در این بخش از مقالات گاز رسانی در مهام مارکت درباره نصب سیستم کنترل احتراق شامل آنالایزر اکسیژن و سیستم تنظیم نسبت سوخت به هوا  توضیح خواهیم داد.

احتراق یک فرایند شیمیایی است که در آن اکسید کننده به سرعت با سوخت واکنش می دهد و انرژی آزاد میشود. در بسیاری از کاربردها اکسیژن موجود در هوا نقش اکسید کننده را بازی می کند. سوخت های رایج سوخت های هیدروکربنی هستند و بیشترشان از کربن و هیدروژن تشکیل شده اند و محصول احتراق بیشتر H2O و CO2 است. فرایند احتراق هنگامی پایدار می ماند که نسبت سوخت و هوا در اندازه درست و مناسب باشد.

برای نمونه احتراق گازطبیعی با هوا در دمای محیط، تنها هنگامی انجام می گیرد که حجم سوخت بین ۵ تا ۱۵ درصد حجم هوا باشد. به بیان دیگر اگر حجم سوخت کمتر از ۵ درصد یا بیشتر از ۱۵ درصد هوا باشد احتراقی انجام نخواهد شد.
هرگاه در محصول احتراق، هیدروکربن نسوخته و یا ترکیباتی مانند مونواکسیدکربن وجود داشته باشد می توان نتیجه گرفت که احتراق ناقص انجام شده و به این معنی است که بخشی از سوخت که می توانسته با سوختن خود انرژی آزاد کند ، بدون اینکه با اکسیژن واکنش بدهد از مسیر دودکش خارج می شود، یعنی سوخت و انرژی دارد به هدر می رود. دلیل احتراق ناقص می تواند یکی از اینها باشد:

1. مقدار ندرست (کم یا زیاد) هوا
2. اندازه کم دمای شعله
3. زمان ماند ناکافی واکنش دهنده ها
4. اختلاط نامناسب واکنش دهنده ها

فرایند احتراق کامل و ایده آل که در آن تمام سوخت به شکل کامل بسوزد ”احتراق استوکیومتریک “ و مقدار هوایی که برای احتراق استوکیومتریک لازم است ”هوای استوکیومتریک“ یا ”هوای تئوریک“ نامیده می شود. در عمل از آن جاکه فرایند اختلاط سوخت و هوا به شکل ناقص انجام می شود همیشه مقدار هوا از مقدار هوای استوکیومتریک بیشتر است که این مقدار اضافی ”هوای اضافه“ نامیده می شود. هوای اضاف به شکل ناخواسته حرارت را جذب کرده و به صورت تلفات حرارتی از دودکش خارج می گردد. پس مقدار هوای اضاف می تواند مبنای سرراستی
برای تشخیص راندمان عملیات احتراق به د شمارآی.
مقدار هوای اضافه به عوامل گوناگونی ازجمله مشخصات سوخت، مشخصات مشعل و نوع دستگاه بستگی دارد . کنترل مقدار هوای اضافه یکی از موثرترین روش های افزایش راندمان احتراق است  فلسفه اصلی کنترل هوای اضافه رسیدن به نقطه ای است که در آن افت های ناشی از هیدروکربن های نسوخته و افت حرارتی دودکش کم ترین مقدار باشد. ازآنجاکه افت حرارتی در اثر احتراق ناقص ۶ برابر بیشتر از افت ناشی از هوای اضافه است، پس بهتر آن است که دستگاه نزدیک به این نقطه کار کند و هیچگاه به زیر این نقطه نرسد.
یکی از قانون های سرانگشتی برای هوای اضافه این است که به ازای یک درصد کاهش اکسیژن یک درصد در مصرف سوخت صرفه جویی می شود.
البته نباید این نکته مهم را از یاد برد که اندازه گیری مقدار اکسیژن در محصولات احتراق به تنهایی نمی تواند نشان دهنده احتراق کامل باشد و برای اطمینان کامل از دستیابی به احتراق کامل باید داده هایی از نسبت هیدروژن نسوخته و مونواکسیدکربن در گاز دودکش نیز مورد بررسی قرار گیرد چراکه اگر احتراق کامل رخ دهد آنگاه انتشار هیدروژن و مونواکسیدکربن با هم در گاز دودکش رخ خواهد داد.
اگر مقدار هوای اضافه کمتر از اندازه لازم باشد سوخت ناقص می سوزد و درنتیجه دوده و گاز مونواکسیرکربن در دودکش دیده خواهد شد. در این حالت راندمان احتراق کاهش یافته و مصرف سوخت افزا یش می یابد. نکته مهم دیگر این که در اثر احتراق ناقص ، درون محفظه احتراق و لوله ها دوده تشکیل خواهد شد که خود این دوده هم موجب کاهش بیشتر انتقال حرارت خواهد شد . همچنین اگر مقدار هوای اضافی خیلی زیاد باشد.
هم راندمان کاهش می یابد، چون انرژی صرف گرمکردن محصولات احتراقی می شود که از مسیر دودکش خارج می شود و باتوجه به سرعت بالایی که این محصولات احتراق دارند، فرصت کافی برای انتقال حرارت ندارند.
برای دستیابی به احتراق کامل از مقدار هوای بیشتر از هوای تئوری استفاده می شود تا بتوان از احتراق کامل سوخت مطمئن شد.

اثر دیگر این هوای اضافه جلوگیری از تشکیل گاز خطرناک مونواکسیدکربن است. برای کنترل هوای اضافه همواره باید این نکته را به یاد داشت که به دلیل تغییرات چگالی هوا و سوخت های گازی نسبت به دما و فشار، نسبت سوخت به هوایی که تنظیم می شود در حقیقت یک نسبت جرمی است نه نسبت حجمی. به همین دلیل است که مشعل باید در فصل های گوناگون به دلیل تغییرات دمایی، دوباره تنظیم شود. با اندازه گیری مقدار گاز مونواکسیدکربن و اکسیژن در گازهای خروجی از دودکش می توان نقطه بهینه را برای مقدار هوای اضافه پیدا کرد.

نصب حسگر اکسیژن

کارگذاری و نصب درست حسگر در دودکش گازهای خروجی از نکات بسیار مهمی است که درستی و دقت داده های به دست آمده را به دنبال خواهد داشت.

• برای هر حسگر باید شیوه نامه های سازنده به شکل کامل و با دقت برای نصب، کالیبراسیون، تنظیم و راه اندازی دنبال شود.
• در استاندارد ملی شماره ۷۵۹۵” مشعل های گازسوز دمنده دار خودکار ـ ویژگی ها و روش های آزمون” شرایط استاندارد برای کارگذاری و نصب درست حسگر به شکل زیر نشانداده شده است:
• محل نصب باید ایمن و برای بازرسی و تعمیر و نگهداری به سادگی در دسترس باشد.
• پس از نصب باید محکم و بدون هیچ لرزش و ارتعاش باشد.
• درزبندی پیرامون حسگر باید هبخوبی انجام پذیرد به گونه ای که از نشتی هوا به درون دودکش که موجب انحراف در نتایج اندازهگیری د خواهد ش جلوگیری شود.

برخی نکات ظریف ولی مهم اجرایی که در هنگام نصب و کارگذاری حسگر باید به آن ها توجه داشت در
شکل زیر نشان داده شده اند:

نصب سیستم کنترل احتراق

استاندارد ملی شماره ۱۰۲۵۴” سیستم های کنترل خودکار مشعل های گازسوز برای مشعل های گازسوز و وسایل گازسوز دمنده دار یا بدون دمنده” اساس کار نصب سیستم کنترل احتراق است. با رعایت مفاد این استاندارد شیوه نامه های سازنده برای نصب، تنظیم و راه اندازی باید به شکل کامل و با دقت دنبال شود. استانداردهای سیستم های کنترل احتراق اتحادیه اروپا شامل EN298 ،EN230 ،۶۰۴-TRD ،DGVW-DIN ،۷۳۴۷۴-DIN ،EN1643 و ۳۴۴۳۰-DIN هم می توانند به عنوان راهنمای اجرای درست کار مورد استفاده قرار گیرند.
برخی نکات فراگیر که در هنگام نصب سیستم کنترل احتراق باید مورد دقت قرار گیرد عبارت اند از:

• سیستم کنترل باید محکم و در مکانی بدون لرزش و ارتعاش نصب شود.
• محیط نصب باید خشک و دمای آن بین ۴۵-۰ درجه سانتیگراد و تاجایممکن ثابت و بدون تغییر شدید باشد.
• سیستم کنترل نباید در معرض تابش شدید و مستقیم آفتاب قرار داشته باشد.
• سیستم کنترل تا جای ممکن به حسگر نزدیک باشد.
• سیمکشی و کابل کشی ها باید بر اساس است انداره ای فنی باشد.
• اندازه گیری مقدار اکسیژن و تنظیم مشعل باید پس از رسیدن دیگ به حالت پایدار انجام گیرد.
• سیستم شعله باید به گونه ای تنظیم شود که برای عملکرد ایمن، پذیرای حداقل هوای اضافی باشد.
• برای تنظیم مشعل کافی است به صورت سعی و خطا با تنظیم دمپر و دبی و فشار سوخت و کنترل میزان اکسیژن اندازه گیری شده با میزان مبنا مقایسه صورت پذیرد.
• نسبت سوخت به هوا به تناسب بار تنظیم گردد.
• شیرآلات کنترل و تنظیم جریان گاز و هوا باید به شکل مرتب و دوره ای بررسی و از درستی کارکرد و دستورپذیری آنها توسط سیستم های کنترل اطمینان به دست آورد.
• دمنده های هوا و دستورپذیری آنها از سیستم های کنترل مورد بررسی قرار گیرد.

مطالب مشابه: