燃（rán）烧器有效燃（rán）烧（shāo）是所有能（néng）源用户的目（mù）标。不仅高效燃烧节省资金，而且还可以防止有害（hài）排放（fàng）的产生（shēng），并可以减少服务电话，设（shè）备关机和不舒服的客户。燃烧器控制系（xì）统中问（wèn）题（tí）是商业和小（xiǎo）型工业用户没有良好的（de）燃烧控制系统（tǒng）（燃油比控制（zhì））。虽然有氧气修整系（xì）统，它们昂（áng）贵和复杂，并且由于维护成（chéng）本高而经（jīng）常关闭。

燃烧控制系统（tǒng）控制燃（rán）烧（shāo）器的燃（rán）料 - 空气比。燃料空气比（bǐ）通（tōng）常以过量空（kōng）气（％）或过量氧（％）来定义。这些术语都是相互关联的，读（dú）数可以从一个转（zhuǎn）换到另一个。烟气分析仪读取％氧气，但（dàn）这与过量空气不（bú）成比例关系，这就是为什么使用这几（jǐ）个术（shù）语。

主（zhǔ）要问题是燃料 - 空气比（bǐ）或过量空气（qì）随着燃烧器（qì）的正（zhèng）常运行而改变。这是因为（wéi）燃烧器燃烧空气风扇输送（sòng）恒定体积的空气，但随着空（kōng）气温（wēn）度（dù）的变化，空气密度（dù）也（yě）发生变化，导致空气质（zhì）量流量不同（tóng）。例如，当空（kōng）气（qì）温度为40°F时（shí），如果燃烧器在早上20％的空（kōng）气中运行，则（zé）当（dāng）空气温度升高至85°F时，过多的（de）空气将在下午（wǔ）降至11％（所有（yǒu）其他因素都相同）。季（jì）节性变化会产生更大的温（wēn）度波动，并（bìng）且经（jīng）常需要季（jì）节性（xìng）调整，以防止燃烧器出现其他问题（tí）。当温度较高时（shí），可（kě）能会发生吸烟和高CO，当温度过低时会发生隆隆和高CO。

为了（le）更好地（dì）了解空气温（wēn）度在（zài）燃烧器运行（háng）中的主要作用（yòng），请考（kǎo）虑确定燃烧器多（duō）余空气等级的（de）过程。燃烧器（qì）设置的首（shǒu）先是定义操作范围（wéi）。信封是定义（yì）燃烧器操作条件（jiàn）的“Box”。盒（hé）子的两侧由（yóu）燃烧器操作的和过量（liàng）空气量（或氧气）定义。通常（cháng），较低（dī）的过量空气水平（píng）导致吸烟（yān），高CO和（hé）最终未燃燃料。在（zài）过剩空气（qì）水平（píng）下，极限由隆隆，不稳定和（hé）过多空气中（zhōng）的（de）高CO定义。另（lìng）外两侧由（yóu）和燃烧空（kōng）气温度定（dìng）义（yì）。通过这个操作信（xìn）封，技术人员可以（yǐ）确（què）定如何（hé）设置燃烧（shāo）器。

图（tú）表I显示了典型的操作信封。燃气（qì）燃烧器可（kě）以从（cóng）2.5％O2（12％过量（liàng）空气）至约6％O2（36％过（guò）量空气）运行。空气温度（dù）在50至120°F之间。斜线表示（shì）％O2如何随温度（dù）而变化。例如，当燃烧空（kōng）气温（wēn）度为120°F时（shí），如（rú）果燃烧（shāo）器的O2设置（zhì）为4.5％，则当燃烧空气温度（dù）降至（zhì）50°F时，O2将为（wéi）约6.5％，这在“盒子“，并且燃烧器（qì）可能会由于（yú）过高的空气水平而（ér）开始隆隆或具有高CO。这（zhè）由图2中的虚线所（suǒ）示。

正确的调谐在图（tú）2中显示为（wéi）实线。它保（bǎo）持在操作信封内，并且接近（jìn）具有合（hé）理安全余量的有效的多（duō）余空（kōng）气。该安全裕度用于覆（fù）盖大气（qì）压（yā）力（lì），湿度和滞（zhì）后（hòu）的（de）变化。虽然这些（xiē）附（fù）加因素（sù）中的每一个都（dōu）可（kě）能影（yǐng）响过量的空气，但是它们（men）的冲（chōng）击力通常远低于空气温（wēn）度。

空气密度的变化导致（zhì）典型的锅炉燃烧（shāo）器系统的燃油比具有（yǒu）波动的燃油比。燃烧（shāo）空（kōng）气风扇是恒定体积的装置，并且将始（shǐ）终为燃烧器（qì）提（tí）供恒（héng）定体积的空气。随着空气温度（dù）的变化，空气密度发生变（biàn）化，并（bìng）且会改变实际的空气磅（páng）数或提供给（gěi）燃（rán）烧器的质量流量。这是一个众所周知的问题（tí），服务技（jì）术（shù）人员（yuán）通过简单地增加多（duō）余的空气来补偿这些（xiē）变化，以确（què）保（bǎo）有足（zú）够的空气来始终燃烧燃料。如果没有足够的空气进行完（wán）全燃（rán）烧，则会有高水平的CO，烟雾和/或未燃烧的燃（rán）料（liào）。

过度（dù）空气（qì）的这种正常变化使得难以保持高效（xiào）率。如果多余的（de）空气高于所需（xū）的空气，则由于（yú）多余的空气（qì）被加热到堆温（wēn）度（dù）而且能量损失到环（huán）境中，所以热量就会消失。空气温（wēn）度是影响燃（rán）烧器多余空（kōng）气变化的因素。在典型（xíng）的锅炉房中，正常的季节变化约为60至（zhì）80°F，但是在管道空气或外部（bù）设施中可能要（yào）大得（dé）多（duō）。燃烧空气温（wēn）度从120°F到40°F的变化将导致大约（yuē）16％的过量空（kōng）气变化。大气压力（lì）从30“改为29”，空气过多只有3.4％的（de）变化。影响密（mì）度的其（qí）他变化，如湿度（dù），影响（xiǎng）较（jiào）小。燃油特（tè）性由压力调节（jiē）器控制，对HHV的限制（zhì），并在地下运行煤气管线保持恒温。这使得（dé）燃烧（shāo）空气温度的变化是燃烧器过量（liàng）空气水平变化中的变量。

上述（shù）定义的问题不是一（yī）个新的问题，许多人已经努（nǔ）力（lì）寻（xún）找解决方案，以恢复（fù）失效（xiào），并防（fáng）止与高（gāo）低空气运（yùn）行（háng）有关的问题。最常见的解决方（fāng）案是氧气修整（zhěng）系统，已经存在了几（jǐ）十年。这种产品从（cóng）1970年代（dài）的石油禁运中获得普及，但由于（yú）成本（běn）和维护成本高而失去了信誉。最近，它们（men）与并行定位控制相（xiàng）结合（hé），因为它们可以集成到（dào）并行定位控制系（xì）统中，从而消除了麻烦（fán）的执行器组件。了解新技术（shù）如何根据空（kōng）气密度的变化来（lái）控制（zhì）多余的空气。

氧气修整（zhěng）系统使（shǐ）用传感器来测量烟气中的过（guò）量氧（yǎng）气（qì），并（bìng）且将改变（biàn）燃料（liào）或空气流（liú）量以（yǐ）校正该（gāi）水（shuǐ）平以匹配预（yù）设（shè）水平（píng）。设置通常包括设定（dìng）点（用于不同的燃烧速率和燃料）和（hé）提供已知（zhī）量的（de）校正（zhèng）的致动器（qì）值的组合。如（rú）前所述，氧气修剪系统做（zuò）得很好，但是有（yǒu）限制：

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

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

由于允许烟气通过锅炉，传感器和致动（dòng）器系统所需的（de）时间，系统的（de）响应（yīng）延（yán）迟。在（zài）较低的燃烧（shāo）速率下，这可能非常长，并（bìng）且通过调节锅（guō）炉，在燃烧速率（lǜ）变（biàn）化之前（qián），该装置可能没有时间来校正多余（yú）的空气。

维（wéi）护成本很高，部分原因是氧气池寿命短（处于肮脏的环境中），需要进行（háng）复杂的重新调（diào）试（shì）。

迟滞，特别是迟滞变化（huà），可（kě）能导致（zhì）单位过冲（chōng），导致（zhì）结果（guǒ）比没有控制，特（tè）别是在较（jiào）低的（de）速率下。由于（yú）这（zhè）个（gè）原因和（hé）系统（tǒng）响（xiǎng）应缓慢（màn）（烟气通过锅炉的时间），许（xǔ）多系（xì）统（tǒng）根本就不试图以低速率进（jìn）行控制（zhì）。

成（chéng）本和复（fù）杂性限制了可以使用氧气修剪系统的应（yīng）用（yòng），但它确实提（tí）供（gòng）了一种（zhǒng）校正（zhèng）多余空气的替代方（fāng）法。在积（jī）极的一（yī）面，氧（yǎng）气修整系统将（jiāng）校正可能影响多余空气水平（píng）的所有条件，包括燃（rán）料性质和燃料（liào）供应的变化。在大型基础锅炉中，氧气修整系统将提供非常（cháng）好的（de）控制和燃料（liào）节省。新的（de）控（kòng）制解决方案

有一个新的控（kòng）制系统（tǒng）使用不（bú）同的方（fāng）法来解决这个问题，并且专门设计成非（fēi）常（cháng）简单的应用，同时消除了复杂的设置和维护问题。它与（yǔ）烟气不接（jiē）触，这些烟气是热的，脏的和湿的。它使（shǐ）权（quán）衡（héng）不能以（yǐ）更低（dī）的成（chéng）本和简单性对（duì）所有变量（liàng）进行更正（zhèng）。

这种（zhǒng）新的控制系统是空气密度（dù）调节系统。它考（kǎo）虑到（dào）燃烧（shāo）空气温（wēn）度（dù）的变化，并且响应于该（gāi）温度变化来控制过量（liàng）的空气。这（zhè）个概念是（shì）为了大大（dà）简化控制系统，降（jiàng）低成本（běn）。客（kè）户可以通过少量（liàng）成本获（huò）得大部分节省（shěng）成（chéng）本（běn），并（bìng）且（qiě）不会出现（xiàn）氧气修整系统的（de）维护和（hé）设置问题。空（kōng）气密度调节（jiē）系统使用（yòng）变频（pín）驱动（VFD）来改变风扇速（sù）度以校正空气流量并保持恒定的过量空气速率。因为这个系统没有特定的站点设置，所以（yǐ）控制和（hé）VFD可（kě）以（yǐ）在工厂进行编程和设（shè）置。控制利（lì）用已知的关系以非常（cháng）简单的方式进行这种校正。已知的关系是（shì）：

空气密（mì）度将根据“理想气体（tǐ）法”定义的空（kōng）气温度（dù）直（zhí）接相关。换（huàn）句话（huà）说，如果（guǒ）空气温（wēn）度从60°F升高（gāo）到100°F，则空（kōng）气密度将从0.0765lb / cf降至0.071lb / cf，这是密度（dù）降低（dī）7.2％。

风扇是一个恒定的音量设备（Fan Laws）。在上述（shù）示例（lì）中，如果初始风扇体积为100CFM，则在100°F时的流量也（yě）将（jiāng）为100CFM。然而，质量传递将从7.65磅变为（wéi）7.1磅，质量流（liú）量减（jiǎn）少7.2％。

风扇产生的音量（liàng）与风扇（shàn）的速度直接相关（Fan Laws）。如果风扇在50°F下以3000 RPM运行，然（rán）后将速度提高到3216 RPM（增加7.2％），空气体积将（jiāng）增加到107.2 CFM，新的质量（liàng）流量将为7.65 lb。与原始操作相同的质量流量，我们可（kě）以看到，这已经对空气温度的变化（huà）进行了准确的校正（zhèng）。

这些关系以提供空气温度和风扇速度之（zhī）间的“固定”关系的方（fāng）式内置在（zài）空气密度调节系统中，使得（dé）始（shǐ）终提（tí）供（gòng）恒定的质量流（liú）。来自空气密度调节系统的燃（rán）料节（jiē）省将类似于氧气修剪系统。燃料节约来自（zì）减少过量空气，额（é）外的空气会增加（jiā）干燥气体和水分（fèn）的损失。过量空气中的水分也有一些（xiē）能量损（sǔn）失，但（dàn）这通常是（shì）非常少量的。

过量空气也会影（yǐng）响（xiǎng）锅炉的堆（duī）温度，其中过量空气越（yuè）高，堆温度越高。主要（yào）原因（yīn）是（shì）更高（gāo）的过（guò）量（liàng）空（kōng）气水（shuǐ）平降低（dī）了火（huǒ）焰温度，从而减少了炉中（zhōng）的热（rè）传递并增加了堆温度。虽然一些热损失从对流通道中的较（jiào）高质量（liàng）流量中恢复（fù），但总体（tǐ）上传（chuán）热损失。过剩空气和堆垛温度之间没（méi）有确切（qiē）的关（guān）系，但是具有相对较大（dà）量的传（chuán）热表面的（de）单元（燃烧器锅炉通常（cháng）具（jù）有每平方米HP 5平（píng）方（fāng）呎）将具有小的（de）变（biàn）化，而其它的堆（duī）积温度变化较大。改（gǎi）善过（guò）剩空气水平将（jiāng）具（jù）有更低的堆叠（dié）温度的附加效率增益。

图4显示了使用空气密度调节系统的估计节省燃料。在正常燃烧空气温度为120°F时，具有或不具有空气密度调节系统的单元之间（jiān）没有差异。燃烧式风扇将以全RPM运行，以提供足够的空气来支持燃烧。随（suí）着空气温度下（xià）降，空气密（mì）度调节系统将减慢风扇的速度，以（yǐ）保（bǎo）持恒定的过量空（kōng）气（qì），随着温（wēn）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（liàng）就（jiù）越大（dà）。堆温度是燃料节（jiē）约（yuē）的另（lìng）一个变量，其中（zhōng）堆温度越高，节约（yuē）越多。

此外，VFD将提供（gòng）电力节省，这对（duì）于这种（zhǒng）类型的控制有充分的记录。图5显示（shì）了与正（zhèng）常单位相比如何节省电（diàn）力（lì）的一个实例。再次（cì），在（zài）编程的高温（wēn）下（xià），风扇将处于速度，在（zài）具有（yǒu）或不具有空气密度（dù）调节系（xì）统（tǒng）的单（dān）元之间将没有差异。随（suí）着（zhe）空气温度下降（jiàng），空气密度调节（jiē）系统将降（jiàng）低风扇转速，从而减少电气（qì）使用。在（zài）正常的（de）燃烧器（qì）中（zhōng），随着空气温度的下（xià）降，电气使用将增加，因为较高的（de）空气密度需要更（gèng）多的（de）电动机（jī）HP。风（fēng）扇速度的小幅度（dù）降低（dī）将（jiāng）导致大量的电力节省，因（yīn）为（wéi）使用的能量是（shì）以风（fēng）扇转速为第（dì）三功率。

空气密度调节系统还提供了一些其他优点（diǎn）。通过使用VFD提供（gòng）的软启动（dòng）允许电机在几秒钟内升高到全速，大（dà）大降低启动时的浪涌电流。软启动减少了电机的（de）积聚，可以减（jiǎn）少客户的需求，并增加电机的（de）使用寿命（mìng）。电机（jī）运行速度较慢也可降低（dī）燃烧（shāo）器的噪音水平。大部分燃烧（shāo）器的（de）噪音（yīn），就像（xiàng）电能一样来（lái）自风扇。以较慢的速度操作风扇降低（dī）了噪音（yīn）水（shuǐ）平。结论

空气密度（dù）修补提供与（yǔ）氧气修剪（jiǎn）系统相似的（de）燃料（liào）节省成本，同时消除复杂的（de）设置和维护（hù）问（wèn）题。空气密度调节系统调节燃烧器（qì）风扇速度，以允（yǔn）许由于（yú）改变燃烧空气（qì）温度而改变空（kōng）气密（mì）度。通过不断监测燃（rán）烧空（kōng）气（qì）温度并相应调节（jiē）风扇速度（dù），空气密度（dù）调节系统可（kě）节省燃（rán）料，节省电力，提高（gāo）锅炉效率（lǜ）。