مطالعات تخصصي مشعل

[ریپورتر]

نكات ايمني
• سرويس و بازديد سالانه دستگاه ضروري است.
• در اتصال گاز به دستگاه ، از قطعات و اتصالات استاندارد استفاده نمائيد.
• از موتورخانه نبايد به شكل انبار استفاده گردد ، بنا براين از قرار دادن هر نوع لوازم اضافي و اشتعال زا در موتورخانه خودداري نمائيد.
• دستگاه بايد دودكش مناسب جهت خروج گازهاي حاصل از احتراق داشته باشد.
• دودكش دستگاه بايد مستقا و مجهز به كلاهك H باشد.
• دودكش بايد تميز بوده و كوران طبيعي هوا داخل آن وجود داشته باشد.
• لوله هاي افقي دودكش كوتاه باشد و از بكار بردن پيچ و خم اضافي خودداري گردد.
• هنگام مسافرتهاي طولاني دستگاه را خاموش ، دوشاخه برق دستگاه را از پريز مربوطه خارج نموده و شير مصرف گاز را ببنديد.
• از تعمير دستگاه توسط افراد غير متخصص خودداري نمائيد.
• استفاده از دودكش مستقل در كليه وسايل گاز سوز الزامي است.

شرايط قبل از نصب
• ديگ و دودكش را بطور كامل از دوده تميز نمائيد.
• ديگ و سيستم حرارتي پر از آب باشد.
• موتورخانه مجهز به تابلو برق باشد و هوا در آن جريان داشته باشد.
• چنانچه دودكش ديگ در قسمت پايين قرار گرفته باشد حتما لوله اي جهت تخليه و ايمني در قسمت بالاي ديگ تعبيه و به كانال دودكش متصل گردد.
• براي دودكش هايي كه ارتفاع آنها بيش از 6 متر است سه راهي دمپر نصب گردد.
• قبل از نصب مشعل بررسي نمائيد كه يك عدد دفترچه راهنما ، دو عدد پيچ و مهره 30 X ر8 ، يك عدد شعله پوش پيلوت و يك كارت ضمانت در كارتن موجود باشد.
• قبل از نصب مشعل ، ابتدا صفحه ديگ را مطابق با فلنج مشعل (شكل 1) سوراخكاري نمائيد.


دستورالعمل نصب

• شعله پوش را در محل نشان داده شده در شكل 2 نصب نمائيد.
• مشعل را به كمك پيچ هاي موجود به صفحه ديگ مطابق شكل 3 وصل نمائيد.
• يك عدد فيلتر گاز با ورودي 4/3 (سه چهارم) اينچ بلافاصله بعد از شير دستي گاز وصل نمائيد.
• از محل خروج فيلتر با لوله لاستيكي فشار قوي به قطر 4/3 (سه چهارم) اينچ (مخصوص گاز) ، انشعاب اصلي گاز را به مشعل وصل نمائيد.
• سيم كشي را مطابق نقشه برق ذيل انجام دهيد. وآگوستات روي ديگ را به پايه رله وصل نمائيد.
• توجه : پس از اتمام كار نصب و راه اندازي ، اتصالات و قطعات مربوط به عبور گاز را جهت اطمينان از عدم نشتي ، تست نمائيد.


نقشه برق

• مطابق سيم كشي ، فاز و نول را مستقيما از تابلوي برق گرفته و آگوستات روي ديگ را به پايه رله وصل نمائيد.
• توجه : فيلتر سر راه ورودي گاز به مشعل نصب و ساليانه تميز گردد.
• وارد كردن ضربه به قطعات مشعل و لوله هاي گاز ممكن است موجب نشت گاز در محيط گردد.
• بازرسي شيلنگ لاستيكي فشار قوي جهت اطمينان از سالم بودن آن الزامي است.
راه اندازي
• روشن كردن شعله پيلوت و شعله اصلي
• ابتدا شير انشعاب گاز را باز نموده و آگوستات ديگ را روي درجه حرارت مناسب قرار مي دهيم.
• دكمه سفيد رنگ را مطابق شكل 5 ( فلش 1 ) فشار داده تا جريان گاز پيلوت برقرار شود و همزمان دكمه جرقه ردن الكتريكي (فلش 2 ) را فشار مي دهيم.
• پس از روشن شدن پيلوت دكمه سفيد رنگ را به مدت 30 ثانيه به همان حالت نگه مي داريم تا شعله پيلوت ثابت بماند.
• دكمه را رها مي كنيم تا شعله اصلي تشكيل گردد ، شعله مناسب بايد 4/3 (سه چهارم) طول ديگ را پوشش دهد.
• توجه : چنانچه شعله پيلوت تشكيل نشد به مدت 3 دقيقه دكمه سفيد رنگ را به پائين فشار مي دهيم تا هواي پيلوت خارج گردد و گاز به سر پيلوت برسد سپس عمل روشن كردن را مجددا تكرار مي كنيم.
تنظيم شعله پيلوت
• براي تنظيم شعله پيلوت ، پيچ برنجي را مطابق شكل 6 توسط پيچ گوشتي مي چرخانيم . چرخش در جهت عقربه هاي ساعت ، شعله پيلوت را كم و در خلاف جهت شعله پيلوت را زياد مي كند.
"شعله پيلوت بايد 10 تا 13 ميليمتر از سر ترموكوپل را بپوشاند و از دهانه ونتوري 5 ميليمتر فاصله داشته باشد."
تنظيم شعله اصلي
• براي تنظيم شعله اصلي پيچ درپوش را مطابق شكل 7 برداشته و با چرخاندن پيچ پلاستيكي در جهت عقربه هاي ساعت شعله زياد و در خلاف جهت كم مي شود.
خاموش كردن موقت مشعل
• كليد برق را از تابلو قطع كرده در اين حالت شعله اصلي خاموش ولي شعله پيلوت روشن باقي مي ماند.
راهنماي تعويض قطعات
• تعويض الكترود جرقه
در صورتي كه چيني الكترود شكسته يا ترك خورده باشد پيچ آن را مطابق شكل 9 كمي باز نمائيد و با خارج كردن فيش الكتريكي انتهاي الكترود آن را خارج نمائيد، الكترود سالم را در محل مربوطه قرارداده ، سپس پيچ را محكم نموده و فيش اتصال را وصل كنيد.

• تعويض بوبين ترموكوپل
درصورتيكه دليل عدم ثابت ماندن شعله پيلوت ، ايراد بوبين ترموكوپل باشد ، ابتدا مهره ترموكوپل را باز كرده ، سپس شير ورودي گاز را بسته و مهره برنجي را مطابق شكل 10 باز نموده و مهره را محكم نمائيد.

• تعويض ترموكوپل
در صورتيكه دليل عدم ثابت ماندن شعله پيلوت ، ايراد ترموكوپل باشد ، پيچ را مطابق شكل 11 كمي باز نمائيد و ضمن آزاد سازي اتصال آن از بوبين ، ترموكوپل سالم را در محل صحيح نصب نمائيد.

• توجه : قبل از تعويض قطعات ، شير گاز بايد بسته شود و تعويض منحصرا توسط متخصصين آشنا به مشعل هاي اتمسفريك انجام پذيرد.

http://www.akhgar.com/top_1_1.asp?grp=02009 (http://www.akhgar.com/top_1_1.asp?grp=02009)

[ریپورتر]

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.

<H6 dir=rtl align=justify>اگر راندمان متوسط مشعل ها را 78/. انتخاب كنيم , به ازاي هر ليتر گازوييل معادل BTU25000 حرارت توليد خواهد شد. كاتالوگ انتخاب مشعل در أخر اين مبحث موجود مي باشد.

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.

http://www.industrialburnersindia.com/oil_products.jpghttp://www.made-in-china.com/image/2f0j00EMBTaSYnvtViM/Fuel-Oil-Burner-DL3FS-.jpghttp://airchange.ir/images/stories/center_heating/11/Airtronic_Burner_airchange.jpg

<H6 dir=rtl align=justify>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

در نوع 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.

<H6 dir=rtl align=justify>در نوع دوم ,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.

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.

بالا خره نوع سوم ,كه 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.



<H6 dir=rtl align=justify>1-مشعل با فشار كم:

<H6 dir=rtl align=justify>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:

<H6 dir=rtl align=justify>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:

<H6 dir=rtl align=justify>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 .

http://www.northlanddistrib.com/power-gas-burner/images/aerogasburnerbig.gif

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 .



</H6></H6></H6></H6></H6></H6></H6>

[Aysajoon]

عزيزان در انجمن احتراق ايران سالهاست كه در زمینه ی مشعل در تلاش هستند اما آنقدر دامنه كار وسيع است كه مي توان گفت هنوز كار چشم گيري انجام نشده است شاهد آن اينكه اكثر شركتهاي توليدي ،مشعلهاي خانگي توليد مي نمايند و اگر پا به عرصه توليد مشعلهاي صنعتي گذاشته اند فقط در حد كپي كاري آنهم از روي مدلهاي خيلي قديمي و عموما ابتدائي بوده است .

من در اين جا از دانشجويان و مهندسين جوان علاقه مند به اين موضوع دعوت مي كنم به اين تاپيك آمده تا بتوانيم با تماس مداوم با يكديگر در اين زمينه كار كنيم.

يادآور مي شوم كار بر روي مشعل تخصصي مشترك بين مهندسي مكانيك و برق والكترو نيك است كه مي توان حتي عنوان مكاترونيك به آن داد پس هم دوستان مهندس مكانيك و هم عزيزان مهندسي برق و ابزار دقيق مي توانند در اينجا يار و مدد كار باشند.

با كمال احترام [golrooz]

[Aysajoon]

مشعل يا سيستم توليد آتش (Burner,Tips,Fir-bed ) ابزاري است كه موظف است تا

1-مستقر كردن شعله در مكان مناسب
2- ايجاد كردن و نگهداشتن شعله
3-تركيب كردن هوا و سوخت
4- تبديل كردن سوخت چه مايع و چه جامد به بخار
5- تنظيم كردن نسبت سوخت و هوا
6-تامين كردن سوخت و هوا با نرخ و فشار مناسب با حفظ شرايط ايمن براي هر 5 تابع قبل

پس اگر بخواهيم مشعل را با تعريف بالا معرفي كنيم پس مي توان مشعلها را از ديدگاههاي مختلفي تقسيم بندي نمود.
مثلا تقسيم بندي مشعلها به لحاظ نوع سوخت مصرفي (جامد،مايع ،گاز) و يا دوگانه يا سه گانه سوز (استفاده از چند نوع سوخت متفاوت بصورت جدا جدا يا باهم) يا بطور مثال به لحاظ تامين هوا (مونو بلوك يا دوال)ويا داراي هواي اوليه و ثانويه يا مشعل با سيستم تامين هوا با اكسيژن بالا و يا با دماي بالا با استفاده از مبدل گرمايي در دودكشو يا تقسيم بندي به لحاظ نوع تركيب سوخت با هوا ( استفاده از نازل و بالا بردن فشار و يا سيستم روتاري و .. ويا تبديل سوخت به گاز يا اتمايز كردن سوخت كه روشهاي متنوع زيادي تعريف شده است .

اين تقسيم بنديها سبب شده است تا دانش طراحي و ساخت مشعل از دامنه وسيعي برخوردار گردد.

مشعل ها را به لحاظ ظرفيت نيز مي توان تقسيم نمود 1-مشعلهاي خانگي (تا 1 مگا وات) مشعلهاي صنعتي (از 1 تا 10 مگا وات) مشعلهاي قدرتي يا نيروگاهي (از 10مگا وات به بالا ).

[Aysajoon]

https://www.terragalleria.com/images/us-ca/usca9429.jpeg

[Aysajoon]

احتراق در كوره ها

در كوره سه نوع مشعل وجود دارد :

1.مشعل شمعك(Pilot Burner ) كه با جرقه زدن Ejector روشن مي شود.

2.مشعل گازوئيلLight Oil Burner
3.مشعل مازوتHeavy Oil Burner
4.مشعل گاز(Gas Burner )

مشعل شمعك همان شعله روشن كن است كه در گازهاي خانگي هم وجود دارد.

سوخت ديگهاي بخار:

در بعضي از واحدها ممكن است پسمان محصولاتي را كه مي خواهند بيرون بريزند مجدداً جهت راندمان و هزينه نكردن دوباره براي خريد سوخت مورد استفاده قرار دهند مثل بعضي واحدهاي صنايع نفت نظير پالايشگاه تبريز كه نفتهاي نامرغوب را در كوره مي سوزاند. و يا پالايشگاههاي گاز ، مايعي را كه در هنگام استخراج گاز جدا شده مي سوزانند و يا بعضي از واحدهاي صنايع پتروشيمي و غيره محصولات جنبي نامرغوب را مورد استفاده قرار مي دهند ولي بطور كمي سوختهايي كه در ديگهاي بخار مورد استفاده قرار مي گيرد. امروزه گاز از همه سوختها مطلوب تر مي باشد زيرا خوردگي آن در داخل كوره حداقل است و نياز به انبار كردن ندارد، محيط زيست را آلوده نميكند و كنترل شعله آن آسان است. در واحدهايي كه گازوئيل و مازوت را به عنوان سوخت بكار ميبرند در ابتداي راه اندازي بايستي با مشعل گازوئيل واحد را گرم نموده وسپس مبادرت به روشن كردن مشعل مازوتي كرده در هنگام استفاده از مازوت بايستي به گرم شدن مازوت توجه خاصي داشته باشيد تا ويسكوزيته آن به حدي برسد كه بتواند در زمان خارج شدن از مشعل به خوبي اتميزه(Atomise ) گردد و در غير اينصورت با پاشش سوخت روي لوله ها روبرو خواهيد شد و علاوه بر آن خطر انفجار منطقه اي يا كلي را در بر خواهد داشت. مازوت به دليل داشتن فلزات سنگين نظير واناديم و سديم كه نقطه ذوبشان از درجه حرارت كوره پايين تر است و در روي لوله ها بصورت مذاب حركت كرده با جسم لوله تركيب و باعث خوردگي در درجه حرارت بالا ميگردند. همچنين مازوت به سبب داشتن گوگرد موجب خوردگي در درجه حرارت پايين ميشود و با داشتن فلزات سنگين نظير آهن و روي و حتي سرب توليد اكسيدهاي مختلف كرده كه بصورت خاكستر و غيره باعث گرفتگي در ايرپري هيترها و كوئيل بخار(Steamcoil ) ها و خوردگي سايشي در آنها ميشود. واحدهايي كه از سوخت مازوت بهره ميگيرند معمولاً مجهز به سيستم سوت بلوئر(Soot Blower ) جهت كربن زدايي و يا بطور كلي تميزكاري لوله هاي داخل لوله بخصوص در ناحيه هايي كه لوله ها داراي فين هستند، ميباشند سوت بلوئر يا بخــــاري است كه با وزش بخار روي لوله ها را تميز ميكند ويا اينكه هوايي است كه به دليل اضافه نمودن هواي اضافي كوره زياد مناسب نميباشد.

[Aysajoon]

پودر شدن سوختها در مشعل ها :

روشهاي پودر شدن سوختها در مشعل ها عبارتند از :

1. به وسيله هوا صورت ميگيرد.

2. به وسيله بخار صورت ميگيرد.

3. بطريقه مكانيكي صورت ميگيرد.


ناحيه 1. محوطه احتراق(Furnace )

ناحيه 2. لوله هاي ارتباطي درام بالا و درام پايين(Regenerative ative Tubes )

ناحيه 3. محل قرار گرفتن صرفه جو(Economizer )

ناحيه 4. محل گرمكنهاي هوا(Steam Coil, Air pre Heater )

ناحيه 5. دودكش

ناحيه 6. محل سوپرهيترهاي تشعشعي و جابجايي.

ميزان بخار يا آب داغ توليدي بستگي به عوامل زير دارد :

1. ميزان واكنشهاي احتراقي(حرارت زا) موجود در كوره

2.ميزان سطوح حرارتي

3.ميزان هريك از سطوح تشعشعي(Radiant )و جابجايي(Convection)

4.نحوه سيركولاسيون بخار يا آب داغ و ماحصل احتراق(Combustion products)

سوخت و هوا در بويلرها ممكن است از پايين(نوع معمول) و يا از بالا وارد كوره شوند . هر دو ميتوانند بصورتهاي يك يا دو يا سه كاناله يا افقي ساخته شوند.

[golrooz]

[Aysajoon]

ارزش حرارتي يا قدرت حرارتي و گرمادهي سوختها

مقدار گرمايي است كه از سوختن واحد وزن سوخت مايع يا جامد و يا يك واحد حجم سوخت گاز حاصل ميشود. بنابراين ارزش حرارتي بر حسب كالري به گرم و يا به ليتر و يا بر حسب كيلوكالري به كيلوگرم يا مترمكعب بيان ميشود مثلاً

مقدار حرارت توليد شده را كه از حاصل سوختن متان و اكسيژن بوجود آمده است ، حرارت توليدي يا ارزش حرارتي مي گوييم .