燃烧（shāo）器有效燃烧是（shì）所有能源用户（hù）的目标。不（bú）仅高（gāo）效燃烧节省（shěng）资金，而且还可（kě）以防止有害排放的（de）产生（shēng），并可以减（jiǎn）少服务电话，设备（bèi）关（guān）机和不舒服的客（kè）户。燃烧器控制系统（tǒng）中问（wèn）题是商业和小型工（gōng）业用户没有良好的（de）燃烧控（kòng）制系统（燃油比控制）。虽然有氧气修整系统，它们昂贵和复杂，并且由（yóu）于（yú）维护成（chéng）本高而（ér）经常关闭（bì）。

燃烧控制系（xì）统控制燃烧器的燃料 - 空气比。燃料空气比通常以过（guò）量（liàng）空气（％）或过量（liàng）氧（％）来定义。这些术语都是相互关联（lián）的，读数（shù）可以（yǐ）从一（yī）个转换到另（lìng）一个。烟气分析仪读取％氧气（qì），但这与（yǔ）过量空气不（bú）成比例关系，这（zhè）就是为什么使用（yòng）这几个术语。

主要问题是燃（rán）料 - 空气比或过量空气随着燃烧器的（de）正常运（yùn）行而改变。这是因（yīn）为燃烧器燃烧空气风扇输（shū）送恒定（dìng）体积的空气，但随（suí）着空气温度的（de）变（biàn）化，空气密度也发生变化（huà），导致（zhì）空气质量流量不同。例如（rú），当空气温度（dù）为（wéi）40°F时，如果燃烧器在早（zǎo）上20％的空气中运行，则当（dāng）空气温度升高（gāo）至（zhì）85°F时，过多的（de）空气将（jiāng）在（zài）下午（wǔ）降至11％（所（suǒ）有其他因素（sù）都相同）。季节性变（biàn）化会产生更大的温度波动，并（bìng）且经常需要季节（jiē）性（xìng）调整，以防止燃烧器（qì）出（chū）现其他问题。当温度较高（gāo）时，可能会发（fā）生吸烟和高CO，当温度过低时会发生隆隆和高（gāo）CO。

为了更好地了（le）解空气温度在燃烧器运行中的（de）主（zhǔ）要作用（yòng），请考虑（lǜ）确定燃烧器多（duō）余（yú）空气等级的（de）过程。燃烧器设置（zhì）的首先是定义操作范围。信（xìn）封是定（dìng）义燃烧器操作条（tiáo）件的“Box”。盒子的两侧由燃烧器操作的和过量空气量（或氧气）定义。通常，较低的（de）过量空气水平导（dǎo）致吸烟，高CO和最终未燃燃料。在过（guò）剩空气水平下，极限由隆隆（lóng），不稳定和过多空气中的高CO定义。另外两（liǎng）侧由（yóu）和（hé）燃（rán）烧空气温度定义。通过这个操作信封（fēng），技术（shù）人员可（kě）以确（què）定（dìng）如何设置燃烧器。

图表I显示了典型（xíng）的操作信封。燃气燃烧器可以从2.5％O2（12％过量空气（qì））至约（yuē）6％O2（36％过量空（kōng）气）运行。空气温（wēn）度在50至（zhì）120°F之间。斜线表示％O2如何随（suí）温度而（ér）变化。例如（rú），当燃烧空气温度为120°F时，如果燃（rán）烧器的O2设置为4.5％，则当（dāng）燃烧（shāo）空气温度降至50°F时，O2将为约（yuē）6.5％，这在（zài）“盒子“，并且燃（rán）烧器可能会由于过高的（de）空气水（shuǐ）平（píng）而开始（shǐ）隆隆或具有（yǒu）高CO。这由图2中的虚线（xiàn）所示。

正（zhèng）确（què）的（de）调谐在图2中显示为实（shí）线（xiàn）。它（tā）保持在操作（zuò）信封内（nèi），并且接近具有合理安全余量的（de）有效的多余空气（qì）。该安全裕（yù）度用于覆盖大（dà）气压力，湿度和滞后的变化。虽然这些附（fù）加因素（sù）中的（de）每（měi）一（yī）个都可能影响（xiǎng）过量的空气，但是它们的冲击力通常（cháng）远低于空气（qì）温度。

空气（qì）密（mì）度的（de）变化导致典型的锅炉燃烧器系（xì）统的燃油比具有波动的燃油（yóu）比。燃烧（shāo）空（kōng）气风扇是（shì）恒（héng）定体积的装置（zhì），并且将始（shǐ）终为（wéi）燃烧器提（tí）供恒定（dìng）体积的空气。随着（zhe）空气温度的变化，空气密度（dù）发（fā）生变（biàn）化（huà），并且会改变实际（jì）的空气（qì）磅数或提供给燃烧器的质量（liàng）流量。这（zhè）是一个（gè）众所（suǒ）周知的问题，服务技术人员（yuán）通过简（jiǎn）单地增加多余的空气（qì）来补偿这些变化，以确（què）保有足够的空气来始终燃烧燃料。如果没有足够的空气进行完全燃（rán）烧，则会有高水（shuǐ）平的CO，烟雾和/或未燃烧（shāo）的燃料。

过度空（kōng）气的这种（zhǒng）正常（cháng）变化使得难以（yǐ）保持（chí）高效率（lǜ）。如果多（duō）余的空气高于所需的空（kōng）气，则由于多余的空气被加（jiā）热（rè）到堆温度（dù）而且能（néng）量损失到（dào）环境中，所以热量（liàng）就会消失。空（kōng）气温度是影（yǐng）响燃烧器多余（yú）空气变化（huà）的因素（sù）。在典型的锅炉房中（zhōng），正常的季节（jiē）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（dé）多。燃烧空（kōng）气（qì）温度（dù）从120°F到40°F的变化将导致大约16％的过量空气变化。大气压力从30“改为29”，空（kōng）气过多只有3.4％的变化。影响密度的其他（tā）变化，如（rú）湿度，影响（xiǎng）较小。燃油特（tè）性由压力（lì）调节器控制，对HHV的限制，并在地下运行煤气管线保（bǎo）持恒温。这使得燃（rán）烧（shāo）空气温度的变化是燃烧器过量空气水平变化（huà）中的变量。

上述定义的问题不是一个新的问题，许多人已经努力寻找解决方案，以恢（huī）复失效（xiào），并防止与高低空（kōng）气运行有关的问题。最常见的（de）解决方案是氧气修整（zhěng）系统，已经（jīng）存在了几（jǐ）十年。这种产（chǎn）品从1970年代的石油禁运中获（huò）得普及，但由（yóu）于成本和（hé）维护成本高而失（shī）去了信誉。最（zuì）近，它们与并行定位控（kòng）制相结合（hé），因为它（tā）们可以集成到并行定位控制系统中，从而消（xiāo）除了麻烦的（de）执（zhí）行（háng）器组件。了解（jiě）新技术如（rú）何根（gēn）据空气密（mì）度的变（biàn）化来控制（zhì）多余的空（kōng）气（qì）。

氧气修整（zhěng）系统（tǒng）使用传感器来测量烟气中（zhōng）的过（guò）量氧气，并且将改变燃（rán）料或空气流量以校正该水平以匹配预设水平。设置（zhì）通常包括设定点（用于不同的燃（rán）烧速率和燃料）和提供（gòng）已知量的校（xiào）正的致动（dòng）器（qì）值的组合。如前所述，氧气修（xiū）剪系统（tǒng）做（zuò）得很（hěn）好，但（dàn）是有（yǒu）限制：

这些（xiē）系（xì）统相（xiàng）对（duì）昂贵，特别是当包括（kuò）并行定（dìng）位系统（tǒng）的成本和需要（yào）额外的启动时间时。

这（zhè）些系统必须是（shì）现场安（ān）装的，这使得（dé）启动成（chéng）本更（gèng）高，更复杂（zá）。

由于允许（xǔ）烟气通（tōng）过锅炉，传感器和致动（dòng）器系统所需的（de）时间，系统的响应延迟。在较（jiào）低的燃烧速率（lǜ）下，这（zhè）可能非常长（zhǎng），并且通过调节锅炉，在（zài）燃烧速率变化（huà）之前，该装置可（kě）能没（méi）有时间（jiān）来（lái）校正多余的空气。

维护成本很高（gāo），部分原因是氧气（qì）池（chí）寿命短（处于肮脏（zāng）的环境中），需要进行复杂的重新调试。

迟滞，特别是迟滞变化，可能导致单位过冲，导（dǎo）致（zhì）结果比没有控制，特别（bié）是（shì）在较低（dī）的速率下（xià）。由于这个（gè）原因（yīn）和系统响应缓慢（烟气通过锅炉的时间），许多系统根（gēn）本就不试图以低速率（lǜ）进行控制。

成本和复杂性限制了可以使用氧气修剪系统的应（yīng）用，但它确实提（tí）供了（le）一种校正多余空气的替（tì）代（dài）方法。在积极的一面，氧气修整系（xì）统将校正可能影响多余空气（qì）水平的所（suǒ）有条件（jiàn），包括燃料性质和（hé）燃料（liào）供（gòng）应的变化。在大型基础锅炉中，氧气修（xiū）整系统（tǒng）将提供非常（cháng）好的控制和燃料节省。新（xīn）的控制解决方案

有一个（gè）新的控制系统使用不（bú）同的方法来解决这个问（wèn）题，并且专门设计成非常简（jiǎn）单的应用，同时（shí）消除了复杂的设（shè）置和维护问题。它与烟（yān）气（qì）不接触，这些烟气是热的，脏的和湿（shī）的。它使权衡不能以更低（dī）的成（chéng）本和简单性（xìng）对所有变（biàn）量进行更正。

这种新的控（kòng）制系统是空（kōng）气密度调节（jiē）系统。它考虑到燃烧空（kōng）气温度的（de）变（biàn）化，并且（qiě）响应于该（gāi）温度变化来控制过（guò）量的空（kōng）气。这（zhè）个概念是为了大大（dà）简（jiǎn）化控制系统，降低成本。客户可以通（tōng）过少量成本获得大部分节（jiē）省成本（běn），并且不会出（chū）现氧气修（xiū）整系统（tǒng）的维（wéi）护和设（shè）置问题。空气密度调节系统使用变频（pín）驱动（VFD）来（lái）改（gǎi）变风扇（shàn）速度（dù）以校正空（kōng）气流量并保持恒定的过量空（kōng）气速率。因为这个系统没有特定（dìng）的站点设置，所以控制（zhì）和VFD可（kě）以在工厂进行编程（chéng）和设（shè）置。控制利用已知的关（guān）系以非常简单的方式进行这种校正。已知的关系是（shì）：

空气密度将根据“理想气体法”定义的空气温度（dù）直接相关。换（huàn）句话说，如果空气温度从60°F升（shēng）高到100°F，则空气（qì）密（mì）度将从（cóng）0.0765lb / cf降至（zhì）0.071lb / cf，这是（shì）密度降（jiàng）低7.2％。

风（fēng）扇（shàn）是（shì）一（yī）个（gè）恒定的音量设（shè）备（Fan Laws）。在上述示例（lì）中，如果初始风扇体积为100CFM，则在100°F时的（de）流量也将为（wéi）100CFM。然而，质量传递将（jiāng）从7.65磅变为（wéi）7.1磅，质量流量减少（shǎo）7.2％。

风扇产生的音量与风扇的（de）速度直接（jiē）相关（Fan Laws）。如果（guǒ）风扇在50°F下以（yǐ）3000 RPM运行，然后将速度提高到（dào）3216 RPM（增加7.2％），空气体积将增加到（dào）107.2 CFM，新的质量流（liú）量将为（wéi）7.65 lb。与原始（shǐ）操作相同的质量流量，我们（men）可以看到（dào），这（zhè）已（yǐ）经对空气温度的变化（huà）进行了准确的校正。

这些关系以提供空气温度和风扇速度之（zhī）间的（de）“固定”关系的方式内（nèi）置（zhì）在空气密度调节系统中，使得始终提供恒定（dìng）的质量流（liú）。来自空气密度调节系（xì）统的（de）燃料节省将（jiāng）类似于氧气修（xiū）剪（jiǎn）系统。燃料（liào）节约来自（zì）减少过量空气（qì），额外的空气会增（zēng）加干（gàn）燥气体和水分的损失。过量（liàng）空气中的水分也有一些能量损（sǔn）失，但（dàn）这通（tōng）常是非（fēi）常少（shǎo）量的（de）。

过量空气也会（huì）影响锅（guō）炉的堆温度，其中过量空（kōng）气越高，堆温度越高。主要原因是更高（gāo）的（de）过（guò）量空气（qì）水（shuǐ）平降低了火焰温（wēn）度（dù），从而减少了炉中的热传递并（bìng）增加了堆温（wēn）度。虽然一些热损失从对流通道中的较（jiào）高质量流量中恢复，但总体上传热损失。过剩空气和堆垛温度之间没有确切（qiē）的关系，但是具有（yǒu）相对较大量的（de）传热表面的（de）单元（燃烧器（qì）锅炉通常具（jù）有每平（píng）方米HP 5平方呎）将具有小（xiǎo）的变化（huà），而（ér）其它的堆积温度变（biàn）化（huà）较大（dà）。改善过剩空（kōng）气水（shuǐ）平（píng）将具有更低的堆叠温度的附加效率增（zēng）益。

图4显示了使用空气密度（dù）调（diào）节系统的估（gū）计节省燃料。在正常燃烧空气（qì）温度为120°F时（shí），具有或不具有空气密度调节系统的单元之间没有差异（yì）。燃烧式（shì）风扇将以全RPM运行，以提供（gòng）足够的空气来支持燃烧。随着空气温度下降，空气密度调节系统将减慢风扇的速度，以保持恒（héng）定的过（guò）量空气，随着温度的持续（xù）下降，可以节（jiē）省更多的空间。温度（dù）变化越大，节约量就越（yuè）大。堆温度是（shì）燃料节约的另一（yī）个变量，其中堆温度（dù）越高，节约越多。

此外，VFD将提供（gòng）电力节省（shěng），这（zhè）对于这种类（lèi）型的控制有充分的记录。图5显（xiǎn）示了与正（zhèng）常单位相比如何（hé）节（jiē）省电力的一个（gè）实例。再次，在（zài）编程的高温下，风扇将处于速度，在具有或（huò）不具有（yǒu）空气密度调节系统的单元之间将（jiāng）没有差异。随着空气温度下降（jiàng），空气密度调节系（xì）统（tǒng）将（jiāng）降低风扇转速，从而减少电气使用。在正常的燃烧器中，随着（zhe）空气温度的下降（jiàng），电气使（shǐ）用将增加（jiā），因为较（jiào）高的空气密（mì）度（dù）需要更多的电（diàn）动机（jī）HP。风扇速度的小幅度降低（dī）将导（dǎo）致大量（liàng）的电力节省，因为使用的（de）能量是（shì）以风（fēng）扇（shàn）转速为（wéi）第三（sān）功（gōng）率。

空气（qì）密度调（diào）节（jiē）系统还提供了一些（xiē）其他（tā）优点。通过使用VFD提供的（de）软（ruǎn）启动（dòng）允许电机在几秒钟内升（shēng）高到全速（sù），大大降低启动时的（de）浪涌电（diàn）流（liú）。软启动减少了电机的积（jī）聚，可以减（jiǎn）少客户的需求，并增加电机的（de）使用寿命。电机运行速度较慢也可降低燃烧器的噪音（yīn）水（shuǐ）平。大部分燃烧（shāo）器的（de）噪（zào）音，就像（xiàng）电（diàn）能一样来自风扇。以较慢的速度操作风扇降低了噪音水平。结论

空气密度修补（bǔ）提供（gòng）与氧气修剪系（xì）统相似的燃料（liào）节省成本，同（tóng）时消（xiāo）除复杂的设置和维护问题。空气密（mì）度调节（jiē）系统调节（jiē）燃烧器风扇速度（dù），以允许由于（yú）改变燃烧（shāo）空气温度而改变空气密度。通过不断监测燃烧空气温度并相（xiàng）应调节风扇速（sù）度，空气（qì）密度调（diào）节系统可（kě）节省燃料，节（jiē）省电（diàn）力，提（tí）高锅炉效率。