有效燃烧是（shì）所有（yǒu）能源用（yòng）户的目标。燃（rán）烧器（qì）点火器不仅高效燃烧节省资金，而且还可以防止有害排放（fàng）的（de）产生，并可以减少服务（wù）电话，设备（bèi）关机和（hé）不（bú）舒服的客（kè）户。问题是商业和小（xiǎo）型工业用户没（méi）有良好的燃（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（tā）们（men）昂（áng）贵和（hé）复杂（zá），并（bìng）且由于维护成本高而（ér）经（jīng）常关闭（bì）。

燃烧（shāo）控制系统控制燃烧器（qì）的（de）燃料 - 空气比。燃料空气比通常以过量（liàng）空气（％）或（huò）过量氧（％）来定义。这些术语都是相（xiàng）互关联的，读数可（kě）以（yǐ）从一个（gè）转换到（dào）另（lìng）一个（gè）。烟气分析仪读（dú）取％氧气，但这（zhè）与过（guò）量空气不成比例关（guān）系，这就（jiù）是为什么使用这几（jǐ）个（gè）术语。

主（zhǔ）要问题是燃（rán）料 - 空气比或（huò）过量空气随着（zhe）燃（rán）烧器（qì）的正常运行而改变。这（zhè）是因为燃烧器燃烧空气（qì）风扇输送恒定体积的空气，但随（suí）着空气温度（dù）的变化（huà），空气密度也发生（shēng）变化（huà），导致空气质量（liàng）流量（liàng）不同。例如，当（dāng）空气温度（dù）为40°F时，如果燃烧器在早上20％的空气中运行，则当空气温（wēn）度升高至85°F时，过（guò）多（duō）的空气将（jiāng）在下午降至11％（所（suǒ）有其他（tā）因（yīn）素都相同）。季节性变化会产生更大（dà）的（de）温度波动，并且经常（cháng）需要季（jì）节性调（diào）整，以（yǐ）防（fáng）止燃（rán）烧器出现其他（tā）问题。当温度较高时，可（kě）能会发生（shēng）吸烟和高CO，当温度过低（dī）时（shí）会发（fā）生隆隆和高CO。

为了更好地了解空气温度在燃（rán）烧（shāo）器运行中的（de）主要作用，请（qǐng）考虑确定燃（rán）烧器多余空气等级（jí）的过程。燃烧器设置的一步是定义操作范围。信（xìn）封是定（dìng）义燃烧器操作条件（jiàn）的“Box”。盒子的两侧由燃（rán）烧器操作的小和（hé）过量空气量（或氧气）定义。通常，较低的过量空（kōng）气（qì）水平导致吸烟，高CO和终未燃燃料（liào）。在过剩空气水平下，极限由隆隆，不稳定和过多空气中的（de）高（gāo）CO定义。另外两侧由和燃烧空气温度定（dìng）义。通过这个操作信封，技术人员可以确定如何设置燃烧器。

图表（biǎo）I显示了（le）典型的操作信封。燃（rán）气燃烧器可以（yǐ）从2.5％O2（12％过量空气）至约6％O2（36％过量空（kōng）气）运行。空气温度在50至（zhì）120°F之间。斜线（xiàn）表示％O2如何随温（wēn）度（dù）而变化。例如，当燃烧空（kōng）气温（wēn）度（dù）为（wéi）120°F时，如（rú）果燃烧器的O2设置为4.5％，则当（dāng）燃烧空气温（wēn）度降至50°F时（shí），O2将为约（yuē）6.5％，这在“盒子（zǐ）“，并且燃烧器（qì）可能会（huì）由于过高的空气（qì）水平而（ér）开始（shǐ）隆（lóng）隆（lóng）或具（jù）有高（gāo）CO。这由图2中的虚线所（suǒ）示（shì）。

正（zhèng）确的调谐（xié）在图2中（zhōng）显示为实线。它保（bǎo）持在操作信封内，并且接近（jìn）具有（yǒu）合理安全余量的）的多余空气（qì）。该安全（quán）裕度用于覆盖大（dà）气压力，湿度和滞（zhì）后的变化（huà）。虽然这些附（fù）加因素中（zhōng）的每一个都可能影（yǐng）响过量的（de）空气，但是它们的冲击力通常远低于空气温度。

空（kōng）气密度的变化导致典（diǎn）型的锅（guō）炉（lú）燃烧器系（xì）统的燃（rán）油比具（jù）有波动的燃油比。燃烧空（kōng）气风扇是恒定体积的（de）装置，并且（qiě）将始（shǐ）终为燃烧器提供恒定（dìng）体积的空气。随着空气温（wēn）度的变（biàn）化，空气密度发生变化，并且会改变实际的空气磅数或提（tí）供给燃烧器的质量（liàng）流量。这是一个（gè）众所（suǒ）周知的问题，服（fú）务技术人员通过简单地增加多余的（de）空气来补偿这（zhè）些变化，以确（què）保有足够的空气来始终燃（rán）烧燃料。如果没有足够的空（kōng）气进行完全燃烧，则（zé）会有高（gāo）水平的CO，烟雾和/或（huò）未燃烧的燃料。

过度空（kōng）气的这种正常变化使得（dé）难以保持效率。如果多余的空（kōng）气（qì）高于所需的空气，则由（yóu）于多余（yú）的空气被加热到堆温（wēn）度而且能量损失到环境中，所以热（rè）量（liàng）就会消（xiāo）失。空气温度是影响燃烧器多余空气变化的（de）因素。在典型的（de）锅炉房中（zhōng），正常的季节变化约为60至80°F，但是在（zài）管道空气或（huò）外部设施中可能（néng）要大得多。燃烧空气温度从（cóng）120°F到40°F的变化将（jiāng）导致大约16％的过量（liàng）空气变化。大气压力从30“改为（wéi）29”，空（kōng）气过多只有3.4％的变化（huà）。影响密度的其他变化，如（rú）湿（shī）度，影响较小。燃油特性由压力调节器控制，对HHV的限制，并（bìng）在（zài）地下运（yùn）行（háng）煤气管（guǎn）线保持恒温。这使得燃烧空气温（wēn）度（dù）的变化是燃烧器过量空气水平变化中的变量。

上述定义的问题不是一个新的问题（tí），许多人已经努力寻找（zhǎo）解（jiě）决方（fāng）案，以（yǐ）恢（huī）复失效，并防止与高（gāo）低空气运行有关的问（wèn）题。常（cháng）见的解决方案是氧（yǎng）气（qì）修（xiū）整系统，已经存在了几（jǐ）十（shí）年。这（zhè）种产品从1970年代的石油禁运（yùn）中获得普及，但由于成本和维护成本高（gāo）而失去（qù）了信誉。它们（men）与并行定位控制相结合，因（yīn）为它们（men）可以集成到并（bìng）行定（dìng）位控制系统中，从而消除了麻烦的（de）执（zhí）行器组件。了解新技术如（rú）何根（gēn）据（jù）空气密度的（de）变（biàn）化来控制多余（yú）的空气。

氧气（qì）修整系统（tǒng）使（shǐ）用（yòng）传感器（qì）来（lái）测量烟气中的过量氧气，并且将改变燃料或（huò）空气流（liú）量以（yǐ）校正（zhèng）该水平以匹配预设水（shuǐ）平。设（shè）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致（zhì）动器值的组（zǔ）合。如前所述（shù），氧气（qì）修（xiū）剪系统做得很（hěn）好，但是有限制：

这些系统相对昂（áng）贵（guì），特别是当包括并（bìng）行（háng）定位系统的成本和需要额外的启动时间时。

这些（xiē）系统必须是现场安装的，这使得启动成本更高，更（gèng）复杂。

由于允（yǔn）许烟气通过锅炉，传感器（qì）和致动器系统所需的时间，系统的响（xiǎng）应延迟。在（zài）较低的燃烧速率下，这可能非常长（zhǎng），并且通过调节锅炉（lú），在燃烧速率变化之（zhī）前，该装置可（kě）能没（méi）有时间来校正多余的（de）空气。

维护成本（běn）很高，部分原因是氧气池寿命（mìng）短（处于肮（āng）脏的环境中），需要进行复杂（zá）的重新调试。

迟滞，特别是迟滞变（biàn）化，可能导致单位（wèi）过冲，导致结果比（bǐ）没有控制（zhì），特别是在较低的速（sù）率下。由于（yú）这个原因和系统响应缓慢（烟气通过锅炉的时间（jiān）），许（xǔ）多系（xì）统根本就不试图以低（dī）速（sù）率进行控制。

成本和复杂性限制了（le）可以使（shǐ）用氧气修剪系统的应用（yòng），但它（tā）确实提（tí）供（gòng）了一种校正多余空气的替代方法（fǎ）。在积极的（de）一（yī）面，氧气修整系统将校正可能影响多余空气水平的所有条件（jiàn），包（bāo）括燃料性质和燃料供应的变（biàn）化。在（zài）大型基础锅炉中，氧气修整系统将提供非常好的控制和燃料节（jiē）省。新（xīn）的控制解决方案

有（yǒu）一个新的控（kòng）制系统使（shǐ）用不（bú）同的方法来解（jiě）决这个问题，并且专门（mén）设计（jì）成非（fēi）常简单的（de）应用，同时消除了（le）复杂的设置和（hé）维护问题。它与烟气不（bú）接触，这些（xiē）烟气是热的，脏的和湿的。它使权衡不能以更低的成本和简（jiǎn）单性（xìng）对所（suǒ）有变量（liàng）进行更正。

这种新的（de）控（kòng）制系统是空（kōng）气密度调（diào）节系统（tǒng）。它考（kǎo）虑到（dào）燃烧空（kōng）气温度的（de）变化，并且（qiě）响应（yīng）于（yú）该温度变化来控制过量的空气（qì）。这（zhè）个（gè）概念（niàn）是为（wéi）了大大简（jiǎn）化控（kòng）制系统，降低成本。客户可以通过少量成本获得大部分节（jiē）省成本，并且不会出现氧气修整系（xì）统的维护（hù）和设（shè）置问题。空气密（mì）度调节系统使用变频驱（qū）动（VFD）来改变风扇速度（dù）以（yǐ）校正（zhèng）空气流量并保持恒定（dìng）的过量空气速率。因为这（zhè）个系统没有（yǒu）特（tè）定的站点设（shè）置（zhì），所以控制（zhì）和VFD可以在工厂进行（háng）编程和设（shè）置。控（kòng）制利用已知的关系以（yǐ）非常简单的方（fāng）式进行这种校正。已（yǐ）知的关系是（shì）：

空（kōng）气密度将根据“理想（xiǎng）气体法（fǎ）”定（dìng）义的（de）空气温度直接相关。换句话说，如果（guǒ）空气温度从60°F升高（gāo）到100°F，则空气密度将从（cóng）0.0765lb / cf降至0.071lb / cf，这（zhè）是密度降低7.2％。

风扇是一个（gè）恒定（dìng）的音量设（shè）备（Fan Laws）。在上述示例（lì）中，如果初始风（fēng）扇体积（jī）为100CFM，则在100°F时的（de）流量也将为100CFM。然（rán）而，质（zhì）量传递将从7.65磅（páng）变为7.1磅，质量流（liú）量减少7.2％。

风扇（shàn）产生的音量与风扇的速度直（zhí）接相（xiàng）关（Fan Laws）。如果风（fēng）扇在50°F下以3000 RPM运行，然后将速度提（tí）高到3216 RPM（增加（jiā）7.2％），空气体（tǐ）积将增加（jiā）到（dào）107.2 CFM，新的质量流（liú）量（liàng）将为（wéi）7.65 lb。与原始操（cāo）作相同的质量流量，我们可以看到，这已（yǐ）经对空气温度的（de）变化进（jìn）行了的（de）校正。

这些关（guān）系以提供空气温度（dù）和风扇（shàn）速（sù）度之间的“固（gù）定”关系的方（fāng）式内置在（zài）空气密度（dù）调（diào）节系（xì）统中（zhōng），使得始终（zhōng）提供恒定的质（zhì）量流。来自（zì）空气密度调节系统的燃料节省将类似于氧气修剪系统。燃料节约来自减少（shǎo）过量空气，额外的空气会增加干（gàn）燥气体和水分的损失（shī）。过量空气中的水分也有一些能（néng）量（liàng）损失，但这（zhè）通常是非（fēi）常少量的。

过量空气也会影响锅炉的堆温度（dù），其（qí）中过量空气越高（gāo），堆温度越高（gāo）。主要原因是更高的过量空（kōng）气（qì）水平降低了火焰温度，从而减少（shǎo）了炉中（zhōng）的热传递并增（zēng）加了堆温度。虽然一些（xiē）热（rè）损失从对流通道（dào）中（zhōng）的较高质量流量中恢复，但总（zǒng）体上传热损失。过剩空气和（hé）堆垛温（wēn）度之间（jiān）没有确（què）切的关系，但是具有相对较大量的传热表面的单元（yuán）（燃烧器锅炉（lú）通常具（jù）有每平方米HP 5平方呎）将具有小的变化，而（ér）其它的堆（duī）积温度（dù）变化较大。改善过（guò）剩空气水平将具有更低的堆叠温度的附加效率增益。

图4显示了使用空气密（mì）度调节系统的估计节省（shěng）燃料。在正（zhèng）常（cháng）燃烧（shāo）空气温（wēn）度（dù）为120°F时（shí），具有或（huò）不具有空气密度调（diào）节系（xì）统的单元之间没有差异。燃（rán）烧（shāo）式风扇将以全RPM运行，以提供足够的空气来（lái）支持燃烧。随着空气温度下降，空气密度调节系统将减慢风（fēng）扇的（de）速度，以保持恒定的（de）过量空（kōng）气，随着温（wēn）度的持续下降，可以节省（shěng）更多（duō）的空间。温度变（biàn）化越大，节约（yuē）量就越大。堆温（wēn）度是燃料节约的另一个变量，其中（zhōng）堆温度越高（gāo），节（jiē）约越多。

此（cǐ）外，VFD将提（tí）供电力节省，这对于（yú）这种类型的控制有（yǒu）充分的记录。图（tú）5显（xiǎn）示（shì）了与正常（cháng）单（dān）位相比如何节省电力的一个实例。再次，在编程（chéng）的高温（wēn）下，风扇将处（chù）于（yú）速度，在具有或不具有（yǒu）空气密度调节系统的单元之间将没（méi）有差异。随着空气温（wēn）度下降，空气密度调（diào）节（jiē）系统将降低（dī）风（fēng）扇转（zhuǎn）速，从而（ér）减（jiǎn）少电气（qì）使用。在正常的燃（rán）烧器（qì）中，随着空气温度的下降，电（diàn）气使用将（jiāng）增（zēng）加，因为较（jiào）高的（de）空气密度需（xū）要（yào）更多的电动（dòng）机HP。风扇速度的小（xiǎo）幅度降低将导致大量的（de）电（diàn）力节省，因为使用的能量是以风扇转（zhuǎn）速为第三功率。

空气密度调节系统还提供了（le）一（yī）些（xiē）其他优点。通（tōng）过（guò）使（shǐ）用VFD提供的软启动允（yǔn）许电机在几秒钟内（nèi）升高（gāo）到（dào）全速，大大（dà）降低启动时的浪涌（yǒng）电流。软启（qǐ）动减少了电机（jī）的积聚，可（kě）以减（jiǎn）少（shǎo）客户的需求（qiú），并增加电机的使用寿命（mìng）。电机运行速度较慢也可降（jiàng）低燃烧器的噪音水平（píng）。大部分燃烧器的噪音，就像电能一样来自风扇。以较（jiào）慢的速度操（cāo）作（zuò）风扇降低了噪音水平。结（jié）论

空气（qì）密度修补（bǔ）提供（gòng）与氧（yǎng）气修剪系统相似（sì）的燃料节省成本（běn），同时消除复杂的设置和维护问（wèn）题。空气（qì）密度调节系统调节燃烧器风扇速（sù）度，以（yǐ）允许由于改变（biàn）燃烧空气温（wēn）度而改变空气密度。通过不断监测燃烧空气（qì）温（wēn）度并相应调节风（fēng）扇速度，空（kōng）气密度调节系（xì）统可节（jiē）省燃料，节（jiē）省电力，提高锅炉效率。