مشعل

مشعل که در زبان انگلیسی به آن Burner گفته می‌شود دستگاهی مکانیکی است که با مخلوط کردن نسبت بهینه ای از هوا با سوختهایی مانند مانند گاز، گازوئیل و مازوت در یک مکان کاملا ایمن، انرژی سوخت را به انرژی گرمایی تبدیل می کند و یکی از اصلی ترین تجهیزات موتورخانه‌ها و ایجاد شعله در بویلرهای بخار، روغن داغ و آب داغ می باشد. انرژی گرمایشی تولید شده حاصل از این نوع احتراق، مقداری گاز نیز تولید می کند. انرژی تولید شده توسط دو روش جابجایی (Convection) و تابش یا تشعشع (Radiation) به محیط اطراف انتقال داده می‌شود.

در واقع می توان گفت مشعل صنعتی یک محصول کلیدی برای فناوری‌های گرمایشی می باشد. همچنین مشعل و احتراق دو اصطلاحی هستند که نمی توان آنها را از یکدیگر جدا کرد. همانطور که می‌دانید گرما یک منبع انرژی است و هنگامی که سوخت با اکسیژن واکنش می‌دهد، احتراق صورت می‌گیرد و انرژی گرمایی و نور آزاد می‌شود. انرژی گرمایی تولید شده توسط شعله به وسیله محفظه احتراق به محلی که انرژی مورد نیاز است منتقل می‌شود. در کل وظیفه مشعل تولید گرما و همچنین میزان شعله و دمای خود را نسبت به دستوراتی که می‌گیرد تنظیم می کند. در ضمن شناخت این سیستم می تواند در فرایند تعمیر مشعل موتورخانه بسیار مفید و مناسب باشد. تامین هوا در مشعل‌ها می تواند از نوع طبیعی یا اجباری باشد.

انواع مشعل

یکی از بزرگترین کاربردهای این تجهیزات در فرایندهای گرمایشی به عنوان موتور احتراق بویلرها، هیترها (جت هیتر) و حتی پکیج‌های گرمایشی می باشد. همچنین در انواع دیگها از جمله دیگهای چدنی و فولادی، مشعل‌هایی با ظرفیت کاری متفاوت استفاده و بهره برداری می‌شود. معمولا ظرفیت حرارتی مشعل حدود 20 درصد بالاتر از ظرفیت حرارتی دیگ در نظر گرفته می‌شود و دلیل آن هم احتمال احتراق ناقص درون دستگاه می باشد. ظرفیت روی پلاک همان ظرفیت نامی مشعل می باشد که معمولا بر حسب کیلووات یا کیلوکالری در ساعت بیان می‌شود. کنترل روشن و خاموش شدن مشعل معمولا توسط ترموستات روی دیگ یا خط لوله آب گرم صورت می‌گیرد. همچنین در هر مشعل و دیگ، تعدادی کنترل کننده همانند رله، فتوسل، یون و ترموستات وجود دارد که مقدار و زمان هر کدام از فرآیندها را کنترل می نمایند.

انواع مشعل موتورخانه

انواع مشعل موتورخانه

این سیستمهای گرمایشی، بر اساس معیارهای متفاوتی همچون نوع سوخت، نحوه اشتعال سوخت و هوا، ظرفیت کاری دستگاه و پروفیل شعله تولید شده به انواع مختلفی تقسیم بندی می‌شوند.

تقسیم بندی مشعل‌ها از نظر نوع سوخت

در دسته بندی مشعل ها از نظر نوع سوخت، می توان انواع زیر را نام برد:

مشعل گازسوز

مشعل‌های گازسوز همان طور که از نامش پیداست احتراق را با استفاده از گاز شهری یا همان گاز طبیعی انجام می‌دهد. این مدل از پر کاربردترین گونه مشعل ها محسوب می‌شوند که در مکانیکی‌ها، تاسیسات، موتورخانه مورد استفاده قرار می‌گیرند. در واقع پرکاربرد بودن این نوع مشعلها به دلیل دسترسی راحت به گاز طبیعی در اکثر نقاط می باشد. لازم به ذکر است سوخت مورد نیاز این سری از سیستم های گرمایشی که کاربرد این مشعل را دو چندان نموده توسط شیر برقی تنظیم و کنترل می‌شود.

فروش انواع مشعل موتورخانه

هوای مورد نیاز احتراق و پرتاب شعله در نمونه‌های گازسوز توسط یک فن گریز از مرکز یا ونتیلاتور تامین می‌شود که موتور این فن می تواند از نوع تک فاز یا سه فاز باشد. کنترل هوا در مشعل های گازسوز توسط دمپر صورت می‌گیرد که در مشعل های کوچک از نوع دستی و در دستگاه‌های بزرگ از نوع موتوری می باشد که توسط سرو موتور کنترل می‌شود.

مشعل های گازسوز با توجه به عملکردی که دارند به سه نوع دمنده دار، فن دار و انواع بدون فن (بی صدا) تقسیم بندی می‌شوند. برای مثال مشعلهایی که در پکیج های آپارتمان ها به کار می روند از نوع گازی بی صدا و بدون دمنده هستند.

امروزه مشعل ها دارای سیستم هوشمند و پی ال سی (PLC) می باشند که به طور خودکار نسبت سوخت و هوا را تنظیم می کنند. عمل پایداری و یکنواخت سازی شعله در مشعل های گازسوز با استفاده از شعله پخش کن که در خروجی نازل سوخت قرار دارد انجام می‌شود. با تشکیل شعله در مسیر آن یک میله وجود دارد که در اثر برخود حرارت با آن یک جریان الکتریسیته به وجود می آید که در صورت هر گونه تغییر در این جریان، شعله خاموش می‌شود.

اجزای تشکیل دهنده مشعل گازسوز
  • لوله آتش خوار
  • شعله پخش کن
  • پیچ تنظیم فشار
  • کابل الکترود جرقه
  • کلید کنترل فشار گاز
  • و …

در مشعل های نوع گازی سه فاکتور مهم احتراق توسط سیستم هوارسان، سیستم سوخت رسان، سیستم جرقه زن و سیستم کنترل شعله تشکیل می‌شوند.

مشعل گازوئیل سوز

فروش مشعل گازوئیلی

طبق نام این سیستم‌های گرمایشی، سوخت این نوع از مشعل‌ها گازوئیل می باشد و برای مکان‌هایی که به گاز شهری دسترسی ندارند، یک مزیت محسوب می‌شود چرا که می توان با استفاده از آنها به سرعت در کوتاه ترین زمان ممکن حرارت لازمه را به شکل دما یا آب گرم دریافت کرد که این مورد بسته به نوع سیستم متصل به آن است.

مشعل گازوئیلی با دارا بودن سوختی ارزان و در عین حال پر قدرت، جایگاه خاصی را در میان تمامی انواع مدلها دارد. عملکرد این نوع مدل به این صورت است که با روشن کردن و شروع کار موتور فن در این نوع مشعل، فن هوادهی شروع به کار می کند که نوع این فن در نمونه‌های گازوئیلی، سانتریفیوژ است. فن در مشعل‌های گازوئیلی الکتروموتور علاوه به حرکت درآوردن فن سانترفیوژ و تامین هوای مورد نیاز احتراق در مشعل، وظیفه به حرکت درآوردن شفت پمپ گازوئیل و انتقال سوخت را نیز بر عهده دارد. بنابراین با کار کردن این پمپ، گازوئیل و هوا با هم ترکیب شده و برای احتراق آماده می‌شوند.

پمپ گازوئیل مشعل‌های گازوئیلی از نوع دنده ای فشار قوی می باشد. در این نمونه ها، ابتدا سوخت پس از عبور از فیلتر گازوئیل توسط شیر برقی کنترل می‌شود و در نهایت توسط نازل از حالت مایع به صورت پودر تزریق می‌شود و به همین جهت به آن ها مشعل های جت فشاری یا پودر کننده فشار قوی تفنگی نیز می‌گویند. در خروجی نازل الکترودهای جرقه زن قرار دارند که سبب ایجاد احتراق ترکیب گازوئیل و هوا و در نتیجه تشکیل شعله می‌شوند. در مشعل های گازوئیلی برای تنظیم شعله از سنسور چشمی استفاده می‌شود که در صورت عدم تشکیل شعله مجموعه فن، پمپ و مشعل را خاموش می کند.

توجه: در مشعل‌ های بزرگ گازوئیل سوز، الکتروموتور مجزایی برای کوپل شدن با پمپ گازوئیل مشعل تعبیه می‌شود.

اجزای تشکیل دهنده مشعل گازوئیل سوز

هوارسان: وظیفه قسمت هوارسان، تأمین هوای مورد نیاز برای ایجاد شعله می باشد.

اجزای تشکیل دهنده قسمت هوارسان: فن، دمپر، الکتروموتور، صفحه چرخش هوا و …

سوخت رسان: تأمین سوخت مورد نیاز احتراق وظیفه ی این قسمت می باشد.

اجزای تشکیل دهنده قسمت سوخت رسان: منبع ذخیره ی سوخت، اجزای سوخت رسان (شیر برقی، نازل منبع گازوئیلی، فیلتر استکانی و … )

قسمت جرقه زن: وظیفه اصلی این قسمت، تأمین جرقه برای ایجاد شعله می باشد.

اجزای تشکیل دهنده قسمت جرقه زن: ترانس جرقه زن، الکترودهای جرقه زن، وایرهای جرقه زن و …

کنترل کننده: اجزای تشکیل دهنده این قسمت عبارت است از؛ فتوسل و رله مشعل می باشد.

مشعل مازوت سوز

شاید برایتان سوال شود که مازوت چیست؟ مازوت تشکیل شده از هیدروکربن های نفتی می باشد و پس از نفت سفید در زمان پالایش نفت خام حاصل می‌شود، رنگ مازوت سیاه است و به همین دلیل به آن نفت سیاه یا نفت کوره هم می‌گویند و حالت مایع دارد و به دلیل داشتن قیمت ارزان و دسترسی راحت به آن در مشعل ها به عنوان سوخت کاربرد دارد .

مشعل مازوت سوز یکی از انواع مشعل هایی می باشد که در پالایشگاه‌ها و موتور خانه‌ها برای تامین گرمایش بویلرها و کوره‌ها استفاده می‌شود که فرآیند پودرسازی سوخت را به وسیله نازلی که به انرژی زیادی برای انجام این کار دارد، با مدل خاصی طی می‌شود و همچنین جریان سوخت پودر شده ملتزم به خروج از منطقه زاویه مشخصی از نازل می باشد و قطرات سوخت را به طور یکسان پخش می کند. این مدل از مشعل با مشخصاتی از جمله راندمان، ایمنی بالا و صدای کم به راحتی هم قابل نصب و اجرا هستند. طرح مخروطی شکل یکی از معمولی ترین الگوی آن به حساب می آید. نکته مهمی که در این بخش قابل توجه است، نصب پیش گرمکن سوخت در مشعل های مازوت سوخت نکته مهمی می باشد زیرا از منجمد شدن مازوت در فصل سرد جلوگیری می‌شود.

مشعل های مازوت سوز از راندمان و ایمنی بالایی برخوردار هستند و صدای کمی ایجاد می کنند. نصب آن ها بسیار آسان است و در کارخانه‌های پخت کیک و شیرینی، دیگ های روغن و کاربردهای صنعتی دیگر به کار می روند.

از مشعل های مازوت سوز در مصارفی که نیازمند به مقدار حجم بالایی از آبگرم و بخار داغ دارند استفاده می‌شود همانند: دیگ های روغن داغ، صنایع چوب، صنایع فراوری مواد غذایی و …

اجزای تشکیل دهنده مشعل های مازوت سوز
  • رله کنترل
  • فیلتر سوخت
  • دمپر تنظیم هوا
  • ترانسمفورماتور جرقه
  • و …

توجه: با اضافه کردن سوخت مازوت به مشعل های دوگانه سوز، مشعل های سه گانه سوز خواهیم داشت.

مشعل دوگانه سوز

مشعل دوگانه سوز

مشعل هایی که با بیش از یک نوع سوخت کار می کنند را دوگانه ‌سوز می‌گویند. یکی از پرکاربرد ترین انوع مشعل‌ها مدل دوگانه سوز ها می باشند. از ویژگی های این محصولات می توان به توانایی تولید گرما با سوخت (گاز) و سوخت مایع (گازوئیل) اشاره کرد. از مزایای این مشعل های دوگانه سوز باید گفت این امکان را برای کاربر ایجاد کرده تا در صورت عدم دسترسی به یکی از سوخت ها می توان با جایگزین کردن سوخت دوم، سوخت مورد نیاز مشعل را تامین کرد. همچنین در مناطقی که قطعی گاز وجود دارد می توان برای جلوگیری از عدم قطعی گرمایش از مشعل های دوگانه سوز استفاده کرد.

در این مشعل ها با کلیدهای قرار گرفته روی بدنه می توان سوخت مورد مصرف مشعل را انتخاب کرد. از مدل های دوگانه سوز به دلیل استفاده از دو نوع سوخت گاز و گازوئیل برای موتورخانه‌ها، پالایشگاه‌ها برای تامین گرمایش بویلرها (دیگ بخار)، کارخانجات، ساختمان های مسکونی متناسب با ظرفیت دستگاه استفاده می‌شود.

مشعل سه گانه سوز

در صورتی که مشعل با سه سوخت جهت ایجاد شعله و حرارت کار کند، به آن مشعل سه گانه سوز گفته می‌شود. مشعل های دوگانه سوز معمولا با سوخت های گاز و گازوئیل کار می کنند و در صورتی که علاوه بر این سوخت ها بتوانند با سوخت مازوت نیز کار کنند، مشعل سه گانه سوز نامیده می‌شوند. در این دستگاه‌ها هم وجود پیش گرمکن سوخت ضروری می باشد تا از منجمد شدن مازوت در دمای پایین جلوگیری شود.

مدل سه گانه سوز در مصارف صنعتی در زمینه‌هایی از قیبل پالایشگاه‌ها، کارخانه جات مواد غذایی، صنایع چوب، صنایع رنگ و دیگر مصارف که نیاز به حجم بالایی از حرارت دارند مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تقسیم بندی مشعل ها از نظر چگونگی ترکیب شدن سوخت مشعل با هوا

مشعل ها بر اساس چگونگی ترکیب شدن سوخت مشعل با هوا به سه دسته تقسیم بندی می‌شوند:

مشعل فن دار

مشعل های فن دار هوای مورد نیاز احتراق را توسط فنی که روی مشعل نصب می‌شود، تأمین می کنند.

مشعل انتشاری

در مشعل های نوع انتشاری، سوخت به صورت مستقیم وارد محفظه احتراق می‌شود و در محفظه با هوای موجود در آن ترکیب می‌شود.

مشعل اتمسفریک

در مشعل های اتمسفریک، سوخت به سرعت از نازل خارج می‌شود و با خلائی که در اطراف خود ایجاد می کند هوای مورد نیاز احتراق را تأمین می کند.

انواع شعله‌های ایجاد شده توسط مشعل

شعله‌هایی که توسط مشعل ها ایجاد می‌شود به سه صورت هستند، که عبارت است از:

شعله احیاء: این شعله زمانی در مشعل ایجاد می‌شود که مقدار سوخت بیشتر از مقدار مورد نیاز باشد و یا اکسیژن موجود برای مقدار سوختی که تعیین شده است کم باشد. این نوع شعله‌ها دارای مشخصه‌هایی چون؛ رنگ زرد، دلیل سوزش بینی و دوده زدن می باشد.

شعله اکسید: این شعله زمانی در مشعل ایجاد می‌شود که مقدار سوخت از مقدار مورد نیاز کمتر باشد این شعله دارای مشخصه‌های چون؛ رنگ آبی، دلیل سوزش چشم و دارای شعله ای کوتاه و تیز می باشد.

شعله مناسب: شعله مناسب به شعله ای گفته می‌شود که اکسیژن و سوخت به مقدار مناسب وجود دارد و این شعله دارای رنگی زرد با رگه‌های آبی و نارنجی می باشد. شعله مناسب همچینین شعله نه به صورت کاملاً پخش و نه کاملاً جمع و نوک تیز می باشد.

نحوه عملکرد مشعل ها

عملکرد مشعل موتورخانه

نحوه عملکرد مشعل ها به این صورت است که با پاشش سوخت اعم از گاز، گازوئیل و مازوت از طریق ورودی و ایجاد جرقه، حرارت مورد نیاز را به صورت شعله به داخل کوره هدایت می کند. در مشعل و دیگ تعدادی کنترل کننده وجود دارد که میزان و زمان هر کدام از فرآیندهای مشعل را کنترل می کند.

در مشعل های فن دار شروع عملکرد بر اساس فرمان ترموستات دیگ یا هیتر و طبق برنامه زمان بندی رله مشعل می باشد، به این صورت که ابتدا طبق فرمان رله فن هوادهی مشعل به مدت حدود ۳۰ تا ۶۰ ثانیه روشن شده و بعد ترانس جرقه زن مشعل شروع به ایجاد جرقه کرده و سپس شیر برقی سوخت مشعل (می تواند گاز، گازوئیل یا مازوت باشد) باز شده و سوخت از شیر برقی جریان پیدا می کند و وارد محفظه احتراق دیگ یا هیتر می‌شود. اکنون با وجود جرقه ترانس، شعله در جلوی شعله پخش کن مشعل تشکیل می‌شود.

پس از آن که شعله ایجاد شد، دیگر نیازی به جرقه یا قوس الکتریکی نمی باشد و با فرمان فتوسل یا یون، عملکرد ترانس جرقه زن متوقف شده و مشعل به عمل احتراق خود تا زمان رسیدن فرمان خاموش شدن از طریق ترموستات ادامه می‌دهد.

معمولا بدنه اغلب مشعل های گازوئیلی و گازی از نوع آلومینیوم ریخته گری است که قطعات مورد نیاز برای عملکرد مشعل بر روی آن ها نصب می‌شوند.

روش های تبدیل سوخت به انرژی در مشعل ها

تبدیل سوخت به انرژی گرمایی در مشعل ها به سه روش فشاری، فشار بخار یا فشار هوا و فشار ضعیف هوا صورت می‌گیرد.

در روش فشاری، سوخت با استفاده از فشار یک تلمبه وارد مخزن مورد نظر شده و هوا نیز از اطراف وارد آن می‌شود.

در روش فشار بخار یا فشار هوا، سوخت با استفاده از فشار هوا یا فشار بخار وارد مخزن می‌شود.

در روش فشار ضعیف هوا، کاملترین نوع مشعل شناخته می‌شود. دستگاه هایی که از این روش در ساختار آن ها استفاده شده است، به دو دسته مشعل با فشار کم و با فشار زیاد تقسیم بندی می‌شوند.

تجهیزات و قطعات مشعل مورخانه

قطعات مشعل موتورخانه

همان طور که ذکر شد، مشعل موتورخانه و اجزای تشکیل دهنده آن وظیفه تامین حرارت و گرمایش برای انجام امور مختلف و ایجاد گرما برای سایر سیستم های گرمایشی را بر عهده دارند. این سیستم های گرمایشی از کنار هم قرار گرفتن تجهیزات و قطعات ریز و درشتی تشکیل شده که هر کدام عملکرد مختص به خود را دارد و نحوه کارکرد هر یک روی عملکرد کلی دستگاه تاثیر گذار است.

الکتروموتور

یکی از اجزای مشعل که نقش مهمی‌در این سیستم ایفا می کند الکتروموتور آن می باشد. این قطعه به عنوان نیروی محرکه در موتور احتراق بویلر عمل کرده (در مشعل ‌های گازوئیلی به حرکت در آوردن پمپ گازوئیل و در مشعل ‌های گازی برای به گردش در آوردن ونتیلاتور) و با حرکت مستقیم پروانه یا فن هوای مورد نیاز برای تشکیل شعله و احتراق را تامین می نماید. همچنین از دیگر وظایف الکتروموتور موجب چرخش پمپ سوخت می‌شود. در واقع فن و الکترو موتور، هوای لازم را برای احتراق داخل دیگ می‌دمند.

در الکتروموتور مشعل، نکاتی برای تعیین مصرف برق وجود دارد. معمولا بر روی پلاک الکتروموتور مشعل توان خروجی الکتروموتور درج می‌شود. برای به دست آوردن میزان مصرف واقعی الکتروموتور باید راندمان الکترو موتور در دسترس باشد که معمولا داخل کاتالوگ این دستگاه درج شده است. مثلا برای این الکتروموتور راندمان اعلام شده 55 درصد ذکر شده یعنی این که برای تولید 125 وات در خروجی الکتروموتور حدود 227 وات برق مصرف می‌شود. راندمان الکتروموتورهای داخلی بین 50 الی 70 درصد می باشد.

شیر قطع کننده دستی

یکی از اصلی ترین و مهم ترین اجزای به کار رفته در مشعل ها شیر قطع کننده می باشد که در ابتدای خط گاز قبل از اتصال شیر گازی به سیستم متصل می‌شود. در واقع  شیر قطع کننده دستی، وظیفه قطع و وصل کردن گاز را بر عهده دارد. نحوه عملکرد قطع کننده دستی این گونه است که با بستن این شیر، جریان انتقال گاز به تمامی سیستم قطع شده و از این طریق می توان دستگاه را جدا کرد و البته باید در نظر داشت که حتما کارکرد این قطعه باید 5/1 برابر حداکثر فشار منبع تغذیه باشد.

شیر برقی

شیر برقی مشعل موتورخانه

شیر برقی بخش مهم دیگر تعبیه شده در این سیستم گرمایشی می باشد که از آلومینیوم ساخته شده است و از یک سیم پیچ با قابلیت ایجاد جریان برق مانند یک میدان مغناطیسی عمل کرده و هسته آهنی به دیسک جذب می‌شود تا آن را به سمت بالا کشیده و در نتیجه مسیر جریان گاز باز شود و این را باید از کاربرد مشعل به شمار آورد. در واقع زمانی که جریان برق قطع شود، جریان مغناطیسی از بین می رود و دیسک مجددا به سمت پایین برگشته و مسیر ورودی گاز مسدود می‌شود. بنابراین می توان نتیجه گرفت، شیر برقی مسیر عبور گاز را باز و بسته می ‌کند.

شیر برقی جزء یکی از قطعات عمده مشعل گازسوز به شمار می آید و تنظیم آن به منظور کارکرد درست دستگاه، امری ضروری است. معمولا در مسیر عبور سوخت از پمپ به طرف نازل، یک شیر برقی قرار می‌دهند تا در زمان خاموش بودن مشعل، از نشت سوخت به داخل اطاقک احتراق جلوگیری کند.

مکانیزم عمل شیر برقی مشعل گازی، با وصل جریان برق به بوبین، هسته (محور شیر) به طرف بالا حرکت می کند و پیستون را نیز به سمت بالا هدایت می کند، روغن بالای پیستون از سوراخ های ریز وارد محفظه ثانویه می‌شود و بر همین اساس محور شیر به صورت تدریجی و آرام حرکت کرده و مسیر گاز را باز می کند ولی در هنگام قطع جریان برق، فشار بالای پیستون باعث می‌شود محور شیر به طور سریع روی نشیمن خود بنشیند و مسیر گاز را با سرعت مسدود کند. تفاوت شیر برقی گازی با شیر مشعل گازوئیلی در این است که با ورود برق به آن (برای جلوگیری از انفجار) مسیر عبور گاز تدریجی باز می‌شود و شعله کم کم افزایش می یابد اما قطع شدن آن لحظه ‌ای است.

فیلتر

یکی دیگر از دیگر اجزای مهم مشعل، فیلترهای آن است. وظیفه این قطعه، همان طور که از نامش پیدا است، فیلتر کردن ناخالصی‌ها می باشد. اهمیت استفاده از فیلتر در این تجهیزات به این دلیل بوده که در مشعل و کاربرد آن نقش مهمی را ایفا می کند به این معناست که با شروع به کار مشعل، جریان گاز و احتراق مقداری ناخالصی و ذرات ریز مانند ذرات ریز زنگ لوله و آشغال وارد دستگاه می‌شود و در این زمان اگر مشعل مجهز به فیلتر باشد، از نفوذ ذرات ریز خارجی به داخل دستگاه ممانعت می کند. البته لازم به ذکر است به طور معمول فیلترهایی که در این سری از تجهیزات گرمایشی به کار برده شده از جنس پلی پروپیلن (PP) تهیه شده است که کارایی آن را دو چندان کرده است. پدهای فیلتر دارای منافذی کوچک تر از 50 میکرون یک بار مصرف بوده و لازم است که به صورت دوره ای و مرتب نسبت به تعویض و یا تمیز کردن آن باید اقدام کرد.

رله کنترل

در يك مشعل اصلی ‌ترين بخش، بخش كنترلی مشعل است كه به آن رله می‌گويند. این قطعه همان طور که از نامش پیداست وظیفه کنترل و اعمال فرمان ورودی و خروجی به دستگاه را به عهده دارد. در واقع رله کنترلی قلب و رهبر مرکزی مشعل است و تمام تصمیمات اصلی در این قسمت گرفته می‌شود. همچنین به کمک رله کنترلی می توان هر نوع ایراد و خطای به وجود آمده در دستگاه را به راحتی شناسایی و نسبت به رفع آن اقدام کرد. تمامی فرمان های دستی، اتوماتیک، نیمه اتوماتیک ابتدا به رله اعمال شده و از این طریق فرمان برای ادامه کار مشعل اعمال می‌شود.

رله‌ها و سيستم ‌های كنترل كننده مشعل انواع مختلفی دارند كه رله ساترونيك معروف ‌ترین آن ‌ها می باشد. به عنوان مثال: رله TMG740 قابليت كنترل عملكرد مشعل در دو مرحله (دو شير سوخت) را دارا بوده و مي تواند عملكرد شير پيلوت يا استارت را نيز كنترل نمايد.

در مشعل با فرمان از پايه ۴، موتورفن شروع به كار می ‌كند. چند ثانيه بعد از عمل كردن پرشر هوا، جرقه زن کار می ‌کند. با باز شدن شير استارت يا شير مرحله اول، شعله روشن می‌شود. در صورتي كه فوتوسل شعله را تشخيص دهد و مشكل نباشد ادامه فعاليت مشعل توسط موتور دمپر و شير مرحله دوم ادامه می ‌يابد. موتورفن گاز های احتمالی جمع شده در ديگ يا محفظه احتراق را نیز تخليه می ‌کند.

ترانس جرقه

ترانس جرقه زن مشعل

ترانس جرقه اهمیت بالایی در روند کارکرد مشعل دارد. الکترودهای جرقه در مشعل گازی مانند مشعل گازوئیلی کار می‌ کنند. فقط در بعضی مواقع به جای استفاده از دو الکترود، از یک الکترود (برای تشکیل قوس الکتریکی) استفاده می‌شود. به بیانی دیگر با بالا بردن دمای سوخت و هوا در زمان استارت یا شروع احتراق، مخلوط هوا و سوخت با قدرت سریع تری به نقطه اشتعال رسیده که این نشان از راندمان و بازدهی بالا در دستگاه دارد. در واقع ترانس جرقه با ایجاد ولتاژ بالا در دو سر خروجی مشعل می تواند جرقه قدرتمند تری ایجاد کند که در نهایت موجب مخلوط هوا و سوخت می‌شود. به طور کلی می توان گفت، ترانس جرقه از ولتاژ پایین، ولتاژ بالا ایجاد می ‌کند.

در مشعل گازی از شبکه احتراق به جای شعله پخش کن، استفاده می‌شود زیرا قبل از شبکه عمل اختلاط هوا و گاز به خوبی صورت گرفته، احتیاج به چرخاندن هوا نیست، در نتیجه مخلوط ضمن عبور از شبکه، بر اين ترانسفورماتور شامل يك هسته مغناطيسي مي باشدكه دو سيم پيچ روي آن پيچيده شده است، به طوري كه اين دو از هم و از هسته عايق شده اند.سيم پيچ اوليه به برق اصلي وصل مي شود و سيم پيچ ثانويه به مدار مصرفي متصل مي شود. اين ترانس جرقه از نوع افزاينده است. بنابراین با انتخاب تعداد حلقه سيم پيچ اوليه و ثانويه در خروجی سيم پيچ ثانويه ولتاژی برابر ۱۰ كيلو ولت خواهيم داشت. زيرا جرقه توليد شده از اين ولتاژ بايد درجه حرارت ملكول‌ های گازوئيل را به ۳۶۰ درجه سانتي گراد برساند.

جنس الكترود جرقه زن از فولاد ضد زنگ است و پوشش عايقی سراميكی دارد. نوك برگشته الكترود ها در جلو و بالای سوراخ نازل قرار گرفته كه با خارج شدن گازوئيل پودر شده و با هوای بين الكترود ها مخلوط و جرقه توليد می‌شود. سپس مخلوط گازوييل و هوا مشتعل می‌شوند. مدت کوتاهی پس از اشتعال، سوخت از مدار خارج می‌شود. اگر سوخت مشتعل نشود، رله مشعل ريست می ‌كند. اگر جرقه دائم زده شود احتمال دارد الكترودهای جرقه آسيب دیده و خود ترانس بسوزد.

الکترود جرقه

عامل مهم دیگر در کاربرد مشعل الکترودهای جرقه می باشند. در واقع ایجاد جرقه و روشن کردن مخلوط هوا و سوخت بر عهده این قطعه است. نحوه ساختار این قطعه به این صورت است که از یک عایق سرامیکی و میله فلزی از جنس آلیاژ نیکل کروم تهیه شده، تا الکترودها بین جرقه زن قسمت فلزی مشعل قرار گیرند و عملیات راه اندازی را در کنار اجزای دیگر شکل دهند و می توان گفت وظیفه اصلی آن ها ایجاد جرقه یعنی محرکه اصلی شروع به کار دستگاه است.

فن با پروانه هوا

یکی دیگر از اجزای مشعل ها می توان به فن یا پروانه هوا اشاره کرد. به طور معمول فن های به کار رفته در این سیستم ها از نوع گریز از مرکز بوده و روی محور الکتروموتور نصب می‌شود. با روشن شدن دستگاه و دریافت انرژی از الکتروموتور پروانه شروع به چرخش کرده و هوا را با سرعت و فشار بیشتری منتقل می نماید.

پیشنهاد می نمائیم صفحه اگزاست فن را مطالعه فرمائید.

دمپر تنظیم هوا

بخش مهم دیگری که در مشعل و کاربرد آن نقش دارد دریچه یا دمپر تنظیم هوا می باشد. کاربرد این قطعه، تنظیم مقدار هوای لازم برای احتراق کامل است. دمپر تنظیم هوا، در واقع دریچه‌هایی هستند که به کمک آن ‌ها حجم هوای ورودی مدیریت می‌شود. به کار بردن این قطعه در مشعل از اتلاف و هدر رفت انرژی مانع به عمل می آورد. نحوه عملکرد دمپرهای تنظیم هوا به این صورت است که به صورت خودکار با روشن شدن مشعل باز شده و زمانی که دستگاه خاموش شود دمپر نیز به حالت بسته قرار گرفته که همین امر سبب شده هوای گرم ایجاد شده درون دستگاه به سرعت به بیرون منتقل نشود و به این ترتیب از اتلاف انرژی مانع به عمل می آید.

انواع مختلف دمپر برای تنظیم هوا وجود دارد که مکانیزم عمل آن‌ ها به‌ صورت دستی و یا خودکار است که انواع خودکار آن ‌ها توسط موتور الکتریکی تنظیم می‌شوند. در مشعل‌‌های کوچک و تک مرحله به صورت دستی و در مدلهای دو مرحله‌ ای یا مشعل‌ های با عملکرد پیوسته برای تنظیم هوای احتراق از دمپر موتورهای هوا استفاده می‌شود.

دمپر موتور مشعل در واقع یک سرور موتور است که با دریافت فرمان از رله در دو جهت ساعتگرد یا پاد ساعتگرد گردش می ‌کند. دمپر، از اتلاف و هدر رفت انرژی جلوگیری می ‌کند.

شعله پخش کن

قطعه ای است که جلوی مشعل سر راه ورود هوا به اطاقک احتراق قرار می‌گیرد. شعله پخش‌ کن از یک صفحه فلزی مشبک تشکیل شده است و می تواند نوع شعله ایجاد شده در محفظه احتراق را تنظیم نماید. به عبارت دیگر شعله پخش کن باعث فرم دادن به حرکت هوا و سوخت می‌شود تا موجب اختلاط هر چه بهتر سوخت و هوا شود.

پرشر سوئیچ هوا

این سوییچ زمانی تنظیم می‌شود که مشعل به طور صحیح کار کند، دامنه تغییرات در این سوییچ ۰٫۴ تا ۳ میلی بار است، جهت آزمایش کافیست کلید را روی ۰٫۴ میلی بار تنظیم کنید اگر شیر برقی عمل نکرد و شعله تشکیل نشد سیم های ورودی و خروحی سوییچ را بعد از ۵ ثانیه از روشن شدن الکتروموتور به هم متصل کنید چنان چه مشعل روشن شود سوییچ خراب است.

پرشر سوئیچ هوا در مشعل هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که دارای دمنده باشد و میزان جریان هوا را کنترل می ‌کند. یعنی در صورت عدم تایید وجود فشار هوا ورودی تسط این قطعه، شیر اصلی گاز باز نخواهد شد. بخش مکانیکی و ارتباط صفحه دیاگرام در کلید کنترل فشار هوا توسط یک لوله آلومینیومی یا مسی می باشد. در این حالت دهانه زیر دیافراگم را توسط یک لوله به محل خروج هوا از ونتیلاتور متصل می کنند تا فشار هوای خروجی به زیر دیافراگم اثر کرده و در صورت کافی بودن فشار کنتاکت های NO وصل و مشعل اجازه ادامه کار پیدا کند.

چشم الکتریک و میله یونیزاسیون

چشم الکترونیک مشعل

چشم الکتریکی مشعل‌های گازوئیلی در برابر اشعه ماوراء بنفش حساس نیست و نمی توان از آن برای کنترل شعله مشعل‌های گازی استفاده نمود و بالعکس.

یک میله مقاوم در مقابل حرارت، به نام (میله یونیزاسیون) در فضای شعله نصب شده است، طرف دوم آن به اتصال مربوطه داخل کنترل الکترونیک مشعل بسته می‌شود. در فاصله ۳ تا ۵ میلی متری از میله یونیزاسیون، میله بدنه (معمولا شبکه احتراق) قرار دارد، مولکول های هوای موجود در فاصله  این دو میله، در اثر شعله، یونیزه شده، دارای بار الکتریکی مثبت و منفی می‌شوند، یون های مثبت جذب بدنه و یون های منفی جذب میله یونیزاسیون می‌شوند. شعله يك واكنش شيميايي بين سوخت و اكسيژن است. هر مولكول سوخت و اكسيژن به مقدار مساوی الكتريسيته مثبت و منفی را حمل مي ‌كند و در مجموع از نظر الكتريكی خنثی است. بارهای منفی به شكل الكترون می ‌باشند. در واكنش شيميايی شعله، ميليارد ها الكترون از مولكول آزاد می‌شوند. مولكول هايی كه الكترون از دست داده ‌اند به اجزائی با بار مثبت تبديل شده و يون ‌های مثبت ناميده می‌شوند. به این طریق یک جریان مستقیم در حد (۱ تا ۱۰) میکرو آمپر ایجاد می‌شود.

در کنترل الکترونیک مشعل، در مدار میله یونیزاسیون و میله بدنه، رله ای به نام (رله ناظر بر شعله) وجود دارد که فقط به وسیله جریان مستقیم مغناطیس می‌شود. با عبور جریان مستقیم حاصل از عمل یونیزاسیون از بوبین آن، رله مغناطیس شده، مدار را در کنترل الکترونیک می بندد و در نتیجه اجازه ادامه کار به مشعل داده می‌شود. اگر چه به هر دلیلی این جریان از بوبین رله عبور نکند، مشعل بعد از چند ثانیه خاموش خواهد شد.

نحوه انتخاب ظرفیت مشعل

با توجه به کامل نبودن راندمان احتراق سوخت در مشعل ها و در نظر گرفتن برخی تلفات حرارتی، هنگام انتخاب مشعل، ظرفیت را حدود ۲۰ درصد بیشتر از ظرفیت دیگ در نظر می‌گیریم.

به ازای هر ۳۰۰ متر افزایش ارتفاع از سطح دریا به دلیل کاهش غلظت هوا، راندمان احتراق سوخت انواع مشعل ها حدود ۴ درصد کاهش می یابد.

  • ارزش حرارتی هر متر مکعب گاز طبیعی تقریبا معادل Kcal 9200 (کیلو کالری) می باشد.
  • ارزش حرارتی هر لیتر گازوئیل تقریبا معادل Kcal 8500 (کیلو کالری) می باشد.
  • ارزش حرارتی هر کیلو گرم گازوئیل تقریبا معادل Kcal 10500 (کیلو کالری) می باشد.

همچنین برای انتخاب مشعل، پس از تعیین نوع سوخت و ظرفیت مناسب آن، به قطر لوله شعله پوش جهت امکان قرار گرفتن در دیگ و نصب مشعل در جلوی دیگ توجه فرمایید.

تنظیم سوخت و هوای مشعل

در مشعل‌های کوچک، تنظیم هوا و سوخت به ‌صورت دستی انجام می‌گیرد. اما در مدلهای بزرگ، این کار به کمک دمپر به ‌صورت خودکار انجام می‌شود.

تنها در صورتی ‌که نسبت سوخت و هوا درست و دقیق باشد، احتراق کامل اتفاق میفتد. هر چقدر این نسبت با دقت بیشتری تنظیم شود، راندمان مشعل بالا‌تر می ‌رود و درنتیجه به سوخت کمتری نیاز خواهد داشت. امروزه مشعل‌ های مدرن به PLC مجهز هستند که در تمام فصول و به‌ طور شبانه‌ روزی، نسبت سوخت و هوا را به‌ صورت اتوماتیک، تنظیم می‌ کنند.

خرید مشعل برای دیگ بخار

مشعل دیگ بخار

انتخاب و خرید مشعل متناسب با اندازه كوره، اكسيژن موجود براي تشكيل NOX را كاهش مي دهد و هم زمان با شكل شعله نيز مي توان درجه حرارت را كنترل کرده و به حداقل رسانيد. از اين طريق مي توان قوانين و محدوديت هاي زيست محيطي را در مورد ميزان NOX خروجي به خوبي رعايت کرد. اين روش عموماً نتايج مطلوبي به همراه دارد.

كنترل مشعل ديگ هاي بخاري كه مجهز به چندين مشعل با فناوري هاي جديد ريزپرداز ها (ميكروسنسور) هستند، عملكرد بهتري از خود نشان مي دهند. سيستم هاي قديمي قادر به اندازه گيري جريان هوا و سوخت به ديگ بخار بوده و متعاقب آن نسبت سوخت به هوا را براي احتراق بهينه تنظيم مي کند.

زماني كه يكي از چند مشعل خاموش مي شد، تنظيم سوخت به هوا براي سيستم هاي قديمي دشوار بوده و در حقيقت نشت جريان هوا به داخل محفظه احتراق سبب بر هم خوردن نسبت سوخت و هوا مي شد و عملاً بازدهي ديگ بخار كاهش می آید.

اما سيستم هاي جديد كامپيوتري كه عمدتاً داراي منطق فازي (لوژيك فازي) هستند، تنظيمات دقيق تري از سوخت به هوا را فراهم مي آورند و صرفه جويي سوخت را تا حد 3 درصد ميسر مي سازند. در حقيقت در سيستم هاي جديد كامپيوتري از تنظيم كننده خودكار و مستمر سوخت به هوا استفاده مي شود. به عبارت ديگر محدود کردن ورود هواي اضافي موجب جلوگيري از اتلاف حرارتي مي شود.

اغلب مشعل ها در زمان كاهش بار نياز به كنترل ها 41 هوای (اضافي) بيشتري نسبت به زمان پر باري دارند، چرا كه در دوره‌هاي كاهش بار، دماي شعله كاهش مي یابد و تنظيم سوخت به هوا اثر بخشي خود را از دست مي دهد. با كمك سيستم هاي هوشمند كامپيوتري ميزان بار ديگ بخار شناسايي و تنظيمات لازم به عمل مي آيد.

ملاک های انتخاب مشعل مناسب برای هر شهر و اقلیم

برای انتخاب مشعل مناسب باید به ازای هر هزار متر ارتفاع از سطح دریا 13 درصد به قدرت مشعل اضافه شود. بنابراین، شهرهایی که از سطح دریا ارتفاع بسیاری دارند به مشعلهای بزرگ تری نیاز دارند.

احتراق کامل سوخت، حاصل تنظیم دقیق نسبت سوخت و هوا است. هر چه این نسبت با دقت بیشتری صورت گیرد، راندمان مشعل بالاتر می رود و در نتیجه به سوخت کمتری نیاز است. در دستگاه های کوچک تنظیم هوا به صورت دستی انجام می‌گیرد و در مدلهای بزرگ، تنظیم هوا و هوای موردنیاز توسط دمپر اتوماتیک انجام می‌شود.

با توجه به این که دمای هوای موتورخانه‌ها و رطوبت آن در طول سال مقدار ثابتی نبوده و دائما متغیر است، مشعل های بزرگ در هر فصل نیاز به تنظیم مجدد دارند. البته نسل جدید مشعل‌ها، مجهز به PLC بوده و به طور اتوماتیک نسبت به سوخت و هوا در تمام طول شبانه روز و فصول مورد تنظیم قرار می‌گیرند.

خرید مشعلی مناسب و کارآمد

در زمان تهیه و خرید مشعلی مناسب و کارآمد باید به چند فاکتور مهم توجه کرد. یکی از مهم‌ ترین فاکتورها در انتخاب، تهیه و خرید مشعل مناسب، توجه به تفاوت ارتفاع سطح شهر، با سطح دریا است. به این دلیل که قدرت حرارتی این محصول در فشار اتمسفر (سطح دریای آزاد) به حداکثر میزان خود می ‌رسد. بنا‌بر‌این برای انتخاب مشعل مناسب باید به مورد توجه کافی داشت.

دیگر فاکتورهای مهم عبارت است از:

  • کاتالوگ مشعل‌ها را به خوبی مطالعه و بررسی کنید.
  • مشعلی مناسب با نوع سوخت مصرفی رایج خریداری کنید.
  • هماهنگ با مکانی که می خواهید نصبش کنید انتخاب کنید.
  • در زمان خرید، یک سیستم کنترل اکسیژن هم خریداری و نصب کنید.

قیمت انواع مشعل موتورخانه

قیمت مشعل

مشعل گازی یکی از پر فروش ترین این نوع تجهیزات گرمازا می باشند که در مدل ها، مارک و قیمت های متنوعی عرضه می‌شوند. سازنده‌هایی که در این خصوص فعالیت دارند با بهره مندی از جدید ترین تکنولوژی ها مشعل گازی با راندمان بالاتر تولید و ارائه می نمایند.