مشعل چیست و چه کارایی دارد؟
مشعل چیست؟ مشعل صنعتی وسیله ای مکانیکی است که با ترکیب هوا و سوخت هایی نظیر گاز، گازوئیل و مازوت، انرژی سوخت را به انرژی حرارتی تبدیل می کند و یکی از اصلی ترین تجهیزات موتورخانه می باشد. عوامل اصلی تشکیل شعله در مشعل صنعتی شامل هوا، سوخت و جرقه می باشد که هر یک از این عوامل اگر وجود نداشته باشند شعله تشکیل نمی شود. تامین هوا در انواع مشعل ها می تواند از نوع طبیعی یا اجباری باشد.
اکنون که متوجه شدیم مشعل چیست، وظیفه آن را بررسی خواهیم کرد. وظیفه اصلی مشعل، تامین گرمایش است که بیشترین مورد مصرف آن در موتورخانه ها و ایجاد شعله در بویلرها می باشد. گرمایش در مشعل صنعتی با پاشش سوخت و ترکیب آن با هوا و جرقه ایجاد می شود و بصورت شعله به درون دیگ هدایت می شود. مشعل صنعتی به دو صورت فن دار و بدون فن می باشند. مدل های فن دار بر حسب فرمان ترموستات هیتر یا بویلر و مطابق برنامه زمان بندی رله مشعل موتورخانه، عملکرد خود را آغاز می کنند. مشعل صنعتی در مدت زمان 30 تا 60 ثانیه، مطابق با فرمان رله فن هوادهی روشن می شود، سپس عمل ایجاد جرقه ترانس جرقه زن شروع می شود. سپس با باز شدن شیر برقی سوخت مشعل، سوخت از شیر برقی عبور می کند و به درون محفظه احتراق هیتر یا بویلر نفوذ می کند. بدین ترتیب جرقه به وجود آمده توسط ترانس، سبب تشکیل شعله در قسمت جلوی شعله پخش کن مشعل می شود.
یکی از بیشترین مصارف مشعل موتورخانه تامین گرمایش در کوره ها و دیگ های چدنی و فولادی می باشد که با توجه به ظرفیت حرارتی آنها مدل مناسب مشعل صنعتی انتخاب می شود. معمولا ظرفیت حرارتی انواع مشعل حدود 20 درصد بالاتر از ظرفیت حرارتی دیگ یا کوره در نظر گرفته می شود و دلیل آن هم احتمال احتراق ناقص در تجهیز می باشد. ظرفیت روی پلاک مشعل صنعتی همان ظرفیت نامی می باشد که معمولا بر حسب کیلووات یا کیلوکالری در ساعت بیان می شود. کنترل روشن و خاموش شدن مشعل صنعتی معمولا توسط ترموستات روی دیگ یا خط لوله آب گرم صورت می گیرد.
انواع مشعل های صنعتی که از تجهیزات گرمایش و موتورخانه نیز به شمار می روند، از نظر سوخت عبارتند از:
مشعل موتورخانه گاز سوز
مشعل موتورخانه گازوئیل سوز
مشعل موتورخانه دوگانه سوز
مشعل موتورخانه مازوت سوز
مشعل موتورخانه سوخت جام
مشعل گازسوز موتورخانه
مشعل گاز سوز از پر کاربردترین نوع مشعل ها می باشند که در تاسیسات مکانیکی و موتورخانه مورد استفاده قرار می گیرند. سوخت مصرفی انواع مشعل گازی آنها گاز طبیعی یا همان گاز شهری می باشد. هوای مورد نیاز احتراق و پرتاب شعله در مشعل 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 گازسوز توسط دمپر صورت می گیرد که در مشعل های کوچک از نوع دستی و در مشعل های بزرگ از نوع موتوری می باشد که توسط سروو موتور کنترل می شود.
کنترل سوخت نیز در مشعل گازسوز توسط شیر برقی صورت می گیرد که هم قابلیت قطع و وصل و هم کنترل دبی سوخت را دارد. بر روی مشعل گاز سوز یک رله کنترلی وجود دارد که در صورت کاهش فشار هوای ورودی و یا افزایش و کاهش میزان سوخت ورودی، مشعل صنعتی را خاموش می کند. امروزه مشعل ها دارای سیستم هوشمند و PLC می باشند که بصورت خودکار نسبت سوخت و هوا را تنظیم می کنند. عمل پایداری و یکنواخت سازی شعله در مشعل 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.
مشعل موتورخانه گازوئیل سوز
در مشعل های گازوئیل سوز، اشتعال بوسیله ترکیب هوا با گازوئیل صورت می گیرد. در مشعل های گازوئیلی الکتروموتور علاوه بر، به حرکت درآوردن فن سانتریفیوژ و تامین هوای مورد نیاز احتراق در مشعل، وظیفه به گردش درآوردن شفت پمپ گازوئیل و انتقال سوخت را نیز بر عهده دارد. پمپ گازوئیل مشعل های گازوئیلی از نوع دنده ای فشار قوی می باشد. در این مدل 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 آنها 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 مشعل های گازوئیلی برای کنترل شعله از سنسور چشمی استفاده می شود که در صورت عدم تشکیل شعله مجموعه فن، پمپ و تجهیز را خاموش می کند.
مشعل موتورخانه دوگانه سوز
مشعل های دوگانه سوز موتورخانه قابلیت تولید گرما هم با سوخت گاز طبیعی و هم با سوخت مایع یا همان گازوئیل را دارند. در این نوع از طریق کلید قرار گرفته روی بدنه می توان سوخت مصرفی را انتخاب کرد. در مناطقی که قطعی گاز وجود دارد می توان برای جلوگیری از عدم قطعی گرمایش از مشعل های دوگانه سوز استفاده کرد. این تجهیزات در پالایشگاه ها برای تامین گرمایش بویلرها قابل استفاده هستند تا در زمانی که حجم گاز تولید شده زیاد است، از سوخت گاز برای تامین گرمایش و در زمانی که تولید مواد نفتی همچون گازوئیل و مازوت بیشتر است، از این مدل جهت تامین گرمایش استفاده شود.
مشعل موتورخانه مازوت سوز
اساس کارکرد مشعل صنعتی مازوت سوز موتورخانه همچون انواع مشعل گازوئیلی می باشد و سوخت مصرفی آن مایع است. نوع مازوت سوز عمدتا در واحدهای پالایشگاهی برای تامین گرمایش بویلرها و کوره ها مورد استفاده قرار می گیرند. سوخت نیز همان مازوت یا نفت کوره می باشد که جز محصولات نفتی پالایشگاه ها است. شرکت گرم ایران یکی از برند های معتبر تولید کننده داخلی مشعل های مازوت سوز می باشد.
مشعل موتورخانه جامد سوز
انواع مشعل های صنعتی جامد سوز موتورخانه برای ایجاد گرمایش توسط سوخت های جامد نظیر چوب، زغال سنگ، زغال کک، خاک اره و غیره مناسب می باشند. مدل جامد سوز در زمان های گذشته مورد استفاده قرار می گرفت و با فراوانی سوخت های مایع نظیر گازوئیل و نفت یا گاز استفاده از آنها بسیار محدود شد. استفاده از سوخت جامد برای مواردی که امکان دسترسی به سوخت گاز یا گازوئیل مهیا نباشد صورت می گیرد. البته در صنایعی همچون ذوب آهن و یا واحد های نیروگاهی استفاده از مشعل های جامدسوز همچنان متداول می باشد.