这些术（shù）语都是（shì）相互关（guān）联的，读数（shù）可以从一（yī）个转换到另一个。烟气分（fèn）析仪读取％氧气，但（dàn）这与过量空气（qì）不成比例（lì）关系，这就是为什（shí）么使用这几个术语。

主要问题是（shì）燃料 - 空气比（bǐ）或（huò）过（guò）量空气随着燃烧器的正常运行而改变。这是因为燃烧器（qì）燃烧（shāo）空气风扇输（shū）送（sòng）恒定体积的（de）空气，但随着空气温度（dù）的变（biàn）化，空气密度也发生变化，导致空气质量流量不同（tóng）。例如，当空气温（wēn）度为40°F时，如果燃烧器在早上20％的空气中运行，则当空（kōng）气温（wēn）度（dù）升高至（zhì）85°F时，过多（duō）的空气将在下（xià）午降至（zhì）11％（所有其他因素都相（xiàng）同）。季（jì）节性变化（huà）会产生更大的温度（dù）波动，并且经（jīng）常需要季（jì）节（jiē）性调整，以防止燃烧器出现其（qí）他问题。当温度较高时，可能会发生吸烟和高CO，当（dāng）温（wēn）度（dù）过低时会发生（shēng）隆隆和高CO。

为了更好地了（le）解空气温度在（zài）燃烧器运行中的（de）主要（yào）作用，请考虑确定燃烧器多余空气等级（jí）的过程。燃烧器设置的一（yī）步是定（dìng）义操作范围。信封是定义（yì）燃（rán）烧器（qì）操作条件的“Box”。盒子的两侧由燃（rán）烧器操作的小和（hé）过量空气量（liàng）（或（huò）氧气）定义。通常，较（jiào）低的过量空气水平导致（zhì）吸烟，高（gāo）CO和终未燃燃料。在过剩空气水（shuǐ）平（píng）下，极限由隆隆，不稳定和过（guò）多空（kōng）气中（zhōng）的高CO定义。另外两侧由和燃烧空气温度定义。通过这个（gè）操作信封（fēng），技术人（rén）员可以确定如（rú）何设置燃烧器。

图表（biǎo）I显示（shì）了典型的操作信封。燃气（qì）燃烧器可（kě）以从2.5％O2（12％过量空气）至约（yuē）6％O2（36％过量空气（qì））运（yùn）行。空气温度（dù）在50至120°F之间。斜线（xiàn）表示％O2如何随温（wēn）度而（ér）变化。例如，当燃烧（shāo）空（kōng）气温（wēn）度（dù）为120°F时，如果燃烧器（qì）的O2设置（zhì）为4.5％，则当燃烧空（kōng）气温度降至50°F时（shí），O2将（jiāng）为（wéi）约6.5％，这在“盒子“，并且（qiě）燃烧（shāo）器（qì）可能（néng）会由于过高（gāo）的空气水平（píng）而开始隆隆或（huò）具有高CO。这（zhè）由图2中的虚线所示。

正（zhèng）确的调谐在图2中显示为实线（xiàn）。它保持（chí）在操作信封内，并且接近具有（yǒu）合理安全（quán）余量的（de））的多（duō）余空气。该安全裕度用于覆盖大气压力，湿度和（hé）滞后的变化。虽然这些附加因素中（zhōng）的每一个都可能影（yǐng）响过量的（de）空气，但是它们的（de）冲击力通常（cháng）远（yuǎn）低于空气温度。

空（kōng）气密度的（de）变化导致典型的锅炉燃烧器（qì）系统的燃油比具有波动的燃油比。燃烧空（kōng）气风扇（shàn）是恒（héng）定体积的装（zhuāng）置（zhì），并（bìng）且（qiě）将始终为（wéi）燃（rán）烧器提供恒定体（tǐ）积（jī）的空气（qì）。随着空气温度的变化，空（kōng）气（qì）密度（dù）发生变化，并且会（huì）改变实际的空（kōng）气磅数或提供给燃烧器的质量（liàng）流（liú）量。这是一个众所周知的问题，服（fú）务技（jì）术（shù）人员通（tōng）过简单地增加多余的空气来补偿这些变化（huà），以（yǐ）确保有足够（gòu）的空（kōng）气来始终燃烧燃料。如（rú）果没有足够的空气进（jìn）行完全燃烧，则会有高水平的CO，烟雾和/或未（wèi）燃（rán）烧的燃（rán）料（liào）。

过度（dù）空气（qì）的这种正常变化使（shǐ）得难以保持效率。如果（guǒ）多余（yú）的（de）空（kōng）气高于所需的空气，则由于多余的空气被加热到堆（duī）温度而且能量损失到环境中，所以热量就会（huì）消失。空气温度（dù）是影响燃（rán）烧器（qì）多（duō）余空气变化的（de）因素。在（zài）典型的锅炉（lú）房中，正常的季节变化约为60至80°F，但是在管道空气或外部设施中可能（néng）要（yào）大得多（duō）。燃烧空（kōng）气温度从120°F到40°F的变化将导致大约16％的过（guò）量空气变化。大气（qì）压力从（cóng）30“改为29”，空气过多（duō）只（zhī）有3.4％的（de）变化（huà）。影响密度的其他变化，如湿度，影（yǐng）响较小。燃（rán）油特性由压力调节器控（kòng）制，对HHV的（de）限制，并（bìng）在地下运行煤气管（guǎn）线保持恒温。这（zhè）使得燃烧空气温度的变化是（shì）燃（rán）烧（shāo）器（qì）过量空气水平（píng）变化中的（de）变量。

上述（shù）定义（yì）的问（wèn）题不是（shì）一个新的问题，许多人（rén）已经努力寻找（zhǎo）解决（jué）方案，以恢复失效，并防止与（yǔ）高低空气运行（háng）有关的问题。常见的解决方（fāng）案是氧（yǎng）气修（xiū）整系统（tǒng），已（yǐ）经存在了几十年。这种产品（pǐn）从1970年（nián）代的（de）石油禁运（yùn）中获（huò）得普及，但由于成本和维护成（chéng）本高而失去了信誉（yù）。它们与并行定位控制相结合，因为（wéi）它们可（kě）以集成到并（bìng）行定位控（kòng）制系统中，从而消除了麻烦的执（zhí）行器组（zǔ）件。了解新技术如何（hé）根据空气密度的（de）变化来控制多（duō）余（yú）的空气（qì）。

氧气修整系统（tǒng）使用传感器来测量烟气（qì）中的过量氧气，并且将（jiāng）改（gǎi）变燃料或空（kōng）气流量以（yǐ）校正（zhèng）该（gāi）水（shuǐ）平以匹配预设水平。设置（zhì）通常包括设定点（用于不同的燃烧速率（lǜ）和燃料）和提供已知量（liàng）的（de）校正的致（zhì）动（dòng）器值的组合。如（rú）前所述，氧气修剪系统做得很好，但是有限制：

这些系（xì）统（tǒng）相对昂贵（guì），特别（bié）是当包括并行（háng）定位系统的成本和需要（yào）额外的启动时间时。

这些系（xì）统必须是现场安装的，这使得（dé）启动成（chéng）本更高，更复（fù）杂。

由于允（yǔn）许烟气通过锅炉（lú），传感器和（hé）致动器系统所需的（de）时间（jiān），系统的响应延（yán）迟。在较低的燃（rán）烧速率（lǜ）下（xià），这可能非常长（zhǎng），并且通过调节锅炉，在（zài）燃烧速率变（biàn）化之前（qián），该装置可能没（méi）有时（shí）间来校（xiào）正（zhèng）多余的空气（qì）。

维护成本很高，部分原因是氧气池寿命短（处于肮脏（zāng）的环（huán）境（jìng）中），需要（yào）进行复杂的重新调试。

迟滞，特别（bié）是（shì）迟滞变化，可能导致（zhì）单位过冲，导致结果比没（méi）有控制，特别是在较低的速率下（xià）。由于这个原因和（hé）系统响应缓慢（烟气通过锅（guō）炉的时间），许多系统根（gēn）本就不试图以（yǐ）低（dī）速率进行控制。

成本和复杂性限（xiàn）制了可以使用氧（yǎng）气修剪系统的应用，但它确实提供（gòng）了一种（zhǒng）校正多余空气的替代方（fāng）法（fǎ）。在（zài）积极的一面，氧气修整系统将校正可能影响多余空气水平的所有条（tiáo）件，包括燃料性质和燃料供应的变（biàn）化。在大型基础锅炉中（zhōng），氧气修（xiū）整系统（tǒng）将提供非常好的控制和（hé）燃料节省。新的控制（zhì）解决方案

有一个新（xīn）的（de）控制系统使（shǐ）用不同的方法来解（jiě）决这（zhè）个问题（tí），并且专门设（shè）计成（chéng）非常简单的应用（yòng），同时消（xiāo）除了复（fù）杂的设置和维护问题。它与烟气不接触，这些（xiē）烟气是热的（de），脏的和湿的。它使权衡不能以更低的成本和（hé）简单性对所有变（biàn）量进行更正。

这种新的（de）控制系统是空气密度（dù）调节系统。它考虑到（dào）燃烧空气（qì）温度的变化，并且（qiě）响应于该温度（dù）变（biàn）化来控制过量的空气。这（zhè）个概念是为了（le）大大简化控（kòng）制系（xì）统，降低成本。客户可（kě）以通过（guò）少量成本获得大部（bù）分节省（shěng）成本，并且不会出现氧（yǎng）气修整系统的维护和设置问（wèn）题。空气密度调节系统使（shǐ）用变频驱（qū）动（dòng）（VFD）来改变风扇速度以校正空气流量并保（bǎo）持恒（héng）定的过量空气（qì）速率。因为这个系（xì）统没有特定的站（zhàn）点设（shè）置，所以控制和VFD可以（yǐ）在工厂进行编（biān）程（chéng）和设置。控制利用已知的关系（xì）以非常简（jiǎn）单的（de）方式进行这种（zhǒng）校正。已知（zhī）的关系是：

空气密度将（jiāng）根据“理想气体法”定义的空气温度（dù）直接（jiē）相关。换句话说，如果（guǒ）空气温度（dù）从60°F升高到100°F，则空气密（mì）度将从0.0765lb / cf降（jiàng）至0.071lb / cf，这是密度（dù）降低7.2％。

风（fēng）扇（shàn）是一个（gè）恒定的（de）音量设备（bèi）（Fan Laws）。在上（shàng）述示（shì）例中，如果初始风扇（shàn）体积为100CFM，则在100°F时的（de）流量也将为100CFM。然而，质量传递（dì）将从（cóng）7.65磅变（biàn）为7.1磅（páng），质（zhì）量流量减少7.2％。

风扇产生的音量与风（fēng）扇的速度直接相（xiàng）关（Fan Laws）。如果风（fēng）扇在50°F下以3000 RPM运行（háng），然后将速度提高到3216 RPM（增加（jiā）7.2％），空气体积（jī）将增加到107.2 CFM，新的质量（liàng）流量将为7.65 lb。与原始操作（zuò）相同的质（zhì）量流（liú）量，我们可以看到，这已经对空气温度的变化进行了的校正。

这些（xiē）关系以提供（gòng）空气温度和风扇速度之间的“固定（dìng）”关系的方式内（nèi）置在空气（qì）密度调（diào）节系统（tǒng）中（zhōng），使得始终提供恒定的质（zhì）量（liàng）流。来自空气密度调节系统的燃料节省将（jiāng）类似于氧气修（xiū）剪系统。燃料节约来自（zì）减少过（guò）量空气，额外的空（kōng）气（qì）会增加（jiā）干燥气体（tǐ）和水（shuǐ）分的（de）损失。过量空气中的水分也有一些能量损失，但这通常是非（fēi）常少量（liàng）的。

过量（liàng）空气也会（huì）影（yǐng）响锅炉的（de）堆（duī）温度（dù），其中过量空气越高，堆温度越高。主（zhǔ）要原因是更高的过量空（kōng）气水平降低了火焰温度，从而减（jiǎn）少了炉中（zhōng）的（de）热传递并增加了堆温度（dù）。虽然一些（xiē）热（rè）损失从（cóng）对流通道（dào）中的较（jiào）高（gāo）质（zhì）量（liàng）流量（liàng）中恢（huī）复，但（dàn）总体（tǐ）上传（chuán）热损失。过（guò）剩空（kōng）气和（hé）堆垛（duǒ）温度之间没有确（què）切的关系，但是具有相对（duì）较大（dà）量（liàng）的传热表面的（de）单元（燃烧器锅炉通（tōng）常具（jù）有每平方米HP 5平方呎）将（jiāng）具有（yǒu）小的变化，而其（qí）它的堆积温度变化较（jiào）大。改善过剩空气水平（píng）将具有更（gèng）低（dī）的堆叠温度的附（fù）加效率（lǜ）增益。

图（tú）4显示了使用空气密度调（diào）节系统的估计（jì）节省燃料。在正常（cháng）燃烧空气（qì）温（wēn）度为120°F时，具有或不具有（yǒu）空气密度调节系统的单（dān）元之间没有差异。燃（rán）烧（shāo）式风扇将以全RPM运行，以提供足够的空气来（lái）支持燃（rán）烧（shāo）。随着空气温度下降，空气密度（dù）调节系统将（jiāng）减慢风扇（shàn）的速度（dù），以（yǐ）保持恒定的过（guò）量（liàng）空气（qì），随着（zhe）温度（dù）的持续下（xià）降，可以节省更多的空间。温度（dù）变化越大，节约量（liàng）就越大。堆（duī）温（wēn）度是燃料（liào）节约的另一个变量，其中堆（duī）温度（dù）越高，节约越多。

此（cǐ）外，VFD将提（tí）供电（diàn）力节省，这（zhè）对于这种（zhǒng）类（lèi）型（xíng）的控制有充分的（de）记录。图5显（xiǎn）示了与正（zhèng）常（cháng）单位相比（bǐ）如何（hé）节（jiē）省电力的一（yī）个（gè）实例（lì）。再次，在编程的高（gāo）温下，风扇（shàn）将处于速度（dù），在具（jù）有或不（bú）具（jù）有空气密度调节系（xì）统的（de）单元之间将没有差异。随着空气温度下降（jiàng），空气密度（dù）调（diào）节系（xì）统（tǒng）将降（jiàng）低风扇转速，从而减少电气使用。在正常的燃烧器中（zhōng），随着（zhe）空气温度的（de）下降，电气（qì）使用将增（zēng）加，因为较高的（de）空气（qì）密度（dù）需要更多的电动机HP。风扇速度的小幅度降低将导致大量（liàng）的电力节省，因为（wéi）使（shǐ）用（yòng）的能量（liàng）是以风扇转速为（wéi）第（dì）三功率。

空气密度调节系统还提（tí）供了一些其他（tā）优点。通过使用VFD提供的软启动允许电机在几（jǐ）秒钟内升高到全（quán）速（sù），大（dà）大（dà）降低启动时（shí）的浪涌电流。软启动减少了电机的积聚，可以减少客（kè）户的需（xū）求，并增（zēng）加电机（jī）的使（shǐ）用寿命。电机运行速度较慢（màn）也可（kě）降低燃烧器（qì）的噪音（yīn）水平。大部分燃烧器（qì）的（de）噪音，就像电（diàn）能（néng）一样来自风（fēng）扇。以较慢的速（sù）度操（cāo）作（zuò）风扇降低了（le）噪音水平。结论（lùn）

空气密度修补提供与氧气修剪系统相似的燃料（liào）节（jiē）省成本，同时（shí）消除复杂的（de）设置和维护问题。空（kōng）气密度调节系统调节（jiē）燃烧器风扇速度，以允许由于改变燃烧空（kōng）气温度而（ér）改变空气密度。通过不（bú）断监测燃烧空气温度（dù）并相应（yīng）调节风扇速度，空气密度调节系统可节省燃料，节省电力，提高锅炉效率。