燃（rán）烧器有效燃烧是所有能源用户（hù）的目（mù）标（biāo）。不仅高（gāo）效燃烧节省（shěng）资金，而且（qiě）还可以防止（zhǐ）有害排放的产（chǎn）生，并可以减（jiǎn）少服（fú）务电话（huà），设备关机和不舒服的（de）客户。燃烧（shāo）器控制系统中（zhōng）问题（tí）是商（shāng）业和小型（xíng）工业用户没（méi）有（yǒu）良好（hǎo）的燃烧控制系统（燃油比控制）。虽然有氧气修整系统，它们昂贵和复杂，并且由于维护成本高而经（jīng）常关闭。

燃烧（shāo）控制（zhì）系（xì）统（tǒng）控制燃烧（shāo）器的燃料 - 空气比。燃（rán）料空气比通常（cháng）以过（guò）量空（kōng）气（％）或过量氧（％）来定义（yì）。这（zhè）些术语都是相（xiàng）互关联的，读数（shù）可（kě）以从一个转换到另一个。烟气分析仪读取％氧气，但这与过量（liàng）空气（qì）不成比（bǐ）例关系，这就是为什么使用这几个术语。

主（zhǔ）要问（wèn）题是燃料 - 空气比或过量空气（qì）随着（zhe）燃烧器的正常运（yùn）行而改（gǎi）变。这是因为燃烧器燃烧空气风（fēng）扇（shàn）输送恒定体积的空（kōng）气，但随着空（kōng）气温度（dù）的变化，空气密（mì）度也发（fā）生变化，导致空（kōng）气质量流（liú）量不同。例如，当空气温度为40°F时，如（rú）果燃（rán）烧器在早上20％的（de）空气中运行，则当（dāng）空气温度升高至85°F时，过多的（de）空气将在下（xià）午（wǔ）降至11％（所有其他因素都相同）。季节性变化会产（chǎn）生更大的（de）温度波动，并且（qiě）经常需要季节（jiē）性调整，以防止燃（rán）烧器出现其他问题。当温度较高时，可能会发生吸（xī）烟和高（gāo）CO，当温度（dù）过低时会发生（shēng）隆隆和高CO。

为了更好（hǎo）地了（le）解（jiě）空（kōng）气温度在（zài）燃烧器运行中的主要作用，请（qǐng）考虑确定（dìng）燃（rán）烧（shāo）器多（duō）余空气等级（jí）的过程。燃（rán）烧器设置的首先（xiān）是定（dìng）义（yì）操作范围。信封（fēng）是定（dìng）义燃烧器操作条（tiáo）件的“Box”。盒子（zǐ）的两侧由燃烧器（qì）操作的（de）和过量（liàng）空气量（或氧气）定义。通常，较（jiào）低的过量空气水平导致吸烟，高CO和（hé）最终未燃（rán）燃（rán）料。在过剩空（kōng）气水平下（xià），极限（xiàn）由（yóu）隆隆，不稳定和过多空气中的高CO定义。另外两（liǎng）侧由和燃烧空气温度定（dìng）义。通过（guò）这个操作信（xìn）封，技术人员（yuán）可以确定如何（hé）设置燃烧器。

图表I显示了典型的操（cāo）作（zuò）信封。燃（rán）气燃（rán）烧器可以从（cóng）2.5％O2（12％过量空气）至约6％O2（36％过量（liàng）空气）运行。空气温度在50至120°F之间。斜线表示（shì）％O2如（rú）何随温度而（ér）变（biàn）化（huà）。例如，当燃烧空气（qì）温度为120°F时，如（rú）果燃烧器的O2设置为4.5％，则当燃（rán）烧空气温度降至50°F时，O2将（jiāng）为约6.5％，这在“盒子“，并（bìng）且（qiě）燃烧器可能会由于过高的空气水平而（ér）开始隆（lóng）隆（lóng）或（huò）具有高（gāo）CO。这（zhè）由图2中的虚线所示。

正确（què）的调谐在图2中（zhōng）显示为实线。它保持在操（cāo）作信封内（nèi），并（bìng）且接近具有合理（lǐ）安全余量的（de）有效的多余空（kōng）气。该安全裕（yù）度用于覆盖大气（qì）压力，湿度和滞后的变化（huà）。虽然这些附加因素中的每一个都可能影响过量的（de）空气（qì），但是它们的冲击（jī）力通常远（yuǎn）低于空气温度。

空气密度的变化导致典型的锅炉（lú）燃（rán）烧器系（xì）统的（de）燃（rán）油比（bǐ）具有波（bō）动的燃油比。燃烧（shāo）空气风扇是（shì）恒定体积的装（zhuāng）置（zhì），并且将始终为（wéi）燃（rán）烧器提（tí）供（gòng）恒定体积的（de）空气。随着空（kōng）气温（wēn）度（dù）的变（biàn）化，空（kōng）气密度发生（shēng）变化，并且会改变实际的空气磅数或提供给燃烧器的质量（liàng）流（liú）量（liàng）。这（zhè）是（shì）一个众所（suǒ）周知的问题，服务技术人员通过简单地增加多余的空气来（lái）补偿这些变化，以（yǐ）确（què）保（bǎo）有足（zú）够的空气来始（shǐ）终燃烧燃料。如（rú）果没有足够的空气（qì）进行完全燃（rán）烧，则会有高水平（píng）的CO，烟雾和/或未燃（rán）烧的燃料（liào）。

过度空（kōng）气（qì）的这种正常变化（huà）使得难以保持高效（xiào）率。如果多余的（de）空气高于所需的空（kōng）气，则由于多（duō）余（yú）的空气被加热到堆温度而且能量（liàng）损失到环境中，所以热量就会消失。空气温度是影响燃烧器多余空（kōng）气变化的因素。在典型（xíng）的锅炉房中，正常（cháng）的季节变化约为（wéi）60至80°F，但是在管道空气或外部设施中可（kě）能（néng）要大（dà）得多。燃烧空（kōng）气（qì）温度（dù）从120°F到40°F的变化将导致大约16％的过量空气变化。大（dà）气压力从30“改为29”，空气过多只（zhī）有3.4％的变（biàn）化。影（yǐng）响密度的其他变（biàn）化，如湿度，影响较小。燃油特性（xìng）由（yóu）压力调节器控制，对HHV的限（xiàn）制，并在地下运行煤气管（guǎn）线保持（chí）恒温（wēn）。这（zhè）使（shǐ）得燃烧空气温度的变（biàn）化是（shì）燃烧器过量（liàng）空（kōng）气水平变化中的变量。

上述定义的问题不是一个新的问（wèn）题，许多人已经努力寻找（zhǎo）解决方案，以恢复失效（xiào），并防止与（yǔ）高（gāo）低空气运行有关的问（wèn）题。最常见的（de）解决（jué）方案是（shì）氧气修整系统，已经存在了几（jǐ）十年（nián）。这种产品（pǐn）从（cóng）1970年代（dài）的石（shí）油禁运中获得普及，但（dàn）由于成本和维护成本高而失去了信（xìn）誉。最近，它们与并（bìng）行定位（wèi）控（kòng）制相结合，因为它们可以集成到并行定位控（kòng）制系统中，从而消除了麻烦的执行器组件。了（le）解新技术（shù）如何根据空气密度的变化来（lái）控制多余的空气。

氧气修（xiū）整系（xì）统使用传感器来测（cè）量烟气中的过量（liàng）氧气，并且（qiě）将改（gǎi）变燃料或空气流量以（yǐ）校正该水平以匹配（pèi）预设水（shuǐ）平。设置通常包括设定点（用于不同的燃（rán）烧速率和燃料）和提供已知量的校（xiào）正的致动器值（zhí）的组合。如前（qián）所述，氧气修剪（jiǎn）系统做得很（hěn）好，但是有限制（zhì）：

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

这（zhè）些系统必须是现（xiàn）场安装的，这使（shǐ）得启动（dòng）成本更高，更复杂。

由于允许烟气通过锅（guō）炉，传感器和致动器系统所需的时间，系统的响应延迟（chí）。在较低的燃烧速率下，这可能非常长，并（bìng）且通过（guò）调（diào）节锅炉，在燃烧（shāo）速（sù）率变化之（zhī）前，该装置可能没（méi）有（yǒu）时间来校正（zhèng）多余的空气（qì）。

维护（hù）成本很（hěn）高，部分（fèn）原因是氧气池寿命短（处于肮脏的环境中），需（xū）要（yào）进行复杂（zá）的重新调试。

迟滞，特别（bié）是迟滞变化，可能导致单位过（guò）冲，导致结（jié）果比没有控制，特别是在较低的速率下（xià）。由于（yú）这个原（yuán）因和系统响应缓慢（烟气通过锅炉的（de）时（shí）间），许多系统根（gēn）本就不（bú）试图（tú）以低速（sù）率进行控（kòng）制。

成本和复杂（zá）性限（xiàn）制了可以（yǐ）使用氧气修剪系统的（de）应用，但它（tā）确（què）实提供了一（yī）种校正多余空气的替代方法。在积极的一面，氧气修（xiū）整（zhěng）系（xì）统将校正可能影响多余空气水平的所有条件，包括燃料性质和燃料供应的变（biàn）化。在大型基础（chǔ）锅（guō）炉中，氧气修（xiū）整系（xì）统（tǒng）将（jiāng）提供非常好的（de）控制（zhì）和（hé）燃料节省（shěng）。新的控制解决方案（àn）

有一（yī）个新的（de）控制系统使用（yòng）不（bú）同的方法来解决这个问题（tí），并且专（zhuān）门设计成（chéng）非常简单的应用，同时消除（chú）了复杂的设（shè）置和维护（hù）问（wèn）题。它与烟气不接触，这些（xiē）烟气是热（rè）的，脏的和湿的。它使权衡（héng）不能以更低的成本和简单（dān）性对（duì）所有变量进行更正。

这种新的控制系（xì）统是空气密度调节系统（tǒng）。它考虑到燃烧空气温度的变化，并且响应于该温度变化来控制过量的空气。这个概念是为了大大（dà）简化控制（zhì）系（xì）统，降低成本。客户可（kě）以（yǐ）通过少（shǎo）量成本获得大（dà）部（bù）分节省（shěng）成本（běn），并且不会出现氧气修整系统的维（wéi）护和设置问题。空（kōng）气密度调节系统（tǒng）使用变（biàn）频驱动（VFD）来改变（biàn）风扇速度以校正空气流量（liàng）并保（bǎo）持恒定的（de）过量空（kōng）气速率（lǜ）。因（yīn）为这个系统（tǒng）没有特（tè）定的站点设置，所以（yǐ）控制和VFD可以（yǐ）在工厂（chǎng）进行编程和设置（zhì）。控制利用已（yǐ）知（zhī）的关系以非常简单的方式进行这种校正（zhèng）。已知（zhī）的关系是：

空气密度将根据“理想气体法”定义的空（kōng）气温度直（zhí）接相（xiàng）关。换句话说，如（rú）果空气温度从60°F升高（gāo）到100°F，则空气密度将从0.0765lb / cf降至0.071lb / cf，这是（shì）密（mì）度降（jiàng）低7.2％。

风扇是一个（gè）恒定的音量设备（bèi）（Fan Laws）。在上述（shù）示例中，如（rú）果初始风扇体积（jī）为100CFM，则在100°F时的（de）流量也将为（wéi）100CFM。然而，质量传递（dì）将从7.65磅变为7.1磅，质量流量（liàng）减少7.2％。

风扇产生的音量与风扇的（de）速度直接相关（Fan Laws）。如果风扇在50°F下以3000 RPM运行，然后将速度（dù）提高到3216 RPM（增加7.2％），空气体积将增加到107.2 CFM，新的（de）质量流量将（jiāng）为7.65 lb。与原始操作相（xiàng）同的质量流量，我们可以看到，这已经对（duì）空气（qì）温度的变化（huà）进行（háng）了（le）准确的校正。

这些（xiē）关系以提供空气温度和风扇（shàn）速度之（zhī）间的“固定”关系（xì）的方式（shì）内置在空（kōng）气密度调节系统中，使得始终提供（gòng）恒定的质量流（liú）。来自空气密度调（diào）节系统的（de）燃料节省（shěng）将类似于氧（yǎng）气修（xiū）剪系统。燃料节约来自减少过（guò）量空气，额外的（de）空气会增加（jiā）干燥（zào）气（qì）体（tǐ）和水分的（de）损失。过（guò）量空气中（zhōng）的水（shuǐ）分也有一（yī）些能量损（sǔn）失（shī），但这通常是非（fēi）常（cháng）少（shǎo）量的。

过量空气也会影（yǐng）响锅炉的堆（duī）温度，其中过量空气越高，堆温度越高（gāo）。主要原因是更高的过量空气（qì）水（shuǐ）平降低了火焰温度，从而减少了（le）炉中的热传递并增加了堆温（wēn）度。虽然一（yī）些热损失从对流（liú）通道（dào）中的较高质量流量中恢复（fù），但总（zǒng）体上传热损失。过剩空气和堆垛（duǒ）温度之（zhī）间没有确切的（de）关系，但（dàn）是具有相对较大量的（de）传热表面的单元（燃烧器锅炉通常具有每平方（fāng）米HP 5平方（fāng）呎）将具有小的（de）变化，而其（qí）它（tā）的（de）堆积温度变化较大。改善过剩空（kōng）气水平将具（jù）有（yǒu）更（gèng）低的堆叠（dié）温度的附加效率（lǜ）增益。

图4显示了使用空气密（mì）度调节系统的估计节（jiē）省燃料。在正常燃烧空气温度（dù）为120°F时，具有或不具有空气密度（dù）调节系统（tǒng）的单元之间（jiān）没有差异。燃烧式风扇将以全（quán）RPM运行，以（yǐ）提（tí）供足（zú）够的空气来支持燃烧（shāo）。随着空气温度下降，空气密度（dù）调（diào）节系统将减慢（màn）风扇（shàn）的速度，以保持恒定的过（guò）量空气，随着温（wēn）度（dù）的持续下（xià）降，可以节（jiē）省更多的（de）空间。温（wēn）度（dù）变化越大，节约量就越大（dà）。堆温（wēn）度是燃（rán）料节（jiē）约的另一个变量，其中堆温度越高，节约（yuē）越多。

此外，VFD将提供电（diàn）力节省，这对于这种类型的控（kòng）制有充分的记录。图5显（xiǎn）示了与正常单（dān）位相比如何节省（shěng）电力的（de）一个实例。再次，在编程的高温下，风扇（shàn）将处于速度，在具有（yǒu）或不具有（yǒu）空气密度（dù）调节系统的单元之间将没有差异。随着空气温（wēn）度下降（jiàng），空气密度调节系统将降低（dī）风扇转速，从而减少电气使（shǐ）用。在（zài）正（zhèng）常的燃烧器中，随着空气温度的下降，电气使用将增加（jiā），因（yīn）为较高的（de）空气密度需（xū）要（yào）更多的（de）电动机HP。风（fēng）扇速（sù）度的小幅度降低将导致大量的电力节省，因为使用的能量是以风（fēng）扇转速为第三功率（lǜ）。

空气密（mì）度调节系统还提供了一些其他优点。通（tōng）过使用VFD提供的软启动允许电（diàn）机（jī）在（zài）几秒钟（zhōng）内升高到全速（sù），大大降低启动时的（de）浪涌（yǒng）电流。软（ruǎn）启动减（jiǎn）少了（le）电机（jī）的积聚，可（kě）以减少客户的需求，并增（zēng）加电机（jī）的使用寿命。电机运行速（sù）度较慢也可降（jiàng）低燃烧器的噪音（yīn）水（shuǐ）平。大（dà）部（bù）分燃烧器的噪音，就像电能一样来自风扇。以较慢的速度操（cāo）作风扇降低了（le）噪音水平。结（jié）论

空气密度修补提（tí）供与氧气（qì）修剪（jiǎn）系统（tǒng）相似的（de）燃料节（jiē）省成本，同时消除复杂的设置和维护问题。空（kōng）气密度调节系（xì）统（tǒng）调节燃烧器风扇速度，以允许由于（yú）改变（biàn）燃（rán）烧（shāo）空气温度而（ér）改变（biàn）空气密度。通过不断（duàn）监测燃烧空气温度并相应调节风扇速度，空气密度调（diào）节系统可节省燃料，节省电力，提高（gāo）锅炉效率。