مشعل

مشعل یکی از انواع تجهیزات صنعتی است که با ترکیب سوخت، هوا و احتراق و شعله‌ور سازی، انرژی فسیلی را به انرژی گرمایی تبدیل می‌کند. انرژی ای که در محفظه احتراق مشعل تولید می‌شود، به دو صورت وارد انتقال دهنده انرژی در سیستم حرارت مرکزی ساختمان می‌شود، یک روش تشعشع و دیگری روش جابه جایی است. مشعل‌ها در واقع قلب سیستم‌های گرمایشی هستند، از جمله ابزار‌هایی که از مشعل در آن‌ها برای ایجاد گرما استفاده می‌شود، می‌توان به دیگ‌ها، هیتر‌ها و حتی پکیج‌های گرمایشی اشاره کرد. مشعل‌ها دارای کنترل کننده‌هایی مانند رله، فتوسل، یون و ترموستات هستند که مقدار و زمان فرایندهای آن‌ها را کنترل می‌کنند. هر سیصد متر که ارتفاع از سطح بیشتر شود، به دلیل کاهش غلظت هوا، راندمان احتراق سوخت 4 درصد کاهش پیدا می‌کند. بعد از انتخاب نوع سوخت و ظرفیت مناسب مشعل، یکی از نکاتی که باید به آن توجه کنید، قطر لوله شعله پوش مشعل، برای قرار گرفتن آن در دیگ و نصب مشعل روی در جلویی دیگ است.

مشعل‌ها از نظر سوخت فسیلی به 5 دسته تقسیم می‌شوند:

1- مشعل گازسوز

2- مشعل گازوئیل‌سوز

3- مشعل دوگانه‌سوز

4- مشعل مازوت‌سوز

5- مشعل سه‌گانه‌سوز

مشعل گازسوز

مشعل گازسوز برای سوختن گاز طبیعی طراحی شده است. حجم سوختی که برای این مشعل‌ها لازم است، بعد از عبور از فیلتر گاز، توسط شیر برقی کنترل می‌شود. همچنین هوای مورد نیاز برای مشتعل شدن توسط یک دمنده (که روی محور موتور نصب شده است) تأمین می‌شود. دبی هوای ورودی را دمپر هوایی که روی بدنه مشعل قرار دارد کنترل می‌کند که بر اساس ظرفیتش، به صورت دستی یا موتوری کنترل می‌شود. جریان گاز از یک فیلتر عبور می‌کند، با هوا مخلوط و آماده سوختن می‌شود. اگر هوا از حدی کمتر باشد یا فشار گاز از یک حد بیشتر یا کمتر باشد، سنسور‌های فشاری که تعبیه شده اند این موضوع را حس می‌کنند و مشعل توسط پرشر سوئیچ هوا و گاز از طریق فرمان رله خاموش می‌شود. مشعل های گازی به دو دسته دمنده دار و بدون فن تقسیم می‌شوند.

مشعل گازوئیل‌سوز

الکتروموتور‌های مشعل گازوئیلی خانگی، علاوه بر این که محور فن هوادهی را به حرکت در می‌آورند، محور پمپ گازوئیل مشعل را نیز می‌چرخانند. مشعل بزرگ گازوئیل‌سوز، الکتروموتور جداگانه‌ای برای زوج شدن با پمپ گازوئیل مشعل دارند. فن هوادهی مشعل گازوئیل‌سوز، از جنس فن سانتریفیوژ است و با دور 2900 روی محور الکتروموتور نصب می‌شود. با استارت موتور، فن هوادهی شروع به حرکت می‌کند و هوا بین پره‌های آن جریان می‌یابد. یک دمپر در دهانه مکش آن قرار داده می‌شود تا بتوان هوای فن را کنترل کرد. تنظیم هوای عبوری در مشعل های کوچک به صورت دستی و در مشعل‌ های بزرگ توسط یک سرو موتور انجام می‌شود. پمپ گازوئیل معمولا در مشعل های فشار قوی به شکل دوار و چرخ دنده‌ای انتخاب می‌شود.

مشعل سوخت مایع

سوخت مایع را فشار پمپ گازوئیل یا مازوت کاملا به پودر یا اتومایز تبدیل می‌کند که همین امر سبب می‌شود فرایند آن به خوبی انجام شود. نازل یا نازل‌ها (تعداد نازل‌ها بر اساس ظرفیت تعیین می‌شود) سوخت مایع را با هوا ترکیب می‌کنند و این مخلوط سوخت و هوا با جرقه‌ای که ترانس تولید می‌کند شعله می‌گیرد.

مشعل دوگانه‌سوز و سه گانه‌سوز

هرگاه مشعل برای احتراق به بیش از یک نوع سوخت نیاز داشته باشد به آن مشعل دوگانه‌سوز یا سه گانه‌سوز می‌گویند. معمولا در مشعل‌ دوگانه‌سوز از گاز و گازوئیلی  استفاده می‌شود، اگر علاوه بر این دو سوخت، از مازوت نیز به عنوان سوخت سوم مشعل استفاده شود، به آن مشعل سه گانه‌سوز می‌گویند. مشعل سه گانه‌سوز برای اینکه در بالاترین حد بازدهی قرار گیرند، باید پیش گرم‌کن مازوت داشته باشند.

عملکرد کلی مشعل

1-  مشعل فن دار، با فرمان ترموستات دیگ یا هیتر و زمان بندی رله مشعل عملکردشان را شروع می‌کنند. شیوه انجام این کار اینطور است که ابتدا با فرمان رله، فن هوادهی مشعل در 30 تا 60 ثانیه روشن می‌شود. بعد از آن ترانس جرقه زن مشعل جرقه ایجاد می‌کند، سپس شیر برقی سوخت مشعل (مازوت، گاز یا گازوئیل) باز می‌شود و سوخت از آن عبور می‌کند و به محفظه احتراق دیگ یا هیتر وارد می‌شود.

2-  بعد از این که شعله بوجود آمد، فتوسل یا یون، فرمانی می‌دهند که ترانس جرقه زن خاموش می‌شود. مشعل آن قدر روشن می‌ماند و به سوختن ادامه می‌دهد تا این که فرمان خاموش شدن از ترموستات را دریافت کند.

3-  الکتروموتور فن هوادهی مشعل‌ها، بسته به ظرفیت مشعل، تک فاز یا سه فاز است که دارای 2900 دور در هر دقیقه است.

4-  معمولا اکثر مشعل گازوئیلی و گازی بدنه ای از جنس آلومینیوم ریخته‌گری دارند و قطعات مورد نیاز مشعل روی آن‌ها نصب می‌‌شود.

تنظیم سوخت و هوای مشعل

احتراق کامل سوخت به این بستگی دارد که نسبت سوخت و هوای مشعل درست تنظیم شده باشد. تنظیم دقیق این نسبت، باعث بالا رفتن راندمان احتراق می‌شود و مصرف سوخت را بهینه می‌کند. در مشعل های کوچک تنظیم هوای مورد نیاز برای احتراق به صورت دستی توسط دمپر تنظیم می‌شود، اما در مشعل بزرگ این کار به وسیله یک دمپر اتوماتیک انجام می‌شود، البته این دمپر‌ها با توجه به تغییر دما و رطوبت در طول سال نیاز به تنظیم مجدد دارند. امروزه مشعل های مدرن هوشمندی به وجود آمده است که با سیستم کنترل هوشمند PLC می‌توان به راحتی و به صورت اتوماتیک نسبت بین هوا و سوخت را در آن‌ها تنظیم کرد.