Friday, May 17, 2013

"Oil-fired Drum Type Water Tube Boiler Steam Generation Process နဲ႔ Thermal Oil Heater"

fire tube နဲ႔ water tube boiler ဆိုတဲ႔၊ boiler အမၽိဳးအစား၊ (၂) မၽိဳးမွာ  ပါဝင္တဲ႔ system ေတြကို၊ ပိုင္းၿခားႀကည္႔လၽွင္၊ combustion air system, feed water system, fuel oil supply system နဲ႔ steam system ဆိုၿပီး ေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။ မီးထိုးအပူေပးထားတဲ႔ hot gas ေတြကို၊ tube ေတြအတြင္းမွာ ၿဖတ္သန္းေစၿပီး၊ feed water ဆိုတဲ႔ 'ေရ' အား tube အၿပင္ဖက္မွ၊ စီးဆင္းေစတဲ႔ boiler ကို၊ ‘fire tube boiler’ လို႔ေခါါပါတယ္။ feed water ကို tube ေတြ အတြင္းမွာ ၿဖတ္သန္းေစၿပီး၊  မီးထိုးအပူေပးထားတဲ႔ hot gas ေတြကို၊ အၿပင္ဖက္မွ၊ စီးဆင္းေစတဲ႔ boiler ကိုေတာ႔ ‘water tube boiler’ လို႔၊ ေခါါပါတယ္။ 
 
fire tube boilers ေတြကို locomotive လို႔ေခါါတဲ႔ မီးရထားစက္ေခါင္း boiler၊ စက္မွဳလုပ္ငန္းသံုး industrial boiler နဲ႔ အေသးစားလုပ္ငန္းသံုး domestic used boiler ေတြအၿဖစ္၊ အသံုးၿပဳေလ႔ရိွႀကပါတယ္။ turbine ေတြလည္ပတ္ရန္ steam pressure ပမာဏ မၽားမၽားထုတ္ေပးနိဳင္တဲ႔ natural circulation boiler, forced circulation boiler နဲ႔ super critical pressure boiler သို႔မဟုတ္ zero circulation boiler ေတြကိုေတာ႔ water tube boiler ေတြ အၿဖစ္ေတြ႔ရပါတယ္။ tubes ေတြကို၊ furnace လို႔ေခါါတဲ႔ မီးေလာင္ခန္းနံရံမွာ တတ္ဆင္ထားတဲ႔အတြက္၊ water wall သို႔မဟုတ္ floor tubes ေတြလို႔လည္း ေခါါႀကပါတယ္။

ဒါ႔အၿပင္ မီးထိုးေပးမယ္႔ burner အတြက္၊ အသံုးၿပဳတဲ႔ fuel oil system အေပါါမူတည္ကာ၊ coal fired boiler, oil fired boiler, gas fired boiler, multi-fuel fired boiler, industrial waste fired boilers နဲ႔ biomass fired boilers ဆိုၿပီးေခါါႀကပါတယ္။ တခါ arrangement နဲ႔ design အရ၊ top supported, bottom supported, package, field erected, tower type or single pass, two pass, close coupled နဲ႔ drum type boiler ေတြဆိုၿပီး ခြဲၿခား သတ္မွတ္ၿပန္ပါတယ္။ drum type boilers ေတြကိုလည္း single - drum, bi - drum နဲ႔ three - drums ဆိုၿပီး၊ ထပ္မံခြဲၿခားပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ သေဘ္ာေတြမွာအသံုးၿပဳတဲ႔ oil fired drum type boiler ကိုသာ၊ အေၿခခံၿပီး မွတ္သားမိသေလာက္ ေဖာ္ၿပမွာၿဖစ္ပါတယ္။
 
 
 
Fig. Oil fired water tube boiler
  
oil fired boiler ေတြရဲ႕၊ steam generation process မွာ၊ fuel burner မွ feed water ကို၊ မီးထိုး အပူေပးၿခင္းၿဖင္႔ wet Steam အၿဖစ္သို႔ ေရာက္ရိွေစၿခင္းနဲ႔  wet steam ကို ထပ္မံအပူေပးၿခင္းၿဖင္႔ super-heated steam အၿဖစ္သို႔ေရာက္ရိွေစၿခင္း ဆိုၿပီး ေတြ႔ရပါတယ္။

ေရကို water drum နဲ႔ steam drum တို႔မွာ၊ circulate လုပ္ေစရန္ furnace ရဲ႕အထြက္မွာ၊ water wall tube ေတြထက္ အရြယ္အစားပိုႀကီးတဲ႔၊ large-bore down comer tubes ေတြတတ္ဆင္ထားပါတယ္။ tubes ေတြအတြင္းမွာ အပူေပးၿခင္းခံရတဲ႔ feed water ဆိုတဲ႔ "ေရ" ဟာ steam အၿဖစ္နဲ႔၊ steam drum သို႔ေရာက္ရိွလာေမယ္႔ ေရခိုးေရေငြ႔ moisture ေတြ အမၽားအၿပားပါဝင္ေနၿပီး wet steam သို႔မဟုတ္ saturated steam လို႔ေခါါပါတယ္။

wet steam ကို boiler မွ၊ super heater အတြင္းထပ္မံၿဖတ္သန္းကာ၊ အပူေပးၿခင္းၿဖင္႔၊ moisture ေတြ ကင္းစင္သြားၿပီး ေၿခာက္ေသြ႔တဲ႔ super-heated steam ရရိွလာပါတယ္။ အကယ္၍ အပူခၽိန္ temperature ပမာဏ အလြန္မၽားတဲ႔ super-heated steam ကိုအသံုးၿပဳခဲ႔လၽွင္၊ steam system မွ အစိတ္အပိုင္းေတြ ထိခိုက္ပၽက္စီးေစနိဳင္တဲ႔အတြက္၊ သတ္မွတ္ထားတဲ႔ အပူခၽိန္ပမာဏအတြင္းသာ ရိွေနေစရန္၊ attemperator ဆိုတဲ႔ cooler ထဲမွာ၊ ၿဖတ္သန္းေစၿပီး၊ ေလၽွာ႔ခၽပါတယ္။

အသံုးၿပဳၿပီး၊ temperature ကၽသြားတဲ႔ steam ကို condenser, hot well ဆိုတဲ႔ cascade tank သို႔မဟုတ္ de-areator tank တို႔မွာ အေအးၿပန္ခံ ရပါတယ္။ အေအးခံလိုက္တဲ႔အတြက္ steam ဟာ၊ "ေရ" အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲသြားၿပီး feed Pump မွတစ္ဆင္႔ boiler ရဲ႕ water drum သို႔ၿပန္ပို႔ကာ circulating အား ၿပန္လည္၊ ေဆာင္ရြက္ပါတယ္။
 
combustion air system မွာ  ေလမွဳတ္သြင္းေပးတဲ႔ FD fan လို႔ေခါါတဲ႔ forced draft fan, air heater နဲ႔ air register တို႔ပါဝင္ပါတယ္။ FD fan ဟာ boiler ကို၊ စတင္ေမာင္းတဲ႔အဆင္႔၊ pre-purging period မွ၊ လိုအပ္တဲ႔ steam pressure ရရိွ သြားတဲ႔အခါမွာ၊ combustion ဆိုတဲ႔ မီးထိုးၿခင္း ကို ရပ္လိုက္တဲ႔၊ ေနာက္ဆံုးအဆင္႔ post-purging period အထိ မရပ္မနား လည္ပါတ္ေနပါတယ္။
 
 
 
Fig. Opened feed system
 
 
 
Fig. Closed feed system 

oiler feed water system ကို၊ open feed system နဲ႔ close feed system ဆိုၿပီး ခြြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။ သေဘ္ာေတြမွာေတာ႔ open feed system ကိုသာ၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

Open Feed System - heating system ေတြထဲမွာ ၿဖတ္သန္းအသံုးၿပဳၿပီး၊ ၿပန္လာတဲ႔ steam ေတြကို condenser အတြင္း ၿဖတ္သန္းအေအးခံၿပီး၊ "ေရ" အၿဖစ္သို႔ ေၿပာင္းလဲယူပါတယ္။ အေအးခံလိုက္တဲ႔အခါ steam pressure ဟာ၊ under certain atmospheric pressure တစ္နည္းအားၿဖင္႔ slight vacuum ဆိုတဲ႔ 'ေလဖိအား' ထက္အနည္းငယ္နည္းတဲ႔ ေရေငြ႔ သို႔မဟုတ္ pressure လံုးဝမရိွေတာ႔တဲ႔ condensate အေငြ႔ ၿဖစ္သြားၿပီး၊ hot well နဲ႔ feed filter tank အတြင္းသို႔က၊ gravity ၿဖင္႔ကၽဆင္း ဝင္ေရာက္လာပါတယ္။ တခၽိဳ႕ capacity ႀကီးမားတဲ႔ boiler ေတြမွာေတာ႔ condenser capacity လည္း၊ ႀကီးမားၿပီး condensate ရဲ႕ pressure ဟာ၊ under vacuum ၿဖစ္ေနတဲ႔အတြက္ extraction pump ကိုသံုးကာ hot well သို႔ပို႔ေပးပါတယ္။

ဒါ႔အၿပင္ hot well ဟာ၊ fuel oil heating system, oil tank heating system, drain cooler နဲ႔ observation tank system စတဲ႔ system ေတြအၿပင္၊ အထူးသၿဖင္႔ storage tank, service tank နဲ႔ daily tank ေတြထဲမွ၊ drain လုပ္လိုက္တဲ႔ condensate water ကိုပါ လက္ခံရပါေသးတယ္။ tank ေတြထဲမွ drain လုပ္လိုက္တဲ႔ condensate water ေတြအတြင္းမွာ၊ oil presence အေနနဲ႔ "ဆီ" ေတြေရာေနွာ ပါဝင္လာၿပီး၊ boiler မွ၊ condensate water နဲ႔ "ဆီ"  ေတြမေရာေစရန္၊ ပထမအဆင္႔ အေနနဲ႔  filter သို႔မဟုတ္ internal baffles ေတြကို၊ ခံကာ စစ္ထုတ္ပါတယ္။ ဒုတိယ အဆင္႔အေနနဲ႔ charcoal သို႔မဟုတ္ cloth filters ေတြကို သံုးကာ၊ စစ္ထုတ္ယူ ပါတယ္။ အကယ္၍ hot well မွာ over flow ၿဖစ္ေပါါခဲ႔လၽွင္၊ feed water tank မွ လက္ခံရယူပါတယ္။

de-aerated type heater သို႔မဟုတ္ cascade tank ေတြသံုးလၽွင္ေတာ႔၊ "ေရ" ထဲမွာေပၽာ္ဝင္ေနတဲ႔ dissolved oxygen ကိုထပ္မံၿဖိဳခြဲနိဳင္ၿပီး boiler tube ေတြမွာ၊ ေပါါါေပါက္လာမယ္႔႔ corrosion အား၊ အထိုက္အေလၽွာက္ တားဆီးေပးနိဳင္ပါတယ္။

opened  feed system မွာ feed water pump, condenser, cascade tank သို႔မဟုတ္ de-areator tank, economizer နဲ႔ boiler feed control valve၊ boiler feed check valve တို႔ပါဝင္ပါတယ္။ return steam ကို condenser မွာ အေအးခံၿပီး၊ cascade tank သို႔မဟုတ္ de-areator tank မွာထပ္မံ အေအးခံပါတယ္။ cascade tank မွာ အေအးခံစဥ္ condensate water ဟာ၊ အေငြ႔ပၽံၿခင္း evaporation ေႀကာင္႔ ေလၽွာ႔နည္းေပၽာက္ဆံုးမွဳ losses ေတြရိွတဲ႔အတြက္၊ make-up water အေနနဲ႔ "ေရ" ထပ္ၿဖည္႔ေပးရပါတယ္။ cascade tank မွ water level ကို၊ ရိုးရိုးသာမာန္ level switch တလံုး၊ တနည္းအားၿဖင္႔ On/ Off function float switch တလံုးမွ၊ တိုင္းတာၿပီး make-up water pump ၿဖင္႔ အလိုအေလၽွာက္ ၿဖည္႔သြင္းေပးပါတယ္။
 

Fig. Boiler drum water control system
 
eed water pump ရဲ႕ capacity ဟာ၊ boiler ရဲ႕ maximum pressure capacity ထက္ ပိုမၽားပါတယ္။ boiler drum အတြင္း water level ကၽဆင္းသြားတဲ႔႔အခါ၊ feed water pump ဟာ၊ အလိုအေလၽွာက္ ထလည္ၿပီး၊ cascade tank သို႔မဟုတ္ de-areator tank မွ ေရကို ေပးသြင္းပါတယ္။ feed regulator ကို de-aerated type heater သို႔မဟုတ္ cascade tank မွာတတ္ဆင္ၿပီး၊ boiler drum water level ကို control လုပ္ေလ႔ရိွပါတယ္။ တခၽိဳ႕ boiler ေတြမွာေတာ႔ water drum အတြင္း level sensor probe တတ္ဆင္ၿပီး၊ boiler drum water level ကို control လုပ္ပါတယ္။

steam ကို heating media အေနနဲ႔ fuel oil heating system, oil tank heating system, drain cooler နဲ႔ observation tank system အစရိွတဲ႔ system ေတြအၿပင္၊ purifier ေတြမွာပါ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ၊ အေႀကာင္းအမၽိဳးမၽိဳးေႀကာင္႔ heating coil ေတြ leak ၿဖစ္ၿပီး၊ steam နဲ႔အတူ oil presence "ဆီ" ေတြဟာ၊ boiler water drum အတြင္းသို႔ ဝင္ေရာက္လာတတ္ပါတယ္။ oil presence ေတြဟာ၊ boiler drum အတြင္းမွ၊ ေရ မၽက္နွာၿပင္ေပါါမွာ၊ အလြွာတခုအေနနဲ႔ရိွေနၿပီး၊ water level sensor probe ကို malfunction ၿဖစ္ေပါါေစတတ္ပါတယ္။

steam ကို၊ heat transfer medium ဆိုတဲ႔၊ အပူကူးေၿပာင္းေပးသူအၿဖစ္၊ အသံုးခၽတဲ႔အခါ မူလကုန္ႀကမ္းၿဖစ္တဲ႔ "ေရ" ဟာ ေစၽးသက္သာသလို၊  သဘာဝ ပါတ္ဝန္းကၽင္အတြက္ environmental issues ဆိုင္ရာ၊ ေဘးထြက္ဆိုးကိၽဳးေတြနဲ႔ ပက္သက္ၿပီး၊ အမၽားႀကီးထည္႔သြင္းစဥ္းစားရန္၊ မလိုအပ္တာေတြ႔ရပါတယ္။ အပူခၽိန္ 350 C ခန္းသံုးရန္လိုအပ္မယ္႔ applications ေတြမွာ၊ steam ရဲ႕ temperature နဲ႔အတူ၊ pressure လည္း 180 Bar ခန္႔ရိွလာၿပီး၊ tube ေတြ၊ pipeline ေတြနဲ႔ condenser မွအစ၊ thermal stress နဲ႔ pressure ကိုခံနိဳင္ေစရန္၊ လိုအပ္လာပါတယ္။

အပူေပးေပမယ္႔၊ pressure ေၿပာင္းလဲၿခင္းသိသိသာသာ မရိွသလို၊ အပူရိွန္ေပါါမူတည္လို႔၊ "ေရ" ကဲ႔သို႔ liquid state ဆိုတဲ႔ အရည္၊ vapoour  state ဆိုတဲ႔ အေငြ႔နဲ႔ solid state ဆိုတဲ႔ အစိုင္အခဲဆိုၿပီး၊ state ေၿပာင္းလဲၿခင္းမရိွတဲ႔ "thermal oil" ကို (၁၉၇၀) ခုနွစ္၊ အလြန္ကာလမၽားမွ၊ စတင္အသံုးၿပဳလာႀကပါတယ္။ thermal oil ဟာ၊ state ေၿပာင္းလဲၿခင္းမရိွတဲ႔အတြက္၊ condenser နဲ႔ cascade tank ေတြ တတ္ဆင္ရန္၊ မလိုအပ္ေတာ႔သလို၊ steam ကဲ႔သို႔ losses ေတြလည္း မရိွတဲ႔အတြက္ circulating pump ၿဖင္႔ေမာင္းနွင္ၿပီး၊ burner မွ မီးထိုးေပးရန္သာ လိုအပ္ပါတယ္။ အပူေပးေပမယ္႔၊ "ေရ" မွာ de-mineralized makeup water supply ထပ္ၿဖည္႔ေပးရၿခင္းနဲ႔ chemical additions ေခါါတဲ႔ ဓါတုပစၥည္း chemical dosage ေတြထပ္မံ ေဆာင္ရြက္ရန္၊ မလိုအပ္ေတာ႔တဲ႔အၿပင္၊ drains, traps နဲ႔ safety valves ေတြ တတ္ဆင္ထားရန္နဲ႔ bow downs လုပ္ရန္လည္း၊ မလိုအပ္ေတာ႔တာကို၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

thermal oil ကို၊ aromatic compounds ေတြမွ၊ ထုတ္ယူတဲ႔ synthetic oil, paraffin မွ၊ တဆင္႔ထုတ္ယူတဲ႔ petroleum based oil နဲ႔ synthetic fluids ေတြမွ တဆင္႔ ထုတ္ယူတဲ႔ synthetic glycol fluids ဆိုၿပီး၊  ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။ ထုတ္လုပ္တဲ႔ maker ေတြရဲ႕ နာမည္အရ၊ Solutia Inc. မွ ထုတ္လုပ္တဲ႔ thermal oil ကို 'Therminol', Dow Chemical Co. မွထုတ္လုပ္တဲ႔ thermal oil ကို 'Dowtherm', Radco Industries Inc. မွထုတ္လုပ္တဲ႔ thermal oil ကို 'Exceltherm' နဲ႔ Paratherm Corp. မွထုတ္လုပ္တဲ႔ thermal oil ကို 'Paratherm' လို႔ေခါါႀကပါတယ္။
 
 
 
"ေရ"ကို ေရဆူမွတ္လို႔ေခါါတဲ႔ boiling point ေရာက္တဲ႔အထိ၊ အပူေပးရတဲ႔အတြက္ boiler လို႔ေခါါေပမယ္႔၊ thermal oil ကို heating transfer medium အေနနဲ႔ အပူကူးေၿပာင္းေပးသူအၿဖစ္၊ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ thermal oil heater လို႔ေခါါပါတယ္။ thermal oil ဟာ ေရခဲမွတ္ေအာက္အပူခၽိန္မွာ၊ ေအးခဲသြာားၿခင္း မရိွသလို၊ circulating system အတြင္းမွလည္း၊ corrosion, scaling, fouling နဲ႔ deposits ၿဖစ္ေပါါၿခင္းတို႔ မရိွတာလည္း၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ လက္ရိွမွာ thermal oil ဟာ၊ အၿမင္႔ဆံုး (400 ° C.) အထိ၊ အပူေပးလို႔ရၿပီး၊ cryogenic applications အေနနဲ႔ အနိမ္႔ဆံုး (- 100 ° C.) အထိ အသံုးၿပဳနိဳင္ပါတယ္။

အသံုးၿပဳမယ္႔ thermal oil ကို ေရြးခၽယ္တဲ႔အခါ၊ ထုတ္ယူရာမူလ compounds ေတြ အေပါါ၊ မူတည္ၿပီး  အပူကူးေၿပာင္းရရိွနိဳင္မွဳစြမ္းရည္ heat transfer ability, အသံုးၿပဳထားတဲ႔ pump ေတြရဲ႕ စြမ္းေဆာင္ရည္ မထိခိုက္ေစရန္ pumpability & serviceability, သဘာဝပါတ္ဝန္းကၽင္အတြက္၊ ေဘးထြက္ဆိုးကိၽဳးေတြၿဖစ္တဲ႔ အဆိပ္အေတာက္ပါဝင္မွဳနဲ႔ စြန္႔ၿပစ္မွဳနည္းလမ္းေတြအပါအဝင္ oxidation နဲ႔ degradation အစရိွတဲ႔ အခၽက္ေတြကိုလည္း၊ ထည္႔သြင္းစဥ္းစားသင္႔ပါတယ္။
 
 
  Fig. Thermal oil circulating diagram 
 
thermal oil heater အလုပ္လုပ္ပံုဟာ၊ steam boiler အလုပ္လုပ္ပံုနဲ႔ ဆင္တူပါတယ္။ combustion chamber ထဲမွာ fuel oil သို႔မဟုတ္ bio fuel သို႔မဟုတ္ ေကၽာက္မီးေသြး coal စတာေတြကို၊ အသံုးၿပဳေလာင္ကၽြမ္းေစၿပီး လိုအပ္တဲ႔ safety devices ေတြ၊ တတ္ဆင္ထားရိွကာ အပူေပးပါတယ္။ evaporation ဆိုတဲ႔ အေငြ႔ပၽံၿခင္းမရိွပဲ၊ လမ္းေႀကာင္းတစ္ေလၽွာက္၊ တစ္နည္းအားၿဖင္႔ radiant သို႔မဟုတ္ convection zones ေတြမွာ၊ အပူေပးထားတဲ႔ thermal oil  စီးဆင္း သြားၿခင္းၿဖင္႔၊ heat transfer medium ဆိုတဲ႔၊ အပူကူးေၿပာင္းေပးသူ အၿဖစ္၊ ေဆာင္ရြက္ပါတယ္။

return line မွာေတာ႔ heat exchanger လို႔ေခါါတဲ႔ cooler အေသးစားေလးတတ္ဆင္ထားရန္လိုအပ္ၿပီး၊ cooler မွတစ္ဆင္႔ expansion tank သို႔ေရာက္ရိွသြားကာ၊ circulate လုပ္ရန္၊ pump အဝင္သို႔ ၿပန္လာပါတယ္။ expansion tank ဟာ thermal expansion ၿဖစ္ေပါါမွဳကို ကာကြယ္ေပးသလို၊ oxidation နဲ႔ vaporization ကိုလည္း တားဆီးေပးပါတယ္။

circulating system ရုတ္တရက္ရပ္တန္႔သြားတဲ႔အခါ၊ thermal Oil ဟာတစ္ေနရာထဲမွာပဲရိွေနၿပီး over heat အေနနဲ႔ အပူလြန္ကာ၊ explosion ၿဖစ္ေပါါနိဳင္ပါတယ္။ overheating ေႀကာင္႔ (400 ° C.) အထိသာ အပူခံတဲ႔ thermal oil ဟာ၊ degradation ေႀကာင္႔ sludge ၿဖစ္သြားနိဳင္ၿပီး၊ system တစ္ခုလံုးကို chemical wash အေနနဲ႔ ေဆးေႀကာကာ thermal Oil အသစ္ၿဖင္႔ အစားထိုးရန္၊ လိုအပ္ပါတယ္။ အကယ္၍ combustion area မွာ ယိုစိမ္႔မွဳ leak ၿဖစ္ေပါါခဲ႔လၽွင္၊ မီးေလာင္နိဳင္တဲ႔  fire hazards အနၲာရယ္ရိွပါတယ္။
 
circulating system မွ valves ေတြ၊ gaskets ေတြနဲ႔ packing ေတြကို thermal oil အတြက္သတ္မွတ္ထားတဲ႔ standard အတိုင္းသာ၊ အသံုးၿပဳသင္႔သလို၊ thermal expansion နဲ႔ thermal fatigue ေတြေပါါေပါက္နိဳင္တဲ႔အတြက္၊ piping နဲ႔ supports ေတြကိုလည္း၊ သတိထားကာ၊ ပံုမွန္စစ္ေဆးရန္လိုအပ္ပါတယ္။       
 
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.      

0 comments:

Post a Comment