有效燃（rán）烧是所有能（néng）源用户的目标。燃（rán）烧器点火器（qì）不仅高效燃烧节省（shěng）资金，而且还可以防（fáng）止有害（hài）排放的（de）产生，并可以（yǐ）减少服务电话，设备（bèi）关（guān）机和（hé）不舒服的客户。问题是商业和小型工业用户没（méi）有良好的燃（rán）烧器（qì）控制系统（燃油比（bǐ）控制）。虽然（rán）有（yǒu）氧气修整系统（tǒng），它们昂贵和复（fù）杂，并且由于（yú）维（wéi）护成本高而（ér）经常关闭。

燃烧控（kòng）制系统（tǒng）控制燃烧（shāo）器的燃料 - 空（kōng）气比。燃料空气（qì）比通常以过量空气（qì）（％）或过量氧（％）来定义。这些术语都是相（xiàng）互关联的，读（dú）数可以从一个转（zhuǎn）换到另一个。烟气分析（xī）仪读取％氧气，但（dàn）这与过（guò）量空（kōng）气不成比例关系（xì），这就（jiù）是为什么（me）使用这几（jǐ）个术（shù）语。

主要问题是燃（rán）料 - 空气比（bǐ）或（huò）过量空气随着燃烧器的正常运行而改变。这是因（yīn）为燃烧器燃烧（shāo）空气风扇输送恒定体（tǐ）积的空气，但随着空气温度的（de）变化（huà），空气密度也发生变化（huà），导（dǎo）致空气质量流量不同。例如，当空气温度为40°F时，如果燃烧器在早（zǎo）上20％的空气中运（yùn）行，则当（dāng）空气温度升高至85°F时，过多的空（kōng）气将在（zài）下午降至11％（所有其他因素都相同）。季节性变化（huà）会产生更大的温度波动，并且经（jīng）常需要季节性调（diào）整，以防止燃烧（shāo）器（qì）出现其他问（wèn）题。当温（wēn）度较高时（shí），可能会发生（shēng）吸烟和高（gāo）CO，当温度（dù）过低（dī）时会发生（shēng）隆隆和高CO。

为了更（gèng）好地了解（jiě）空气温度在燃（rán）烧器运行中（zhōng）的主（zhǔ）要（yào）作用，请考（kǎo）虑确（què）定燃烧器（qì）多余空气等级的过（guò）程。燃烧器设（shè）置的一步是定义操作范围。信封是定义燃烧器操作（zuò）条件的“Box”。盒子的两侧（cè）由燃（rán）烧器操作的（de）小（xiǎo）和过量空气量（或氧（yǎng）气）定义。通常，较低（dī）的过（guò）量空（kōng）气水平（píng）导致（zhì）吸烟，高CO和终未（wèi）燃（rán）燃（rán）料（liào）。在过剩空气（qì）水平下，极限由隆隆，不（bú）稳定和过多空气中（zhōng）的高CO定义（yì）。另外两侧由和燃烧空气（qì）温度定（dìng）义。通过这个操作信封，技术（shù）人员可以确定如（rú）何设置燃（rán）烧器（qì）。

图表I显示（shì）了典（diǎn）型的操作信封。燃（rán）气燃烧器可（kě）以从2.5％O2（12％过量空气（qì））至约6％O2（36％过量空气）运行（háng）。空气温度（dù）在50至120°F之间。斜线表示％O2如何随温度而变化（huà）。例如，当燃烧空气温（wēn）度为（wéi）120°F时，如果燃烧器的O2设置为4.5％，则（zé）当燃烧空气温度（dù）降至50°F时（shí），O2将为约6.5％，这在“盒子“，并且燃烧器可能会由于（yú）过（guò）高的空气水平（píng）而开始隆隆或（huò）具（jù）有高（gāo）CO。这由图2中的虚线所示。

正确的调谐在（zài）图2中显示为实线。它保（bǎo）持在（zài）操作信封内，并且接近具有合理安全余量的（de））的多余空气。该安（ān）全裕度用于覆（fù）盖大气压（yā）力，湿（shī）度和滞后的变化。虽然这些附（fù）加因素（sù）中（zhōng）的每一（yī）个都（dōu）可能影（yǐng）响（xiǎng）过量的空（kōng）气，但（dàn）是它们的冲击力通常（cháng）远（yuǎn）低（dī）于（yú）空（kōng）气温度。

空气密度的（de）变化导致典型（xíng）的（de）锅炉燃烧（shāo）器系统的燃油比（bǐ）具有波动的燃油比。燃烧空气风扇是恒定体积的装置，并且将始终为燃（rán）烧器提（tí）供恒定体积的（de）空气。随着空气温度的变化，空气（qì）密度发生变化，并（bìng）且会（huì）改变实际的空气磅数或（huò）提供给燃烧器的质（zhì）量流量。这是一个众所周知的问题，服务（wù）技术人员通过简（jiǎn）单（dān）地增加多余的空气（qì）来补偿这些变化，以确保有足（zú）够（gòu）的空气（qì）来始终燃烧燃料。如果没有（yǒu）足够的空气进（jìn）行完全燃烧，则会有高水平的CO，烟雾（wù）和/或未燃烧的（de）燃（rán）料。

过度空（kōng）气的这（zhè）种（zhǒng）正常变化使得难（nán）以保持效率（lǜ）。如（rú）果（guǒ）多余的空（kōng）气高（gāo）于所需的空（kōng）气，则由于多余的空气被加（jiā）热到堆温度（dù）而且能（néng）量损失到环（huán）境（jìng）中，所（suǒ）以（yǐ）热量（liàng）就（jiù）会消失。空气（qì）温度是影响燃烧器多余（yú）空（kōng）气变化的因素。在典型的锅炉房中（zhōng），正常的季节变（biàn）化（huà）约为60至（zhì）80°F，但是在管道空气（qì）或外部设施（shī）中可（kě）能（néng）要大（dà）得多。燃烧空气温（wēn）度从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（cóng）30“改为（wéi）29”，空气过（guò）多只（zhī）有（yǒu）3.4％的变化。影响（xiǎng）密度的其他变（biàn）化，如湿度，影响较小。燃油特（tè）性由压力（lì）调（diào）节器（qì）控制，对（duì）HHV的限制，并（bìng）在地下运（yùn）行煤气管线保持恒温。这使得燃烧空（kōng）气温度的变化是燃烧器过（guò）量空气水平变化（huà）中的变量。

上述（shù）定义的（de）问（wèn）题不（bú）是一个（gè）新的问题，许多人已经努力寻（xún）找解（jiě）决方案（àn），以恢复失（shī）效，并防止（zhǐ）与（yǔ）高低空气（qì）运（yùn）行有关的问（wèn）题。常见的解决方案是氧气修整系（xì）统，已经存在（zài）了几（jǐ）十年。这种产品从（cóng）1970年代（dài）的石油禁运中获得普及（jí），但由于成本和维护成本高而（ér）失去了信誉。它们与并行定位控制相结合，因（yīn）为（wéi）它们（men）可以（yǐ）集（jí）成到（dào）并（bìng）行定位控制系统中，从而消除（chú）了麻烦的执行器组件。了（le）解（jiě）新技术如何根（gēn）据空气密度的变化来（lái）控制多余的空气。

氧气修（xiū）整系统（tǒng）使用传感器（qì）来测量烟气中的（de）过量氧气，并且将改变燃料或（huò）空气（qì）流量（liàng）以校正该水平以匹配（pèi）预设水（shuǐ）平。设置通常（cháng）包括设（shè）定点（用于不同的燃烧速率和燃料）和提供已知量的校正的（de）致动器值的（de）组合。如（rú）前所（suǒ）述，氧气修剪系统做得很好（hǎo），但是有限制：

这些系统相对昂贵，特别（bié）是当（dāng）包括（kuò）并行定位系统的成本和需（xū）要额外的启动时间（jiān）时。

这些系（xì）统必须是（shì）现场安装的，这使得启动成本更高，更复杂。

由于（yú）允许烟气通过锅炉（lú），传感（gǎn）器和致（zhì）动器系（xì）统所需的时间，系统的响（xiǎng）应延迟。在较低的燃烧速率下，这可能非常长，并且通过调节锅炉，在燃烧速（sù）率变化之前，该装（zhuāng）置可能没有时间来校正（zhèng）多余的空气。

维护成（chéng）本很高，部分原因是氧气（qì）池寿（shòu）命短（处（chù）于肮脏的环（huán）境中），需要进（jìn）行复杂的重新调（diào）试。

迟（chí）滞，特别是迟滞变化，可能导致单位（wèi）过冲，导致结果比没（méi）有控制，特别是在较低（dī）的速率下。由于这个（gè）原因和系统响应缓慢（烟（yān）气通（tōng）过锅炉的时间），许多系（xì）统根本就不试（shì）图以（yǐ）低速率（lǜ）进（jìn）行控制。

成本和复杂（zá）性限制了可以使用氧气修剪系统的应用，但它（tā）确实提供（gòng）了（le）一种（zhǒng）校正多余空气的替代方法（fǎ）。在积极的一（yī）面，氧气修（xiū）整（zhěng）系统将校（xiào）正可能影响多余空气水平（píng）的所有条件，包括燃料性（xìng）质和燃料供应的变化（huà）。在大（dà）型基础锅炉中，氧气修整系统将提供非常好的（de）控制和燃料节省。新的（de）控制解决方案

有一个新的（de）控制系（xì）统使用不（bú）同的方法来解决这个问题，并且专门设计成非常（cháng）简单的应（yīng）用，同时消除（chú）了复杂的设置和维护问题。它与烟气不（bú）接触，这些烟气是热的（de），脏的和湿的（de）。它使权衡（héng）不能以更低的（de）成（chéng）本和简单（dān）性对所有变量进行更正（zhèng）。

这（zhè）种（zhǒng）新的控制系统是空（kōng）气密度调节（jiē）系（xì）统。它考虑到（dào）燃烧空（kōng）气温（wēn）度的变化，并且响应于该温度变化来控（kòng）制（zhì）过量的空（kōng）气。这（zhè）个概念是（shì）为了（le）大大（dà）简化（huà）控制系统（tǒng），降低（dī）成本。客（kè）户可（kě）以通过少量成本获得（dé）大部分（fèn）节省成本，并且（qiě）不会出现氧气修整系统的维（wéi）护和设置问（wèn）题。空气密度调节系统使用变频驱动（VFD）来改（gǎi）变风扇速度以校正空气流量（liàng）并保持恒定的过量空（kōng）气速（sù）率。因为（wéi）这个（gè）系统没（méi）有特定的站点（diǎn）设置，所（suǒ）以控（kòng）制和VFD可以在工厂进行编程和设（shè）置。控制利用已知的关系（xì）以非常简单（dān）的方式进行这种校正（zhèng）。已（yǐ）知的关系（xì）是：

空气密（mì）度将根据“理想气（qì）体法（fǎ）”定义的（de）空气温度直接相关。换句话说，如果空气（qì）温（wēn）度从60°F升高到100°F，则空（kōng）气密度将（jiāng）从0.0765lb / cf降（jiàng）至（zhì）0.071lb / cf，这是密度降低7.2％。

风扇是一个恒定（dìng）的音量设备（bèi）（Fan Laws）。在上述示例中（zhōng），如果初（chū）始风（fēng）扇体积（jī）为100CFM，则在100°F时的流量也将为100CFM。然而，质量传递将从7.65磅变为7.1磅，质（zhì）量流量减（jiǎn）少7.2％。

风扇产生的音量与风扇的速度直接相关（Fan Laws）。如果风扇在50°F下（xià）以3000 RPM运行，然（rán）后将（jiāng）速度提（tí）高到（dào）3216 RPM（增加7.2％），空气体积将（jiāng）增加到107.2 CFM，新的质量（liàng）流量将为（wéi）7.65 lb。与原始操作（zuò）相同的质量流量，我（wǒ）们可以看（kàn）到，这（zhè）已经对空气温度的变化进行了的校正。

这些关（guān）系以提供空（kōng）气温度和风扇（shàn）速度（dù）之间的（de）“固定”关系的方式内置在空气密度调（diào）节系统中，使得始终提（tí）供恒定（dìng）的质量流。来自空气密度调（diào）节系统（tǒng）的燃料节省将类似于氧气修剪系统。燃料节约来自减（jiǎn）少过量空气，额外的空气会增加干燥气体和（hé）水分的（de）损失。过量（liàng）空气中（zhōng）的水分也有一些能量损失，但这（zhè）通常是非常少（shǎo）量的。

过量空（kōng）气也会影响锅炉的堆（duī）温度，其中（zhōng）过量空气越高，堆（duī）温度（dù）越高。主要原（yuán）因是更高的过（guò）量空气水平（píng）降低了火焰温度，从而减（jiǎn）少了炉（lú）中的热传递并增加了（le）堆温度。虽然一些热（rè）损失从对流通道中的较高质（zhì）量流量（liàng）中恢复（fù），但总体（tǐ）上传热损失。过（guò）剩（shèng）空（kōng）气和（hé）堆垛温度（dù）之间没有（yǒu）确切的关系，但是具有相对较大量的（de）传（chuán）热表面的单元（yuán）（燃（rán）烧器锅炉（lú）通常具（jù）有每平方米HP 5平方呎）将（jiāng）具有小（xiǎo）的变化，而其它的堆积温度变化较大（dà）。改善过剩空（kōng）气水（shuǐ）平将具有更低的堆（duī）叠温度的附加（jiā）效率（lǜ）增益。

图4显（xiǎn）示了（le）使用空气密度调节系统的估计节省燃料。在正（zhèng）常（cháng）燃（rán）烧（shāo）空气温度为120°F时，具有或不具有空气密度调节系（xì）统的单元之间没有差异。燃（rán）烧式风扇将（jiāng）以全RPM运行，以提供足够（gòu）的空气来支持燃烧。随着空气温度下降（jiàng），空气密度调节系统将减慢风扇（shàn）的速度，以保持（chí）恒定的过（guò）量（liàng）空（kōng）气，随着温度的持（chí）续下（xià）降，可以节省更（gèng）多（duō）的空（kōng）间。温度变化越（yuè）大，节约量就越大。堆温度是燃料节约的另一个变量，其（qí）中堆温度越高，节约越多（duō）。

此外（wài），VFD将提供电力节省（shěng），这对于这种（zhǒng）类型的（de）控制有充分的记（jì）录（lù）。图5显示（shì）了与正常单位相比如（rú）何节省电力的一个实例。再次，在编程（chéng）的（de）高温下，风扇将处于速度，在具有或不具有空气（qì）密度（dù）调节系统的单元（yuán）之（zhī）间将没（méi）有差异。随着空气温度下降（jiàng），空气密（mì）度调节系统将降低风扇转速，从（cóng）而减少（shǎo）电气使（shǐ）用。在正常的燃（rán）烧器中，随着空气温度的下降，电气（qì）使用将（jiāng）增（zēng）加（jiā），因为较高的（de）空气（qì）密（mì）度需要更多的电动机HP。风（fēng）扇速度（dù）的小幅（fú）度降低将导（dǎo）致大量的电力节省，因为使用（yòng）的能量是以（yǐ）风扇转（zhuǎn）速为第三功率。

空气密度调节系（xì）统（tǒng）还提供了（le）一些其（qí）他（tā）优点。通过（guò）使用VFD提供的软（ruǎn）启（qǐ）动允许电机在几秒钟内升高到全速，大大降低启动时的浪涌电流。软启动减（jiǎn）少了电（diàn）机的积聚（jù），可以减少客户的需（xū）求，并增加电机的使（shǐ）用寿命。电机运行速度较慢也可降低燃烧（shāo）器的（de）噪音（yīn）水平。大部分燃烧器的噪音，就像（xiàng）电（diàn）能一样来（lái）自（zì）风扇。以（yǐ）较慢（màn）的速度（dù）操作风扇降低了（le）噪音水平。结（jié）论

空气密度修补提供（gòng）与氧气修剪系统相似的（de）燃料（liào）节省成（chéng）本，同时消除（chú）复杂的设置和（hé）维护问题。空气密度调节系统调节（jiē）燃烧器（qì）风扇（shàn）速度，以允（yǔn）许由于改变燃烧空（kōng）气（qì）温度而（ér）改变空（kōng）气密（mì）度。通过不断监测燃烧（shāo）空气温度并（bìng）相应（yīng）调节风（fēng）扇速度，空（kōng）气密度调（diào）节系统可节省燃（rán）料，节省电力，提高锅（guō）炉效率。