有效燃烧是所有能源（yuán）用户的目（mù）标（biāo）。燃烧器（qì）点火器不仅（jǐn）高效燃烧（shāo）节（jiē）省资金，而且还可以防止有害（hài）排放的产生，并可以（yǐ）减少服务电话，设备关机（jī）和不舒服的客户。问题是商业和小型工业用户（hù）没有良好的燃（rán）烧器控制（zhì）系统（燃油比控制）。虽然有氧气修（xiū）整系统，它们昂贵和复杂，并（bìng）且由于维护成本高而经常关闭（bì）。

燃烧控制（zhì）系统（tǒng）控制燃（rán）烧器（qì）的燃料 - 空气比。燃料空气比通常以过（guò）量空气（％）或过量氧（％）来定义（yì）。这些术语都是相互关联的（de），读数可以从一个转换到（dào）另一个。烟气分析仪读取％氧气（qì），但这与过量空气不成比例关系，这就是为什么使用这（zhè）几个（gè）术（shù）语。

主要问题是燃（rán）料 - 空（kōng）气比或过（guò）量空气（qì）随着燃（rán）烧器的（de）正常运行而改变。这是因为燃烧器（qì）燃烧（shāo）空气风（fēng）扇输送（sòng）恒定体积（jī）的空气（qì），但（dàn）随着空气（qì）温（wēn）度的变化，空气密度也发生变化，导致空气质量流量不同（tóng）。例如（rú），当空气温度为40°F时，如果燃烧器（qì）在早上20％的空气（qì）中（zhōng）运行，则当（dāng）空气温度升高至85°F时，过多的空（kōng）气将在下午降至（zhì）11％（所有其他（tā）因素都相同）。季节性变化会产生更大（dà）的温度波动，并且经常需要季节性调整，以防止燃烧器（qì）出现其他问题。当温度较高时（shí），可（kě）能会（huì）发（fā）生（shēng）吸烟和高CO，当温（wēn）度过低时会发生隆隆和高CO。

为了更好地了解空气温（wēn）度在燃烧器运行中的主（zhǔ）要（yào）作用，请考虑确定燃烧（shāo）器多余空（kōng）气等级的过程（chéng）。燃烧器设置的一步（bù）是定义操作范围。信封是定义燃烧器操（cāo）作条件的“Box”。盒（hé）子的两侧由燃烧（shāo）器操作的小和（hé）过量空（kōng）气量（或氧气）定义（yì）。通常，较低的（de）过量空气（qì）水平（píng）导致吸烟，高CO和终（zhōng）未燃燃料。在（zài）过剩空（kōng）气水平下，极限（xiàn）由隆隆，不稳（wěn）定和（hé）过多（duō）空气（qì）中的高CO定义（yì）。另外两侧由和（hé）燃烧（shāo）空气温度定（dìng）义。通（tōng）过（guò）这个操（cāo）作信（xìn）封，技术人（rén）员可以确定如何设置燃烧器。

图表I显示了（le）典型（xíng）的（de）操作信封。燃（rán）气燃（rán）烧（shāo）器（qì）可以从2.5％O2（12％过量空气）至（zhì）约6％O2（36％过量空气）运行（háng）。空气温（wēn）度在50至（zhì）120°F之间（jiān）。斜线表示％O2如何随温度而变化。例如，当燃烧空气温度为120°F时（shí），如果燃（rán）烧器（qì）的（de）O2设置为4.5％，则当（dāng）燃（rán）烧空气温度降至50°F时，O2将为约6.5％，这（zhè）在（zài）“盒子“，并且燃烧器可能会由于过高的空气水平而开（kāi）始隆隆或具有（yǒu）高CO。这由图2中的虚（xū）线所示。

正（zhèng）确的调谐在（zài）图2中显示（shì）为（wéi）实（shí）线。它保持在（zài）操作信封内，并且接近具（jù）有合理安（ān）全余（yú）量的）的多余空气（qì）。该安全裕度用于（yú）覆盖（gài）大气压（yā）力（lì），湿度和滞后的变化（huà）。虽（suī）然（rán）这些（xiē）附（fù）加因素中（zhōng）的每一个都可（kě）能影响（xiǎng）过量的空气，但是它们的冲击力通常远低于空气温度。

空气密（mì）度的变（biàn）化导致典型（xíng）的（de）锅炉燃（rán）烧器系统的（de）燃油比具有波动的燃油比。燃烧空气风扇是恒定体积的装（zhuāng）置，并（bìng）且将（jiāng）始终（zhōng）为燃烧（shāo）器提供恒定体积的空气。随（suí）着空气温度的变化，空（kōng）气密度发（fā）生变化，并（bìng）且会改变实际的空气磅（páng）数或提供给燃烧器的质量流量。这是一个（gè）众所（suǒ）周知的问题，服（fú）务技术人员通过简（jiǎn）单地增加多余的空气来补偿（cháng）这些变化，以确（què）保（bǎo）有足够的空气来始终燃烧燃料。如（rú）果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（hé）/或未燃烧的燃料（liào）。

过度空气的这种正常（cháng）变化使（shǐ）得（dé）难以保持效率。如果多余的空气高于所需的空（kōng）气，则由于（yú）多余的（de）空气被（bèi）加热到堆温（wēn）度而且能量损失到环境中，所以热量（liàng）就会（huì）消失（shī）。空气（qì）温度是影响燃烧器多余空气变化的因素。在典型的（de）锅炉房中，正常（cháng）的季节（jiē）变化约（yuē）为（wéi）60至80°F，但是在（zài）管道空气或外部设施（shī）中可能要大得（dé）多。燃烧（shāo）空（kōng）气温度从120°F到40°F的变化将导致大约16％的过量空（kōng）气变化。大气压力从30“改为29”，空气过多只有3.4％的变化（huà）。影响密（mì）度的其他变化，如湿度，影（yǐng）响较小。燃油特性由（yóu）压力调节器控制，对HHV的限制，并在（zài）地下运（yùn）行煤气管线保持恒（héng）温。这使（shǐ）得燃烧空气温度的变化是燃烧器过量（liàng）空气水平变（biàn）化中（zhōng）的变量。

上（shàng）述定义的问题不是（shì）一个新的问题，许多人已经努力（lì）寻找解（jiě）决方（fāng）案，以恢复失效，并（bìng）防止与高低空气（qì）运行有关的问题。常见（jiàn）的解决（jué）方案是（shì）氧气修整系统，已经存在了几十年。这（zhè）种产品从（cóng）1970年（nián）代的石油禁（jìn）运中获得（dé）普及，但由于成本和维护（hù）成本高而失去（qù）了（le）信誉。它们与并（bìng）行定位控制相结合，因为它们（men）可（kě）以集成到并行定位（wèi）控制系统中，从而（ér）消（xiāo）除了麻烦的（de）执行器组（zǔ）件。了解新技术（shù）如何根（gēn）据空气密（mì）度的（de）变化来控制多余的空气。

氧（yǎng）气修整系统使用传感器来测量烟气中的过量氧气，并且将（jiāng）改变燃料或空（kōng）气流量以校正该水平（píng）以匹配预设水平。设置通常包括设（shè）定（dìng）点（用于不同的燃烧速率和燃料）和（hé）提（tí）供已知量的校（xiào）正的致动器（qì）值的组合。如前所述，氧气修（xiū）剪系统做得很（hěn）好，但是有（yǒu）限制：

这（zhè）些系统相对昂贵，特别（bié）是（shì）当包括并行定位系（xì）统的（de）成本和需要额外的启动（dòng）时间时。

这些系统必须是现场安装的（de），这使得启动成本（běn）更高，更复杂。

由（yóu）于允许（xǔ）烟气通过锅（guō）炉，传感（gǎn）器和（hé）致动器系统所需的（de）时间，系统的（de）响应（yīng）延迟。在较（jiào）低的燃烧速率下，这可能非常长，并且通过调节锅炉，在燃烧速率变（biàn）化之前，该装置可能没有时（shí）间（jiān）来校正多余的空气。

维护成本很高，部（bù）分原（yuán）因是氧气池寿命短（处于肮脏的环境中），需要进行（háng）复杂的（de）重新调试。

迟滞，特别是迟滞变化，可能导致单位过冲，导致结果比没有控制，特别是（shì）在较（jiào）低的速率下。由于这个原因和系统响应缓慢（烟（yān）气通过锅（guō）炉的时间（jiān）），许多系统根本就不试图以低（dī）速率进行控（kòng）制。

成本和复杂性（xìng）限制了可以使用氧气修剪系统的应用，但它确（què）实（shí）提（tí）供了一（yī）种校（xiào）正多余（yú）空气的替代方法。在（zài）积极（jí）的（de）一面，氧气修整系统将校正可能影响多余空气水平的所有条件（jiàn），包括燃料（liào）性质和燃料供应的变化。在（zài）大（dà）型基础（chǔ）锅炉中，氧（yǎng）气修整系统将（jiāng）提（tí）供非常（cháng）好（hǎo）的控制和（hé）燃料节省。新（xīn）的控制解决方案

有一（yī）个新的控（kòng）制系统使用不同（tóng）的方法来解决（jué）这个问题，并且专门（mén）设计成非常简单的应（yīng）用，同时消除了复杂（zá）的设置和维护问（wèn）题。它与烟气不（bú）接触，这些烟气是热的，脏的和湿的（de）。它使权（quán）衡不能以（yǐ）更低的成本和简单性对所有变量（liàng）进（jìn）行（háng）更正（zhèng）。

这种新的（de）控（kòng）制系统是空气密度调节系统。它（tā）考虑到燃烧空气温（wēn）度的变化，并且（qiě）响应（yīng）于（yú）该温度变（biàn）化来控制过量的空气（qì）。这个（gè）概念（niàn）是为了大大简化控制（zhì）系统，降低成本（běn）。客户可以通（tōng）过少量（liàng）成本获得大部分节（jiē）省成本（běn），并且不会出现氧气修整系统（tǒng）的维（wéi）护和设（shè）置问题。空（kōng）气密度（dù）调节（jiē）系统使用变频驱（qū）动（VFD）来改变风扇速度以校正空气流量并保（bǎo）持恒（héng）定的过量空（kōng）气（qì）速率（lǜ）。因为这（zhè）个系（xì）统没（méi）有（yǒu）特定的站点设置（zhì），所以控（kòng）制和VFD可以在工厂进行编程和设置。控制（zhì）利用已知的关系以非常简单的方式（shì）进行（háng）这种（zhǒng）校正。已知的关（guān）系是：

空气密度将（jiāng）根据“理想气体法”定义的空（kōng）气温度直接相关。换句话说，如（rú）果空气（qì）温（wēn）度从60°F升高到100°F，则（zé）空气密度将从0.0765lb / cf降（jiàng）至0.071lb / cf，这是密（mì）度降低7.2％。

风（fēng）扇（shàn）是一个恒定的（de）音（yīn）量设备（Fan Laws）。在上述示例中，如（rú）果（guǒ）初始风（fēng）扇（shàn）体积为100CFM，则（zé）在100°F时的流量也将（jiāng）为100CFM。然而（ér），质量传（chuán）递将从7.65磅变为7.1磅，质量流量减少7.2％。

风扇（shàn）产生的（de）音量与风扇的速度直接相关（Fan Laws）。如果风（fēng）扇在50°F下以3000 RPM运行（háng），然后将速度（dù）提（tí）高到3216 RPM（增加7.2％），空气体积将增加到107.2 CFM，新的质（zhì）量流量将（jiāng）为7.65 lb。与原始操作相同的质量（liàng）流量（liàng），我们可以看到，这已经对空气（qì）温度（dù）的（de）变化进（jìn）行了的校正。

这些关系（xì）以提供空气（qì）温度和风扇速度之间的“固定（dìng）”关（guān）系的方（fāng）式内置在空气密度调节（jiē）系统中，使（shǐ）得始终提供恒（héng）定的质量流。来（lái）自空气密度调节系（xì）统的（de）燃料节省将类似于（yú）氧气修剪系统。燃料（liào）节（jiē）约（yuē）来自减少过（guò）量空气，额（é）外的空气会增加干燥气体和水分的损失（shī）。过量空气（qì）中的水分也有一（yī）些（xiē）能量损（sǔn）失，但这通常（cháng）是（shì）非常少量的。

过（guò）量空气也（yě）会影响锅炉的堆温度（dù），其（qí）中过量（liàng）空（kōng）气越高，堆温（wēn）度越高。主要原因是更（gèng）高（gāo）的过量空气水平降低了火焰（yàn）温度，从而减少了炉中的热传递并增加了堆温度（dù）。虽然一些热损失（shī）从对流通道中的较（jiào）高质量流量中（zhōng）恢复，但总体上传热损失。过剩（shèng）空气和堆（duī）垛温度之间没（méi）有确切（qiē）的关系，但是具有相对较大量的（de）传热（rè）表面的单元（燃烧（shāo）器锅（guō）炉（lú）通常具有每（měi）平方米HP 5平（píng）方呎（chǐ））将具有小的变化，而（ér）其（qí）它的堆积温度变（biàn）化（huà）较大。改善过剩空气水（shuǐ）平将具（jù）有更低的（de）堆叠温度的附加效率增益。

图4显（xiǎn）示了使（shǐ）用空（kōng）气密度调节系统的估计节省燃料。在（zài）正常（cháng）燃（rán）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（de）单元之间没有差异（yì）。燃烧式（shì）风扇将以全RPM运行（háng），以提（tí）供足（zú）够的空气来（lái）支持燃烧。随着空气温度下降，空气密度调节系统将减慢风（fēng）扇的速度，以保持恒定的（de）过量空气（qì），随着温度（dù）的持续下（xià）降（jiàng），可（kě）以节（jiē）省更多的空间。温度变（biàn）化越大，节约（yuē）量就越大。堆温度是（shì）燃料节约的另一个变量，其中堆温度越高，节（jiē）约越多。

此外，VFD将（jiāng）提供电力节省，这对于这种类型的（de）控（kòng）制有充分的记录。图5显示了与正常（cháng）单位相比（bǐ）如何（hé）节省电力的一个实例。再次，在编（biān）程的高（gāo）温下（xià），风（fēng）扇（shàn）将（jiāng）处于速度（dù），在具有（yǒu）或（huò）不具有空气密度调节（jiē）系统的单元之（zhī）间（jiān）将没（méi）有差（chà）异。随着空气温度下降（jiàng），空气密度调节系统将降低风扇转速，从而减少电气使用。在正常的燃烧器中（zhōng），随着空气温度的（de）下降，电气使用将增加，因为较高的（de）空气密度需要更（gèng）多的电动（dòng）机HP。风扇速度的小（xiǎo）幅（fú）度降低将导致大量的电力节省，因为使（shǐ）用的能（néng）量是以（yǐ）风（fēng）扇转速为第（dì）三（sān）功率。

空气（qì）密度调节（jiē）系统还提供了一些其他优点。通过使用VFD提供的软启动允许电机在几秒钟内升高到全速，大大降低启（qǐ）动时的浪（làng）涌电（diàn）流。软启（qǐ）动减少了电机的积聚，可以减（jiǎn）少客户的需求，并（bìng）增加电机的使用寿命。电（diàn）机运行速度较慢也（yě）可降低（dī）燃烧（shāo）器的噪音水平。大部分（fèn）燃烧器的噪音，就像电能一样来自（zì）风扇。以（yǐ）较慢的速（sù）度操作风（fēng）扇（shàn）降低（dī）了噪音（yīn）水平。结论

空气密度修补（bǔ）提供（gòng）与氧（yǎng）气修剪系（xì）统相似的（de）燃料节省成本（běn），同（tóng）时消除（chú）复杂的设置和维护问题。空气（qì）密度（dù）调节系统（tǒng）调节燃烧器风扇（shàn）速度，以（yǐ）允许由于改变（biàn）燃烧空（kōng）气温度而改变空气密度。通过不断监测燃烧空气温度并（bìng）相（xiàng）应调节风扇速（sù）度，空气密度调节（jiē）系统（tǒng）可节（jiē）省燃（rán）料（liào），节省电力，提高锅炉效率。