اصول کار مشعل سه گانه سوز AW:
مشعل AW مشعل مایع سوز افقی چرخشی با سوخت پاش گردان است. که محور آن بوسیله تسمه متحرک می شود و در انتهای محور پروانه هوادهی و پودر کننده سوخت قرار گرفته است.
سوخت با یک لوله به انتهای محفظه پروانه هوادهی و پشت مخروط پودر کننده که با سرعت 4600 دور در دقیقه یا بیشتر در حال چرخ است وارد می شود.
جریان سوخت با چرخش مخروط سوخت پاش (کاپ) در روی سطح داخلی آن به طرف جلو حرکت کرده و سرعتی معادل سرعت چرخش کاپ پیدا می کند، سوخت بوسیله نیروی گریز از مرکز روی سطح داخلی مخروط بطور یکنواخت شکل لایه نازک توزیع می گردد. لایه نازک سوخت هنگام پخش شدن روی لبه های مخروط سوخت پاش توسط هوای اولیه پروانه مشعل به صورت پودر تبدیل می شود. جهت پاشش سوخت در عکس جهت دمش هوای اولیه بوده و برخورد آنها بیشتر است و سوخت با این عمل کاملاً بصورت پودر در می آید.
پروانه مشعل تقریباً هفت در صد هوای لازم جهت احتراق را تهیه می کند. الباقی هوای لازم از طریق محافظ تانک (nozzl shield) و از طریق شکاف موجود در حلقه های سیمانی جلو کوره تأمین می شود.
شافت مشعل بوسیله انتقال تسمه ای می چرخد موتور محرک محور مشعل توسط اتصال لولائی محکم شده و بوسیله پیچ و مهره مربوطه می توان کشش تسمه را تنظیم کرد.
جرقه زن الکتریکی گازی:
سوخت پودر شده بوسیله دستگاه جرقه زن بطور خودکار مشتعل می گردد. وقتیکه شمعک گازی بطور خودکار در اثر جرقه الکتریکی روشن شد مشعل شروع بکار می نماید و شعله تشکیل می شود. پس از تشکیل شعله جرقه بطور خودکار قطع می شود.
اصول کار پمپ و ارزه سوخت:
مشعل حاوی سیستم سوپاپ های تنظیم کننده است که توسط آنها مقدار سوخت مایع معرفی و پمپ شده و تنظیم می شود.
پمپ سوخت از چندین قسمت تشکیل شده است، که دو چرخ دنده که با چرخش یکی از آنها توسط الکتروموتور مشعل با دیگری درگیر شده و باعث رانش سوخت به سمت خروجی پمپ می گردد. شیر کنترل مقدار سوخت، توسط اتصالات مدلیشن به نسبت هوای ثانویه مقدار سوخت خروجی از پمپ سوخت را کنترل می کند.
فشار برگشتی سوخت در لوله برگشت نباید از مقدار 379/1 بار یا (20 پوند بر اینچ مربع ) تجاوز نماید. از این جهت شیر قطع کننده جریان در مسیر لوله برگشت قرار نمی دهند. ولی می توان یک شیر آزاد کننده فشار اضافی در مسیر برگشت سوخت نصب نمود که از ایجاد فشار اضافی و صدمه زدن به پمپ جلوگیری می نماید.
پمپ سوخت را از پشت محفظه دریافت کرده و با فشار به محفظه خروجی تخلیه می نماید. این پمپ به صورت شناور نبوده و نیاز به بیرون راندن خلاء در قسمت مکش دارد.
دریچه های گردان کنترل سوخت خروجی (والیو والو) بطور کامل دنده دار بهم درگیر شده اند بطوریکه اگر یکی از آنها جلو حفره ها را باز کند دریچه دیگر همان تعداد سوراخ را مسدود می نماید که در آن صورت مقدار متناسبی از حجم ثابت سوخت که از پمپ تخلیه خارج می شود به سیستم تغذیه و قسمت پودر کننده وارد می گردد و همین مقدار سوخت همواره از طریق سوپاپ تنظیم سوخت بدون توجه به تغییرات غلظت درجه حرارت و درجه سوخت مقدار معینی خارج می گردد.
چون سوپاپ های سوخت برای تهیه نسبت صحیح سوخت بین قسمت پودر کننده و مخزن سوخت می باشند مسلم است که فشار روی قسمت های خروجی در سوپاپ های تنظیم بایستی یکسان باشد.
پیستون متعادل کننده یک وسیله تنظیم کننده فشار می باشد که تعادل ثابت و یکنواختی از نظر فشار در قسمت های خروجی سوپاپ های تنظیم فشار فراهم آورد.
روش کنترل مشعل خودکار:
وقتیکه مشعل در حال کار است بازده مشعل برحسب فشار دیگ تغییر می کند. چنانچه در مقدار بخار خروجی دیگ کاهش داده شود. فشار داخلی دیگ 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 دیگ بخار پائین آمده و در نتیجه نسبت هوا و سوخت بالا می رود. این عمل تا وقتیکه مشعل به حداکثر بار دهی خود برسد ادامه می یابد.
در فشار پائین 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 جائیکه 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. هنگامیکه فشار به p3 می رسد مشعل تحت عملکرد دکمه های حد فشاری از کار می افتد. و مشعل پس از زمانی مجددا شروع بکار می نماید. که فشار دیگ به حداقل فشار خود رسیده باشد.
فشار معمولاً پائین تر از فشار حد تنظیم می گردد. لیکن مشعل روی شعله پائین 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 سوخته 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. و پس از ورود از محور چند راهه به تانک های گازی می رسد که در اندازه های مشخص نسبت به مشعل می باشد.
کنترل هوا و سوخت:
هنگامیکه سوخت دیگ 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. هنگامیکه دیگ با گاز کار می کند تمام شیر های اصلی جدا سازنده گاز بایستی باز و شیرهای سوخت مایع بسته شود و بر عکس هنگامیکه 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 دیگخانه 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 فشارکم 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 منی فولد قرار گرفته که موقع بالا رفتن فشار از حد ضروری مشعل را خاموش می کند.
آزمایش آببندی 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.
روش آزمایش آببندی: تست های آبندی از قبیل تست هیدروژن و تست LDU11 نیز امروزه متدوال است طرز عمل این سیستم (تست هیدروژن) به ترتیب زیر است:
فشار گاز ازت توسط شیر های کنترل فشارکنترل می گردد تا اینکه فشاری معادل فشار تنظیمی باضافه 7/24 تر بار پیدا می کند. (این فشار برابر 3 اینچ فشار آب) این گاز وارد فضای مسدود شده توسط دو شیر قطعگردیده و سپس از طریق منفذمقدار معینی از آن وارد شیرهای قطع کنندهشمعک می گردد. پس از اینکه فاصله زمانی که قبلاً تنظیم گردیده فشار در حجم مسدود شده فوق بالا می آید تا به حد فشار آزمایش آببندی توسط ازت برسد. در این صورت نشت گاز وجود نخواهد داشت و تنها جریان مشخصی از محدود کننده فشارعبور خواهد کرد. این فشار بوسیله سوئیچبطریقه اینترلوک (جهت جریان روشن نمودن) مشعل بکار می افتد کنترل می گردد.
اگر پس از 40 ثانیه سوئیچبکار افتد در آن صورت مشعل از کار افتاده و زنگ به صدا در می آید. وظیفه شیرجدا کردن جریان گاز ورودی از جریان جرقه می باشد. ممکن است این دو گاز در تأسیسات مختلف دارای گازهای فشاری متفاوت باشند. این مسئله به ما اطمینان می دهد که حداقل حجمی از گاز ازت بین شیر های جرقهو شیر ) Block Valve) و شیر ازتقرار گرفته و بنابراین می توان اطمینان نمود که مشعل در همان لحظه اول شروع بکار خواهد کرد.
دو تنظیم کننده فشار گاز ازت مقدار فشار ثابت لازم جهت آزمایش آببندی توسط ازت را در منفذبدون توجه به افت فشار در کپسول گاز ازت فراهم می سازد. پس بنابراین بایستی باندازه کافی ازت برای آزمایش در اختیار داشت زیرا این تنظیم کننده ها از نوع بدون لوله انشعابی (NON BLEED TYPE ) می باشند.
آزمایش آببندی شیرهای اطمینان مشعل گاز سوز توسط ازت بطور غیر خودکار: در بحث قبلی اصول کلی سیستم آزمایش آببندی بوسیله ازت نشان داده شده است.
ادامه شروع بکار مشعل بشرح ذیل است:
هنگام روشن شدن مشعل کنتاکت های کلید فشاری بسته شده و کنتاکت های کنترل کننده روشن یا خاموش بودن شعله روی سیستم کنترل شعله و بسته شدن کنتاکت های سوئیچ یا کلید برقرار کننده هوای احتراق بسته خواهند شد. تا زمانیکه این شرایط برقرار است شیر هایانرژی برق را دریافت می کنند و در نتیجه ازت وارد محفظه بسته بین شیر های اطمینان قطع جریان می گردد.
در همین لحظه موتور تنظیم کننده هوای مشعل قبل از آن که مرحله تهویه کوره شروع شود از حالت آتش پائین بطرف وضعیت شعله زیاد تغییر می کند. زمان باز شدن تنظیم کننده هوا (دمپر) تقریباً 40 ثانیه است زمان باید جهت تثبیت فشار ازت تا حد فشار تنظیم باضافه 7/74 تر بار (30 اینچ درجه آب) در نظر گرفته شده است. اگر در انتهای این زمان (40 ثانیه) فشار لازم حاصل نگردد حتماً مشعل از کار می افتد. اما اگر در این مدت 40 ثانیه تثبیت فشار انجام گرفت صفحات تنظیم کننده هوا (دمپر) بطور کامل باز شده و کلید سری تبدیل می یابد و موتور فن شروع بکار می نماید و تهویه کوره شروع می گردد. پس از تهویه کوره شیرهایانرژی خود را از دست می دهند و کنترل کننده هوا (دمپر) در جهت عکس حرکت خواهد نمود. تا به وضعیت شعله کم برسد. مهزمان با این عمل شیر آزاد کننده ازتباز شده و اجازه می دهد که ازت از سیستم خارج شود. پس از جریان عادی مدار کار مشعل برفرار می گردد و سیستم تثبیت ازت پس از آن که شیرها کاملاً از نظر آببندی کنترل نمود وظیفه دیگری در مدار نخواهد داشت. از مشعل در ساخت هیتر مشعل دار استفاده می وشد
