انواع اصلی مشعل ها

مشعل را می توان به سه دسته تقسیم کرد: مشعل زغال سنگ پودر شده، مشعل نفتی و مشعل گازی با توجه به سوخت های مختلف سوخته شده. مشعل نیز مشعل نامیده می شود، با توجه به سوخت را می توان به مشعل نفت و مشعل گاز تقسیم کرد. با توجه به هدف استفاده، به مشعل کوره و مشعل دیگ تقسیم می شود. با توجه به زمینه کاربردی می توان آن را به مشعل های صنعتی، مشعل های عمرانی و مشعل های ویژه تقسیم کرد. از این میان مشعل های نفتی به دو دسته نفت سبک (مانند گازوئیل) و نفت سنگین (مانند روغن موتور پسماند) و مشعل های گازی به مشعل گاز طبیعی، مشعل گاز مایع، مشعل گاز شهری، مشعل بیوگاز و ... تقسیم می شوند. آنچه ما معمولا مشعل می نامیم به مشعل های دیگ اطلاق می شود.

مشعل زغال سنگ پودر شده
دو نوع وجود دارد: نوع چرخشی و نوع جریان مستقیم.
(1) مشعل زغال سنگ پودر شده چرخشی: عمدتاً از یک طوفان باد اولیه، یک بافل تنظیم کننده باد ثانویه (تیغه چرخشی یا پیچ) و یک خروجی هوای اولیه و ثانویه (شکل 1 مشعل زغال سنگ پودر شده سیکلون) تشکیل شده است. می توان آن را روی دیوار جلوی محفظه احتراق، دیوار جانبی یا دیوارهای جلو و عقب مرتب کرد. هوای زغال سنگ پودر شده را باد اولیه می نامند که حدود 15 تا 30 درصد از کل حجم هوای مورد نیاز برای احتراق را تشکیل می دهد. مخلوط هوای زغال سنگ پودر شده از طریق نازل هوای اولیه مشعل به داخل محفظه احتراق پاشیده می شود. قسمت دیگر هوای مورد نیاز برای احتراق را هوای ثانویه می نامند. هوای ثانویه پس از عبور از بافل تنظیم (تیغه چرخشی یا پیچ) مشعل، جریان هوای چرخشی را تشکیل می دهد که با باد اولیه در خروجی مشعل به یک جت دوار ادغام می شود. فشار منفی ایجاد شده در مرکز جت دود داغ را به ریشه شعله می مکد. این قسمت از گاز دودکش با دمای بالا منبع اصلی گرمای احتراق زغال سنگ پودر شده است. مخروط انبساط در خروجی هوای اولیه می تواند زاویه انتشار هوای اولیه را برای افزایش اثر مکش گاز دودکش با دمای بالا افزایش دهد.

(2) مشعل زغال سنگ پودر شده با جریان مستقیم: عموماً از چندین گروه از دریچه های هوای اولیه و ثانویه تشکیل شده است که در امتداد ارتفاع چیده شده اند (شکل 2 مشعل زغال سنگ پودر شده DC) که در هر گوشه از محفظه احتراق چیده شده اند. خط مرکزی مشعل مماس بر یک دایره فرضی در مرکز محفظه احتراق است، بنابراین یک جریان رو به بالا در حال چرخش افقی در داخل محفظه احتراق ایجاد می کند. نازل های هوای اولیه و ثانویه هر گروه از مشعل های DC به صورت پراکنده چیده شده اند تا نیازهای احتراق پایدار و کامل انواع مختلف زغال سنگ را برآورده کنند و گاهی اوقات میزان اکسیدهای نیتروژن تولید شده نیز در نظر گرفته می شود. [3]

روغن سوز
مشعل سوخت عمدتاً از فناوری اتمیزه کردن استفاده می کند و اصل اتمیزه کردن مشعل اتمیزه کردن حباب KMY این است: نفت کوره و محیط اتمیزه کردن (بخار آب یا هوای فشرده) از طریق ژنراتور اتمیزه کردن حباب برای تولید تعداد زیادی حباب بخار بسته روغن در اختلاط. محفظه پس از اختلاط کامل اسپری، به دلیل وجود اختلاف فشار بالا، به طوری که برای دستیابی به اتمیزه شدن ترکیدن. پس از آزمایش لیزری توسط آزمایشگاه کلیدی علوم و فناوری دفاع حرارتی آیرودینامیکی موتور آئرو، میانگین قطر SMD ذرات اتمیزه شده Sotel کمتر یا مساوی 23.76μm است که توسط اتمیزه کردن پنوماتیک عمومی و نازل های اتمیزه مکانیکی غیرقابل دسترسی است و یک فناوری جدید احتراق اتمیزه کردن سوخت

علاوه بر نوع چرخشی و نوع جریان مستقیم مشابه مشعل زغال سنگ پودر شده، نوع چرخشی جزئی نیز وجود دارد، یعنی یک تثبیت کننده فلاش در تهویه مطبوع جریان مستقیم چیده شده است، به طوری که مقدار کمی هوا (10~ 20 درصد) از طریق تثبیت کننده فلاش جریان می یابد تا حرکت چرخشی ایجاد کند، و یک ناحیه برگشت مرکزی در خروجی تهویه مطبوع تشکیل می شود تا غبار روغن را برای رسیدن به احتراق کم اکسیژن تثبیت کند.

مشعل های گازی
به طور عمده دو نوع مشعل گاز طبیعی و مشعل گاز کوره بلند وجود دارد. بیشتر مشعل های گاز طبیعی با ظرفیت بالا از فرارفت مکش چند تفنگی استفاده می کنند. تفنگ گاز داخل کانال هوای کولر گازی قرار می گیرد. مشعل های گاز کوره بلند اغلب در کانال های داغ به دلیل ارزش حرارتی کم گاز کوره بلند می سوزند و به سختی آتش می گیرند و سپس به داخل محفظه احتراق پاشیده می شوند.

سوخت گلوله های زیست توده
به منظور بررسی بیشتر خصوصیات احتراق سوخت گندله زیست توده و بررسی سازگاری سوخت مشعل اتوماتیک، پنج نوع سوخت گلوله با کمتر از 25 درصد خاکستر (پایه خشک کردن هوا) بر اساس مشعل گلوله زیست توده PB{1}} انتخاب شدند. و اثرات خوراک و حجم هوا بر عملکرد احتراق در شرایط احتراق مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان می‌دهد که سوخت گلوله‌ای با محتوای خاکستر بیشتر از 20 درصد کاملاً سوخته نیست، شرایط کاری ناپایدار، راندمان پایین، سرباره‌ای زیاد و به راحتی متوقف می‌شود و برای چنین مشعل‌های گلوله‌ای زیست توده مناسب نیست. پارامترهای توصیه شده سوخت گلوله با محتوای خاکستر 12.40 درصد، حجم خوراک 4 کیلوگرم در ساعت، سرعت فن 2 600~2 800 دور در دقیقه، سرعت تمیز کردن سرباره 3 دور در دقیقه، چرخش 5 است. s/stop 35 s. پارامترهای کنترلی توصیه شده برای سوخت گلوله با محتوای خاکستر 7.21 درصد، حجم خوراک 3 تا 4 کیلوگرم در ساعت، سرعت فن 2 600~{16}} دور در دقیقه، سرعت تمیز کردن سرباره مربوطه 3 دور در ساعت است. دقیقه، چرخش 5 ثانیه / توقف 60 تا 55 ثانیه؛ سوخت گلوله با مقدار خاکستر کمتر از 1 درصد بر اساس حجم تغذیه 3 تا 4 کیلوگرم در ساعت است و سرعت فن 2 600~{25}} دور در دقیقه است و بدون سرباره تمیز کردن به عنوان پارامتر توصیه شده مورد نیاز است. این مطالعه پارامترهای کنترل قابل استفاده سوخت مشعل گلوله‌های زیست توده را خلاصه می‌کند، که پشتیبانی داده‌ها را برای ارتقا و کاربرد مشعل فراهم می‌کند.