燃烧器（qì）有（yǒu）效（xiào）燃烧是所有（yǒu）能源（yuán）用户的目标。不仅（jǐn）高效燃烧（shāo）节省资金，而（ér）且还可以防（fáng）止有害排放的产（chǎn）生，并可以（yǐ）减少服务（wù）电话，设（shè）备关（guān）机和不舒服（fú）的客户。燃烧（shāo）器控（kòng）制系统（tǒng）中问（wèn）题是商业（yè）和（hé）小型（xíng）工（gōng）业用户没有良好（hǎo）的燃烧控（kòng）制系统（燃油比控制（zhì））。虽然有氧气修整（zhěng）系统（tǒng），它们昂贵（guì）和复杂，并（bìng）且由（yóu）于（yú）维护（hù）成本高而经（jīng）常关（guān）闭。

燃烧控制系统控（kòng）制燃烧器的燃（rán）料 - 空气比。燃料空（kōng）气比（bǐ）通（tōng）常以过量空气（％）或（huò）过量氧（％）来定义（yì）。这些术语都是相互（hù）关联（lián）的，读数（shù）可以从（cóng）一个（gè）转换到另一个。烟气分析仪读取％氧气，但这与过量空气不（bú）成比例关系，这（zhè）就是为什么使（shǐ）用这（zhè）几个术语。

主要问（wèn）题是燃料 - 空气比或过量空（kōng）气随着燃烧器（qì）的正常运（yùn）行而改变。这是因为（wéi）燃烧器（qì）燃烧空气风扇输送恒定体积的（de）空气，但随着空（kōng）气温度的变化，空气密度也发（fā）生变化（huà），导致空气（qì）质量流量不（bú）同。例如，当空（kōng）气温度（dù）为40°F时（shí），如果燃（rán）烧器在早上20％的空气中运行（háng），则当空气温度升（shēng）高至85°F时，过多（duō）的空气将在下午降（jiàng）至11％（所有其他（tā）因素都（dōu）相同）。季节性变化会产（chǎn）生更大的温（wēn）度波动，并且经（jīng）常需要季节（jiē）性调整，以（yǐ）防止燃烧（shāo）器（qì）出现其（qí）他问题（tí）。当（dāng）温度较高时（shí），可能会发生吸烟和高CO，当（dāng）温（wēn）度过（guò）低时会发生隆隆和高CO。

为了更好地（dì）了解空气温度在燃烧器运行中的主要作用，请考虑（lǜ）确（què）定燃烧器（qì）多余空气等级的（de）过（guò）程。燃（rán）烧器（qì）设置的（de）首先是定义（yì）操作范围。信封是定义（yì）燃（rán）烧器操作条件（jiàn）的“Box”。盒（hé）子的两侧由（yóu）燃烧器操作的和过量空气量（或氧气）定（dìng）义。通常，较低的过量空气水平（píng）导致（zhì）吸烟，高CO和最终未燃燃料。在过（guò）剩空气水（shuǐ）平下，极限（xiàn）由隆隆，不（bú）稳（wěn）定（dìng）和过多空气中的高CO定义。另外（wài）两侧（cè）由和燃（rán）烧空（kōng）气温度定义。通过这个操作信封，技术（shù）人员可以（yǐ）确（què）定（dìng）如何（hé）设置燃烧（shāo）器。

图表I显示（shì）了典型的（de）操（cāo）作信封。燃气燃烧（shāo）器可（kě）以从2.5％O2（12％过（guò）量空（kōng）气（qì））至（zhì）约6％O2（36％过量空气）运行。空气温度在50至120°F之（zhī）间。斜线表示％O2如何随温度而（ér）变（biàn）化。例如（rú），当燃烧空气（qì）温度为120°F时，如果（guǒ）燃烧器的O2设置为4.5％，则当燃烧空气温度降（jiàng）至50°F时，O2将为约6.5％，这在“盒子“，并且燃（rán）烧器可（kě）能会由于（yú）过高的空气水平而开始隆隆或具有高（gāo）CO。这由图2中（zhōng）的虚线（xiàn）所示。

正确（què）的调谐在图2中显示为实（shí）线。它保持（chí）在操（cāo）作信封（fēng）内，并且（qiě）接近具有合理安全余量（liàng）的有效的多余空气。该安全裕度用于覆盖（gài）大（dà）气压力，湿（shī）度和滞后的变化。虽然这些附加因（yīn）素中（zhōng）的（de）每一个都可能影响过量（liàng）的空气，但是它们的冲击力通常远低于空气温（wēn）度。

空气密度（dù）的（de）变化导致典型的锅炉燃（rán）烧器系统的燃（rán）油比具有波动（dòng）的燃（rán）油比。燃烧空气风扇是恒定体（tǐ）积（jī）的装置，并（bìng）且（qiě）将始（shǐ）终为燃（rán）烧器提（tí）供恒定体积（jī）的空（kōng）气。随着空（kōng）气温度的（de）变（biàn）化，空气（qì）密（mì）度发生变化（huà），并且会改变实际（jì）的空气磅（páng）数或提供给燃烧器（qì）的质量流量。这是一个众所周知（zhī）的问题，服务技（jì）术（shù）人员通过简单地增加（jiā）多余的空气来补偿这些变化，以确（què）保有足够的空气来始终（zhōng）燃烧燃料。如果（guǒ）没有足够的空气进行完全燃烧，则会有高水平的CO，烟（yān）雾和/或未（wèi）燃烧的燃料（liào）。

过度（dù）空（kōng）气的（de）这种正常变化（huà）使得难以（yǐ）保持高效率（lǜ）。如（rú）果多余（yú）的空气高于所需的空气，则由于多（duō）余的空气被加热到（dào）堆温度而且（qiě）能量损失到环（huán）境中，所（suǒ）以热量（liàng）就会消失。空气温度是影响燃烧器多余（yú）空（kōng）气变（biàn）化的因素。在典（diǎn）型的锅炉房中，正常（cháng）的季节变化约为60至80°F，但是在管道空气或外部设（shè）施中可能要（yào）大得多。燃烧空气温度从120°F到40°F的变化将（jiāng）导致大约16％的过（guò）量空气变化。大（dà）气压力从30“改（gǎi）为29”，空气（qì）过（guò）多只有3.4％的变化。影响密度的（de）其他变化，如湿度（dù），影响较小（xiǎo）。燃油（yóu）特性（xìng）由压力调节器控制，对HHV的限制（zhì），并在地下运（yùn）行（háng）煤气管线保（bǎo）持恒温（wēn）。这（zhè）使得燃烧（shāo）空气温度的变化是燃烧器（qì）过量空气（qì）水平变（biàn）化中（zhōng）的变量。

上述定（dìng）义的问题不（bú）是一个新的问（wèn）题，许多人（rén）已（yǐ）经努力寻找解（jiě）决方案，以恢复失效，并防止与高低空气（qì）运行有（yǒu）关的问题。最常（cháng）见的解决方案是氧气修（xiū）整系统，已经（jīng）存在（zài）了几十年。这种产品从1970年代（dài）的石油禁（jìn）运中获得普及，但（dàn）由（yóu）于（yú）成本和（hé）维（wéi）护成本高而失去了信誉。最近，它（tā）们（men）与（yǔ）并行定位控制相结合（hé），因为它们可（kě）以集成到并行定位控制系统中，从而消（xiāo）除（chú）了（le）麻烦的执行器组件。了解新技术如何根（gēn）据空气（qì）密度的（de）变化来控制多（duō）余的空气。

氧气修整系统使（shǐ）用（yòng）传感（gǎn）器来（lái）测量烟气中（zhōng）的过量氧气，并（bìng）且将改变燃料或空（kōng）气流（liú）量以（yǐ）校正该（gāi）水平以（yǐ）匹配预设水平。设（shè）置（zhì）通常包括设定点（用于不同（tóng）的燃（rán）烧速率和燃料）和提供已（yǐ）知量的校正的致动器（qì）值的组合。如前所述（shù），氧气修剪（jiǎn）系（xì）统（tǒng）做得很好，但（dàn）是（shì）有限制：

这（zhè）些系统相对（duì）昂贵，特别（bié）是当包括并（bìng）行定位系统的成本和需要额外（wài）的启动时间时（shí）。

这些（xiē）系统必（bì）须是现场安装的，这使（shǐ）得启动成本更高（gāo），更复杂（zá）。

由于允许烟气通过锅（guō）炉，传感器（qì）和致动器系统所（suǒ）需的时间，系（xì）统的响应延迟。在较（jiào）低的燃烧速（sù）率下，这可（kě）能非常长，并且通过调节锅炉（lú），在（zài）燃烧速率变化之前，该装置可能没（méi）有时间来（lái）校正（zhèng）多（duō）余的空气（qì）。

维护成（chéng）本很高，部分原因是氧气池寿命短（处于肮（āng）脏的（de）环（huán）境（jìng）中），需要进行复（fù）杂（zá）的重新调试。

迟（chí）滞，特别（bié）是迟滞变化，可能导致单位过冲，导致（zhì）结果比没有控制，特别是在较低（dī）的速（sù）率下。由（yóu）于这个原因和系统响应缓慢（烟气通过锅炉的时间），许多（duō）系（xì）统根本就不试图（tú）以低速率进行控制。

成（chéng）本和复杂性限制（zhì）了可以使用氧气修剪系统的应用（yòng），但（dàn）它确（què）实提供了一种校正多余空气的替代方法。在（zài）积极的一面，氧（yǎng）气修整系统将校正可（kě）能（néng）影响多余（yú）空气水平（píng）的所有条件，包括燃料性（xìng）质和燃料供应的变化（huà）。在大型基础（chǔ）锅（guō）炉中，氧气修整系统将（jiāng）提（tí）供非常好的控（kòng）制和燃料（liào）节（jiē）省。新（xīn）的控制解（jiě）决方案

有一个新（xīn）的（de）控制（zhì）系统使用不同的方法来解决这个问题，并且专门设计成非常简单的应用，同（tóng）时（shí）消除了复杂的设置和维护问题。它与烟气不接触，这些烟气是热的，脏的和湿的。它使权衡不能以更低的成本和简单性对所有（yǒu）变量进行更正。

这种新的控（kòng）制系统是空气密度调节系统。它（tā）考（kǎo）虑到燃烧（shāo）空气温度的变化，并且响（xiǎng）应（yīng）于（yú）该温度（dù）变化来控制过量的空气。这个概念是为了（le）大大简化控制系统（tǒng），降低成本（běn）。客户可以通（tōng）过（guò）少量成本（běn）获得大部（bù）分节省成本（běn），并（bìng）且不会出现氧气修整系统的维护和设置问（wèn）题。空气密度调节系统使用变频驱动（dòng）（VFD）来改变风（fēng）扇速度以（yǐ）校正（zhèng）空气（qì）流量并保持（chí）恒定的（de）过量空气速率。因为这个（gè）系统没有特（tè）定的站点设置，所以控制和VFD可以在工（gōng）厂进行（háng）编（biān）程和设置。控制利（lì）用已知的关系以（yǐ）非常简单的方式进行这种校正。已（yǐ）知的关系（xì）是：

空气密度将（jiāng）根据“理想气体法”定义的空气温度直接相关。换句话说，如（rú）果（guǒ）空气温度（dù）从60°F升高到100°F，则空气密度将从（cóng）0.0765lb / cf降至0.071lb / cf，这是密度降低7.2％。

风扇是一个恒定的音量设备（Fan Laws）。在上述示例中（zhōng），如果初（chū）始风扇体积为（wéi）100CFM，则在100°F时的流量也（yě）将为100CFM。然而，质量（liàng）传递将从7.65磅变为7.1磅，质量流量减少7.2％。

风扇产生的音（yīn）量与风扇（shàn）的速（sù）度直接相关（Fan Laws）。如果风扇在（zài）50°F下以3000 RPM运（yùn）行（háng），然后将速（sù）度提高（gāo）到3216 RPM（增加7.2％），空气体积将增加到（dào）107.2 CFM，新（xīn）的质（zhì）量流量将为7.65 lb。与原始操作相同的质（zhì）量流量，我（wǒ）们可（kě）以看（kàn）到，这已经（jīng）对空气温（wēn）度的变（biàn）化进行了准确的校正。

这些（xiē）关系以提（tí）供空气温度和风（fēng）扇速度（dù）之间的“固定（dìng）”关系（xì）的方（fāng）式内置在空气密度调节系统中，使（shǐ）得始终提供恒定（dìng）的质量流。来（lái）自空气密度调节系（xì）统的燃料节省将类（lèi）似（sì）于氧气修剪（jiǎn）系统。燃料节约来（lái）自减少过量空气，额外的空气会增（zēng）加干（gàn）燥气体和水分的（de）损失。过（guò）量空气（qì）中的水分也有一些能量损（sǔn）失，但这通常是非常少量的（de）。

过（guò）量空（kōng）气也会影（yǐng）响锅炉的堆温度，其中（zhōng）过量空气越高，堆温度越高。主要（yào）原因是更高的过量空气水平（píng）降（jiàng）低了（le）火焰温（wēn）度，从而减少了炉中的热传递并增加了堆温（wēn）度。虽然一（yī）些热损失（shī）从对流通（tōng）道中的（de）较（jiào）高质量（liàng）流（liú）量中恢复，但总体上传热（rè）损失。过剩空（kōng）气（qì）和堆垛温度（dù）之间没（méi）有（yǒu）确切的关（guān）系，但是具（jù）有（yǒu）相对较大量的传热表面（miàn）的单元（燃烧（shāo）器锅炉通常具有每平（píng）方（fāng）米（mǐ）HP 5平（píng）方呎）将具有小的（de）变化，而其它的堆积温度变化较（jiào）大。改善过剩空气水（shuǐ）平（píng）将具有更低（dī）的（de）堆叠（dié）温度的附加效率增益。

图4显示了使用空气密度调节系统的估计节省（shěng）燃（rán）料。在正常燃（rán）烧空气温度为120°F时，具有或不（bú）具有空气密度调节系统的单元之间没有差异。燃烧式风扇将（jiāng）以全RPM运行（háng），以（yǐ）提供足够（gòu）的（de）空气来支持（chí）燃烧。随（suí）着空气温（wēn）度下（xià）降，空气密度调（diào）节系统将减慢风扇的速度，以保持恒（héng）定的过（guò）量空（kōng）气，随（suí）着温度（dù）的（de）持续下降，可以节省更（gèng）多的空间。温度变化越（yuè）大，节约量就越大。堆温（wēn）度是燃料节约（yuē）的另一个变量，其中堆温度（dù）越高，节约越多。

此外，VFD将提供（gòng）电力节（jiē）省，这对于这种（zhǒng）类型的（de）控制有充分的（de）记录。图（tú）5显示了与（yǔ）正常单位相（xiàng）比（bǐ）如（rú）何（hé）节省电力的（de）一（yī）个（gè）实例。再次，在编程的高温下，风（fēng）扇将处于速（sù）度，在（zài）具有或不具（jù）有空气密度调节（jiē）系统的单元之间将（jiāng）没有差异。随着（zhe）空气（qì）温度下（xià）降，空气密度（dù）调（diào）节系统将降低风扇转速，从而减少电气使用（yòng）。在正常的燃烧器中，随着空（kōng）气温度的（de）下降，电气使用将增加，因为较高的空气密度（dù）需要更多的电动机HP。风扇速度（dù）的小幅度（dù）降低将导致大（dà）量的电（diàn）力节省，因为（wéi）使用的（de）能量是以风扇转（zhuǎn）速为第三功率。

空气密度（dù）调节系统还提供了一些其他优（yōu）点。通（tōng）过使用VFD提供的软启（qǐ）动允许电机在几秒钟内升高到全速（sù），大大降（jiàng）低启动时的浪涌电流（liú）。软启（qǐ）动减少了电机的（de）积聚，可以减（jiǎn）少客（kè）户的需求，并（bìng）增加电机的使用寿（shòu）命。电机运行速度较（jiào）慢也可（kě）降（jiàng）低燃烧器的噪音水平。大部分燃烧器的（de）噪音（yīn），就像（xiàng）电能（néng）一样来自风扇。以较慢的速度操作风扇降低了噪（zào）音水平。结（jié）论

空气密度（dù）修补提（tí）供与氧（yǎng）气修（xiū）剪系统相似的燃料节（jiē）省成本，同（tóng）时（shí）消除复杂的设置（zhì）和维护问（wèn）题。空气（qì）密度调节系统调（diào）节（jiē）燃烧器（qì）风扇速度，以允（yǔn）许由于改变燃烧空气温（wēn）度而改变空气密度。通过不断监测燃烧空气温度并相应（yīng）调节风扇速度，空气密（mì）度调节系（xì）统可节省（shěng）燃料，节省电（diàn）力，提高锅炉效（xiào）率。