有效燃烧是所有能源用户的目标（biāo）。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排放的产生，并可（kě）以（yǐ）减少服务电话，设备关机和（hé）不舒服的客户。问题（tí）是商业和（hé）小（xiǎo）型工业用户没有良好的（de）燃（rán）烧器控（kòng）制系统（燃油比控制）。虽然（rán）有氧气修（xiū）整系统（tǒng），它们（men）昂贵和（hé）复杂，并（bìng）且由于维护（hù）成本高而经常关闭。

燃烧控制系统控（kòng）制燃烧器的燃料 - 空气比。燃料空气比通常以过量空气（％）或过量氧（％）来定义。这（zhè）些（xiē）术语都是相互关联的（de），读（dú）数可以从一个转换到（dào）另一（yī）个。烟气（qì）分析（xī）仪读取％氧气，但这与过量空（kōng）气不成比例（lì）关系，这就是为什么使用这几个术语（yǔ）。

主要问题是燃料 - 空气比或过（guò）量空气（qì）随着燃烧器的正常运行而改变。这是因（yīn）为燃（rán）烧器燃烧（shāo）空气风扇输（shū）送恒（héng）定（dìng）体（tǐ）积的空（kōng）气，但随着空气温（wēn）度的变化，空气密（mì）度也发（fā）生变（biàn）化，导致（zhì）空气质量流（liú）量不同。例如，当空气温度为（wéi）40°F时，如果燃烧器（qì）在早上20％的空气（qì）中运行，则（zé）当空气温度升高至85°F时，过多的（de）空气将在（zài）下（xià）午降至11％（所有其他因素都相同）。季节性变化会产生更大的温（wēn）度波动，并（bìng）且经（jīng）常需（xū）要季节性调整，以防止燃烧器出（chū）现其他问题。当温度较高时，可能会发生（shēng）吸烟和高CO，当温度过低时会发生（shēng）隆（lóng）隆和高CO。

为（wéi）了更好地了解空气温度在燃烧器运行中的（de）主要（yào）作用，请（qǐng）考虑确定燃（rán）烧（shāo）器多余空气等级的过程。燃烧器（qì）设置的一步是定义操作范围。信（xìn）封是定义燃烧器操（cāo）作条件的“Box”。盒子的两侧（cè）由燃烧器操作的小和过量空（kōng）气量（或氧气）定义。通常，较低的过量空气水平导（dǎo）致吸烟，高CO和终未燃燃料。在过剩空气水平下，极（jí）限由隆隆（lóng），不稳定和过多空气（qì）中（zhōng）的高CO定义。另外（wài）两（liǎng）侧（cè）由和（hé）燃烧（shāo）空气温度定义。通过这个（gè）操作信封，技术人员可以（yǐ）确定如（rú）何（hé）设置燃（rán）烧器。

图（tú）表I显示（shì）了典型的操作信封。燃气燃烧（shāo）器可以（yǐ）从2.5％O2（12％过量（liàng）空气）至约6％O2（36％过（guò）量空（kōng）气）运行（háng）。空气温度在50至120°F之间。斜（xié）线（xiàn）表示％O2如何随（suí）温度而变化。例如，当燃烧空气温度为（wéi）120°F时，如果燃烧器的O2设置为4.5％，则当燃烧空气温（wēn）度（dù）降至50°F时，O2将为约6.5％，这在“盒子“，并且燃（rán）烧器可能会由（yóu）于过高（gāo）的空气水平（píng）而（ér）开始隆隆或具有高CO。这（zhè）由图2中的虚线所示。

正确的调谐在图2中显示为实线。它保（bǎo）持在操（cāo）作信封内，并且（qiě）接近（jìn）具有（yǒu）合理（lǐ）安（ān）全余量的（de））的多余空气。该（gāi）安全裕度用于覆盖大气压力，湿度和滞后的（de）变（biàn）化。虽然这些附加因素中的每一个都（dōu）可（kě）能影响过量（liàng）的空气（qì），但（dàn）是它们的冲击力通（tōng）常远低于空（kōng）气温度。

空气密度的变化导致典型的锅（guō）炉燃烧器系统的燃（rán）油比具（jù）有波动的燃油比。燃烧空气（qì）风扇是恒（héng）定（dìng）体积（jī）的（de）装置（zhì），并（bìng）且将始终为燃（rán）烧（shāo）器提供恒定体（tǐ）积的空气。随着（zhe）空气温度的变化，空气密度发生变化，并且会改变实际的空气磅数或提供（gòng）给燃烧器的质量流量。这是一（yī）个众（zhòng）所周（zhōu）知（zhī）的问题（tí），服务技术人员通过简单地增加（jiā）多余的空气（qì）来（lái）补偿这些变化，以确保有（yǒu）足够的（de）空气来始终燃烧燃料。如果没有（yǒu）足（zú）够（gòu）的（de）空气（qì）进行完全燃烧，则会有高水平的CO，烟雾和/或未（wèi）燃烧的（de）燃料。

过度空（kōng）气的这种正常变化使（shǐ）得难（nán）以保持（chí）效率。如果多余的空气高于所需的空气，则由（yóu）于多余的（de）空气被加热到堆温度（dù）而且能量损失到环境中，所以热量就会（huì）消失。空气温度是影响燃烧器多余空气变化的因素。在（zài）典型的锅炉房（fáng）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要大得多。燃烧空气温度从120°F到40°F的变化将导致大约16％的（de）过量（liàng）空气变化。大气压力从30“改为29”，空气（qì）过（guò）多只（zhī）有3.4％的（de）变化。影响密度的（de）其（qí）他变（biàn）化，如湿（shī）度（dù），影响较小。燃（rán）油特性由压（yā）力调节器控制，对（duì）HHV的（de）限制，并在地（dì）下运行煤气管线保持恒温。这（zhè）使（shǐ）得燃烧空气（qì）温度的变化是燃烧器过量空（kōng）气水平（píng）变化中的变量。

上（shàng）述定义的（de）问题不是一（yī）个新的问（wèn）题，许多人已经努力寻找解（jiě）决方案，以恢复失（shī）效（xiào），并防止与高低空气（qì）运行（háng）有关的问题。常见的解决方案是氧气修整系统，已经（jīng）存在了几十年。这种产品从1970年代的（de）石油（yóu）禁（jìn）运中（zhōng）获得（dé）普及（jí），但由于成本和维护成本高（gāo）而失去了信誉。它（tā）们（men）与并行（háng）定（dìng）位控制（zhì）相（xiàng）结合，因为它们可（kě）以（yǐ）集成到并行（háng）定位（wèi）控制（zhì）系（xì）统中，从而消（xiāo）除了麻烦的执行器组（zǔ）件。了解新技（jì）术如何根据空气密度的变化来（lái）控制多余的空气。

氧（yǎng）气修整系统使（shǐ）用传感器（qì）来测量烟气中（zhōng）的过量氧气，并且将改变燃料或空气流量以校正该（gāi）水平以匹配预设水平。设置通常包括设定点（用于不同的燃烧速率和燃料）和提供已知量的校正的（de）致动器值的组合（hé）。如前（qián）所述，氧气修剪系统做得很好，但是（shì）有限制（zhì）：

这些系统相对（duì）昂贵，特别是当包括（kuò）并行（háng）定位系统（tǒng）的成本和需要（yào）额（é）外的启动时间时。

这（zhè）些（xiē）系统必（bì）须是（shì）现场安装的，这使得启（qǐ）动（dòng）成本更高，更复杂。

由于允（yǔn）许烟气通过（guò）锅（guō）炉，传感器和致（zhì）动器系统（tǒng）所需的时间，系统的响应（yīng）延迟。在较（jiào）低的燃烧速（sù）率下，这可（kě）能非常长（zhǎng），并（bìng）且通（tōng）过调节锅炉（lú），在燃烧速率变（biàn）化之前，该装（zhuāng）置可能没有时间来校正多余的空气。

维护（hù）成（chéng）本很高，部（bù）分原因是氧气池寿命短（duǎn）（处于肮脏的（de）环境中（zhōng）），需要进行复杂的重新（xīn）调试。

迟滞，特别是迟（chí）滞变化，可（kě）能导致单（dān）位过（guò）冲，导致结果比没有（yǒu）控（kòng）制，特别是在较低（dī）的（de）速率下。由于这个原因和（hé）系统响应缓慢（烟气通过锅炉的时间），许多（duō）系（xì）统根本就（jiù）不试图以低速率进行控制。

成本和（hé）复杂（zá）性限制了可（kě）以使用（yòng）氧气修剪系统的应用，但它（tā）确（què）实提供了一种校（xiào）正多余空气（qì）的替代方法。在积极的一面，氧气修整系统将（jiāng）校正可能影响多余空气水平（píng）的所有（yǒu）条件，包括燃料性质和燃料（liào）供应（yīng）的（de）变化。在大型（xíng）基础锅炉（lú）中，氧气修整系统将提供非常好的控（kòng）制和（hé）燃（rán）料（liào）节省。新的（de）控制解决方案

有一个新的控制系统（tǒng）使用不同的方（fāng）法来解决这个问题，并且专门设（shè）计成（chéng）非常简单的（de）应（yīng）用，同时（shí）消除（chú）了复杂（zá）的设置（zhì）和维（wéi）护问题。它与烟气不接触，这些烟气是（shì）热的，脏的和湿的。它使权衡（héng）不能以更低的成本和简（jiǎn）单性对所有（yǒu）变量进行更正。

这种新的控制系统是空气密度调节系统。它考虑到燃烧空气（qì）温（wēn）度的变化（huà），并（bìng）且响应于（yú）该温度变化来控制过量的空气。这个概（gài）念是为（wéi）了大大简（jiǎn）化控（kòng）制系统，降低成本（běn）。客户可以通过少量成本获得大（dà）部分节省成（chéng）本，并且不会出现（xiàn）氧气（qì）修整（zhěng）系统的维护（hù）和（hé）设置问题。空气密度调节系统使用变频驱（qū）动（VFD）来改变风扇（shàn）速度以校正空气流量并保持恒定的过（guò）量（liàng）空（kōng）气速率。因为这个系统没有（yǒu）特（tè）定（dìng）的站点设置，所以控制和VFD可以在工厂（chǎng）进（jìn）行编程和设置（zhì）。控制利用（yòng）已知的关系以非常简单的方（fāng）式进行这种校正。已知的关系（xì）是：

空气密（mì）度将根（gēn）据“理想气体（tǐ）法”定义的（de）空气（qì）温（wēn）度直接（jiē）相关。换句（jù）话（huà）说，如果空气温度从60°F升高到100°F，则空（kōng）气密度将（jiāng）从0.0765lb / cf降至（zhì）0.071lb / cf，这是密度降低（dī）7.2％。

风（fēng）扇是一个恒定的音量设备（Fan Laws）。在上述示（shì）例中，如果初始（shǐ）风扇（shàn）体积为100CFM，则在100°F时的流量也将（jiāng）为100CFM。然而（ér），质（zhì）量传递将从7.65磅变（biàn）为7.1磅，质量流（liú）量减少7.2％。

风扇产生的（de）音量与风扇的速度（dù）直接（jiē）相关（Fan Laws）。如果风（fēng）扇在50°F下以3000 RPM运行，然后将速度（dù）提高到3216 RPM（增加7.2％），空气（qì）体积将（jiāng）增加到（dào）107.2 CFM，新的质量流量将为7.65 lb。与原始操作相同的质量流量（liàng），我们（men）可以（yǐ）看到（dào），这已经（jīng）对空气温度的变（biàn）化进行了（le）的校正。

这些关（guān）系以提（tí）供空气温度和风扇（shàn）速度（dù）之间的“固定”关系的（de）方式（shì）内（nèi）置在空气（qì）密度调节系（xì）统（tǒng）中，使得始（shǐ）终提供恒定的质量流。来自空气密度调节（jiē）系统的燃料节省将（jiāng）类似于氧气修剪系统。燃（rán）料节约（yuē）来自减少过量空气，额外的空气会增加干燥气体（tǐ）和水分的损失。过量（liàng）空（kōng）气中的水分也有一些能量（liàng）损失，但这通常是非常少量的。

过量空气也会（huì）影响锅炉的堆（duī）温度，其中过量空气越高，堆温（wēn）度越高。主要原因是更高的过量空气水平降低了火焰温度，从而减（jiǎn）少了炉中（zhōng）的热传递并（bìng）增加（jiā）了堆温度。虽（suī）然一些热（rè）损失从对流通道中的较高质（zhì）量流量中（zhōng）恢复，但总（zǒng）体（tǐ）上传热损失。过剩空气和堆（duī）垛温度（dù）之间没有（yǒu）确切的关系，但是具有相对较（jiào）大量的传（chuán）热表面（miàn）的（de）单元（燃烧器锅炉通常具有每平方米HP 5平方呎）将具有（yǒu）小的变化，而其它的堆积温（wēn）度变化较大。改善过（guò）剩空气水平（píng）将具（jù）有更低的堆叠温度的附（fù）加效率增益。

图（tú）4显示了使用空气密度调节系统的（de）估（gū）计节省燃料。在正常燃烧空气温度为120°F时，具（jù）有（yǒu）或不具有空气（qì）密度调（diào）节系统的单元（yuán）之间没有差异。燃烧式风扇（shàn）将以全RPM运行（háng），以提供足够的空气来支持（chí）燃烧。随着空（kōng）气温度下降，空（kōng）气密度调节系统将（jiāng）减慢风扇的速度（dù），以保持（chí）恒定的过量空气，随（suí）着温度的持续下降，可以节（jiē）省更多的（de）空间。温度变化越大，节约量（liàng）就越大。堆（duī）温度是燃料（liào）节约的（de）另（lìng）一个变量，其中（zhōng）堆（duī）温度越高，节约越多。

此（cǐ）外，VFD将提供电（diàn）力节省（shěng），这对于这（zhè）种类（lèi）型的控制（zhì）有（yǒu）充分的记录。图5显示了与正常单位相比如（rú）何节省电力的一个（gè）实例。再次（cì），在编程的高温下（xià），风扇（shàn）将处于速度，在具有或不具有空气密度调节系统的单元之间将（jiāng）没有差异。随着空气（qì）温度下降（jiàng），空气密度调（diào）节（jiē）系统（tǒng）将降（jiàng）低（dī）风扇（shàn）转速，从而减少电（diàn）气使用。在正（zhèng）常的（de）燃烧（shāo）器中，随着（zhe）空气温度的下（xià）降（jiàng），电气使用（yòng）将增加（jiā），因为较高的空（kōng）气密度需要更多的电动机HP。风扇速（sù）度的小（xiǎo）幅度降低将导致（zhì）大量的电力节省（shěng），因为使用的能（néng）量是以风扇转速为第三功（gōng）率。

空气密度（dù）调（diào）节系统（tǒng）还（hái）提供（gòng）了一（yī）些其他优点。通过使用VFD提供的软启动允许（xǔ）电机在几（jǐ）秒（miǎo）钟内升高到全速，大大降低启动时的浪涌电流。软启动（dòng）减少了电机的积聚（jù），可以减少客（kè）户的需求，并增加电机的使用寿命。电机运行速度较慢也可降（jiàng）低燃（rán）烧器的噪（zào）音水（shuǐ）平。大部分燃烧（shāo）器的噪音，就像电能一样来自风扇。以较（jiào）慢的速度（dù）操作风扇（shàn）降低了噪音水平。结论

空气密（mì）度修补提供与氧气修（xiū）剪（jiǎn）系统相似的燃料节省成本，同时（shí）消除复杂的设置和维护（hù）问题。空气密（mì）度调节（jiē）系统调节燃烧器风（fēng）扇（shàn）速度，以允许由于改（gǎi）变（biàn）燃烧空气（qì）温度而改变空气密（mì）度。通过不断监测燃烧空（kōng）气温度并相应调节风扇速度，空气密（mì）度调（diào）节（jiē）系（xì）统可节（jiē）省燃料，节省电力，提高锅炉效率。