مشعل ها
معمولا به دستگاهی که در آن واکنش احتراق هیدروکربن ها ویا سوخت های فسیلی با اکسیژن هوا و یا خالص انجام می شود، مشعل گفته می شود. عموما سوخت های فسیلی به صورت گازی، مایع و جامد مدنظر می باشد که با توجه به نوع سوخت، طراحی خاصی جهت احتراق مناسب برای آن پیش بینی می شود. مشعل معمولا دارای قسمت های زیر می باشد.
۱.بخش سوخت رسانی(متناسب با نوع سوخت طراحی و ساخته می شود.)
۲.بخش هوا رسانی بسته به نوع مشعل( اجباری یا اتمسفر یک)
۳.بدنه و محفظه احتراق
۴.بخش جرقه زن یا ایجاد شعله اولیه
۵.سیستم کنترل ایمنی و تجهیزات و محفظه ای احتراق
انواع مشعل ها بر اساس نوع سوخت مصرفی
۱.مشعل با سوخت گازی
۲.مشعل با سوخت مایع
۳.مشعل با سوخت جامد
۴.مشعل ها با سوخت ترکیبی(دوگانه سوز)
استارت مشعل ها
به طور کلی برای استارت هر مشعل ابتدا فن تامین هوای احتراق (اکسیژن) روشن شده سپس جرقه زدن عمل کرده،پس از آن شیر برقی سوخت رسانی باز شده، با مشاهده ی شعله توسط سنسور مربوطه (سنسور شعله) کار مشعل ادامه پیدا می کند در صورت عدم مشاهده ی شعله توسط سنسور مشعل خاموش و آلارمی فعال می شود. البته به طور اختصاصی برای هر نوع مشعل برنامه ی زمان بندی این فرآیند طراحی می شود.
واکنش احتراق مشعل
برای سوزاندن، سوخت یا مواد سوختی نیاز است تا اکسیژن به مواد سوختی برسد و عامل اولیه احتراق (دما و جرقه) جهت شروع واکنش سوختن مهیا باشد،واکنش احتراق یک واکنش شیمیایی گرما زا می باشد که در آن مواد سوختی (ترکیبات هیدرو کربنی ) مانند گاز، گازوِئیل، بنزین، مازوت و… در واکنش با اکسیژن هوا محترق می شوند. برای اینکه اکسیژن به راحتی بله مواد سوختی برسد نیازاست که این مواد بصورت اتمایزه (ذرات ریز) درآیند که برای گاز نیاز به دستگاه جانبی برای اتمایزه کردن نمی باشد، ولی برای سوخت های مایع با روش های مختلف نظیر استفاده از پمپ (فشار )و نازل یا کپ دوار و… این عمل انجام می شود تا واکنش احتراق بهتر انجام شود در واقع با این روش شانس رسیدن اکسیژن به مواد سوختنی را افزایش می دهیم.
برای سوختن مواد سوختی جامد نیز باید روشی استفاده شود تا شانس رسیدن اکسیژن به مواد سوختی افزایش یابد که در طرح این شرکت تدابیری جهت احتراق کامل و مناسب برای سوخت های جامد انجام شده است که بسته به ظرفیت و توان حرارتی مشعل و نوع کاربرد از این طرح استفاده می شود. مهم ترین مزایای مشعل های با سوخت جامد آترون، تمام اتوماتیک بودن مشعل، احتراق کامل سوخت جامد و نیز قابل استفاده بودن این نوع مشعل ها به جای انواع دیگر مشعل ها(با سوخت مایع و گاز) از نظر ساختار هندسی می باشد. مشعل سوخت جامد این شرکت (مدلMVSF ) شامل دو مرحله احتراق می باشد، که مرحله اول جهت سوزاندن جامد و مرحله دوم آن جهت سوزاندن گاز های خروجی خامی که در مرحله اول نسوخته باشد.
همچنین پیش بینی شده است هوای مورد نیاز احتراق در طی سه مرحله به سوخت برسد به طوری که بخش عمده سوختن در محفظه احتراق جامدسوز و در قسمت فوقانی این ناحیه بخش دوم هوارسانی صورت بگیرد و در نهایت در بخش ثانوی محفظه احتراق هوای مرحله سوم وارد محفظه احتراق می شود که در وافع این ناحیه مانند AFTER BURNER عمل می کند. استارت این مشعل جهت شروع احتراق ابتدا یک مشعل با سوخت گاز(پیلوت پری میکس) وارد عمل می شود (این مشعل دارای سیستم ایمنی و تجهیزات کنترل کامل مطابق با استاندارد NFPA-86 می باشد) سپس مواد سوختنی (سوخت جامد) وارد محفظه احتراق می شود که میزان اولیه آن به صورت اتوماتیک از قبل تنظیم شده است. پس از رویت شعله سوخت جامد توسط سنسور نوری مربوطه، پیلوت گازی از مدار خارج و سوختن سوخت جامد ادامه میابد. میزان هوا و مقدار سوختی که برای ظرفیت مورد نیاز لازم باشد به وسیله سیستم کنترل دما و یا تجهیزات دیگری تعریف شده به دو صورت کنترل می گردد، با توجه به میزان کارکرد مشعل و نیز نوع سوخت(درصد خاکستر سوخت)بر اساس زمان کارکرد مشعل سیستم تخلیه خاکستر نیز عمل می کند که این بخش نیز به صورت پله ای و دائمی و اتوماتیک عمل می کند تا تخلیه خاکستر نیز به صورت اتوماتیک انجام شود.
مشعل های گازی،سوخت مایع و سوخت جامد آترون
مشعل های با سوخت های مختلف( جامد،مایع،گاز) آترون برای دو کاربرد صنعتی (در کوره های عملیات حرارتی، کوره های ذوب و …) برای شرایط دمای بالا و نیز کاربرد باری دمای پایین مخصوص دیگ های آب گرم،دیگ های بخار و … طراحی و ساخته می شود.
مشعل های صنعتی آترون
معمولا این مشعل ها دارای بخش مجزای سوخت و هوا رسانی، بلوک مشعل و تجهیزات ایمنی می باشد. و تمام انواع مشعل ها دارای پیلوت دائم سوز جهت ایجاد ایمنی احتراق پیش گرم شده (مطابق استاندارد NFPA-86) است وهمینطور مشعل های صنعتی آترون قابلیت کارکرد با هوای احتراق پیش گرم شده(رکوپراتور) تا ۴۰۰ درجه ، و در شرایط خاص نیز تا دمای ۶۰۰ درجه را نیز دارا می باشد.
انواع مشعل هایی ک توسط این شرکت طراحی و ساخته شده به صورت زیر تقسیم بندی می شود:
-مشعل های سرعت بالا
سرعت شعله خروجی از بلوکه ی مشعل بالاتر از ۱۰۰m/s می باشد. این نوع مشعل ها معمولا درون سوز بوده و احتراق در داخل محفظه ی طراحی شده صورت می گیرد. برای کوره های عملیات حرارتی که نیاز به یکنواختی دمای داخل کوره در آن ضروری است این نوع مشعل ها کاربرد ویژه دارد که میتواند شرایط محیط یکنواخت (اتمسفرداخل کوره) را ایجاد نماید.
-مشعل های سرعت متوسط
در این نوع مشعل ها سرعت گازهای خروجی از محفظه ی احتراق (بلوک مشعل) حدودا
۱۰۰-۵۰ m/s می باشد و برای کوره های ابعاد متوسط جهت عملیات حرارتی و…کاربرد دارد.
-مشعل های سرعت پایین
در این نوع مشعل ها سرعت گاز های خروجی از محفظه ی احتراق (بلوک مشعل) زیر ۵۰m/s می باشد برای کوره های دما بالا و کوره های پیش گرم نورد فولاد…. کاربرد دارد.
مشعل های شعله تخت
بر خلاف انواع مشعل های فوق جهت جریان خروجی محصولات احتراق از محفظه ی احتراق به سمت جانب بلوک می باشد. در واقع در جهت عمود بر امتداد بلوک (محفظه احتراق) خارج می شود بدین صورت که در امتداد بلوک شعله ای وجود ندارد. این نوع مشعل ها معمولا برای کوره هایی که فاصله ی محدودی بین بلوک مشعل و قطعات عملیات حرارتی شونده کم باشد کاربرد دارد به طوری که شانس برخورد شعله و قطعه را کاهش می دهد.
مشعل های مخصوص بویلر
این مشعل ها از نوع سرعت متوسط بوده، کلیه تجهیزات شامل بخش سوخت رسانی،هوا رسانی، محوظه احتراق و تجهیزات ایمنی و کنترلی ای به صورت سک پک طراحی می شود.
مهم ترین مشعل آترون:
*استفاده از فن سانتریفیوژ جهت ایجاد هوای با فشار بالا تر
*احتراق کامل در محفظه احتراق با حداقل هوای اضافه
*طرح ایمنی مشعل بر اساس NFPA-84
*راندمان احتراق بالا
*سر و صدای پایین
مشعل های الیاف فلزی
این مشعل ها با ساختار همانند مشعل های مخصوص بویلر آترون طراحی و ساخته می شود. با این تفاوت که به جای محفظه احتراق از الیاف فلزی و در برخی موارد از الیاف سرامیکی استفاده می شود. مهم ترین مزیت این نوع مشعل ها طول شعله کوتاه آن و ایجاد نوع انتقال حرارت تشعشعی بالا در دیگ ها می باشد.
مشعل های دوگانه سوز
با توجه به وجود مشکلاتی که در موتور خانه های تاسیساتی و ادارات بزرگ و همچنین کارخانجات صنعتی از نظر قطعی گاز و غیره وجود دارد می تئوان از مشعل های دوگانه سوز در موتورخانه های تاسیساتی استفاده کرد. در این نوع مشعل ها میتوان با استفاده از یک مخزن ذخیره گازوئیل در موتورخانه در زمات قطعی گاز سوخت مشعل را تغییر داه و به جای گاز از گازوئیل استفاده کرد.مشعل هایی را که برای استفاده از چند نوع سوخت به کار می برند مشعل های چند سوختی می نامند. مشعل های چند سوختی که از سوخت گاز و سوخت مایع استفاده می کنند معمولا میتوانند مخلوطی از دوسوخت را به طور هم زمان، یا هریک از دو سوخت را به طور مستقل مورد استفاده قرار دهند. چنین مشعل هایی غالبا در کوره های حرارت دهی فلزات، عملیات حرارتی ویا کوره های ذوب فلز کاربرد دارند.
در این نوع مشعل ها علاوه بر سیستم سوخت رسانی و سیستم کنترلی برای مشعل گازی ،برای سوخت رسانی مایع تجهیزات مورد نیاز مانند تزریق سوخت مایع،اتمایزر(نازل)شیر های برقی سوخت مایع به مشعل ها اضافه می شود به طوری که هرلحظه امکان استفاده از هر سوخت ویا حتی در شرایط ویژه،هردو سوخت هم زمان قابل استفاده می باشد.این شرکت امکان ساخت مشعل هایی با دو سوخت جامد و گاز را نیز دارد.
مشعل های دو گانه سوز آترون:
*مشعل ها با سوخت جامد-گاز شهری و گاز مایع
*مشعل ها با سوخت جامد-گازوئیل
*مشعل ها با سوخت جامد-مازوت
این مشعل ها در ظرفیت های مختلف توسط شرکت آترون طراحی و ساخته شده اند.
مشعل های با سوخت جامد قابل جایگزین به جای مشعل های با سوخت گازی مایع در تمام کاربرد ها می باشد.
بعضی از کاربرد های این نوع مشعل ها در :
*کوره های پیشگرم نورد(پیشگرم بیلت و اسلب)
*کوره های پیشگرم فرج
*کوره های ذوب (ذوب چدن،فولاد،آلمینیوم)
*کوره های پخت آجر
*کوره های پخت سرامیک
*دیگ های آب گرم-آب داغ و دیگ های بخار
*دیگ های روغن داغ
*دستگاه تولید هوا(گاز)گرم
مشعل های جامد سوز آترون با انواع سوخت های جامد ذیل عمل می کنند:
*زغال سنگ
*تراشه های چوب
*براده ها و غبارهای تولیدی در کارخانه های تولید MDFو نئوپان و…
*پلیت چوبی و …
*زباله های جامد و خشک