有效燃（rán）烧是所有能源用户的目标。燃烧器点火器不仅高效燃（rán）烧节省资金，而且还可以（yǐ）防止（zhǐ）有害排放的产生，并可（kě）以（yǐ）减少服务电话（huà），设（shè）备关机（jī）和（hé）不舒服的客户（hù）。问题（tí）是商（shāng）业和小型工业（yè）用户没（méi）有良好的燃（rán）烧器控（kòng）制系统（燃油比控制）。虽（suī）然有氧气修（xiū）整系统（tǒng），它们昂贵和复杂，并且由于维护成本（běn）高而经常（cháng）关闭。

燃（rán）烧控制系（xì）统（tǒng）控制燃烧（shāo）器的燃料 - 空气比。燃料空气比通常（cháng）以过量空（kōng）气（％）或过量氧（％）来定义。这些（xiē）术（shù）语（yǔ）都是相互（hù）关联的，读数可以（yǐ）从（cóng）一个转换到另一个。烟气分析（xī）仪读取（qǔ）％氧（yǎng）气，但这与过量空气不成（chéng）比例关（guān）系，这就是为什（shí）么使用这几个（gè）术语（yǔ）。

主要（yào）问题是燃料 - 空气比（bǐ）或过量空气（qì）随（suí）着燃烧（shāo）器（qì）的正常运（yùn）行而改（gǎi）变。这（zhè）是因为燃烧（shāo）器燃（rán）烧空气风扇输（shū）送恒定体（tǐ）积（jī）的空气，但（dàn）随（suí）着空气温度的变化，空气（qì）密（mì）度也（yě）发生（shēng）变化（huà），导致空气质量流（liú）量不同（tóng）。例如，当空气温度为40°F时，如果燃（rán）烧（shāo）器在早上20％的空（kōng）气中运行，则（zé）当空气温度升高至（zhì）85°F时，过多的空（kōng）气（qì）将在下午降至11％（所有其他因素都（dōu）相同）。季节性（xìng）变化会产（chǎn）生（shēng）更大（dà）的温度波动，并且经（jīng）常需要季节性调整，以防（fáng）止燃烧器出现其他问题。当温度（dù）较高时，可能会发生吸烟和高CO，当温（wēn）度过低时会（huì）发生隆隆和高CO。

为了更好地了解空气温度在（zài）燃烧（shāo）器运行中的主要作用，请考虑确定燃烧器多余空（kōng）气等（děng）级的过程。燃烧（shāo）器（qì）设置的一步是（shì）定义操作范围（wéi）。信（xìn）封是（shì）定义（yì）燃烧器操作条件的“Box”。盒子的（de）两侧由（yóu）燃（rán）烧器操作的（de）小和（hé）过量空气量（或氧气）定义。通（tōng）常，较低的（de）过（guò）量空（kōng）气水（shuǐ）平（píng）导致吸烟，高（gāo）CO和终（zhōng）未燃燃料。在过剩空气水平下，极限由隆隆（lóng），不稳定和过多（duō）空气（qì）中的高CO定（dìng）义。另（lìng）外两侧由和燃烧空气温度定（dìng）义。通过这（zhè）个（gè）操作信封，技术人员可（kě）以确（què）定如何（hé）设置燃烧器（qì）。

图（tú）表I显示了典型的操作信（xìn）封。燃气（qì）燃烧（shāo）器（qì）可以从2.5％O2（12％过量空气）至约6％O2（36％过（guò）量空气）运行。空气温度在（zài）50至120°F之间。斜线（xiàn）表示％O2如何（hé）随温度而（ér）变化（huà）。例如，当燃烧（shāo）空气温度为（wéi）120°F时（shí），如果燃烧器的O2设置（zhì）为4.5％，则（zé）当燃烧空气温度（dù）降至50°F时（shí），O2将为约（yuē）6.5％，这在（zài）“盒子“，并且（qiě）燃（rán）烧器可能会（huì）由于过高的空气水平而（ér）开始隆隆或具有高CO。这（zhè）由图2中的（de）虚（xū）线所示（shì）。

正确的调谐在图2中显示为实线。它保持在操作信（xìn）封内（nèi），并且接（jiē）近具有合（hé）理安全余（yú）量的）的多余空（kōng）气。该安全裕（yù）度用于覆盖大气压力，湿度和（hé）滞后的变化（huà）。虽然（rán）这些附加因素（sù）中的每一个都可能影响过（guò）量的空气，但是它们的冲击力通常远低于空气温度。

空（kōng）气密度的变（biàn）化导致典型的（de）锅炉燃烧器（qì）系统的燃油比具有波动的燃（rán）油比。燃（rán）烧空气（qì）风扇是（shì）恒定体积（jī）的装置，并且将始终为燃烧器提供恒（héng）定体积（jī）的空气。随着（zhe）空气温度的变化，空气密度发生变化，并（bìng）且会改变实际的空气磅（páng）数或提（tí）供给燃烧器的质量流量。这（zhè）是一个众所周知的问题（tí），服务（wù）技术人员通（tōng）过简单地增加多（duō）余的空（kōng）气来补偿（cháng）这些变化，以确保有足够的空气（qì）来始终燃烧燃料。如（rú）果（guǒ）没有足够的（de）空气（qì）进行完全（quán）燃烧，则会有高水平的CO，烟雾和（hé）/或未燃烧（shāo）的（de）燃料。

过度空（kōng）气的这（zhè）种正常变化使得难以保持（chí）效（xiào）率。如（rú）果多余的空气高于所需的空气，则（zé）由于（yú）多余的（de）空气被加热到堆温度而且（qiě）能量损失到环境中，所以热量就会（huì）消失。空气温度是（shì）影响燃烧器多余空气（qì）变（biàn）化（huà）的（de）因素。在典型的锅炉房中，正（zhèng）常的（de）季节变化约为60至（zhì）80°F，但是在（zài）管道空气或外部设（shè）施中可能要大（dà）得多。燃烧空（kōng）气温度（dù）从120°F到40°F的变化（huà）将（jiāng）导（dǎo）致大约16％的过量空（kōng）气变化。大（dà）气压力从30“改为29”，空气过（guò）多（duō）只有3.4％的变（biàn）化（huà）。影响密度的其他变化，如湿（shī）度，影响较小。燃油特性由压力调节器控制，对HHV的限制，并在地下运行煤气管线（xiàn）保持恒温。这使得燃烧空气温（wēn）度的变化（huà）是燃烧器（qì）过量空（kōng）气水（shuǐ）平变化中（zhōng）的变量。

上述定义（yì）的问（wèn）题不是（shì）一个（gè）新的（de）问题，许多人已经努力寻找解决方案，以恢（huī）复失效，并防止与高低空气运行有关（guān）的问题。常见的解决（jué）方案是氧（yǎng）气修整系统，已经存在了几十（shí）年。这种产品从1970年代的石（shí）油禁运中（zhōng）获得普（pǔ）及，但（dàn）由于成本和维护（hù）成本高而失去了（le）信誉。它们与并（bìng）行定位控制相结合（hé），因为它（tā）们（men）可（kě）以集成（chéng）到并行定位控制系统中，从（cóng）而（ér）消除了麻烦的（de）执行器（qì）组（zǔ）件。了解新技术如何根据空（kōng）气密度的变化来控制多（duō）余（yú）的空（kōng）气。

氧气修（xiū）整系统使用传（chuán）感器来测量烟气（qì）中的过量氧气，并且将（jiāng）改变燃料或空气流量以校正该水平以匹配预设水平。设置通常包括设定（dìng）点（用于不同的燃（rán）烧速率和（hé）燃料（liào））和（hé）提供已知量的校正的致动器值（zhí）的组合。如前所述，氧气修剪（jiǎn）系统做（zuò）得很好，但是有（yǒu）限制（zhì）：

这些系统相对昂贵，特别是当包括并行定位系统的（de）成本和需要额（é）外的启动时间时。

这些系统必须是现场安装的，这（zhè）使（shǐ）得启（qǐ）动成本更高，更（gèng）复杂。

由于允许烟气通过锅炉，传感器（qì）和致动（dòng）器系统所需的时间，系统的响应延迟。在较低的燃（rán）烧速率下（xià），这可能非常长，并且（qiě）通过调节锅（guō）炉（lú），在燃（rán）烧速率变（biàn）化之前，该装置（zhì）可能没有时间（jiān）来校正多余（yú）的（de）空（kōng）气。

维护成（chéng）本（běn）很高，部分原因是氧气池寿命短（duǎn）（处于（yú）肮脏的环（huán）境中），需要（yào）进行（háng）复杂的（de）重新调试（shì）。

迟滞（zhì），特别是迟滞变化，可能导致单位过冲，导（dǎo）致结果比没有控制，特别是在较低（dī）的速率（lǜ）下。由于这个原因和系统响（xiǎng）应缓慢（màn）（烟气通过（guò）锅炉的时间），许多系统根本就不试图以（yǐ）低速率（lǜ）进行控制。

成（chéng）本（běn）和（hé）复杂性限制了可以使用氧气修剪系统的应用，但它确实提供了一种校正多余空气的替代（dài）方法（fǎ）。在积极的（de）一面，氧气修（xiū）整系统将校正可能影响（xiǎng）多余（yú）空气水平的所（suǒ）有条（tiáo）件，包括燃料性（xìng）质和燃料供应的变化。在大型基础锅炉中，氧气（qì）修整系统将提供非（fēi）常好的控制和燃料节省。新的控制解（jiě）决方案

有一（yī）个新（xīn）的控（kòng）制系统使用不同的方法（fǎ）来解决这（zhè）个（gè）问题，并且（qiě）专门设计成非常简单的应用，同时消除了复杂的设置（zhì）和（hé）维（wéi）护问题。它与烟气不接（jiē）触（chù），这些烟气是热（rè）的，脏的和湿的（de）。它使（shǐ）权衡不能（néng）以更低的成本和（hé）简单性对所有变量进行更（gèng）正。

这种新的控制系统是空气密度调节系（xì）统。它考虑到燃烧空（kōng）气温度的变（biàn）化（huà），并且响应于该（gāi）温度变化来控（kòng）制过（guò）量的空（kōng）气。这个概念是为（wéi）了大大简化控制系（xì）统，降低成本（běn）。客户（hù）可以（yǐ）通过少量成（chéng）本获得大部分节省成本（běn），并且不（bú）会出现氧气修整系（xì）统的维（wéi）护（hù）和设置问（wèn）题（tí）。空气密度（dù）调节系统使用（yòng）变频驱动（dòng）（VFD）来改变风扇（shàn）速度以校正（zhèng）空气流量并保（bǎo）持恒定的过量空（kōng）气速率。因为这（zhè）个系统没有特定的站点（diǎn）设置，所以控制和（hé）VFD可以在工厂（chǎng）进（jìn）行编程和设置。控制利（lì）用已知的关（guān）系以（yǐ）非（fēi）常简单（dān）的方（fāng）式进行这种校正。已知的关系是：

空气密度（dù）将根据“理想气体（tǐ）法”定（dìng）义的空气温度直（zhí）接相关。换句话（huà）说，如果空气（qì）温度（dù）从60°F升高到100°F，则（zé）空气密度将（jiāng）从0.0765lb / cf降至0.071lb / cf，这（zhè）是密度降低7.2％。

风扇是（shì）一个（gè）恒定的（de）音量设（shè）备（Fan Laws）。在（zài）上述示例中，如果初（chū）始风扇（shàn）体积为100CFM，则在100°F时（shí）的流量也将为100CFM。然而，质（zhì）量传递将从7.65磅变（biàn）为7.1磅，质量（liàng）流量减（jiǎn）少7.2％。

风（fēng）扇产生的（de）音量与风扇的速度直（zhí）接（jiē）相关（Fan Laws）。如果风扇在50°F下（xià）以3000 RPM运行，然后将（jiāng）速（sù）度提高到3216 RPM（增加7.2％），空气体（tǐ）积将增加到107.2 CFM，新的质（zhì）量（liàng）流量将为7.65 lb。与原始（shǐ）操作相（xiàng）同（tóng）的质量流量，我们可以看到，这已经对（duì）空气温度的变化进行了的校正。

这些关系以提供空气温度（dù）和（hé）风扇速度之间的“固定”关系（xì）的方式内置在空气密度调节系（xì）统中（zhōng），使得始终提供（gòng）恒定的质量流。来自空气密度（dù）调节系统的（de）燃料节省（shěng）将类似于氧（yǎng）气修剪系统。燃料节约来自减（jiǎn）少（shǎo）过量（liàng）空气，额外的空气会增加（jiā）干燥气体和水分的损（sǔn）失（shī）。过量空（kōng）气中的水分（fèn）也有一（yī）些能量损（sǔn）失，但这通常是非常少量的（de）。

过量空（kōng）气也会影响（xiǎng）锅炉的堆温度，其中过量空气越（yuè）高，堆温度越高。主要原（yuán）因（yīn）是更（gèng）高的（de）过（guò）量空气（qì）水（shuǐ）平降低了火焰温度，从（cóng）而减少了（le）炉中的热传递并增加了堆温度（dù）。虽（suī）然一些（xiē）热损（sǔn）失从对流（liú）通道中（zhōng）的较高质量流量中恢（huī）复，但总（zǒng）体上传热损（sǔn）失。过剩空气和堆垛温度之间没有确切的关系，但是具有相对（duì）较（jiào）大（dà）量的（de）传（chuán）热表面的单元（燃烧器锅（guō）炉通常具有每平方米HP 5平（píng）方呎）将具有小的变化，而其它（tā）的堆积温度变化较大（dà）。改善过剩（shèng）空（kōng）气水（shuǐ）平将具有更低的堆叠温度的附加效率增益（yì）。

图4显示了（le）使用空气密度调节系统的估计（jì）节省燃料。在正常燃烧空气温度为120°F时，具有或（huò）不具有空（kōng）气（qì）密度调（diào）节（jiē）系统的单（dān）元之（zhī）间没（méi）有差异（yì）。燃烧式风（fēng）扇将以全RPM运行，以提供足够的空（kōng）气来支持（chí）燃烧。随（suí）着空气温度（dù）下降，空气（qì）密度（dù）调节系统将（jiāng）减慢（màn）风扇的速（sù）度，以（yǐ）保持恒定的过量空气，随着（zhe）温度的（de）持续下降，可以节省更多的空（kōng）间。温度变化越大，节约量就越大（dà）。堆温（wēn）度是燃料节（jiē）约的另一个变（biàn）量，其（qí）中堆温度越高，节约越多。

此（cǐ）外（wài），VFD将提（tí）供电力节省，这对于这种（zhǒng）类型（xíng）的控制有充分的记录。图5显示了与（yǔ）正常（cháng）单位相比（bǐ）如何节省电力（lì）的一（yī）个实例。再次，在编程的高温（wēn）下，风（fēng）扇将处（chù）于速度，在具有（yǒu）或不具有空气密度调节（jiē）系统（tǒng）的单元之间将（jiāng）没有差异。随着（zhe）空气温度下降，空气密度调节系统（tǒng）将降低（dī）风扇转速，从而减（jiǎn）少（shǎo）电气使用。在正常的燃烧（shāo）器中（zhōng），随着空气温度的下降，电气使用将（jiāng）增（zēng）加，因为较高的空气密度需要更多的（de）电动机HP。风扇速度的（de）小（xiǎo）幅（fú）度降低将导（dǎo）致大量的电力节（jiē）省，因为（wéi）使用的能量是以风扇转速（sù）为（wéi）第三功（gōng）率（lǜ）。

空气密度（dù）调节系统还（hái）提供（gòng）了一些（xiē）其他优点。通过使用VFD提供的软启动允许电机在几秒钟内（nèi）升（shēng）高到全速，大大（dà）降低启动时的浪涌电流。软（ruǎn）启动减少了电机（jī）的积聚（jù），可以减少客户的（de）需求，并增加电机的使用寿（shòu）命。电机（jī）运（yùn）行速度较慢也可（kě）降（jiàng）低燃烧器的噪音水平。大部分燃烧（shāo）器（qì）的噪音，就像电（diàn）能一（yī）样来自风扇。以较慢（màn）的速度操作（zuò）风扇降低了噪音水平。结论

空气密度修补提供与氧气修剪系统相似（sì）的燃料节省成本，同时消除复杂（zá）的设置和维（wéi）护问题。空气密度调（diào）节（jiē）系（xì）统调（diào）节燃烧器风扇速度，以允许由于改变燃烧空（kōng）气（qì）温度而（ér）改变空气密（mì）度。通过（guò）不断监测燃（rán）烧空（kōng）气温度并相应调节风扇速度，空气（qì）密度调节系统可节省燃（rán）料，节（jiē）省电力（lì），提高（gāo）锅炉效（xiào）率。