مشعل چیست؟

مشعل چیست؟  دستگاهی است که با سوزاندن سوخت (گاز، گازوئیل، یا نفت) حرارت تولید می‌کند و این حرارت را به دیگ یا سیستم گرمایشی منتقل می‌کند.

مشعل‌ها به عنوان یکی از اجزای کلیدی در موتورخانه‌ها، نقش مهمی در تامین حرارت و گرمایش ساختمان‌ها ایفا می‌کنند. در این مقاله به بررسی نقش مشعل در موتورخانه و تاثیرات آن بر بهره‌وری انرژی و عملکرد کلی سیستم گرمایشی می‌پردازیم. توسعه مشعل‌ها با پیشرفت‌های صنعتی و نیاز به سیستم‌های گرمایشی موثرتر، سرعت گرفت. امروزه مشعل‌ها با بهره‌وری بالا و قابلیت کنترل دقیق‌تر، به طور گسترده در موتورخانه‌ها استفاده می‌شوند. برای خرید مشعل و تجهیزات موتورخانه کلیک کنید 

اهمیت استفاده از مشعل در موتورخانه

مشعل‌ها به دلیل توانایی ایجاد حرارت مورد نیاز برای دیگ‌ها و سیستم‌های گرمایشی، یکی از اجزای اساسی موتورخانه‌ها به شمار می‌روند.

مشعل‌ها با ایجاد حرارت پایدار و قابل کنترل، به بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش هزینه‌های گرمایشی کمک می‌کنند.

قطعات اصلی مشعل

شامل شیر برقی ، رله کنترلی ، شعله پخش کن ، پرشر سوئیچ هوا، الکترو موتور، چشم الکتریک و میله یونیزاسیون، ترانس جرقه، فیلتر سوخت (برای مدل گازسوز ) و دمپر تنظیم هوا است.

الکتروموتور:

الکتروموتور به عنوان نیروی محرکه در موتور احتراق بویلر عمل کرده (در مشعل‌های گازوئیلی به حرکت در آوردن پمپ گازوئیل و در مشعل‌های گازی برای به گردش در آوردن ونتیلاتور) و با حرکت مستقیم پروانه یا همان فن هوای مورد نیاز برای تشکیل شعله و احتراق را تامین می‌کند.

در الکتروموتور مشعل، نکاتی برای تعیین مصرف برق وجود دارد.معمولا بر روی پلاک الکتروموتور مشعل توان خروجی الکتروموتور درج می شود.برای بدست آوردن میزان مصرف واقعی الکتروموتور باید راندمان الکترو موتور در دسترس باشد که داخل کاتالوگ ها درج شده هست.مثلا برای این الکتروموتور راندمان اعلام شده 55 درصد ذکر شده یعنی اینکه برای تولید 125 وات در خروجی الکتروموتور حدود 227 وات برق مصرف میگردد.راندمان الکتروموتور های داخلی بین 50 الی 70 درصد می باشد.

شیربرقی:

در صورت وجود مشکل در مشعل، شیر برقی برای قطع جریان گاز  و زمان خاموش شدن مشعل استفاده می‌شود. هنگام دریافت فرمان، الکترومگنت با غلبه بر نیروی فنر مسیر گاز را باز می‌کند. در صورت قطع برق الکترو مگنت، با نیروی فنر مسیر گاز با نیروی فنر بسته می‌شود. شیر برقی جز یکی از قطعات عمده مشعل گازسوز به شمار می آید و تنظیم آن به منظور کارکرد درست مشعل، امری ضروری است. معمولا در مسیر عبور سوخت از پمپ به طرف نازل، یک شیر برقی قرار می دهند تا در زمان خاموش بودن مشعل، از نشت سوخت به داخل اطاقک احتراق جلوگیری کند.

مکانیزم عمل شیر برقی مشعل گازی ،با وصل جریان برق به بوبین، هسته (محور شیر) به طرف بالا حرکت میکند و پیستون را نیز به سمت بالا هدایت میکند، روغن بالای پیستون از سوراخ های ریز وارد محفظه ثانویه میشود و بر همین اساس محور شیر به صورت تدریجی وآرام حرکت کرده و مسیر گاز را باز میکند ولی در هنگام قطع جریان برق ،فشار بالای پیستون باعث میشود محور شیر به طور سریع روی نشیمن خود بنشیند و مسیر گاز را باسرعت مسدود کند.  تفاوت شیربرقی گازی با شیر مشعل گازوئیلی در این است که با ورود برق به آن ( برای جلوگیری از انفجار ) مسیر عبور گاز تدریجی باز می‌شود و شعله کم کم افزایش می یابد اما قطع شدن آن لحظه‌ای است.

رله کنترلی:

در يك مشعل اصلی‌ترين بخش، بخش كنترلی مشعل است كه به آن رله می گويند. رله مشعل، كنترل ايمنی عملكرد مشعل و كاركرد صحيح آن، اعلام خرابی و وضعيت عملكرد مشعل را برعهده دارد. رله‌ها و سيستم‌های كنترل كننده مشعل انواع مختلف دارند كه رله ساترونيك معروف‌ترین آن‌هاست.

رله کنترلی، کنترل و اعمال فرمان ورودی و خروجی به دستگاه را انجام می‌دهد. خطاهای موجود در مشعل توسط رله کنترلی شناسایی می‌شود. بنابراین براحتی میتوان برای رفع خطا اقدام کرد. تمامی فرمان‌های دستی، اتوماتیک، نیمه اتوماتیک ابتدا به رله اعمال شده و از این طریق فرمان برای ادامه کار مشعل انجام می‌شود.

ترانس جرقه:

الکترودهای جرقه در مشعل گازی مانند مشعل گازوئیلی کار می‌کنند. فقط در بعضی مواقع به جای استفاده از دو الکترود ، از یک الکترود ( برای تشکیل قوس الکتریکی ) استفاده می‌شود. با بالابردن دمای سوخت و هوا در زمان استارت ترانس جرقه و شروع احتراق، مخلوط هوا و سوخت سریع تر به نقطه اشتعال رسیده و شعله تشکیل می‌شود. ترانس جرقه با ایجاد ولتاژ بالا در دوسر خروجی می تواند جرقه قوی‌تر تولید کند.

در مشعل گازی از شبکه احتراق به جای شعله پخش کن، استفاده می‌شود زیرا قبل از شبکه عمل اختلاط هوا و گاز به خوبی صورت گرفته، احتیاج به چرخاندن هوا نیست، در نتیجه مخلوط ضمن عبور از شبکه ، بر  اين ترانسفورماتور شامل يك هسته مغناطيسي مي باشدكه دو سيم پيچ روي آن پيچيده شده است بطوريكه اين دو از هم و از هسته عايق شده اند.سيم پيچ اوليه به برق اصلي وصل مي شود و سيم پيچ ثانويه به مدار مصرفي متصل مي گردد. اين ترانس جرقه از نوع افزاينده است. بنابراین با انتخاب تعداد حلقه سيم پيچ اوليه و ثانويه در خروجی سيم پيچ ثانويه ولتاژی برابر ۱۰ كيلو ولت خواهيم داشت. زيرا جرقه توليد شده از اين ولتاژ بايد درجه حرارت ملكول‌های گازوييل را به ۳۶۰ درجه سانتيگراد برساند.

با توجه به فرمول V(a).I(a) = V(b).I(b) اگرولتاژ ، فركانس و آمپر سيم پيچ اوليه بترتيب ۲۲۰ولت ، ۵۰ هرتز و ۱/۱ آمپر باشد برای داشتن ولتاژ ۱۰۰۰۰ ولت در سيم پيچ ثانويه ( با توجه به ثابت بودن فركانس ) آمپر سيم پيچ ثانويه برابر با ۲۰ميلی آمپر خواهد بود.

جنس الكترود جرقه زن از فولاد زنگ نزن است و پوشش عايق سراميكی دارد. نوك برگشته الكترودها در جلو بالای سوراخ نازل قرار گرفته كه با خارج شدن گازوييل پودر شده و با هوای بين الكترودها مخلوط و جرقه توليد میشود. سپس مخلوط گازوييل و هوا مشتعل می‌شوند. مدت کوتاهی پس از اشتعال، سوخت از مدار خارج می‌شود. اگر سوخت مشتعل نشود، رله مشعل ريست می‌كند. اگر جرقه دائم زده شود احتمال دارد الكترودهای جرقه آسيب دیده و خود ترانس بسوزد.

پرشر سوئیچ هوا:

این سوییچ زمانی تنظیم می شود که مشعل به طور صحیح کارکند ، دامنه تغییرات در این سوییچ ۰٫۴ تا ۳ میلی بار است، جهت آزمایش کافیست کلید را روی ۰٫۴ میلی بار تنظیم کنید اگر شیر برقی عمل نکرد و شعله تشکیل نشد سیم های ورودی و خروحی سوییچ را بعد از ۵ ثانیه از روشن شدن الکتروموتور به هم متصل کنید چنانچه مشعل روشن شود سوییچ خراب است.

در مشعل هایی مورد استفاده قرار میگیرد که دارای دمنده باشد،یعنی در صورت عدم تایید وجود فشار هوا ورودی تسط این قطعه ، شیر اصلی گاز باز نخواهد شد.بخش مکانیکی و ارتباط صفحه دیاگرام در کلید کنترل فشار هوا توسط یک لوله آلومینیومی یا مسی می باشد.در این حالت دهانه زیر دیافراگم را توسط یک لوله به محل خروج هوا از ونتیلاتور متصل می کنند تا فشار هوای خروجی به زیر دیافراگم اثر کرده و در صورت کافی بودن فشار کنتاکتهای NO وصل و مشعل اجازه ادامه کار پیدا کند.

فیلتر:

تجهیزات خط گاز مانند شیر برقی و رگلاتور در مقابل ناخالصی هایی مانند ذرات ریز زنگ لوله و آشغال حساس هستند ، فیلتر ها برای محافظت از تجهیزات در مقابل رسوب و نفوذ ذرات خارجی در خط لوله گاز کاربرد دارند به طور معمول فیلترهایی که در این سری از تجهیزات گرمایشی بکار گرفته می شود از جنس پلی پروپلین تهیه می گردد. پد های فیلتر دارای منافذی کوچک تر از 50 میکرون است، که یکبار مصرف بوده و لازم است که به صورت دوره ای و مرتب نسبت به تعویض و یا تمیز کردن آن اقدام نمایید.

شعله پخش کن:

قطعه ای است که جلوی مشعل سر راه ورود هوا به اطاقک احتراق قرار میگیرد. شعله پخش‌کن از یک صفحه فلزی مشبک تشکیل شده است. شعله پخش کن باعث فرم دادن به حرکت هوا و سوخت میگردد تا باعث اختلاط هر چه بهتر سوخت و هوا شود.

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. در مشعل‌های کوچک و تک مرحله به صورت دستی و در مشعل‌های دو مرحله‌ای یا مشعل‌های با عملکرد پیوسته برای تنظیم هوای احتراق از دمپر موتورهای هوا استفاده می‌شود.

دمپر موتور مشعل در واقع یک سرو موتور است که با دریافت فرمان از رله مشعل در دو جهت ساعتگرد یا پاد ساعتگرد گردش می‌کند. دمپر موتور مشعل از اتلاف و هدر رفت انرژی جلوگیری می‌کند. نحوه ی عملکرد دمپرهای تنظیم هوا به این صورت است که به صورت خودکار با روشن شدن مشعل باز شده و زمانیکه دستگاه خاموش شود دمپر بسته می‌شود. بسته شدن دمپر باعث می‌شود هوای گرم درون دستگاه به سرعت به بیرون منتقل نشود و اتلاف انرژی صورت نگیرد.

چشم الکتریک و میله یونیزاسیون:

چشم الکتریکی مشعل های گازوئیلی در برابر اشعه ماوراءبنفش حساس نیست نمی توان از آن برای کنترل شعله مشعل های گازی استفاده نمود و بالعکس.

یک میله مقاوم در مقابل حرارت ، به نام ( میله یونیزاسیون ) در فضای شعله نصب گردیده ، طرف دوم آن به اتصال مربوطه داخل کنترل الکترونیک مشعل بسته می‌شود. در فاصله  ۳ تا ۵ میلی متری از میله یونیزاسیون، میله بدنه ( معمولا شبکه احتراق ) قرار دارد، مولکول های هوای موجود در فاصله  این دو میله، در اثر شعله ، یونیزه شده ، دارای بار الکتریکی مثبت و منفی می شوند ، یون های مثبت جذب بدنه و یون های منفی جذب میله یونیزاسیون می گردند.

شعله يك واكنش شيميايي بين سوخت و اكسيژن است . هر مولكول سوخت و اكسيژن به مقدار مساوی الكتريسيته مثبت و منفی را حمل مي‌كند و در مجموع از نظر الكتريكی خنثی است. بارهای منفی به شكل الكترون می‌باشند. در واكنش شيميايی شعله ، ميلياردها الكترون از مولكول آزاد می‌شوند. مولكول هايی كه الكترون از دست داده‌اند به اجزائی با بار مثبت تبديل شده و يون‌های مثبت ناميده می‌شوند .به این طریق یک جریان مستقیم در حد ( ۱ تا ۱۰ ) میکرو آمپر ایجاد می‌شود.

پرسش‌های متداول درمورد مشعل موتورخانه (FAQs)

۱. مشعل چیست؟ مشعل دستگاهی است که با سوزاندن سوخت حرارت تولید می‌کند و این حرارت را به دیگ یا سیستم گرمایشی منتقل می‌کند.
۲. مشعل چگونه کار می‌کند؟ مشعل با ترکیب سوخت و هوا و ایجاد احتراق، حرارت تولید می‌کند و این حرارت به دیگ منتقل می‌شود.
۳. مزایای استفاده از مشعل چیست؟ مشعل بهره‌وری انرژی بالا، پایداری و عمر مفید طولانی و کاهش هزینه‌های عملیاتی را فراهم می‌کند.
۴. چه مشکلاتی ممکن است در مشعل بروز کند؟ مشکلاتی مانند خرابی مشعل‌سوز، انسداد مسیر هوا و کاهش کارایی احتراق ممکن است در مشعل‌ها بروز کند.
۵. چگونه می‌توان از مشکلات مشعل جلوگیری کرد؟ با نگهداری دوره‌ای، بازبینی منظم و استفاده از سوخت‌های با کیفیت می‌توان از مشکلات مشعل جلوگیری کرد.
6. چند برند معتبر مشعل را معرفی می کنید؟ مشعل ایران رادیاتور – مشعل اتمسفر – مشعل پارس مشعل – مشعل آب بند- مشعل الزان