有效燃烧（shāo）是所有能源用户的（de）目标。燃烧器点火器不（bú）仅高效（xiào）燃烧（shāo）节省资（zī）金，而且还可以防止有害排放的产生（shēng），并可以减少服（fú）务电话，设备（bèi）关机和不舒服的客户。问题（tí）是（shì）商业和小型工（gōng）业用户没有（yǒu）良（liáng）好的燃烧（shāo）器控（kòng）制系统（燃油比控制）。虽然（rán）有氧气修整系统，它们昂贵和复杂，并且由于维护（hù）成本高而经（jīng）常关闭。

燃（rán）烧（shāo）控制（zhì）系（xì）统控（kòng）制燃烧器的（de）燃（rán）料 - 空气比。燃料空气比通常以过量空（kōng）气（％）或过量氧（％）来定义。这些（xiē）术语都（dōu）是相（xiàng）互关（guān）联的，读数可以从一个转换（huàn）到另一个。烟气分析（xī）仪读取％氧气，但这与过量空气（qì）不成比例关（guān）系（xì），这就是为什么使用这几个术语（yǔ）。

主要问（wèn）题是燃（rán）料 - 空气比或过（guò）量空气（qì）随着燃烧（shāo）器的正（zhèng）常运行而改变（biàn）。这是（shì）因为燃烧器（qì）燃烧（shāo）空气风扇（shàn）输送恒定体积的空气，但随着（zhe）空气温度（dù）的（de）变化，空气（qì）密（mì）度（dù）也发生变（biàn）化，导致空（kōng）气质量流量不同。例如，当空（kōng）气温度为40°F时，如果燃烧器在早上20％的空气中运行，则（zé）当空气（qì）温度升高至85°F时，过多（duō）的空气将在下午降至11％（所有其他因素都（dōu）相同）。季节性变化会（huì）产生更大的温度波动（dòng），并且经常（cháng）需要季节性（xìng）调整，以（yǐ）防（fáng）止燃烧器出现其他问题（tí）。当温度较高时（shí），可能会发生吸烟和（hé）高CO，当温度过低时会（huì）发生隆隆和高CO。

为了更好地了解空气（qì）温度在燃烧器运行中的（de）主要作用（yòng），请考虑确定燃烧器多（duō）余空（kōng）气等级的过程。燃（rán）烧器（qì）设置的（de）一（yī）步是定义操作范围（wéi）。信封是定（dìng）义（yì）燃烧（shāo）器（qì）操作（zuò）条件的“Box”。盒（hé）子（zǐ）的两（liǎng）侧由燃（rán）烧（shāo）器操作的小和过量空（kōng）气量（或氧气（qì））定义。通常，较（jiào）低的过量空气水平导（dǎo）致吸烟，高CO和（hé）终未燃燃料（liào）。在（zài）过剩（shèng）空气水平下，极限由（yóu）隆（lóng）隆，不稳定和过多空气中的高CO定义。另（lìng）外两侧由和燃（rán）烧空气温度（dù）定（dìng）义。通过这个操作信封（fēng），技术人员可（kě）以确定如何设置燃（rán）烧器。

图表（biǎo）I显示了典型的操（cāo）作（zuò）信封。燃气燃烧（shāo）器（qì）可以从2.5％O2（12％过量空气）至约6％O2（36％过量空气）运行（háng）。空（kōng）气温（wēn）度在50至120°F之间。斜线表示％O2如何随温度而变化。例如（rú），当燃（rán）烧（shāo）空（kōng）气温度为120°F时，如果燃烧器的O2设置为4.5％，则当（dāng）燃烧空气温度降至（zhì）50°F时，O2将为约（yuē）6.5％，这（zhè）在“盒子“，并且燃烧器可能会由（yóu）于过高的（de）空气（qì）水平而开始隆（lóng）隆或（huò）具有高CO。这由图2中的虚线所示。

正确的调谐（xié）在图2中显示为实线（xiàn）。它保持在操作信封（fēng）内，并且接（jiē）近具有（yǒu）合理安（ān）全余量的（de））的多余空气。该安全裕度用（yòng）于覆盖大气压力（lì），湿度和（hé）滞后（hòu）的变化。虽然这些（xiē）附加因素中的每一个都可能影响过（guò）量的（de）空（kōng）气（qì），但是（shì）它们的冲击力通常远低于（yú）空气温度（dù）。

空气密度的（de）变化导致（zhì）典型（xíng）的（de）锅炉燃烧（shāo）器系统的（de）燃油比具有波（bō）动的（de）燃（rán）油比。燃烧空气风（fēng）扇是恒（héng）定体积的装置，并且将始终为燃烧（shāo）器提供恒定体（tǐ）积的空气。随着空气（qì）温度的变化，空气密度（dù）发生（shēng）变化，并且会（huì）改变实际的空气（qì）磅（páng）数或提供给燃烧器（qì）的质量流量。这是一个众所周知的问题，服务技术人员通过（guò）简（jiǎn）单（dān）地增加多余的空（kōng）气来补偿这（zhè）些变化，以确保有足够的空气来（lái）始（shǐ）终燃烧燃料。如果没（méi）有足够（gòu）的空气（qì）进行完全燃烧（shāo），则会有高水平的CO，烟雾和/或未燃烧的燃料。

过度空气的这种正常变（biàn）化使得难以保持效（xiào）率（lǜ）。如果多余的空气高于所需的空气（qì），则由于多余的（de）空气被加（jiā）热到堆温度（dù）而且能量损失到环境中（zhōng），所以热量（liàng）就（jiù）会（huì）消失。空气温度是影（yǐng）响燃烧器（qì）多余空气变化的因素。在典（diǎn）型的锅炉房中，正常（cháng）的季节（jiē）变化约为60至80°F，但（dàn）是在管（guǎn）道空气或外部设施中可（kě）能要大得多。燃烧空气温度从120°F到40°F的变（biàn）化将导致大约16％的过量空气变化。大气压力从30“改（gǎi）为（wéi）29”，空气过多（duō）只有3.4％的变化。影响密度的其他变化，如湿度（dù），影响较小。燃油特性由压力调节器控制，对HHV的限制，并在（zài）地下运（yùn）行煤气管线保持恒（héng）温。这使得燃（rán）烧空气温度的变化（huà）是（shì）燃烧器（qì）过（guò）量空气（qì）水平变（biàn）化（huà）中的变量。

上述定义的问题不是一个新（xīn）的问题，许多人已经努（nǔ）力寻（xún）找解决方案，以恢复失效，并防止与高低空气运行有关的（de）问题。常见的（de）解决方案是氧气修整系统（tǒng），已经存在了几（jǐ）十年（nián）。这种（zhǒng）产品（pǐn）从1970年（nián）代的石油禁（jìn）运中（zhōng）获得普及，但由于成本（běn）和维（wéi）护（hù）成本高而失去了信誉。它们与并行定位控制相结（jié）合，因为它（tā）们（men）可以集成到并行定（dìng）位控制（zhì）系统中，从而消除了麻烦（fán）的执行器组件。了解新技术如何根据（jù）空气密（mì）度（dù）的变化来控制（zhì）多（duō）余的空气（qì）。

氧气修整系（xì）统使用（yòng）传感器（qì）来测量烟气中的过量氧气，并且（qiě）将改（gǎi）变燃（rán）料或空（kōng）气流量以校正（zhèng）该水平以匹配（pèi）预设水平。设置通常包括设定点（用于不（bú）同（tóng）的燃烧（shāo）速率和燃料（liào））和提供（gòng）已知（zhī）量的校正的致动器值的组合。如前所述，氧气修剪系统（tǒng）做得很（hěn）好，但是有限制：

这些（xiē）系统相对昂贵，特（tè）别是当（dāng）包括并行（háng）定位系统的成本和需要（yào）额外的启动（dòng）时间时。

这些系统必须是现场安装的，这使得（dé）启动成本更高（gāo），更复杂。

由于允许（xǔ）烟气通过锅炉，传感器和致动器系统（tǒng）所需的时（shí）间（jiān），系统的响应延迟。在较低的燃烧速率下（xià），这可能（néng）非常长，并且通（tōng）过调节锅炉（lú），在燃烧（shāo）速率变化之前，该装（zhuāng）置可能没有时间来（lái）校正多余的（de）空气。

维护（hù）成本很（hěn）高，部（bù）分原因是氧气池寿命短（处于肮脏的环境中），需（xū）要进（jìn）行复（fù）杂的重新调（diào）试。

迟滞，特（tè）别是（shì）迟滞（zhì）变化，可（kě）能导致单（dān）位过冲，导致结果比没有控制，特别是在（zài）较低的速率下。由于这个原因和系（xì）统响（xiǎng）应（yīng）缓慢（烟气通过锅炉的时间），许多（duō）系统根（gēn）本就（jiù）不试图以低速率进行控制。

成本和复（fù）杂性（xìng）限制了可以使用氧气修剪系统的应用，但它确实提（tí）供了一种校（xiào）正多（duō）余空气的替代方法。在积极的一面（miàn），氧气修整系（xì）统将校正（zhèng）可（kě）能影响多余空气水平的所（suǒ）有条件，包括（kuò）燃料性质（zhì）和燃料供（gòng）应（yīng）的变化。在（zài）大型基础锅炉中，氧气修整（zhěng）系统将提（tí）供非常好的控制和（hé）燃料节省。新（xīn）的控制解（jiě）决（jué）方案

有（yǒu）一个新的（de）控制系统使用不（bú）同（tóng）的方法来解决这（zhè）个问题，并且专（zhuān）门设（shè）计成非常简单的应用，同时消除了（le）复杂的设置和维（wéi）护问题。它与烟（yān）气不接（jiē）触，这些（xiē）烟气（qì）是热的，脏的和湿的。它（tā）使权衡不能以更低的成（chéng）本和简单性（xìng）对所有（yǒu）变量进（jìn）行更正。

这种新的控制系统是空气密度调节系统。它考（kǎo）虑（lǜ）到燃烧（shāo）空（kōng）气（qì）温度的变化，并且（qiě）响（xiǎng）应于该（gāi）温度变化来（lái）控制（zhì）过量的空气。这个（gè）概念是为（wéi）了大大简化控制系统，降低成本。客户（hù）可以通过少量成本获（huò）得大部分（fèn）节（jiē）省成本，并且不会出（chū）现氧（yǎng）气修整系（xì）统的维护（hù）和设（shè）置问题。空气密（mì）度调节系统使用变频驱动（VFD）来改变风扇速度（dù）以校（xiào）正空气流（liú）量并保持恒（héng）定的过量空气速率（lǜ）。因为这个系统没有（yǒu）特定的站（zhàn）点设置，所（suǒ）以控制和VFD可以在工厂进（jìn）行编程和设置。控制利用已知（zhī）的关系以非常简单（dān）的方式进行（háng）这种校正。已（yǐ）知的（de）关系是：

空气密度（dù）将根据“理想气体法”定义的空（kōng）气（qì）温度直接相关。换句话说，如果（guǒ）空气温度从60°F升（shēng）高（gāo）到100°F，则空气密度将从0.0765lb / cf降至0.071lb / cf，这（zhè）是密度降低（dī）7.2％。

风扇是（shì）一个恒定的音量设备（Fan Laws）。在上述示例中（zhōng），如果初（chū）始风扇体积为100CFM，则在100°F时的（de）流量也将（jiāng）为100CFM。然而（ér），质（zhì）量传递将从7.65磅变为7.1磅，质量（liàng）流量减少7.2％。

风扇产（chǎn）生的（de）音量与风（fēng）扇的速度直接相关（guān）（Fan Laws）。如（rú）果风扇在50°F下以（yǐ）3000 RPM运（yùn）行，然后将速度提高到3216 RPM（增加7.2％），空（kōng）气（qì）体积（jī）将增加到107.2 CFM，新的质量（liàng）流（liú）量将为7.65 lb。与原始（shǐ）操作相同的质（zhì）量流量，我们（men）可以（yǐ）看到，这已经对空气温度的（de）变化进行了的（de）校正（zhèng）。

这些关系以提供空气（qì）温度和（hé）风扇速度之间的（de）“固定”关（guān）系的方式内置（zhì）在空（kōng）气密度调节系统中，使得始终提供恒定的（de）质量流。来（lái）自空气密度调节系统（tǒng）的燃料节省将类似于氧气修剪（jiǎn）系统。燃料节约来（lái）自减少（shǎo）过量空气，额外的空气（qì）会增加干（gàn）燥气体（tǐ）和水分的损（sǔn）失。过量空（kōng）气中的水分也（yě）有一些（xiē）能量损失，但这通（tōng）常（cháng）是非常少量的。

过量空气也会影响锅炉的堆温度，其中过量空气越高，堆温（wēn）度越高。主（zhǔ）要原因是更高的过量空气水平降低（dī）了火焰温（wēn）度，从而减（jiǎn）少（shǎo）了（le）炉中（zhōng）的（de）热（rè）传递并增（zēng）加了堆温度。虽然一些热损失从（cóng）对流（liú）通道中的较高质量流量（liàng）中恢（huī）复，但总体上（shàng）传热损失。过剩空气和堆垛温度之间没有确切的（de）关系，但是具有相对较大（dà）量的传热（rè）表面的单元（燃（rán）烧器锅炉通（tōng）常（cháng）具有每平方米HP 5平方呎）将（jiāng）具（jù）有（yǒu）小的（de）变化，而其它的堆积（jī）温度变化（huà）较（jiào）大。改（gǎi）善过（guò）剩空气（qì）水（shuǐ）平将具（jù）有更低的（de）堆叠温度的附加效率增益。

图4显示了使（shǐ）用空气（qì）密度调（diào）节系统的（de）估（gū）计（jì）节省燃料。在正常燃烧空气温度为120°F时（shí），具有或不具有空气密度调节系统的（de）单元（yuán）之间没有差异。燃烧式风扇将以全RPM运（yùn）行，以提供（gòng）足够（gòu）的空气来支持燃烧。随着（zhe）空气温度下降，空气密度调节系（xì）统将减慢风扇的速度，以保持恒定的过量空气，随着温度的持续下降，可以节省更多的空间。温度（dù）变化越大（dà），节约量就越大。堆温度是燃料（liào）节约的另一个变（biàn）量，其中堆温度越（yuè）高，节约越多。

此外，VFD将提供（gòng）电力节（jiē）省（shěng），这对于这种（zhǒng）类型（xíng）的控制有充分的记录。图（tú）5显示了与（yǔ）正常（cháng）单位相比如何（hé）节省电力的一个实例。再次，在编（biān）程的（de）高温下（xià），风扇将处于速度，在具有或不具有（yǒu）空气（qì）密度调节系统的单元之间（jiān）将（jiāng）没（méi）有差异。随着空气温度下降，空气（qì）密（mì）度调节系统（tǒng）将（jiāng）降低风（fēng）扇（shàn）转（zhuǎn）速，从（cóng）而减（jiǎn）少电气使用。在正（zhèng）常的燃烧器中，随（suí）着空气温度的下降，电（diàn）气（qì）使用将增（zēng）加，因（yīn）为较高的空气密度需（xū）要更多（duō）的电动机HP。风（fēng）扇速度的小幅度降低将导致大量的（de）电力节省，因（yīn）为使用的能量是（shì）以风扇转速为第（dì）三功率。

空气密度调（diào）节系统还（hái）提供了一些（xiē）其他（tā）优点。通（tōng）过使用（yòng）VFD提供（gòng）的软启动（dòng）允许（xǔ）电机（jī）在几秒钟内升（shēng）高到全速，大大降（jiàng）低启动时的浪涌电流。软启动减少了（le）电机的（de）积（jī）聚，可以减少客户的需求（qiú），并增加电机（jī）的使用寿命。电机（jī）运行速度较（jiào）慢也可降低燃（rán）烧（shāo）器（qì）的（de）噪音水平。大部分（fèn）燃烧器的（de）噪音，就像电能（néng）一样（yàng）来自（zì）风扇。以较慢的速度操（cāo）作风扇降低（dī）了（le）噪音水平。结论（lùn）

空气密（mì）度修（xiū）补（bǔ）提供与氧气修剪系统（tǒng）相似的燃料节省成本，同时消除复杂的设置和维（wéi）护（hù）问题。空气密度调节系统（tǒng）调节燃烧器风（fēng）扇速度，以允许由于改变（biàn）燃（rán）烧空气（qì）温度而改变（biàn）空气密度。通过不断（duàn）监测燃（rán）烧空气温度并相应调节风扇速度，空气密度调节系统可节省燃料，节省电力（lì），提高锅炉效率。