有（yǒu）效燃烧是（shì）所有能源用户的目标。燃烧器点火器不（bú）仅高（gāo）效燃（rán）烧节省资金（jīn），而且还（hái）可以防止有害排放的产生（shēng），并可以减少服务（wù）电话（huà），设备关机和（hé）不（bú）舒服的（de）客户。问题是商业和小（xiǎo）型工业用户没有良好的燃烧器控制系统（tǒng）（燃油（yóu）比控制）。虽然有（yǒu）氧气修整系统，它们昂贵和复杂，并且由于维护成本高而经常关闭。

燃烧控制系统控制燃烧器的燃料 - 空气（qì）比。燃料空（kōng）气比（bǐ）通常以过量空气（％）或过量氧（％）来定义。这些术语都是相互关联（lián）的，读数可以从（cóng）一个转换到（dào）另一个（gè）。烟气分析仪读取（qǔ）％氧气，但这与过量空气不（bú）成比（bǐ）例（lì）关系（xì），这就是为什么使用这（zhè）几个术（shù）语。

主要问题是燃料 - 空（kōng）气比或过量空（kōng）气随着燃烧器的正常运行而改变（biàn）。这（zhè）是（shì）因为燃烧器燃烧空气风扇输送恒（héng）定体（tǐ）积的空（kōng）气，但随（suí）着空气温度（dù）的变化，空气密度（dù）也发生变化，导（dǎo）致空气质量流量不同。例如，当空气温度为40°F时（shí），如果燃烧器在早上20％的空气中运（yùn）行，则（zé）当空气温（wēn）度升（shēng）高至85°F时，过多的空气（qì）将在下午降至11％（所（suǒ）有其他因素（sù）都相同）。季节（jiē）性变化会产生更大的温度波动，并且经常需（xū）要（yào）季（jì）节（jiē）性调整，以防（fáng）止燃烧器出（chū）现其他问题。当温度（dù）较高（gāo）时（shí），可能会发生吸烟和（hé）高CO，当温度过（guò）低时（shí）会发（fā）生隆隆和高CO。

为了更好地了解空（kōng）气温度在燃烧器运行中的主要（yào）作用，请考虑确定燃烧器多余空气等级（jí）的（de）过程（chéng）。燃烧器设（shè）置的一（yī）步是定义（yì）操作范围。信封是定义燃烧（shāo）器操作条（tiáo）件的“Box”。盒子的两侧由燃烧器操作的小和过量空气量（或氧气）定义。通常，较低（dī）的过量（liàng）空气水平导致吸（xī）烟，高（gāo）CO和（hé）终未燃燃（rán）料。在过（guò）剩空气水平（píng）下，极限由隆隆，不稳定和过（guò）多（duō）空（kōng）气中的高CO定（dìng）义。另外两侧由和燃烧空（kōng）气（qì）温度定义。通过这个操作信封，技术人员可以确定如（rú）何设置燃烧器。

图（tú）表（biǎo）I显示了典型的操作信封。燃气燃烧器可（kě）以（yǐ）从（cóng）2.5％O2（12％过（guò）量空（kōng）气（qì））至约6％O2（36％过量空气）运行。空（kōng）气温度在50至120°F之间。斜线（xiàn）表示％O2如何（hé）随温（wēn）度而（ér）变（biàn）化。例（lì）如，当（dāng）燃烧空气温度（dù）为（wéi）120°F时，如果燃烧器（qì）的O2设置为4.5％，则当燃烧（shāo）空（kōng）气温度降至50°F时，O2将为约6.5％，这（zhè）在“盒子“，并且燃烧器可能会（huì）由（yóu）于（yú）过高（gāo）的空气（qì）水平而开（kāi）始隆隆或具有高CO。这（zhè）由图2中的（de）虚（xū）线所示。

正确（què）的调（diào）谐（xié）在图2中显示为实线。它（tā）保持在操作信封内，并且接近具有（yǒu）合理安全（quán）余量的）的多余空气。该安（ān）全裕度用于覆盖大气压力，湿度和滞后的变化（huà）。虽然（rán）这些（xiē）附加因（yīn）素中（zhōng）的每（měi）一个都可能（néng）影响过量的空气，但是它们的（de）冲击力通常远（yuǎn）低于空气（qì）温度。

空（kōng）气密度的变化导致（zhì）典型的锅炉燃烧器系统的燃油（yóu）比具有（yǒu）波动的燃油比。燃（rán）烧空气（qì）风扇是恒定体积的装置，并（bìng）且将始终为燃烧（shāo）器提供（gòng）恒定体积的空（kōng）气。随着空气温度的变化，空气密度发生变化，并且会改变实（shí）际的空（kōng）气磅数或提供给（gěi）燃烧器的质（zhì）量流量。这是一个众所周知的问题，服务技术（shù）人员（yuán）通过简单地增加多余的空气（qì）来补偿（cháng）这些变化，以确保有足够的空气（qì）来（lái）始（shǐ）终燃（rán）烧燃料。如果没有足够的空气进行完全燃烧，则（zé）会有高水平的CO，烟雾和/或未燃烧的燃料。

过（guò）度空气的这种（zhǒng）正常变化使得难以保持效（xiào）率。如果多余的空气高于（yú）所需的（de）空气，则由于（yú）多余的（de）空气被加热到堆温度（dù）而（ér）且能量损失到环境中，所以热量就会消失。空气温度（dù）是影（yǐng）响燃烧器多余空气变化的因素。在典（diǎn）型的锅炉（lú）房中，正常的季节（jiē）变化约为60至80°F，但是在管（guǎn）道空气或外部（bù）设施（shī）中可能要大得多。燃烧空气（qì）温度从120°F到40°F的变化（huà）将导致大约16％的过（guò）量（liàng）空气变化（huà）。大气压力从30“改为（wéi）29”，空气过多（duō）只有（yǒu）3.4％的（de）变化。影响密度的（de）其他变（biàn）化（huà），如湿度，影响较小。燃（rán）油特性由压力调（diào）节器控制，对HHV的限制，并（bìng）在地下（xià）运行煤气管线保持恒温。这使得燃（rán）烧空（kōng）气温（wēn）度的变化是燃烧器（qì）过量（liàng）空气水平变化中的变量。

上述（shù）定义的问题不是一个（gè）新的问题，许多人（rén）已（yǐ）经努力寻找解决方案，以（yǐ）恢复失（shī）效（xiào），并防止与（yǔ）高低空气运行有关的问题。常（cháng）见（jiàn）的解决方案是氧气（qì）修整系统，已经存在了几十（shí）年。这种产品从1970年代的石油禁运中获得普及，但（dàn）由于（yú）成本和维护成本高而失去了信誉（yù）。它们与（yǔ）并行定位控制相结合，因（yīn）为它（tā）们可以集成到并行定位控（kòng）制系统中，从而（ér）消除了麻烦的执（zhí）行器组件。了解新技术如何（hé）根（gēn）据空气密度的变化来控制多余的（de）空气（qì）。

氧气修（xiū）整系统使用传感器（qì）来测量烟气中的过量氧气（qì），并（bìng）且将改变（biàn）燃料或空气（qì）流量以校正该水平以匹配预（yù）设水平。设（shè）置通常包括设定点（用于不同的（de）燃（rán）烧（shāo）速率和燃（rán）料（liào））和提供已知（zhī）量的校正的致动器值的组合。如前所述（shù），氧气（qì）修剪系统做得很好（hǎo），但是（shì）有限制：

这些（xiē）系统相对昂（áng）贵，特别是当包（bāo）括并行定位系统的（de）成本和需要额外的启动时间时。

这（zhè）些系统必（bì）须是现场安装的，这使得启（qǐ）动成本更高，更复（fù）杂。

由于（yú）允许烟（yān）气通过锅炉，传（chuán）感器和致动器系统（tǒng）所需的时间，系统的（de）响应延迟。在较低的燃烧速率下（xià），这可能（néng）非常长，并且通过（guò）调（diào）节锅炉，在（zài）燃烧速率变（biàn）化之前，该装置可（kě）能没有时间来校正（zhèng）多余的（de）空（kōng）气。

维（wéi）护成本很高，部分原因（yīn）是氧气（qì）池寿（shòu）命短（处于肮脏（zāng）的环境中），需要进行复杂的重新调试。

迟滞，特别是迟滞变化，可能导致单位过冲（chōng），导致结（jié）果比没（méi）有控制，特别是在较低的（de）速率下。由于这（zhè）个原因和系统响应（yīng）缓慢（烟气通过（guò）锅炉的时间），许（xǔ）多（duō）系统根本就（jiù）不试图以低速率进（jìn）行控制。

成本和复（fù）杂（zá）性（xìng）限（xiàn）制了可以使用氧气修剪系统的（de）应用（yòng），但它（tā）确实提供了一种校正多余空气的替代方法。在积极的一（yī）面，氧气（qì）修整系统（tǒng）将校（xiào）正可（kě）能影（yǐng）响多余空气水平的所有条件，包（bāo）括燃料性质和燃（rán）料供（gòng）应的变（biàn）化。在大型基础锅炉（lú）中（zhōng），氧气修整系统将提供非常好的控制和燃料节省。新的控制解决方案

有一个新（xīn）的控（kòng）制系统使用（yòng）不同（tóng）的方法来解决这个问题（tí），并且专门设计成非常简（jiǎn）单的应用，同时消除了复杂的设置和（hé）维护问（wèn）题。它（tā）与烟气不接触，这些烟气是热的，脏的和湿（shī）的。它使权衡不能以更低的成本和（hé）简单性对所有（yǒu）变量进（jìn）行更正。

这种新的控制系（xì）统是空（kōng）气（qì）密度调节系统。它考虑到燃（rán）烧（shāo）空气（qì）温（wēn）度（dù）的变化，并且响应（yīng）于（yú）该温度变化来控制过量的空气（qì）。这个概念是为（wéi）了大大简（jiǎn）化控制系统，降低成本。客户可以通过（guò）少（shǎo）量成本获得大部分（fèn）节（jiē）省（shěng）成本，并（bìng）且不会出现氧（yǎng）气修整系统的（de）维（wéi）护和设置问题。空气密度调（diào）节系统使用变频（pín）驱动（VFD）来改变风扇速度以（yǐ）校正空气流（liú）量并（bìng）保持恒定（dìng）的过量空气速率。因（yīn）为这个系统没有特定（dìng）的站点设置，所以（yǐ）控制和VFD可以在工厂进行编程和设置（zhì）。控制（zhì）利用（yòng）已知的关系以非（fēi）常简单的方式进行这种校正。已知的（de）关系（xì）是（shì）：

空气密度将根据“理想气体法”定（dìng）义的（de）空气温度直接相关。换句话说，如果空气温度从60°F升（shēng）高（gāo）到100°F，则空气密度将从0.0765lb / cf降（jiàng）至0.071lb / cf，这是密度（dù）降低7.2％。

风扇是（shì）一（yī）个恒定的（de）音（yīn）量（liàng）设（shè）备（Fan Laws）。在上述示例（lì）中，如果初始风扇体积为100CFM，则在（zài）100°F时（shí）的流量也将为100CFM。然而，质量传递（dì）将从7.65磅变为7.1磅，质量（liàng）流（liú）量减少7.2％。

风扇产生的（de）音量与风扇的速度直接相（xiàng）关（guān）（Fan Laws）。如果风（fēng）扇在50°F下以3000 RPM运（yùn）行，然后将速度提高到3216 RPM（增加7.2％），空气（qì）体积将增加（jiā）到（dào）107.2 CFM，新的质量流量将（jiāng）为（wéi）7.65 lb。与原始操作相同的质量流量，我们可以看到（dào），这已经对空气温度（dù）的变化（huà）进行了的校（xiào）正。

这些关系以提供空气（qì）温度和风扇速度之间（jiān）的“固定”关系的方式（shì）内置在空（kōng）气密度调（diào）节（jiē）系统（tǒng）中（zhōng），使得始终提供恒定的质量流（liú）。来自（zì）空气密度调节（jiē）系统（tǒng）的燃料节省将类似于氧气（qì）修剪系统。燃（rán）料节约（yuē）来自减（jiǎn）少过（guò）量空气，额（é）外的空气会增加（jiā）干燥气体和水分的损（sǔn）失。过量空气中的（de）水（shuǐ）分也有一些能量（liàng）损失，但这通常是（shì）非常（cháng）少量的（de）。

过（guò）量空气也会影响（xiǎng）锅炉的堆温（wēn）度，其中（zhōng）过（guò）量空气越高，堆温度越高。主要原因是更高的（de）过量空气水平降低了（le）火（huǒ）焰温度（dù），从而减少了炉中的热（rè）传递并增（zēng）加了堆温度（dù）。虽然一些热损失从对流（liú）通道中的较高（gāo）质量流量中（zhōng）恢复，但总体上传热损（sǔn）失（shī）。过剩（shèng）空气（qì）和堆垛（duǒ）温度之间没有确（què）切的关系，但（dàn）是具有相对较大量（liàng）的传热表面的单（dān）元（燃烧器锅（guō）炉通常具有（yǒu）每平方米HP 5平方呎）将具（jù）有小的变化，而其它的（de）堆积温度变（biàn）化较大。改善（shàn）过剩（shèng）空气水平将具（jù）有（yǒu）更低（dī）的堆叠（dié）温度的附（fù）加效（xiào）率增（zēng）益。

图4显（xiǎn）示（shì）了使用空气（qì）密度（dù）调节（jiē）系统的估计节省燃料（liào）。在正常燃烧空气温度为（wéi）120°F时，具有（yǒu）或不具有空气密度调节系统的单元（yuán）之间（jiān）没有差（chà）异。燃烧式风扇将（jiāng）以全RPM运（yùn）行，以提（tí）供足（zú）够的空气来支持（chí）燃烧。随着（zhe）空气（qì）温度（dù）下降，空气密度（dù）调节系（xì）统将减慢风扇的速度，以保持恒定的过量空气，随（suí）着（zhe）温度的持（chí）续（xù）下降，可以节省更多（duō）的（de）空间（jiān）。温度变化越大，节约量就越大。堆温度是燃料节约的另一个变量（liàng），其中堆（duī）温度越高，节约越多。

此外，VFD将（jiāng）提（tí）供电力节（jiē）省，这对于这种类型的控制有充分的（de）记录（lù）。图5显示了与正常单位相比如何节省电（diàn）力的一（yī）个实例。再次，在编（biān）程的高温下，风扇将（jiāng）处于速（sù）度，在具有（yǒu）或（huò）不（bú）具有空气密度调节（jiē）系统的单元之间（jiān）将（jiāng）没（méi）有（yǒu）差异。随着空气温度下降，空（kōng）气密度（dù）调（diào）节系统将（jiāng）降（jiàng）低风扇转速，从而减少电气使用。在正常的（de）燃（rán）烧器中（zhōng），随（suí）着空气温度（dù）的（de）下降，电气使用（yòng）将增加，因（yīn）为较高的空气密度需要更多的（de）电动机HP。风扇速度（dù）的小幅度降低将导致大量（liàng）的电力节省，因为使用的能（néng）量是以风（fēng）扇转（zhuǎn）速为第三功率（lǜ）。

空气密度调（diào）节系统还提供了一些其他（tā）优点（diǎn）。通过使用VFD提供的软启动允许电（diàn）机在几秒钟内升高到全（quán）速，大大降低启动时的（de）浪涌电（diàn）流。软（ruǎn）启（qǐ）动减少了电机的积聚，可以减（jiǎn）少客户的需求，并增加电机的使（shǐ）用寿命。电机（jī）运（yùn）行（háng）速度（dù）较慢也可降低燃烧器的（de）噪音水平。大部分燃烧器的噪音，就像（xiàng）电能（néng）一样来自风扇。以较慢（màn）的速度操作风扇降低了噪（zào）音水平。结论

空气（qì）密（mì）度修（xiū）补（bǔ）提供与氧气修剪系统相似的燃（rán）料节省成本，同时（shí）消除复杂的设置和（hé）维护问题。空气（qì）密度调节系（xì）统（tǒng）调节燃烧器风扇速度，以（yǐ）允（yǔn）许由于（yú）改变燃烧空气温度而改（gǎi）变空气（qì）密（mì）度。通过不（bú）断监测燃烧空（kōng）气温度并相应调节风扇（shàn）速度（dù），空气（qì）密度（dù）调节系统可节省燃料，节省电（diàn）力，提高锅（guō）炉效率。