مشعل گازی

آشنایی با مشعل گازی

مشعل گازی وسیله‌ای است که جهت گرم کردن سیال درون یک منبع و یا ذوب فلزات درون کوره و . . . مورداستفاده قرار می‌گیرد و درواقع وسیله‌ای است که انرژی حاصل از سوختن یک، دو و یا سه نوع سوخت فسیلی (گاز، گازوئیل، مازوت ویا هم‌زمان دو یا سه نوع از این سوخت‌ها) را از طریق مکانیزم جابجایی و تشعشع به گرما تبدیل می‌کند و این گرما می‌تواند در سیستم و یا دستگاهی که نیاز به گرما داشته باشد، مورداستفاده قرار بگیرد. بیشترین کاربرد مشعل‌ها در صنعت، در بویلرهاست که به‌عنوان موتور احتراق استفاده می‌شود. همچنین از مشعل‌ها با ظرفیت‌های مختلف، جهت ایجاد گرمایش در انواع دیگ‌ها و مخازن استفاده می‌شود.

سوخت‌های فسیلی حاصل عملکرد برج‌های تقطیر است که در پالایشگاه‌ها بر اساس مصرف، تولید می‌شود. هرچه سوخت سنگین‌تر باشد یعنی در طبقات پایین‌تر ستون تقطیر حاصل شود از قدرت اشتعال پایین‌تر ولی از ارزش حرارتی بیشتری برخوردار هست لذا جهت جبران این تناقض در صنعت استفاده از مشعل‌های گازی دو و سه‌گانه سوز بسیار مرسوم شده است.

ارزش حرارتی مشعل توسط کاتالوگ‌های مخصوص که به همراه مشعل‌ها فرستاده می‌شود. همچنین اغلب بر روی آن‌ها حک‌شده و یا به کمک برچسب‌هایی بر روی آن‌ها چسبانده شده است. اما آنچه در انتخاب یک مشعل مناسب حائز اهمیت است این است که بیشترین قدرت گرمایش در یک مشعل مربوط به سطح تراز دریا می‌باشد و:

به ازای هر 1000 متر افزایش ارتفاع از سطح در حدود 13 درصد از قدرت گرمایش مشعل‌ها کاسته می‌شود که باید در انتخاب مشعل مناسب در نظر گرفته شود.

نحوه‌ی عملکرد مشعل‌ها

با توجه به اینکه اغلب مشعل‌های گازی، امروزه فن دار هستند، طبق برنامه‌ریزی انجام‌شده در رله، ابتدا به مدت 30 تا 60 ثانیه سیستم هوادهی مشعل روشن‌شده و سپس با دستور ارسالی از سمت رله سیستم جرقه زن که از یک ترانس و الکترودهای جرقه زن تشکیل‌شده شروع به ایجاد جرقه می‌کند. در این زمان با پاشش سوخت از طریق شعله‌پخش‌کن به مقابل جرقه زن شعله تشکیل‌شده که با پایدار شدن آن عمل احتراق ادامه می‌یابد و تا زمانی که دستوری مبنی بر خاموشی مشعل و قطع سوخت از جانب رله ارسال نشود، شعله پایدار خواهد ماند.

معرفی تجهیزات مشعل گازی

1- فیلتر سوخت: تجهیزات مشعل گازی از قطعات حساسی تشکیل‌شده است که هرگونه آلودگی و ناخالصی در سوخت می‌تواند به آنها صدمه بزند. از طرفی گاز مورداستفاده ممکن است در فرآیند استحصال و انتقال، به ذرات ریز حاصل از خوردگی و استهلاک تجهیزات، آلوده شود. ازاین‌رو جهت جلوگیری از ورود این ذرات ناخواسته و آسیب‌دیدگی تجهیزات مشعل گازی از فیلترهای مخصوصی که از یک بدنه آلومینیومی و یک ورقه‌ی توری پلی‌اتیلنی تشکیل‌شده است، در مسیر ورود گاز به تجهیزات استفاده می‌شود. فیلترها با توجه به اینکه قابلیت تمیز کردن ندارند، بر اساس ناخالصی‌های موجود در سوخت مصرفی باید پس از گذشت یک سیکل زمانی معین تعویض شوند.

2- شیر برقی: شیر برقی که از دیگر تجهیزات مشعل گازی است، وظیفه انتقال سوخت به نازل را دارد و مکانیزم عمل آن مغناطیسی است. به این صورت که در حالت عادی مسیر ورود گاز در اثر قرار گرفتن نوک سنبه‌ای شکل کویل شیر برقی مسدود است و در اثر اعمال و القای جریان برق در کویل، نوک سنبه‌ای شکل از مقابل مسیر ورودی کنار رفته و جریان برقرار می‌شود. شیر برقی در بین تجهیزات مشعل گازی از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا به‌محض خاموشی شعله و یا ناقص بودن شعله باید توانایی قطع کامل جریان گاز به داخل مشعل را داشته باشد.

3- پرشر سوئیچ گاز و هوای مشعل گازی: در بین تجهیزات مشعل گازی پرشر سوئیچ یک ابزار کنترلی محسوب می‌شود. در تجهیزات مشعل گازی از دو نوع پرشر سوئیچ استفاده می‌شود که یکی مسئول کنترل هوای واردشده به مشعل است که به پرشرسوئیچ هوای مشعل گازی معروف است و دیگری که به نام پرشرسوئیچ گاز شناخته می‌شود، وظیفه دارد تا دستور قطع و وصل جریان گاز را به شیر کنترل ارسال کند.

4- فن و الکتروموتور: برای ایجاد شعله در مشعل از اختلاط هوا و گاز به نسبت معین استفاده می‌شود. برای واردکردن هوا به سیستم در بین تجهیزات مشعل گازی این وظیفه بر عهده‌ی فن است. صفحات فن بااتصال به یک الکتروموتور به گردش درآمده و هوای لازم برای ایجاد شعله در مشعل گازی را ایجاد می‌کند.

5- دمپر تنظیم هوا: در تجهیزات مشعل گازی، دمپر تنظیم هوا، درواقع دریچه‌هایی هستند که به کمک آن‌ها حجم هوای ورودی به مشعل مدیریت می‌شود. انواع مختلف دمپر برای تنظیم هوا وجود دارد که مکانیزم عمل آن‌ها به‌صورت دستی و یا خودکار است که انواع خودکار آن‌ها توسط موتور الکتریکی تنظیم می‌شوند.

6- سیستم جرقه زن(فندک): فندک به‌عنوان یکی از تجهیزات مشعل گازی وظیفه‌ی ایجاد جرقه در مقابل نازل خروجی هوا و سوخت را دارد. این فندک بااتصال به یک ترانس شرایط لازم برای ایجاد جرقه را به وجود می‌آورد.

7- رله کنترل مشعل گازی: این نوع رله‌ها به‌عنوان تجهیزات مشعل گازی طراحی می‌شوند و با توجه به اینکه نشت گاز در هرزمان می‌تواند خطرات و مشکلاتی را سبب شود و با توجه به حساسیت مشعل‌های گازی، رله کنترل مشعل‌های گازی هم از حساسیت بالایی نسبت به انواع دیگر برخوردار است. رله کنترل مشعل که وظیفه کنترل الکتریکی کارکرد مشعل‌های گازی را به عهده دارد بر اساس نوع برنامه‌ریزی و طراحی آن، مشعل را به‌صورت ایمن فعال کرده و در زمان وقوع هرگونه مشکلی در پدید آمدن و یا پایداری شعله، با غیرفعال کردن مشعل، از ایجاد هر نوع حادثه‌ای جلوگیری به عمل آورد.

مکانیزم کنترل شعله در تجهیزات مشعل گازی

چشم الکترونی: ّبا توجه به استفاده از چشم الکترونی در برخی از انواع مشعل‌های گازی، این وسیله را هم می‌توان از تجهیزات مشعل گازی دانست و از آنجائی که رنگ شعله ایجادشده در مشعل آبی است، لذا چشم الکترونی که برای این مورداستفاده می‌شود باید در برابر اشعه‌ی فرابنفش مقاوم باشد و در ضمن با توجه به اینکه رنگ شعله در مشعل گازی با دیگر انواع مشعل که با سوخت گازوئیل و یا مازوت کار می‌کنند متفاوت است، چشم الکترونی مورداستفاده هم متفاوت است.

یون کنترل شعله مشعل : از دیگر روش‌های کنترل شعله که در بین تجهیزات مشعل گازی جایگاه ویژه‌ای پیداکرده استفاده از میله‌های یونیزاسیون است. این میله‌ها با تفکیک یون‌های سوخت و ثبت تعداد آن‌ها، تغییرات به وجود آمده را شناسایی کرده و بدین ترتیب شعله را کنترل می‌کنند.

چشم الکترونی با مکانیزم ماوراءبنفش: این نوع از چشم‌های الکترونی که از یک لوله حاوی هلیم تشکیل‌شده است، در اثر تشعشع ذرات هلیوم یونیزه شده و بدین‌وسیله نوع و رنگ و حجم شعله را در هر زمان رصد می‌کند.