راهنمای انتخاب مشعل

همانطور که می‌دانید از مشعل ها، در موتورخانه های مرکزی ساختمان، استخر، صنایع و... همراه با دیگ چدنی یا فولادی استفاده می‌گردند. مشعل ها از مهمترین تجهیزات در سیستم های حرارت مرکزی بوده و در واقع قلب سیستم های حرارت مرکزی در ساختمان ها و صنایع به شمار می‌روند.
مشعل ها از نظر نوع سوخت مصرفی، ظرفیت، نحوه احتراق، قطر لوله شعله پوش و... در انواع مختلفی تولید و عرضه می‌گردند. چگونگی و نحوه انتخاب مشعل مناسب، مسئله قابل توجهی است در ادامه مطلب با پرداختن به نحوه عملکرد، مزایا و انواع مشعل از نظر نوع سوخت مصرفی و ... اطلاعات کافی و راهنمای انتخاب مشعل مناسب و بهینه در اختیارتان قرار می گیرد.

مشعل چیست؟

مشعل با ایجاد اختلاط بین سوخت و هوا، سپس احتراق و شعله ور سازی کنترل این مخلوط، انرژی سوخت های فسیلی مانند گاز، گازوئیل و مازوت را به انرژی گرمایی تبدیل می‌نماید. حرارت تولید شده توسط مشعل در محفظه احتراق بویلر یا هیتر با دو روش جابه جایی و تشعشع به سیال انتقال دهنده انرژی (آب) درسیستم حرارت مرکزی ساختمان یا صنعت مربوطه منتقل می‌شود.

کاربرد مشعل

مشعل ها به عنوان قلب سیستم های گرمایشی، وظیفه ایجاد گرما در انواع دیگ ها، هیترها، پکیج های گرمایشی و... را بر عهده دارند. و همچنین در موارد دیگری چون آشپزخانه های صنعتی، اجاق های نانوایی، کوره های کاشی و سرامیک، طراحی و چاپ روی شیشه و زمینه های صنعتی دیگری که نیاز به گرمایش و حرارت مستقیم دارند، کاربرد دارد.

نحوه عملکرد مشعل

با پاشش سوخت (گاز، گازوییل، مازوت) و اختلاط آن با هوا و سپس عبور این مخلوط از شعله پخش‌کن فرایند احتراق توسط ترانس جرقه زن آغاز شده و حرارت مورد نیاز در داخل محفظه احتراق دیگ یا کوره ایجاد می‌شود.
در هر مشعل و دیگ، تعدادی کنترل کننده مانند رله، فتوسل، یون و شیربرقی وجود دارد که مقدار و زمان عملکرد هرکدام از فرآیندهای مشعل را کنترل می‌نمایند.

انواع مشعل از نظر نوع سوخت مصرفی

همانطور که گفته شد مشعل ها از نظر نوع سوخت مصرفی انواع مختلفی دارند که در ادامه هرکدام به اختصار شرح داده شده است.

مشعل گازسوز (GAS BURNERS)

مشعل های گازسوز به منظور احتراق گاز طبیعی طراحی شده‌ و دبی سوخت لازم در این مشعل‌ها پس از عبور از فیلتر گاز، توسط شیر برقی کنترل می‌شود. هوای لازم برای احتراق مشعل های گازسوز نیز ، توسط یک دمنده که بر روی محور موتور نصب شده است، تأمین می‌گردد و دبی هوای ورودی توسط دمپر هوایی که در بدنه مشعل نصب شده است، براساس ظرفیت آن به صورت دستی یا موتوری کنترل می‌شود.
عملکرد مشعل های گازسوز فن دار (مورد استفاده روی دیگ موتورخانه حرارت مرکزی) به این صورت است که جریان گاز از فیلتر گازی و شیرهای برقی تدریجی گاز عبور کرده، با هوا مخلوط شده و آماده احتراق می‌شود. اگر فشار هوای احتراق یا فشار گاز از مقدار مورد نظر بیشتر یا کمتر شود، توسط سنسورهای فشارِ تعبیه‌شده تشخیص داده شده و مشعل به وسیله پرشر سوئیچ های هوا و گاز از طریق فرمان رله، خاموش می‌شود. با ایجاد قوس الکتریکی توسط تراس جرقه زن حمل احتراق آغاز می گردد.
مشعل‌های گازی از نظر عملکرد به انواع فن دار و بدون فن (بدون صدا) تقسیم می‌شوند. مشعل های مورد استفاده روی دیگ چدنی یا فولادی آب گرم یا بخار در موتورخانه های حرارت مرکزی ساختمان‌ها و صنایع، از نوع مشعل فن دار بوده و مشعل های به کار رفته در پکیج های آپارتمانی از نوع مشعل های گازی بدون دمنده و بی صدا هستند.

مشعل گازوئیل سوز (LIGHT OIL BURNERS)

عملکرد مشعل های گازوئیل سوز خانگی و کوچک به این صورت است که، الکتروموتور علاوه بر به حرکت درآوردن محور فن هوادهی، چرخش محور پمپ گازوئیل مشعل را نیز بر عهده دارد. اما در مشعل های گازوئیل سوز بزرگ ، الکتروموتور جداگانه ای برای کوپل شدن با محور و حرکت پمپ گازوئیل مشعل تعبیه می‌گردد.
فن هوادهی مشعل های گازوئیل سوز (و گازسوز) از نوع فن سانتریفیوژ بوده که روی محور الکتروموتور مشعل با دور(RPM) 2900 دور در دقیقه نصب می‌گردد. با استارت موتور، فن هوادهی به حرکت در می‌آید و مولکول های هوای بین پره های فن شروع به حرکت می کنند. برای کنترل مقدار هوای فن، در دهانه ی مکش آن یک دمپر قرار داده می‌شود. تنظیم هوای ورودی در مشعل های کوچک به صورت دستی، در مشعل های گازوئیل سوز متوسط(تا 600 هزار کیلوکالری) بصورت هیدرولیک (با فشار پمپ گازوئیل) و در مشعل های بزرگ به وسیله‌ی یک سروو موتور(Servo motor) کنترل شده و میزان هوای عبوری از دمپر هوا متناسب با مقدار سوخت کم و زیاد می‌شود.
پس از حرکت هوا در محفظه احتراق، ابتدا تراس جرقه زن قوس الکتریکی ایجاد می کند و سپس طبق فرمان رله شیر برقی سوخت باز می گردد و با ورود گازوئیل پر فشار از طریق نازل، احتراق صورت می گیرد. لازم به ذکر است که پمپ گازوئیل در مشعل های فشار قوی، بهتر است به صورت دوار یا چرخ دنده ای انتخاب شود.

مشعل مازوت سوز (HEAVY OIL BURNERS)

بطور کلی در فرایند عملکرد مشعل های مازوت و گازوئیل سوز، نازل وظیفه پودر کردن سوخت را بر عهده دارد و قطرات سوخت را با الگوی خاصی (بر اساس نوع نازل) پودر می‌نماید، به طوی که جریان سوخت پودر شده در محدوده ی زاویه ای خاص (برحسب زاویه پاشش نازل مربوطه) از نازل خارج شده و توزیع قطرات سوخت در آن به صورت یکنواخت انجام می‌شود. رایج ترین الگوی این جریان، الگوی مخروطی است.
اصولا فرایند پودر سازی سوخت مایع به انرژی نیاز دارد که این انرژی از طریق پمپ سوخت مشعل با فشار، به سیستم وارد شده و پس از آن در نازل های سوخت پاش به سرعت مایع به پودر تبدیل می‌شود.
در مشعل های مازوت سوز نصب پیش گرمکن (سوخت) به منظور جلوگیری از سفت شدن مازوت در هوای سرد کاملاً ضروری است.

مشعل دوگانه سوز و سه گانه سوز ( MULTI BURNERS & DUAL BURNERS )

معمولاً مشعل های دوگانه سوز با استفاده از سوخت های گاز و گازوئیل عمل میکنند. چنانچه علاوه بر این سوخت ها مشعل قابلیت کار با سوخت مازوت را نیز داشته باشد، به آن مشعل سه گانه سوز می‌گویند. در نتیجه مشعل های سه گانه سوز قادر هستند که با هر سه نوع سوخت گاز، گازوئیل و مازوت کار کنند. در مشعل های سه گانه سوز نیز نصب پیش گرمکن سوخت مایع کاملاً ضروری است.

راهنمای انتخاب مشعل از نظر ظرفیت

 با توجه به کامل نبودن راندمان احتراق سوخت در مشعل ها و در نظر گرفتن برخی تلفات حرارتی، هنگام انتخاب مشعل، معمولا ظرفیت مشعل را حدود 20 درصد بیشتر از ظرفیت دیگ مربوطه در نظر می گیریم. علاوه بر این برای انتخاب مشعل، پس از تعیین نوع سوخت و ظرفیت مناسب آن به قطر لوله شعله پوش مشعل جهت امکان قرار گرفتن آن در دیگ و نصب مشعل روی درب جلوی دیگ توجه فرمایید.