燃烧器有效燃（rán）烧是所有能源用户的目标（biāo）。不（bú）仅高效燃烧节省（shěng）资金，而且还（hái）可以（yǐ）防止有（yǒu）害排放的产（chǎn）生，并可以减少服务电话，设备关机和不舒服（fú）的（de）客户。燃烧器控制系统中问题是商（shāng）业（yè）和小型工业用户没（méi）有良（liáng）好的（de）燃烧控制系统（燃油比控（kòng）制）。虽然有氧气修（xiū）整系统，它（tā）们昂贵和复杂（zá），并（bìng）且由于维护成本高而经（jīng）常关闭。

燃烧控制系统控制燃烧器（qì）的燃料 - 空气比。燃（rán）料空（kōng）气比通（tōng）常以过量（liàng）空气（％）或（huò）过量（liàng）氧（yǎng）（％）来定（dìng）义。这（zhè）些术语都是相（xiàng）互关联的，读数（shù）可以从一个转换到另（lìng）一个。烟气分析仪读取％氧气，但这与过（guò）量空气（qì）不成比例关系，这（zhè）就是为什么使用这几个术语（yǔ）。

主要问题是燃料（liào） - 空气比（bǐ）或过量空气（qì）随（suí）着燃（rán）烧器的正常运（yùn）行（háng）而改（gǎi）变。这是因为燃烧器燃烧空气风扇（shàn）输送恒定（dìng）体积的（de）空气，但随着空（kōng）气（qì）温（wēn）度的变化，空气密度也发生变化（huà），导（dǎo）致空（kōng）气质（zhì）量流（liú）量不同（tóng）。例如，当（dāng）空气温度为40°F时，如（rú）果（guǒ）燃烧器在早上（shàng）20％的空气（qì）中运行，则（zé）当空气温度升高至85°F时，过多的空气将在下（xià）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，并且经常需要季节性调整，以防止燃烧（shāo）器出（chū）现其他（tā）问题。当温度较高时，可（kě）能会发生吸烟和高CO，当（dāng）温（wēn）度过低时会发生隆隆和高CO。

为了（le）更好地了解空气温（wēn）度在（zài）燃（rán）烧器运行中的主要作（zuò）用，请考虑确定燃烧（shāo）器多（duō）余空（kōng）气等级的过程。燃（rán）烧器设置的首（shǒu）先是定义操作范围。信封是定义燃（rán）烧器操作条件的“Box”。盒子（zǐ）的两侧由燃烧器操作的和过量空气量（或（huò）氧（yǎng）气）定（dìng）义。通常，较低的过量空气水（shuǐ）平导致吸烟，高CO和最终未燃燃料。在过剩空气水平下，极限（xiàn）由隆隆，不稳定和（hé）过（guò）多空气中（zhōng）的高CO定义。另外两侧（cè）由和燃（rán）烧空气温（wēn）度定义。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I显示（shì）了典型的操作信封（fēng）。燃（rán）气燃烧器可（kě）以（yǐ）从2.5％O2（12％过量空气（qì））至约6％O2（36％过量空气）运行。空（kōng）气温度（dù）在50至120°F之间（jiān）。斜线表示％O2如何随（suí）温度（dù）而变化（huà）。例如，当燃烧（shāo）空气温（wēn）度为120°F时，如果燃烧器的O2设置为（wéi）4.5％，则当燃烧空气温度降至50°F时，O2将为约6.5％，这在“盒子“，并且燃烧器可能（néng）会由于过高的（de）空（kōng）气水平而开始隆隆或（huò）具有高CO。这（zhè）由图2中的（de）虚线所（suǒ）示（shì）。

正确的调谐在（zài）图2中显示为实（shí）线。它（tā）保持在操作信封（fēng）内，并且接近具有合理（lǐ）安全余量的有效（xiào）的多余空（kōng）气。该（gāi）安全裕度用（yòng）于覆盖（gài）大气压力，湿度和滞（zhì）后（hòu）的变化（huà）。虽然这些（xiē）附加因素（sù）中的每（měi）一个都可（kě）能影响过量的空（kōng）气，但（dàn）是它们的冲击力通常远低于空气温度（dù）。

空（kōng）气密（mì）度的（de）变（biàn）化导致典型的（de）锅炉燃烧器系统的燃油比具有（yǒu）波动（dòng）的燃油比。燃烧（shāo）空气风扇是恒定体积的装置，并（bìng）且将始终为燃（rán）烧（shāo）器（qì）提供恒（héng）定体积的空气。随着空气（qì）温度（dù）的变化，空气密度（dù）发生变化（huà），并且会改变实际的（de）空气磅数或提供给燃烧（shāo）器的质量流量。这是一个众所周知的（de）问题，服务技（jì）术人员通过简单地增加多（duō）余的空气来补偿（cháng）这些变化，以确（què）保有足够的（de）空（kōng）气来始终（zhōng）燃烧燃料。如果没有足够的空（kōng）气进行完全（quán）燃烧，则会有高水平的CO，烟雾和/或（huò）未燃烧的（de）燃料。

过度空气的这种正（zhèng）常变（biàn）化使得（dé）难以（yǐ）保持（chí）高效率。如果（guǒ）多（duō）余的空气高于所需的空气，则由于多（duō）余的空气被加热到堆温度而且能量损失到环境中，所以热量就（jiù）会消失。空气温度是（shì）影响（xiǎng）燃（rán）烧器多余（yú）空气变化的（de）因（yīn）素（sù）。在典（diǎn）型的锅炉房中，正常的季节变化约（yuē）为60至80°F，但（dàn）是在管道（dào）空气或外部设施中可能要大得多。燃烧空气温度从120°F到（dào）40°F的变（biàn）化将导致大约16％的过量空气变化。大气（qì）压力从30“改为29”，空气过多只有3.4％的变化。影（yǐng）响密度的其他变化，如湿度，影响较小（xiǎo）。燃（rán）油特性由（yóu）压力调（diào）节器控制（zhì），对HHV的（de）限制，并在地下运行煤气（qì）管（guǎn）线保持恒温。这使（shǐ）得（dé）燃烧空（kōng）气温度的（de）变化是燃烧器过量空气水平变化中（zhōng）的变量（liàng）。

上述定义的问题不是一个新的问题，许多人已（yǐ）经努力寻找解决方案，以（yǐ）恢（huī）复失效，并防止与（yǔ）高低空气运行有（yǒu）关（guān）的问题。最常见的解决方案是氧（yǎng）气修整系统，已经（jīng）存在了几十年。这种产品从1970年代（dài）的（de）石油禁运中获得（dé）普及（jí），但（dàn）由于成（chéng）本（běn）和维护成本高（gāo）而失去了信誉。最（zuì）近，它们与并行定位控（kòng）制相结合，因为它们可以集成到并行定位控制系统中，从（cóng）而（ér）消除（chú）了麻烦的执（zhí）行器组（zǔ）件。了解新技（jì）术如何根据空气密度的变（biàn）化来控（kòng）制多余的空气。

氧气修整（zhěng）系统使用传感器来测量烟气（qì）中的过量氧（yǎng）气（qì），并（bìng）且将（jiāng）改变燃料或空气流（liú）量以校正该（gāi）水平以匹（pǐ）配预设水平。设（shè）置（zhì）通常包括设定点（用（yòng）于不同的燃（rán）烧（shāo）速率和燃料）和提供已知量（liàng）的校正的致动器值的组合。如前所述（shù），氧气修剪系统（tǒng）做（zuò）得很好，但（dàn）是有限（xiàn）制：

这些系（xì）统（tǒng）相对（duì）昂贵，特别（bié）是当（dāng）包括并行（háng）定位（wèi）系统的（de）成（chéng）本和需要（yào）额外（wài）的（de）启动时间时。

这些系统必须是现场安装的，这使得启动成（chéng）本更高（gāo），更复杂。

由（yóu）于（yú）允（yǔn）许烟气通过锅炉，传感器和致（zhì）动（dòng）器系统所需的（de）时间，系（xì）统的响应延迟。在（zài）较低的燃烧速（sù）率下，这（zhè）可能非（fēi）常长，并且通（tōng）过（guò）调节锅炉（lú），在燃烧速率变化之（zhī）前（qián），该（gāi）装置（zhì）可能没（méi）有时间来校正多余的空气。

维护成本很高（gāo），部分原因是氧气池寿（shòu）命短（处于（yú）肮脏（zāng）的环境中），需要进行复杂（zá）的（de）重新调（diào）试（shì）。

迟滞，特别是（shì）迟滞变化，可能（néng）导致（zhì）单位（wèi）过（guò）冲，导（dǎo）致结果比（bǐ）没有（yǒu）控制（zhì），特别是在较低的速率下（xià）。由于这个原因和系统响应缓（huǎn）慢（烟气通过锅炉的时间），许多系（xì）统根本（běn）就不试图（tú）以低速率进行控制。

成本和复（fù）杂性限制了可以使用（yòng）氧气修剪系统的应用，但它（tā）确实提供了一种（zhǒng）校正多余空气的替代方法（fǎ）。在积极的（de）一面，氧气修整（zhěng）系统将（jiāng）校正（zhèng）可能（néng）影响多余空（kōng）气水平的所（suǒ）有条件，包括燃料性（xìng）质和燃料供应的（de）变（biàn）化。在大型基（jī）础锅炉（lú）中，氧气修整系（xì）统（tǒng）将（jiāng）提（tí）供（gòng）非常好的控制和燃料节省（shěng）。新（xīn）的（de）控制解决（jué）方案

有一个新的控制系（xì）统使用不同的方法来解（jiě）决这个问题，并且（qiě）专门设计成非常简单（dān）的应（yīng）用，同时消（xiāo）除了复杂的设置和维护问题（tí）。它与烟气不（bú）接触，这（zhè）些烟气是（shì）热的，脏的和湿的（de）。它（tā）使权（quán）衡（héng）不能以（yǐ）更低的成本和简单性对所有变量进行（háng）更正。

这种（zhǒng）新的控制系统是空气（qì）密度（dù）调（diào）节系统。它考虑（lǜ）到燃烧空气温（wēn）度的变化，并且响应于该温度变化来控制过（guò）量的空气。这（zhè）个概（gài）念是为（wéi）了大大简化控制系统，降低成本。客（kè）户可（kě）以（yǐ）通过少量成本获（huò）得（dé）大部（bù）分节（jiē）省（shěng）成本，并且不会（huì）出（chū）现氧（yǎng）气修整系统（tǒng）的维护和设置问题。空气密（mì）度调节系统使用变频驱动（VFD）来改变风扇速度以校正空（kōng）气流量（liàng）并（bìng）保持（chí）恒定的过量空气速率。因为（wéi）这个（gè）系统没有特定的站点设置，所以控（kòng）制和VFD可以（yǐ）在工厂进行编（biān）程和设（shè）置。控制利用已知的关系以非常简单的方式进行这种校（xiào）正。已知的关系是：

空气密度将根据“理想气体法”定义的空气温度直接（jiē）相关。换句话说，如果（guǒ）空气温（wēn）度（dù）从60°F升高到（dào）100°F，则空气密度将（jiāng）从0.0765lb / cf降至0.071lb / cf，这是密度（dù）降低（dī）7.2％。

风扇（shàn）是一（yī）个恒定的音量（liàng）设备（Fan Laws）。在上述示例中，如果初始风（fēng）扇体积（jī）为（wéi）100CFM，则在100°F时的流量也将为100CFM。然而，质量传（chuán）递（dì）将（jiāng）从7.65磅变（biàn）为（wéi）7.1磅（páng），质量流量减少7.2％。

风（fēng）扇产生的音量与（yǔ）风扇的速度直接相关（Fan Laws）。如果风扇在50°F下以（yǐ）3000 RPM运行，然（rán）后将速度提高到3216 RPM（增加7.2％），空气（qì）体积将增加到（dào）107.2 CFM，新（xīn）的质量流量将（jiāng）为7.65 lb。与原始操作相（xiàng）同的（de）质量流量，我们可（kě）以看到（dào），这已经对空（kōng）气温度的变化进行了（le）准确（què）的校正。

这些（xiē）关系以提供空气温度和风扇速度（dù）之间的“固定”关系的方式内置在空气（qì）密度调节系统（tǒng）中，使得始终提供（gòng）恒定的质量流。来（lái）自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（liào）节约来自减少（shǎo）过量空气（qì），额外的空气会增加干燥气体和水（shuǐ）分的损失（shī）。过（guò）量空气中的水分也有一些能量损失，但这通常是非常少量的（de）。

过量空（kōng）气也会（huì）影响（xiǎng）锅（guō）炉的堆温（wēn）度，其中过（guò）量（liàng）空气越高，堆温度越高。主要原因是更高的（de）过量空气水平降（jiàng）低了火焰温度，从而减少了炉中的热传递并增加了（le）堆温度（dù）。虽然一些热损失从（cóng）对流通道中（zhōng）的较高质量流量中恢复，但总（zǒng）体上传热损失。过剩空气和堆（duī）垛（duǒ）温度之（zhī）间没（méi）有确切的关系，但是具有相（xiàng）对较大量的传热表面的单（dān）元（燃（rán）烧器（qì）锅炉通常具有每平方米HP 5平方（fāng）呎）将具有小的变化，而其它的堆积温度变化较大。改（gǎi）善过剩空气水（shuǐ）平（píng）将具有更低（dī）的堆叠温度（dù）的附（fù）加（jiā）效率（lǜ）增益。

图4显（xiǎn）示了使用空（kōng）气（qì）密度调节系统的（de）估计节省（shěng）燃料。在正常（cháng）燃（rán）烧空气温度为120°F时，具有或不具（jù）有（yǒu）空气密度调节系统的单（dān）元之间没（méi）有（yǒu）差（chà）异。燃烧式风扇将（jiāng）以（yǐ）全RPM运行，以（yǐ）提供足够的空气来支持（chí）燃烧。随着空气（qì）温（wēn）度下降，空（kōng）气密度调（diào）节系统将减慢风扇的速度，以保（bǎo）持（chí）恒定的过量空（kōng）气，随着温度的持续下降，可以节省更多的空间。温度变化越大，节约（yuē）量就越大（dà）。堆温度是燃料节约（yuē）的另一（yī）个（gè）变量，其中（zhōng）堆（duī）温度越（yuè）高，节约（yuē）越多。

此外（wài），VFD将提（tí）供电力节省，这对于这种类型的控（kòng）制有充分的记录。图5显示（shì）了与正常单（dān）位相比如何节省电（diàn）力的一个实例。再次，在编程的高温下，风扇将处（chù）于速度，在（zài）具有或不具（jù）有空气（qì）密度调节系统的单元（yuán）之间将没（méi）有差（chà）异。随着空气温度下降，空气密度调节（jiē）系统将降低（dī）风（fēng）扇（shàn）转速，从而减少电气使用。在正常的燃（rán）烧（shāo）器（qì）中，随着空气温度的下降，电气使用将增加，因（yīn）为（wéi）较高的空气密度需要更多的电动机HP。风扇速度的小幅度降低将导致大（dà）量的电力节省，因为（wéi）使用的能量是以风扇转速为第三功率。

空气密（mì）度调节系统还提供了一些（xiē）其他（tā）优点。通（tōng）过使用VFD提供的（de）软启动（dòng）允许（xǔ）电机（jī）在几秒钟内升高到全速（sù），大（dà）大降低启动（dòng）时的浪涌电流。软启动减少了电（diàn）机（jī）的积聚，可以减少客户（hù）的（de）需求，并增加电机的使用寿命。电机（jī）运行速度（dù）较（jiào）慢也（yě）可降低燃烧器（qì）的噪音水平。大部分燃烧器（qì）的噪音，就像（xiàng）电能一样来自风扇。以较慢（màn）的速度（dù）操作风扇（shàn）降低了噪音水平。结论

空（kōng）气密度修（xiū）补提（tí）供与氧气（qì）修剪（jiǎn）系（xì）统（tǒng）相似的（de）燃料节省（shěng）成本，同（tóng）时（shí）消（xiāo）除复杂的设置和维护问题。空气密度调节系统调节燃烧器风扇速（sù）度（dù），以允（yǔn）许由（yóu）于改变燃烧空气温度而改变（biàn）空气密度。通过（guò）不断监测燃烧空（kōng）气温度并相应调节风扇速度，空气密度（dù）调节系统可节（jiē）省燃料，节省电力，提高锅（guō）炉效率（lǜ）。