Oil Fired Drum Type Water Tube Boiler Steam Quality

Main Propulsion System ကို၊ Internal Combustion Engine ေတြတတ္ဆင္အသံုးၿပဳတဲ႔၊ Motor Ship လို႔ေခါါတဲ႔၊ သေဘ္ာေတြမွာ Exhaust gas heat exchangers မွတဆင္႔၊ steam ကိုထုတ္ယူနိိဳင္ပါတယ္။ Internal Combustion Engine ၿဖစ္တဲ႔ Main Engine လည္ပတ္ေမာင္းနွင္ရာမွ၊ ထြက္ေပါါလာတဲ႔ Exhaust Gases ေတြကို၊ Exhaust gas heat exchanger ထဲမွၿဖတ္သန္းေစၿပီး၊ Steam ကိုထုတ္ယူတာမို႔ Exhaust gas boiler လို႔လည္းေခါါႀကပါတယ္။

Fig. Generator engine exhaust gas economizer

Generator engine capacity ႀကီးမားတဲ႔၊ သေဘ္ာေတြမွာ၊  Main engine မွ Exhaust gas ကိုသာမက၊ Generator မွ၊  Exhaust Gases ေတြကိုပါအသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

Fig.  Exhaust gas heat exchanger/ Exhaust gas boiler/ Economizer

Main Engine လည္ပတ္ေမာင္းနွင္ခၽိန္မွာ၊ Auxiliary Boiler ၿဖစ္တဲ႔ Oil fired boiler ကို၊ အသံုးမၿပဳပဲ Exhaust gas heat exchanger မွတဆင္႔၊ steam ထုတ္ယူတဲ႔အခါ ေလာင္စာကိုေခၽြတာနိဳင္တာမို႔ Economizer လို႔လည္းေခါါႀကပါတယ္။

Economizer လို႔ေခါါႀကတဲ႔၊ Exhaust gas boiler သို႔မဟုတ္ Exhaust gas heat exchanger ဟာ၊ သာမန္ heat exchanger ေတြလိုပဲ၊ Tube banks ေတြတတ္ဆင္ထားၿပီး၊ Feed water ေရ ကိုၿဖတ္သန္းေစပါတယ္။ Tube ေတြရဲ႕အၿပင္ဖက္မွာ၊ Hot exhaust gas ေတြၿဖတ္သန္းၿပီး၊ ေရ ကို Steam အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲရယူပါ တယ္။

Fig. Economizer

Steam ကိုထုတ္ယူတဲ႔အခါ၊ Moisture ေရခိုးေရေငြ႔ေတြပါဝင္ေနေသးတဲ႔ Wet steam အေနနဲ႔သာ ထုတ္ယူ နိဳင္ၿပီး၊ ေရခိုးေရေငြ႔ကင္းစင္တဲ႔  Dry steam ရေစဖို႔၊ Super heater ကိုၿဖတ္သန္းဖို႔လိုပါတယ္။ Economizer ရဲ႕ Super heater ဟာလည္း၊ Exhaust gas ကိုအသံုးၿပဳၿပီး၊ Dry steam ကိုထုတ္ေပးပါတယ္။

Feed pump မွ၊ Boiler drum အတြင္းကို ေရၿဖည္႔သြင္းေပးၿပီး၊ Feed water line မွာ Pre-heater ကိုိုတတ္ ဆင္ထားပါတယ္။ Steam ကိုလက္ခံဖို႔နဲ႔ Separation process တို႔ကိုို၊ Boiler မွေဆာင္ရြက္ေပးပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ Boiler ကို Steam receiver အေနနဲ႔ အသံုးၿပဳၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ သေဘ္ာဟာ ပင္လယ္ၿပင္ မွာခုတ္ေမာင္းသြားလာစဥ္ Auxiliary Boiler ၿဖစ္တဲ႔ Oil fire boiler ကိုရပ္ထားၿပီး၊ Exhaust gas boilers မွတဆင္႔ Steam ကိုထုတ္ယူပါတယ္။
 

Fig. Submerged steam coil in cargo tank

သေဘ္ာေတြမွာ Steam ကိုေယဘုယၽအားၿဖင္႔ အပူေပးဖို႔အသံုးၿပဳပါတယ္။ အထူးသၿဖင္႔ စက္ေမာင္းဆီ Fuel ေတြကိုို၊ အပူေပးၿပီးအသံုးၿပဳရတဲ႔အတြက္၊ Fuel Tank ေတြအတြင္းရိွ၊ Heating coil ေတြအတြင္းကို၊ Steam ေပးပို႔ရပါတယ္။ Product Tankers နဲ႔ Crude oil carrier ဆိုတဲ႔၊ သေဘ္ာေတြ မွာေတာ႔ တင္ေဆာင္ တဲ႔ Cargo အမၽိဳးအစားအလိုက္ အပူေပးဖို႔လိုအပ္ပါတယ္။ အဲဒီအခါ Cargo tank ေတြ အတြင္းမွ Heating coil ေတြအတြင္းကို၊ Steam ေပးပို႔ၿပီးအပူေပးပါတယ္။ 

အပူေပးတဲ႔ အခါ၊ Submerged steam coils ဆိုတဲ႔ Tank ေတြရဲ႕ေအာက္ေၿခမွာ Steam coil ေတြကို တတ္ဆင္အပူေပးတဲ႔ နည္းလမ္းနဲ႔၊ Steam jackets ဆိုတဲ႔ နံရံမွာ Steam line ေတြတတ္ဆင္အပူေပးတဲ႔ နည္းလမ္းဆိုၿပီး (၂) မၽိဳးရိွပါတယ္။

Submerged steam coils
Crude oil, Edible oils, Tallow နဲ႔ Molasses အစရိွတဲ႔ Cargo ေတြဟာ၊ Ambient temperatures မွာေစး ပၽစ္ေနပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ Viscosity ၿမင္႔မားပါတယ္။ Steam နဲ႔အပူေပးကာ၊ Viscosity ကၽဆင္းသြား မွ၊ Cargo pump ေတြနဲ႔ Discharge လုပ္လို႔ရပါတယ္။ တတ္ဆင္မယ္႔ Steam coil ရဲ႕ အရြယ္အစား ကိုေရြးခၽယ္ဖို႔၊ Heat transfer area ကို

ဆိုတဲ႔၊ ပံုေသနည္းနဲ႔၊ တြက္ယူပါတယ္။ Heat transfer area ကိုတြက္ယူတဲ႔အခါ U ဆိုတဲ႔ Heat transfer coefficient တန္ဘိုး၊ တနည္းအားၿဖင္႔ Steam coil ေတြမွရမယ္႔၊ Heat emission rate ကိုမွန္ကန္စြာေရြး ခၽယ္ဖို႔အေရးႀကီးပါတယ္။

Fig. Heat emission rate for steam coils submerged in water

Fig. Heat emission rate for steam coils submerged miscellaneous liquids

Fig. Nominal surface areas of steel pipes per meter length

Fig. Valve pressure drop

တကယ္ေတာ႔ Steam ကိုInitial supply စလြွတ္တဲ႔အခါ၊ Control valve မွ CPD - Critical pressure drop ေႀကာင္႔ Upstream absolute pressure ရဲ႕ (58 %) ကိုသာ Steam coil ေတြမွာလက္ခံရရိွပါတယ္။

Fig. Steam coils in a rectangular tank 

Steam coil ေတြကို၊ Steam manifold နဲ႔  Condensate manifold တို႔ႀကားမွာ၊ အလၽွားလိုက္အၿပိဳင္ေနရာ ခၽထားေလ့ရိွပါတယ္။ Steam ဟာ အပူေပးစဥ္ heat loss ေႀကာင္႔ condensate ၿဖစ္သြားတာမို႔၊ Condensate manifold ကို အနိမ္႔ပိုင္းမွာတတ္ဆင္ထားပါတယ္။ Condensate ကို Steam trap သို႔မဟုတ္ Pump trap သို႔အလြယ္တကူစီးဆင္းေစဖို႔၊ Drain line ကုိ Condensate manifold ရဲ႕ေအာက္ေၿခ bottom မွာထည္႔သြင္းတတ္ဆင္ထားပါတယ္။ ထပ္မံဝင္ေရာက္လာတဲ႔ Steam flow ဟာ၊ Condensate ေတြကို coil ထဲမွတြန္းထုတ္မွာၿဖစ္ပါတယ္။

Tank အတြင္း Steam coil design နဲ႔ Layout ေနရာခၽထားမွဳဟာ၊ အပူေပးမယ္႔ Process fluid အမၽိဳး အစားေပါါမူတည္ၿပီးကြဲၿပားပါတယ္။ Corrosive solution အမၽိဳးအစား Process fluid ေတြဟာ Steam coil connection ေတြရဲ႕ Lining နဲ႔ Packing ေတြကိုစားသြားနိဳင္တဲ႔အတြက္၊ Coil In let နဲ႔ Out let connection ေတြကို၊ Tank အၿပင္မွာပဲတတ္ဆင္ထားပါတယ္။ Lead covered steel, Copper နဲ႔ Titanium alloy လို၊ Corrosion resistant material Steam coil ေတြကိုအသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။

Steam coil ေတြကို Tank အတြင္း၊ Inlet မွ out let အထိ၊ တၿဖည္းၿဖည္းၿခင္းနိွမ္႔ကာ၊ တတ္ဆင္ထားတာမို႔၊ condensate ဟာ tank bottom မွာရိွေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။ Steam In let နဲ႔ Out let connection ဟာ Tank အၿပင္မွာ တနည္းအားၿဖင္႔ main deck လို၊ Tank ထက္ အၿမင္႔မွာရိွေနတဲ႔အတြက္၊ condensate ေတြကို၊ Tank အၿပင္မွ Steam traps ေတြကတဆင္႔ Drain လုပ္လို႔မရနိဳင္ပါဘူး။ အဲဒီအခါ rising discharge pipe လို Arrangement ေတြကိုသံုးၿပီး၊ condensate ကိုဖယ္ထုတ္ယူပါတယ္။

Fig. Rising discharge pipe arrangement

Rising discharge arrangement မွာ Seal နဲ႔ Small bore dip pipe တို႔ကိုတတ္ဆင္အသံုးၿပဳပါတယ္။ Seal arrangement ဟာ condensate အနည္းငယ္ကိုစုယူၿပီး၊ water seal အေနနဲ႔ေဆာင္ရြက္ေပးသလို၊ steam locking ၿဖစ္ေပါါမွဳကိုလည္းတားဆီးေပးပါတယ္။ water seal မရိွခဲ႔ရင္၊ steam ဟာ pipe bottom မွ condensate ေတြကိုသယ္ယူသြားၿပီး၊ riser မွာတတ္ဆင္ထားတဲ႔ steam trap ကိုပိတ္ေစမွာၿဖစ္ပါတယ္။ condensate level ၿမင္႔တက္လာတဲ႔အခါ၊ temporary water seal ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ riser ရဲ႕ေအာက္ေၿခ နဲ႔ steam trap တို႔ႀကားမွာ၊ locked steam အေနနဲ႔ထိမ္းထားပါတယ္။ locked steam ဟာ condenses ၿဖစ္လာတဲ႔အခါ၊  steam trap ဟာပြင္႔သြားၿပီး၊ water slug ကို riser မွတဆင္႔အေပါါကို တြန္းပို႔ကာ discharge လုပ္ပ္ပါတယ္။

water seal မရိွေတာ႔တာနဲ႔ steam ဟာ ၿပန္လည္ဝင္လာၿပီး၊ riser မွတဆင္႔အေပါါကိုတက္ကာ၊ steam trap ကိုၿပန္ပိတ္ေစပါတယ္။ dip pipe ရဲ႕ bore တနည္းအားၿဖင္႔ အခၽင္း ဟာေသးငယ္တဲ႔အတြက္၊ steam ပမာဏအနည္းငယ္သာဝင္ေရာက္ၿပီး၊ riser ကို locked steam အေနနဲ႔အေပါါအထိတက္ကာ ပိတ္ေပးပါ တယ္။ Rising discharge process ၿဖစ္ေပါါမွဳဟာ steam coil အတြင္း steam အဆက္မၿပတ္စီးဆင္းေနစဥ္ ၿဖစ္ေပါါတဲ႔အတြက္အလြန္လၽွင္ၿမန္ပါတယ္။ သေဘ္ာ Main deck ေပါါမွာလမ္းေလၽွာက္သြားေနစဥ္၊ Steam trap မွ၊ condense steam ေတြထြက္လာ တဲ႔အခါမွ၊ water seal မွတဆင္႔ discharge လုပ္လိုက္တာကို သိနိဳင္ပါတယ္။

Inert gas plant ေတြရဲ႕ Deck seal unit မွ၊ Wet type deck seal အလုပ္လုပ္ပံုနဲ႔အေၿခခံအားၿဖင္႔ တူတာ ကိုေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။ Wet type deck seal မွာ sealing water ကို permanently ၿဖည္႔ထားတာၿဖစ္ၿပီး၊ Inert gas ေတြကို sealing water အတြင္းၿဖစ္သန္းေစၿပီးမွ၊ ေရာပါလာတဲ႔ ေရကို demister pad နဲ႔စစ္ယူ တာၿဖစ္ပါတယ္။ Rising discharge arrangement မွာေတာ႔၊ water seal ဟာ temporary seal ၿဖစ္ၿပီး၊ locked steam အေနနဲ႔ တြန္းပို႔လုပ္တဲ႔ condensate ကို steam trap မွ discharge လုပ္တာၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. Side hung coils arrangement

 
တခၽိဳ႕ product ေတြဟာ deposit ေတြပါဝင္ၿပီး၊ Tank ေအာက္ေၿခမွာ အနယ္ထိုင္ေလ့ရိွပါတယ္။ deposit ေတြမၽားလာတဲ႔အခါ Tank bottom မွ Steam coil ေတြကိုဖံုးအုပ္လာၿပီး၊ Heat transfer ကို ကၽဆင္းေစပါတယ္။ Deposit ၿဖစ္ေပါါနိဳင္တဲ႔ Product ေတြကိုအပူေပးတဲ႔အခါ Tank ေဘးနံရံေတြမွတဆင္႔
အပူေပးတဲ႔ Side hung coil arrangement ေတြကိုတတ္ဆင္အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။

Fig. Jacketed vessel arrangement

တခါတရံမွာ အပူေပးမယ္႔ vessel တခုလံုးကို Steam coil ေတြနဲ႔ အၿပင္မွ၊ ဖံုးအုပ္အပူေပးတဲ႔ Arrangement မၽိဳးကိုလည္းအသံုးၿပဳေလ့ရိွၿပီး၊ Jacketed vessel arrangement လို႔ေခါါပါတယ္။ Heat losses မၿဖစ္ေပါါေစဖို႔ Steam Jacket ေတြအေပါါမွ၊ ထပ္မံဖံုးအုပ္ထားတာကို ေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. Heat emission rate for Jacket vessel

Steam coil ေတြဟာ Submerged steam coils arrangements နဲ႔ Jacket vessel arrangement တို႔မွာ Heat emission rate တနည္းအားၿဖင္႔ Overall heat transfer coefficient တို႔မတူတာကိုေတြ႔ရပါတယ္။ သေဘ္ာေတြရဲ႕ Tank ေတြအတြင္းမွ Product cargo ေတြကိုအပူေပးတဲ႔အခါ၊ Heating surface area ႀကီး မားတဲ႔အတြက္၊ Submerged steam coils arrangements နဲ႔ Side hung arrangements ေတြကိုသာ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

Steam Quality 

အသံုးၿပဳတဲ႔ Steam ဟာ Correct quantity လံုေလာက္တဲ႔ပမာဏရိွၿခင္း၊ Temperature နဲ႔ Pressure မွန္ကန္ၿခင္း၊ Air ေလ နဲ႔ In-condensatable gases အေငြ႔မပၽံနိဳင္တဲ႔ဓါတ္ေငြ႔ေတြပါဝင္မွဳမရိွၿခင္း နဲ႔ Dry and Clean ဆိုတဲ႔ေၿခာက္ေသြ႔သန္႔ရွင္းၿခင္း စတဲ႔အခၽက္ေတြနဲ႔ၿပည္႔စံုရမွာၿဖစ္ပါတယ္။ Correct quantity လံုေလာက္တဲ႔ Steam ပမာဏရိွၿပီး၊ Temperature နဲ႔ Pressure မွန္ကန္မွသာ Sufficient heat flow ကို ရရိွၿပီး၊ Heat transfer လုပ္ေပးနိဳင္မွာၿဖစ္ပါတယ္။ 

System ကို start-up လုပ္စဥ္၊ steam pipes ေတြနဲ႔ equipment ေတြအတြင္းကို၊ Air ေလ နဲ႔ In-condemnable gases ေတြဝင္ေရာက္တတ္ပါတယ္။ System ထဲမွာ Pure steam အၿပည္႔ၿဖည္႔ၿပီး၊ shutdown လုပ္ထားေပမယ္႔ Condense အေငြ႔ပၽံၿပီး၊ Resultant vacuum ေႀကာင္႔ၿပင္ပေလ နဲ႔ gases ေတြ ကို ဆြဲသြင္းတတ္ပါတယ္။ Steam ေရာေနတဲ႔အခါ၊ ေလ နဲ႔ gases ေတြဟာ heat transfer surface မွာရိွေန မွာၿဖစ္ၿပီး၊ insulation သို႔မဟုတ္ heat transfer barrier အေနနဲ႔ အပူကူးေၿပာင္းမွဳစြမ္းရည္ကိုကၽေစပါ တယ္။

System အတြင္း Steam ဝင္ေရာက္လာတဲ႔အခါ၊ ေလ နဲ႔ gases ေတြကို Drain point ေတြသို႔ တြန္းထုတ္ မွာၿဖစ္ၿပီး၊ Remote point လို႔ေခါါတဲ႔ Steam in let နဲ႔ အေဝးဆံုး Drain point အထိတြန္းထုတ္နိဳင္ တာေတြ႔ ရပါတယ္။ ၿပင္ပေလ နဲ႔ gases ေတြအလြယ္တကူထြက္နိဳင္ဖို႔ Steam traps ေတြရဲ႕ Air venting capacity ေကာင္းမြန္ဖို႔လိုသလို၊ Remote points ေတြမွာလည္း Automatic air vents ေတြတတ္ဆင္ထား
ဖို ႔လိုအပ္ပါတယ္။

Steam Traps

Steam trap အမၽိဳးအစားေတြကို Primary categories အေနနဲ႔၊  Mechanical, Thermostatic နဲ႕  Thermodynamic trap ဆိုၿပီးေတြ႔နိဳင္ပါတယ္။ အသံုးမၽားတဲ႔ Steam traps ေတြကေတာ႔၊ Inverted bucket steam trap, Float steam trap, Thermostatic steam trap နဲ႕ thermodynamic disc steam trap တို႔ၿဖစ္ၿပီး၊ Application ေပါါမူတည္ၿပီး၊ ေရြးခၽယ္တတ္ဆင္ရပါတယ္။ 

Fig. Steam Trap application guide

Fig. Float thermostatic steam trap

Fig. Traditional thermo-dynamic steam trap

Application အေနနဲ႔ Canteen equipment, Oil transfer & Storage, Hospital equipment, Industrial dryer, Laundry equipment, Presses, Process equipment, Space heating equipment, Steam mains နဲ႔ Tanks and vats ဆိုၿပီး၊ အုပ္စုေတြခြဲၿခားထားတဲ႔အထဲက၊ သေဘ္ာေတြမွာ၊ Oil transfer & Storage, Steam mains နဲ႔ Tanks and vats တို႔အတြက္၊ ေရြးခၽယ္တတ္ဆင္သင္႔တဲ႔ Steam trap ေတြ ကို၊ ေဖာ္ၿပထားပါတယ္။

Steam Strainer

ေလဟာ Boiler feed water ထဲမွာလည္းပါဝင္ေနတတ္ပါတယ္။ Boiler make-up water နဲ႔ Condensate တို႔ဟာ Feed tank မွ Exposed atmosphere အေနနဲ႔ ေပးသြင္းတာၿဖစ္လို႔၊ Nitrogen, Oxygen နဲ႔ Carbon dioxide တို႔ေပၽာ္ဝင္ေနပါတယ္။ Boiler feed water ကို အပူေပးတဲ႔အခါ၊ Gas ေတြအေနနဲ႔ Steam မွာေရာ ပါသြားၿပီး၊ System အတြင္းဝင္ေရာက္လာပါေတာ႔တယ္။

Atmospheric air မွာ Nitrogen (78 %), Oxygen (21 %) နဲ႔ Carbon dioxide (0.03 %) ပါဝင္ပါ တယ္။ Solubility လို႔ေခါါတဲ႔ ေရမွာေပၽာ္ဝင္နိဳင္မွဳမွာ Oxygen ဟာ Nitrogen ထက္ (၂) ဆခန္႔ပိုၿပီး၊ Carbon dioxide ကေတာ႔ Oxygen ထက္ အဆ (၃၀) ခန္႔ပိုပါတယ္။ Boiler feed water မွာ Oxygen နဲ႔ Carbon dioxide တို႔ပိုမိုေပၽာ္ဝင္ေနၿပီး၊ Boiler နဲ႔ Piping ဆိုတဲ႔ Steam system ကို Corrosion ၿဖစ္ေစ ပါတယ္။ Feed tank မွာ Temperature 80°C ေအာက္ကို မကၽေအာင္ ထိမ္းထားမွသာ၊ Oxygen နဲ႔ Carbon dioxide ေတြဟာ၊ Atmosphere ထဲကိုထြက္သြားမွာၿဖစ္ပါတယ္။

Steam pipe ေတြရဲ႕ အတြင္းနံရံေတြမွာ၊ Carbonate deposit ေတြနဲ႔ Rust ေတြဟာ၊ Scale အလြွာအေနနဲ႔ ၿဖစ္ေပါါေနတတ္ပါတယ္။ Scale ဟာ Heat transfer barrier အေနနဲ႔ အပူကူးေၿပာင္းမွဳကိုကၽဆင္းေစပါ တယ္။ Water treatment မွားယြင္းေဆာင္ရြက္မွဳေတြနဲ႔ Boiler water droplets impurities ေတြ ေႀကာင္႔ လည္းေပါါေပါက္တတ္ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ Piping initially installed စတင္တတ္စဥ္စဥ္က၊ Welding slag ေတြနဲ႔ Excess jointing material ေတြဟာ၊ System ထဲမွာကၽန္ေနခဲ႔ၿပီး၊ Dirt ေတြအေနနဲ႔ ရိွေနတတ္ ပါတယ္။ Scale နဲ႔ Rust fragments ေတြဟာ၊ Pipe bend အေကြးေနရာေတြမွာ Erosion rate ကို ၿမင္႔မားေစသလို၊ Steam traps ေတြနဲ႔ Valves ေတြရဲ႕ Orifices ေတြကိုလည္း၊ ပိတ္ဆို႔ေစတတ္ပါတယ္။

Fig. Strainer

Fragments ေတြကို၊  Pipeline strainer တတ္ဆင္ၿပီးဖယ္ထုတ္နိဳင္ပါတယ္။ Strainer ေတြကို Steam trap, Flow-meter, Pressure reducing valve နဲ႔ Control valve ေတြရဲ႕ Upstream မွာ တတ္ဆင္ရ ပါတယ္။ Condensate ေငြ႔ရည္ဖြဲ႔ၿခင္းမၿဖစ္ေစဖို႔နဲ႔ Water-hammer မၿဖစ္ေပါါေစဖို႔၊  Strainers ကို Steam lines sides ေဘးတုိက္အေနအထားနဲ႔ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ ေဘးတိုက္တတ္ဆင္တဲ႔အခါ Strainer screen area နဲ႔ Steam flow အမၽားဆံုးထိေတြ႔နိဳင္မွာၿဖစ္ပါတယ္။

Water-hammer

Steam ဟာ Piping system မွာ Heat losses ၿဖစ္ရာမွ၊ Condense အေငြ႔ပၽံၿပီ၊ Condensate ေငြ႔ရည္ဖြဲ႔ ကာ၊ Piping system wall မွာ Droplets ေတြအၿဖစ္ရိွေနတတ္ပါတယ္။ Steam flow မွတြန္းလိုက္တဲ႔ အ တြက္ Droplets ေတြဟာ၊ Film အလြွာပါးေလးအေနနဲ႔ဖြဲ႔တည္လာၿပီး၊ Pipe ေအာက္ေၿခမွာစုေနပါတယ္။ Film ဟာ အလြွာပါးအဆင္႔ကေန၊ အၿခား Droplets ေတြနဲ႔စုမိရာက၊ Water slug အေနနဲ႔ ဖြဲ႔တည္လာပါ တယ္။ Water slug ဟာ 25 - 30 m/ s Steam velocity အလၽွင္နဲ႔ အတူ Piping system ထဲမွာေရြွ႕လၽား ပါတယ္။  

Fig. water slug

Water slug ေတြဟာ Dense ထူထပ္သိပ္သည္းၿပီး၊ Incompressible ဆိုတဲ႔ ဖိိပ္လို႔မရတဲ႔အေနအထားမၽိဳး ဖြဲ႔စည္းေနတာၿဖစ္ၿပီး၊ Steam ရဲ႕တြန္းအားေႀကာင္႔ High velocity ၿမင္႔မားတဲ႔အလၽွင္နဲ႔ေရြွ႕လၽွားရာမွ၊ Kinetic energy ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ ေရြွ႕လၽွားလာတဲ႔ water slug ေတြဟာ၊ Piping system ရဲ႕ Bend အေကြးေနရာေတြနဲ႔ T joint ေနရာေတြကိုေရာက္တဲ႔အခါ၊ Obstruction အတားအဆီး အေနနဲ႔ ႀကံဳေတြ႔ရ ပါတယ္။ အဲဒီအခါ Kinetic energy မွ Pressure energy အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲသြားၿပီး၊ Pressure shock ကို ၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ Water slug ေတြေႀကာင္႔ Obstruction အတားအဆီးေနရာေတြမွာေပါါေပါက္တဲ႔ Pressure shock ဟာ၊ Noise နဲ႔ Vibration ကိုပါၿဖစ္ေပါါေစၿပီး၊ Water-hammer လို႔ေခါါႀကပါတယ္။

Fig. Potential sources of water-hammer 

Water hammer ဟာ Steam piping system နဲ႔  Fitting ေတြကိုထိခိုက္ပၽက္စီးနိဳင္ေစတဲ႔အၿပင္၊ အခန္႔ မသင္႔ပါက Explosive effect နဲ႔  အတူ Hazardous situation ေဘးအနၱရာယ္ရိွေစတတ္ပါတယ္။ Condensate ေတြကို Steam piping system ရဲ႕ Low point အနိမ္႔ေနရာေတြမွ၊ ဖယ္ထုတ္နိုင္ပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ Water slugs ေတြကိုလည္း၊ valves နဲ႔ pipe fittings ေတြရဲ႕ downstream အထြက္ေနရာေတြမွ တဆင္႔၊ ဖယ္ထုတ္နိုင္ပါတယ္။

Steam Separator

Feed water treatment လုပ္တဲ႔အခါ၊ Incorrect chemical ေတြကိုအသံုးၿပဳမိရာကတဆင္႔၊ boiler feed water မွာ chemical ေတြနဲ႔ အၿခားေသာ materials ေတြပါဝင္သြားၿပီး၊ heat transfer surfaces ေတြမွာ deposits ေတြအေနနဲ႔ရိွေနတတ္ပါတယ္။ အခၽိန္ႀကာလာတာနဲ႔အမၽွ deposits ေတြမၽားလာၿပီး၊ Plant efficiency ကိုကၽဆင္းေစပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ Boiler ကိုမီးထိုးတဲ႔အခါ၊ Tubes ေတြအတြင္း deposits ေတြ ရိွေနတာမို႔၊ Heat looses ေတြကိုၿဖစ္ေပါါေစသလို၊ Dry steam အေနနဲ႔လည္းမရရိွနိဳင္တာကိုေတြ႔ရပါတယ္။

Fig. Steam separator

Deposits ေတြေႀကာင္႔ Steam ဟာ၊ Moisture droplets ေတြနဲ႔ Wet စိုစြတ္ေနတတ္ပါတယ္။ Wet steam အေနနဲ႔ရရိွလာတဲ႔ Steam ကို Baffles plate ေတြခံထားတဲ႔ Steam separator မွာၿဖတ္သန္းေစၿပီး၊ Moisture droplets ေတြနဲ႔ ေလအပါအဝင္ In-condensable gas ေတြကိုဖယ္ထုတ္ယူနိဳင္ပါတယ္။

သေဘ္ာေတြမွာ Cargo Heating အေနနဲ႔ အသံုးၿပဳမယ္႔ Steam ရဲ႕ Quality ဟာ၊ ေကာင္းမြန္ဖို႔လိုအပ္ ပါတယ္။ Steam မွာ၊ Air ေလ နဲ႔ In-condensatable gases ေတြေရာေနွာပါဝင္ေနၿပီး၊ ေၿခာက္ေသြ႔ သန္႔ရွင္းမွဳမရိွတဲ႔အခါ၊ Temperature နဲ႔ Pressure မွားယြင္းမွဳေတြေပါါေပါက္လာမွာၿဖစ္ပါတယ္။ Dalton's Law of Partial Pressures အရ၊ အမွန္တကယ္ရရိွမယ္႔ Effected Steam Pressure ကိုတြက္ယူၿခင္းကို၊ ဥပမာအေနနဲ႔ ေဖာ္ၿပထားပါတယ္။

Fig. Dalton's Law of Partial Pressures

Dalton's Law of Partial Pressures မွာ Thermodynamic relationship အေနနဲ႔ေဖာ္ၿပတာၿဖစ္တဲ႔ အတြက္၊ Pressure ကို၊ "bar a" အေနနဲ ႔ေဖာ္ၿပပါတယ္။ Steam နဲ႔ ေလ ေရာေနတဲ႔အခါ၊ Temperature ကိုကၽေစပါတယ္။ ေလနဲ႔ Gases ေတြရဲ႕ Pressure ဟာ၊ Steam pressure နဲ႔ေပါင္းစပ္ၿပီး၊ Total pressure အေနနဲ႔ ၿပေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။

ဥပမာ Steam/ air mixture total pressure ဟာ 4 bar a အေနနဲ႔ေဖာ္ၿပေနၿပီး၊ Steam volume ¾ နဲ႔ ေလ ¼ ရိွခဲ႔ရင္၊ Dalton's Law of Partial Pressures အရ ¾ X 4 bar a = 3 bar a ဆိုၿပီး တြက္ယူတဲ႔ အခါ၊ Steam ရဲ႕ Effected pressure ဟာ 3 bar a သာရိွေႀကာင္းေတြ႔ရပါတယ္။ အဲဒီအခါ Steam tables အရ၊ ရိွရမယ္႔ saturation temperature ဟာ 144°C မွာမရိွပဲ၊ 134°C မွာသာရိွတာကို၊ ေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါ တယ္။

Fig. SI unit Steam Tables

Saturation temperature ကို အတိအကၽမရတဲ႔အခါ၊ အပူေပးရမယ္႔ Cargo တနည္းအားၿဖင္႔ Product ရဲ႕ Chemical and Physical changes ဓါတ္ဂုဏ္သတၱိနဲ႕ ရုပ္ဂုဏ္သတၱိေၿပာင္းလဲမွဳေတြအနည္းနဲ႔အမၽား ၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။

Post credit to : ဦးရီးထြန္း http://www.myanmarengineer.org
ပံုေတြကို Google ကေနရွာေဖြကူးယူပါတယ္။