فتوسل مشعل
شاید بارها کلمه فتوسل مشعل به گوش شما خورده باشد. در واقع منظور از فتوسل مشعل همان سنسور تشخیص شعله است که در سطح بازار و بین تکنسین های تاسیسات و مهندسین با عنوان فتوسل مشعل از آن یاد میشود. وظیفه فتوسل مشعل تشخیص مداوم شعله است بنحویکه درصورت روئیت نشدن شعله و مطابق با شرایط استاندارد، کنترلر مشعل در کمتر از 4 ثانیه مشعل را خاموش نماید.
تشخیص شعله در مشعل
Flame Safeguard controls اجزايي کاملا زيربنايي و حياتي در مديريت عملکرد مشعلها ميباشند.اين سيستمها وظيفه تشخیص شعله را برعهده داشته و درصورت حضور و يا عدم حضور شعله ميبايست بلافاصله آخرين وضعيت را منعکس نمايند. اين ارزيابي در بازه زماني تحت عنوان (( زمان تشخيص اختلال شعله )) flame failure response time بنحويکه سيستم کنترل ايمني شعله از امواج تشعشعي شعله هاي مجاور و يا تشعشعات ديواره هاي کوره متاثر نباشد، انجام ميگردد.
در محيط هاي صنعتي عمدتا سيستمهاي تشخیص شعله ( فتوسل مشعل )در معرض دماهاي بسيار بالا، ارتعاشات، آلودگي ها و رطوبت ناشي از سوختهاي مايع قرار داشته و در مناطقي با شرايط کاري سخت نصب ميگردند. موارد ذکر شده بخوبي نشان ميدهند که در انتخاب مناسب سيستم کنترل ايمني شعله ميبايست مواردي همچون نوع پروسه، مواد توليدي و شرايط محفظه احتراق لحاظ گردد و طراح ميبايست کنترلري متناسب با شرايط موجود و نوع پروسه توليد را لحاظ نمايد.
تشخیص شعله در مشعل
اطلاع از مشخصات و ويژگيهاي شعله ها ميتواند مقدار زيادي در انتخاب کنترلر مناسب و فتوسل مشعل به ما کمک نمايد. مشخصات اساسي شعله ها عبارتند از :
1- توليد انرژي حرارتي
2 – انبساط حجمي گازها
3 – توليد محصولات فرعي احتراق
4- انتشار تشعشعات شعله
5- يونيزاسيون در داخل محيط شعله
انرژي حرارتي نميتواند بعنوان شاخص مناسبي جهت تشخیص شعله لحاظ گردد. از طرفي سرعت پاسخگويي سنسورهاي حرارتي جهت اعلام حضور و يا عدم حضور شعله بسيار کند بوده و از طرف ديگر با توجه به ضرورت استقرار سنسور درداخل شعله ، هزينه نگهداري و تعميرات سنسورهاي مذکور بسيار گزاف خواهد بود .
اگرچه انبساط حجمي گازهاي ماحصل احتراق مخلوط سوخت و هوا قابل اندازه گيري بوده و ميتواند بعنوان يکي شاخص هاي پايش شعله مد نظر قرار گيرد، ليکن جهت تشخیص تغييرات فشار در محيط شعله اصلي مشعل نياز است تا با استفاده از لوله کشي تغييرات جزئي فشار در دهانه خروجي مشعل به تجهيزات اندازه گيري کننده تغييرات فشار منتقل گردد و تمامي اين موارد مستلزم هزينه هاي نگهداري و تعميرات بسيار گزافي ميباشد.
اگرچه پایش محصولات فرعي احتراق نیز میتواند روشي مفید براي ارزيابي پروسه احتراق ميباشد، ليکن مشابه با انرژي حرارتي بدليل سرعت پاسخگويي پائين در اين روش و در محفظه هاي احتراقي با مشعلهاي متعدد قابل استفاده نميباشد.
انتشار تشعشعات شعله و يونيزاسيون فضاي داخل شعله، از رايجترين روشهاي تشخیص شعله ميباشند . در محفظه هاي احتراق چند مشعله استفاده از تشعشعات شعله اصلي ( فتوسل مشعل ) و در مشعلهاي گاز سوز استفاده از ميله هاي يون جهت تشخیص شعله بسيار مرسوم و متداول ميباشد.
نحوه کار فتوسل مشعل
بهره برداري از تشعشعات منتشره از شعله يکي از غالب ترين روشهاي تشخيص شعله در صنايع ميباشد. خاصيت تشعشعي شعله منجر به تحريک فتوسل مشعل خواهد شد.با توجه به نياز به تشخيص سريع اختلالات احتمالي درشعله ( بالاخص در صنايع حساس و بزرگ ) بکارگيري فتوسل مشعل در مدلهای مختلف همچون UVZ780 قرمز و یا QRA2 زیمنس و سایر مدلها در صدر درخواستها قرار دارد. بسته به نوع سوخت مصرفي و ظرفيت مشعل، زمان تشخيص عيوب احتمالي در شعله از 1 ثانيه الي 4 ثانيه متغير ميباشد.
تشعشعات منتشره از شعله ها در بازه مشخصي از طيف امواج الکترومغناطيسي بنام طيف شعله ( Flame Spectrum ) قرار دارد. طيف مذکور شامل تشعشعات ماوراء بنفش – مرئي – مادون قرمز ميباشد. تشعشعات ماوراء بنفش و مادون قرمز در دوطرف طيف شعله قرار داشته و فقط طول موجهاي 400 الي 800 نانومتري در محدوده بينايي بشر قرار دارند.نورهاي آبي مرئي در سمت تشعشعات ماوراء بنفش و نورهاي قرمز در بخش مادون قرمز طيف شعله قراردارند. سنسورهاي شعله در محدوده هاي ماوراء بنفش – مادون قرمز و مرئي قابل فعاليت ميباشند. پارامترهاي متنوعي در انتخاب سنسوري مناسب براي تشخيص شعله، تعيين کننده ميباشند.
فتوسل مشعل گازی
امواج ماوراءبنفش با اختصاص محدوده‌اي حدود يک درصد از کمترين بخش از سه جز تشعشع شده از شعله ميباشد. عموما محدوده يک سوم اوليه شعله منبع اصلي تشعشعات ماوراءبنفش ميباشد و شعله هاي دمابالا مقادير زيادتري از امواج ماوراء بنفش را از خود متشعشع مينمايند . هر دو سوخت گاز و گازوئيل باندازه کافي از خود امواج ماوراءبنفش منتشر مينمايند. تشعشعات مرئي نيز چيزي در حدود 10 درصد از کل تشعشعات را به خود اختصاص ميدهند و براي بشر در رنگهاي مختلف مرئي ميباشند.
در مشعلهای گازی که شعله در رنگهاي آبي با ترکيبي از نارنجي و زرد میباشد، بکارگیری فتوسل مشعل UVZ780 و یا فتوسل مشعل QRA2 زیمنس امکان پذیر است.
فتوسل مشعل گازوئیلی
در مشعلهای گازوئیلی عمدتا شاهد رنگ زرد درخشان میباشیم . امواج مادون قرمز نيز چيزي در حدود 90 درصد از کل تشعشعات را به خود اختصاص داده و عمدتا در دو سوم بعدي شعله منتشر ميشوند.
لازم بذکر است قطعات داغ کوره ها ( نظير مواد نسوز ) در دماهاي بالاتر از 1000 درجه فارنهايت شروع به انتشار امواج مادون قرمز مينمايند.
به همین دلیل در مشعلهای گازوئیلی امکان استفاده از سنسورهای ارزانتر با قابلیت تشخیص امواج مادون قرمز نیز امکان پذیر میباشد.
فتوسل مشعل uvz 780
فتوسل مشعل uvz 780 که با متد UV کار ميکند از محفظه اي حساس به امواج ماوراءبنفش استفاده مينمايد و در اين روش زماني حضور شعله تائيد ميگردد که تشعشع امواج ماوراء بنفش دريافت گردد. تمايز و درک تفاوت بين شعله اصلي و شعله هاي مجاور و يا پس زمينه با استفاده از تغيير در قدرت ديد اسکنرها امکان پذير خواهد بود که اين مسئله نيز از طريق تنظيم ميزان حساسيت سنسور يا تغيير محدوده فعاليت سنسور برای مثال فتوسل مشعل uvz 780 قرمز در راستاي حذف سيگنالهاي زائد حاصل ميگردد.
فتوسل مشعل uvz 780 ميبايست فقط به امواج ماوراء بنفش با طول موج کمتر ( بين 200 الي 300 نانومتر ) حساس بوده و نسبت به سيگنالهاي خورشيدي واکنشي نداشته باشد. عدم واکنش نسبت به سيگنالهاي خورشيدي بسيار مهم است زيرا دراينصورت ديگر حضور نورهاي زائد منجر به اختلال عملکرد مشعل نخواهد شد.
حباب فتوسل مشعل uvz 780 از جنس کوارتز بوده که پس از پر شدن با گاز بصورت کامل آب بند ميگردد.
فتوسل مشعل uvz 780 شامل دو الکترود متصل به يک منبع ايجاد کننده اختلاف ولتاژ AC نيز ميباشد. الکترونها در اثر اختلاف ولتاژ آزاد شده و گاز داخل فتوسل مشعل uvz 780 در خلال يونيزه شدن به صورت يک هادي عمل ميکند.
سپس جريان الکتريکي از يک الکترود به الکترود ديگر ( کاتد به آنود ) ايجاد خواهد گرديد. اختلاف ولتاژ مورد نياز جهت ايجاد قوس الکتريکي بين الکترودها (در صورت وجود تشعشعات کافي امواج ماورائبنفش و يونيزه شدن گاز داخل حباب ) بين 400 ولت الي 1200 ولت AC ميباشد و در اين حالت اصطلاحا گفته ميشود که حباب در حال آتش کردن ( Firing ) است. در طراحي فتوسل مشعل uvz 780 سعي ميگردد تا قوس الکتريکي ايجاد شده در طول الکترودها مدام به عقب و جلو حرکت نمايد تا از استقرار دريک نقطه خاص و گرم شدن بيش از حد نقطه مذکور و آسيب ديدکي الکترودهاي UV جلوگيري شود .
فتوسل مشعل زیمنس
فتوسل مشعل زیمنس نیز عملکردی مشابه با فتوسل UVZ780 ساترونیک دارد . اما شاید سئوال کنید که این دو چه فرقی باهم دارند .
عمده تفاوت این دو مدل و یا اگر بخواهیم جامع تر بیان نمائیم عمده تفاوت بین مدلهای مختلف، تفاوت رله مشعل میباشد .
برای مثال در رله مشعل TMG 740 فتوسل مشعل UVZ 780 و در رله مشعل LFL زیمنس فتوسل مشعل QRA2 مورد استفاده قرار میگرید و در کلیات و نحوه کارکرد تقریبا عملکرد مشابهی دارند.
علل خرابی فتوسل مشعل
اتخاذ تمهيدات مقتضي جهت جلوگيري از تاثير گذاري ساير منابع توليد کننده تشعشعات ماوراءبنفش بر روي تشخيص دهنده شعله ضروري است.فتوسل مشعل بدليل فاسد شدن نوع گاز شارژ شده در داخل آن ، از کار مي افتند که منشاء آن ميتواند يکي از موارد ذيل باشد :
- بسيار داغ شدن فتوسل مشعل
- قرار گرفتن در معرض ولتاژ بسيار بالا
- قرار گرفتن طولاني مدت در مقابل تشعشعات ماوراء بنفش
علائم خرابی فتوسل مشعل
ر صورتیکه در حال عیب یابی مشعل میباشید به این نکته توجه داشته باشید که فتوسل مشعل ميتواند به شکل هاي ذيل خراب شود:
- آتش کردن آن بصورت متوالي بنحويکه حتي پس از خاموش شدن شعله اصلي، جرقه الکترودها ادامه داشته باشد
- عدم آتش کردن مناسب که منجر به خاموشي ناخواسته مشعل خواهد شد
- جرقه زدن الکترودها پيش از روئيت شعله و بدون دريافت تشعشعات ماوراء بنفش
سيستمهاي محافظت از شعله همواره و در زمان راه اندازي مشعل، درصورت ارسال سيگنال روئيت شعله، فتوسل مشعل را معيوب تشخيص داده و سيستم را در حالت قفل پايدار (lockout ) قرار خواهند داد.
درصورتيکه فتوسل مشعل در خلال کارکرد عادي شعله خراب شود، خرابي فتوسل مشعل تا زمان راه اندازي مجدد مشعل مشخص نخواهد گرديد. در زمان تعمیر مشعل نیز به این نکته توجه داشته باشید که جهت جلوگيري از وقوع مشکل مذکور سيستمهايي طراحي و ساخته شده اند که در آن سيستم حفاظت شعله خودش را چک و پايش ميکند . سيستم پايش شعله خودکنترل در مدلهاي UV ، شامل شاترهاي اپتيکالي هستند که در مسير تشعشعات ماوراءبنفش به UV قرار دارند . شاتر بصورت متوالي باز و بسته ميگردد و در نتيجه مسير تشعشعات ماورائ بنفش براي بازه هاي کوتاهي مسدود خواهد گرديد ( معمولا بين 0.25 الي 0.75 ثانيه بسته به طراحي – الزاما بايد زمان مذکور کمتر از زمان مجاز تشخيص شعله باشد).
شرکت مهندسی اعتلای صنعت پارس نماینده رسمی شرکت اشتعال اراک و شرکت ماشین سازی اراک با اتکا به دانش فنی ، ابزارهای موجود و سوابق فنی موجود، چندین دوره نیز نماینده شرکت پارس مشعل بوده است. کارشناسان و تکنسین های فنی تلاش مینمایند تا در زمان بروز هرگونه خرابی بلافاصله در کنار شما بوده و با بهترین کیفیت، کمترین هزینه و ضمانت فعالیت تعمیرات انجام شده، مجددا آن را به چرخه تولید بازگردانند .
تعمیرگاه تخصصی قطعات مشعل و دیگ :
شما میتوانید پس از بررسی لیست مشتریان ما در بخشهای مسکونی- تجاری – صنعتی – نیروگاهی- نفتی – پالایشگاهی و… و بعد از بررسی رضایتمندی ایشان از فعالیتهای انجام شده و پس از حصول اطمینان تنها با یک تماس وظیفه تعمیرات مشعلها و قطعات دیگ بخار و دیگ آبگرم و دیگ روغن داغ خود را به کارشناسان خبره ما محول بفرمائید.
4 دیدگاه
سلام درمورد روش تست چشم الکترونیک uvمشعل دوگانه توضیخ بفرمایید.ممنون
باسلام و عرض ادب
احتراما تجهیزات پایش کننده شعله که از آنها در انواع متنوع و تحت عناوین مختلفی همچون UV cell – UVzed – فتوسل – میله یون یاد میشود ، جزء اساسی سیستم احتراق بوده و خرابی آن میتواند پیامدهای جبران ناپذیری را در پی داشته باشد . پیشنهاد میشود مقاله کامل و بسیار ارزنده در این خصوص را در قسمت مقالات وبسایت مطالعه فرمائید.
✅فتوسل مشعل
سلام بر مهندسین گرامی منظور از IRD بر روی فتوسل چی هست؟
سلام و عرض ادب
حروف IRD بیانگر سنسور پایش شعله فتوسل میباشد .
✅سنسور حساس به طیف ماذون قرمز و شعله گازوئیل