به طور معمول مشعل ها همراه و متناسب با ديگ انتخاب مي شوند و به ميزان مصرف سوخت بر حسب ليتر در ساعت و كيلو گرم در ساعت يا گالن در ساعت مشخص مي شوند. با داشتن قدرت حرارتي ديگ و ارزش حرارتي سوخت مايع , مي توان نوع مشعل و ميزان مصرف سوخت را انتخاب كرد .منتها چون مقداري حرارت سوخت از راه دود كش و تلفات ديگر به هدر مي رود , در موقع محاسبه , راندمان مشعل را بايد در نظر داشت.
چون بيشتر گازوييل مصرف مي شود , مي توان مصرف مشعل را از تقسيم قدرت حرارتي ديگ (QB) در حاصل ضرب ارزش حرارتي هر كيلو گازوييل ( حدود 10000 كيلو كالري ) در راندمان مشعل كه بين 6/. تا 85/. است را به دست آورد.چون وزن مخصوص گازوييل 8/. است . بنابراين به ازاي هر ليتر حدود 8000 كيلو كالري حرارت توليد خواهد شد كه اين مقدار BTU 32000 است. اگر راندمان متوسط مشعل ها را 78/. انتخاب كنيم , به ازاي هر ليتر گازوييل معادل BTU25000 حرارت توليد خواهد شد. با پيدايش سوخت هاي مايع و محسناتي كه نسبت به سوخت هاي جامد دارند, روز به روز در مشعل ها پيشرفت حاصل شده است و امروزه تقريبا در اكثر ديگ هاي حرارت مركزي و صنايع , سوخت مايع مصرف مي شود و در نتجيه وجود مشعل ها ضروري است. مشعل ها از لحاظ پودر كردن سوخت به سه نوع تقسيم مي شوند:
1- فشاري
2- با فشار بخار يا فشار هوا
3- با فشار ضعيف هوا
1- فشاري:
سوخت با فشار يك تلمبه به داخل ديگ پاشيده مي شود و هوا نيز به طور طبيعي از اطراف نازل سوخت پاش وارد مي شود.
2- با فشار بخار يا فشار هوا:
سوخت به وسيله فشار هوا يا بخار به داخل ديگ فرستاده مي شود.در اين مشعل جريان سوخت از منبع تا پستانك به علت وزن مايع است و گاهي با فشار پمپ ضعيف انجام مي گيرد. که در اين سيستم به علت فشار هوا و كمپرسور و يا فشار بخار، صداي نسبتا زيادي به وجود مي آيد كه از عيوب مشعل مي باشد.
3- با فشار ضعيف هوا:
بيشتر در ديگ هاي حرارت مركزي به كار برده مي شود و كامل ترين نوع مشعل است و در دو نوع مشعل با فشار كم و مشعل با فشار زياد ساخته مي شوند.
1-مشعل با فشار كم:
اين مشعل تشكيل شده است از يك الكترو موتور و يك وانتيلا تور و يك پمپ سوخت كه معمولا روي يك محور قرار دارند و با حركت الكترو موتور به كار مي افتند. پمپ , سوخت را از منبع مي گيرد و در داخل لوله مشعل كه در انتهاي آن نازل قرار گرفته است , فشرده مي كند و چون نازل داراي سوراخ هاي ريزي است , سوخت به صورت پودر به داخل كوره پاشيده مي شود. وانتيلاتور نيز اكسيژن لازم را به وسيله هواي محيط از اطراف نازل داخل محفظه احتراق مي رساند. در اين حالت براي ايجاد شعله , احتياج به يك جرقه است كه آن نيز از دو سر سيمي كه متصل به يك ترانسفور ماتور فشار قوي در حدود 12000 ولتي است , ايجاد مي شود. اين جرقه ممكن است دايمي باشد كه در ديگ هايي كه محيط گرم كافي ندارند مورد احتياج است . در اين صورت ترانسفور ماتور بايد داراي قدرت كار هميشگي باشد و يا ممكن است جرقه به طور متناوب باشد .
يعني در موقع شروع احتراق چند لحظه جرقه زده شود و پس از گرم شدن كوره , جرقه قطع شود. در اين نوع مشعل ها وسايل ديگري مانند مانو متر و صافي روغن و شير برقي )سولنوييد ولو) نيز به كار برده مي شود .
شير برقي به خصوص وقتي كه منبع سوخت بالا تر از مشعل با شد , حتما لازم است, چون ممكن است پمپ سوخت خوب آب بندي نباشد و هنگامي كه مشعل كار نمي كند , سوخت, قطره قطره وارد كوره و تبخير شود كه در موقع روشن شدن مجدد توليد انفجار خواهد كرد . ولي با وجود شير مربوطه چون به محض از كار افتادن موتور راه سوخت نيز بسته مي شود . از ديگ محافظت كامل به عمل مي آيد. پمپ هاي مشعل معمولا يك طبقه هستند و در بعضي موارد ممكن است دو طبقه باشند. در حالتي كه منبع سوخت پايين تر از مشعل باشد , وجود پمپ دو طبقه ضروري است . در اين مشعل ها مقدار هوا و مقدار سوخت به وسيله دريچه تنظيم هوا و شير تنظيم سوخت كه به ترتيب اطراف وانتيلاتور (بادرسان) و روي پمپ قرار دارند, كنترل مي شود . عمل راه افتادن و از كار افتادن مشعل به وسيله فرمان خود كاري مانند ترموستات ديگ و كنترل دود كه گاهي به جاي آن سلول فتو الكتريك به كار مي رود, انجام مي گيرد.
2- مشعل با سوخت مايع سنگين:
اين مشعل نيز مانند مشعل قبلي است , با اين تفاوت كه به جاي وانتيلاتور , يك دمنده به كار رفته و پمپ آن نيز مناسب با درجه غلظت مايع سوخت انتخاب شده است. در موقع راه اندازي اين مشعل قبلا شروع كار را به وسيله سيال گازي شكل يا سوخت سبك ديگري انجام مي دهند كه در اين صورت يك دستگاه راه انداز به آن اضافه خواهد شد. به طور كلي هر نوع مشعل براي ظرفيت هاي مختلف ساخته شده است كه نسبت به ظرفيت حرارتي ديگ و انواع آن , مي توان با تعويض نازل و تنظيم هوا از آن استفاده كرد. مثلا يك مشعل با ظرفيت 1 تا 5 و5 تا 10 ليتر ساخته شده است كه مي توان با تغيير پستانك , مصرف آن را به حداكثر يا حداقل رساند .
مشعل گازي:
در اين نوع مشعل, گاز بوسيله شير خودكاري با فشار اوليه خود وارد ديگ مي شود و با تركيب با هوايي كه همراه خود وارد كوره مي كند , مشتعل مي شود و در حدود 80% حرارت خود را به ديگ مي دهد . معمولا عمل ايجاد شعله به وسيله شمع خود كار انجام مي گيرد .در مورد اين مشعل ها وسايل محا فظتي پيش بيني مي شود , به خصوص اينكه گاز بدون اشتعال وارد ديگ نشود . اين عمل به وسيله يك كويل ترمو الكتريك كه نزديك شعله شاهد(شمع) قرار دارد , كنترل مي شود . به ترتيب كه با بودن شعله كويل گرم مي شود و جريان ترمو الكتريك از آن عبور مي كند و پس از اثر كردن روي شير خود كار , آن را باز نگه مي دارد. اما به محض اينكه شعله خاموش شد , جريان ترمو الكتريك از بين مي رود و شير بسته مي شود و راه ورود گاز را به ديگ مي بندد كه براي راه اندازي مجدد , بايد شير گاز را با دست باز كرد . اين نوع مشعل نيز براي ظرفيت هاي مختلف ساخته شده و در دسترس است . اصول سرويس و نگه داري مشعل گازي بدين قرار است:
1- تميز كردن باد زن.
2- رگولاتور گاز و شير ها.
3- بررسي اتصالات.
مشعل دو سوخته گاز و مایع
به طور معمول مشعل ها همراه و متناسب با ديگ انتخاب مي شوند و به ميزان مصرف سوخت بر حسب ليتر در ساعت و كيلو گرم در ساعت يا گالن در ساعت مشخص مي شوند. با داشتن قدرت حرارتي ديگ و ارزش حرارتي سوخت مايع , مي توان نوع مشعل و ميزان مصرف سوخت را انتخاب كرد .منتها چون مقداري حرارت سوخت از راه دود كش و تلفات ديگر به هدر مي رود , در موقع محاسبه , راندمان مشعل را بايد در نظر داشت.
چون بيشتر گازوييل مصرف مي شود , مي توان مصرف مشعل را از تقسيم قدرت حرارتي ديگ (QB) در حاصل ضرب ارزش حرارتي هر كيلو گازوييل ( حدود 10000 كيلو كالري ) در راندمان مشعل كه بين 6/. تا 85/. است را به دست آورد.چون وزن مخصوص گازوييل 8/. است .
بنابراين به ازاي هر ليتر حدود 8000 كيلو كالري حرارت توليد خواهد شد كه اين مقدار BTU 32000 است. اگر راندمان متوسط مشعل ها را 78/. انتخاب كنيم , به ازاي هر ليتر گازوييل معادل BTU25000 حرارت توليد خواهد شد.
با پيدايش سوخت هاي مايع و محسناتي كه نسبت به سوخت هاي جامد دارند, روز به روز در مشعل ها پيشرفت حاصل شده است و امروزه تقريبا در اكثر ديگ هاي حرارت مركزي و صنايع , سوخت مايع مصرف مي شود و در نتجيه وجود مشعل ها ضروري است. مشعل ها از لحاظ پودر كردن سوخت به سه نوع تقسيم مي شوند:
1- فشاري
2- با فشار بخار يا فشار هوا
3- با فشار ضعيف هوا
1- فشاري:
سوخت با فشار يك تلمبه به داخل ديگ پاشيده مي شود و هوا نيز به طور طبيعي از اطراف نازل سوخت پاش وارد مي شود.
2- با فشار بخار يا فشار هوا:
سوخت به وسيله فشار هوا يا بخار به داخل ديگ فرستاده مي شود.در اين مشعل جريان سوخت از منبع تا پستانك به علت وزن مايع است و گاهي با فشار پمپ ضعيف انجام مي گيرد. که در اين سيستم به علت فشار هوا و كمپرسور و يا فشار بخار، صداي نسبتا زيادي به وجود مي آيد كه از عيوب مشعل مي باشد.
3- با فشار ضعيف هوا:
بيشتر در ديگ هاي حرارت مركزي به كار برده مي شود و كامل ترين نوع مشعل است و در دو نوع مشعل با فشار كم و مشعل با فشار زياد ساخته مي شوند.
1-مشعل با فشار كم:
اين مشعل تشكيل شده است از يك الكترو موتور و يك وانتيلا تور و يك پمپ سوخت كه معمولا روي يك محور قرار دارند و با حركت الكترو موتور به كار مي افتند. پمپ , سوخت را از منبع مي گيرد و در داخل لوله مشعل كه در انتهاي آن نازل قرار گرفته است , فشرده مي كند و چون نازل داراي سوراخ هاي ريزي است , سوخت به صورت پودر به داخل كوره پاشيده مي شود. وانتيلاتور نيز اكسيژن لازم را به وسيله هواي محيط از اطراف نازل داخل محفظه احتراق مي رساند.
در اين حالت براي ايجاد شعله , احتياج به يك جرقه است كه آن نيز از دو سر سيمي كه متصل به يك ترانسفور ماتور فشار قوي در حدود 12000 ولتي است , ايجاد مي شود. اين جرقه ممكن است دايمي باشد كه در ديگ هايي كه محيط گرم كافي ندارند مورد احتياج است . در اين صورت ترانسفور ماتور بايد داراي قدرت كار هميشگي باشد و يا ممكن است جرقه به طور متناوب باشد . يعني در موقع شروع احتراق چند لحظه جرقه زده شود و پس از گرم شدن كوره , جرقه قطع شود.
در اين نوع مشعل ها وسايل ديگري مانند مانو متر و صافي روغن و شير برقي )سولنوييد ولو) نيز به كار برده مي شود . شير برقي به خصوص وقتي كه منبع سوخت بالا تر از مشعل با شد , حتما لازم است, چون ممكن است پمپ سوخت خوب آب بندي نباشد و هنگامي كه مشعل كار نمي كند , سوخت, قطره قطره وارد كوره و تبخير شود كه در موقع روشن شدن مجدد توليد انفجار خواهد كرد .
ولي با وجود شير مربوطه چون به محض از كار افتادن موتور راه سوخت نيز بسته مي شود . از ديگ محافظت كامل به عمل مي آيد. پمپ هاي مشعل معمولا يك طبقه هستند و در بعضي موارد ممكن است دو طبقه باشند. در حالتي كه منبع سوخت پايين تر از مشعل باشد , وجود پمپ دو طبقه ضروري است . در اين مشعل ها مقدار هوا و مقدار سوخت به وسيله دريچه تنظيم هوا و شير تنظيم سوخت كه به ترتيب اطراف وانتيلاتور (بادرسان) و روي پمپ قرار دارند, كنترل مي شود .
عمل راه افتادن و از كار افتادن مشعل به وسيله فرمان خود كاري مانند ترموستات ديگ و كنترل دود كه گاهي به جاي آن سلول فتو الكتريك به كار مي رود, انجام مي گيرد.
2- مشعل با سوخت مايع سنگين:
اين مشعل نيز مانند مشعل قبلي است , با اين تفاوت كه به جاي وانتيلاتور , يك دمنده به كار رفته و پمپ آن نيز مناسب با درجه غلظت مايع سوخت انتخاب شده است.
در موقع راه اندازي اين مشعل قبلا شروع كار را به وسيله سيال گازي شكل يا سوخت سبك ديگري انجام مي دهند كه در اين صورت يك دستگاه راه انداز به آن اضافه خواهد شد. به طور كلي هر نوع مشعل براي ظرفيت هاي مختلف ساخته شده است كه نسبت به ظرفيت حرارتي ديگ و انواع آن , مي توان با تعويض نازل و تنظيم هوا از آن استفاده كرد. مثلا يك مشعل با ظرفيت 1 تا 5 و5 تا 10 ليتر ساخته شده است كه مي توان با تغيير پستانك , مصرف آن را به حداكثر يا حداقل رساند .
مشعل گازي:
در اين نوع مشعل, گاز بوسيله شير خودكاري با فشار اوليه خود وارد ديگ مي شود و با تركيب با هوايي كه همراه خود وارد كوره مي كند , مشتعل مي شود و در حدود 80% حرارت خود را به ديگ مي دهد . معمولا عمل ايجاد شعله به وسيله شمع خود كار انجام مي گيرد .در مورد اين مشعل ها وسايل محا فظتي پيش بيني مي شود , به خصوص اينكه گاز بدون اشتعال وارد ديگ نشود .
اين عمل به وسيله يك كويل ترمو الكتريك كه نزديك شعله شاهد(شمع) قرار دارد , كنترل مي شود . به ترتيب كه با بودن شعله كويل گرم مي شود و جريان ترمو الكتريك از آن عبور مي كند و پس از اثر كردن روي شير خود كار , آن را باز نگه مي دارد. اما به محض اينكه شعله خاموش شد , جريان ترمو الكتريك از بين مي رود و شير بسته مي شود و راه ورود گاز را به ديگ مي بندد كه براي راه اندازي مجدد , بايد شير گاز را با دست باز كرد . اين نوع مشعل نيز براي ظرفيت هاي مختلف ساخته شده و در دسترس است . اصول سرويس و نگه داري مشعل گازي بدين قرار است:
1- تميز كردن باد زن.
2- رگولاتور گاز و شير ها.
3- بررسي اتصالات.
لوله هدایت گاز و نحوه اختلاط گاز و هوا در مشعل گاز سوز
این لوله وظیفه هدایت گاز به محفظه احتراق را دارد که از طریق آن سوخت مورد نیاز برای تشکیل شعله تامین می شود. لوله هدایت گاز که به علت رعایت اصول ایمنی همیشه بعد از شیر برقی قراردارد با توجه به نوع و اندازه مشعل ابعاد و اشکال مختلفی می تواند داشته باشد که موضوع قابل اهمیت تاثیر این لوله و متعلقات آن در اختلاط گاز و هوا و احتراق بهینه می باشد.
البته همانگونه که در شکل می بینبد معمولا میله یونیزاسیون و الکترودهای جرقه نیز بر روی این لوله نصب می شوند.
مشعل دو سوخته گاز و مایع
گاز بایستی از منبع اصلی به سیستم گاز دیگ از طریق شیر، تحت فشار معین وارد گردد. فشار گاز منبع اصلی کمتر از مقدار لازم می باشد. مصرف کنندگان دیگ باید یک دستگاه بالابرنده فشار گاز لوله تغذیه قرار دهند تا فشار گاز با فشار مورد نیاز وارد سیستم گازی دیگ گردد. پس از عبور از شیر عبور جدا کننده اصلی وارد دستگاه تنظیم کننده می شود و از آن طریق شیرهای قطع اتوماتیک گاز مربوط به هیدروموتور وارد دستگاه کنترل فشار و بالاخره از طریق شیر های دستی قطع کننده گاز وارد مشعل می شود.
بین دو شیر گاز مربوط به دو هیدروموتور یک انشعاب جهت نصب دستگاه آزمایش آببندی وجود دارد که بعداً در این مورد توضیح داده خواهد شد. بین تنظیم کننده گاز و شیر اصلی گاز مربوط به هیدروموتور یک انشعاب دیگری وجود دارد. شیر آزاد کننده فشار اضافی گاز در این نقطه نصب می گردد. گازی که از طریق این شیر خارج می شود بایستی به بیرون از دیگخانه هدایت شود. یک انشعاب دیگر نیر در قسمت بالای شیر جهت تهیه گاز شمعک (جرقه زن) وجود دارد. جریان گاز از طریق این انشعاب، وارد دو عدد شیر الکتریکی شمعک گاز شده سپس به شمعک می رسد.
سوئیچ های فشار گاز: سوئیچ فشارکم بین تنظیم کننده اصلی گاز و شیر گاز قرار داده شده است. این سوئیچ از طریق الکتریکی به تابلوی برق متصل می باشد و مشعل را در فشار کاری کمتر از حداقل از کار می اندازد.
به همین ترتیب یک سوئیچ فشار زیاد بین شیر دوم و شیر منی فولد قرار گرفته که موقع بالا رفتن فشار از حد ضروری مشعل را خاموش می کند.
آزمایش آب بندی شیر های اطمینان مشعل گاز سوز توسط ازت بطور اتوماتیک وسیله ایمنی اولیه ای که روی مشعل نصب گردیده عبارتست از دو عدد شیر قطع جریان گاز که بطور سری به یکدیگر متصل شده اند برای اطمینان کامل از درست بسته شدن شیرهای قبل از روشن کردن مشعل آزمایش آببندی بایستی اجرا گردد. اگر مقدار نشت گاز بیشتر از مقدار مجاز باشد مشعل بطور خودکار از کار می افتد.
روش آزمایش آب بندی:
تست های آبندی از قبیل تست هیدروژن و تست LDU11 نیز امروزه متدوال است طرز عمل این سیستم (تست هیدروژن) به ترتیب زیر است:
فشار گاز ازت(N[SUB]2[/SUB])
توسط شیر های کنترل فشار A و B کنترل می گردد تا اینکه فشاری معادل فشار تنظیمی باضافه 7/24 تر بار پیدا می کند. (این فشار برابر 3 اینچ فشار آب) این گاز وارد فضای مسدود شده توسط دو شیر قطع M2 و M1 گردیده و سپس از طریق منفذ C مقدار معینی از آن وارد شیرهای قطع کنندهP1 و P2 شمعک می گردد. پس از اینکه فاصله زمانی که قبلاً تنظیم گردیده فشار در حجم مسدود شده فوق بالا می آید تا به حد فشار آزمایش آببندی توسط ازت برسد. در این صورت نشت گاز وجود نخواهد داشت و تنها جریان مشخصی از محدود کننده فشار C عبور خواهد کرد. این فشار بوسیله سوئیچ D بطریقه اینترلوک (جهت جریان روشن نمودن) مشعل بکار می افتد کنترل می گردد.
اگر پس از 40 ثانیه سوئیچ D بکار افتد در آن صورت مشعل از کار افتاده و زنگ به صدا در می آید. وظیفه شیر F جدا کردن جریان گاز ورودی از جریان جرقه می باشد. ممکن است این دو گاز در تأسیسات مختلف دارای گازهای فشاری متفاوت باشند. این مسئله به ما اطمینان می دهد که حداقل حجمی از گاز ازت بین شیر های جرقهp2 و p1و شیر F ) Block Valve) و شیر ازت E قرار گرفته و بنابراین می توان اطمینان نمود که مشعل در همان لحظه اول شروع بکار خواهد کرد.
دو تنظیم کننده فشار گاز ازت مقدار فشار ثابت لازم جهت آزمایش آب بندی توسط ازت (N[SUB]2[/SUB])
را در منفذ C بدون توجه به افت فشار در کپسول گاز ازت فراهم می سازد. پس بنابراین بایستی باندازه کافی ازت برای آزمایش در اختیار داشت زیرا این تنظیم کننده ها از نوع بدون لوله انشعابی (NON BLEED TYPE ) می باشند.
آزمایش آببندی شیرهای اطمینان مشعل گاز سوز توسط ازت بطور غیر خودکار: در بحث قبلی اصول کلی سیستم آزمایش آببندی بوسیله ازت نشان داده شده است.
ادامه شروع بکار مشعل بشرح ذیل است:
هنگام روشن شدن مشعل کنتاکت های کلید فشاری بسته شده و کنتاکت های کنترل کننده روشن یا خاموش بودن شعله روی سیستم کنترل شعله و بسته شدن کنتاکت های سوئیچ یا کلید برقرار کننده هوای احتراق بسته خواهند شد. تا زمانیکه این شرایط برقرار است شیر های E و F انرژی برق را دریافت می کنند و در نتیجه ازت وارد محفظه بسته بین شیر های اطمینان قطع جریان می گردد.
در همین لحظه موتور تنظیم کننده هوای مشعل قبل از آن که مرحله تهویه کوره شروع شود از حالت آتش پائین بطرف وضعیت شعله زیاد تغییر می کند. زمان باز شدن تنظیم کننده هوا (دمپر) تقریباً 40 ثانیه است زمان باید جهت تثبیت فشار ازت تا حد فشار تنظیم باضافه 7/74 تر بار (30 اینچ درجه آب) در نظر گرفته شده است. اگر در انتهای این زمان (40 ثانیه) فشار لازم حاصل نگردد حتماً مشعل از کار می افتد. اما اگر در این مدت 40 ثانیه تثبیت فشار انجام گرفت صفحات تنظیم کننده هوا (دمپر) بطور کامل باز شده و کلید سری تبدیل می یابد و موتور فن شروع بکار می نماید و تهویه کوره شروع می گردد. پس از تهویه کوره شیرهای E و F انرژی خود را از دست می دهند و کنترل کننده هوا (دمپر) در جهت عکس حرکت خواهد نمود. تا به وضعیت شعله کم برسد. مهزمان با این عمل شیر آزاد کننده ازت C باز شده و اجازه می دهد که ازت از سیستم خارج شود. پس از جریان عادی مدار کار مشعل برفرار می گردد و سیستم تثبیت ازت پس از آن که شیرها کاملاً از نظر آب بندی کنترل نمود وظیفه دیگری در مدار نخواهد داشت.
1- فشاري
2- با فشار بخار يا فشار هوا
3- با فشار ضعيف هوا
1- فشاري:
سوخت با فشار يك تلمبه به داخل ديگ پاشيده مي شود و هوا نيز به طور طبيعي از اطراف نازل سوخت پاش وارد مي شود.
2- با فشار بخار يا فشار هوا:
سوخت به وسيله فشار هوا يا بخار به داخل ديگ فرستاده مي شود.در اين مشعل جريان سوخت از منبع تا پستانك به علت وزن مايع است و گاهي با فشار پمپ ضعيف انجام مي گيرد. که در اين سيستم به علت فشار هوا و كمپرسور و يا فشار بخار، صداي نسبتا زيادي به وجود مي آيد كه از عيوب مشعل مي باشد.
3- با فشار ضعيف هوا:
بيشتر در ديگ هاي حرارت مركزي به كار برده مي شود و كامل ترين نوع مشعل است و در دو نوع مشعل با فشار كم و مشعل با فشار زياد ساخته مي شوند.
1-مشعل با فشار كم:
اين مشعل تشكيل شده است از يك الكترو موتور و يك وانتيلا تور و يك پمپ سوخت كه معمولا روي يك محور قرار دارند و با حركت الكترو موتور به كار مي افتند. پمپ , سوخت را از منبع مي گيرد و در داخل لوله مشعل كه در انتهاي آن نازل قرار گرفته است , فشرده مي كند و چون نازل داراي سوراخ هاي ريزي است , سوخت به صورت پودر به داخل كوره پاشيده مي شود. وانتيلاتور نيز اكسيژن لازم را به وسيله هواي محيط از اطراف نازل داخل محفظه احتراق مي رساند. در اين حالت براي ايجاد شعله , احتياج به يك جرقه است كه آن نيز از دو سر سيمي كه متصل به يك ترانسفور ماتور فشار قوي در حدود 12000 ولتي است , ايجاد مي شود. اين جرقه ممكن است دايمي باشد كه در ديگ هايي كه محيط گرم كافي ندارند مورد احتياج است . در اين صورت ترانسفور ماتور بايد داراي قدرت كار هميشگي باشد و يا ممكن است جرقه به طور متناوب باشد .
يعني در موقع شروع احتراق چند لحظه جرقه زده شود و پس از گرم شدن كوره , جرقه قطع شود. در اين نوع مشعل ها وسايل ديگري مانند مانو متر و صافي روغن و شير برقي )سولنوييد ولو) نيز به كار برده مي شود .
شير برقي به خصوص وقتي كه منبع سوخت بالا تر از مشعل با شد , حتما لازم است, چون ممكن است پمپ سوخت خوب آب بندي نباشد و هنگامي كه مشعل كار نمي كند , سوخت, قطره قطره وارد كوره و تبخير شود كه در موقع روشن شدن مجدد توليد انفجار خواهد كرد . ولي با وجود شير مربوطه چون به محض از كار افتادن موتور راه سوخت نيز بسته مي شود . از ديگ محافظت كامل به عمل مي آيد. پمپ هاي مشعل معمولا يك طبقه هستند و در بعضي موارد ممكن است دو طبقه باشند. در حالتي كه منبع سوخت پايين تر از مشعل باشد , وجود پمپ دو طبقه ضروري است . در اين مشعل ها مقدار هوا و مقدار سوخت به وسيله دريچه تنظيم هوا و شير تنظيم سوخت كه به ترتيب اطراف وانتيلاتور (بادرسان) و روي پمپ قرار دارند, كنترل مي شود . عمل راه افتادن و از كار افتادن مشعل به وسيله فرمان خود كاري مانند ترموستات ديگ و كنترل دود كه گاهي به جاي آن سلول فتو الكتريك به كار مي رود, انجام مي گيرد.
2- مشعل با سوخت مايع سنگين:
اين مشعل نيز مانند مشعل قبلي است , با اين تفاوت كه به جاي وانتيلاتور , يك دمنده به كار رفته و پمپ آن نيز مناسب با درجه غلظت مايع سوخت انتخاب شده است. در موقع راه اندازي اين مشعل قبلا شروع كار را به وسيله سيال گازي شكل يا سوخت سبك ديگري انجام مي دهند كه در اين صورت يك دستگاه راه انداز به آن اضافه خواهد شد. به طور كلي هر نوع مشعل براي ظرفيت هاي مختلف ساخته شده است كه نسبت به ظرفيت حرارتي ديگ و انواع آن , مي توان با تعويض نازل و تنظيم هوا از آن استفاده كرد. مثلا يك مشعل با ظرفيت 1 تا 5 و5 تا 10 ليتر ساخته شده است كه مي توان با تغيير پستانك , مصرف آن را به حداكثر يا حداقل رساند .
مشعل گازي:
در اين نوع مشعل, گاز بوسيله شير خودكاري با فشار اوليه خود وارد ديگ مي شود و با تركيب با هوايي كه همراه خود وارد كوره مي كند , مشتعل مي شود و در حدود 80% حرارت خود را به ديگ مي دهد . معمولا عمل ايجاد شعله به وسيله شمع خود كار انجام مي گيرد .در مورد اين مشعل ها وسايل محا فظتي پيش بيني مي شود , به خصوص اينكه گاز بدون اشتعال وارد ديگ نشود . اين عمل به وسيله يك كويل ترمو الكتريك كه نزديك شعله شاهد(شمع) قرار دارد , كنترل مي شود . به ترتيب كه با بودن شعله كويل گرم مي شود و جريان ترمو الكتريك از آن عبور مي كند و پس از اثر كردن روي شير خود كار , آن را باز نگه مي دارد. اما به محض اينكه شعله خاموش شد , جريان ترمو الكتريك از بين مي رود و شير بسته مي شود و راه ورود گاز را به ديگ مي بندد كه براي راه اندازي مجدد , بايد شير گاز را با دست باز كرد . اين نوع مشعل نيز براي ظرفيت هاي مختلف ساخته شده و در دسترس است . اصول سرويس و نگه داري مشعل گازي بدين قرار است:
1- تميز كردن باد زن.
2- رگولاتور گاز و شير ها.
3- بررسي اتصالات.
مشعل دو سوخته گاز و مایع
به طور معمول مشعل ها همراه و متناسب با ديگ انتخاب مي شوند و به ميزان مصرف سوخت بر حسب ليتر در ساعت و كيلو گرم در ساعت يا گالن در ساعت مشخص مي شوند. با داشتن قدرت حرارتي ديگ و ارزش حرارتي سوخت مايع , مي توان نوع مشعل و ميزان مصرف سوخت را انتخاب كرد .منتها چون مقداري حرارت سوخت از راه دود كش و تلفات ديگر به هدر مي رود , در موقع محاسبه , راندمان مشعل را بايد در نظر داشت.
چون بيشتر گازوييل مصرف مي شود , مي توان مصرف مشعل را از تقسيم قدرت حرارتي ديگ (QB) در حاصل ضرب ارزش حرارتي هر كيلو گازوييل ( حدود 10000 كيلو كالري ) در راندمان مشعل كه بين 6/. تا 85/. است را به دست آورد.چون وزن مخصوص گازوييل 8/. است .
بنابراين به ازاي هر ليتر حدود 8000 كيلو كالري حرارت توليد خواهد شد كه اين مقدار BTU 32000 است. اگر راندمان متوسط مشعل ها را 78/. انتخاب كنيم , به ازاي هر ليتر گازوييل معادل BTU25000 حرارت توليد خواهد شد.
با پيدايش سوخت هاي مايع و محسناتي كه نسبت به سوخت هاي جامد دارند, روز به روز در مشعل ها پيشرفت حاصل شده است و امروزه تقريبا در اكثر ديگ هاي حرارت مركزي و صنايع , سوخت مايع مصرف مي شود و در نتجيه وجود مشعل ها ضروري است. مشعل ها از لحاظ پودر كردن سوخت به سه نوع تقسيم مي شوند:
1- فشاري
2- با فشار بخار يا فشار هوا
3- با فشار ضعيف هوا
1- فشاري:
سوخت با فشار يك تلمبه به داخل ديگ پاشيده مي شود و هوا نيز به طور طبيعي از اطراف نازل سوخت پاش وارد مي شود.
2- با فشار بخار يا فشار هوا:
سوخت به وسيله فشار هوا يا بخار به داخل ديگ فرستاده مي شود.در اين مشعل جريان سوخت از منبع تا پستانك به علت وزن مايع است و گاهي با فشار پمپ ضعيف انجام مي گيرد. که در اين سيستم به علت فشار هوا و كمپرسور و يا فشار بخار، صداي نسبتا زيادي به وجود مي آيد كه از عيوب مشعل مي باشد.
3- با فشار ضعيف هوا:
بيشتر در ديگ هاي حرارت مركزي به كار برده مي شود و كامل ترين نوع مشعل است و در دو نوع مشعل با فشار كم و مشعل با فشار زياد ساخته مي شوند.
1-مشعل با فشار كم:
اين مشعل تشكيل شده است از يك الكترو موتور و يك وانتيلا تور و يك پمپ سوخت كه معمولا روي يك محور قرار دارند و با حركت الكترو موتور به كار مي افتند. پمپ , سوخت را از منبع مي گيرد و در داخل لوله مشعل كه در انتهاي آن نازل قرار گرفته است , فشرده مي كند و چون نازل داراي سوراخ هاي ريزي است , سوخت به صورت پودر به داخل كوره پاشيده مي شود. وانتيلاتور نيز اكسيژن لازم را به وسيله هواي محيط از اطراف نازل داخل محفظه احتراق مي رساند.
در اين حالت براي ايجاد شعله , احتياج به يك جرقه است كه آن نيز از دو سر سيمي كه متصل به يك ترانسفور ماتور فشار قوي در حدود 12000 ولتي است , ايجاد مي شود. اين جرقه ممكن است دايمي باشد كه در ديگ هايي كه محيط گرم كافي ندارند مورد احتياج است . در اين صورت ترانسفور ماتور بايد داراي قدرت كار هميشگي باشد و يا ممكن است جرقه به طور متناوب باشد . يعني در موقع شروع احتراق چند لحظه جرقه زده شود و پس از گرم شدن كوره , جرقه قطع شود.
در اين نوع مشعل ها وسايل ديگري مانند مانو متر و صافي روغن و شير برقي )سولنوييد ولو) نيز به كار برده مي شود . شير برقي به خصوص وقتي كه منبع سوخت بالا تر از مشعل با شد , حتما لازم است, چون ممكن است پمپ سوخت خوب آب بندي نباشد و هنگامي كه مشعل كار نمي كند , سوخت, قطره قطره وارد كوره و تبخير شود كه در موقع روشن شدن مجدد توليد انفجار خواهد كرد .
ولي با وجود شير مربوطه چون به محض از كار افتادن موتور راه سوخت نيز بسته مي شود . از ديگ محافظت كامل به عمل مي آيد. پمپ هاي مشعل معمولا يك طبقه هستند و در بعضي موارد ممكن است دو طبقه باشند. در حالتي كه منبع سوخت پايين تر از مشعل باشد , وجود پمپ دو طبقه ضروري است . در اين مشعل ها مقدار هوا و مقدار سوخت به وسيله دريچه تنظيم هوا و شير تنظيم سوخت كه به ترتيب اطراف وانتيلاتور (بادرسان) و روي پمپ قرار دارند, كنترل مي شود .
عمل راه افتادن و از كار افتادن مشعل به وسيله فرمان خود كاري مانند ترموستات ديگ و كنترل دود كه گاهي به جاي آن سلول فتو الكتريك به كار مي رود, انجام مي گيرد.
2- مشعل با سوخت مايع سنگين:
اين مشعل نيز مانند مشعل قبلي است , با اين تفاوت كه به جاي وانتيلاتور , يك دمنده به كار رفته و پمپ آن نيز مناسب با درجه غلظت مايع سوخت انتخاب شده است.
در موقع راه اندازي اين مشعل قبلا شروع كار را به وسيله سيال گازي شكل يا سوخت سبك ديگري انجام مي دهند كه در اين صورت يك دستگاه راه انداز به آن اضافه خواهد شد. به طور كلي هر نوع مشعل براي ظرفيت هاي مختلف ساخته شده است كه نسبت به ظرفيت حرارتي ديگ و انواع آن , مي توان با تعويض نازل و تنظيم هوا از آن استفاده كرد. مثلا يك مشعل با ظرفيت 1 تا 5 و5 تا 10 ليتر ساخته شده است كه مي توان با تغيير پستانك , مصرف آن را به حداكثر يا حداقل رساند .
مشعل گازي:
در اين نوع مشعل, گاز بوسيله شير خودكاري با فشار اوليه خود وارد ديگ مي شود و با تركيب با هوايي كه همراه خود وارد كوره مي كند , مشتعل مي شود و در حدود 80% حرارت خود را به ديگ مي دهد . معمولا عمل ايجاد شعله به وسيله شمع خود كار انجام مي گيرد .در مورد اين مشعل ها وسايل محا فظتي پيش بيني مي شود , به خصوص اينكه گاز بدون اشتعال وارد ديگ نشود .
اين عمل به وسيله يك كويل ترمو الكتريك كه نزديك شعله شاهد(شمع) قرار دارد , كنترل مي شود . به ترتيب كه با بودن شعله كويل گرم مي شود و جريان ترمو الكتريك از آن عبور مي كند و پس از اثر كردن روي شير خود كار , آن را باز نگه مي دارد. اما به محض اينكه شعله خاموش شد , جريان ترمو الكتريك از بين مي رود و شير بسته مي شود و راه ورود گاز را به ديگ مي بندد كه براي راه اندازي مجدد , بايد شير گاز را با دست باز كرد . اين نوع مشعل نيز براي ظرفيت هاي مختلف ساخته شده و در دسترس است . اصول سرويس و نگه داري مشعل گازي بدين قرار است:
1- تميز كردن باد زن.
2- رگولاتور گاز و شير ها.
3- بررسي اتصالات.
لوله هدایت گاز و نحوه اختلاط گاز و هوا در مشعل گاز سوز
این لوله وظیفه هدایت گاز به محفظه احتراق را دارد که از طریق آن سوخت مورد نیاز برای تشکیل شعله تامین می شود. لوله هدایت گاز که به علت رعایت اصول ایمنی همیشه بعد از شیر برقی قراردارد با توجه به نوع و اندازه مشعل ابعاد و اشکال مختلفی می تواند داشته باشد که موضوع قابل اهمیت تاثیر این لوله و متعلقات آن در اختلاط گاز و هوا و احتراق بهینه می باشد.
مشعل دو سوخته گاز و مایع
گاز بایستی از منبع اصلی به سیستم گاز دیگ از طریق شیر، تحت فشار معین وارد گردد. فشار گاز منبع اصلی کمتر از مقدار لازم می باشد. مصرف کنندگان دیگ باید یک دستگاه بالابرنده فشار گاز لوله تغذیه قرار دهند تا فشار گاز با فشار مورد نیاز وارد سیستم گازی دیگ گردد. پس از عبور از شیر عبور جدا کننده اصلی وارد دستگاه تنظیم کننده می شود و از آن طریق شیرهای قطع اتوماتیک گاز مربوط به هیدروموتور وارد دستگاه کنترل فشار و بالاخره از طریق شیر های دستی قطع کننده گاز وارد مشعل می شود.
بین دو شیر گاز مربوط به دو هیدروموتور یک انشعاب جهت نصب دستگاه آزمایش آببندی وجود دارد که بعداً در این مورد توضیح داده خواهد شد. بین تنظیم کننده گاز و شیر اصلی گاز مربوط به هیدروموتور یک انشعاب دیگری وجود دارد. شیر آزاد کننده فشار اضافی گاز در این نقطه نصب می گردد. گازی که از طریق این شیر خارج می شود بایستی به بیرون از دیگخانه هدایت شود. یک انشعاب دیگر نیر در قسمت بالای شیر جهت تهیه گاز شمعک (جرقه زن) وجود دارد. جریان گاز از طریق این انشعاب، وارد دو عدد شیر الکتریکی شمعک گاز شده سپس به شمعک می رسد.
سوئیچ های فشار گاز: سوئیچ فشارکم بین تنظیم کننده اصلی گاز و شیر گاز قرار داده شده است. این سوئیچ از طریق الکتریکی به تابلوی برق متصل می باشد و مشعل را در فشار کاری کمتر از حداقل از کار می اندازد.
به همین ترتیب یک سوئیچ فشار زیاد بین شیر دوم و شیر منی فولد قرار گرفته که موقع بالا رفتن فشار از حد ضروری مشعل را خاموش می کند.
آزمایش آب بندی شیر های اطمینان مشعل گاز سوز توسط ازت بطور اتوماتیک وسیله ایمنی اولیه ای که روی مشعل نصب گردیده عبارتست از دو عدد شیر قطع جریان گاز که بطور سری به یکدیگر متصل شده اند برای اطمینان کامل از درست بسته شدن شیرهای قبل از روشن کردن مشعل آزمایش آببندی بایستی اجرا گردد. اگر مقدار نشت گاز بیشتر از مقدار مجاز باشد مشعل بطور خودکار از کار می افتد.
روش آزمایش آب بندی:
تست های آبندی از قبیل تست هیدروژن و تست LDU11 نیز امروزه متدوال است طرز عمل این سیستم (تست هیدروژن) به ترتیب زیر است:
فشار گاز ازت(N[SUB]2[/SUB])
توسط شیر های کنترل فشار A و B کنترل می گردد تا اینکه فشاری معادل فشار تنظیمی باضافه 7/24 تر بار پیدا می کند. (این فشار برابر 3 اینچ فشار آب) این گاز وارد فضای مسدود شده توسط دو شیر قطع M2 و M1 گردیده و سپس از طریق منفذ C مقدار معینی از آن وارد شیرهای قطع کنندهP1 و P2 شمعک می گردد. پس از اینکه فاصله زمانی که قبلاً تنظیم گردیده فشار در حجم مسدود شده فوق بالا می آید تا به حد فشار آزمایش آببندی توسط ازت برسد. در این صورت نشت گاز وجود نخواهد داشت و تنها جریان مشخصی از محدود کننده فشار C عبور خواهد کرد. این فشار بوسیله سوئیچ D بطریقه اینترلوک (جهت جریان روشن نمودن) مشعل بکار می افتد کنترل می گردد.
اگر پس از 40 ثانیه سوئیچ D بکار افتد در آن صورت مشعل از کار افتاده و زنگ به صدا در می آید. وظیفه شیر F جدا کردن جریان گاز ورودی از جریان جرقه می باشد. ممکن است این دو گاز در تأسیسات مختلف دارای گازهای فشاری متفاوت باشند. این مسئله به ما اطمینان می دهد که حداقل حجمی از گاز ازت بین شیر های جرقهp2 و p1و شیر F ) Block Valve) و شیر ازت E قرار گرفته و بنابراین می توان اطمینان نمود که مشعل در همان لحظه اول شروع بکار خواهد کرد.
دو تنظیم کننده فشار گاز ازت مقدار فشار ثابت لازم جهت آزمایش آب بندی توسط ازت (N[SUB]2[/SUB])
را در منفذ C بدون توجه به افت فشار در کپسول گاز ازت فراهم می سازد. پس بنابراین بایستی باندازه کافی ازت برای آزمایش در اختیار داشت زیرا این تنظیم کننده ها از نوع بدون لوله انشعابی (NON BLEED TYPE ) می باشند.
آزمایش آببندی شیرهای اطمینان مشعل گاز سوز توسط ازت بطور غیر خودکار: در بحث قبلی اصول کلی سیستم آزمایش آببندی بوسیله ازت نشان داده شده است.
ادامه شروع بکار مشعل بشرح ذیل است:
هنگام روشن شدن مشعل کنتاکت های کلید فشاری بسته شده و کنتاکت های کنترل کننده روشن یا خاموش بودن شعله روی سیستم کنترل شعله و بسته شدن کنتاکت های سوئیچ یا کلید برقرار کننده هوای احتراق بسته خواهند شد. تا زمانیکه این شرایط برقرار است شیر های E و F انرژی برق را دریافت می کنند و در نتیجه ازت وارد محفظه بسته بین شیر های اطمینان قطع جریان می گردد.
در همین لحظه موتور تنظیم کننده هوای مشعل قبل از آن که مرحله تهویه کوره شروع شود از حالت آتش پائین بطرف وضعیت شعله زیاد تغییر می کند. زمان باز شدن تنظیم کننده هوا (دمپر) تقریباً 40 ثانیه است زمان باید جهت تثبیت فشار ازت تا حد فشار تنظیم باضافه 7/74 تر بار (30 اینچ درجه آب) در نظر گرفته شده است. اگر در انتهای این زمان (40 ثانیه) فشار لازم حاصل نگردد حتماً مشعل از کار می افتد. اما اگر در این مدت 40 ثانیه تثبیت فشار انجام گرفت صفحات تنظیم کننده هوا (دمپر) بطور کامل باز شده و کلید سری تبدیل می یابد و موتور فن شروع بکار می نماید و تهویه کوره شروع می گردد. پس از تهویه کوره شیرهای E و F انرژی خود را از دست می دهند و کنترل کننده هوا (دمپر) در جهت عکس حرکت خواهد نمود. تا به وضعیت شعله کم برسد. مهزمان با این عمل شیر آزاد کننده ازت C باز شده و اجازه می دهد که ازت از سیستم خارج شود. پس از جریان عادی مدار کار مشعل برفرار می گردد و سیستم تثبیت ازت پس از آن که شیرها کاملاً از نظر آب بندی کنترل نمود وظیفه دیگری در مدار نخواهد داشت.
