有效燃烧是（shì）所有（yǒu）能源用户的目（mù）标。燃烧器点火（huǒ）器不（bú）仅高效燃烧节省资金，而且还可以防止有害（hài）排放的产生，并可以减（jiǎn）少服务电（diàn）话，设备（bèi）关机和不舒服的客户。问题是（shì）商业和（hé）小型（xíng）工业（yè）用户（hù）没有（yǒu）良好的燃烧器控制系统（tǒng）（燃油比控制）。虽然（rán）有氧气（qì）修（xiū）整系统，它们昂（áng）贵和复杂，并且由（yóu）于维护成本高（gāo）而（ér）经常关闭。

燃烧控（kòng）制系统（tǒng）控制（zhì）燃烧器的燃料（liào） - 空气比。燃料空气比通（tōng）常以过量空气（％）或（huò）过量氧（％）来（lái）定（dìng）义。这些术语都是相（xiàng）互关（guān）联的（de），读数可以（yǐ）从一个转（zhuǎn）换到另一个。烟气分析（xī）仪读取％氧气，但（dàn）这与过量空气不成比（bǐ）例关（guān）系（xì），这就（jiù）是为什么（me）使用这几个术语（yǔ）。

主要问题是燃料 - 空气比或过量空气随着（zhe）燃烧器的正常运行而（ér）改变。这是（shì）因为燃烧（shāo）器燃烧（shāo）空（kōng）气（qì）风扇输（shū）送（sòng）恒定体积的空气（qì），但随着空气温（wēn）度的变化（huà），空气密度也发生变（biàn）化，导致空（kōng）气质量流（liú）量不同。例（lì）如，当空气温（wēn）度为40°F时，如果燃（rán）烧器在早上20％的空气中运行，则当空气温度（dù）升高至85°F时，过多的空气（qì）将在下午降至11％（所有其他因素都相同（tóng））。季节性变化会产生更大的温度波动（dòng），并且经常需要季节性（xìng）调（diào）整，以防止燃（rán）烧器出现其他问题。当（dāng）温度较高（gāo）时，可能会发生吸烟（yān）和高CO，当温（wēn）度过（guò）低时会（huì）发生隆隆和高CO。

为了更好地了解（jiě）空（kōng）气温度在（zài）燃烧器运（yùn）行中的主要（yào）作用，请（qǐng）考虑确定燃烧器多余空气等级的过程。燃烧器设（shè）置的一步是定义操作范围。信封（fēng）是定义（yì）燃烧（shāo）器操作条件的“Box”。盒（hé）子的两（liǎng）侧由燃烧器操作的小（xiǎo）和过量空气量（或氧气）定义。通常，较低的过量空气水平导致（zhì）吸烟，高CO和（hé）终未（wèi）燃（rán）燃料。在过剩空（kōng）气水平下，极限（xiàn）由（yóu）隆隆，不稳定（dìng）和（hé）过多空气中的高CO定义。另外两（liǎng）侧由和燃烧空气温度（dù）定义（yì）。通过这个操作信（xìn）封，技术（shù）人员可（kě）以确定如何设置燃（rán）烧器。

图表I显示了典型的操作信封（fēng）。燃气燃烧器（qì）可（kě）以从2.5％O2（12％过量（liàng）空气（qì））至约6％O2（36％过量（liàng）空（kōng）气（qì））运行。空气温（wēn）度在50至120°F之间。斜线表示％O2如何（hé）随温度而变化。例如，当（dāng）燃烧（shāo）空（kōng）气温度为120°F时，如果燃烧（shāo）器的O2设置为（wéi）4.5％，则当燃烧空气温度降至50°F时，O2将为约6.5％，这在（zài）“盒子（zǐ）“，并且燃烧器可（kě）能会（huì）由于过（guò）高的空气水（shuǐ）平而开（kāi）始隆隆或具有高CO。这（zhè）由图2中的（de）虚（xū）线所示（shì）。

正（zhèng）确的调谐在（zài）图2中显示为实线。它保持在操（cāo）作信封内，并且接近具有合理安全余量的）的多余空（kōng）气。该安全裕度用（yòng）于（yú）覆盖大（dà）气压力，湿度和滞后的变化。虽（suī）然这些附加因（yīn）素中的（de）每一（yī）个都可能影响过（guò）量（liàng）的空气，但是（shì）它们（men）的冲击力通常（cháng）远（yuǎn）低于空（kōng）气温度。

空气（qì）密度的（de）变（biàn）化导（dǎo）致典型的锅（guō）炉燃烧器系统的燃油比具有波（bō）动的燃（rán）油比。燃烧（shāo）空（kōng）气（qì）风扇是恒定体积的装置，并且（qiě）将始终为燃（rán）烧器提（tí）供（gòng）恒定（dìng）体积的空（kōng）气。随着空气温度的变化，空气密度发生变化，并（bìng）且会改变实际的（de）空气磅数或提供给燃烧器的（de）质（zhì）量流量。这是一个众所周（zhōu）知（zhī）的问题（tí），服务技术人（rén）员通过简单地增加多余的空气来（lái）补偿这些变化，以确（què）保有足（zú）够的空（kōng）气来始终燃烧燃料。如果没（méi）有足够的空气（qì）进（jìn）行完全燃烧（shāo），则会有高水平（píng）的CO，烟雾和/或未燃烧的燃料（liào）。

过（guò）度空气的这种正常（cháng）变（biàn）化使得难以保持效率。如果多（duō）余（yú）的空气高于所需的空气，则（zé）由于多余的空气（qì）被加（jiā）热到（dào）堆温度而且能量损失（shī）到环（huán）境（jìng）中（zhōng），所以热量就会消失。空（kōng）气温度（dù）是影响燃烧器多余空气变化的（de）因素。在典型的锅炉房中，正常的（de）季节变化约为60至80°F，但是在（zài）管道（dào）空（kōng）气或（huò）外部（bù）设施中可能要大得多。燃烧空（kōng）气温度从120°F到40°F的变化将导致大约（yuē）16％的过量空气变化。大（dà）气压（yā）力从30“改为29”，空气过多只有3.4％的变化。影（yǐng）响密度的其他变化，如湿度，影响较（jiào）小。燃油特性由压力调节器控制，对HHV的限（xiàn）制，并（bìng）在（zài）地下运行（háng）煤气管线保（bǎo）持恒（héng）温。这使得燃（rán）烧空气温度的变化是（shì）燃烧器（qì）过量空气水平变化中的变量（liàng）。

上述定义的问题不是一（yī）个新的问题，许多人已经努力寻找解决（jué）方案，以（yǐ）恢复失效，并防止与（yǔ）高（gāo）低空气（qì）运行有关的问题（tí）。常（cháng）见的解（jiě）决方案是氧气（qì）修整（zhěng）系统，已经存在了几十年。这（zhè）种产品从1970年代的石油禁运中获得普（pǔ）及，但由于成（chéng）本和维（wéi）护成本高而失去了信誉。它们与并行定位（wèi）控制相结合，因为（wéi）它们可以集成到并（bìng）行定位控（kòng）制系统（tǒng）中，从而消除了麻烦（fán）的执（zhí）行（háng）器组件（jiàn）。了解新技（jì）术（shù）如何根据空气（qì）密（mì）度的变化来（lái）控制（zhì）多余的空气。

氧气修整系统使用（yòng）传感器来测量烟气中的过量氧（yǎng）气，并且将改（gǎi）变燃料或空气流（liú）量以校正（zhèng）该水平以匹配预设水平。设（shè）置通常包括设定点（用于（yú）不同（tóng）的（de）燃烧（shāo）速率和（hé）燃料）和提供已知量的校正的致动器值的（de）组合。如前（qián）所述，氧气修剪（jiǎn）系统做（zuò）得很好（hǎo），但是有限（xiàn）制：

这些系统相对（duì）昂（áng）贵，特别是当包括并（bìng）行定位系统的成本和需（xū）要额外的（de）启动时间（jiān）时。

这（zhè）些系（xì）统必须（xū）是现场安装的（de），这使得（dé）启（qǐ）动成本更高，更复杂。

由于允许烟气通过锅炉（lú），传感（gǎn）器和致动器系统所需的时间，系统的响应延迟。在较低的燃（rán）烧速率下，这可能非（fēi）常长，并（bìng）且通过（guò）调节锅炉，在燃烧速率变化之前，该装置可能没有时间来（lái）校正（zhèng）多余的（de）空气。

维护成本很高，部分原因是（shì）氧气池（chí）寿命短（处于（yú）肮脏的环（huán）境中），需（xū）要进（jìn）行复杂的重（chóng）新（xīn）调试。

迟滞，特别（bié）是迟滞（zhì）变化，可（kě）能导致单位过冲，导致结果比没有控制，特别是（shì）在较低的速（sù）率下（xià）。由（yóu）于这（zhè）个原因（yīn）和系（xì）统响应（yīng）缓慢（烟气通过锅（guō）炉的（de）时间），许多系（xì）统根（gēn）本就（jiù）不试图以低速（sù）率（lǜ）进行控制。

成本（běn）和复杂性限（xiàn）制了可以（yǐ）使用氧气修剪系统的应（yīng）用，但它确实提供（gòng）了一种校正多余（yú）空气的（de）替代方法（fǎ）。在积（jī）极的一（yī）面（miàn），氧气修整系统将校正可能影响多余空气（qì）水平的所有条（tiáo）件，包（bāo）括（kuò）燃料性质（zhì）和燃料供应的变化（huà）。在大型基础锅炉中，氧气修整（zhěng）系统将提（tí）供非常好的（de）控制和燃料节省（shěng）。新的控制解决方案

有一个新的控制系统使用不同的方法来解（jiě）决这个问题，并且（qiě）专门设计成（chéng）非常简（jiǎn）单的应用，同时消除（chú）了复（fù）杂的设置和维护问题。它（tā）与（yǔ）烟气不接触，这些烟气是热的，脏的和湿的。它使权（quán）衡（héng）不能以（yǐ）更（gèng）低的成本和简单性对所有（yǒu）变量进行更正。

这种（zhǒng）新的控制（zhì）系统是空气密度调节（jiē）系统（tǒng）。它考（kǎo）虑到（dào）燃烧（shāo）空气温（wēn）度的（de）变化，并且（qiě）响应（yīng）于该温度变（biàn）化来控制过（guò）量的空气。这（zhè）个概（gài）念是为了大大简（jiǎn）化控制系统，降低成本。客户可以（yǐ）通过少量成本（běn）获得大（dà）部分节省成本，并且（qiě）不会出现氧气修整系统的维护和设置问题。空气密度调（diào）节（jiē）系统使（shǐ）用变频（pín）驱动（VFD）来改变风扇速度以校正空气流量并保持恒定的过量空气速率（lǜ）。因为这个系统没（méi）有特（tè）定的站点设（shè）置，所以控制和VFD可以在工厂进行（háng）编程和设置。控制利用已知的（de）关系以非常简单的方式进行（háng）这种校正。已知（zhī）的关系是：

空气密（mì）度（dù）将根据“理想气体法”定义的空气温度直接相关。换句话说，如（rú）果空气温度从60°F升高到100°F，则空气密度将从0.0765lb / cf降至0.071lb / cf，这是密（mì）度（dù）降（jiàng）低（dī）7.2％。

风扇是一个（gè）恒定的音量设（shè）备（bèi）（Fan Laws）。在上述示例中，如果初始风扇体积为100CFM，则在100°F时的流量也将为100CFM。然而，质量传递将从7.65磅变为（wéi）7.1磅，质量流量减少7.2％。

风扇产生的音（yīn）量与风扇的速度直接相（xiàng）关（Fan Laws）。如（rú）果风扇在（zài）50°F下以3000 RPM运（yùn）行，然后（hòu）将速度提高到3216 RPM（增加7.2％），空气体积将增（zēng）加到107.2 CFM，新的质量（liàng）流量将为7.65 lb。与原始操作（zuò）相同的质量流量，我们（men）可以看到，这已经（jīng）对空气（qì）温度的变化进行了的校（xiào）正。

这（zhè）些关系以提（tí）供空气温度和风扇速度之间的“固定（dìng）”关系的方式内置在空气（qì）密度（dù）调节系统中，使得始（shǐ）终提供恒定（dìng）的质量流（liú）。来自空气密度调节系统的（de）燃料节省将类似于氧气修（xiū）剪系统。燃料（liào）节约来自（zì）减少过量空气，额外（wài）的空气会增（zēng）加（jiā）干燥气体和水分的损失（shī）。过（guò）量空气中的水分（fèn）也有一些能量损失，但这通常是（shì）非常少量的。

过量（liàng）空气也会影响锅炉的堆温度，其中过量（liàng）空气越高（gāo），堆温（wēn）度越高（gāo）。主要原因是更高的过量空气水平降低了火（huǒ）焰温度，从而减（jiǎn）少了（le）炉（lú）中的热传递并增加了堆温（wēn）度。虽然一些热损（sǔn）失从（cóng）对流通（tōng）道（dào）中的较（jiào）高质量流（liú）量中恢复，但总体上传热损失。过剩空气和（hé）堆垛（duǒ）温（wēn）度之间没（méi）有确切的关系，但是具有相对较（jiào）大量的传热表面的单元（燃烧器锅炉通常具有（yǒu）每（měi）平方米HP 5平方呎）将（jiāng）具有小的变化，而其（qí）它的堆积温度变化较大。改善过剩（shèng）空气（qì）水平（píng）将具有更低的堆叠温度的（de）附加效率（lǜ）增益。

图4显示了使用空气密度调节系统的（de）估计（jì）节省（shěng）燃料。在正常燃烧空（kōng）气温度为（wéi）120°F时，具有（yǒu）或不具有空气密度调节系统的单（dān）元之间没有差异（yì）。燃烧式风扇将以全RPM运行，以提（tí）供（gòng）足够的空气来支持燃烧。随着空气温度下降（jiàng），空（kōng）气密度调节系统将减慢风扇的速（sù）度，以（yǐ）保持恒定的（de）过量空气，随着（zhe）温度的（de）持续下降，可以节省更多的（de）空间（jiān）。温度（dù）变化（huà）越大，节约量就越大。堆温（wēn）度是燃料节约的另一个（gè）变（biàn）量（liàng），其中堆温度越（yuè）高（gāo），节约越多。

此外（wài），VFD将提供电力节省，这（zhè）对于这种类型（xíng）的控制（zhì）有（yǒu）充分的记录。图5显示了与正常单位相比如何节省电力的一个实例。再次，在编程的高温下，风扇将处于（yú）速度，在具有或不具有空（kōng）气密（mì）度调节系统的单元之间将没有（yǒu）差异。随着空气温度下（xià）降，空气密度调节（jiē）系统将降低风扇转速，从而减少电气使用。在正常（cháng）的燃烧器中，随着空气温度的下降，电气使用（yòng）将增（zēng）加，因为较高的空气（qì）密度需要更（gèng）多的电（diàn）动机HP。风扇速度的小（xiǎo）幅度降低将导（dǎo）致（zhì）大量的电力节省，因为使用的（de）能（néng）量是（shì）以风扇转速为第三功率（lǜ）。

空气密度调节系统还提供了一（yī）些（xiē）其他优点。通过使（shǐ）用VFD提供的软启动允许电机（jī）在几秒钟内升高到全速，大大（dà）降（jiàng）低启（qǐ）动（dòng）时的浪（làng）涌（yǒng）电流。软启动减少了电机的积聚，可以减少客户的需求，并增加电机的使（shǐ）用寿命。电机运（yùn）行速度较慢也可降（jiàng）低燃烧器的噪（zào）音（yīn）水平。大（dà）部分燃烧器的噪音（yīn），就（jiù）像电能一样（yàng）来（lái）自风扇。以较慢的速度操作风扇（shàn）降低了噪音（yīn）水平。结论

空气密度修补（bǔ）提供与氧气修剪系统（tǒng）相似的燃料节省成（chéng）本，同时消（xiāo）除复杂（zá）的设置（zhì）和维护问题。空气密度调（diào）节系（xì）统调节燃烧器风扇速度（dù），以允许由于改变（biàn）燃烧空气温度而改变空气密度（dù）。通过（guò）不断监测燃烧空气温度并相（xiàng）应调节风扇（shàn）速度（dù），空气密度调节系统可节省燃料，节省电（diàn）力，提高（gāo）锅（guō）炉效率。