محاسبه و انتخاب مشعل

وظیفه مشعل که روی دیگ نصب می گردد ، تبدیل انرژی شیمیایی موجود در سوخت به حرارت می باشد . مشعل ها را می توان از دو نقطه نظر فشار و سوخت مصرفی تقسیم بندی نمود .

از نظر فشار می توان مشعل ها را به دو نوع تقسیم نمود :

۱ – مشعل اتمسفریک

۲ – مشعل نیرو

از نظر سوخت مصرفی نیز می توان مشعل ها را به چهار نوع تقسیم کرد :

۱ – مشعل گازوئیلی

۲ – مشعل گازی

۳ – مشعل دوگانه سوز ( گازوئیل و گاز )

۴ – مشعل مازوت سوز

مشعل های گازوئیلی :

در این مشعل ها که از گازوئیل به عنوان سوخت استفاده می شود ، اجزا و قطعات به شرح زیرند :

۱ – الکتروموتور که معمولا از نوع آسنکرون بارتور القایی قفس سنجابی است . این الکتروموتور که برای به حرکت در آوردن فن مشعل به کار می رود معمولا دارای دور rpm 1450 یا  rpm 2800 است .

۲ – فن گریز از مرکز که هوا را به سمت محفظه احتراق هدایت می نماید . از آنجا که مقدار هوای مورد نیاز جهت احتراق متناسب با مقدار مصرف سوخت است ، جهت تنظیم مقدار هوا در دهانه مکش این فن یک دمپر قرار دارد .

۳ – پمپ گازوئیل که وظیفه آن انتقال سوخت از منبع ذخیره آن به نازل مشعل است . گازوئیل پس از عبور از یک صافی وارد پمپ شده و تحت فشار قرار می گیرد . سپس وارد تنظیم کننده فشار شده و متناسب با مقدار فشارو اضافی آن به منبع سوخت باز می گردد.

۴ – شیر برقی که در مسیر سوخت از پمپ به سمت نازل قرار می گیرد تا هنگامی که مشعل خاموش است از نشت گازوئیل به داخل محفظه احتراق جلوگیری نماید .

۵ – نازل که دستگاهی است که گازوئیل را به صورت پودر در آورده و آن را با مقدار معین با زاویه و شکل مشخصی به داخل دیگ می پاشد . نازل ها معمولا تحت یکی از زوایای ۳۰ ، ۴۵ ، ۶۰ تا ۸۰ درجه سوخت را به اتاقک احتراق می پاشند که زاویه کم برای محفظه احتراق طولانی و زاویه زیاد برای محفظه احتراق کم عمق مناسب است .

۶ – چشم الکتریکی یا فتوسل که از آن برای کنترل شعله در مشعل های گازوئیلی و برخی مشعل های گازی استفاده می شود .

مشعل های گازی :

ساختمان این مشعل ها نیز شبیه مشعل های گازوئیلی می باشد با این تفاوت که در مشعل های گازی پمپ ، نازل و صافی سوخت وجود نداشته و گاز مستقیما به محل جریان هوا وارد می شود . مشعل های گازی به دو نوع بدون فن یا اتمسفریک و مشعل های فن دار تقسیم می شوند .

برای انتخاب مشعل های گازی اتمسفریک از کاتالوگ های سازندگان به اصطلاحاتی از قبیل بار حرارتی اسمی ، توان حرارتی اسمی و فشار جریان گاز در محل اتصال با مشعل مواجه می شویم . در واقع بار حرارتی اسمی حداکثر جریان حرارتی مجازی است که می تواند به دیگ داده شود . توان حرارتی اسمی نیز توانی است که دیگ در اثر گرفتن بار حرارتی اسمی پس می دهد . فشار جریان گاز در محل اتصال لوله به مشعل نیز باید به حدی باشد که بر مقاومت لوله ها غلبه نماید . برای مثال برای گاز شهری mbar 8 ، برای گاز طبیعی mbar 20 و برای گاز مایع mbar 50 فشار جریان گاز قبل از نازل را فشار نازل می نامند . هر چه این فشار کمتر باشد ، مقدار جریان گاز نیز کمتر است

محاسبه و انتخاب مشعل :

انتخاب یک مشعل پس از تعیین وزن سوختی که در ساعت مصرف می کند با استفاده از کاتالوگ سازنده انجام می شود . برای محاسبه وزن سوخت مصرفی یک مشعل از رابطه زیر استفاده می شود :                                         

در رابطه فوق QB قدرت حرارتی بویلر بر حسب      و W وزن سوخت مصرفی مشعل بر حسب    می باشد .

E نیز راندمان مشعل بوده و بین ۷۰ تا  95 درصد است . C نیز از ارزش حرارتی سوخت مورد استفاده مشعل است .  ارزش حرارتی گازوئیل ، ارزش حرارتی گاز    و ارزش حرارتی مازوت   است .

نکته یک ) ظرفیت ارائه شده در کاتالوگ های سازندگان مشعل ها بر اساس شرایط جوی در سطح دریا می باشد . بنابراین برای شرایط کاری متفاوت ، اگر محل نصب مشعل بالاتر از سطح دریا باشد ، به علت کاهش چگالی هوا ، ظرفیت حرارتی مشعل نسبت به ظرفیت اسمی آن به ازای هر ۳۰۰ متر ارتفاع بالاتر از سطح دریا حدود ۴ درصد کاهش می یابد که باید در انتخاب مشعل لحاظ شود.

نکته دو ) در انتخاب ظرفیت یک مشعل باید دقت شود که حداکثر ظرفیت حرارتی مشعل برابر ظرفیت حرارتی دیگ و یا ده درصد بالاتر از آن باشد .

مثال ) مقدار سوخت مصرفی مشعل مورد نیاز برای یک بویلر آبگرم به ظرفیت حرارتی  1000000 کیلو کالری/ساعت را تعیین نمایید .

با فرض راندمان ۹۰ % برای مشعل ، اگر از مشعل گازوئیلی استفاده شود ، وزن سوخت مصرفی آن برابر است با :

و اگر از مشعل گازی استفاده شود ، وزن سوخت مصرفی آن برابر است با :