مشعل

مشعل BURNER

مشعل به دستگاهی گفته می‎شود که قابلیت سوزاندن کنترل شده مواد اشتعال‎ زا از جمله سوخت ‎های جامد، مایع و گاز را دارا می‎باشد. مشعل در سیستم‎ های صنعتی عمل احتراق را به ‎صورت کنترل شده انجام داده و آتش تولیدی آن جهت گرم‎کردن در کوره، دیگ و... به‌‎کار می‎رود.

انواع مشعل

مشعل را می‎توان از پنج حیث طبقه‎ بندی نمود:

نوع عملکرد: انواع مشعل از نظر نوع عملکرد به دو نوع آتمسفریک و دمنده ‎دار تقسیم می‎شوند.

نوع سوخت: انواع مشعل ازنظرنوع سوخت به سه نوع سوخت جامد ( چوب زغال )، سوخت مایع ( گازوئیل و نفت ) و سوخت گاز ( گاز مایع و گاز طبیعی و...) تقسیم می‎ شوند.

تعداد سوخت مصرفی: انواع مشعل از نظر تعداد سوخت مصرفی به سه دسته مشعل تک‎سوز ( گاز یا گازوئیل و یا ...)،مشعل‎های دوگانه ‎سوز معمولا ( گاز و گازوئیل ) و مشعل ‎های سه‎ گانه ‎سوز( گاز و گازوئیل و مازوت ) تقسیم بندی می‎شوند.

چگالی  سوخت: انواع مشعل از نظر چگالی سوخت ( مربوط به مشعل‎های سوخت مایع می‏‎شود ) به  دو نوع مشعل باسوخت سبک مانند نفت، مشعل با سوخت نیمه ‎سبک مانند گازوئیل ومشعل با سوخت سنگین مانند نفت سیاه، مازوت و نفت کوره تقسیم می‎شوند.

تعداد مراحل کاری: انواع مشعل از نظر تعداد مرحله کاری به چهار دسته تقسیم می‎شوند. معمولا مشعل‎ های تا ظرفیت500000‎ کیلوکالری بر ساعت به‏‎صورت تک مرحله ‎ای و در واقع صفر و یک(روشن و خاموش) با استفاده از دمپر دستی و قابل تنظیم می‎باشند.مشعل‎های بزرگتر از   500000‎کیلوکالری تا ظرفیت 4000000 ‎کیلوکالری برساعت به صورت دو مرحله‎ای با دمپراتوماتیک و معمولا هیدرولیکی به واسطه لینکیج طراحی می‎شوند.مشعل‎ های تا ظرفیت حدود 6 یا  7میلیون کیلوکالری برساعت به‎‎صورت سه مرحله ‎ای با استفاده از سرو موتور و بادامک های تنظیمی داخل سرور موتور جهت کنترل مراحل کاری دمپر و در ظرفیت ‎های بالاتر به ‎صورت مادولار (کنترل در چند مرحله) تولید می‎شوند.

مشعل دمنده ‎دار

مشعل دمنده دار به مشعل ‎هایی اطلاق می‎گردد که جهت تامین هوای مورد نیاز خود از فن دمنده استفاده می‎کنند و فشار هوا، سوخت و هوا را جهت احتراق به داخل محفظه احتراق می ‎رساند. 

فنوالکتروموتور درمشعل ‎های دمنده‎ دار ازنوع اتصال مستقیم هستند.

مشعل دمنده ‎دار به دو دسته مشعل ‎های پیش مخلوط دمشی و مشعل‎های مخلوط سرنازل تقسیم می‎شوند.

مشعل آتمسفریک

مشعل آتمسفریک بدون فن و بدون الکتروموتور هستند و شعله در آنها با فشارآتمسفریک می‎سوزد. مانند: بخاری و اجاق گاز و... 

درمشعل آتمسفریک اجرای صحیح دودکش بسیارحائز اهمیت است؛چرا که مقداری از هوای مورد نیاز برای تشکیل شعله توسط مکش دودکش در داخل محفظه احتراق تامین می‎شود. 

هوای اولیه سوخت نهم پس ازخروج ازنازل دستگاه مشعل آتمسفریک مکش شده و شعله تشکیل می‎گردد.

مشعل ‎های اتمسفریک دارای لوله احتراق جهت اختلاط گاز و هوا هستند و هوای مکش ‎شده و گاز خروجی از نازل درلوله احتراق ترکیب می‎شوند.

مشعل آتمسفریک دارای شمعک و ترموکوپل است؛ بدین گونه که برای روشن ‎کردن مشعل از شعله شمعک استفاده می‎شود و در هر بار استارت کردن نیاز به ترانس جرقه نیست.

ترموکوپل در مشعل آتمسفریک وظیفه کنترل شیر برقی را دارد در صورتی ‎که شمعک روشن باشد و گرمای شمعک بر ترموکوپل اثر کند خاصیت ترموالکتریک شیر برقی را باز می‎کند و اجازه تشکیل شعله می‎دهد و در صورتی‌‎ که شمعک روشن نباشد؛شیربرقی نیز باز نخواهد بود و انباشت گاز در محفظه احتراق اتفاق نخواهدافتاد. مشعل آتمسفریک گازی با توجه ‎به فشار گاز پشت نازل به دو دسته فشار ضعیف حدود 50 میلی بار و فشار قوی بیش از 70‎میلی ‎بار تقسیم می‎شوند. کاربرد مشعل آتمسفریک در نانوایی ‎ها، قنادی ‌‎ها، سونا های خشک، موتورخانه‎ های کوچک و ... است.

مشعل‎ های یک مرحله‎ای

مشعل‎ های یک مرحله‎ای دارای دریچه تنظیم هوای دستی هستند که این دریچه‎ می‎تواند یک صفحه یا چند صفحه متحرک که روی یک محور به‎ صورت موازی نصب شده‎اند باشد.

با توجه به کوره احتراق و نوع و ظرفیت مشعل جهت و مقدار ورود هوا به مشعل یک ‎بار تنظیم شده و این نوع دمپر فقط در مشعل‎ های ظرفیت ثابت یک مرحله‎ای وجود دارد.

مشعل ‎های دو مرحله ‎ای یا سه مرحله ای یا مدولتینگ

این نوع از مشعل ها دارای دمپر های اتوماتیک هستند که توسط موتور های الکتریکی یا سیستم ‎های هیدرولیکی حرکت می‎کنند. در این نوع از مشعل ‎ها با توجه به تعداد مراحل احتراق بادامک ‎ها یا بازو های هیدرولیکی برای تنظیم هوای ورودی به مشعل تنظیم میشوند تا در زمان کار مشعل به‎ صورت اتومات در محل خود قرار گیرند و هوای کافی با بازو بست دمپر اتوماتیک به مشعل برسد.

مشعل باسوخت مایع

مشعل سوخت مایع به انواع مشعل‎ هایی گفته می‎شود که با نفت-گازوئیل یا مازوت و نفت کوره و ... کار می‎کنند که رایج‎ترین آن ها مشعل گازوئیلی است.

مشعل سوخت مایع به چهار دسته تقسیم می‏‎شوند:

 1) مشعل جت فشاری

 2) مشعل اتمایز با فشار هوا یا بخار

 3) مشعل روتاریکاپ

 4) مشعل اتمایز کننده با فشار هوا

پرکاربرد ترین نوع مشعل سوخت مایع، مشعل جت فشاری است که به مشعل‎ های پودر کننده فشار قوی معروف هستند؛ چرا که در این مشعل گازوئیل با فشار 1 تا 3 بار وارد نازل ‎های مشعل می‎شود. 

در سوخت‎ های سبک‎تر مانند نفت این فشار تا 6 بار افزایش می‎یابد.اجزای تشکیل ‎دهنده مشعل گازوئیلی عبارتند از:بدنه،الکتروفن، پمپ گازوئیل‎، شیربرقی، کوپلینگ نازل، ترانس جرقه الکترودها، شعله پخش کن، چشم الکترونیکی، دمپر هوا، رله یا تابلو برق مشعل، کلید کنترل فشار هوا.

یکی ازمهمترین مواردی که در انتخاب مشعل گازوئیلی باید به آن دقت داشت ظرفیت حرارتی و نوع نازل ‎های انتخابی

است. ظرفیت و دبی و زاویه هر نازل باید با توجه ظرفیت و تعداد مراحل احتراق دیگ و طول شعله و طول و قطر محفظه احتراق انتخاب گردد.بازده مشعل ‎های سوخت مایع در سوخت ‎های سنگین 60 تا70% و در سوخت مایع سبک مانند گازوئیل 75 تا 80% است.

مشعل گازی 

مشعل‎ گازی که از مخلوط گاز و هوا جهت تولید گرما استفاده می‎کنند حجمی حدود 10 برابر تعداد گاز مصرفی نیاز به هوا دارند که در مدل مشعل گازسوز، دمنده‎ دار هوای مورد نیاز توسط الکتروفنتامین می‎شود و در مشعل های اتمسفریک هوا ی اولیه از فشار گاز خروجی از نازل و ایجاد خلا در اطراف نازل و مکش هوا تامین می‎شود و هوای ثانویه در محفظه احتراق توسط دودکش و مکش طبیعی ایجاد می‎گردد.

اجزای مشعل گازی

قطعات تشکیل‏ دهنده مشعل گازی شامل :

• شیر گاز

• فلنچ نصب مشعل روی دیگ آب گرم یا بخار

• لوله شعله پوش

• سوئیچ فشار گاز

• مکانیزم جلو و عقب بردن شعله پخش کن

• سوئیچ فشار هوا

• موتور الکتریکی

• مکانیزم تنظیم و تثبیت دریچه هوا

• لوله انتقال فشار هوا

• ترانس جرقه

• لوله نازل گاز

• الکترود تشخیص شعله

• پروانه فن فوروارد

• دریچه تنظیم هوا

• میله عصایی یون

• شعله پخش کن

• الکترود جرقه

• رله کنترل

• شیلد محافظ حرارتی رله

• شیر برقی

• میله یونیزاسیون

مشعل دوگانه ‎سوز مایع و گاز

در این مشعل ‎ها کلید تغییر سوخت مصرفی روی تابلو برق مشعل می‎باشد؛که می‎توان نوع سوخت آنرا انتخاب کرد. پمپ سوخت در مشعل های دوگانه سوز در ظرفیت های پایین به الکتروفن دستگاه نصب میشود و در مشعل های بزرگتر بصورت الکترو پمپ مجزا میباشد و در مشعل دوگانه سوز کوچک زمانی ‎که مشعل روی سوخت گاز باشد، اتصال الکتروموتور از پمپ گازوئیل قطع می‎شود.

تامین هوای مشعل برای هر دو سوخت گاز و گازوئیل به یک میزان است و مشعل دوگانه ‎سوز جهت پایش کنترل شعله از فتوسل بهره می‎برد.

مشعل های دیگری در صنعت استفاده میشوند که صرف نظر از راندمان با هر نوع سوختی مایع، گاز و هر نوع سیال اشتعال زا کار میکنند اکثرا این گونه مشعل ها در ظرفیت های بالاتر تولید میشوند و کاربرد های صنعتی دارند.

کاربرد مشعل

از مشعل برای مخلوط کردن هوا و سوخت و ایجاد احتراق مناسب استفاده می شود. انواع مشعل باید توان ترکیب مناسب سوخت و هوا را داشته باشد و در صورت نیاز قابلیت تنظیم داشته باشد.

از مشعل ها برای گرمایش کوره ها، گرمایش تنور نانوایی، گرمایش ساختمان، گرمایش استخر، امور صنعتی و پالایشگاهی و … استفاده می شود.

از مشعل ها نیز برای تولید بخار در دیگ بخار جهت تامین بخار سیستم گرمایش، تولید فوم، بخار سونا و دیگر اموری که نیاز به بخار دارند استفاده می شود.

مشعل گازی، مشعل دوگانه سوز، مشعل گازوئیل سوز، مشعل مازوت سوز و … هرکدام کاربری خاص خود را دارند.

کاربرد مشعل باید طبق ظرفیت مورد نیاز باشد، ظرفیت بالاتر از نیاز سبب آسیب به دستگاه کوره یا دیگ می شود و ظرفیت پایین تر سبب عدم پاسخگویی به نیاز سیستم خواهد شد.

کاربری مشعل طبق فشار گاز پروژه و نیاز مشعل باشد مشخص گردد و معمولا ظرفیت های بالاتر از 700000 کیلوکالری بر ساعت نیاز به فشار گاز بالاتری دارند.