مشعلهای گاز گازوییل  دوگانه سوز

شعل (BURNER) وسیله ای است که با استفاده از سوخت گاز، گازوئیل، مازوت و یا سایر سوخت ها انرژی گرمایشی را با استفاده از شعله مستقیم ایجاد می کند. مشعل ها بر اساس سوخت مصرفی و ظرفیت گرمایشی و نوع مصرف انتخاب می شوند. مشعل ها عمدتا جهت گرمایش سیستم هایی مانند دیگ بخار و دیگهای فولادی و چدنی (گرم کردن مایعات ناقل حرارت) استفاده می شوند.در دیگ ها ظرفیت مشعل با توجه به ظرفیت محاسبه شده در دیگ انتخاب می شوند و این دو عدد رابطه مستقیم دارند. (کیلو کاری – کیلو وات)

طرز کار مشعل بدین شکل می باشد که سوخت از طریق نازل به محفظه احتراق رفته و ایجاد جرقه، حرارت مورد نیاز را به صورت شعله به داخل کوره هدایت می کند. قطعات مشعل شامل فیلتر سوخت (گازسوز)، شیر برقی، پرشر سوئیچ گازی، پرشر سوئیچ هوا، فن و الکترو موتور، سیستم جرقه زنی، یون کنترل شعله مشعل، رله کنترل و دمپر تنظیم هوا می باشد.

مشعل ها با استفاده از ظرفیت و نوع سوخت انتخاب می شوند. همچنین قطعات مصرفی در بخش های مختلف مشعل های با برند مختلف، متفاوت می باشد. اطلاعات فنی دیگر را می توانید از جدول مشخصات فنی محصولات در یافت کنید.همچنین برند های مختلف تکنولوژی های اختصاصی خود را در مدل های روز به بازار عرضه می کنند که مقایسه این ویژگی ها در انتخاب شما می تواند تاثیر گذار باشد.

نکات مهم انتخاب انواع مشعل :

همانطور که میدانید مشعل تجهیزی است که با اختلاط مقدار معینی سوخت و هوا (براساس ظرفیت ) و سپس احتراق این مخلوط، انرژی سوخت فسیلی را به انرژی گرمایی تبدیل می نماید. انرژی تولید شده توسط مشعل همزمان با دو روش جابه جایی و تشعشع به سیال انتقال دهنده انرژی (آب) سیستم گرمایش یا حرارت مرکزی ساختمان در محفظه احتراق دیگ انتقال داده می شود.
مشعل ها وظیفه ایجاد گرما در انواع دیگ ها، هیترها و حتی پکیج های گرمایشی را بعهده دارند و بعنوان قلب هرسیستم گرمایشی شناخته می شوند.
مشعل ها با پاشش سوخت (گاز، گازوییل، مازوت) و اختلاط آن با هوا و عبور مخلوط سوخت و هوا از شعله پخش کن و سپس احتراق این مخلوط توسط ترانس جرقه زن، حرارت مورد نیاز را در داخل محفظه احتراق دیگ یا کوره ایجاد می نمایند.
بدیهی است در هر مشعل و دیگ، تعدادی کنترل کننده مانند رله، فتوسل، یون و ترموستات وجود دارد که مقدار و زمان هرکدام از فرآیندهای مشعل را کنترل می نمایند.

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 ۲۰ درصد بیشتر از ظرفیت دیگ مربوطه در نظر می گیریم.

چهار نکته در خصوص احتراق سوخت :

۱٫ به ازاء هر ۳۰۰ متر افزایش ارتفاع از سطح در یا بدلیل کاهش غلظت هوا ، راندمان احتراق سوخت انواع مشعل ها حدود ۴% کاهش می یابد.
۲٫ ارزش حرارتی هر متر مکعب گاز طبیعی تقریبا معادل K.cal 9200 می باشد.
۳٫ ارزش حرارتی هر لیتر گازوئیل تقریبا معادل K.cal 8500 می باشد.
۴٫ ارزش حرارتی هر کیلوگرم گازوئیل تقریبا معادل K.cal 10500 می باشد.

همچنین 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 در جلوی دیگ توجه فرمایید, همچنین برای  انتخاب مشعل بهینه موردنیاز، می توانید با کارشناسان شرکت دماتجهیز مشورت نمائید.

مشعل ها از نظر نوع سوخت مصرفی :

۱٫ مشعل گازسوز (GAS BURNERS)
۲٫ مشعل گازوئیل سوز (LIGHT OIL BURNERS)
۳٫ مشعل دوگانه سوز (DUAL BURNERS)
۴٫ مشعل مازوت سوز (HEAVY OIL BURNERS)
۵٫ مشعل سه گانه سوز (MULTI BURNERS)

عملکرد کلی مشعل ها :

۱٫ در مشعل های فن دارشروع عملکرد بر اساس فرمان ترموستات دیگ یا هیتر و طبق برنامه زمانبندی رله مشعل می باشد، به این ترتیب که ابتدا طبق فرمان رله فن هوادهی مشعل به مدت حدود ۳۰ تا ۶۰ ثانیه روشن شده و بعد ترانس جرقه زن مشعل شروع به ایجاد جرقه نموده و سپس شیر برقی سوخت مشعل (گاز ، گازوئیل یا مازوت) باز شده و سوخت از شیر برقی عبور کرده و وارد محفظه احتراق دیگ یا هیتر می شود. اکنون با وجود جرقه ترانس ، شعله در جلوی شعله پخش کن مشعل تشکیل می گردد .
۲٫ پس از تشکیل شعله ، دیگر نیازی به جرقه یا قوس الکتریکی نیست و با فرمان فتوسل یا یون ،عملکرد ترانس جرقه زن متوقف گردیده و مشعل به عمل احتراق خود تا زمان رسیدن فرمان خاموش شدن از طریق ترموستات ادامه می دهد.
۳٫ الکتروموتورفن هوادهی مشعل ها براساس ظرفیت مشعل تک فاز یا سه فاز بوده و دارای  ۲۹۰۰ دور در دقیقه می باشند.
۴٫ معمولا بدنه ی اغلب مشعل های گازوئیلی و گازی از نوع آلومینیوم ریخته گری است که قطعات موردنیاز برای عملکرد مشعل بر روی آن نصب می گردند.

مشعل گازسوز:

• مشعل گازسوز برای احتراق گاز طبیعی طراحی شده‌ و حجم یا دبی سوخت گاز لازم در این مشعل‌ها، پس از عبور از فیلتر گاز توسط شیر برقی کنترل شده و هوای لازم برای احتراق آنها، توسط یک دمنده که بر روی محور موتور نصب شده است، تأمین می‌گردد.
• دبی هوای ورودی توسط دمپر هوایی که در بدنه مشعل نصب شده است، براساس ظرفیت آن بصورت دستی یا موتوری کنترل می شود.
• جریان گاز از یک فیلتر عبور کرده ، با هوای احتراق مخلوط شده و آماده احتراق می‌شود. اگر فشار هوای احتراق از حدی کمتر شده و یا فشار گاز از مقدار مورد نظر بیشتر یا کمتر شود، این موضوع توسط سنسورهای فشارِ تعبیه‌شده حس گردیده و مشعل به وسیله پرشر سوئیچ های هوا و گاز از طریق فرمان رله، خاموش می‌شود.
• مشعل‌های گازی از نظر عملکرد به انواع دمنده دار یا فن دار و نیز انواع بدون فن (بدون صدا) تقسیم می شوند که مشعل های بکار رفته در پکیج های آپارتمانی از نوع گازی بدون دمنده و بی صدا می باشند.

مشعل گازوئیل سوز:

• در مشعل های گازوئیلی خانگی و کوچک ، الکتروموتور علاوه بر وظیفه به حرکت درآوردن محور فن هوادهی ،وظیفه چرخش محور پمپ گازوئیل مشعل را نیز به عهده دارد.در مشعل های بزرگ گازوئیل سوز ، الکتروموتور جداگانه ای برای کوپل شدن با پمپ گازوئیل مشعل تعبیه می گردد.
• فن هوادهی مشعل های گازوئیل سوز از نوع فن سانتریفیوژ بوده که روی محور الکتروموتور مشعل با دور ۲۹۰۰ نصب می گردد.
• با استارت موتور، فن هوادهی به حرکت در می آید و مولکول های هوای بین پره های فن شروع به حرکت میکنند، برای کنترل مقدار هوای فن، در دهانه ی مکش آن یک دمپر قرار داده می شود که تنظیم هوای عبوری آن در مشعل های کوچک، بصورت دستی در مشعل های بزرگ به وسیله ی یک سرو موتور، کنترل شده و میزان هوای عبوری از دمپر هوا متناسب با مقدار سوخت کم و زیاد می شود.
• معمولا پمپ گازوئیل را در مشعل های فشار قوی به صورت دوار و یا چرخ دنده ای انتخاب می کنند.

مکانیزم عملکرد مشعل‌های سوخت مایع :

سوخت مایع توسط فشار پمپ گازوئیل یا مازوت که متناسب با ظرفیت مشعل انتخاب گردیده است کاملاً به پودر یا اتومایز تبدیل می شود تا احتراق آن به خوبی انجام پذیرد. سوخت مایع پودر شده توسط نازل یا نازلها (بر اساس ظرفیت) با هوا مخلوط می شود .مخلوط سوخت و هوای کاملاً آماده با جرقه تولید شده توسط ترانس جرقه زن محترق می گردد. محصولات احتراق پس از تبادل حرارت باید از محفظه احتراق خارج شوند.

فصل مشترک مشعل های سوخت مایع :

• نیاز به اتمایزه کردن سوخت مایع دارند.

• نیاز به ترکیب سوخت با هوای احتراق دارند.

لزوم اتمایزه کردن سوخت مایع قبل از احتراق این است که بیشتر سوخت‌ها به دلیل پائین بودن عدد اکتان آنها به راحتی در حالت مایع محترق نمی‌شوند.
به عنوان مثال اگر یک کبریت روشن را درون یک محفظهّ حاوی نفت فرو کنیم، شعله آن به سرعت خاموش می‌شود.لذا برای محترق کردن این قبیل سوخت‌ها، نیاز است تا آنها را از حالت مایع به حالت پودر (اتمیزه) تبدیل نمائیم. اتمیزه کردن سوخت، سطح تماس آن را با اکسیژن هوا بیشتر کرده و احتراق آن را آسان‌تر می‌کند.
به عنوان مثال، می‌توان توسط یک نازل، دبی ۱ گالن بر ساعت سوخت نفتی در فشار عملکردی ۷ بار را به بیش از ۵۰ میلیارد قطره روغن در ساعت تبدیل کرد. سایز این قطره‌ها از ۰٫۰۰۰۲ تا ۰٫۰۱ اینچ متغیر است.
به وسیله این فرایند سطح تماس سیال در حدود ۳۸۰۰ برابر افزایش می‌یابد. اگر اتمایزه شدن ناقص صورت گیرد، سایز قطرات خیلی بزرگ خواهد بود و این ذرات به صورت ناقص محترق شده و به صورت نیم سوز از شعله خارج می‌شوند.
این مسئله گاها به صورت پرتاب شدن ذرات آتش در شعله برخی مشعل های گازوئیل سوز یا مازوت سوز دیده می‌شود و تنها باعث احتراق ناقص و پایین آوردن راندمان و همچنین تشکیل رسوب در محفظه احتراق دیگ می‌شود.

چهار گروه اصلی از مشعل‌های مایع سوز :

• جت فشاری Pressure jet
• روتاری کاپ Rotary cup
• Air/stem-atomized
• Low pressure air atomizing

مشعل‌های مازوت سوز :

• دراین مشعل ها نیز فرایند پودر کردن سوخت توسط نازل انجام می شود. علاوه بر این موضوع، نازل باید این قطرات را با الگوی خاصی ایجاد نماید. جریان سوخت پودر شده باید در محدوده ی زاویه ای خاص از نازل خارج شده و توزیع قطرات سوخت در آن یکنواخت باشد. رایج ترین الگوی این جریان، الگوی مخروطی می باشد.
• اصولا فرایند پودر سازی سوخت به انرژی نیاز دارد. این انرژی در ابتدا از طریق پمپ سوخت مشعل گازوئیل سوز یا مازوت سوز به صورت فشار وارد سیستم شده و پس از آن به سرعت، تبدیل می شود.
• در صورت استفاده از مشعل مازوت سوز نصب پیش گرمکن (سوخت) به منظور جلوگیری از سفت شدن مازوت در هوای سرد ضروری است.

عملکرد و انواع نازل سوخت مایع در مشعل :

وظیفه پاشش سوخت در مشعل‌های پرشر جت مایع سوز با قطعه کوچک و ظریفی به نام نازل است.

نازل‌ها از نظر دبی سوخت عبوری، شکل پاشش سوخت و زاویه پاشش انواع مختلفی دارند. پمپ گازوئیل سوخت را تحت فشار به داخل نازل پمپ می‌کند.سوخت هنگام خروج از اریفیس تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز‌‌، از مزکز نازل دور شده و به صورت یک لایه نازک با سرعت زیادحرکت می‌کند. نازل‌ها از نظر شکل پاشش به سه الگوی اصلی دسته‌بندی می‌شوند.انتخاب نازل از نظر زاویه پخش و الگوی آن بستگی به طرح محفظه احتراق و طراحی مشعل دارد. زاویه پاشش سوخت در نازل‌ها بین ۳۰-۹۰ درجه به ۶ زاویه استاندار ۳۰‌، ۴۵‌، ۶۰‌، ۷۰‌، ۸۰‌، ۹۰ تقسیم‌بندی می‌شود.

تنظیم سوخت و هوای مشعل :

احتراق کامل سوخت حاصل تنظیم دقیق نسبت سوخت و هوا است. هرچه این نسبت با دقت بیشتری تنظیم شود راندمان احتراق بالاتر رفته و در نتیجه به سوخت کمتری احتیاج است. در مشعلهای کوچک تنظیم هوای موردنیاز احتراق مشعل توسط دمپر دستی انجام می شود ولی در مشعل های بزرگ این تنظیم به کمک دمپر اتوماتیک هوای مورد نیاز احتراق تامین می شود. البته با توجه به آنکه دمای هوای دیگ موتورخانه و رطوبت آن در طول سال متغیر است ، در مشعل های بزرگ ، باید در هر فصل دمپر هوا مورد تنظیم مجدد قرار گیرند. امروزه مشعل‌های مدرن مجهز به یک سیستم کنترل هوشمند PLC هستند که به صورت اتوماتیک نسبت بین سوخت و هوا را در تمام طول شبانه روز و تمام فصول مختلف سال تنظیم می نمایند.

مشعل های دوگانه سوز و سه گانه سوز :

• هرگاه عملکرد مشعل با بیش از یک نوع سوخت باشد به آن مشعل دوگانه سوز یا مشعل سه گانه سوز می گویند.
• معمولاً مشعل های دوگانه سوز با سوخت های گاز و گازوئیل کار میکند و اگر چنانچه علاوه بر این سوختها بتواند با سوخت مازوت نیز کار کند به آن مشعل سه گانه سوز می گویند.
• بنابراین مشعل های سه گانه سوز که باید مانند مشعل های مازوت سوز دارای پیش گرمکن مازوت باشند قادرند با هر سه نوع سوخت گاز ، گازوئیل و مازوت کار کنند.