有效燃烧是（shì）所有能源用户（hù）的目标。燃烧（shāo）器点火（huǒ）器（qì）不仅高效燃烧（shāo）节省资金，而且还可以防止有害（hài）排放的产生，并可以减少服务电话，设（shè）备关（guān）机和不舒服的（de）客（kè）户。问题是商业（yè）和（hé）小型工业用户没有良好的燃烧器控制系（xì）统（燃油比控制）。虽然有（yǒu）氧（yǎng）气（qì）修整系统，它们（men）昂（áng）贵和复杂，并（bìng）且由（yóu）于维护成（chéng）本高而经常关闭。

燃烧控（kòng）制（zhì）系统控制燃烧器（qì）的燃（rán）料 - 空气比。燃料空气比（bǐ）通常以过量空（kōng）气（％）或过量氧（％）来定义（yì）。这些术语都是（shì）相（xiàng）互关联（lián）的，读数可以从（cóng）一个转换到另一个。烟气（qì）分析（xī）仪读取％氧气，但这与过量空气不成比例关系，这就是为什么使用这几个术语。

主要问题是（shì）燃（rán）料 - 空气（qì）比或过量空气（qì）随着（zhe）燃烧（shāo）器（qì）的正常运行而改变。这是因为燃烧器燃烧空（kōng）气风扇（shàn）输送恒定体积（jī）的（de）空气，但随着空气温度（dù）的变化，空气（qì）密度也发生变（biàn）化，导致（zhì）空气质量流量不同（tóng）。例（lì）如，当空（kōng）气温度为40°F时，如（rú）果燃烧器在早上20％的空气（qì）中运行，则当（dāng）空气（qì）温度（dù）升高（gāo）至85°F时，过（guò）多的（de）空（kōng）气将在下午（wǔ）降至11％（所有其他因（yīn）素都相同）。季节性变化会产生更大的温度波（bō）动，并且经（jīng）常需要季节（jiē）性调整（zhěng），以防止燃烧（shāo）器出现（xiàn）其他问题。当温度较高时，可能会发（fā）生吸烟和高（gāo）CO，当（dāng）温度过低（dī）时会发生（shēng）隆隆和高CO。

为了更好地了（le）解空气（qì）温度在燃烧器（qì）运（yùn）行中（zhōng）的（de）主要作用，请考虑确定燃烧器多余空气等级的（de）过程。燃烧器设置的一步是定义（yì）操作范围。信封是定义（yì）燃（rán）烧器操作（zuò）条件（jiàn）的“Box”。盒（hé）子的（de）两侧由燃烧器操作的小和过量空气量（或（huò）氧气）定义。通常，较低的（de）过量（liàng）空气（qì）水平导致吸烟，高CO和终未燃燃料。在过剩空气水平下，极限由隆隆，不稳定和过多空气（qì）中的高CO定义。另外两（liǎng）侧（cè）由和燃烧（shāo）空气温度定义。通过这个（gè）操作信封（fēng），技（jì）术人员可以确定如（rú）何设置燃烧器。

图（tú）表I显（xiǎn）示了典型的操作信封。燃（rán）气燃烧（shāo）器可以从2.5％O2（12％过量空气）至约6％O2（36％过量空气）运（yùn）行。空气（qì）温度在50至120°F之（zhī）间（jiān）。斜线表示％O2如何随温度而变化。例如，当燃烧空气（qì）温度为120°F时，如果燃烧器（qì）的O2设置为（wéi）4.5％，则当燃烧（shāo）空气温度降至（zhì）50°F时，O2将为约6.5％，这在“盒子“，并且（qiě）燃烧（shāo）器可能（néng）会由于过高（gāo）的空气水平而开始隆隆或具有高（gāo）CO。这由图2中的（de）虚线所示。

正确的调谐（xié）在图2中显示为实线。它保持在（zài）操（cāo）作信封内，并且接近具有（yǒu）合理安全余量的）的多余空气。该安全（quán）裕度用于覆盖大气压力，湿度和（hé）滞（zhì）后的变化。虽然这些附加因（yīn）素中的（de）每一（yī）个都可能影（yǐng）响（xiǎng）过量的空气，但是它（tā）们（men）的冲击力通常远低于空气温度。

空气密度的变化导致（zhì）典型的锅（guō）炉燃烧器系统的燃（rán）油比具有波动的燃油比。燃（rán）烧空气风扇是恒（héng）定体积的装置，并且将始（shǐ）终为燃烧器提供恒定体积（jī）的空气。随着空气温度的变化（huà），空气密度发生变化，并（bìng）且（qiě）会改（gǎi）变实际的空气磅数或提供给燃烧（shāo）器的质量流量。这（zhè）是一个众所周知的问题，服务（wù）技（jì）术人员（yuán）通过简单地增加多余（yú）的空气来补偿这些变化，以确保有（yǒu）足（zú）够（gòu）的（de）空气（qì）来始终（zhōng）燃（rán）烧燃（rán）料（liào）。如果没有足够（gòu）的空气进行完全燃（rán）烧，则会有高水平的（de）CO，烟（yān）雾和/或（huò）未燃烧的燃料。

过度（dù）空气的这种正常变化使得难以（yǐ）保持（chí）效率（lǜ）。如果多（duō）余的空气（qì）高于所需（xū）的空气，则由于多余的空（kōng）气被加热到堆（duī）温度而（ér）且能量损失到（dào）环境中，所以热量就会（huì）消失。空气温度（dù）是影响燃烧器多（duō）余空（kōng）气变化的（de）因素。在典（diǎn）型的锅炉（lú）房中，正常的季节变化约为（wéi）60至80°F，但是在管道空（kōng）气或外部设施中可能（néng）要大得多。燃烧空气温（wēn）度从120°F到（dào）40°F的变化将导致大约16％的过量空气变化（huà）。大气压力从30“改（gǎi）为29”，空气过多只（zhī）有3.4％的（de）变（biàn）化。影响密度的（de）其他变化，如（rú）湿度，影（yǐng）响较小。燃油特性由（yóu）压（yā）力（lì）调节器控制，对HHV的（de）限（xiàn）制（zhì），并在地下运行煤气管线保持（chí）恒温。这（zhè）使得燃烧空气温度（dù）的变化是燃（rán）烧器过（guò）量空气水平变化中的变（biàn）量。

上述定义的问题不是一个新的问题，许（xǔ）多（duō）人（rén）已经努力寻找解决方案（àn），以恢复（fù）失效，并防止与高低空气运行有关（guān）的问（wèn）题。常见（jiàn）的解决方案是氧气修（xiū）整（zhěng）系统，已经存在了几（jǐ）十年。这种产品从1970年代的（de）石油禁运中获得普（pǔ）及，但由于（yú）成本和维（wéi）护（hù）成本高而（ér）失（shī）去（qù）了信誉。它们与并（bìng）行定位控制相结合，因为它们（men）可以集（jí）成到并行（háng）定（dìng）位控制系（xì）统中，从而消除了麻烦的执行器组件。了（le）解新技术如何根（gēn）据空气密度的变化来控制多余的空气。

氧气修整系统使用传感器（qì）来测量烟气中的（de）过量氧（yǎng）气，并且（qiě）将改变（biàn）燃料或空气（qì）流量以校正该水平以（yǐ）匹配预设水平。设置通常包括设定点（用于不（bú）同（tóng）的燃（rán）烧速率（lǜ）和燃料）和提供已知量的（de）校正的致（zhì）动（dòng）器（qì）值的组（zǔ）合。如前所述，氧（yǎng）气修（xiū）剪系统做得很好，但是（shì）有限（xiàn）制：

这（zhè）些系统相对昂贵（guì），特别是当包括并行定（dìng）位系统的成本和需要额外的启动时间时。

这些系统必须是现场（chǎng）安装的，这使得启动成本更高，更复杂。

由于（yú）允（yǔn）许烟气通过锅炉（lú），传感器和致动器系统（tǒng）所需的时间，系（xì）统的（de）响应延迟。在（zài）较低的燃烧（shāo）速率下，这可能非常长（zhǎng），并且通过调节（jiē）锅炉，在（zài）燃烧速率变化之前，该装置可能没有时（shí）间（jiān）来（lái）校正（zhèng）多余的（de）空气。

维护成本（běn）很高，部（bù）分原因是氧气池寿命短（处于肮脏（zāng）的（de）环境中），需要（yào）进行复（fù）杂的重新调（diào）试。

迟（chí）滞，特别（bié）是迟滞变化，可能（néng）导致单（dān）位过（guò）冲（chōng），导致（zhì）结果比没有控（kòng）制，特（tè）别是在较低的速率下。由（yóu）于这个（gè）原（yuán）因和系统响应缓慢（烟气通（tōng）过锅炉的时间），许多系统根本就不试（shì）图（tú）以低（dī）速（sù）率进行控制（zhì）。

成本和（hé）复（fù）杂（zá）性（xìng）限制（zhì）了（le）可以使用氧气修剪系统的应（yīng）用，但它确实提供了一种校正（zhèng）多余空气的（de）替代方法。在积极的一（yī）面，氧气修整系统（tǒng）将校正可能影（yǐng）响（xiǎng）多余空（kōng）气（qì）水平的所有条件，包（bāo）括（kuò）燃料性质（zhì）和燃料供应的（de）变化（huà）。在大（dà）型（xíng）基（jī）础锅炉中（zhōng），氧气修整系统将提供（gòng）非常好的（de）控制和燃料（liào）节省（shěng）。新的控制解决方案

有一（yī）个新的控制系（xì）统使用不同的方法来解（jiě）决这个问题，并且专门设（shè）计成非常（cháng）简（jiǎn）单的（de）应用，同时消除了复杂的（de）设置和维护问题。它（tā）与烟气不接触，这些烟（yān）气是（shì）热的，脏的（de）和湿的。它使（shǐ）权衡不能以更低的成本和（hé）简（jiǎn）单性对所有变量进行更（gèng）正。

这种新的控制系统是空气密度调（diào）节（jiē）系统。它考虑到燃（rán）烧空气温度的变化，并且响应于（yú）该温度（dù）变化来控制过（guò）量（liàng）的空（kōng）气。这个概念（niàn）是为了大大简化控制系统，降低成本。客户可以（yǐ）通（tōng）过少量成本获得大部（bù）分节省成本，并且不会出（chū）现氧气（qì）修（xiū）整系统（tǒng）的维护和（hé）设置问题。空气密度调节系（xì）统使用（yòng）变频驱动（VFD）来改变风扇速（sù）度以（yǐ）校正空气流量（liàng）并保持恒定的过量空气速（sù）率（lǜ）。因为这个系（xì）统没有特定的站点设置，所以控（kòng）制和VFD可以在工厂进行编程和设置。控制利用已知的关系（xì）以（yǐ）非常（cháng）简单的方（fāng）式进行这种校正。已知（zhī）的关系是：

空（kōng）气（qì）密度将根据“理想气体法（fǎ）”定（dìng）义的空气温度（dù）直接相关（guān）。换句话说，如果空气温度从60°F升高到100°F，则空气密度（dù）将（jiāng）从0.0765lb / cf降至0.071lb / cf，这是密度降低7.2％。

风扇是一个恒定的（de）音量设备（Fan Laws）。在上述示（shì）例中，如果初始风扇体积为100CFM，则（zé）在100°F时的流量（liàng）也将为100CFM。然（rán）而（ér），质量传递将从7.65磅变为7.1磅，质量流（liú）量减少7.2％。

风扇产生的音量（liàng）与风扇的速（sù）度直接（jiē）相关（Fan Laws）。如果风扇在（zài）50°F下（xià）以3000 RPM运（yùn）行，然后将速度提高到3216 RPM（增加7.2％），空（kōng）气体积将增加到（dào）107.2 CFM，新的质量（liàng）流量（liàng）将为（wéi）7.65 lb。与（yǔ）原始操作相同的（de）质量流量，我们（men）可以看到，这已经对空（kōng）气温度的变化进（jìn）行了的（de）校正。

这些关系以（yǐ）提供（gòng）空气温（wēn）度和风扇速度（dù）之间的“固定”关（guān）系的方式内置在空气密度调（diào）节系统（tǒng）中，使得始终提供恒定的（de）质量流。来（lái）自空气（qì）密（mì）度（dù）调节系（xì）统的燃料节（jiē）省将（jiāng）类似于（yú）氧（yǎng）气修剪系统。燃料节约来自减少过量空（kōng）气，额外的（de）空（kōng）气会增加干（gàn）燥气（qì）体（tǐ）和水分（fèn）的损失。过量（liàng）空（kōng）气（qì）中的水（shuǐ）分也有（yǒu）一些能量损失（shī），但这通常是（shì）非（fēi）常少量的。

过量空（kōng）气也会（huì）影响（xiǎng）锅炉的（de）堆温度（dù），其中过（guò）量空气越高，堆（duī）温度越高。主（zhǔ）要原因是更（gèng）高的过量空气水平降低了火焰温（wēn）度，从而减少了炉（lú）中的热传递并增加了堆温度。虽然一些热损失从对流（liú）通道中的较高（gāo）质（zhì）量流量中（zhōng）恢复，但（dàn）总体上（shàng）传热损（sǔn）失。过剩空（kōng）气和（hé）堆垛温度之（zhī）间没有确切的关系，但是具（jù）有相对较大量（liàng）的传热表面的单元（燃烧器锅炉通（tōng）常具有每平（píng）方（fāng）米HP 5平方（fāng）呎（chǐ））将具有小的变化，而（ér）其（qí）它的堆积温度变化较大（dà）。改善过剩空气水平将具有更低的堆叠温度的附加效率增益。

图4显示了使用（yòng）空气密（mì）度调节系统（tǒng）的估（gū）计节省燃料。在正常燃烧空（kōng）气（qì）温度为120°F时，具有或不（bú）具有空气密（mì）度（dù）调节系统的单元（yuán）之（zhī）间没（méi）有（yǒu）差（chà）异。燃烧式风扇将以全RPM运行，以提供足够的空气来（lái）支（zhī）持燃烧。随着空气温度下降，空（kōng）气（qì）密度调节系统将减慢风扇（shàn）的速度，以保（bǎo）持（chí）恒定的过量（liàng）空气，随着（zhe）温（wēn）度的持（chí）续下降，可以节（jiē）省更多的（de）空间。温度变（biàn）化越（yuè）大（dà），节约量（liàng）就越大（dà）。堆温度（dù）是燃料节约的另（lìng）一个变量（liàng），其中（zhōng）堆温度越高，节约越（yuè）多。

此外，VFD将提供电力节（jiē）省，这对于这种类型的（de）控制有充分的记录。图5显示了与正常（cháng）单位相比如何节省电力的一个（gè）实（shí）例。再次，在编程的高温下，风扇将处于速度（dù），在具有或不具有空气密度调节系统的单（dān）元之间（jiān）将没有差异。随着空气温度下降，空气密度（dù）调（diào）节系统将降（jiàng）低风扇转速，从而减少电气使用。在正常的燃（rán）烧器中（zhōng），随（suí）着空（kōng）气温度的下降，电气使用将增加，因为较高的空气密度（dù）需要（yào）更多的电动机HP。风扇（shàn）速度的小幅度降低将导致大量（liàng）的电（diàn）力节省（shěng），因为使用的能量是以风扇转速为第三功率。

空（kōng）气密度调节系统还（hái）提供（gòng）了一些（xiē）其他优点。通过使用VFD提（tí）供的软启（qǐ）动允许电机（jī）在（zài）几秒钟内升高到全速，大大降低（dī）启动时的（de）浪涌电流。软启动（dòng）减少了电机的（de）积聚，可（kě）以减少客户的（de）需求，并增加（jiā）电机的使用寿命。电机（jī）运（yùn）行速（sù）度较（jiào）慢也（yě）可降低燃烧（shāo）器的噪音水平。大部（bù）分燃烧（shāo）器的噪音，就（jiù）像（xiàng）电能一样（yàng）来（lái）自风（fēng）扇（shàn）。以较慢的速度操作风扇降低了（le）噪音水（shuǐ）平。结论（lùn）

空气密（mì）度（dù）修（xiū）补提（tí）供与（yǔ）氧气修剪系统相似（sì）的燃料节省成本（běn），同（tóng）时消（xiāo）除复（fù）杂（zá）的设置（zhì）和维护问（wèn）题（tí）。空气密（mì）度调（diào）节系统（tǒng）调（diào）节燃烧（shāo）器风扇速度，以允（yǔn）许由于（yú）改变燃烧空气温度而改变空气密度。通（tōng）过（guò）不断监测燃烧空气温度并相（xiàng）应调节风扇（shàn）速（sù）度，空气密（mì）度调节系统可节省（shěng）燃料，节省电力，提高锅炉效（xiào）率。