کنترل دیگ مشعل

مشعل چیست؟

هر چند که تمام قسمت های سیستم حرارت مرکزی برای گرمایش مطلوب ساختمان واجد ارزش و اهمیت خاص خود می باشد ، ولی بی تردید قلب سیستم حرارت مرکزی مشعل است ، چرا که عمل احتراق و تولید آتش جهت گرم کردن یا بخار نمودن آب در دیگ توسط این عضو مهم صورت می گیرد. مشعل انرژی سوخت را با ترکیب مقدار معینی هوا با سوخت در یک فضای ایمن ، به انرژی گرمایی تبدیل می کند.این انرژی تولید شده توسط دو روش جابه‌جایی و تشعشع به محیط اطراف انتقال داده می‌شود.کار مشعل پاشش سوخت (گاز، گازوییل، مازوت) از طریق ورودی و ایجاد جرقه ، حرارت مورد نیاز را به صورت شعله به داخل کوره هدایت می‌کند.

مشعل ها همواره متناسب با بویلر انتخاب می شوند و با پارامترهای ظرفیت حرارتی ، مصرف سوخت ، فشار فن و … مشخص می گردند. بیشتر مشعل سازان موجود در ایران ظرفیت حرارتی را بر حسب Kcal/h یا KW تعیین می کنند.

انتخاب نادرست مشعل باعث کاهش راندمان کلی سیستم حرارت مرکزی خواهد شد. همچنین افت فشار داخل بویلر نیز از اهمیت فراوانی برخوردار است که فن مشعل باید در مواجهه با آن به مشکل بر نخورد.

كنترل مشعل ديگ هاي بخاري كه مجهز به چندين مشعل با فنآوري هاي جديد ريزپردازها (ميكروسنسور) هستند، عملكرد بهتري از خود نشان ميدهند. سيستم هاي قديمي قادر به اندازه گيري جريان هوا و سوخت به ديگ بخار بوده و متعاقب آن نسبت سوخت به هوا را براي احتراق بهينه تنظيم مي نمود.

زماني كه يكي از چند مشعل خاموش ميشد، تنظيم سوخت به هوا براي سيستم هاي قديمي دشوار بوده و در حقيقت نشت جريان هوا از مشعل خاموش به داخل محفظه احتراق باعث برهم خوردن نسبت سوخت و هوا ميشد و عملاً بازدهي ديگ بخار كاهش ميافت.

اما سيستم هاي جديد كامپيوتري كه عمدتاً داراي منطق فازي (لاجيك فازي) هستند، تنظيمات دقيق تري از سوخت به هوا را فراهم مي آورند و صرفه جويي سوخت را تا حد 3 %ميسر ميسازند. در حقيقت در سيستم هاي جديد كامپيوتري از تنظيم كننده خودكار و مستمر سوخت به هوا استفاده ميشود. به عبارت ديگر محدود نمودن ورود هواي اضافي موجب جلوگيري از اتلاف حرارتي ميشود.

اغلب مشعل ها در زمان كاهش بار نياز به كنترل ها 41 هوای (اضافي) بيشتري نسبت به زمان پرباري دارند، چرا كه در دوره هاي كاهش بار، دماي شعله كاهش مي يابد و تنظيم سوخت به هوا اثربخشي خود را از دست ميدهد. با كمك سيستم هاي هوشمند كامپيوتري ميزان بار ديگ بخار شناسايي و تنظيمات لازم بعمل مي آيد.

به عبارت ديگر سيستم هاي كامپيوتري با اندازه گيري ميزان اكسيژن در گاز خروجي تنظيمات دقيق تر را در نسبت سوخت به هوا ايجاد مي نمايند. اگر هواي احتراق بيش از حد كاهش يابد، احتراق ناقص حادث شده و بازدهي ديگ بخار كاهش مي يابد. كمترين هزينه توليد بخار زماني صورت مي پذيرد كه هواي احتراق متناسب با نياز تنظيم شده باشد (نه كمتر و نه بيشتر).

بنابراين براي تنظيم بهتر سيستم سوخت به هوا علاوه بر كنترل كننده اكسيژن، وسيله ديگري براي كنترل مونواكسيد كربن نيز تعبيه ميگردد. در حقيقت سيستم كامپيوتري با اندازه گيري غلظت مونواكسيد كربن در گاز خروجي، دستور لازم را براي تنظيمات بهينه صادر ميكند. ذكر اين نكته حائز اهميت است كه در طرح جامع نيازسنجي بخار تمام بخش هاي صنعت به دقت مورد بررسي قرار ميگيرند و بخار مورد نياز هر واحد تعيين ميگردد.

تنظيمات ديگ بخار بايد به نحوي برنامه ريزي شود كه بخار مورد نياز توليد و از توليد بي رويه جلوگيري شود. تنظيم فشار كوره موجب افزايش راندمان ديگ بخار ميشود و از طرفي از تخريب ديگ بخار جلوگيري ميكند. در اثر تغيير بار در ديگ بخار، فشار در داخل كوره تغيير يافته و به همين دليل كوره با استفاده از يك برنامه غيرخطي نسبت به تنظيم فشار اقدام نموده و بازدهي ديگ بخار را حفظ مي نمايد.

دماي بخار خروجي از ديگ بخار بر استفاده كنندگان بخار و عملكرد ديگ بخار تأثيرگذار است. اگر دماي بخار به حد كافي نرسد، امكان تخريب وسايلي كه از بخار تغذيه ميشوند وجود خواهد داشت و از طرفي دماي مازاد بر طراحي ديگ بخار موجب كوتاه شدن طول عمر ديگ بخار ميگردد. براي تنظيم بهتر دماي بخار مورد نياز در سيستم هاي جديد كامپيوتري از منطق فازي بهره گرفته ميشود.

روش کنترل مشعل خودکار :

وقتی که مشعل در حال کار است بازده مشعل برحسب فشار دیگ تغییر می کند. چنانچه در مقدار بخار خروجی بویلر بخار کاهش داده شود. فشار داخلی آن افزایش می یابد این تغییر فشار بوسیله دستگاه تنظیم و کنترل فشار اندازه گیری می گردد و باعث تغییر متناسبی در موتور تنظیم کننده مشعل که موجب کاهش میزان نسبت هوا و سوخت می گردد. چنانچه مقدار بخار مصرفی افزایش یابد فشار بویلر بخار پائین آمده و در نتیجه نسبت هوا و سوخت بالا می رود. این عمل تا وقتی که مشعل به حداکثر بار دهی خود برسد ادامه می یابد.

در فشار پایین که در آن نقطه بازده کار حداکثر است می توان اختلاف فشار را بوسیله دستگاه تنظیم و کنترل فشار تنظیم نمود. می توان تا حد امکان فاصله را بیشتر گرفت. هرگاه مصرف بخار کاهش یابد شعله کم می شود تا جایی که به حداقل خود می رسد و چنانچه مقدار بخار مصرفی از حداقل بازدهی نیز کمتر شد فشار داخل دیگ افزایش می یابد تا اینکه شعله روی نقطه حداقل خود تنظیم می گردد.

فشار معمولاً پایین تر از فشار حد تنظیم می گردد. لیکن مشعل روی شعله پایین شروع بکار می نماید. اما بازدهی آن به تدریج که شعله به اندازه مربوط به فشار بالا می رسد افزایش می یابد.

مشعل های دو گانه سوز گاز و مایع :

کنترل هوای احتراق اولیه و ثانویه نظیر مشعل های مایع سوز می باشد. وقتی که سوخت مشعل گاز باشد اتصال محور مشعل با پمپ سوخت قطع می گردد. شیر جریان گاز از طریق میکروسوئیچ که توسط سیستم اینترلوک بکار می افتد جریان سوخت مشعل را جدا می سازد. مقدار جریان گاز توسط شیر کنترل اندازه گیری می گردد.

کنترل هوا و سوخت در مشعل دیگ های بخار :

هنگامی که سوخت دیگ بخار گاز است، موتور تنظیم کننده سوخت مایع به کنترل دمپر هوای اولیه و ثانویه ادامه می دهد لیکن جریان تغذیه سوخت به پودر کننده توسط سوئیچ جدا کننده و قطع و میکروسوئیچ با سیستم اینترلوک به شیر گاز مربوط می گردد. اندازه گیری گاز توسط موتور تنظیم و کنترل مشعل صورت می گیرد و توسط یک سیستم تنظیم الکترونیکی کنترل می گردد.

مشعل های دو سوخته با نازل های دو سوخته طرح شده اند این مشعل ها از مشعل سوخت مایع با کاپ است که به آن مجاری گاز و یک حلقه شعله دهنده اضافه گردیده است. هوای اولیه توسط همان سیستم پروانه برای هر دو سوخت مایع و گاز تهیه می گردد. کنترل هوای ثانوی برای هر دو نوع سوخت نیز یکسان نیست.

عمل تبدیل از حالت سوخت مایع به گاز توسط سویچی که در تابلو برق قرار گرفته انجام می شود. سوئیچ را در وضعیت گاز یا سوخت مایع می دهند و نیز جهت این تبدیل یعنی از حالت مایع به گاز لازم است که اتصال بین پمپ سوخت با مشعل قطع گردد. هنگامی که بویلر بخار با گاز کار می کند تمام شیر های اصلی جدا سازنده گاز بایستی باز و شیرهای سوخت مایع بسته شود و بر عکس هنگامی که بخواهیم دیگ با سوخت مایع کار کند بایستی تمام شیرهای سوخت مایع باز و شیرهای اصلی گاز بسته باشند.
چنانچه پوسته محافظ سر نازل را برداریم منفذ های گاز کاملاً قابل دید می باشند که در آن صورت نیز می توان آن ها را پاک نمود. اندازه لوله منفذهای گاز دقیقاً برای نوع و فشار معین گاز تعیین گردیده اند. چنانچه در نوع یا فشار گاز تغییر داده شود در آن صورت لازم می آید که اندازه های جدیدی برای منافذ در نظر گرفته شود.

در ساختمان مشعل، به خاموش شدن بدون خطر توجه زیادی شده است. یعنی اگر تحت هر شرایطی جریان گاز و یا برق قطع شود فوراً در همان شرایط خاموش می شود و اگر پس از مدتی جریان برق مجدداً به دیگ وارد شود مشعل در حالت خاموش باقی می ماند تا اینکه مجدداً کلید دستی جهت شروع بکار فشار داده شود.

مشعل دو سوخته گاز و مایع :

گاز بایستی از منبع اصلی به سیستم گاز دیگ از طریق شیر، تحت فشار معین وارد گردد. فشار گاز منبع اصلی کمتر از مقدار لازم می باشد. مصرف کنندگان دیگ باید یک دستگاه بالابرنده فشار گاز لوله تغذیه قرار دهند تا فشار گاز با فشار مورد نیاز وارد سیستم گازی دیگ گردد. پس از عبور از شیر عبور جدا کننده اصلی وارد دستگاه تنظیم کننده می شود و از آن طریق شیرهای قطع اتوماتیک گاز مربوط به هیدروموتور وارد دستگاه کنترل فشار و بالاخره از طریق شیر های دستی قطع کننده گاز وارد مشعل می شود.

بین دو شیر گاز مربوط به دو هیدروموتور یک انشعاب جهت نصب دستگاه آزمایش آببندی وجود دارد که بعداً در این مورد توضیح داده خواهد شد. بین تنظیم کننده گاز و شیر اصلی گاز مربوط به هیدروموتور یک انشعاب دیگری وجود دارد. شیر آزاد کننده فشار اضافی گاز در این نقطه نصب می گردد. گازی که از طریق این شیر خارج می شود بایستی به بیرون از دیگ خانه هدایت شود.
یک انشعاب دیگر نیر در قسمت بالای شیر جهت تهیه گاز شمعک (جرقه زن) وجود دارد. جریان گاز از طریق این انشعاب، وارد دو عدد شیر الکتریکی شمعک گاز شده سپس به شمعک می رسد.

سوئیچ های فشار گاز : سوئیچ فشار کم بین تنظیم کننده اصلی گاز و شیر گاز قرار داده شده است. این سوئیچ از طریق الکتریکی به تابلوی برق متصل می باشد و مشعل را در فشار کاری کمتر از حداقل از کار می اندازد. به همین ترتیب یک سوئیچ فشار زیاد بین شیر دوم و شیر منیفولد قرار گرفته که موقع بالا رفتن فشار از حد ضروری مشعل را خاموش می کند.
آزمایش آب بندی شیر های اطمینان مشعل گاز سوز توسط ازت بطور اتوماتیک وسیله ایمنی اولیه ای که روی مشعل نصب گردیده عبارتست از دو عدد شیر قطع جریان گاز که بطور سری به یکدیگر متصل شده اند برای اطمینان کامل از درست بسته شدن شیرهای قبل از روشن کردن مشعل آزمایش آببندی بایستی اجرا گردد. اگر مقدار نشت گاز بیشتر از مقدار مجاز باشد مشعل بطور خودکار از کار می افتد.

    سبد خرید