مشعل گازی ( مشعل گازسوز )

مشعل ها از مهمترین اجرای سیستم گرمایش موتورخانه می باشند. منبع اصلی گرمایش ساختمان مشعل های می باشند. مشعل گازی یا مشعل گازسوز رایج ترین نوع مشعل ها است که در سیستم های گرمایشی تاسیسات مکانیکی و تهویه مطبوع است. این مقاله به طور کامل به مشعل های گازی پرداخته است.

مشعل های گازی

مشعل چیست

مشعل دستگاهی است که با فراهم آوردن عوامل احتراق باعث ایجاد شعله می شود. عوامل احتراق را که شامل سه عنصر اکسیژن، سوخت و جرقه می باشد، بر روی مثلثی به نام مثلث احتراق یا آتش معمولا نمایش می دهند. هر کدام از این سه عنصر موجود نباشد، شعله ای تشکیل نخواهد شد.

مثلث احتراق سوخت اکسیژن گرما

مثلث آتش

بنابراین هر دستگاهی که بتواند این سه عامل را در کنار یکدیگر فراهم نموده و تشکیل شعله دهد، مشعل نامیده می شود.

مشعل ها را در صنعت با توجه به نوع سوخت مورد استفاده در آن ها به سه دسته مشعل های گازی ( مشعل گازسوز )، مشعل گازوئیلی و مشعل مازوت سوز دسته بندی می نمایند.

مشعل ها با اتصال به انواع بویلر های سیستم حرارتی انرژی اولیه جهت گرمایش ساختمان و آب گرم مصرفی را تامین می کند.

اجزای مشعل گازی

در مشعل گازسوز سه فاکتور اصلی اکسیژن، سوخت و جرقه اولیه باید در کنار یکدیگر قرار گرفته تا شعله ایجاد شود. و این فاکتور ها توسط سیستم هوارسانی، سیستم سوخت رسانی ، سیستم جرقه زن و به کمک سیستم کنترلی مشعل صورت می پذیرد.

سیستم هوارسان مشعل گازی

هوای مورد نیاز در مشعل گازی دمنده توسط قطعه ای به نام فن یا ونتیلاتور که توسط یک موتور الکتریکی تک فاز یا سه فاز که به چرخش در می آید تامین می گردد. جهت کنترل و تنظیم مقار هوای ورودی دریچه ای به نام دمپر وجود داشته که این هوا را تنظیم می کند انواع دمپر در نوع دستی هیدرولیکی (جکی) و همچنین دمپر با موتور الکتریکی یا سروو موتور موجود می باشد.

وظیفه این قسمت تامین هوای مورد نیاز مشعل و جهت تکمیل مثلث احتراق و تشکیل شعله می باشد. این قسمت از اجزا زیر تشکیل شده است.

  • فن یا ونتیلاتور
  • دمپر یا دریچه تنظیم هوا
  • صفحه چرخش هوا
  • الکتروموتور
فن مشعل گازی و گازوئیلي

فن مشعل

فن یا ونتیلاتور

یک فن از نوع گریز از مرکز بوده که وظیفه آن مکش هوای اطراف و پرتاب هوا به دهانه مشعل گازی و داخل محفظه احتراق می باشد. برای به چرخش در آوردن محور فن از الکتروموتور استفاده می شود.

دمپر یا دریچه تنظیم هوا

وظیفه این قسمت کنترل مقدار هوای ورودی به مشعل توسط فن می باشد که در دو نوع دستی یا مکانیکی و موتوری بر روی مشعل گازی طراحی می شود. معمولا در مشعل گازی با ظرفیت پایین از نوع دستی و مشعل گازی با ظرفیت های بالا از نوع موتوری استفاده می شود.

صفحه چرخش هوا

این قسمت در نوک مشعل گازسوز نصب شده و شامل یک صفحه با پره های توربینی شکل می باشد و وظیفه آن به چرخش در آوردن هوای خروجی به منظور اختلاط بهتر با سوخت می باشد.

الکتروموتور

یک موتور الکترونیکی بوده که یکی از وظایف آن به چرخش در آوردن محور فن می باشد. الکتروموتورهای به کار رفته در مشعل گازی می تواند در ظرفیت های پایین از نوع 1450 rpm و در ظرفیت های بالا از نوع 2900 rpm باشد. همچنین این الکتروموتورها با توجه به ظرفیت مشعل گازی می تواند از نوع تکفاز و یا سه فاز باشند. در نوع تک فاز آن ها معمولا ساختار الکتروموتور از دو ردیف سیم پیچ به نام سیم پیچ استارت یا راه انداغز و سیم پیچ اصلی تشکیل شده است. در کنار سیم پیچ استارت یک خازن به نام خازن راه انداز قرار گرفته و با آن سری شده است. وظیفه این خازن تامین جریان اضافی مورد نیاز الکتروموتور به هنگام استارت می باشد. پس از این که دور موتور به دو سوم دور نهایی برسد، این خازن و سیم پیچ استارت توسط یک کلید گریز از مرکز یا تابع دور از مدار خارج می شود.

چنانچه به موتور برق وصل کنیم و موتور راه نیفتد یکی از علل می تواند خرابی خازن باشد. اگر در این حالت محور موتور را تحریک کنیم و موتور به کار بیفتد بالاترین احتمال خرابی، از خازن است که در این صورت آن را با یک خازن کاملا مشابه و سالم باید تعویض نماییم . اگر به هنگام تعویض خازن به رنگ بندی سیم ها توجه نکنیم و خازن جدید را اشتباه وصل نماییم ممکن است موتور راه نیفتاده و با دور معکوس بگردد. در موتورهای سه فاز خازنی وجود ندارد و فقط با اتصال سه فاز به سر سیم ها موتور، راه می افتد. در موتورهای سه فاز چنانچه جای دو فاز را با یکدیگر عوض کنیم ، دور موتور برعکس خواهد شد.

مدار الکتروموتور تک فاز

مدار الکترو موتورهای تک فاز با خازن

سستم جرقه زن مشعل گازسوز

این جرقه توسط یک عدد ترانس جرقه که می تواند به صورت تک وایر و دو وایر باشد انجام می پذیرد. نوع تک لایه آن با بدنه مشعل گازی عمل جرقه زدن را انجام می دهد. قدرت ترانس های جرقه معمولا بین 5 تا 15 کیلو ولت خواهد بود بنا براین جرقه حاصله در مشعل گازی در مدت 3 تا 6 ثانیه زده شده و حرارت اولیه ایجاد می گردد.

سیستم سوخت رسانی مشعل گازی

سوخت مصرفی مشعل گازسوز ، گاز طبیعی بوده که مخلوطی از چند نوع گاز می باشد. بیشترین حجم آن، گاز متان است. حرکت سوخت از لوله های گاز تا شیر قطع و وصل سپس وارد فیلتر شده، پس از خروج از شیلنگ گاز و عبور از شیر برقی وارد لوله حامل گاز شده و پس از خروج از شبکه احتراق با هوای ارسالی از فن مخلوط شده در اثر برخورد با صفحه چرخش هوا، ترکیب گاز و هوا تقریبا به صورت کامل انجام شده و پس از زدن جرقه سه فاکتور تشکیل شعله در کنار یکدیگر قرار گرفته و مشعل روشن می شود.

شیر برقی یا سونولوئید ولو مشعل گازی

هر شیر برقی در مشعل گازی معمولا سه وظیفه را بر عهده دارد:

  • قطع و وصل مسیر گاز
  • تنظیم نمودن سرعت استارت (تنظیم کردن خروج اولیه گاز جهت ایجاد شعله)
  • تنظیم کارکرد شعله Vmax یا Vmin
شیر برقی مشعل گازی

شیر برقی در مشعل های گازی

جهت تنظیم میزان سرعت استارت و حجم شعله به صورت تجربی ابتدا پیچ تنظیم را در هر مورد کاملا به سمت منفی چرخانده تا صفر گردد سپس دو دورب به سمت مثبت چرخانده و مشعل را استارت می کنیم. ار چگونگی تشکیل شعله پی به تنظیم صحیح یا غلط شعله می بریم. در مدل هایی که حجم گاز از شیر به وسیله آچار آلن تنظیم می گردد می توانیم مقدار پیچ تنظیم را بر حسب درجه گردش آن از 30 درجه به بالا تنظیم نماییم.

سیستم کنترلی مشعل گازی

سیستم های کنترلی مشعل گازسوز دارای بخش های مختلف می باشد که در ادامه هر کدام به صورت جداگانه معرفی شده اند.

میکروسنج فشار گاز ( پرشر گاز )

یک کلید بوده که جریان فاز به آن وارد و از آن خارج می شود. بر روی مسیر ورودی گاز به مشعل گازسوز قرار گرفته و با وارد شدن گاز به درون پرشر ، پلاتین های آن به یکدیگر وصل شده و جریان برق ورودی به مدار خروجی متصل می شود. این جریان خروجی به پایه 9 مشعل وصل می گردد؛ یعنی به عبارتی برق اصلی مشعل از پرشر گاز عبور می کند. اگر به هر دلیلی پرشر گاز عمل نکند هیچ یک از قطعات مشعل گازسوز کار نخواهد کرد. مهمترین دلیل قطع شدن پرشر گاز به دلیل موارد زیر می باشد:

  • قطع بودن یا کاهش فشار گاز
  • ایراد برقی و قطعی در پرشر گاز
  • تنظیم بودن پرشر روی اعداد بزرگتر

پرشر هوا

این کلید همانند پرشر گاز عمل نموده ولی عامل قطع و وصل آن جریان هوای می باشد. فاز ورودی به پرشر هوا از پایه شماره 7 وارد شده و پس از چسبیدن پلاتین های آن خروجی آن به پایه شماره 5 یا شیر برقی وصل می گردد یعنی قبل از عمل کردن شیر برقی حتما باید پرشر هوا وارد مدار شده باشد تا از وجود جریان هوا مطمئن شویم. اگر چنانچه به هر دلیلی پرشر هوا عمل نکند، مشعل موتور و جرقه زن آن کار نکرده و قبل از تشکیل شعله، مشعل گازی ریست می کند.

مهمترین دلایل عمل نکردن پرشر هوا موارد زیر می باشد:

  • نیم سوز شدن موتور مشعل
  • خرابی یا شکستگی لوله حامل هوا
  • هرز شدن فن
  • چرخش عکس در موتور
  • قطعی یا خرابی برقی یا مکانیکی پرشر هوا
  • تنظیم کردن پرشر هوا روی اعداد بالا

میله یونیزاسیون

جهت کنترل عملکرد شعله و تدام آن از دو روش در مشعل ها استفاده می شود.

استفاده از چشم الکتریک یا فتوسل

در این روش برای مشعل ها از چشم الکتریکی با حساسیت به نور مادون قرمز برای مشعل های گازی از چشم با حساسیت نسبت به اشعه ماورای بنفش استفاده می شود. در برخی از مشعل ها از چشم های UV استفاده می شود.

روش دوم استفاده از میله یون است. در زمان اطمینان کارکرد رله به مدت 3 تا 6 ثانیه رله شیر برقی را باز کرده و شعله تشکیل می شود و حرارت ایجاد شده مولکول های هوای اطراف میله یونیزه شده و تبادل الکترون انجام می دهد. بر اثر عمل جریان برق در میله به وجود آمده و این جریان به پایه شماره 2 رله می رسد. رسیدن این جریان برق به پایه 2 ، برای رله به این مفهوم است که در مشعل، شعله ایجاد شده و رله مسیر شیر برقی را باز نگه داشته و مشعل به کار خود ادامه می دهد. در صورتیکه که چه شعله ایجاد شود و یا شعله تشکیل نگردد و جریان برق ضعیف به پایه شماره 2 نرسد رله فرض را بر این قرار داده که شعله ای تشکیل نشده، مسیر برقی را بسته و مشعل ریست می کند. مهمترین دلایل عمل نکردن میله یون به این صورت است:

  • اتصال به بدنه ( چسیبدن به بدنه مشعل )
  • قطعی مدار برق
  • شکستگی زنگ زدگی سوختگی میله یون
  • قرار نداشتن میله یون در مسیر شعله
مشعل دیگ گازی

مشعل گازسوز

رنج کارکرد مشعل گازسوز

مشعل های گازسوز دارای سیستم کارکردی می باشند که توسط رله و سیستم کنترلی مشعل گازی کنترل می شوند که به سه مرحله اصلی تقسیم می شود.

مرحله تخلیه اجباری ( پرچ )

در این مرحله موتور به کار می افتد و هوا را از اطراف به داخل مشعل گازی مکش کرده و به سمت دیگ یا محفظه احتراق می فرستد. مدت زمان این مرحله در رله ها و مشعل های مختلف متفاوت بوده و در حدود 15 تا 30 ثانیه می باشد. با پرتاب شدن هوا به داخل محفظه احتراق توسط فن ، بخار سوخت و گازهای مضر به جا مانده از احتراق قبلی از طریق دودکش تخلیه شده و محفظه احتراق از هوای سالم پر می شود، به این عمل ( تخلیه گازهای مضر) پرچ کردن می گویند.

مرحله اطمینان

در این مرحله، رله به شیر برقی وجرقه زن فرمان می دهد. بنابراین شیر برقی عمل کرده و اجازه عبور سوخت را می دهد؛ از طرف دیگر جرقه زن نیز عمل کرده و در قسمت نوک مشعل گلزی با فراهم شدن سه عامل احتراق شعله تشکیل می شود. چنانچه در این مرحله شعله تشکیل گردد میله یون وارد مدار شده و پیغام وجود شعله را به رله می رساند و مشعل وارد مرحله بعدی کار خود می شود. اگر به هر دلیلی شعله تشکیل نشده و یا میله یونیزاسیون پیغام وجود شعله را بر رله نرساند کلیه قطعات مشعل توسط رله از کار می افتد (اصطلاحا مشعل گازی ریست می کند) و دکمه قرمز رنگ کلید ریست روی رله روشن می شود. مدت زمان این مرحله در رله های نوع 790 ، 3 تا 6 ثانیه می باشد. این بدان معناست که در این مدت ، رله کاری به وجود شعله و یا عدم وجود شعله ندارد و موتور، شیر برقی و ترانس کار می کند.

مرحله کار دائم

در این مرحله رله با دریافت پیغام میله یونیزاسیون مبنی بر وجود شعله برق موتور و شیر برقی را وصل نگه داشته و ترانس جرقه را از مدار خراج می کند. در این حالت شعله پایدار بوده و مشعل گازی تا زمان دریافت فرمان از ترموستات روی دیگ به کار خود ادامه می دهد. با عمل کردن ترموستات برق ورودی به پایه 9 رله قطع شده و مشعل خاموش می شود و به حالت استراحت قرار می گیرد.

شعله مشعل دیگ

انواع شعله های خروجی از مشعل

مشخصات شعله مشعل گازی

شعله ایجاد شده توسط مشعل ها به سه صورت شعله احیا ، شعله اکسید و شعله متناسب ایجاد می شود.

شعله احیا

زمانی که مقدار سوخت بیشتر از مقدار مورد نیاز باشد و یا اکسیژن برای سوخت ناکافی باشد شعله احیا تشکیل می شود. مشخصات شعله احیا به صورت زیر می باشد.

  • پخش شدن شعله
  • زرد رنگ
  • بوی خام سوزی (سوزش بینی)
  • دوده زدن

شعله اکسید

زمانی که شعله مقدار سوخت کمتر از میزان مورد نیاز باشد شعله اکسید می شود. مشخصات شعله اکسید به صورت زیر می باشد:

  • شعله کوتاه و تیز
  • آبی رنگ
  • سوزش چشم

شعله مناسب

شعله مناسب در مشعل ، زرد رنگ همراه با رگه های آبی و نارنجی می باشد. این مشعل دارای طول متوسطی بوده و نه به صورت کاملا پخش و نه کاملا جمع و نوک تیز می باشد.

تحریریه کلینیک ساختمان بیلدینگ پلاس

“برداشت از مطالب با ذکر منبع و لینک سایت بیلدینگ پلاس کاری حرفه ای و اخلاقی است

 

تاریخ : 1397 / 06 / 10
دسته :

نظرات کاربران

کارشناس بیلدینگ پلاس

سلام کارشناس بیلدینگ پلاس هستم به شما کمک میکنم متناسب با کار و نیاز خود محصول مناسب را انتخاب نمایید از صحبت با شما خوشحال خواهم شد.

02126415104