هر کسی با شنیدن نام مشعل یاد فیلم های تاریخی می افتد که چند نفر با لباس های کهنه و مندرس در یک غار تاریک، با یک مشعل در دست که باعث می شود اطراف را روشن کند، راه می روند و در جست و جوی چیزی یا درچیه ی خروجی می گردند! اما امروزه کمی کارایی آن برای ما فرق کرده است، اگر در گذشته از روشنایی آن استفاده می کردند در حال حاضر این سیستم برای ایجاد حرارت کاربرد دارد که بیشتر برای گرم کردن بولیر ها و دیگ های بخار استفاده می شوند و دیگر کسی برای روشنایی از مشعل استفاده نمی کند. در ادامه با ما همراه باشید تا در اینجا با شما از ریزکاری این سیستم های گرمایشی آشنا شویم.

هر آنچه که بهتر است قبل از خرید مشعل بدانید

مشعل ها وظیفه اشتعال را در بسیاری از سیستم های گرمایشی دارند که همین باعث می شود یکی از اجزای مهم برخی از سیستم های گرمایشی مانند بویلرها و دیگ ها باشند. در این مقاله از تاسیسات بانک قصد داریم هر آنچه که قبل از خرید مشعل باید بدانید را بازگو کنیم: این که اصلاً این محصول چیست و کارایی آن به چه صورت است؟ اجزا و عملکرد آن چگونه است؟ و همچنین برچه معیارهایی باید یک مشعل خوب و با ظرفیت مناسب خرید؟ و کلی نکات دیگر که سعی داریم همه را در اینجا بازگو کنیم. پس با یک مطلب کاربردی دیگر با تاسیسات بانک همراه باشید.

مشعل چیست

همانطور که گفتیم مشعل دستگاهی است که انرژی حرارتی تولید می کند و این انرژی را از دو طریق تابشی و جابه جایی به اطراف منتقل می کند. ساز و کار آن به این صورت است که آن برای تولید گرما، در ابتدا به صورت تامین سوخت و هوای کافی با فشار مناسب صورت می گیرد. سپس در مرحله بعد سوخت های مایع و جامد تبخیر شده و میزان سوخت و هوا به تناسب لازم می رسند. پس از ایجاد تناسب میان سوخت و هوا، نوبت به مخلوط کردن سوخت و هوا و در نهایت ایجاد جرقه می رسد. در مرحله نهایی و پس از ایجاد جرقه، آتش با سطوح انتقال حرارت مواجه می شود.

اگر بخواهیم برای تفهیم بیشتر کارایی مشعل ها را به صورت ساده تری بیان کنیم، باید بگوییم: قراردادن آتش در سطوح مفید پخش گرما؛ وارد کردن و نگه داشتن جرقه، مخلوط کردن سوخت و هوا، تبخیر سوخت های مایع و جامد، متناسب کردن میزان سوخت و هوا و همچنین تامین سوخت و هوا با یک دبی و فشار مناسب برای تجهیزات، با توجه به پنج موضوع قبلی و با ایمنی در هر سطح مورد نیاز در فرایند، هستند.

عملکرد مشعل حرارتی چگونه است

همانطور که گفتیم کار اصلی مشعل ایجاد گرمایش است؛ یکی از بزرگترین استفاده های آن در صنعت گرمایش به عنوان موتور احتراق بویلرها است همچنین در انواع دیگ‌ها، مشعل هایی با ظرفیت کاری متفاوت استفاده می شود. طرز کار مشعل بدین شکل می باشد که با پاشش سوخت (گاز، گازوییل، مازوت) از طریق ورودی و ایجاد جرقه حرارت مورد نیاز را به صورت شعله به داخل کوره هدایت می کند.

در مشعل ایران رادیاتور و دیگر مدل ها تعدادی کنترل کننده وجود دارد که میزان و زمان هر کدام از فرایندهای آن را کنترل می کنند. برای مثال ترموستات دیگ و کنترل دود که گاهی به جای آن از سلول فتوالکتریک استفاده می شود به‌طور خودکار باعث کار کردن و از کار افتادن مشعل می شود.

کاربرد مشعل ها

مشعل ها با توجه به ظرفیت و میزان حرارت آن ها کاربرد های بسیاری دارند. از جمله ی آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده در موتور خانه ها جهت گرمایش آبگرم مصرفی و دیگ جهت سیستم گرمایشی
• استفاده در کارخانجات جهت دیگ های بخار و دیگ ذوب مواد
• مصارف خاص مانند گرمایش محیطی با شعله مستقیم و خشک کن ها

انواع مشعل از نظر سوخت مصرفی

همانطور که گفتیم مشعل ها را می توان بر اساس نوع سوخت مصرفیشان دسته بندی کرد، اعم از مدل های گازی، گازوئیلی، مازوتی، دوگانه و سه گانه سوز هستند که در زیر هر یک را معرفی می کنیم:

گازی

مشعل های گاز سوز از پر کاربردترین نوع این سیستم گرمایشی می باشند که در تاسیسات مکانیکی و موتورخانه مورد استفاده قرار می گیرند که سوخت مصرفی آن ها گاز طبیعی یا همان گاز شهری می باشد. هوای مورد نیاز احتراق و پرتاب شعله در مدل های گازسوز توسط یک فن گریز از مرکز یا ونتیلاتور تامین می شود که موتور این فن می تواند از نوع تک فاز یا سه فاز باشد. کنترل هوا در مشعل های گازسوز توسط دمپر صورت می گیرد که در نمونه های کوچک از نوع دستی و در مدل های بزرگ از نوع موتوری می باشد که توسط سرو موتور کنترل می شود.

کنترل سوخت نیز در مشعل های گازسوز توسط شیر برقی صورت می گیرد که هم قابلیت قطع و وصل و هم کنترل دبی سوخت را دارد. بر روی مدل های گاز سوز یک رله کنترلی وجود دارد که در صورت کاهش فشار هوای ورودی و یا افزایش و کاهش میزان سوخت ورودی آن را خاموش می کند. امروزه مشعل ها دارای سیستم هوشمند و PLC می باشند که بصورت خودکار نسبت سوخت و هوا را تنظیم می کند. عمل پایداری و یکنواخت سازی شعله در این محصول های گازسوز توسط شعله پخش کن که در خروجی نازل سوخت قرار دارد انجام می شود. با تشکیل شعله در مسیر آن یک میله وجود دارد که در اثر برخود حرارت با آن یک جریان الکتریسیته بوجود می آید که در صورت هر گونه تغییر در این جریان شعله خاموش می شود.

گازوئیلی

در مشعل های گازوئیل سوز، اشتعال بوسیله ترکیب هوا با گازوئیل صورت می گیرد. در مدل های گازوئیلی الکتروموتور علاوه بر، به حرکت درآوردن فن سانترفیوژ و تامین هوای مورد نیاز احتراق در آن، وظیفه به گردش درآوردن شفت پمپ گازوئیل و انتقال سوخت را نیز بر عهده دارد. پمپ گازوئیل مدل های گازوئیلی از نوع دنده ای فشار قوی می باشد. در این سیستم ها ابتدا سوخت پس از عبور از فیلتر گازوئیل توسط شیر برقی کنترل می شود و در نهایت توسط نازل از حالت مایع به صورت پودر تزریق می شود و به همین جهت به آن ها مشعل های جت فشاری یا پودر کننده فشار قوی تفنگی نیز می گویند. در خروجی نازل الکترودهای جرقه زن قرار دارند که باعث ایجاد احتراق ترکیب گازوئیل و هوا و در نتیجه تشکیل شعله می شوند. در مدل های گازوئیلی برای کنترل شعله از سنسور چشمی استفاده می شود که در صورت عدم تشکیل شعله مجموعه فن، پمپ و مشعل را خاموش می کند.

مازوت سوز

از دیگر انواع این ها می توان به مدل مازوت سوز اشاره داشت. این مدل از مشعل دارای راندمان و ایمنی بالا و صدای کم می باشند، همچنین به راحتی قابل نصب و اجرا هستند. نحوه ی ایجاد شعله در مشعل های مازوت سوز طی فرایند پودر کردن سوخت انجام می شود، که برای انجام این فرایند نیاز به انرژی دارد. انرژی لازم ابتدا از طریق پمپ به صورت فشار وارد سیستم می شود، از مدل های مازوت سوز می توان در کارخانجات تولید کیک و شیرینی، دیگ های روغن و سایر مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

دوگانه سوز

مشعل های دوگانه سوز قابلیت تولید گرما هم با سوخت گاز طبیعی و هم با سوخت مایع یا همان گازوئیل را دارند. در این سیستم ها با کلید قرار گرفته روی بدنه می توان سوخت مصرفی مشعل را انتخاب کرد. در مناطقی که قطعی گاز وجود دارد می توان برای جلوگیری از عدم قطعی گرمایش از مدل های دوگانه سوز استفاده کرد. همچنین این مشعل ها در پالایشگاه ها برای تامین گرمایش بویلرها قابل استفاده هستند تا در زمانی که حجم گاز تولید زیاد می باشد از سوخت گاز برای تامین گرمایش و در زمانی که تولید مواد نفتی همچون گازوئیل و مازوت بیشتر است از این سوخت ها در تامین گرمایش استفاده کنند.

سه گانه سوز

مشعل های سه گانه سوز با سه سوخت گاز، گازوئیل و مازوت است، خوبی این دستگاه های سه گانه سوز این است که در صورت نبود یک سوخت می توان آن را جایگیزین کرد؛ فرض کنید در روستایی هستید که هر چند وقت یک بار گاز منطقه قطع می شود، این مدل سه گانه سوز بهترین گزینه است، چرا که در هر شرایطی می توان از آن استفاده کرد؛ البته مازوت سوختی است با وجود ارزان قیمت و اقتصادی بودن بسیار به محیط زیست لطمه وارد می کند. بنابراین توصیه می کنیم استفاده از سوخت مازوت برای این مشعل های سه گانه سوز را آخرین گزینه ی خود قرار دهید تا هوایی پاک تر را تجربه کنیم.

اجزای مشعل

مشعل ها هم مانند هر سیستم گرمایشی از اجزایی ساخته شده اند که نبود آن باعث ایجاد اختلال در روند کار آن می کند و هر کدام از آن ها برای بهتر کار کردن این سیستم گرمایشی اهمیت ویژه ای دارد. از جمله این اجزا و قطعات: شیر قطع کننده دستی، فیلتر، شیر برقی، رله کنترل، الکتروموتور، فن، دمپر هوا، الکترود جرقه و ترانس جرقه است که در زیر به توضیح و کاربری هر کدام در سیستم گرمایشی مشعل، می پردازیم.

شیر قطع کننده دستی

برای بررسی اجزای مشعل و انواع آن ابتدا به قطعات بکار رفته در این دستگاه اشاره داریم. یکی از اجزای بکار رفته در مشعل شیر قطع کننده می باشد که در ابتدای خط گاز قبل از اتصال شیر گازی به سیستم نصب می شود. نحوه ی عملکرد قطع کننده دستی به این صورت است که با بستن این شیر، جریان گاز به تمامی سیستم قطع می شود. و از این طریق می توان دستگاه جدا نمود. کارکرد این قطعه باید 5/1 برابر حداکثر فشار تغذیه باشد.

فیلتر

از دیگر اجزای مشعل می توان به فیلترها اشاره داشت. اهمیت استفاده از فیلتر در این تجهیزات به این دلیل است که با شروع بکار آن و جریان گاز و احتراق مقداری ناخالصی و ذرات ریز وارد دستگاه می شود. زمانیکه این سیستم دارای فیلتر باشد، از نفوذ ذرات خارجی، ذرات ریز خارجی به داخل مشعل مانع بعمل می آورد. به طور معمول فیلترهایی که در این سری از تجهیزات گرمایشی بکار گرفته می شود از جنس پلی پروپلین تهیه می گردد. پد های فیلتر دارای منافذی کوچک تر از 50 میکرون است، که یکبار مصرف بوده و لازم است که به صورت دوره ای و مرتب نسبت به تعویض و یا تمیز کردن آن اقدام نمایید.

شیر برقی

از دیگر اجزای مشعل می توان به شیر برقی اشاره داشت. این شیر از جنس آلومینیوم ساخته می شود، دارای یک سیم پیچ است که با ایجاد جریان برق سیم پیچ همانند یک میدان مغناطیسی عمل کرده و هسته آهنی به دیسک جذب می شود، و آن را به سمت بالا می کشد، در نتیجه مسیر جریان گاز باز می باشد. زمانیکه جریان برق قطع شود، جریان مغناطیسی از بین رده و دیسک مجددا به سمت پایین بر می گردد، و مسیر ورودی گاز مسدود می گردد.

رله کنترل

از دیگر قطعات و اجزای مشعل می توان به رله کنترلی اشاره داشت. این قطعه همانطور که از نامش پیداست وظیفه ی کنترل و اعمال فرمان ورودی و خروجی به دستگاه را به عهده دارد. همچنین به کمک رله کنترلی میتوان هر نوع ایراد و خطای به وجود آمده در دستگاه را شناسایی و نسبت به رفع آن اقدام نمود. تمامی فرمان های دستی، اتوماتیک، نیمه اتوماتیک ابتدا به رله اعمال شده و از این طریق فرمان برای ادامه کار مشعل اعمال می شود.

الکتروموتور

از دیگر اجزای مشعل که نقش مهمی در این سیستم ایفا می کند الکترومور آن می باشد. این قطعه به عنوان نیروی محرکه در این سیستم ها عمل کرده و با حرکت مستقیم پروانه یا همان فن هوای مورد نیاز برای تشکیل شعله و احتراق را تامین می کند. همچنین از دیگر وظایف الکتروموتور موجب چرخش پمپ سوخت می گردد.

فن

یکی دیگر از اجزای مشعل ها می توان به فن یا پروانه هوا اشاره داشت. به طور معمول فن های بکار رفته در این سیستم ها از نوع گریز از مرکز بوده و روی محور الکتروموتور نصب می گردد. 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.

دمپر تنظیم هوا

از دیگر اجزای مشعل دریچه تنظیم هوا می باشد. بکار بردن این قطعه در مشعل از اتلاف و هدررفت انرژی مانع بعمل می آورد. نحوه ی عملکرد دمپرهای تنظیم هوا به این صورت است که به صورت خودکار با روشن شدن مشعل باز شده و زمانیکه دستگاه خاموش شود دمپر نیز به صورت بسته قرار می گیرد. که همین امر موجب شده هوای گرم ایجاد شده درون دستگاه به سرعت به بیرون منتقل نشود، و به این ترتیب از اتلاف انرژی مانع بعمل می آورد.

الکترود جرقه

از دیگر اجزای مشعل الکترودهای جرقه می باشند، نحوه ساختار این قطعه به این صورت است که از یک عایق سرامیکی و میله ی فلزی از جنس آلیاژ نیکل کروم تهیه شده، الکترودها بین جرقه زن قسمت فلزی مشعل قرار گرفته است. وظیفه ی آنها ایجاد جرقه و عاملی برای روشن کردن سوخت و هوا می باشد.

ترانس جرقه

از دیگر اجزای مشعل می توان به ترانس جرقه اشاره داشت. نحوه عملکرد ترانس جرقه به این صورت است که با بالابردن دمای سوخت و هوا در زمان استارت و شروع احتراق، مخلوط هوا و سوخت سریع تر به نقطه اشتعال رسیده و شعله تشکیل می شود. در واقع ترانس جرقه با ایجاد ولتاژ بالا در دوسر خروجی می تواند جرقه ی قدرتمندتری ایجاد کنه که در نهایت موجب مخلوط هوا و سوخت می گردد.

محاسبه ظرفیت مناسب مشعل

یکی از بیشترین مصارف مشعل ها تامین گرمایش در کوره ها و دیگ های چدنی و فولادی می باشد که با توجه به ظرفیت حرارتی آن ها مدل مناسب آن انتخاب می شود. معمولا ظرفیت حرارتی آن ها حدود 20 درصد بالاتر از ظرفیت حرارتی دیگ یا کوره در نظر گرفته می شود و دلیل آن هم احتمال احتراق ناقص در آن می باشد. ظرفیت روی پلاک آن هم همان ظرفیت نامی مشعل می باشد که معمولا بر حسب کیلووات یا کیلوکالری در ساعت بیان می شود. کنترل روشن و خاموش شدن آن معمولا توسط ترموستات روی دیگ یا خط لوله آب گرم صورت می گیرد.

نکات ایمنی در هنگام استفاده از مشعل

• در هنگام نصب و راه اندازی مشعل ها باید به نکات ایمنی بسیار دقت کرد، چراکه در کل کار با وسایل احتراقی بسیار خطرناک است و احتمال انفجار های مهیب وجود دارد؛ از این رو توصیه می کنیم در هنگام نصب و استفاده از مشعل ها نکات ایمنی را رعایت کنید و آن ها را دست کم نگیرید.
• دقت شود شعله پوش ( كلاهك ) مشعل بطور صحیح در سوراخ دیگ قرارگیرد .بدین صورت كه انتهای كلاهك لب به لب بتون درب دیگ قرار گرفته وقطر سوراخ دیگ حداكثر یك سانتیمتر بزرگتر از قطر كلاهك مشعل باشدتا از تغییرشكل وسوختن كلاهك جلوگیری شود.
• اگر در شروع راه اندازی مشعل جرقه ظاهر نشود یا احتراق حاصل نگردد عملیات بطور خودكار بعداز چند ثانیه با عمل كرد كلید ریست INTERFERENCE SWITCH متوقف می شود و الكترموتور فن هم از كار می افتد.
• اگر در مرحله اولیه تهویه مقدار هوای دمیده شده كم باشد عملیات راه اندازی متوقف می شود.
• در صورت كمبود هوا درحین بهره برداری كلید ریست عمل كرده وبازهم كل عملیات در جهت تامین ایمنی متوقف می شود.
• در صورت كمبود گاز در هنگام راه ندازی باز هم عملیات متوقف می شود با كمبود گاز در حین بهره برداری شیر گاز بسته می شود مشعل متوقف شده ولی كلیدریست عمل نمی كند.
• اگر در انتهای كار هرمشعل شعله بهردلیلی خاموش شود بلا فاصله جریان گاز بطور خودكار قطع شده و پس از یك ثانیه رله علامت خطر در بهره برداری رانمایان می سازد.
• به محض عادی شدن فشار گاز مشعل بطور خودكار آماده بهره برداری شده وعملیات راه اندازی آغاز می شود.
• در صورت قطع برق به هر دلیلی مشعل بطور خودكار خاموش شده وشیر گاز بسته می شود. در صورت برقرارشدن جریان عادی برق عملیات راه اندازی شروع می شود.
• اگر كنترل UV شعله روشنائی كافی دریافت نكند كلید قفل lockout رله عمل كرده و مشعل متوقف می شود.
• اگر در هنگام تهویه اولیه شعله ای نمایان شود عملیات راه اندازی متوقف شده و رله علامت “خطر در بهره برداری را نمایان می سازد.
• اولین اشتعال مشعل و بهره برداری معمولی از آن قبل از شروع بهره برداری باید یك بار دیگر مدارهای گاز و برق كنترل شده و اطمینان حاصل گردد كه اشتباهی در نصب تأسیسات و یا ارتباط های الكتریكی روی نداده باشد. از آنجا كه تجهیزات و اجزاء هر مشعلی قبلا ” در كارخانه براساس نقشه ها وتوصیه ها در محل خود سوار شده اند و آزمایش های لازم روی انجام شده است معمولا كنترل خاصی ضرورت ندارد.
• اگر در موقع حمل و نقل مشعل فشارهای غیر مجاز بر قطعات آن وارد آمده باشد تكنسین مجاز نصب تا آنجا كه مقدور باشد بدون باز كردن قطعات اصلی با مشاهده ظاهری باید اطمینان حاصل نماید پس از نصب مشكلی در بین نخواهد بود در غیر این صورت خودش یا با همكاری مسئولین مجاز دیگر نسبت به ترمیم و تصحیح اشكالات اقدام نماید.

حرف آخر

به عنوان حرف آخر در این مطلب، خالی از لطف نیست که دوباره یادآوری کنیم: پس از آنکه در انتخاب مشعل ها اطلاعات کافی به دست آوردید و با چشمی باز به بازار برای خرید این سیستم گرمایشی رفتید؛ حواستان به نوع سوخت این محصولات باشد، همانطور که گفتیم: سوخت مازوت همان نفت کوره می باشد که جز محصولات نفتی پالایشگاه ها است. بنابراین در آلودگی های محیط زیست تاثیر به سزایی دارد، در نتیجه بهتر است گول قیمت ارزانش را نخوریم و یک مدل کارآمد آن را برای خود خریداری کنیم.