有效燃烧是所有能源用（yòng）户的（de）目标（biāo）。燃烧器（qì）点火器不仅高效（xiào）燃烧节省（shěng）资金，而（ér）且还可（kě）以（yǐ）防止有害排（pái）放的产生（shēng），并可以减（jiǎn）少服务（wù）电（diàn）话，设备（bèi）关（guān）机（jī）和不（bú）舒服的客（kè）户。问（wèn）题是商业和小（xiǎo）型（xíng）工（gōng）业用户没有（yǒu）良好的燃烧器控（kòng）制系统（燃油比（bǐ）控制（zhì））。虽然（rán）有氧（yǎng）气修整系统，它们昂贵和复杂，并且由于维护成本高而经（jīng）常关闭（bì）。

燃烧控制系（xì）统控制燃烧（shāo）器（qì）的燃料 - 空气比。燃料空气比（bǐ）通常（cháng）以过量空（kōng）气（％）或（huò）过量氧（％）来定义。这些（xiē）术语（yǔ）都（dōu）是相互（hù）关（guān）联的，读数可以从（cóng）一个转换（huàn）到另一个。烟（yān）气（qì）分析仪读取％氧气，但这与（yǔ）过量空（kōng）气（qì）不成比例关（guān）系，这就是为什么使用这几个术语。

主要（yào）问（wèn）题是燃料 - 空气比（bǐ）或过量空气随（suí）着燃烧（shāo）器的正常运行而改变（biàn）。这是因为燃烧（shāo）器（qì）燃烧空气风（fēng）扇输（shū）送（sòng）恒定体（tǐ）积的空气，但随着空气温度的变化（huà），空（kōng）气密度也发（fā）生变化，导致空气质量流量不（bú）同。例如，当空气温（wēn）度为40°F时（shí），如果燃烧（shāo）器在早上20％的空气中运行，则（zé）当空气温度升高至（zhì）85°F时，过（guò）多的（de）空气（qì）将在下（xià）午降至11％（所有其他因（yīn）素都相同）。季节（jiē）性变化会（huì）产（chǎn）生更大（dà）的（de）温度波动，并且经常需要季节性调整，以（yǐ）防止燃烧器出现其他问（wèn）题。当温度较（jiào）高时，可能会发生吸烟（yān）和高CO，当（dāng）温（wēn）度过低时（shí）会发生隆隆和高CO。

为了（le）更（gèng）好地了解空气（qì）温（wēn）度（dù）在燃烧器运行中的主要（yào）作用，请（qǐng）考虑确定燃烧（shāo）器多余空气等级的过程。燃烧器设置的一（yī）步是定义（yì）操作范围。信封是定义燃（rán）烧器（qì）操作条件的“Box”。盒子的两侧（cè）由燃（rán）烧器操（cāo）作的小和过量空气量（或氧气）定义（yì）。通（tōng）常（cháng），较低的（de）过（guò）量空气水（shuǐ）平导（dǎo）致吸（xī）烟，高CO和（hé）终未燃（rán）燃料（liào）。在过剩空气水平下，极限由隆隆（lóng），不稳定（dìng）和过多空（kōng）气中（zhōng）的（de）高CO定义（yì）。另外（wài）两（liǎng）侧由和燃烧空气温度（dù）定义。通过这个操作信（xìn）封，技（jì）术人（rén）员可以确定如何设置燃烧器。

图表I显示（shì）了（le）典型的操作信封。燃气燃烧器可以从2.5％O2（12％过量空气）至约6％O2（36％过量（liàng）空（kōng）气）运行。空气温（wēn）度在50至（zhì）120°F之间。斜（xié）线表示％O2如何随温度而变化。例如，当（dāng）燃烧空气温度为120°F时（shí），如果燃烧器（qì）的O2设置为（wéi）4.5％，则当燃烧空气温度降（jiàng）至50°F时（shí），O2将为约6.5％，这在“盒子“，并且燃烧（shāo）器可（kě）能（néng）会由于过高的空气水平而开始隆隆或具有（yǒu）高（gāo）CO。这由图2中的虚线所示。

正确的调谐在图（tú）2中显示为（wéi）实（shí）线。它保持在操作信封内（nèi），并且接（jiē）近具有（yǒu）合理安全余量的（de））的多余空（kōng）气。该（gāi）安（ān）全裕度用于覆盖大气压力，湿（shī）度和滞（zhì）后的变（biàn）化（huà）。虽然这些附加因素（sù）中的每一（yī）个都可能（néng）影响（xiǎng）过量（liàng）的空气（qì），但（dàn）是它们的冲击力通常远低于空气（qì）温（wēn）度。

空气密度的变化导致典（diǎn）型的锅炉燃烧（shāo）器（qì）系（xì）统的燃（rán）油比具有（yǒu）波动（dòng）的燃油比。燃烧空气（qì）风扇是恒定（dìng）体积（jī）的装置，并且将（jiāng）始终为燃烧器提供恒定（dìng）体积的空气。随着空气温度的变化，空气密度发生变化，并且会改变实际的空气磅数或（huò）提供给（gěi）燃烧器的质（zhì）量流量。这是一个众所周知的（de）问题，服务技术人员通过简（jiǎn）单地增加多余的（de）空气来补偿这些变（biàn）化，以确保有足够的空气来始终燃烧燃料。如果（guǒ）没有足够的空（kōng）气（qì）进行完（wán）全燃烧，则会（huì）有高（gāo）水平（píng）的CO，烟雾和/或未燃烧的燃料。

过度空气的这种正常（cháng）变化使得难以保持效（xiào）率。如果多余的空气高（gāo）于（yú）所需（xū）的空气，则由（yóu）于多余的空（kōng）气被加热（rè）到堆（duī）温（wēn）度而且能（néng）量损失到环（huán）境中，所以热量就会消失。空气温度（dù）是影响燃烧器多余空气变化的因素。在典型的锅炉（lú）房中，正（zhèng）常的季节变化约为60至80°F，但（dàn）是在（zài）管道空（kōng）气或外部（bù）设施中可能要（yào）大得（dé）多。燃烧空气温度从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（guò）多只有（yǒu）3.4％的变化。影响密度（dù）的其他变化（huà），如（rú）湿度，影响较小。燃油特（tè）性（xìng）由压力（lì）调节器控制，对HHV的限（xiàn）制，并（bìng）在地（dì）下运行（háng）煤气管线保持恒温（wēn）。这使（shǐ）得燃烧空气（qì）温度的变化是燃烧器过量空气（qì）水平变（biàn）化（huà）中的变（biàn）量。

上述定（dìng）义的问题不是一个新的问题，许（xǔ）多人（rén）已（yǐ）经努力寻找解决方案，以恢复失效（xiào），并防止与（yǔ）高低空气运行有关的问题。常见（jiàn）的解决（jué）方（fāng）案是（shì）氧气修整（zhěng）系统（tǒng），已经存在（zài）了几十年。这种产品从1970年代（dài）的石油禁运中（zhōng）获得普及，但由（yóu）于成本和维护成本（běn）高（gāo）而失去了（le）信誉。它们与（yǔ）并行定位（wèi）控制相（xiàng）结合，因为它们可以集成到并行定位控制系统中，从（cóng）而（ér）消除了（le）麻烦的执行器组件。了（le）解（jiě）新技（jì）术如何（hé）根据（jù）空气密（mì）度（dù）的变化来（lái）控制多余的空气。

氧（yǎng）气（qì）修整系统使用传感器来测量（liàng）烟气中（zhōng）的过量氧气，并且将改变燃料或空气流量以校正（zhèng）该水平以匹（pǐ）配预设水（shuǐ）平（píng）。设置通（tōng）常包括（kuò）设定点（用于不同的燃（rán）烧（shāo）速（sù）率和燃（rán）料）和提供已知量的校正的致动器值的（de）组合。如前所述，氧气修剪系统做得很好，但是有限（xiàn）制（zhì）：

这些系统相对昂（áng）贵，特别是当包括并行定位系（xì）统的成本（běn）和需要（yào）额外的启动（dòng）时（shí）间（jiān）时。

这些（xiē）系统必须是现场安装的，这（zhè）使（shǐ）得（dé）启动成本更高，更复（fù）杂。

由于允（yǔn）许烟气通过锅炉，传感器和（hé）致动器系统所需的时间，系统的（de）响（xiǎng）应延迟。在较低的燃（rán）烧速率下，这可能（néng）非常长，并且通过调节锅炉，在燃（rán）烧速率变化之（zhī）前，该装（zhuāng）置可（kě）能（néng）没有（yǒu）时间来校正多余的空气（qì）。

维护成本很高，部（bù）分原因是氧（yǎng）气（qì）池寿命短（处于肮脏的环境（jìng）中），需要进行复（fù）杂的重新调（diào）试。

迟滞，特别是迟滞变化，可能导致单位过冲（chōng），导致结（jié）果（guǒ）比没有控制，特别是在（zài）较低的速率下。由于（yú）这（zhè）个原因和系（xì）统响应缓慢（烟气通过（guò）锅炉（lú）的时间），许多系统根（gēn）本就不试图（tú）以低速率进行控（kòng）制。

成本和（hé）复杂性限（xiàn）制了可以使用（yòng）氧（yǎng）气修剪系统的应用，但它确实提（tí）供了一（yī）种校正多余（yú）空气（qì）的替代方法。在（zài）积极的一面，氧气修整系统将校正（zhèng）可能影（yǐng）响多余空气（qì）水平的所有条件，包括燃料性（xìng）质和燃料供应的变化。在大型基（jī）础锅炉中，氧气（qì）修整系统将（jiāng）提供非（fēi）常好的控制和燃料节省。新的（de）控制（zhì）解决方案

有一（yī）个（gè）新的控（kòng）制系（xì）统使用不同的方（fāng）法（fǎ）来解决这个问（wèn）题，并且（qiě）专门设计（jì）成非（fēi）常简单的应用，同时消除了（le）复杂的设置和维护（hù）问题。它与烟气不接触，这（zhè）些（xiē）烟（yān）气是热（rè）的，脏的和湿的。它使权（quán）衡（héng）不（bú）能以更低（dī）的成本（běn）和简单性（xìng）对所有（yǒu）变量（liàng）进行更正。

这种新的控制系统（tǒng）是空气密度（dù）调节（jiē）系统。它考虑到燃烧空气温（wēn）度的变（biàn）化，并且响应于该温（wēn）度变化来控制过量的空（kōng）气（qì）。这个概念是为了大大简化控制系（xì）统，降低成本。客户（hù）可以通过少量（liàng）成本获得大部分节省成（chéng）本，并且不会出现氧气修（xiū）整系统的维护和设（shè）置问题。空（kōng）气密度（dù）调节系统使用变频驱动（VFD）来（lái）改变（biàn）风扇速度以校正空气流量并（bìng）保持恒定的（de）过量空气速（sù）率。因为这个系统没有特定的站点设置，所（suǒ）以控制和VFD可以在工（gōng）厂进行编程和设置。控制利（lì）用（yòng）已知的（de）关系以（yǐ）非（fēi）常简单的方式进行这种校正。已知的关系是（shì）：

空气密度将（jiāng）根（gēn）据（jù）“理想气体法”定义（yì）的空气温度直接相关（guān）。换句话说，如（rú）果（guǒ）空（kōng）气（qì）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（shì）密度降低7.2％。

风扇是一个恒定的音量（liàng）设备（Fan Laws）。在（zài）上述示例中，如果（guǒ）初始风扇体积为100CFM，则在100°F时的流量也将为100CFM。然而（ér），质（zhì）量传递将（jiāng）从7.65磅变为7.1磅，质量流量减少（shǎo）7.2％。

风扇（shàn）产生（shēng）的音量与风扇的（de）速度直（zhí）接相关（Fan Laws）。如（rú）果风扇在50°F下以（yǐ）3000 RPM运行，然后将速度提（tí）高（gāo）到3216 RPM（增加7.2％），空（kōng）气体（tǐ）积将增加到107.2 CFM，新的质（zhì）量流量将为7.65 lb。与原始操作相同的质量流量，我（wǒ）们可（kě）以看到，这已经对空（kōng）气温度的变化进（jìn）行（háng）了的校正。

这些关系以提供空气温度和风扇速度之间的“固定”关系的方式内置在空气密度调节系统中，使得始（shǐ）终提供恒定的质（zhì）量流（liú）。来自（zì）空气（qì）密度（dù）调节系统的燃料（liào）节（jiē）省将类似于氧气（qì）修剪系统。燃料节约来（lái）自减少过（guò）量空气，额（é）外的空气会增加干燥气体和水分的（de）损（sǔn）失。过量空气中的水分也（yě）有（yǒu）一些能量（liàng）损失，但这通常是非常（cháng）少量的（de）。

过量空（kōng）气也会（huì）影响锅炉（lú）的堆温度，其中过量空气越（yuè）高，堆温度越高。主要原因是更高的过（guò）量空气水平（píng）降低了火焰（yàn）温度，从而（ér）减少（shǎo）了炉中的热传递（dì）并增加（jiā）了堆温度。虽然一些热损失从对流通（tōng）道中的较高质量（liàng）流量（liàng）中（zhōng）恢复，但总（zǒng）体（tǐ）上传热损失。过剩空气和堆垛温（wēn）度之间没有确切（qiē）的关系，但是具（jù）有相对较（jiào）大量的传（chuán）热表面的（de）单元（燃（rán）烧器锅炉通常具有每平方（fāng）米HP 5平（píng）方呎）将（jiāng）具（jù）有小的变化，而其（qí）它的堆积温度变化较大。改善过剩（shèng）空气水平将具有更低的堆（duī）叠温度的附加效率增益（yì）。

图4显示了使用空气密（mì）度调节系统的估计节（jiē）省燃料。在（zài）正常燃烧空气温度为120°F时，具有或不具（jù）有空气（qì）密度（dù）调节系统的单元之间没有差异。燃烧式风（fēng）扇将以全RPM运（yùn）行（háng），以提（tí）供足够的空（kōng）气来支持燃（rán）烧。随（suí）着空气温度下降，空气密度调节系统（tǒng）将减（jiǎn）慢风扇的（de）速（sù）度，以保持恒（héng）定（dìng）的过量空气（qì），随着温度的持续（xù）下降，可（kě）以节省更多的空间。温度变化越大，节（jiē）约量就越大。堆（duī）温（wēn）度是燃料节约的另一个变（biàn）量（liàng），其（qí）中（zhōng）堆温（wēn）度越高，节约越多（duō）。

此外，VFD将提供（gòng）电力节（jiē）省，这（zhè）对于这（zhè）种类型的（de）控制有充（chōng）分的记录。图5显示了与正常单位相比如何（hé）节省电力的一个实例。再（zài）次，在编程的高温下，风扇将处于（yú）速度（dù），在具有或（huò）不具有空气密度调节系统的单元之间将没有差异（yì）。随着空气温（wēn）度下降，空气密度调节系统将降低（dī）风扇转速，从而减（jiǎn）少电气（qì）使（shǐ）用。在正常的燃烧器中，随着空气温度（dù）的下降，电气使用将增加（jiā），因为（wéi）较高的空气密度需要更多的（de）电动机HP。风扇速度的小幅度降（jiàng）低将导致大量的电力节（jiē）省（shěng），因为使用的（de）能量（liàng）是以（yǐ）风扇转速为第三功率（lǜ）。

空气密（mì）度调（diào）节系统还提（tí）供了一些其他优点。通过使用VFD提供的软（ruǎn）启动允许（xǔ）电机在几秒钟（zhōng）内（nèi）升（shēng）高到全速，大大降低启动时的浪（làng）涌（yǒng）电流。软启动减少了电机的积聚，可以（yǐ）减少客户（hù）的（de）需求，并（bìng）增加电（diàn）机的（de）使用寿命。电机运（yùn）行速度较慢也可降低燃烧器的（de）噪音（yīn）水平。大部分燃烧器的噪音，就像电能一样（yàng）来（lái）自风扇。以较（jiào）慢的速度操作风扇降低了噪音水平。结论

空（kōng）气（qì）密度（dù）修补提供与氧气（qì）修剪系统（tǒng）相似（sì）的燃料节省成本（běn），同时消除复（fù）杂的设置（zhì）和维护问（wèn）题。空气密度调（diào）节系统调节燃烧器风（fēng）扇速度（dù），以允（yǔn）许由于改变燃烧（shāo）空气温度而改变空气（qì）密度。通过不断监（jiān）测燃烧空气温度并（bìng）相应调节风扇（shàn）速（sù）度，空气密度调节系统可节省燃料，节省电（diàn）力，提高锅炉（lú）效率。