مشعل به عنوان مهم‌ترین تجهیزات و قلب سیستم‌های حرارت مرکزی در ساختمان‌ها و صنایع استفاده می‌شود. مشعل‌ها در موتورخانه‌های مرکزی ساختمان، استخر و صنایع به‌همراه دیگ چدنی یا فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرند. به‌طورکلی مشعل‌ها از لحاظ نوع سوخت مصرفی، ظرفیت، شیوه احتراق و قطر لوله شعله‌پوش در انواع مختلفی تولید و ارائه می‌شوند. چگونگی و نحوه انتخاب مشعل مناسب، مسئله قابل توجهی است که در ادامه قصد داریم به آن بپردازیم.
مشعل چیست؟
مشعل با ایجاد اختلاط بین سوخت و هوا، سپس احتراق و شعله ور سازی کنترل این مخلوط، انرژی سوخت‌های فسیلی مانند گاز، گازوئیل و مازوت را به انرژی گرمایی تبدیل می‌نماید. حرارت تولید شده از طریق مشعل در محفظه احتراق بویلر یا هیتر با دو روش جابه‌جایی و تشعشع به سیال انتقال دهنده انرژی (آب) درسیستم حرارت مرکزی ساختمان یا صنعت مربوطه منتقل می‌شود.
کاربرد مشعل
مشعل‌ها به عنوان قلب سیستم‌های گرمایشی، وظیفه ایجاد گرما در انواع دیگ‌ها، هیترها و پکیج‌های گرمایشی را به عهده دارند. همچنین در موارد دیگری نظیر آشپزخانه‌های صنعتی، اجاق‌های نانوایی، کوره‌های کاشی و سرامیک، طراحی و چاپ روی شیشه و زمینه‌های صنعتی دیگری که نیاز به گرمایش و حرارت مستقیم دارند، کاربرد دارد.
نحوه عملکرد مشعل
با پاشش سوخت (گاز، گازوییل، مازوت) و اختلاط آن با هوا و سپس عبور این مخلوط از شعله پخش‌کن فرایند احتراق توسط ترانس جرقه زن آغاز شده و حرارت موردنیاز در داخل محفظه احتراق دیگ یا کوره ایجاد می‌شود. در هر مشعل و دیگ، تعدادی کنترل کننده مانند رله، فتوسل، یون و شیربرقی وجود دارد که مقدار و زمان عملکرد هرکدام از فرایندهای مشعل را کنترل می‌نمایند.
انواع مشعل از نظر نوع سوخت مصرفی
به‌طورکلی مشعل‌ها از نظر نوع سوخت مصرفی انواع مختلفی دارند که در ادامه هرکدام به اختصار شرح داده شده است.
مشعل گازسوز (GAS BURNERS)
مشعل‌های گازسوز به منظور احتراق گاز طبیعی طراحی شده و دبی سوخت لازم در این مشعل‌ها پس از عبور از فیلتر گاز، توسط شیر برقی کنترل می‌شود. هوای لازم برای احتراق مشعل‌های گازسوز از طریق یک دمنده که بر روی محور موتور نصب شده است، تأمین می‌گردد و دبی هوای ورودی توسط دمپر هوایی که در بدنه مشعل نصب شده، براساس ظرفیت آن به صورت دستی یا موتوری کنترل می‌شود.
عملکرد مشعل‌های گازسوز فن‌دار (مورد استفاده روی دیگ موتورخانه حرارت مرکزی) به این صورت است که جریان گاز از فیلتر گازی و شیرهای برقی تدریجی گاز عبور کرده، با هوا مخلوط شده و آماده احتراق می‌شود. اگر فشار هوای احتراق یا فشار گاز از مقدار موردنظر بیشتر یا کمتر شود، توسط سنسورهای فشارِ تعبیه‌شده تشخیص داده شده و مشعل به وسیله پرشر سوئیچ های هوا و گاز از طریق فرمان رله، خاموش می‌شود. با ایجاد قوس الکتریکی توسط تراس جرقه زن حمل احتراق آغاز می‌گردد.
مشعل‌های گازی از نظر عملکرد به انواع فن‌دار و بدون فن (بدون صدا) تقسیم می‌شوند. مشعل‌های مورد استفاده روی دیگ چدنی یا فولادی آب گرم یا بخار در موتورخانه‌های حرارت مرکزی ساختمان‌ها و صنایع، از نوع مشعل فن‌دار بوده و مشعل‌های به کار رفته در پکیج‌های آپارتمانی از نوع مشعل‌های گازی بدون دمنده و بی‌صدا هستند.
مشعل گازوئیل سوز (LIGHT OIL BURNERS)
عملکرد مشعل‌های گازوئیل سوز خانگی و کوچک به این صورت است که الکتروموتور علاوه‌بر به حرکت درآوردن محور فن هوادهی، چرخش محور پمپ گازوئیل مشعل را نیز بر عهده دارد. همچنین در مشعل‌های گازوئیل سوز بزرگ، الکتروموتور جداگانه‌ای برای کوپل شدن با محور و حرکت پمپ گازوئیل مشعل تعبیه می‌گردد.
فن هوادهی مشعل‌های گازوئیل سوز و گازسوز از نوع فن سانتریفیوژ بوده که روی محور الکتروموتور مشعل با دورRPM) )2900 دور در دقیقه نصب می‌گردد. با استارت موتور، فن هوادهی به حرکت در می‌آید و مولکول‌های هوای بین پره‌های فن شروع به حرکت می‌کنند. برای کنترل مقدار هوای فن، در دهانه مکش آن یک دمپر قرار داده می‌شود. تنظیم هوای ورودی در مشعل‌های کوچک به صورت دستی، در مشعل‌های گازوئیل سوز متوسط (تا 600 هزار کیلوکالری) به صورت هیدرولیک (با فشار پمپ گازوئیل) و در مشعل‌های بزرگ به وسیله یک سروو موتور (Servo motor) کنترل شده و میزان هوای عبوری از دمپر هوا متناسب با مقدار سوخت کم و زیاد می‌شود.
پس از حرکت هوا در محفظه احتراق، ابتدا تراس جرقه زن قوس الکتریکی را ایجاد می‌کند و سپس طبق فرمان رله شیر برقی سوخت باز می‌گردد و با ورود گازوئیل پرفشار از طریق نازل، احتراق صورت می‌گیرد. لازم به ذکر است که پمپ گازوئیل در مشعل‌های فشار قوی، بهتر است به صورت دوار یا چرخ دنده‌ای انتخاب شود.
مشعل مازوت سوز (HEAVY OIL BURNERS)
به‌طورکلی در فرایند عملکرد مشعل‌های مازوت و گازوئیل سوز، نازل وظیفه پودر کردن سوخت را به عهده دارد و قطرات سوخت را با الگوی خاصی (براساس نوع نازل) پودر می‌نماید، به طوی که جریان سوخت پودر شده در محدوده زاویه‌ای خاص (برحسب زاویه پاشش نازل مربوطه) از نازل خارج شده و توزیع قطرات سوخت در آن به صورت یکنواخت انجام می‌شود. رایج ترین الگوی این جریان، الگوی مخروطی است.
اصولاً فرایند پودرسازی سوخت مایع به انرژی نیاز دارد که این انرژی از طریق پمپ سوخت مشعل با فشار، به سیستم وارد شده و پس از آن در نازل‌های سوخت پاش به سرعت مایع به پودر تبدیل می‌شود. در مشعل‌های مازوت سوز نصب پیش گرمکن (سوخت) به منظور جلوگیری از سفت شدن مازوت در هوای سرد کاملاً ضروری است.
مشعل دوگانه‌سوز و سه گانه‌سوز (MULTI BURNERS & DUAL BURNERS)
معمولاً مشعل‌های دوگانه‌سوز با استفاده از سوخت‌های گاز و گازوئیل عمل می‌کنند. اگر سوخت‌های مشعل قابلیت کار با سوخت مازوت را نیز داشته باشند، به آن مشعل سه گانه‌سوز می‌گویند. در این صورت مشعل‌های سه گانه‌سوز، می‌توانند با هر سه نوع سوخت گاز، گازوئیل و مازوت کار کنند. در مشعل‌های سه‌گانه‌سوز نیز نصب پیش گرمکن سوخت مایع کاملاً ضروری است.
راهنمای انتخاب مشعل از نظر ظرفیت
با توجه به کامل نبودن راندمان احتراق سوخت در مشعل‌ها و در نظر گرفتن برخی تلفات حرارتی، هنگام انتخاب مشعل، معمولاً ظرفیت مشعل را حدود 20 درصد بیشتر از ظرفیت دیگ مربوطه در نظر می‌گیریم. 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 روی درب جلوی دیگ توجه فرمایید.
برای انتخاب و خرید آسان مشعل، ابتدا باید نوع سوخت (گاز، گازوئیل، مازوت، دوگانه یا سه‌گانه‌سوز)، ظرفیت گرمایش موردنیاز و سپس قطر دهانه شعله پوش، برند و مدل مشعل را تعیین کنید. برای بررسی و انتخاب مشعل موردنیاز خود می‌توانید با کارشناسانی که تخصص بالایی در این زمینه دارند، مشورت نمایید.
