"Oil Fired Drum Type Water Tube Boiler Automatic Control System"

ေယဘုယၽအားၿဖင္႔ boiler ရဲ႕ automatic control system မွာ၊ water level control, alarm & monitoring system, steam pressure automatic control system, burner control system နဲ႔ safety system တို႔ပါဝင္ၿပီး၊ ပံုမွန္ အသံုးၿပဳေနကၽ typical application အေနနဲ႔ pneumatic နဲ႔ electrical devices ေတြကို primary devices အၿဖစ္၊ တတ္ဆင္ထားေလ့ရိွပါတယ္။ သေဘ္ာရဲ႕ boiler ကဲ႔သို႔ closed pressurized vessel ထဲမွ ‘non - volatile fluid’ တနည္းအားၿဖင္႔ 'ေရ' ရဲ႕ water level control & monitoring system အတြက္ differential pressure transmitter ေတြကိုအသံုးၿပဳၿခင္းဟာ၊ အသင္႔ေလၽွာ္ဆံုး ၿဖစ္ပါတယ္။ သေဘ္ာရဲ႕ boiler ေတြမွာ differential pressure transmitter ေတြအၿဖစ္၊ 'pneumatic differential pressure transmitter' နဲ႔ 'electrical differential pressure transmitter' ေတြကို၊ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

'Pneumatic differential pressure transmitter' - boiler drum ရဲ႕ water level မွ ရရိွလာတဲ႔ differential pressure ကို pneumatic signal အၿဖစ္ ေၿပာင္းလဲၿပီး၊ (0. 2 ~ 1 kg/ cm² or 0 ~ 1. 4 kg/ cm²) pressure input signal အေနနဲ႔၊ level controller နဲ႔ alarm & monitoring system သို႔ေပးသြင္းပါတယ္။ pneumatic transmitter ေတြဟာ၊ differential pressure measuring device ၿဖစ္တဲ႔အတြက္ 'pneumatic DP cell' လို႔လည္းေခါါပါတယ္။

pneumatic differential pressure transmitter ေတြဟာ သေဘ္ာမွ၊ control air maximum (7. 0 kg/ cm²) pressure ပမာဏကို၊ air media အၿဖစ္ အသံုးၿပဳထားပါတယ္။ control air ကို transmitter အတြင္းရိွ၊ pressure regulator မွတဆင္႔ maximum (1. 4 kg / cm²) သို႔မဟုတ္ ( 20 psi) pressure အထိ ထပ္မံေလၽွာ႔ခၽၿပီး၊ pneumatic input signal အေနနဲ႔ ေၿပာင္းလဲလိုက္ပါတယ္။ transmitter ရဲ႕ pneumatic output signal ကေတာ႔ (0. 2 kg/ cm² ~ 1. 05 kg/ cm² ) သို႔မဟုတ္ (3 ~ 15 psi) pressure ပမာဏခန္႔ရိွပါတယ္။

pneumatic differential pressure transmitter အသံုးၿပဳထားတဲ႔ differential pressure measuring system ကို၊ "wet leg" system လို႔လည္း၊ ေခါါႀကပါတယ္။  'ေရ' ကို non - volatile fluid အေနနဲ႔ ၿဖည္႔သြင္းထားၿပီး၊ impulse pipes လို႔ေခါါတဲ႔ tube အေသးေလးေတြကို၊ အသံုးၿပဳကာ၊ transmitter ရဲ႕တဖက္ကို၊ steam ရိွေနမယ္႔ boiler drum ရဲ႕ upper section တနည္းအားၿဖင္႔ 'negative measuring point' ၿဖစ္တဲ႔ highest water level ရဲ႕ အထက္ေနရာနဲ႔ ဆက္သြယ္ၿပီး၊ transmitter ရဲ႕ အၿခားတဖက္ကိုေတာ႔ 'ေရ' ရိွေနမယ္႔ 'positive measuring point'  ၿဖစ္တဲ႔ lowest water level ရဲ႕ ေအာက္ေနရာနဲ႔ ဆက္သြယ္ထားပါတယ္။

  

boiler drum ရဲ႕ upper section ဟာ၊ water level အၿမဲေၿပာင္းလဲေနမယ္႔  'vary head' ေနရာၿဖစ္ၿပီး၊ lowest water level ကေတာ႔ water level တသမတ္တည္း ရိွေနမယ္႔ 'constant head' ေနရာၿဖစ္ပါတယ္။ boiler drum မွ၊ negative measuring point ၿဖင္႔ ဆက္သြယ္ထားတဲ႔ေနရာဟာ၊ transmitter ရဲ႕ low pressure side ၿဖစ္ၿပီး၊ positive measuring point ၿဖင္႔ ဆက္သြယ္ထားတဲ႔ ေနရာကေတာ႔၊ transmitter ရဲ႕ high pressure side ၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. Force - balanced type basic pneumatic differential pressure transmitter

transmitter ရဲ႕ low pressure side နဲ႔ high pressure side တို႔မွာ၊ liquid filled diaphragm capsules ေလးေတြ ထည္႔သြင္းတတ္ဆင္ထားပါတယ္။ negative measuring point မွ fluid ဟာ၊ low pressure side သို႔စီးဝင္ၿပီး၊ low pressure diaphragm capsule အားေရြွ႕လၽွားေစသလို၊ positive measuring point မွ fluid ဟာလည္း၊ high pressure side သို႔စီးဝင္ကာ၊ high pressure diaphragm capsule ကို၊ ေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ liquid filled diaphragm capsules ေတြရဲ႕ ေရြွ႕လၽွားမွဳမွတဆင္႔ force bar  မွာ movement ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ force bar ေရြွ႕လၽွားလွဳပ္ရွားမွဳဆိုတဲ႔ movement ေ ႀကာင္႔၊ nozzle နဲ႔ flapper ႀကားမွ၊ cavity ဧရိယာမွာ အေၿပာင္းအလဲ၊ ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။

pneumatic input signal ဟာ nozzle ရဲ႕ cavity ဧရိယာမွတဆင္႔ ထြက္ေပါါေနၿပီး၊ nozzle gap ေသးငယ္သြားတဲ႔အခါ၊ nozzle မွ ထြက္ေနတဲ႔ 'ေလ' ရဲ႕ pressure ၿမင္႔တက္လာသလို၊ feed back bellow ကိုလည္း ေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ feed back bellow ေရြွ႕လၽွားမွဳေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ pressure ဟာ differential pressure ၿဖစ္ၿပီး၊ pneumatic relay မွ output signal အၿဖစ္ထုတ္ေပးပါတယ္။ 

Fig. Boiler Automatic Control System with pneumatic DP cell

boiler drum ရဲ႕ level sight glass မွာ 'ေရ' ပမာဏ (0 %) သာရိွစဥ္၊  transmitter မွ (0. 2 kg/ cm²) သို႔မဟုတ္ (3 psi) pressure output signal ကိုထုတ္ေပးမွာၿဖစ္ၿပီး၊  boiler drum ရဲ႕ level sight glass မွာ 'ေရ' ပမာဏ (100 %) ရိွတဲ႔အခါ (1. 05 kg/ cm²) သို႔မဟုတ္ (15 psi) pressure output ထုတ္ေပးပါတယ္။ ရရိွလာတဲ႔ pneumatic output signal ကို၊ pressure switch ေတြၿဖစ္တဲ႔ boiler drum water high level alarm switch, boiler drum water low level alarm switch, boiler drum water low-low level alarm switch တနည္းအားၿဖင္႔ burner cut-out switch တို႔ကိုေပးပို႔သလို၊ control room မွ၊ boiler drum water level monitoring unit/ indicator unit သို႔လည္း ေပးပို႔ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ pneumatic output signal  ကို၊ level controller သို႔  input signal အၿဖစ္ေပးပို႔ၿပီး၊ ရရိွလာတဲ႔ signal ကို level controller မွာ၊ amplify အေနနဲ႔ ခၽဲ႕ယူကာ၊ reference signal အေနနဲ႔ boiler feed water regulator သို႔ ထပ္မံေပးပို႔ပါတယ္။ 

'Electrical differential pressure transmitter' - ေနာက္ပိုင္းမွာေတာ႔ pneumatic differential pressure transmitter DP cell ေတြအစား၊ electrical devices ၿဖစ္တဲ႔ electrical differential pressure transmitter DP cell ေတြကို၊ အသံုးၿပဳလာႀကပါတယ္။ differential pressure measuring device ၿဖစ္တဲ႔ electrical differential pressure transmitter DP cell ေတြကို၊ capacitance based DP cell, strain - gauge based DP cell နဲ႔ potentio-metric based DP cell ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားနိဳင္သလို၊ boiler ေတြရဲ႕ automatic control system မွာ၊  capacitance based DP cell ေတြကို၊ တတ္ဆင္ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

Fig. capacitance based DP cell

capacitance based DP cell ဟာ၊ electrical capacitance device တခုၿဖစ္ၿပီး၊ dielectric oil အတြင္းနွစ္ထားတဲ႔၊ metal သို႔မဟုတ္ metal - coated quartz diaphragm ေတြပါကို၊ ထည္႔သြင္းတတ္ဆင္ထားပါတယ္။ diaphragm metal အၿဖစ္၊ stainless steel material ကိုအသံုးၿပဳေလ့ရိွၿပီး၊  corrosive ၿဖစ္လြယ္တဲ႔ applications ေတြ မွာေတာ႔၊ high-nickel steel alloys ေတြၿဖစ္တဲ႔၊ 'inconel' ဒါမွမဟုတ္၊ 'hastelloy' တို႔ကို အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ chlorine, fluorine နဲ႔ halogens ကဲ႔သို႔၊ gas applications ေတြအတြက္၊ silver diaphragms ေတြကို အသံုးၿပဳပါတယ္။

pneumatic DP cell ကဲ႔သို႔၊ capacitance based DP cell ရဲ႕တဖက္ကို၊ steam ရိွေနမယ္႔ boiler drum ရဲ႕ upper section တနည္းအားၿဖင္႔ negative measuring point ၿဖစ္တဲ႔ highest water level ရဲ႕ အထက္ေနရာနဲ႔ ဆက္သြယ္ၿပီး၊ transmitter ရဲ႕ အၿခားတဖက္ကိုေတာ႔ 'ေရ' ရိွေနမယ္႔ positive measuring point  ၿဖစ္တဲ႔ lowest water level ရဲ႕ ေအာက္ေနရာနဲ႔ ဆက္သြယ္ထားပါတယ္။ boiler drum မွ၊ negative measuring point ၿဖင္႔ ဆက္သြယ္ထားတဲ႔ေနရာဟာ၊ transmitter ရဲ႕ low pressure side ၿဖစ္ၿပီး၊ positive measuring point ၿဖင္႔ ဆက္သြယ္ထားတဲ႔ ေနရာကေတာ႔၊ transmitter ရဲ႕ high pressure side ၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. DP cell installation

cell အတြင္းသို႔ ဝင္ေရာက္လာတဲ႔၊ pressure (၂) ခုတို႔ဟာ၊ မတူညီတဲ႔အတြက္၊ pressure difference ဆိုတဲ႔ differential pressure ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ diaphragm မွာ ေရြွ႕လၽားမွဳ movement ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ DP cell သို႔၊ power supply ေပးသြင္းတဲ႔အခါ၊ diaphragm movement ေႀကာင္႔ plates ေတြမွာ capacitance တန္ဘိုး အေၿပာင္းအလဲၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ electrical output signal ကို ရရိွလာပါတယ္။ ရရိွလာတဲ႔ output ဟာ (4 ~ 20 mA) current signal ၿဖစ္ၿပီး၊ (1 ~ 5V) voltage signal သို႔ေၿပာင္းလဲယူပါတယ္။ capacitance based DP cell ေတြကို၊ single plate capacitor နဲ႔ two-plate capacitor DP cell ဆိုၿပီး ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။

single plate capacitor DP cell မွာ၊ stationary plate ကို diaphragm ရဲ႕ အေနာက္ဖက္မွာ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ diaphragm ရဲ႕ movement လို႔ေခါါတဲ႔ diaphragm deflection ေႀကာင္႔ diaphragm နဲ႔ stationary plate ႀကားမွာ၊ variable capacitance တန္ဘိုးတခု ရရိွလာပါတယ္။ variable capacitance ဆိုတဲ႔၊ capacitance တန္ဘိုးအေၿပာင္းအလဲကို၊ stationary plate မွရယူၿပီး၊ DC current သို႔မဟုတ္ voltage signal အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲကာ၊ panel meters သို႔မဟုတ္ microprocessor - based input/ output boards ေတြကိုေပးပို႔ၿပီး၊ ဖတ္ယူပါတယ္။

two-plate capacitor DP cell မွာေတာ႔၊ stationary plate (၂) ခုႀကားမွာ၊ diaphragm တတ္ဆင္ထားၿပီး၊ high-frequency နဲ႔ high-voltage oscillator တို႔မွတဆင္႔၊ stationary plates ေတြကို၊ charge လုပ္ပါတယ္။ diaphragm deflection ေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔၊ capacitance တန္ဘိုး အေၿပာင္းအလဲကို၊ bridge circuit မွလက္ခံရယူပါတယ္။  bridge circuit မွာ balanced နဲ႔ unbalanced mode တို႔ပါဝင္ပါတယ္။ 

Fig. DP cell with micro capacitance silicon sensor

balanced mode ဟာ၊ differential pressure ကို၊ တိုင္းယူၿပီး၊ ရရိွလာတဲ႔ output တန္ဘိုးအား null detector လို႔ေခါါတဲ႔ comparator သို႔ တိုက္ရိုက္ေပးပို႔သလို၊၊ bridge circuit ကို၊ null ဆိုတဲ႔ no value အေနအထားမွာ ရိွေနေစပါတယ္။ unbalanced mode မွာေတာ႔၊ differential pressure ေႀကာင္႔ရရိွလာတဲ႔ output voltage တန္ဘိုးကို၊ excitation voltage နဲ႔ နိွဳင္းယွဥ္ၿပီးမွ၊ pressure measurement ratio အၿဖစ္၊ ေပးပို႔ပါတယ္။ static pressure, over pressure နဲ႔ temperature effects တို႔ေႀကာင္႔၊ DP cell ရဲ႕ characteristics ေတြ၊ ထိခိုက္နိဳင္တဲ႔အတြက္၊ 'stability' နဲ႔ 'reliability' ေကာင္းမြန္ေစရန္၊ 'micro capacitance silicon sensor' ေတြကို၊ measuring cell ရဲ႕ neck မွာထည္႔သြင္း တတ္ဆင္လာတာေတြ႔ရပါတယ္။ 

Fig. Boiler Automatic Control System with electrical DP cell

pneumatic pressure transmitter အသံုးၿပဳထားတဲ႔ boiler automatic control system ကဲ႔သို႔၊ electrical DP cell မွ ရရိွလာတဲ႔ electrical output signal ကို၊ pressure switch ေတြၿဖစ္တဲ႔ boiler drum water high level alarm switch, boiler drum water low level alarm switch, boiler drum water low-low level alarm switch တနည္းအားၿဖင္႔ burner cut-out switch တို႔ကိုေပးပို႔သလို၊ control room မွ၊ boiler drum water level monitoring unit/ indicator unit သို႔လည္း ေပးပို႔ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ electrical output signal  ကို၊ level controller သို႔  input signal အၿဖစ္ေပးပို႔ၿပီး၊ ရရိွလာတဲ႔ signal ကို level controller မွာ၊ amplify အေနနဲ႔ ခၽဲ႕ယူကာ၊ reference signal အေနနဲ႔ boiler feed water regulator သို႔ ထပ္မံေပးပို႔ပါတယ္။

ဒါ႔အၿပင္ boiler ရဲ႕ drum water level တိုင္းတာရာမွာ pneumatic နဲ႔ electrical DP cell ေတြအစား၊ magnetic float ေတြနဲ႔ conductivity သို႔မဟုတ္ capacitance probes ေတြကိုလည္း အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ magnetic float ေတြနဲ႔ conductivity သို႔မဟုတ္ capacitance probes ေတြဟာ၊ water level control နဲ႔ alarm system အတြက္သာ အသံုးၿပဳနိဳင္ၿပီး၊ monitoring system, steam pressure automatic control system, burner control system နဲ႔ safety system တို႔အတြက္၊ အသံုးမၿပဳနိဳင္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

'Magnetic floats' - ေတြကို၊ magnetic level controller အၿဖစ္၊ chamber အတြင္းမွာ၊ တတ္ဆင္ေလ့ရိွသလို၊ boiler shell အတြင္းသို႔ ထည္႔သြင္းၿပီး direct mounted အေနနဲ႔လည္း၊ တတ္ဆင္ထားေလ့ရိွပါတယ္။ float ဟာ boiler ရဲ႕ drum water level အေၿပာင္းအလဲေပါါမူတည္ၿပီး၊  လိုက္ပါေရြွ႕လၽားေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။

 

Fig. Magnetic level controller in a chamber

float ရဲ႕ level signal output အတြက္၊ mercury type သို႔မဟုတ္ 'air-break' type magnetically operated switches ေတြကို၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွသလို၊ magnet attached float ရဲ႕ ေရြွ႕လၽွားလွဳပ္ရွားမွဳ movement မွတဆင္႔ inductive coil မွာၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔ modulating signal ကိုလည္း၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။  တနည္းအားၿဖင္႔ float မွ တဆင္႔ ရရိွလာတဲ႔ level signal output ကို၊ relay သို႔ေပးသြင္းၿပီး၊ alarm system နဲ႔ On / Off control system အေနနဲ႔ boiler feed water pump အား၊ အလိုအေလၽွာက္ ေမာင္းနွင္ရန္ အသံုးၿပဳသလို၊ modulating level control system အၿဖစ္၊ boiler automatic feed water regulating valve ရဲ႕ opened/ closed operation အတြက္ အသံုးၿပဳၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ float ေတြဟာ၊ 'ေရ' နဲ႔ အၿမဲ ထိေတြ႔ေနရတဲ႔အတြက္၊ ပၽက္စီးမွဳ အနည္းနဲ႔ အမၽား ၿဖစ္ေပါါတတ္တာကိုလည္း၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

'Conductivity probes' - ေတြကို၊ single tip နဲ႔  two tip probes ဆိုၿပီး ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။ insulation ဖံုးအုပ္ထားတဲ႔ metal rod အတြင္း၊ low voltage ၿဖတ္စီးစဥ္၊ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ current တန္ဖိုး၊ အေၿပာင္းအလဲ မွတဆင္႔၊ boiler ရဲ႕ drum water level အား၊ တိုင္းတာၿခင္းၿဖစ္ၿပီး၊ smooth insulating material အၿဖစ္၊ 'teflon' တနည္းအားၿဖင္႔ PTFE ဆိုတဲ႔ 'poly - tetrafluoroethylene' ကို၊ အသံုးၿပဳထားပါတယ္။ 

Fig. (A) - Conductivity probes arranged to switch a feed-pump on and off - two tip, (B) Conductivity probe in a closed top tank 

probe ဟာ ေရထဲမွာ immersed အေနနဲ႔ နစ္ၿမဳတ္ကာ၊ ထိေတြ႔ေနစဥ္ circuit အတြင္း၊ current ၿဖတ္စီးကာ၊ lifted out of the water အေနနဲ႔ ေရနဲ႔ မထိေတြ႔တဲ႔ အခါမွာေတာ႔၊  current ၿဖတ္စီးၿခင္းမရိွတာကို၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ prob မွ တဆင္႔ ရရိွလာတဲ႔ level signal output ကို၊ relay သို႔ေပးသြင္းၿပီး၊ alarm system နဲ႔ On / Off control system အေနနဲ႔ boiler feed water pump အား၊ အလိုအေလၽွာက္ ေမာင္းနွင္ရန္ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ drum water အတြင္းေရာေနွာ ပါဝင္ေနတဲ႔ dirt ေတြနဲ႔ impurities ေတြဟာ၊ probe ရဲ႕ insulator အေပါါ ကပ္ၿငိရာမွတဆင္႔၊ drum water level တိုင္းတာရာမွာ၊ malfunctions အေနနဲ႔ အမွားအယြင္းေတြ၊ ေပါါေပါက္တတ္ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္၊ electrical conductivity operated အေနနဲ႔ ေဆာင္ရြက္တဲ႔အတြက္၊ conductivity အေနနဲ႔ 5 µ Siemens / cm ပမာဏထက္နည္းတဲ႔၊ very pure water တနည္းအားၿဖင္႔ 'ေရ'သန္႔မွာ၊ အသံုးၿပဳလို႔ မရတာကိုလည္း၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

'Capacitance probes' - cylindrical probe ၿဖစ္ၿပီး၊ dielectric material ၿဖစ္တဲ႔ PTFE ဆိုတဲ႔ 'poly - tetrafluoroethylene' ကို၊ conducting တနည္းအားၿဖင္႔ first capacitor plate အၿဖစ္အသံုးၿပဳကာ၊ boiler shell ကိုေတာ႔ chamber wall တနည္းအားၿဖင္႔ second capacitor plate အၿဖစ္ အသံုးၿပဳထားပါတယ္။ boiler ရဲ႕ drum water level အေၿပာင္းအလဲေႀကာင္႔ second capacitor plate ရဲ႕ ဧရိယာမွာ၊ အေၿပာင္းအလဲ၊ ေပါါေပါက္လာၿပီး၊ overall capacitance တန္ဘိုးလည္း၊ လိုက္ပါေၿပာင္းလဲသြားပါတယ္။ total capacitance ဆိုတာကေတာ႔ capacitance above the liquid surface ဆိုတဲ႔ boiler ရဲ႕ drum water level အေပါါမွ capacitance တန္ဘိုး 'C_A'  နဲ႔  capacitance below the liquid surface ဆိုတဲ႔  boiler ရဲ႕ drum water level ေအာက္မွ၊ capacitance 'C_B' တန္ဘိုး  တု႔ိရဲ႕ ေပါင္းလဒ္ၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. Capacitance probe

ေၿပာင္းလဲသြားတဲ႔ overall capacitance တန္ဘိုးဟာ၊ အလြန္ေသးငယ္ၿပီး pico farads လို႔ေခါါတဲ႔ 10^-12 farads ပမာဏခန္႔သာရိွတဲ႔အတြက္၊ conjunction အေနနဲ႔ အသံုးၿပဳကာ၊ output signal အၿဖစ္၊ amplifier circuit သုိုုု႔ ေပးသြင္းပါတယ္။ amplifier circuit မွရရိွလာတဲ႔ output signal ကိုေတာ႔ relay သို႔ေပးသြင္းၿပီး၊ alarm system နဲ႔ On / Off control system အေနနဲ႔ boiler feed water pump အား၊ အလိုအေလၽွာက္ ေမာင္းနွင္ရန္ အသံုးၿပဳသလို၊ modulating level control system အၿဖစ္လည္း၊ အသံုးၿပဳပါတယ္။ conductivity probes ေတြကဲ႔သို႔၊ drum water အတြင္းေရာေနွာ ပါဝင္ေနတဲ႔ dirt ေတြနဲ႔ impurities ေတြဟာ၊ capacitance probe ရဲ႕ conducting plate အေပါါကပ္ၿငိရာမွတဆင္႔၊ drum water level တိုင္းတာရာမွာ၊ malfunctions အေနနဲ႔ အမွားအယြင္းေတြ၊ ေပါါေပါက္တတ္ပါတယ္။

'Boiler safety system' - boiler ရဲ႕ automatic control system မွ၊ water level control, alarm & monitoring system, steam pressure automatic control system, burner control system နဲ႔ safety system တို႔ဟာ၊ တခုနဲ႔တခု ဆက္သြယ္ေနပါတယ္။ burner ရဲ႕ pre - purging period, ignition period, operating period နဲ႔ post - purging period ဆိုတဲ႔ operation sequence ေတြ တိကၽ မွန္ကန္မွသာ၊ ေဘးအနၱရာယ္ကင္းရွင္းၿပီး၊ boiler ရဲ႕ efficiency ကိုလည္း အၿပည္႔အဝ ရရိွနိဳင္မွာၿဖစ္ပါတယ္။ 

boiler safety system မွ routine start/ stop protection, fan motor & oil pump interlock protection, low/ high oil temperature, low oil pressure, high steam pressure, exhaust gas high temperature protection တို႔ကို၊ အေၿခခံ safety system ေတြအၿဖစ္ သတ္မွတ္နိုင္ပါတယ္။ low low/ lowest water level, missing fire & flame fault, manual emergency stop တို႔ကေတာ႔ မရိွမၿဖစ္၊ အေရးႀကီးတဲ႔ safety system ေတြၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. Burner control system and Boiler Safety system 

boiler ရဲ႕ drum water level alarm ကို low water level နဲ႔ low low water level သို႔မဟုတ္ lowest water level alarm ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားထားပါတယ္။ water drum အတြင္းသို႔၊ feed water pump မွ၊ 'ေရ' မေပးသြင္းနိဳင္တဲ႔အခါ၊ drum water ဟာ၊ သတ္မွတ္ထားတဲ႔ level မွနိမ္႔ကၽဆင္းသြားၿပီး၊ low water level alarm အေနနဲ႔ activated ၿဖစ္ေပါါပါတယ္။ အကယ္၍ boiler ကို၊ automatic control system တနည္းအားၿဖင္႔ auto-mode ၿဖင္႔၊ ေမာင္းနွင္လည္ပတ္ေနပါက၊ low water level alarm activated ၿဖစ္စဥ္၊ safety system မွ fuel oil supply ကိုၿဖတ္ေတာက္ကာ၊ burner အားရပ္တန္႔လိုက္မွာ၊ ၿဖစ္ပါတယ္။  low water level alarm activated ၿဖစ္စဥ္၊ manual mode ၿဖင္႔ burner အား manual mode ၿဖင္႔၊ ၿပန္လလည္ေမာင္းနွင္နိဳင္ပါတယ္။ အကယ္၍ water drum အတြင္းမွ 'ေရ' ဟာ  low water level ထက္ ပိုမိုနိမ္႔ကၽတဲ႔ low low water level သို႔မဟုတ္ lowest water level သို႔ ကၽဆင္းသြားကာ၊ lowest water level alarm activated ၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔ အခါမွာေတာ႔၊ manual mode ၿဖင္႔ပါေမာင္းနွင္၍မရေစရန္၊ safety  system မွ၊ ၿဖတ္ေတာက္ထားပါတယ္။

SOLAS Regulation - Part C : Machinery installations - Regulation 32 မွာ၊ boiler အတြက္ safety valve (၂) လံုး တတ္ဆင္ထားရမယ္လို႔ ၿပဌာန္းထားပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ low water level အေၿခအေန၊ flame fault/ flame failure ေပါါေပါက္တဲ႔အေၿခအေနနဲ႔ အကယ္၍ boiler ရဲ႕ water level control, alarm & monitoring system, steam pressure automatic control system, burner control system နဲ႔ safety system တို႔အတြက္၊ pneumatic pressure transmitter အသံုးၿပဳထားပါက၊ air supply ၿပတ္ေတာက္သြားတဲ႔ အေၿခအေနေတြမွာ၊ alarm activated ၿဖစ္ေပါါၿပီး၊  fuel supply အား အလိုအေလၽွာက္ ၿဖတ္ေတာက္နိဳင္ရမယ္လို႔ ၿပဌာန္းထားပါတယ္။ 

propulsion အတြက္၊ steam အသံုးၿပဳမယ္ဆိုလၽွင္ boiler water drum high level alarm တတ္ဆင္ထားရန္လိုအပ္ၿပီး၊ boiler feed water system ဟာ၊ အေႀကာင္းတစံုတခုေႀကာင္႔ အသံုးမၿပဳနိဳင္ခဲ႔လၽွင္၊ မၿပတ္ေတာက္ေစရန္ အရံအၿဖစ္၊ ေနာက္ထပ္ boiler feed water system တစံုသီးသန္႔ တတ္ဆင္ထားရမွာၿဖစ္ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ boiler မွာအသံုးၿပဳတဲ႔ feed water quality ကိုလည္း၊ အၿမဲမၿပတ္ေစာင္႔ႀကည္႔စစ္ေဆးၿပီး၊ လိုအပ္သလို treatment ၿပဳလုပ္ေပးရန္ ၿပဌာန္းထားပါတယ္။ boiler water level ကို၊ gauge glass ေတြမွတဆင္႔ ဖတ္ရွဳနိဳင္ရမွာၿဖစ္သလို၊ အနည္းဆံုး  gauge glass (၂) စံု တတ္ဆင္ထားရန္၊ သတ္မွတ္ထားတာကိုလည္း ေတြ႔ရပါတယ္။ 

Reference and image credit to :  Steam Engineering Tutorials., 

Remark : All publications and images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.

"Oil Fired Drum Type Water Tube Boiler Mountings & Fittings"

oil fired drum type water tube boiler ေတြမွာ၊ တတ္ဆင္္ထားေလ့ရိွတဲ႔ mountings & fittings ေတြကေတာ႔  main steam stop valve, auxiliary steam stop valve, thermometer, pressure gauges, blow down valve, run down valve, chemical dosing valve, scum down valve, feed check valve, salino-meter, water level gauge glass နဲ႔  safety valve တို႔ၿဖစ္ၿပီး၊ regular inspection အေနနဲ႔ ပံုမွန္စစ္ေဆးၿခင္းကို၊ ေဆာင္ရြက္ေပးရန္ လိုအပ္ပါတယ္။

အေရးႀကီးတဲ႔ boiler mountings ေတြကေတာ႔၊ safety valves, main steam valve, auxiliary stem stop valve, feed check valve or control valve, water level gauges, pressure gauge & connections, air release cock, sampling connection, blow down valve, scum valve, whistle stop valve, automatic feed water regulator, low alarm level, high alarm level, super heater circulating valves နဲ႔ soot blowers တို႔ၿဖစ္ပါတယ္။

'safety valves ကို boiler ရဲ႕ body မွာ အစံုလိုက္ (၂) လံုး တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ boiler အတြင္း steam pressure  ၿမင္႔တက္လာၿပီး၊ သတ္မွတ္ထားတဲ႔ setting pressure သို႔ေရာက္ရိွတဲ႔အခါ၊ safety valve အလိုအေလၽွာက္ပြင္႔ကာ steam ကို boiler ရဲ႕ ၿပင္ပသို႔၊ စြန္႔ထုတ္ၿခင္းၿဖင္႔ pressure ကိုေလၽွာ႔ခၽပါတယ္။ လက္ေတြ႔မွာ steam pressure ကို (4. 8 kg/ cm² ~ 5. 2 kg/ cm²) ခန္႔၊ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ၊ safety valve ရဲ႕ setting အား (7 kg/ cm²) ေလာက္မွာ ခၽိန္ညိွထားေလ႔
ရိွႀကပါတယ္။

'main steam valve' ကို 'main steam stop valve' လို႔လည္းေခါါၿပီး၊ non-return valve အမၽိဳးအစားၿဖစ္ပါတယ္။ boiler နဲ႔ အနီးဆံုးေနရာ steam ထြက္လာရာ လမ္းေႀကာင္းမွာ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ non-return valve အမၽိဳးအစားၿဖစ္တဲ႔ 'auxiliary steam stop valve' ကေတာ႔၊ 'main steam valve' ရဲ႕ အရံ spare valve ၿဖစ္ပါတယ္။

'feed check valve' ဟာ non-return valve အမၽိဳးအအစားၿဖစ္ၿပီး၊ အစံုလိုက္ (၂) လံုး တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ တလံုးကို main valve အၿဖစ္၊ အသံုးၿပဳကာ အၿခားတလုံးကိုုေတာ႔ auxiliary သို႔မဟုတ္ stand by valve အေနနဲ႔၊ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ feed check valves ေတြဟာ၊ boiler အတြင္းသိုု႔ feed water ေပးသြင္းတဲ႔ valve ေတြၿဖစ္ၿပီး၊ အဖြင္႔နဲ႔ အပိတ္ opened/ closed position အေနအအထားကို indicator ၿဖင္႔၊ ေဖာ္ၿပပါတယ္။ 

boiler drum အတြင္းမွ၊ 'ေရ' level အား၊ monitoring အၿဖစ္၊ ေဖာ္ၿပေပးမယ္႔ 'water level gauges' ေတြကိုလည္း၊ အစံုလိုက္ (၂) ခု တတ္ဆင္ထားသလို၊ boiler drum နဲ႔ super heater အတြင္းမွ steam pressure ပမာဏကို၊ အလြယ္တကူ ဖတ္ရွဳနိဳင္ရန္ 'pressure gauges' ေတြကိုလည္း၊ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ 

'scum valve' ကေတာ႔ boiler drum အတြင္းမွ၊ 'ေရ' မၽက္နွာၿပင္ရဲ႕ အထက္မွာ ရိွေနမယ္႔ impurities ေတြကို၊ ဖယ္ရွားတဲ႔အခါ အသံုးၿပဳရန္ တတ္ဆင္ထားတာ ၿဖစ္ပါတယ္။ အကယ္၍သေဘ္ာရဲ႕ whistle သို႔မဟုတ္ horn ကို steam whistle အေနနဲ႔ အသံုးၿပဳခဲဲ႔႔လၽွင္၊ steam supply ကိုေပးပို႔ရန္၊ 'whistle stop valve' အား၊ တတ္ဆင္ထားေလ့ရိွပါတယ္။

boiler ကိို အခၽိန္အေတာ္ႀကာ ရပ္တန္႔ၿပီးမွ၊ ၿပန္လည္ေမာင္းနွင္တဲ႔အခါနဲ႔ boiler အတြင္းမွ ေရေတြကို၊ drain အေနနဲ႔ ေဖာက္ခၽၿပီး၊ ၿပန္လည္ေမာင္းနွင္တဲ႔ အခါေတြမွာ၊ drum အတြင္းရိွ steam ေနရာမွာ၊ အစားထိုးေနရာယူေနတဲ႔ 'ေလ' ေတြကို၊ 'air released cock' မွတဆင္႔ ဖယ္ထုတ္ပါတယ္။ 

'sampling connection' ကိုတာ႔၊ boiler feed water ကို analysis လုပ္ရန္၊ 'ေရ' နမူနာ sample ရယူမယ္႔ ေနရာမွာ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ blow down valve ဟာ boiler အတြင္းမွ 'ေရ' သို႔မဟုတ္ 'steam' ကို၊ drain အေနနဲ႔ ေဖာက္ခၽတဲ႔အခါ၊ အသံုးၿပဳၿပီီး၊ boiler ရဲ႕ ေအာက္ေၿခနား ေနရာမွာ၊ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ 

'automatic feed water regulator' အား၊ boiler feed water line ရဲ႕ main feed check valve အနီးမွာ၊ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ sensor element ေတြကိုသံုးကာ water level နဲ႔ load ဆိုိုတဲ႔ steam pressure အနည္းအမၽားေပါါမူတည္ၿပီး၊ boiler သိုု႔ေပးသြြြင္းမယ္္႔ feed water အနည္းအမၽားကို၊ automatic feed water regulator မွ ခၽိန္ညိွေပးပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ 'automatic feed water regulator' မွ boiler drum ရဲ႕ water level ကိုု၊ control အေနနဲ႔ ထိမ္းညိွေပးတယ္လို႔၊ ဆိုုနိဳင္ပါတယ္။

Automatic Level Control Systems - oil fired drum type water tube boiler ေတြမွာ အသံုးၿပဳတဲ႔ 'automatic level control systems' ေတြကို On/ Off control system နဲ႔ Modulating control system ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။ Modulating control system မွာ Single element water level control, Two element water level control နဲ႔ Three element water level control တို႔အၿဖစ္၊ ထပ္မံခြဲၿခားကာ အသံုးၿပဳပါတယ္။

"On/ Off control system" -  water level sensing element အၿဖစ္၊ magnetic switch ကို၊ float level control element အေနနဲ႔ တတ္ဆင္ထားသလို၊ 'conductivity probe' လို႔ေခါါတဲ႔ 'capacitance probes' ေတြကိုလည္း၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ fixed switching levels လို႔ေခါါတဲ႔ feed water pump ရဲ႕ On/ Off function အတြက္၊ level probes (၂) စံုကို အသံုးၿပဳေလ့ရိွၿပီး၊ level probes ေတြမွတဆင္႔၊ On/ Off switching levels ကို၊ adjustment အေနနဲ႔၊ လိုအပ္သလုိ ခၽိန္ညိွေပးပါတယ္။

 

Fig. On/ Off control system

On/ Off control system ကို steam generation rate အေနနဲ႔ 5, 000 Kg / h သို႔မဟုတ္ 3 MW ခန္႔ ပမာဏထုတ္ေပးတဲ႔ boiler ေတြမွာသာ၊ တတ္ဆင္ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ On/ Off control system အသံုးၿပဳထားတဲ႔ automatic level control application မွာ၊ switching activated ၿဖစ္ရာမွ၊ feed water pump ရုတ္တရက္ 'ထ' လည္ၿပီး၊ 'cold' feed-water ဆိုတဲ႔ 'ေရေအး' ေတြကို၊ ၿမင္႔မားတဲ႔ relatively high flow-rate ၿဖင္႔၊ ေပးသြင္းလိုက္တဲ႔အတြက္၊ boiler အတြင္းမွ steam pressure ဟာ၊ ရုတ္တရက္ လၽွင္ၿမန္စြာ ကၽဆင္းသြားနိဳင္ပါတယ္။ 

burner ဟာ steam pressure အား၊ ထိန္းညိွနိဳင္ရန္ continuously vary အေနနဲ႔ အဆက္မၿပတ္လည္လိုက္၊ ရပ္လိုက္ အေနအထားၿဖင္႔ firing ဆိုတဲဲ႔ 'မီးထိုး' ၿခင္းကိိုု ေဆာာင္္ရြက္္ေပးေနမွာၿဖစ္သလို၊ burner controls ပိုင္းဆိုင္ရာ၊ အစိတ္အပိုင္းေတြမွာ wear and tear ဆိုတဲ႔ ပြန္းစား ပၽက္စီးမွဳေတြ၊ တိုေတာင္းတဲ႔ အခၽိန္အတိုင္္းအတာ တခုအတြင္း ၿဖစ္ပြားလာနိဳင္ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ boiler ရဲ႕ water drum မွာ temperature cycling ေတြေပါါေပါက္လာၿပီး၊ steam flow-rate ဟာ 'saw-tooth' type ပံုသ႑န္ၿဖင္႔ စီးဆင္းၿခင္းေႀကာင္႔  boiler ရဲ႕ 'efficiency' ကၽဆင္း သြားတတ္ပါတယ္။

"Modulating control system" - water level sensing element အၿဖစ္၊ float switch, capacitance probes နဲ႔ differential pressure cells ေတြကို၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ modulating control system မွာ feed water pump ဟာ ဆက္တိုက္မရပ္မနား continuously လည္ပတ္ေနၿပီး၊ feed water pump နဲ႔ boiler ႀကားမွာ တတ္ဆင္ထားတဲ႔ automatic feed water regulating valve မွတဆင္႔၊ လိုအပ္မယ္႔ steam demand အေပါါမူတည္ကာ၊ feed water flow-rate ကို control အေနနဲ႔ ထိမ္းညိွေပးပါတယ္။ 

Fig. Modulating control system

modulating control system ကို၊ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ၊ drum အတြင္းမွာ တည္ၿငိမ္တဲ႔ water level stability အား၊ ရရိွေစနိဳင္သလို၊ steam flow-rate ကိုလည္း၊ 'smooth' အေနနဲ႔ ေခၽာေမြ႔စြာ စီးဆင္းေစနိဳင္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ level control valve လို႔ေခါါတဲ႔ modulating valve ပိတ္သြားရာမွ၊ feed water pump မွာ အပူလြန္ၿပီး overheating မေပါါေပါက္ေစရန္၊ recirculation ဆိုတဲ႔ spill-back line ကို တတ္ဆင္ထားၿပီး၊ feed water pump မွာ၊ minimum flow-rate ၿဖင္႔၊ feed water အား စီးဆင္းေစပါတယ္။ recirculation အား  valve သို႔မဟုတ္ (5 mm ~ 7 mm) အရြယ္အစားရိွတဲ႔၊ orifice plate ကို၊ အသံုးၿပဳၿပီး ေဆာင္ရြက္ေစပါတယ္။  

ဒါ႔အၿပင္၊ modulating control system ကို၊ boiler feed-water pump ရဲ႕ speed အား၊ varying အေနနဲ႔ အတိုး၊ အေလၽွာ႔ေၿပာင္းလဲ လည္ပတ္ကာ၊ အသံုးၿပဳနိဳင္ပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ boiler water level sensing element  မွတဆင္႔၊ ရရိွလာတဲ႔ modulating signal ကို၊ electrical frequency controller လို႔ေခါါတဲ႔ variable frequency control drive တနည္းအားၿဖင္႔ VFD သို႔ေပးပို႔ကာ၊ feed-water pump motor ရဲ႕ speed အား၊ ေၿပာင္းလဲလည္ပတ္ေစၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ 

 

Fig. Recirculation of feedwater

variable speed drive feed-water pump ၿဖင္႔ တြဲဖက္တတ္ဆင္တဲ႔အခါ၊ with recirculation နဲ႔ without recirculation ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားအသံုးၿပဳနိဳင္ပါတယ္။ with recirculation application အၿဖစ္၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳရာမွာ steam demand အေနနဲ႔ boiler ရဲ႕ load နည္းေနစဥ္ကာလမွာ၊ feed water pump motor ဟာ၊ minimum speed ၿဖင္႔လည္ပတ္ေနၿပီး၊ recirculation line မွတဆင္႔ feed water ကို စီးဆင္းေစပါတယ္။ without recirculation application မွာေတာ႔ low boiler load ဆိုတဲ႔ steam demand မရိွတဲ႔အခါ၊ motor controller မွတဆင္႔ feed - water pump ကို၊ ရပ္တန္႔ထားပါတယ္။ feed - water pump ၿပန္လည္တဲ႔အခါ  frequency controller ဟာ၊ motor speed ကို rump-up အေနနဲ႔ တၿဖည္းၿဖည္း၊ တိုးၿမွင္႔ ယူသြားၿခင္းၿဖင္႔  power consumption ကို၊ ေလၽွာ႔ကၽသက္သာေစပါတယ္။

"Single element water level control" -  modulating control ရဲ႕ proportional control method ၿဖစ္ၿပီး၊ rated capacity အတြင္း အသံုးၿပဳမယ္႔၊  applications ေတြမွာ၊ majority အၿဖစ္၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳတဲ႔ control system လည္းၿဖစ္ပါတယ္။ proportional control ၿဖစ္တဲ႔အတြက္၊ low steaming rates ၿဖင္႔ အသံုးၿပဳေနစဥ္ water level ဟာ higher အေနနဲ႔ ၿမင္႔မားေနမွာ ၿဖစ္သလို၊ high steaming rates ၿဖင္႔ အသံုးၿပဳေနစဥ္မွာေတာ႔ lower အေနနဲ႔ နိမ္႔ကၽသြားရာမွတဆင္႔ water drum အတြင္း falling level control characteristic ေတြ၊ ၿဖစ္ေပါါလာနိိဳင္ပါတယ္။ 

boiler ကို rated capacity အတြင္း အသံုးၿပဳေနစဥ္၊ steam demand ကို၊ increase အေနနဲ႔႔ တိုးၿမွင္႔ အသံုးၿပဳလိုက္တဲ႔အခါ၊ boiler မွ steam pressure ဟာ၊ initial fall အေနနဲ႔ သိသိသာသာ၊ ထိုးကၽသြားၿပီး၊ control system မွတဆင္႔  burner firing rate အား ၿမင္႔တင္္ေပးမွာၿဖစ္္သလို၊ evaporation rate ဟာလည္း၊ ၿမင္႔တက္လာမွာၿဖစ္ပါတယ္။ evaporation rate ၿမင္႔တက္လာတဲ႔အတြက္၊ drum water အတြင္းမွာ၊ steam bubbles ေတြပိုမို၊ ေပါါေပါက္လာၿပီး၊ less dense အေနနဲ႔ 'ေရ' နဲ႔ အတူ အနည္းငယ္သာ ေရာေနွာေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။

steam demand ကို၊ ရုတ္တရက္ sudden load အေနနဲ႔ ပမာဏမၽားစြာ၊  အသံုးၿပဳလိုက္တဲ႔ အခါ၊ boiler မွ steam pressure ဟာလည္း၊  further reduced အေနနဲ႔ ထပ္မံ ကၽဆင္းသြားၿပီး၊ feed water ဟာ steam ေနရာမွာ flash in အၿဖစ္၊ တြန္းထိုးဝင္ေရာက္လာမွာ ၿဖစ္သလို၊ control system မွတဆင္႔  burner firing rate အား၊ maximum အထိ၊ ၿမင္႔တင္္ေပးလိုက္မွာ ၿဖစ္ပါတယ္။ တခၽိန္တည္းမွာ drum water အတြင္း၊ steam bubbles ေတြေၿမာက္မၽားစြာေပါါေပါက္လာၿပီး၊ steam ရဲ႕ density လည္း ကၽဆင္းသြားပါတယ္။ 

steam bubbles ေတြဟာ water mixture အၿဖစ္ 'ေရ' နဲ႔ေရာကာ ဖြဲ႔တည္ေနၿခင္းကို၊ 'swell' လို႔ေခါါပါတယ္။ swell ေႀကာင္႔ drum ရဲ႕ water level ၿမင္႔တက္လာသလို၊ level control detector မွ မွားယြင္းယူဆၿပီး၊  feed-water control valve အား၊ closed အေနအထားၿဖင္႔ 'ပိတ္' သြားေစပါတယ္။ အမွန္ေတာ႔  လိုအပ္လာတဲ႔ high steam demand ေႀကာင္႔၊ water drum အတြင္းသို႔ 'ေရ' ေပးသြင္းၿခင္းကို၊ ပိုမိုေဆာင္ရြက္ရမွာၿဖစ္ၿပီး၊ လက္ေတြ႔မွာေတာ႔ feed-water control valve 'ပိတ္' သြားၿပီး၊ 'ေရ' ေပးသြင္းၿခင္းအား၊ ရပ္တန္႔လိုက္ၿခင္းေႀကာင္႔ falling level ဆိုတဲ႔ drum water low level condition အေၿခအေန ေပါါေပါက္လာနိဳင္ပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ falling level control characteristic လို႔၊ ဆိုနိဳင္ပါတယ္။ falling level control characteristic ၿဖစ္ေပါါတတ္္တဲဲ႔႔အတြက္္ ေနာက္ပိုင္းမွာေတာ႔၊ single element water level control အစား၊ Two element water level control ကို၊ ေၿပာင္းလဲ အသံုးၿပဳလာႀကပါတယ္။

"Two element water level control" - first element အၿဖစ္ drum water မွ level signal နဲ႔ second element အၿဖစ္၊ steam flow meter မွ flow signal တို႔ကို၊ sensing element အၿဖစ္ အသံုးၿပဳထားပါတယ္။ steam flow meter ကို၊ boiler ရဲ႕ steam discharge line မွာ တတ္ဆင္ထားၿပီး၊ steam demand ကို၊ increase အေနနဲ႔႔ တိုးၿမွင္႔ အသံုးၿပဳရန္လိုအပ္မယ္႔ high steam loads condition အေၿခအေနမွာ၊ level controller set point ကို၊ steam flow meter မွ flow signal ၿဖင္႔၊ ၿမွင္႔တင္ေပးတဲ႔ control system ၿဖစ္ပါတယ္။

 

Fig. Two element boiler water level control

frequent သိို႔မဟုုတ္္ sudden changes ဆိုုတဲဲ႔႔ steam demand ကို၊ ရုတ္တရက္၊ ပမာဏမၽားစြာေၿပာင္္းလဲ အသံုးၿပဳရတဲဲ႔ application ေတြမွာ 'Two element boiler water level control' ကို၊ တတ္ဆင္္ထားေလ့ရိွပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္္႔႔ boiler ရဲ႕ rated capacity ထက္ (25 %) ခန္္႔ load အေၿပာင္္းအလဲရိိွတတ္တဲ႔ applications ေတြမွွာ၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳတယ္လို႔ ဆိိုနိိဳင္္ပါတယ္။

"Three element water level control" - first element အၿဖစ္ drum water မွ level signal နဲ႔ second element အၿဖစ္၊ steam flow meter မွ flow signal တို႔အၿပင္၊ third element အၿဖစ္ feed - water pump မွ boiler drum အတြင္္းသိိုု႔ ေပးသြင္းမယ္႔ feed water ရဲ႕ flow rate ကိုုပါ၊ sensing element အၿဖစ္ အသံုးၿပဳထားပါတယ္။ boiler ေတြကို အရည္အတြြက္ တလံုးထက္္ပိုၿပီး တတ္ဆင္ကာ၊ feed - water အား common တနည္းအားၿဖင္႔ 'pressurised ring main' အေနနဲ႔ ေပးသြင္းတဲ႔ applications ေတြမွွာ၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွွတဲ႔ control system လည္းၿဖစ္ပါတယ္။

boiler တလံုးးစီမွာ steam demand ေႀကာင္႔၊ water drum အတြင္းသို႔ 'ေရ' ေပးသြင္းရာမွာ၊ feed-water ring main အတြင္း၊ vary အေနနဲဲ႔ အေၿပာင္းအလဲေတြ ေပါါေပါက္လာတတ္ၿပီး၊ 'ေရ' ေပးသြင္းရန္လိုအပ္မယ္႔ boiler မွာတတ္ဆင္ထားတဲ႔ feed water ရဲ႕ flow rate signal မွတဆင္႔ automatic feed water regulating valve မွတဆင္႔၊ feed water flow - rate ကို control အေနနဲ႔ ထိမ္းညိွေပးပါတယ္။

'super heater circulating valves' ဟာ boiler ကို၊ စတင္ေမာင္းနွင္ၿပီး၊ initial warming  ေဆာင္ရြက္တဲ႔အခါ၊ steam flow အား control အေနနဲ႔ ထိမ္းညိွေပးသလို၊ air vent အၿဖစ္လည္းေဆာင္ရြက္ေပးပါတယ္။ soot blower ဟာ၊ boiler အတြင္းမွ wall, surface နဲ႔ tubes ေတြေပါါ တင္ရိွေနတဲ႔ soot ေတြနဲ႔ combustion deposit ေတြကို compressed air သို႔မဟုတ္ pressurized steam အား အသံုးၿပဳၿပီး၊ အၿပင္ဘက္သို႔ မွဳတ္ထုတ္ေပးပါတယ္။

water tube boilers ေတြကို fire tube boilers ေတြနဲ႔နိွဳင္းယွဥ္ႀကည္႔လၽွင္၊ 'ေရ' ပမာဏ အနည္းငယ္သာ၊ အသံုးၿပဳၿပီး၊ steam pressure ပမာဏ မၽာမၽား ရရိွ ေစရန္၊ ေဆာင္ရြက္ေပးနိဳင္တာ ေတြ႔ရပါတယ္။ မေတာ္တဆ မီးေလာင္ေပါက္ကြဲထြက္ၿခင္း ဆိုတဲ႔ 'accidents' ၿဖစ္ေပါါရန္၊ အခြင္႔အလမ္းလည္း၊ ပိုမၽားတဲ႔အတြက္၊ အထိမ္းအၿဖစ္ အထိုင္ 'mounting' မၽားကို ပိုမိုတတ္ဆင္ထားရန္ လိုအပ္ပါတယ္။ mounting ေတြကို shell plate အေပါါမွာအထိုင္ခၽကာ၊ တတ္ဆင္ထားတဲ႔အတြက္၊ boiler shell, mounting နဲ႔ fittings ေတြကို regular inspection အၿဖစ္၊ ဂရုစိုက္ကာ၊ စစ္ေဆးရန္လိုအပ္ၿပီး စစ္ေဆးရာမွာ

shell plate ေတြရဲ႕ internal နဲ႔ external မၽက္နွာၿပင္အက္ကြဲမွဳ crack,  corrosion wastage နဲ႔ deformation မၽားကိုစစ္ေဆးၿခင္း၊ အဓိကအေရးႀကီးတဲ႔ mounting ေတြကို boiler မွ၊ ၿဖဳတ္ကာ စစ္ေဆးၿခင္း၊ gauge glasses, safety valves, feed check valves ေတြနဲ႔ steam stop valves ေတြရဲ႕ corrosion, erosion, strength နဲ႔ correct operation အေၿခအေနမၽားကိုစစ္ေဆးၿခင္း၊ internal feeding နဲ႔ chemical injection  ေႀကာင္႔ pipeline ေတြမွာ၊ oxygen pitting ဆိုတဲ႔ oxidization ၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ သံေခၽးတက္ကာစားသြားတဲ႔ အခၽိဳင္႔ေတြနဲ႕ corrosion အေၿခအေနမၽားကို စစ္ေဆးၿခင္း၊ steam pipelines ေတြနဲ႔ drain pipeline ေတြကို 'တူ' ၿဖင္႔ 'ေခါက္' ကာ hammer test အေနနဲ႔ စစ္ေဆးၿခင္း၊ soot blower nozzles ေတြကို၊ correct sweep pattern အေနအထားမွာ၊ ရိွမရိွ စစ္ေဆးၿခင္း၊ air register ကို၊ စစ္ေဆးသန္႔ရွင္းၿခင္း၊ boiler manhole နဲ႔ manhole cover ကိုစစ္ေဆးၿခင္း၊ strained door studs ေတြ၊ stripped နဲ႔ slack nuts ေတြ၊ distorted dogs ေတြရဲ႕အေၿခအေနကို စစ္ေဆးၿခင္း၊ boiler နဲ႔ foundation structure attachment ေတြမွာ လံုေလာက္တဲ႔ expansion ရိွမရိွ၊ adequate provision for expansion နဲ႔ 'yield' သို႔မဟုတ္ bend and cracking  ဆိုတဲ႔ ေကြးေကာက္တြန္႔လိမ္ၿခင္းနဲ႔ အက္ကြဲမွဳအေၿခအေနကိုစစ္ေဆးၿခင္းနဲ႔ shell plating နဲ႔တြဲဆက္ထားတဲ႔ welding attachment ေတြၿဖစ္တဲ႔၊ cradles, feet နဲ႔ rolling stay lugs ေတြမွ အက္ကြဲမွဳ အေၿခအေနကို စစ္ေဆးၿခင္း အစရိွတာေတြကို ေဆာင္ရြက္ရပါတယ္။

Refractory Material - boiler ရဲ႕ furnace ဟာ fuel burning ေလာင္ကၽြမ္းၿခင္းေႀကာင္႔ အပူခၽိန္အၿမင္႔မားဆံုး လက္ခံ ရရိွတဲ႔ ေနရာၿဖစ္ပါတယ္။ furnace wall နံရံေတြကို၊ အပူခၽိန္ခံနိဳင္ေစရန္ တည္ေဆာက္ထားၿပီး၊ အသံုးၿပဳထားတဲ႔ material ကို 'refractory material' လို႔ခါါပါတယ္။ refractory material ဟာ၊ non-metallic materials ၿဖစ္ၿပီး၊ အပူခၽိန္ (538 ံ C) သို႔မဟုတ္ (1000 ံ F) အထိ ခံနိဳင္ရည္ ရိွကာ၊ boiler နဲ႔ incinerator ေတြရဲ႕ furnace ေတြမွာသာမက၊ reactors ေတြမွာလည္း ႀကားခံ lining အၿဖစ္ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ refractory materials ဟာ၊ ၿမင္႔မားတဲ႔အပူခၽိန္မွာ chemically and physically ဂုဏ္သတၱိေတြ ေၿပာင္းလဲမွဳမရိွရန္လိုအပ္သလို၊ boiler ရဲ႕ furnace မွာ၊ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ thermal shock ၊ thermal conductivity နဲ႔ thermal expansion တို႔ကိုခံနိဳင္ရည္ရိွရန္ လိုအပ္ပါတယ္။

 

Fig. Refractory material in boiler furnace

ေယဘုယၽအားၿဖင္႔ refractory materials ကို 'alumina' လို႔ေခါါတဲ႔ aluminium oxides, silicon နဲ႔ magnesium တို႔မွ တဆင္႔ေရာစပ္ထုတ္လုပ္ကာ၊ calcium oxide အနည္းငယ္ပါဝင္သလို fireclays လည္း ေရာစပ္ပါဝင္ေလ႔ရိွပါတယ္။ တခၽိဳ႕ေနရာေတြမွာေတာ႔၊ လိုအပ္ခၽက္အရ zirconia ဆိုတဲ႔ refractories အမၽိဳးအစားကို အသံုးၿပဳပါတယ္။ silicon carbide နဲ႔ graphite ကို လည္းထည္႔သြင္းအသံုးၿပဳေလ့ရိွၿပီး၊ oxygen နဲ႔ မထိေတြ႔ရတဲ႔ furnace ေတြ၊ အတြက္သာ ရည္ရြယ္ထုတ္လုပ္ပါတယ္။

refractories အမၽိဳးအစားေတြကို chemical composition အရခြဲၿခားတဲ႔အခါ၊ RO₂ group ဆိုတဲ႔ Ex- silica (SiO₂), 'acidic refractories' group ဆိုတဲ႔ Zirconia (ZrO₂), R₂O₃ group ဆိုတဲ႔ alumina (Al₂O₃), 'neutral refractories' group ဆိုတဲ႔ chromia ( Cr₂O₃) နဲ႔ carbon, RO group ဆိုတဲ႔ magnesia (MgO) ဆိုၿပီးေတြ႔ရပါတယ္။ ထုတ္လုပ္ပံုနည္းလမ္း method of manufacture အရ dry press process, fused cast, hand molded, normal formed, fired formed, chemical bonded formed နဲ႔ un-formed ဆိုၿပီးေတြ႔ရပါတယ္။ physical form ပံုသဏ႖န္အေနနဲ႔ကေတာ႔ shaped နဲ႕ unshaped ဆိုၿပီးသာေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။

 Fig. (A) -  Firebricks refractory (shaped), (B) - Mouldable refractory (unshaped)

'mouldable refractory' ကိို၊ direct exposure to radiant heat ဆိုတဲ႔ flame နဲ႔တိုက္ရိုက္ထိေတြ႔မယ္႔ ေနရာေတြမွာ အသံုးၿပဳပါတယ္။ အသံုးမၿပဳခင္ အမွဳန္႔ၿဖစ္ သြား ေစရန္၊ pounded အေနနဲ႔ ထုေထာင္းၿပီးမွ " မံ " ပါတယ္။ 'castable refractory' ဟာ၊ အေဆာက္အဦးေဆာက္တဲ႔ေနရာမွာ၊ အသံုးၿပဳတဲ႔ ဘိလပ္ေၿမကဲ႔သို႔ 'အမွဳန္႔' ၿဖစ္ၿပီး၊ water walls  ရဲ႕ အေနာက္ဖက္နံရံေတြ တနည္းအားၿဖင္႔ flame နဲ႔တိုက္ရိုက္ထိေတြ႔ မွဳမရိွမယ္႔၊ ေနရာေတြမွာ အသံုးၿပဳပါတယ္။ 'plastic chrome core refractory' ကိုေတာ႔ studded water walls လိုေနရာေတြမွာ၊ အသံုးၿပဳပါတယ္။ plastic chrome core refractory ဟာ၊ အလြန္ၿမင္႔မားတဲ႔ အပူခၽိန္ကို ခံနိဳင္ေပမယ္႔၊ mechanical strength အလြန္နည္းပါးပါတယ္။ steel studs ေတြထဲသို႔ ထုေထာင္းထည္႔ၿပီး၊ tube ေတြနဲ႔  welded ေတြကို တြဲဆက္ရန္အသံုးၿပဳပါတယ္။ addition strength ရေစဖို႔ tube အေပါါ" မံ" ထားတဲ႔၊ refractory နဲ႔ တြဲဆက္ထားၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ 

refractory "မံ" တဲ႔အခါ၊ thermal expansion ေႀကာင္႔ ၿပန္႔ထြက္လာရန္ ေနရာ အနည္းငယ္ခၽန္ေပးရပါတယ္။ ေနရာမခၽန္ထားတဲ႔အခါ undue stresses ေႀကာင္႔၊ attachment ေနရာေတြ အက္ကြဲတတ္ပါတယ္။ refractory "မံ" ၿပီး တဲ႔အခါ၊ ဆက္တိုက္မီးထိုးၿပီး steam pressure မတင္သင္႔သလို၊ အသစ္ "မံ" ထားတဲ႔ refractory ေတြဟာ၊ thermal stress ေႀကာင္႔ အက္ကြဲတတ္တဲ႔အတြက္ boiler ကို ေမာင္းလိုက္ ရပ္လိုက္လုပ္ကာ မီးထိုးသင္႔ပါတယ္။

boiler shut down အေနနဲ႔ အသံုးမၿပဳပဲ လံုးဝရပ္တဲ႔အခါ၊ post - purging period ၿပီးဆံုးခၽိန္မွာ၊ air damper ကိုလည္း တၿပိဳင္တည္း လိုက္ပိတ္ရန္လိုအပ္ပါတယ္။ အကယ္၍ damper မပိတ္တဲ႔အခါ၊ ၿပင္ပမွဝင္လာတဲ႔ cold air impingement  ေလေအးနဲ႔  မီးထိုးၿပီးစ furnace ထဲမွ၊ hot refractory တို႔ထိေတြ႔ၿပီး၊ 'surface flaking' လို႔ေခါါတဲ႔ refractory မၽက္နွာၿပင္အဖတ္လိုက္ကြာကၽမွဳ တနည္းအားၿဖင္႔ 'spalling'  ေတြ ၿဖစ္ေပါါလာနိဳင္ပါတယ္။ spalling ဟာ refractory wall ရဲ႕ thickness အထူကို ေလၽွာ႔ပါးေစပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ flame impingement နဲ႔ တိုက္ရိုက္ထိေတြ႔မွဳေႀကာင္႔ carbon deposit ေတြ၊ refractory အႀကားစိမ္႔ဝင္ရာမွ၊ spalling ၿဖစ္ေပါါတတ္ ပါတယ္။ fuel မွာပါဝင္တဲ႔  vanadium နဲ႔ sodium salts ေတြေႀကာင္႔လည္း၊ refractory molten slag အၿဖစ္ အတံုးလိုက္ ကြာကၽတတ္ၿပီး၊ refractory wall ရဲ႕ thickness အထူကို ေလၽွာ႔ပါးေစတတ္ပါတယ္။

boiler ကို firing အေနနဲ႔ 'မီးထိုး' တဲ႔အခါ flame နဲ႔ flue gas ေတြ furnace wall မွ၊ အၿပင္သို႔၊ ထြက္မသြားေစရန္  refractory material ၿဖင္႔ "မံ" ထားတာၿဖစ္ပါတယ္။ ဒါေပမယ္႔ furnace wall နံရံေတြမွာ၊ refractory materials ေတြကို " မံ " ၿပီးသံုးတဲ႔ အခါ၊ spalling ဆိုတဲ႔ မၽက္နွာၿပင္ အဖတ္လိုက္ကြာကၽမွဳနဲ႔ molten slag ဆိုတဲ႔ အတံုးလိုက္ကြာကၽ မွဳေတြေႀကာင္႔၊ မႀကာခဏ ၿပန္လည္ၿပီး re-install အေနနဲ႔ "မံ" ေပးရန္ လိုအပ္ပါတယ္။ အထူးသၿဖင္႔ vertical walls ေဒါင္လိုက္နံရံမွာ၊ ကြာကၽမွဳေတြပိုမို ၿဖစ္ေပါါေလ့ရိွပါတယ္။

boiler ဟာ၊ furnace အတြင္း  ေလာင္စာေတြကို အၿပည္႔အဝေလာင္ကၽြမ္းေစၿပီး၊ အပူဓါတ္ဆိုတဲ႔ 'heat' အား၊  ၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ ေလာင္ကၽြမ္းမွဳေႀကာင္႔ရလာတဲ႔ အပူကို၊ 'ေရ' ထည္႔သြင္းထားတဲ႔ tube ေတြထံသို႔  heat transfer အေနနဲ႔၊ အပူစီးကူးေစၿပီး steam အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲယူၿခင္းၿဖစ္ကာ၊ ရရိွလာတဲ႔အပူမွာ ဆံုးရံွဴးမွဳမၿဖစ္ေပါါေစရန္၊ 'ေရ' ထည္႔သြင္းထားတဲ႔ tube ေတြရဲ႕ နံရံ တနည္းအားၿဖင္႔ water wall ေတြရဲ႕ အေရွ႕ဖက္နံရံနဲ႔ အေနာက္ ဖက္နံရံေတြမွာပါ၊  refractory material ေတြနဲ႔ "မံ" ထားရပါတယ္။  major heat loss ဆိုတဲ႔၊ အပူရိွန္ေကာင္းေကာင္းလံုေလာက္စြာ မရရိွၿခင္းဟာ refractory material ကို ဂရုတစိုက္နဲ႔ ပံုမွန္စစ္ေဆးၿပီး၊ လိုအပ္သလို ၿပဳၿပင္ထိန္းသိမ္းမွဳေတြကို မေဆာင္ရြက္ခဲ႔ၿခင္းေႀကာင္႔ၿဖစ္ပါတယ္။ ေနာက္ပိုင္းမွာ refractory materials ေတြကို furnace wall မွာ အသံုးၿပဳစရာမလိုတဲ႔ arrangements ေတြ အသံုးၿပဳလာတာေတြ႔ရပါတယ္။ refractory materials အစားထိုး၊ arrangements ေတြကို 'tangent tube arrangement' နဲ႔ 'mono-wall' သို႔မဟုတ္ 'membrane wall arrangement' ဆိုၿပီး ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။

"Tangent Tube Arrangement" - မီးေလာင္ခန္းနံရံ furnace wall အၿဖစ္ လံုးပတ္ေသးငယ္တဲ႔ ပိုက္လံုး tube ေတြကို close pitched အေနအထားၿဖင္႔၊ boiler casing မွာ၊ တခုနဲ႔တခု ထိကပ္ေနေအာင္၊ အလၽွားလိုက္ စီတန္းေနရာခၽၿပီး၊ အၿပင္ဖက္မွ၊ refractory material ၿဖင္႔ "မံ" ကာ၊ boiler casing အၿပင္ဖက္မွာေတာ႔ insulation အလြွာနဲ႔၊ outer casing တို႔ၿဖင္႔ ထပ္မံဖံုးအုပ္ထားတဲ႔ arrangement ၿဖစ္ပါတယ္။ refractory material ၿဖင္႔ အၿပင္ဖက္မွ "မံ" ထားတဲ႔ close pitched tubes အလြွာကို၊ inner casing အၿဖစ္၊ သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။

Fig. (A) - Tangent Tube Arrangement, (B) -  Inner casing, insulation & Outer casing

အကယ္၍ အပူရိွန္ေႀကာင္႔ tube ေတြမွာ leakage အေနနဲ႔ 'ေရ' ယိုစိမ္႔မွဳေပါါေပါက္ခဲ႔လၽွွင္ အၿပင္ဖက္မွ၊ "မံ" ထားတဲ႔ refractory material အလြွာေတြကို၊ ခြာထုတ္ကာ ၿပင္ဆင္ရတဲ႔အတြက္၊ ခက္ခဲတဲ႔ အလုပ္ၿဖစ္ပါတယ္။ leakage ၿဖစ္ေပါါေနတဲ႔ tube ကို၊ အတိအကၽရွာေဖြ သိနိဳင္ခဲ႔လၽွင္၊ ယာယီၿပင္ဆင္မွဳ အၿဖစ္၊ 'ေရ' ယိုစိမ္႔ေနတဲ႔ tube ရဲ႕ အစအဆံုး နွစ္ဖက္စလံုးမွ၊ plugged ပိတ္ကာ refractory material  ၿဖင္႔ အတြင္း၊ အၿပင္ထပ္မံ "မံ" ေပးရန္၊ လိုအပ္ပါတယ္။

"Mono-wall သို႕မဟုတ္ Membrane Wall Arrangement" - tubes ေတြကို boiler casing မွာ အလၽွားလိုက္ စီတန္းေနရာခၽထားၿပီး၊ မီးေလာင္ခန္းမွ flu - gas ေတြ tubes ေတြႀကားမွ၊  ယိုစိမ္႔စိမ္႔ထြက္မသြားေစရန္၊  steel strip ေတြကို အသံုးၿပဳၿပီး၊ ဂေဟသား welding ၿဖင္႔ tube ေတြနဲ႔၊ ခၽိတ္ဆက္ကာပိတ္ထားပါတယ္။ အၿပင္မွ insulation ထပ္မံကာရံၿပီး၊ 'cleading' ဆိုတဲ႔ သံၿပားအလြွာနဲ႔ ဖံုးအုပ္ထားပါတယ္။ 

 Fig. (A) - Membrane Wall Arrangement, (B) - longitudinal 2 - drum, D - type chamber combustion structure with membrane cooling tube wall

membrane wall arrangement ရဲ႕ အားသာခၽက္ကေတာ႔ refractory material ေတြကို၊ ထူထပ္စြာ ဖံုးအုပ္ထားၿခင္း မရိွတဲ႔အတြက္၊ အပူရိွန္ေႀကာင္႔ tube ေတြမွာ leakage အေနနဲ႔ 'ေရ' ယိုစိမ္႔မွဳေပါါေပါက္ခဲ႔လၽွွင္၊ အလြယ္တကူ ရွာေဖြေတြ႔နိဳင္ၿပီး၊ ယာယီၿပင္ဆင္မွဳအၿဖစ္၊ 'ေရ' ယိုစိမ္႔ေနတဲ႔ tube ရဲ႕ အစအဆံုး နွစ္ဖက္စလံုးမွ၊ plugged ပိတ္ရံုနဲ႔တင္၊ လံုေလာက္ပါတယ္။ 

 Fig. Calcium silicate boiler insulation asbestos

boiler မွာ insulation အေနနဲ႔၊ silicate material ေတြမွတဆင္႔ ထုတ္ယူထားတဲ႔၊ 'asbestos' ေတြကို အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ အပူခံအတားအဆီးအၿဖစ္သံုးတဲ႔ silicate material asbestos ေတြဟာ၊ အေရၿပားနဲ႔ ထိမိလၽွင္ ယားယံတတ္သလို၊ ယားလို႔ ကုတ္တိုင္း အသားထဲသို႔ စူးသထက္စူး၊ စိုက္သထက္စိုက္ကာ၊ ေသြးထြက္လာတဲ႔ အထိ ဒုကၡေပးတတ္သလို၊ silicate allergy အေနနဲ႔ ဓါတ္မတည္႔ခဲ႔လၽွင္ေတာ႔၊ အနာေတြပါၿဖစ္လာတတ္ပါတယ္။ အသက္ရွဴလမ္းေႀကာင္းထဲကို၊ ဝင္သြားခဲ႔လၽွင္ အဆုတ္ကင္ဆာေရာဂါ ၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။

Possible Defects in Boiler Furnace - boiler ရဲ႕ မီးေလာင္ခန္း furnace ေတြ၊ အဓိကပၽက္စီးရတဲ႔ အေႀကာင္းေတြကေတာ႔ အပူရိွန္လြန္ကဲၿခင္း overheating,  direct flame impingement ဆိုတဲ႔ 'မီးေတာက္' ဟာ မီးေလာင္ခန္းနံရံ fire wall အား၊ တိုက္ရိုက္ ထိေတြ႔ၿခင္းေႀကာင္႔ ေၿခာက္ေသြ႔အက္ကြဲၿခင္းနဲ႔ နက္ရိွဳင္းစြာ အက္ကြဲၿခင္း dry & deep crack တို႔အၿပင္ corrosion ေႀကာင္႔ ပၽက္စီးရၿခင္း တို႔ၿဖစ္ပါတယ္။

"Overheating" - furnace crown နံရံေတြ၊ ပံုပၽက္တြန္႔လိမ္သြားေလာက္တဲ႔အထိ ၿဖစ္ေပါါတတ္ၿပီး၊ vertical boiler ေတြမွာ 'ဆီအညစ္အေႀကး' sludge ေတြ၊ စုပံုေလာင္ကၽြမ္းၿခင္းမွ ေပါါေပါက္ပါတယ္။ overheating ေႀကာင္႔၊ thermal နဲ႔ mechanical stress ေတြ ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ furnace နဲ႔ shell ကို တြဲဆက္ထားတဲ႔ ဂေဟသားအဆက္မွာ၊ အက္ကြဲမွဳ welding seam crack ေတြၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။ boiler စတင္ေမာင္းနွင္ၿခင္း၊ ရပ္တန္႔ၿခင္းေတြကို၊ စနစ္တကၽ မေဆာင္ရြက္ခဲ႔ ရာမွလည္း  thermal နဲ႔ mechanical stress ေတြၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။

"Direct flame impingement" - burner နဲ႔႔ မၽက္နာၿခင္းဆိုင္နံရံကို၊ ပံုပၽက္တြန္႔လိမ္သြားေစၿပီး၊ မီးေတာက္ 'flame' ၿဖင္႔ တိုက္ရိုက္ထိေတြ႔ၿခင္းေႀကာင္႔ ၿဖစ္ေပါါရပါတယ္။

"Dry & Deep crack" - scaling ဆိုတဲ႔၊ ေရခၽိဳးေတြဟာ tube အတြင္းမွာ အလြွာတခုကဲ႔သို႔ ဖံုးအုပ္ေနၿပီး၊ tube နဲ႔ flame တို႔ တိုက္ရိုက္ထိေတြ႔တဲ႔အခါ  dry & deep crack ဆိုတဲ႔ ေၿခာက္ေသြ႔အက္ကြဲၿခင္းနဲ႔  နက္ရိွဳင္းစြာအက္ကြဲၿခင္းေတြ၊ ၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။ အလားတူပဲဲ tube အတြင္းမွာ၊ circulating water ရဲ႕flow ဟာ အေႀကာင္းတစံုတခု ႀကာင္႔  ေနွးေကြးသြားခဲ႔လၽွင္လည္းၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။ အက္ကြဲမွဳ crack ဟာ furnace ရဲ႕ entrance အဝ၊ အေပါါပိုင္း upper side နဲ႔ tube wall နံရံေတြ မွာၿဖစ္ေပါါေလ႔ရိွပါတယ္။ အမၽိဳးအစားမတူတဲ႔ indifferent feed water 'ေရ' ကိုမႀကာခဏ ေၿပာင္းလဲ သံုးစြဲၿခင္းေႀကာင္႔လည္း furnace crown နံရံေတြမွာ အခၽိဳင္႔ pitting ေတြ ၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။

"Corrosion" - boiler ရဲ႕ furnace နဲ႔ ဆက္စပ္ေနတဲ႔ shell plates ေတြမွာ သံေခၽးစားၿခင္း corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳ ပိုမၽားတာကိုေတြ႔ရပါတယ္။

coal fired boiler ဆိုတဲ႔၊ ေကၽာက္မီးေသြး coal ကို ေလာင္စာအၿဖစ္ အသံုးၿပဳတဲ႔ boiler ေတြရဲ႕ furnace အရြယ္အစား၊ oil fired boiler ဆိုတဲ႔ fuel oil ကို ေလာင္စာအၿဖစ္ အသံုးၿပဳတဲ႔ boiler ေတြရဲ႕ furnace အရြယ္အစားနဲ႔ gas fired boiler ဆိုတဲ႔ ဓါတ္ေငြ႔ gas ကို ေလာင္စာအၿဖစ္ အသံုးၿပဳတဲ႔ boiler ေတြရဲ႕ furnace အရြယ္အစားေတြဟာ တခုနဲ႔ တခုကြာၿခားပါတယ္။ boiler capacity ၿခင္းတူေပမယ္႔၊ coal fired boiler furnace ဟာ oil fired boiler ရဲ႕ furnace အရြယ္အစားထက္ (၂၅ %) မွ (၃၀ %) ခန္႔ ပိုမိုႀကီးမားပါတယ္။

အပူရိွန္ရရိွေစရန္ ေကၽာက္မီးေသြးအား၊ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ ေလာင္စာဆီကို အသံုးၿပဳတာထက္ အခၽိန္ပိုႀကာပါတယ္။ ဒါေပမယ္႔ၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔ မီးေတာက္ flame ရဲ႕ အပူရိွန္ကေတာ႔ oil fire burner မွရရိွတဲ႔ flame အပူရိွန္ထက္ ပိုမၽားၿပီး၊ (၁၇၀၀  ံC) ပါတ္ဝန္းကၽင္ခန္႔ရိွပါတယ္။ မီးေတာက္ရဲ႕ အပူရိွန္ဟာ furnace မၽက္နွာၿပင္ဧရိယာ အေတာ္မၽားမၽားသို႔ ၿပန္႔နံွေရာက္ရိွ ၿပီး၊ ေကၽာက္မီးေသြးကို ေလာင္စာအၿဖစ္ အသံုးၿပဳတဲ႔ အတြက္၊ ေကၽာက္မီးေသြးၿပာ coal ash ေတြ ကၽြင္းကၽန္ရစ္ခဲ႔မွာၿဖစ္သလို၊ ash ေတြဟာ မီးေလာင္ခန္းနံရံ furnace wall ေတြမွာ စုပံုကပ္ေနခဲ႔လၽွင္ အပူစီးကူးမွဳစြမ္းရည္ heat transfer efficiency ကို ကၽဆင္းေစနိဳင္ပါတယ္။

coal fired boiler ေတြရဲ႕ furnace ေအာက္ေၿခမွာ ash ေတြ စုပံုကၽဆင္းေစရန္ တည္ေဆာက္ထားၿပီး၊ ash ေတြကို ဆြဲယူထုတ္လို႔ရေအာင္ arrangement အေနနဲ႔ စီမံ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ oil fired boiler နဲ႔ gas fired boiler ေတြရဲ႕ furnace ေအာက္ေၿခဟာ coal fired boiler ေတြရဲ႕ furnace ေအာက္ေၿခပံုသ႑န္နဲ႔ မတူပဲ၊ flat အေနနဲ႔ ၿပန္႔ၿပဴးေနတာကို ေတြ႔ရပါလိမ္႔မယ္။ oil fire burner မွ flame emissivity ဟာ coal fired boiler မွ flame ထက္ ပိုၿပင္းပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ ေလာင္စာဆီေလာင္ကၽြမ္းသြားၿပီးတဲ႔အခါ ash မကၽန္ရစ္ခဲ႔တဲ႔အတြက္ 'near zero % Ash' ရယ္လို႔ေခါါဆိုနိဳင္ပါတယ္။ gas fired boiler ေတြရဲ႕ furnace ကေတာ႔၊ oil fired boiler ေတြရဲ႕ furnace ထက္ စာလၽွင္၊ ပိုမိုသန္႔ရွင္းၿပီး၊ heat loading ကို ပိုမိုခံနိဳင္ေအာင္ တည္ေဆာက္ထားတာ ေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။

 

Reference and image credit to : Steam Engineering Tutorials.,

Remark : All publications and images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.

"Oil Fired Drum Type Water Tube Boiler နဲ႔ Burner Operation Sequence"

oil fired drum type water tube boiler ေတြရဲ႕ burner operation sequence ကို၊ pre - purging period, ignition period, operating period နဲ႔ post - purging period ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားသတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။

 

Fig. Boiler Fuel Oil Supply System

boiler ရဲ႕ fuel oil system မွာ၊ fuel oil pump, fuel oil heater,  fuel oil duplex filters နဲ႔ fuel oil burner တို႔ပါဝင္ပါတယ္။ သေဘ္ာ boiler ေတြမွာ အသံုးၿပဳတဲ႔ fuel oil ကေတာ႔ 'residual low-grade fuel oil' ေတြၿဖစ္ပါတယ္။ fuel oil pump ဟာ၊ boiler fuel oil service tank အတြင္းမွ၊ fuel ေတြကို၊ burner သို႔ ပို႔ေပးတဲ႔ gear pump ၿဖစ္ၿပီး၊ individual အေနနဲ႔ သီးသန္႔တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ 

 

Fig. force draft fan with attached fuel  pump

residual low-grade fuel oil ကို၊ အသံုးမၿပဳပဲ MGO လို႔ေခါါတဲ႔ marine gas oil ကိုသာ၊ အသံုးၿပဳတဲ႔ boiler ေတြမွာေတာ႔၊ forced draft fan ရဲ႕ shaft ဝင္ရိုးမွာ direct coupling အေနနဲ႔၊ ခၽိတ္ဆက္ကာ၊ fan နဲ႔ အတူလိုက္ပါ လည္ပတ္ေနမယ္႔ fuel pump ကို၊ အသံုးၿပဳပါတယ္။ boiler စတင္ေမာင္းနွင္တဲ႔ pre-purging period မွာ burner သို႔ fuel oil မေရာက္ရိွေစရန္၊ fuel oil return line မွာတတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ normally closed solenoid valve ကိုပြင္႔ေစၿပီး၊ service tank သို႔ၿပန္လည္ေပးပို႔ ပါတယ္။

residual low-grade fuel oil ကို၊ အသံုးၿပဳတဲ႔ boiler ေတြမွာ၊ fuel oil heater ကို တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ fuel oil heater ဟာ၊ fuel oil service tank မွာ၊ အပူေပးၿပီးသားၿဖစ္တဲ႔ fuel oil ဟာ၊ viscous အေနနဲ႔ ေစးပၽစ္ေနဆဲ ၿဖစ္ခဲ႔လၽွင္၊ ေစးပၽစ္မွဳ ကၽဆင္းေစရန္၊ တနည္းအားၿဖင္႔ temperature တက္လာေစရန္ ထပ္မံအပူေပးတဲ႔၊ electric heater ၿဖစ္ပါတယ္။ fuel oil duplex filters ကေတာ႔၊ duplex fine mesh filters ေတြၿဖစ္ၿပီး၊ အပူေပးထားတဲ႔ fuel oil ရဲ႕ temperature ကို ခံနိဳင္ရည္ရိွပါတယ္။ fuel Oil burner ဟာ boiler ကို မီးထိုးေပးတဲ႔ အဓိက အစိတ္အပိုင္းၿဖစ္ၿပီး၊ pressure jet burner, rotary cap burner, steam blast jet burner, gas burner နဲ႔ dual fuel burner ဆိုၿပီး၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

Pressure jet burner - fuel oil pressure ကို (7 ~ 15) Bar ပမာဏခန္႔ အသံုးၿပဳထားၿပီး၊ pressurized tube ရဲ႕အဆံုးမွာ orifice တတ္ဆင္ထားကာ၊ "ဆီ" ေတြကို၊ ပန္းထုတ္ေပးပါတယ္။ orifice တတ္ဆင္ထားၿခင္းေႀကာင္႔ furnace မွာ "ဆီ" pressure ေလၽွာ႔ကၽသြားၿပီး၊ atomization ၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ 'P' ဆိုတဲ႕ pressure နဲ႔ 'F' ဆိုတဲ႔ flow rate တို႔ရဲ႕ " √P ∝ F " ဆိုတဲ႔ ဆက္သြယ္ခၽက္အရ၊ fuel oil ရဲ႕ flow rate ကို (50 %) ခန္႔ ေလၽွာ႔ခၽလိုက္တဲ႔အခါ၊ atomization ကိုလည္း (၂၅ %) ခန္႔ ေလၽွာ႔ကၽသြားေစနိဳင္ပါတယ္။

 

Fig.  Pressure jet burner

pressure jet burner နဲ႔ nozzle အသံုးၿပဳထားတဲ႔ အၿခား burner ေတြကို၊ နိွဳင္းယွဥ္ႀကည္႔တဲ႔အခါ၊ turn-down ratio အေနနဲ႔  (2 : 1) ခန္႔ ကြာၿခားတာ ေတြ႔ရပါတယ္။ pressure jet burner ေတြဟာ ၿပဳၿပင္ထိမ္းသိမ္းမွဳ လြယ္ကူစြာေဆာင္ရြက္နိဳင္ၿခင္းနဲ႔ ေစၽးသက္သာၿခင္းစတဲ႔၊ အားသာခၽက္ေတြရိွသလို၊ "ဆီ" မသန္႔ခဲ႔လၽွင္ "ဆီ" မွာ ေရာပါဝင္လာတတ္တဲ႔ debris ဆိုတဲ႔ အစအနေလးေတြေႀကာင္႔၊ အလြယ္တကူ ပိတ္ဆို႔သြားတတ္တဲ႔ အားနည္းခၽက္လည္း ရိွတဲ႔အတြက္၊ ဆီစစ္ဇကာအစိတ္ fine mesh strainer ေတြတတ္ဆင္ၿပီး သံုးသင္႔ပါတယ္။ 

Rotary cap burner - central tube မွတဆင္႔ ဝင္ေရာက္လာတဲ႔ "ဆီ" ဟာ၊ လည္ပတ္ေနတဲ႔ rotating cone အတြင္းသုိ႔ ဝင္ေရာက္သြားကာ၊ centrifugal force ရဲ႕သက္ေရာက္မွဳေႀကာင္႔၊ cone နံရံေတြကို ရိုက္ခတ္ၿပီး၊ မူလ oil film ေတြထက္၊ ပိုမိုေသးငယ္ပါးလြွာတဲ႔ oil film ေတြအၿဖစ္ ၿပိဳကြဲသြားႀကပါတယ္။

 

Fig.  Rotary cap burner 

ၿပိဳကြဲထြက္သြားတဲ႔ oil film ေတြဟာ၊ fine spray အေနနဲ႔  atomization pressure ၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ atomization မွာ turn-down ratio အေနနဲ႔ ပိုမို ေကာင္းမြန္လာၿပီး၊ အသံုးၿပဳတဲ႔ "ဆီ" ေႀကာင္႔  block အေနနဲ႔ ပိတ္ဆို႔မွဳ မၿဖစ္ေပါါနိဳင္ၿခင္းဆိုတဲ႔ အားသာခၽက္ရိွသလို၊ ၿပဳၿပင္ထိမ္းသိမ္းမွဳကို အလြယ္တကူ မေဆာင္ရြက္နိဳင္ၿခင္းနဲ႔ ေစၽးနံွဳးႀကီးၿမင္႔ၿခင္းစတဲ႔ အားနည္းခၽက္ေတြလည္းရိွပါတယ္။ 

Gas burner - fuel အစား gas နဲ႔ ေလ ကိုေရာေနွာလြွတ္ကာ၊ ေလာင္ကၽြမ္းေစတဲ႔ gas burner ေတြကို၊ low pressure gas burner နဲ႔ high pressure gas burner ဆိုၿပီး၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

Fig. Low pressure gas burner

low pressure gas burner မွာ gas pressure အေနနဲ႔ (2.5 ~10 mBar) ခန္႔ကို၊ အသံုးၿပဳထားၿပီး၊ boiler ရဲ႕ output ဟာအမၽားဆံုး၊ 1 MW ေလာက္သာရိွပါတယ္။ low pressure gas burner ေတြမွာ၊ needle valve တတ္ဆင္ထားတဲ႔ venturi device ကို အသံုးၿပဳထားပါတယ္။ high pressure gas burner ေတြမွာ gas pressure အေနနဲ႕ (12 ~ 175 mBar) ခန္႔ကို၊ အသံုးၿပဳထားၿပီး၊ nozzles ေတြကို၊ တတ္ဆင္ အသံုးၿပဳထားပါတယ္။

Dual fuel burner - boiler ကို စတင္ေမာင္းတဲ႔အခါ၊ FD fan အရင္ဆံုး လည္ပတ္ပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ 'pre - purging period' ရဲ႕ အစလည္း ၿဖစ္ပါတယ္။ ယခင္ boiler မီးထိုးစဥ္ကာလမွ flue gas ေတြ ႀကြင္းကၽန္ေနခဲ႔ပါက၊ ignition period မွာ ၿဖစ္ေပါါလာမယ္႔ flame နဲ႔ ထိေတြ႔ၿပီး၊ back fire ဆိုတဲ႔ explosion ၿဖစ္နိဳင္တဲ႔အတြက္၊ flue gas ေတြကို၊ ကုန္စင္သြားေစရန္ FD Fan ကို အသံုးၿပဳၿပီး ဖယ္ရွားၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။

 

Fig. Dual fuel single package burner

Pre - purging period - ရဲ႕အဓိကရည္ရြယ္ခၽက္ဟာ၊ flue gas ေတြကို ဖယ္ရွားၿခင္း ၿဖစ္တဲ႔အတြက္၊ FD fan စတင္လည္ပတ္တာနဲ႕ furnace အတြင္းသို႔၊ ၿပင္ပေလ ဝင္ေရာက္လာနိဳင္ေစရန္ burner damper flap အား၊ fully open အေနအထားၿဖင္႔ ဖြင္႔ေပးထားပါတယ္။ အခၽိဳ႕ boiler ေတြမွာ damper solenoid မွတဆင္႔၊  damper flap  အဖြင္႔အပိတ္ကို ေဆာင္ရြက္ေပးၿပီး၊ အခၽိဳ႕ boiler ေတြမွာေတာ႔ stepper motor မွတဆင္႔၊  damper flap အဖြင္႔အပိတ္ကို ေဆာင္ရြက္ေပးပါတယ္။ 

Ignition period - pre - purging period ၿပီးဆံုးသြားတဲ႔အခါ၊ ignition transformer မွ၊ supply voltage ေပးသြင္းလိုက္တဲ႔အတြက္၊ electrode (၂) ခုဟာ ignited အေနနဲ႔ မီး စ "ခပ္" ပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ 'ignition period' အစလည္း ၿဖစ္ၿပီး၊ burner damper flap ဟာ fully closed အေနအထားၿဖင္႔ ပိတ္သြားပါတယ္။ တၿပိဳင္နက္ထဲမွာ MDO ဆိုတဲ႔ marine diesel oil သို႔မဟုတ္ MGO ဆိုတဲ႔ marine gas oil solenoid valve တနည္းအားၿဖင္႔ pilot burner solenoid valve အား၊ ပြင္႔ေစၿပီး၊ pilot burner nozzle မွ၊ ဆီေတြကို atomizing pressure ၿဖင္႔ ပန္းထုတ္ေပးလိုက္ပါတယ္။ pilot burner fuel oil အဖြင္႔၊ အပိတ္ကို 3 way solenoid valve တလံုးတည္းၿဖင္႔ ေဆာင္ရြက္သလို၊ 'NO' ဆိုတဲ႔ normally opened solenoid valve တလံုးနဲ႔ 'NC' ဆိုတဲ႔ normally closed solenoid တလံုးတို႔ကို၊ တတ္ဆင္ၿပီး၊ ေဆာင္ရြက္တဲ႔ burner ေတြကိုလည္း၊ ေတြ႔ရတတ္ပါတယ္။

electrodes (၂) ခုမွ ignition 'မီးစ' နဲ႔ pilot burner nozzle မွ၊ atomizing pressure ၿဖင္႔ ပန္းထြက္လာတဲ႔ 'ဆီ' တို႔၊ ေတြ႔တဲ႔အခါ firing ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ 'မီးေလာင္' ပါေတာ႔တယ္။ pilot burner မွာ flame အေနနဲ႔ 'မီးစြဲ' တာကို၊ low flame လို႔ေခါါပါတယ္။ burner မွာ မီးစေလာင္တာနဲ႔ electrodes (၂) ခုမွ ignition ဟာ ရပ္တန္႔သြားပါတယ္။ burner မွာ၊ low flame အေနနဲ႔ မီးစေလာင္ၿခင္း ရိွမရိွကို flame eye လို႔ေခါါတဲ႔ photo cell တနည္းအားၿဖင္႔ flame detector မွ ေစာင္႔ႀကည္႔ေနပါတယ္။ burner မွာ မီးစြဲၿပီဆိုတာေသၿခာမွ၊ flame eye ဟာ burner control unit သို႔၊ signal ေပးပို႔ၿပီး၊ main burner solenoid valve အားပြင္႔ေစပါတယ္။ main burner အတြက္ HFO ဆိုတဲ႔ heavy fuel oil ကိုေလာင္စာအၿဖစ္၊ အသံုးၿပဳပါတယ္။

main burner 'မီးစြဲ' တာနဲ႔ pilot burner fuel oil solenoid valve လည္း၊ ပိတ္သြားၿပီး၊ burner fuel oil return line solenoid valve ၿပန္ပြင္႔သြားပါတယ္။ main burner မီးစြဲတာကို၊ high flame လို႔ေခါါပါတယ္။ burner မွာ၊  high flame အေနနဲ႔ မီးလာင္ၿခင္း ရိွမရိွကို flame detector မွ၊ ေစာင္႔ႀကည္႔ေနပါတယ္။ အေႀကာင္းတစံုတရာေႀကာင္႔ မီးမေလာင္နိဳင္ေတာ႔တဲ႔အခါ၊ flame detector မွ တစ္ဆင္႔၊ flame failure alarm ကို၊ activated ၿဖစ္ၿပီး၊ ignition period ရဲ႕ operation တခုလံုးကို အလိုအေလၽွာက္ ရပ္တန္႔ေစပါတယ္။

Fig. Boiler safety cut - off

ignition period ရဲ႕ operation ကို၊ ရပ္တန္႔ၿခင္းဟာ၊ burner သို႔ေပးပို႔ေနတဲ႔ fuel supply အား၊ ၿဖတ္ေတာက္ၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ အကယ္၍ burner မွာ၊ 'မီးမစြဲ' ပဲ၊ burner nozzle မွ 'ဆီ' ေတြကို atomizing pressure ၿဖင္႔၊ ဆက္လက္ ပန္းထုတ္ေပးေနခဲ႔လၽွင္ boiler furnace အတြင္း၊ ေလာင္စာဆီ အမၽားအၿပားေရာက္ရိွေနမွာၿဖစ္သလို၊ ရုတ္တရက္ ignition နဲ႔ ေပါင္းစပ္ လိုက္တဲ႔အခါ၊ miss - fire သို႔မဟုတ္ back fire ဆိုတဲ႔  ၿပင္းထန္တဲ႔  explosion ေပါါေပါက္ လာနိဳင္ပါတယ္။ ignition period ရဲ႕ operation ရပ္တန္႔ သြားတာနဲ႔ damper flap အလိုအေလၽွာက္ ၿပန္ပြင္႔သြားၿပီး၊ FD fan ဟာ furnace အတြင္း၊ အကုန္အစင္ေလာင္ကၽြမ္းၿခင္းမရိွပဲ၊ ႀကြင္းကၽန္ရိွေနတဲ႔ flue gas  ေတြကို၊ ဖယ္ရွားၿပစ္ပါတယ္။

Operation period - main burner မွာ 'မီးစြဲ' ေလာင္ကၽြမ္းမွဳ ၿဖစ္ေပါါၿခင္း ေသၿခာ သြားတဲ႔အခါ၊ burner damper flap ဟာ partial opened အေနအထားၿဖင္႔ ၿပန္ပြင္႔လာပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ 'operation period' ရဲ႕ အစလည္းၿဖစ္ပါတယ္။ burner ဟာ လိုအပ္တဲ႔ desired steam pressure ရရိွလာတဲ႔အထိ၊ မီးထိုးေပးေနမွာ ၿဖစ္ၿပီး၊ setting pressure သို႔ေရာက္ရိွသြားတဲ႔အခါ၊ fuel supply အား၊ ၿဖတ္ေတာက္လိုက္ၿခင္းၿဖင္႔ operation period ကို အဆံုးသတ္ပါတယ္။ flame detector ဟာ၊ ignition period မွာၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔ low flame နဲ႔ high flame တို႔ကို၊ detect လုပ္ရံုတင္မက၊ operation period တေလၽွာက္လံုးမွာလည္း flame ကို detect လုပ္ကာ၊ ေစာင္႔ႀကည္႔ေနပါတယ္။

Post - purging Period - fuel supply ၿဖတ္ေတာက္လိုက္ၿခင္းဟာ၊ 'post purging period' အစလည္းၿဖစ္ပါတယ္။ FD fan ဟာ ဆက္လည္ေနမွာၿဖစ္သလို၊ burner damper flap ကို fully opened အေနအထားၿဖင္႔ ၿပန္ဖြင္႔ၿပီး၊ furnace အတြင္းမွ၊ flue gas  ေတြကို၊ ဖယ္ရွားၿပစ္ပါတယ္။

Combustion Control (Two-term Controllers - Air Sub-loop & Fuel Sub-loop Method) - 'ေရ' ကိုအပူေပးၿပီး steam ထုတ္ယူတဲ႔အခါ၊ fuel အား၊ ေလာင္ကၽြမ္းေစတဲ႔ အတြက္၊ boiler ရဲ႕ မီးေလာင္ခန္း furnace အတြင္းမွာ temperature နဲ႔ pressure ေပါါေပါက္လာပါတယ္။ fuel ကိုေလာင္ကၽြမ္းေစတဲ႔အခါ၊ air ဆိုတဲ႔ 'ေလ နဲ႔ fuel ဆိုတဲ႔ 'ေလာင္စာ' တို႔၊ အခၽိဳးညီစြာေပါင္းစပ္ေလာင္ကၽြမ္းရန္ လိုအပ္ပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ complete combustion ၿဖစ္ေပါါေစရန္ combustion control ကို၊ စနစ္တကၽ ခၽိန္ညွိေပးရန္လိုအပ္ပါတယ္။ combustion control ခၽိန္ညွိၿခင္းဟာ၊ damper နဲ႔ fuel ကို ခၽိန္ညွိေပးၿခင္းလည္းၿဖစ္ပါတယ္။

 

Fig. Combustion Control System

combustion control ကို၊ ေဆာင္ရြက္ရာမွာ၊ steam flow နဲ႔ steam pressure တို႔ကို၊ control element အေနနဲ႔ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ combustion control system မွာ steam pressure signal ကို၊ two-term controller သို႔ေပးပို႔ၿပီး၊ desired value ၿဖင္႔နိွဳင္းယွဥ္ပါတယ္။ ရရိွလာတဲ႔ deviation results ေပါါမူတည္ၿပီး၊ summing relay ကို၊ activated ၿဖစ္ေစပါတယ္။ steam flow signal ကိုလည္း၊ summing relay မွ လက္ခံရယူပါတယ္။

'summing relay' ဟာ ရရိွလာတဲ႔ steam pressure signal နဲ႔ steam flow signal တို႔အပါါ မူတည္ၿပီး၊ out put signal ထုတ္ေပးပါတယ္။ out put signal ဟာ variable desired value signal ၿဖစ္ပါတယ္။ fuel control and combustion air control loops ရဲ႕ two-term controllers ကို activated ၿဖစ္ေစၿပီး၊ လိုအပ္မယ္႔ burner fuel input requirements ကို adjusted အေနနဲ႔ ခၽိန္ညိွေပးပါတယ္။

high သို႔မဟုတ္ low signal selector ဟာ၊ boiler ရဲ႕ load အေပါါမွာ မူတည္ၿပီး၊ combustion air flow ကို၊ fuel requirements ထက္၊ အၿမဲပိုမၽား ေနေစရန္ ေဆာင္ရြက္ေပးပါတယ္။ combustion air flow ဟာ၊ fuel requirements ထက္ နည္းေနခဲ႔လၽွင္ boiler exhaust gas မွာ၊ black smokey အေနနဲ႔ မီးခိုးမဲေတြ အေၿမာက္အမၽား ထြက္ေပါါေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။ boiler ရဲ႕ load အေပါါမွာ မူတည္ၿပီး၊ steam flow အားၿမွင္႔တင္ရန္၊ master signal ကို variable desired signal အေနနဲ႔ high signal selector သို႔ေပးသြင္းၿပီး၊ air sub - loop မွ တဆင္႔၊ combustion air flow ကိုပါ increase အေနနဲ႔ ၿမွင္႔တင္ေပးသလို၊ fuel requirements ကိုလည္း၊ fuel sub - loop မွတဆင္႔၊ ၿမွင္႔တင္ေပးပါတယ္။ air flow ကို increase အေနနဲ႔ အရင္ဆံုးၿမွင္႔တင္ေပးရာမွွာ air flow signal line မွာရိွတဲ႔၊ ratio relay မွ တဆင္႔ ေဆာင္ရြက္ပါတယ္။

Boiler Efficiency - တြက္ယူတဲ႔အခါ၊ အသံုးၿပဳတဲ႔ fuel အေပါါမူတည္ၿပီး နည္းလမ္း အမၽိဳးမၽိဳးရိွတဲ႔အနက္၊ 'ASME method for Boiler Efficiency Calculation PTC 4' ဆိုတဲ႔ Code ကို၊ အသံုးၿပဳကာ၊ အနည္းငယ္ေဖာ္ၿပပါဦးမယ္။

 

oil fire boiler ရဲ႕ efficiency ကို၊ 'ASME method for Boiler Efficiency Calculation PTC 4' ဆိုတဲ႔ Code အရ၊ အထက္မွာ ေဖာ္ၿပထားတဲ႔ ပံုေသနည္းၿဖင္႔ တြက္ယူနိဳင္ပါတယ္။ 'heat exported by the fluid' ဟာ boiler ရဲ႕ 'output' ၿဖစ္ၿပီး၊ 'heat provided by the fuel' ကေတာ႔ boiler ရဲ႕ 'input' ၿဖစ္ပါတယ္။ 'ေရ' ကို အပူထုတ္ေပးရာ 'heat export media' အေနနဲ႔ အသံုးၿပဳၿပီး၊ 'Steam Tables' မွာ ပါဝင္တဲ႔၊ feed water temperature, exported steam pressure နဲ႔ steam flow rate တို႔ကို ကိုးကားရန္လိုအပ္ပါတယ္။

q = ( m / t ) c_p dT   

heat exported ကို၊ 'output' အၿဖစ္၊ ယူဆတဲ႔အခါ၊ q = heat exported (kJ/ s, kW), m / t = mass flow (kg/ s), m = mass (kg), t = time (s), c_p = specific heat capacity (kJ/ kg ^oC), dT = temperature difference between inlet and outlet of the boiler ( ^oC) ဆိုၿပီး အထက္ပါ၊ ပံုေသနည္းၿဖင္႔ တြက္ယူနိဳင္ပါတယ္။

q = ( m / t ) h_e

'ေရ' ကို အပူေပးစဥ္၊ အေငြ႔ၿပန္တဲ႔အတြက္၊ heat saturation temperature မွာရိွမယ္႔ heat export 'q' ကို၊ အထက္ပါ ပံုေသနည္းၿဖင္႔ တြက္ယူနိဳင္ၿပီး၊ m = mass flow of evaporated water (kg), t = time (s), h_e =  evaporation energy in the steam at the saturation pressure the boiler is running (kJ/ kg)  အၿဖစ္၊ သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။

'heat provided by fuel' ဆိုတဲ႔ boiler 'input' အတြက္ေပးသြင္းတဲ႔ fuel ကို၊ 'Gross' သို႔မဟုတ္ 'Net Calorific Value' အေနနဲ႔ေဖာ္ၿပပါတယ္။ oil fired boiler ေတြမွာ၊ ေလာင္စာအၿဖစ္ အသံုးၿပဳထားတဲ႔ Gross Calorific Values of some common Fuels  အခၽိဳ႕ရဲ႕ 'Gross Calorific Value' မွာ၊ burner အတြင္း flue gases ေတြအေနနဲ႔ ၿဖစ္ေပါါလာမွဳကို၊ ထည္႔သြင္းစဥ္းစားၿခင္း မရိွတဲ႔အတြက္၊ 'input' ကို fuel ရဲ႕ 'Gross Calorific Value'  တန္ဘိုးၿဖင္႔ တြက္ယူတဲ႔အခါ၊ boiler မွာ ရရိွလာမယ္႔ 'actual heat amount' ပမာဏ ေလၽွာ႔နည္းသြားတာကို ေတြ႔ရမွာ ၿဖစ္ပါတယ္။

 

Fig. Gross Calorific Value for 'Fuel'

 

 Fig. Gross Calorific Value for 'Gas'

boiler ရဲ႕ efficiency ဟာ၊ furnace အတြင္းေပးသြင္းတဲ႔ supply air flow အေပါါမွာလည္း၊ မူတည္ပါတယ္။ supply air flow ပမာဏ 'မၽား' တဲ႔အခါ၊ useful heat ကို ဖယ္ထုတ္မွာၿဖစ္ၿပီး၊ ပမာဏ 'နည္း' တဲ႔အခါမွာေတာ႔၊ incomplete combustion မွတဆင္႔ မီးမေလာင္ေသးတဲ႔ unburned fuel ေတြနဲ႔ smoke ေတြ ေပါါေပါက္လာမွာ ၿဖစ္ပါတယ္။

 

'Net calorific value' မွာေတာ႔၊ combustion process အတြင္းၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔ water vapor discharged ေတြပါဝင္ပါတယ္။ 'combustion process' ကို၊ အထက္ပါ ပံုေသနည္းၿဖင္႔ ေဖာ္ၿပၿပီး၊ C = carbon, H = hydrogen, O = oxygen, N = nitrogen အၿဖစ္၊ သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။ 

Net Calorific Value = (Gross Calorific Value) - 10 %

'Net Calorific Value' နဲ႔  'Gross Calorific Value' တို႔ရဲ႕၊ အနီးစပ္ဆံုး ဆက္သြယ္ခၽက္ကို၊ အထက္မွာ ေဖာ္ၿပထားပါတယ္။ oil fire boiler ေတြမွာ၊ အသံုးၿပဳတဲ႔ fuel ေတြရဲ႕ BTU Content ပမာဏေတြကေတာ႔ No. 1 Oil = 13, 7400 BTU per Gallon, No. 2 Oil = 13, 9600 BTU per Gallon, No. 3 Oil = 14, 1800 BTU per Gallon, No. 4 Oil = 14, 5100 BTU per Gallon, No. 5 Oil = 14, 8800 BTU per Gallon, No. 6 Oil = 15, 2400 BTU per Gallon, Natural Gas = 9, 50 - 1, 050 BTU per cu. ft, Propane = 2, 550 BTU per cu. ft  နဲ႔ Butane = 3, 200 BTU per cu. ft တို႔ၿဖစ္ပါတယ္။  

boiler တလံုးမွာ အေကာင္းဆံုး efficiency ရရိွရန္၊ တနည္းအားၿဖင္႔ 'perfect combustion' ဆိုတဲ႔၊ 'stoichiometric combustion' ရရိွနိဳင္ရန္၊ လက္ေတြ႔မွာ ခက္ခဲတာကိုေတြ႔ရပါတယ္။ fuel ဟာ combustion ၿဖစ္တဲ႔အခါ၊ carbon, hydrogen နဲ႔ oxygen molecules ေတြ ေပါါေပါက္လာၿပီး၊ အခၽိဳ႕ oxygen molecules ေတြဟာ၊ nitrogen molecules ေတြနဲ႔ေပါင္းစပ္ကာ၊  nitrogen oxides ကိုၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။  furnace အတြင္းသို႔၊  'excess air' ကို၊ လံုေလာက္စြာေပးသြင္းၿပီး၊ complete combustion ၿဖစ္ေပါါေစမွသာ၊ အေကာင္းဆံုး 'efficiency' ကိုရနိဳင္မွာၿဖစ္ပါတယ္။ 

'closed loop system' ကိုအသံုးၿပဳထားတဲ႔ boiler ေတြမွာ oxygen sensor တနည္းအားၿဖင္႔ oxygen analyzer ေတြကို တတ္ဆင္ၿပီး၊ combustion air damper ကို steeper motor ၿဖင္႔ control အေနနဲ႔ ထိမ္းညိွေပးပါတယ္။  'opened loop system' ကို အသံုးၿပဳထားတဲ႔ boiler ေတြမွာေတာ႔၊ cams ေတြနဲ႔ levers ေတြကို တတ္ဆင္ၿပီး၊ combustion air damper အား၊ control အေနနဲ႔ ထိမ္းညိွေပးပါတယ္။ air/ fuel mixture ratio ကို ထိန္းညွိတဲ႔ burner ေတြမွာ၊ အေကာင္းဆံုး efficiency ကိုရရိွေစရန္၊ တတ္ဆင္ထားတဲ႔အစိတ္အပိုင္းေတြကို၊ ပံုမွန္ calibrated လုပ္ေပးဖို႔ လိုပါတယ္။ 

နိဳင္ငံေပါင္း (၁၆၀) သေဘာတူ လက္မွတ္ေရးထိုးထားတဲ႔၊ 'Kyoto Agreement of 1997' လို႔ေခါါတဲ႔၊ သဘာဝ ပတ္ဝန္းကၽင္ ထိမ္းသိမ္းေရးဆိုင္ရာ သေဘာတူညီခၽက္ ဟာလည္း၊ residual low - grade fuel oil ေတြကို အသံုးၿပဳထားတဲ႔၊ boiler ေတြနဲ႔ လာေရာက္ သက္ဆိုင္ေနတာ ေတြ႔ရပါတယ္။ 'Climate Change Programme' အရ ေရးဆြဲခဲ႔တဲ႔၊ 'Kyoto Agreement of 1997' ကိုေလ့လာႀကည္႔လၽွင္၊ atmosphere အတြင္းသို႔ harmful gases ေတြ ထုတ္လြွင္႔မွဳကို၊  (80 %) အထိ ေလၽွာ႔ခၽရန္ ရည္ရြယ္ထားတာ ေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။ နွစ္ကာလအပိုင္းအၿခား အလိုက္ non - polluting energy sources ေတြကို အစားထိုးအသံုးၿပဳရန္ သတ္မွတ္ထားပါတယ္။ 

မူလကတည္းက low - grade fuel oil တနည္းအားၿဖင္႔ high sulpher content HFO ဆိုတဲ႔ 'မီးထိုးဆီအပၽစ္' ေတြကို၊ စီးပြားေရးအရ တြက္ေၿခကိုက္ရန္ ေလာင္စာ အၿဖစ္ သံုးစြဲထားတဲ႔ marine used boiler ေတြမွာ၊ efficiency ေကာင္းေစရန္နဲ႔၊ ထုတ္ၿပန္သတ္မွတ္ထားတဲ႔ နည္းဥပေဒေတြ နဲ႔ ကိုက္ညီေစရန္၊ ၿပဳၿပင္ေၿပာင္းလဲမွဳေတြ  ေဆာင္ရြက္ဖို႔၊ လိုအပ္လာပါတယ္။ 

'ေလထုညစ္ညမ္းမွဳ' ဆိုတဲ႔ 'air pollution' ၿဖစ္ေပါါေစတဲ႔ mono-nitrogen oxide တနည္းအားၿဖင္႔ nitric oxide (NO) နဲ႔ nitrogen dioxide (NO2) အစရိွတဲ႔ NOx ေတြနဲ႔ပက္သက္ၿပီး၊ ေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ရန္၊ 'Emission standards' ေတြကို၊ သတ္မွတ္ ၿပဌာန္းထားပါတယ္။ nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides, particulate matter (PM) လို႔ေခါါတဲ႔ soot နဲ႔ carbon monoxide (CO) သို႔မဟုတ္ volatile hydrocarbons ေတြေႀကာင္႔ air pollution ၿဖစ္ေပါါရပါတယ္။ ဖန္လံုအိမ္ အာနိသင္ဆိုတဲ႔ 'greenhouse effect' ၿဖစ္ေပါါေစတဲ႔ nitrous oxide (N2O) နဲ႔ ေလထုညစ္ညမ္းမွဳ ဆိုတဲ႔ 'air pollution' ၿဖစ္ေပါါေစတဲ႔ (NOx) တို႔ကို၊ ေရာေထြး မွတ္သားတတ္ပါတယ္။ 

'NOx' ထြက္ေပါါလာမယ္႔ primary sources ေတြကို thermal NOx, fuel NOx နဲ႔ prompt NOx ဆိုၿပီး ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။ 'thermal NOx' ဟာ၊ high temperature oxidation ေႀကာင္႔ၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ hydrocarbon molecules ေတြဟာ carboxylic acids အၿဖစ္၊ converted အေနနဲ႔ အသြင္ကူးေၿပာင္းသြားၿခင္းကို 'oxidation' လို႔ေခါါပါတယ္။ 'fuel NOx' ကေတာ႔ ေလာင္စာေတြ မီးေလာင္ေပါက္ကြဲမွဳ combustion ေႀကာင္႔ ၿဖစ္ေပါါပါတယ္။ fuel NOx ဟာ NOx ထြက္ေပါါမယ္႔ အဓိက major source ၿဖစ္ပါတယ္။ 'Prompt Nox' ကေတာ႔ ေလာင္စာေတြရဲ႕ မီးေလာင္ေပါက္ကြဲမွဳအစ တနည္းအားၿဖင္႔ combustion ရဲ႕ earliest stage မွာ ၿဖစ္ေပါါပါတယ္။ 

 

Fig. low pressure air atomized burner

boiler ရဲ႕ furnace အတြင္း incomplete combustion အေနနဲဲ႔ အကုန္အစင္ ေလာင္ကၽြမ္းမွဳမၿဖစ္ေပါါပဲ၊ ႀကြင္းကၽန္ရစ္ခဲ႔တဲ႔ flue gas ေတြကို၊ minimum excess air ေပးသြင္းၿပီး၊ optimum combustion အၿဖစ္၊ ေလာင္ကၽြမ္းေစရန္ burner design ပံုသ႑န္အား၊ ေၿပာင္းလဲမွဳေတြ ၿပဳလုပ္လာတာကို ေတြ႔ရပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ flue gas ကၽန္ရိွေနမွဳကို၊ 'sophisticated electronic control system' မွေစာင္႔ႀကည္႔ၿပီး၊ fuel နဲ႔ air flow ကို လိုအပ္သလို အလိုအေလၽွာက္ထိန္းညွိေပးတဲ႔ စနစ္ကိုလည္း တတ္ဆင္အသံုးၿပဳလာႀကပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ boiler turn - down ratios လို႔ေခါါတဲ႔ 'maximum and minimum firing rates' အတြင္းမွာ၊ efficiency နဲ႔ emission rate ကို၊ ထိန္းညွိၿခင္း ၿဖစ္ပါတယ္။  

boiler မီးထိုးစဥ္ combustion process အတြင္း၊ losses ေတြၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ losses ေတြကို၊ flue gas မွာၿဖစ္ေပါါတဲ႔ heat losses နဲ႔ boiler insulation ေႀကာင္႔ၿဖစ္ေပါါတဲ႔ radiation losses ဆိုၿပီး၊ ေတြ႔နိဳင္ပါတယ္။ burner နဲ႔ damper တို႔ရဲ႕ mechanism ပိုင္းမွာ၊ setting ေတြ လြဲမွားေနၿခင္းေႀကာင္႔၊ boiler အတြက္ လိုအပ္တဲ႔ specific load ထက္ပိုၿပီး၊ burner မီးထိုးေပးေနရတဲ႔အခါ၊ furnace အတြင္းမွာ အပူခၽိန္ၿမင္႔မားတဲ႔ flue gas ေတြၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ hot gas လို႔ေခါါၿပီး၊ efficiency ကို ကၽဆင္းေစပါတယ္။ boiler ရဲ႕ heat transfer surface ေတြကို၊ ပံုမွန္သန္႔ရွင္းေရးမေဆာင္ရြက္တဲ႔အခါ၊ contaminated ၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ burner ဟာ၊ မီးထိုးေပမယ္႔ လိုအပ္တဲ႔ required heat transferring အပူကူးေၿပာင္းမွဳကို၊ အၿပည္႔အဝ မေဆာင္ရြက္နိဳင္ၿခင္းေႀကာင္႔လည္း efficiency ကၽဆင္းပါတယ္။ 

 

flue gas ဟာ dew point အမွတ္ေအာက္ေရာက္ေနေအာင္ cooled  အေနနဲ႔ 'ေအး' ေနခဲ႔လၽွင္၊ contaminated ဆိုတဲ႔၊ formation ေတြကို၊ ၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ boiler မီးထိုးတဲ႔အခါ combustion air flow မွာပါဝင္လာတဲ႔၊ nitrogen ေႀကာင္႔၊ nitric acid ဓါတ္နဲ႔၊ ေလာင္စာအၿဖစ္အသံုးၿပဳထားတဲ႔ high sulpher content low-grade heavy fuel oil မီးထိုးဆီတို႔ေႀကာင္႔၊ sulphuric acid ဓါတ္ေတြဟာ၊ formation အေနနဲ႔ ၿဖစ္ေပါါလာသလို၊ boiler ရဲ႕ အတြင္းအစိတ္အပိုင္း internal parts ေတြမွာ၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါေစနိဳင္ၿပီး 'flue gas dew point corrosion' လို႔ေခါါပါတယ္။ 

Fig. Typical net boiler efficiencies

boiler ဟာ အပူရိွန္ရိွေနတဲ႔အတြက္၊ ေဘးပတ္ဝန္းကၽင္သို႔  heat radiation အေနနဲ႔ အနည္းနဲ႔အမၽား အပူၿဖာထြက္ပါတယ္။ heat radiation ေႀကာင္႔ heat losses ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ insulation ေတြ၊ ေပါက္ၿပဲေနခဲ႔လၽွင္ သို႔မဟုတ္  poorly installed insulation ဆိုတဲ႔ လံုေလာက္တဲ႔ insulation ေတြကို အသံုးမၿပဳခဲ႔လၽွင္၊ heat losses ပမာဏ ပိုမၽားလာနိဳင္ပါတယ္။  well - insulated အေနနဲ႔ လံုေလာက္တဲ႔ insulation ေတြကို၊ အသံုးၿပဳထားတဲ႔ 5.0 MW capacity water-tube boiler တလံုးဟာ၊ ေဘးပတ္ဝန္းကၽင္ကို၊ အပူၿဖာထြက္မွဳေႀကာင္႔ (0.3 ~ 05 %) ခန္႔ energy losses ပမာဏရိွတာေတြ႔ရပါတယ္။ 

Reference and image credit to : Steam Engineering Tutorials, http://www.steamesteem.com/, 

Remark : All publications and images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.

"Oil Fired Drum Type Water Tube Boiler နဲ႔ Boiler Feed Water"

water drum ဆိုတဲ႔ pressure vessel အတြင္းမွ၊ "ေရ" level ကို အလြယ္တကူ 'ႀကည္႔' နိဳင္ေစရန္၊ sight glass (၂) ခုကို၊ drum  ေဘးတဖက္တခၽက္စီမွာ၊ အလၽွားလိုက္အၿပိဳင္ vertically installed အေနအထားၿဖင္႔ တတ္ဆင္ထားႀက ပါတယ္။ sight glass arrangement နဲ႔ water drum ကို၊ tube ပိုက္ အေသးစားေလးၿဖင္႔ ဆက္သြယ္ထားတဲ႔အတြက္၊ drum အတြင္းမွ၊ "ေရ" level ဟာ၊ dumping function ၿဖင္႔၊ ေဘာင္ဘင္ခတ္ကာ၊ လွဳပ္ရွားခဲ႔လၽွင္လည္း၊ sight glass မွာ fluctuated ဆိုတဲ႔ လွဳပ္ခတ္ၿခင္းၿဖစ္ေပါါမွဳ နည္းပါးမွာၿဖစ္ပါတယ္။ "ေရ" level ကို 'တိုင္းတာ' ရာမွာေတာ႔ differential pressure transmitter, float နဲ႔ level prob လို႔ေခါါတဲ႔ conductivity or capacitance prob ေတြကို၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။

သေဘ္ာမွာသံုးတဲ႔ "Marine Boiler" ေတြရဲ႕ water drum level ဟာ၊ လိွဳင္းေလဒါဏ္ေႀကာင္႔ "Industrial Boiler" ေတြထက္ပိုၿပီး၊ fluctuated ၿဖစ္လြယ္ ပါတယ္။ အမွန္တကယ္ actual low level ၿဖစ္ေပါါမွဳေသၿခာေစရန္၊ စကၠန္႔ (၃၀) ခန္႔ time delay ထားၿပီး၊ အခၽိန္ဆိုင္းကာ alarm ကို activated ၿဖစ္ေစပါတယ္။ တခၽိဳ႕ boiler ေတြမွာေတာ႔ water drum ရဲ႕ တဖက္တခၽက္စီမွာ level electrode ေတြကို၊ တတ္ဆင္ထားေလ့ရိွပါတယ္။

 

Fig. Water level difference in the gauge glass

boiler ကို စတင္မီးထိုးတဲ႔အခါ၊ steam outlet line ကိုပိတ္ထားၿပီး၊ pressure vessel ထဲမွာအလိုရိွတဲ႔ steam pressure ရလာမွသာ၊ ၿပန္ဖြင္႔ရပါတယ္။ မီးစတင္ ထိုးကာစမွာ low steam pressure အေၿခအေနၿဖစ္ေပါါေနၿပီး၊ pressure vessel မွာ air bubbles ေတြရိွေနပါတယ္။ အဲဒီအခၽိန္မွာ water level sight glass နဲ႔ water drum ကိုဆက္သြယ္ထားတဲ႔ tube ရဲ႕ inner heat transfer media ဟာ၊ "ေလ" ၿဖစ္ၿပီး၊ air bubbles ေတြေႀကာင္႔ tube မွာ အပူခၽိန္လြန္ကဲမွဳ over heated ေပါါေပါက္ကာ၊ deformed အေနနဲ႔ ပံုသ႑န္ပၽက္စီးသြားနိဳင္ပါတယ္။

tube ရဲ႕ over heat limit ဟာ၊ (250 ° C.)  ခန္႔ရိွပါတယ္။ steam pressure 5 kg/ cm2 ခန္႔မွာ ၿဖစ္ေပါါတဲ႔ air bubble ပမာဏဟာေသးငယ္ပါတယ္။ water level  အေပါါမွာ Pressure 5kg/ cm2 ရိွေနတဲ႔အတြက္၊ bubble ေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ level fluctuated condition ကို၊ လၽစ္လၽဴရွဴနိဳင္ပါတယ္။

 

Fig. Water level sight glass

steam pressure 5 Kg/ cm2  ေႀကာင္႔ sight glass ရဲ႕ upper section မွာ 5 Kg/ cm2 ရိွေနၿပီး၊ lower section မွာေတာ႔ 5 kg/ cm2 + water level = (5kg/ cm2 + 1000 mmH2O) ႐ွိပါတယ္။ sight glass ရဲ႕ upper section နဲ႔ lower section တို႔ရဲ႕ pressure differential ဟာ water level ၿဖစ္ပါတယ္။ အကယ္၍ sight glass ရဲ႕ lower sensing point ဟာ၊ water drum base ရဲ႕အထက္ 500 mm မွာ ရိွခဲ႔လၽွင္ actual water level ဟာ (1000 mm + 500 mm ) = 1500 mm ၿဖစ္ပါတယ္။

boiler feed water ဟာ system အတြင္းမွာ states မၽားေၿပာင္းလဲကာ၊ circulating ကိုေဆာင္ရြက္ေနၿပီးအေႀကာင္း အမၽိဳးမၽိဳးေႀကာင္႔ impurities ဆိုတဲ႔၊ ေရမွာေပၽာ္ဝင္ေနမယ္႔ အရာဝထၳဳေတြနဲ႔ undissolved solids ဆိုတဲ႔၊ ေရမွာ မေပၽာ္ဝင္နိဳင္တဲ႔ အစိုင္အခဲေတြ ေရာေနွာ ပါဝင္ေနပါတယ္။ impurities ေတြကို ခြဲၿခားႀကည္႔တဲ႔အခါ၊ oxygen, carbon dioxide နဲ႔ ammonia လို dissolved gas မၽား၊ carbonate နဲ႔ bicarbonate hydroxide content ေတြၿဖစ္တဲ႔ acidity သို႔မဟုတ္ alkalinity မၽား၊ calcium နဲ႔ magnesium salts ေတြၿဖစ္တဲ႔ hardness မၽား၊ steam ကို condenser မွာအေအးခံတဲ႔အခါ condenser tube ေတြမွတဆင္႔၊ sea water ထဲမွာၿဖတ္သန္းခဲ႔ရတဲ႔အတြက္၊ အေႀကာင္းတခုခုေႀကာင္႔ sea water ingress ဆိုတဲ႔ ပင္လယ္ေရ စိမ္႔ဝင္ေရာေနွာမွဳကေန၊ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ chlorine content မၽားနဲ႔ boiler feed water ကိုပံုမွန္၊ blow down မလုပ္ပဲ အခၽိန္ႀကာၿမင္႔စြာ အသံုးၿပဳမွဳေႀကာင္႔ 'အနယ္' အၿဖစ္၊ ေရာေနွာပါဝင္ေနတဲ႔ impurities မၽားဆိုၿပီး ေတြ႔ရပါတယ္။

impurities ေတြနဲ႔ undissolved solids ေတြဟာ boiler ရဲ႕ internal parts ေတြၿဖစ္တဲ႔၊ tubes ေတြနဲ႔ internal fittings ေတြမွာ scale နဲ႔ corrosion ေတြ၊ ၿဖစ္ေပါါေစတတ္ပါတယ္။ boiler feed water ဆိုတဲ႔ boiler သံုးေရမွာေပၽာ္ဝင္ေနေလ႔ရိွတဲ႔ impurities ေတြကေတာ႔၊ calcium carbonate, calcium bicarbonate, calcium sulphate, calcium chloride, magnesium carbonate, magnesium bicarbonate, magnesium sulphate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium hydroxide, sodium sulphate နဲ႔ silicon dioxide တို႔ၿဖစ္ပါတယ္။

calcium carbonate, magnesium carbonate နဲ႔ magnesium bicarbonate စတဲ႔ impurities ေတြဟာ၊ soft scale ကိုၿဖစ္ေပါါေစၿပီး၊ calcium bicarbonate ကေတာ႔ soft scale သာမက၊ carbon dioxide ကိုပါၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ calcium sulphate နဲ႔ silicon dioxide ဟာ hard scale ကို၊ ၿဖစ္ေပါါေစၿပီး၊ calcium chloride, magnesium sulphate နဲ႔ magnesium bicarbonate တို႔ကေတာ႔ corrosion ၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။

sodium chloride ဟာ၊ electrolysis ၿဖစ္ေပါါေစၿပီး၊ sodium carbonate, sodium sulphate နဲ႔  sodium hydroxide ကေတာ႔ alkalinity ကို ၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ sodium bicarbonate ဟာ၊ foaming ဆိုတဲ႔ အၿမွဳတ္ေတြၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ alkaline သို႔မဟုတ္ temporary hardness ဟာ CO₂ နဲ႔ H₂O ေပါင္းစပ္ရာမွ ၿဖစ္ေပါါလာတဲ႔၊ carbonate acid နဲ႔ calcium carbonate ေတြေပါင္းစပ္ရာမွ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ calcium bicarbonate တို႔မွတဆင္႔၊ ၿဖစ္ပြားလာပါတယ္။

တဖန္ boiler feed water ထဲမွ၊ alkaline သို႔မဟုတ္ temporary hardness ဟာ အပူေပးခံရတဲ႔အခါ၊ calcium carbonate နဲ႔ ေရ အၿဖစ္ၿပိဳကြဲသလို၊ magnesium bicarbonate ဟာလည္း၊ အပူေပးခံရတဲ႔ အခါ၊ magnesium carbonate နဲ႔  ေရ အၿဖစ္ၿပိဳကြဲၿပီး၊ non-alkaline သို႔မဟုတ္ permanent hardness ဆိုတဲ႔ Scale + Carbonic Acid ကိုၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ alkaline သို႔မဟုတ္ temporary hardness နဲ႔ non-alkaline သို႔မဟုတ္ permanent hardness တို႔  ေပါင္းစပ္ရာမွ၊ total hardness ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။

boiler feed water အတြင္းမွ၊ sodium bicarbonate ဟာ၊ အပူေပးစဥ္ sodium carbonate, CO₂ နဲ႔ H₂O  အၿဖစ္ ၿပိဳကြဲသြားပါတယ္။ ၿပိဳကြဲသြားတဲ႔ sodium carbonate နဲ႔ H₂O တို႔ဟာ၊ အပူေပးစဥ္ sodium hydroxide နဲ႔ CO₂ ေပါင္းစပ္ထားတဲ႔ non-scale forming salts ေတြအၿဖစ္၊ ေပါါေပါက္ လာပါတယ္။ အပူေပးေနတဲ႔ heating process အတြင္း၊ non-scale forming salts ေတြနဲ႔ total hardness တို႔ေပါင္းစပ္သြားကာ၊ TDS ဆိုတဲ႔ total dissolves solids မၽားအၿဖစ္၊ ဖြဲ႔စည္း ေပါါေပါက္လာပါတယ္။

boiler ရဲ႕ internal parts ေတြမွာ scale နဲ႔ corrosion မၽားၿဖစ္ေပါါၿခင္းမွ တားဆီး ကာကြယ္ရန္၊ boiler water testing treatment ေတြကိုေဆာင္ရြက္ေပးရန္ လိုအပ္ပါတယ္။ boiler မီးထိုးရာမွရရိွလာတဲ႔ super heated steam တနည္းအားၿဖင္႔ dry steam ဟာ၊ states အမၽိဳးမၽိဳးၿဖတ္သန္းၿပီး၊ condenser မွာ condensate အေနနဲ႔ 'ေငြ႔ရည္' စုဖြဲ႔စဥ္၊ steam ေတြလည္း ေရာေနွာပါဝင္ေနေသးတဲ႔အတြက္ de-aerator Tank သို႔မဟုတ္ cascade tank မွာထပ္မံၿပီး၊ condensate ၿဖစ္ေစပါတယ္။ cascade tank မွာ condensate ၿဖစ္ၿပီးမွ၊ 'ေရ' အၿဖစ္သို႔ ေၿပာင္းလဲလာတဲ႔ boiler feed water ကို၊ sample ယူတဲ႔အခါ၊ (25  ံ C.) ခန္႔ အပူခၽိန္ရိွတဲ႔ နမူနာေရ boiler sample water ဟာ၊ စမ္းသတ္ရန္အတြက္ အေကာင္း ဆံုးၿဖစ္ပါတယ္။

'Dissolved oxygen' - ဆိုတဲ႔ oxygen ပါဝင္မွဳ တိုင္းတာစစ္ေဆးၿခင္းကို 'Indigo Carmine Method' လို႔ေခါါဆိုၿပီး၊ oxygen analyzer ကဲ႔သို႔၊ testing equipment ေတြတိုင္းတာ စစ္ေဆးနိဳင္သလို၊ carmine သုတ္လိမ္းထားတဲ႔ strip အေခၽာင္းေလးေတြကို၊ နမူနာေရ boiler sample water ထဲမွာ၊ နွစ္ႀကည္႔ၿပီး၊ အေရာင္ေၿပာင္းလဲမွဳအား reference အေနနဲ႔ ေဖာ္ၿပေပးထားတဲ႔ ဇယားမွာ၊ တိုက္ဆိုင္ႀကည္႔ၿပီးေတာ႔လည္း၊ စစ္ေဆးနိဳင္ပါတယ္။

'Alkalinity' - ပါဝင္မွဳ အခၽိဳးအစားကို စစ္ေဆးတဲ႔အခါ၊ 'Litmus papers' စကၠဴစေလးေတြကို၊ နမူနာေရထဲမွာ နွစ္ႀကည္႔ၿပီး၊ အေရာင္ေၿပာင္းလဲမွဳမွတဆင္႔ စစ္ေဆးခဲ႔ရာမွ၊ electronic instrument ၿဖစ္တဲ႔၊ hand-held conductivity meter ေတြကို အသံုးၿပဳၿပီး၊ ပိုမိုတိကၽစြာ တိုင္းတာစစ္ေဆးနိဳင္လာပါတယ္။ hand-held conductivity meter ကို အသံုးၿပဳၿပီး၊ တိကၽတဲ႔ pH level ကို တိုင္းတာနိဳင္ေစရန္၊ buffer liquids တမၽိဳးကိုအသံုးၿပဳၿပီး၊ calibrated အေနနဲ႔ ခၽိန္ညိွၿပီးမွ၊ စစ္ေဆးသင္႔ပါတယ္။

 

Fig. closed loop electronic TDS control system

'TDS' - ဆိုတဲ႔ total dissolved solids ေတြပါဝင္မွဳကို၊ တိုင္းတာစစ္ေဆးတဲ႔အခါ၊ နည္းလမ္းမၽိဳးစံုအသံုးၿပဳခဲ႔ႀကပါတယ္။ ယေန႔ေခါါတ္မွာေတာ႔ boiler water အတြင္း၊ ေရာေနွာ ပါဝင္ေနတဲ႔ dissolved minerals ေတြနဲ႔ salts ေတြရဲ႕ conductivity ကိုတိုင္းတာၿပီး၊ ppm ဆိုတဲ႔ pulse per million အခၽိဳးအစားၿဖင္႔ နိွဳင္းယွဥ္ေဖာ္ၿပနိဳင္တဲ႔ electronic instrument ေတြကိုအသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

'Dissolved gas of Oxygen and CO2' - ပံုမွန္အားၿဖင္႔ de-aerator tank သို႔မဟုတ္ cascade tank မွာ၊ condensate ၿဖစ္ရင္း၊ အေနနဲ႔ 'ေငြ႔ရည္' စုဖြဲ႔စဥ္၊ dissolved gas ေတြၿဖစ္တဲ႔ oxygen နဲ႔  တို႔ဟာ အေငြ႔ပၽံသြားႀကပါတယ္။ အခၽိဳ႕ boiler ေတြမွာ၊ monitoring လုပ္နိဳင္ေစရန္ Oxygen နဲ႕ CO₂ Analyzer ေတြကို၊ permanently အေနနဲ႔ တတ္ဆင္ထားႀကၿပီး၊ Oxygen နဲ႔ CO₂ တို႔ပါဝင္မွဳကို အၿမဲတမ္း၊ တိုင္းတာစစ္ေဆးေနပါတယ္။ အကယ္၍ ၿမင္႔မားေနပါက၊ boiler ရဲ႕ blow down valve ကိုဖြင္႔ခၽၿပီး၊ steam ပမာဏအား ေလၽွာ႔ခၽယူပါတယ္။ 

 

Fig. Timer controlled automatic bottom blowdown valve

boiler water drum မွာ ေလၽွာ႔နည္းသြားတဲ႔ 'ေရ' ကိုေတာ႔ boiler make up water မွၿပန္လည္ၿဖည္႔သြင္းၿပီးပါတယ္။ မၽားေသာအားၿဖင္႔ သေဘ္ာေတြမွာ boiler make up water အၿဖစ္၊ fresh water generator မွတဆင္႔ရရိွလာတဲ႔၊ sea distilled water ကို အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ တခၽိဳ႕ boiler ေတြမွာ cascade tank အတြင္း Oxygen နဲ႔  CO₂ အား၊ ဖယ္ရွားတဲ႔နည္းလမ္းအၿပင္ boiler ရဲ႕ blow down valve ကို partially open အေနအထားၿဖင္႔၊ အနည္းငယ္ဖြင္႔ထားၿပီး၊ hot well အတြင္းသို႔ 'steam' အၿဖစ္၊ အဆက္မၿပတ္ blow down လုပ္ကာ၊ 'ေရ' အၿဖစ္နဲ႔ cascade tank သို႔၊ ၿပန္လည္ ေပးပို႔သလို၊ တခၽိဳ႕ boiler ေတြမွာေတာ႔ engine boom bilges အတြင္းသို႔ steam အၿဖစ္၊ အဆက္မၿပတ္ blow down လုပ္ကာ၊ ေလၽွာ႔ခၽယူပါတယ္။ 

'Alkalinity' - boiler feed water အတြက္၊ အေကာင္းဆံုး (pH) level ကေတာ႔ (8.5 pH) ၿဖစ္ၿပီး၊ pH ပမာဏေလၽွာ႔နည္းသြားတဲ႔အခါ၊ acid ဓါတ္ေတြပိုမၽားလာတဲ႔အတြက္၊ boiler tubes ေတြနဲ႔ boiler ရဲ႕ internal structure ေတြမွာ၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါနိဳင္ပါတယ္။

 

Fig. Scaling Composition 

ဒါ႔အၿပင္ boiler water အတြင္း၊ acid ဓါတ္ေရာေနွာပါဝင္ေနတဲ႔ အခါ corrosion သာမက၊ scaling ေတြလည္း၊ ၿဖစ္ပြားလာနိဳင္ၿပီး၊ alkalinity ဆိုတဲ႔ pH level ကို၊ ထိမ္းညွိထားနိဳင္ရန္၊ sodium phosphate soda ကို၊ ထည္႔သြင္းေရာစပ္ေလ့ ရိွပါတယ္။

'Hardness' - boiler feed water အတြင္း၊ calcium နဲ႔ magnesium မၽား၊ ၿမင္႔မားစြာပါဝင္ေနၿခင္းမွတဆင္႔ ေပါါေပါက္လာၿပီး၊ hardness ေႀကာင္႔ boiler tubes ေတြနဲ႔  internal structure ေတြမွာ၊ scaling ေတြၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ သတ္မွတ္ထားတဲ႔ 'Polymers 'အမၽိဳးအစား ဒါမွမဟုတ္ carbonates နဲ႔ phosphates ေတြအသံုးၿပဳၿပီး၊ scaling ေတြကို၊ ဖယ္ရွားေလ့ရိွပါတယ္။

'Chlorine Content' - chlorine ေႀကာင္႔ boiler နဲ႔ condenser မွ tube ေတြေပါက္ၿပီး၊ leak ၿဖစ္ေပါါနိဳင္ပါတယ္။ 'salino meter' တတ္ဆင္ အသံုးၿပဳၿခင္းၿဖင္႔ boiler feed water အတြင္း၊ chlorine ပါဝင္မွဳကို၊ တိုင္းတာ စစ္ေဆးနိဳင္ပါတယ္။ tube ေတြေပါက္တဲ႔အခါ၊ ယာယီ အသံုးၿပဳနိဳင္ရန္၊ leak ၿဖစ္ေပါါေနတဲ႔ tube အား၊ plug in အေနနဲ႔ blank လုပ္ေလ့ရိွသလို၊ စုစုေပါင္း tubes အရည္အတြက္ရဲ႕ (10 %) ေလာက္အထိသာ၊ blank အေနနဲ႔ ေဆာင္ရြက္သင္႔ ပါတယ္။ 

Reference and image credit to : Steam Engineering Tutorials

Remark : All publications and images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.