Konstruksi Boiler Marine
Konstruksi boiler tipe-D pada dasarnya sama dengan beberapa pengecualian, seperti jumlah pembakar minyak bakar dan ukuran serta volume keseluruhan.
INFORMASI
A. Boiler propulsi utama menyediakan uap ke turbin propulsi utama dan layanan tambahanuntuk memasok semua sistem uap kapal sesuai dengan permintaan. Ini ditunjuk sebagai boiler tipe-D karena posisi relatif drum dan header samping yang membentuk huruf D. Semua boiler tipe-D ditunjuk sebagai boiler super panas yang tidak terkontrol karena semua uap yang dihasilkan oleh boiler harus melewati superheater .
Suhu outlet superheater adalah hasil dari aliran gas pembakaran sebanding dengan jumlah total aliran uap melalui semua rentang (0 – 120%). Karakteristik desain memastikan bahwa suhu akan stabil pada titik setel. Tingkat superheat dihitung dengan mengurangi suhu drum uap dari pembacaan aktual pada pengukur suhu outlet superheater.
Dalam pelajaran ini kita akan memeriksa komponen boiler dan kemudian kita akan menyatukan semuanya dengan menjelaskan bagaimana air dan uap dihasilkan dan diedarkan melalui boiler.
Jalur aliran gas pembakaran melalui boiler juga akan dibahas
B. Economizer adalah penukar panas multi-pass yang terletak di atas bank penghasil utama di dasar cerobong asap, sehingga gas pembakaran akan menyerahkan banyak sisa panasnya ke air umpan yang masuk sebelum membagikan tumpukan .
Air umpan yang masuk menyerap sekitar 100 -200 F panas yang masuk akal dari gas
buang. Sirip dipasang pada tabung economizer untuk meningkatkan area permukaan
pemanas lebih lanjut, membantu meningkatkan efisiensi.
C. Drum uap terletak di bagian atas boiler untuk menyediakan reservoir atas untuk air yang
menutupi bank tabung pembangkit. Air didistribusikan dari drum uap ke drum yang lebih
rendah dan header melalui pipa yang disebut downcomers.
Steam yang dihasilkan juga dikumpulkan dan dipisahkan dari air dalam drum steam. Boiler juga dilengkapi dengan katup pengaman untuk mengurangi tekanan berlebihan. Katup terletak di drum uap dan outlet superheater.
Mereka dirancang untuk mengurangi tekanan yang cukup untukmengukus ketel dengan aman pada 120% dengan katup penghenti ketel uap tertutup Katup ini dibahas secara rinci dalam pelajaran 62B-206.
D. Ventilasi udara atau lubang udara dipasang di atas drum uap untuk mengeluarkan udaradari dalam drum uap saat lampu dingin mati atau ketika mengisi boiler. Ventilasi udara atau lubang udara ditutup ketika boiler mulai menghasilkan uap.
E. Kelengkapan internal dalam drum uap membantu mendistribusikan air secara merata ke seluruh drum, memisahkan uap yang dihasilkan dari air dan menghilangkan uap air dari uap sebelum meninggalkan ketel
1. Turunkan pelat penyekat atau pelat apron. Pisahkan air umpan masuk dan uap yang
dihasilkan dan arahkan uap ke pemisah.
2. Separator primer (pemisah siklon) Pisahkan sebagian besar air dari uap dengan
memberikannya topan atau gerakan putar sehingga partikel air dikeluarkan dari uap
oleh gaya sentrifugal. Pemisah ini dipasang secara vertikal di drum uap sehingga
uap naik keluar dari atas dan air jatuh kembali ke drum uap.
3. Separator sekunder (chevron dryer) Menghilangkan kelembaban tambahan dari uap
dengan mengubah arah aliran uap beberapa kali. Uap terus menyala tetapi uap air
tidak bisa mengubah arah dengan uap. Separator ini dipasang di atas separator
primer dan mengarahkan uap ke kotak kering yang mengumpulkan uap di bagian
atas drum uap, mengarahkannya ke pipa saluran keluar uap ke superheater.
4. Air umpan meninggalkan economizer dan memasuki boiler melalui pipa umpan
internal dan menjadi “air boiler.” Perforasi di sepanjang sisi pipa umpan
memungkinkan air didistribusikan secara merata ke seluruh drum uap .
5. Karena padatan tersuspensi dapat menumpuk di permukaan air dalam drum uap,harus ada cara untuk menghilangkannya. Pipa blow permukaan digunakan untuk menghilangkan padatan tersuspensi cahaya ini dari permukaan air dan untuk mengurangi total kandungan padatan terlarut air boiler. Padatan tersuspensi biasanya terdiri dari minyak, kontaminan garam, atau bahan kimia perawatan berlebihan yang dapat menyebabkan busa di permukaan air. Padatan terlarut biasanya terdiri dari kontaminan garam dan bahan kimia perawatan yang ada dalam larutan.
F. Boiler tipe D menggunakan prinsip sirkulasi alami yang dipercepat untuk mensirkulasikan air melalui boiler. Untuk memungkinkan prinsip ini bekerja, air yang relatif dingin secara alami akan bersirkulasi melalui pipa berdiameter besar ke titik distribusi rendah di boiler. Downcomer adalah pipa berdiameter besar yang menghubungkan drum uap dengan drum air dan header bawah untuk memastikan sirkulasi yang tepat dengan mengirimkan air dari drum uap ke drum air dan header lebih rendah. Downcomers terletak di antara casing udara dalam dan luar untuk melindunginya dari panas radiasi langsung dari tungku.
G. Drum air terletak di bagian bawah boiler di bawah bank penghasil utama dan bertindak
sebagai reservoir air yang lebih rendah untuk didistribusikan ke bank pembangkit utama.
Juga, drum besar ini berfungsi sebagai titik pengumpulan untuk padatan (lumpur) yang
mengendap ke bawah yang dihilangkan oleh blowdown bawah.
H. Header dinding samping terletak di sepanjang dinding samping tungku yang menghubungkan tabung dinding samping dari lantai tungku ke drum uap. Ini mendistribusikan air ke tabung dinding samping dan menyediakan titik blowdown lain untuk pembuangan lumpur. Tabung dinding samping adalah dua tabung inci yang melindungi dinding samping boiler yang tahan api dari panas langsung pembakaran dan menghasilkan sejumlah kecil uap.
I. Header dinding belakang bawah terletak di sepanjang dinding belakang tungku dari lantai tungku ke drum uap atau tajuk atas untuk menyediakan persimpangan yang lebih rendah untuk tabung dinding belakang. Ini mendistribusikan air ke tabung dinding belakang dan memberikan titik blowdown lain untuk menghilangkan lumpur. Tabung dinding belakang adalah tabung dua inci yang melindungi dinding belakang boiler tahan api dari panasnyapembakaran dan menghasilkan uap.
CATATAN: Dengan menggunakan tabung dinding, lebih banyak panas dalam tungku diserap oleh air dan lebih sedikit bahan tahan api yang dibutuhkan, sehingga meningkatkan efisiensi boiler dan mengurangi berat boiler.
J. Header dinding belakang atas sering disebut “tajuk mengambang” karena desainnya yang berdiri sendiri. Itu terletak di sepanjang dinding belakang atap tungku untuk menyediakan persimpangan atas untuk tabung dinding belakang. Ini mengumpulkan uap yang dihasilkan dalam tabung dinding belakang dan mengarahkannya ke drum uap melalui pipa
riser.
K. Tabung riser adalah tabung besar yang terletak di atas atap tungku untuk menyediakan koneksi antara header dinding belakang atas dan drum uap.
L. Tabung screenwall Superheater membantu melindungi superheater dari panas langsung tungku. Tabung layar terdiri dari dua sampai tiga baris tabung dua inci yang biasanya dihubungkan dari drum uap ke drum air. Beberapa boiler memiliki header screenwall terpasang paralel ke superheater di sepanjang lantai tungku sebagai koneksi yang lebih rendah dan titik blowdown untuk lumpur.
M. Uap melewati superheater mengambil panas yang masuk akal (sekitar 300-400 F) yang
meningkatkan energi uap, memungkinkannya melakukan lebih banyak pekerjaan.
Superheater terdiri dari header superheater yang mendistribusikan uap ke tabung atau
elemen superheater dan mengarahkannya dari inlet ke pipa outlet. Header dan elemen ini
dapat dipasang secara vertikal atau horizontal.
N. Sebagian besar uap yang dihasilkan oleh boiler terbentuk di bank penghasil utama karena
memiliki permukaan pemanas terbesar. Ini adalah kelompok besar tabung satu inci yang
berjalan dari drum air ke drum uap dan terletak di belakang superheater.
O. Karena boiler ini adalah superheat yang tidak terkontrol dan pabrik dirancang untuk menggunakan uap suhu lebih rendah di banyak aplikasi untuk membantu mengurangi biaya konstruksi dan pemeliharaan, uap yang diperlukan untuk layanan ini harus melewati desuperheater. Desuperheater adalah bundel tabung multi-pass yang terletak di drum air di sebagian besar boiler. Ada beberapa boiler yang memiliki desuperheater di drum uap. Saatuap super panas melewati bundel tabung, ia melepaskan panas ke air ketel dalam drum air.
P. Ketel dilindungi dari suhu pembakaran yang tinggi oleh refraktori. Garis refraktori permukaan bagian dalam casing bagian dalam yang melingkupi semua area tungku dan meluas ke baris terluar tabung pembangkit. Ada beberapa jenis refraktori yang bekerja bersama untuk melindungi boiler.
1. Firebrick adalah refraktori yang dicor berat yang digunakan sebagai lapisan luar refraktori dan terkena api pembakaran langsung. Ini memiliki kualitas isolasi yang buruk, tetapi akan tahan terhadap kontak api langsung.
2. Bata isolasi adalah refraktori cor ringan yang digunakan antara blok isolasi dan bata tahan api. Ia memiliki sifat isolasi yang baik, tetapi tidak tahan terhadap kontak langsung dengan api.
3. Blok isolasi adalah bahan serat yang ditekan yang digunakan di sebelah casing bagian dalam. Ia memiliki sifat isolasi tertinggi dari berbagai refraktori, tetapi tidak akan tahan terhadap kontak langsung dengan api.
4. Ubin burner adalah refraktori bentuk awal yang digunakan untuk membentuk kerucut burner di sekitar tempat rakitan burner menjorok ke dalam tungku. Ubin burner adalah refraktori kasting berat berbentuk khusus yang digunakan di sebelah bata isolasi di sekitar bukaan burner. Mereka memiliki kualitas isolasi yang buruk,tetapi mereka akan tahan terhadap kontak api langsung.
5. Refraktoriable castable suhu tinggi digunakan untuk mengisi celah dalam refraktori atau di mana pembentukan diperlukan untuk menutupi benda-benda berbentuk tidak teratur. Ini digunakan untuk menambal refraktori atau menghaluskan area yang tidak rata di antara bata. Ini dikemas kering dan harus dicampur dengan air sebelum digunakan, sangat mirip semen atau plester.
6. Baffle tiles adalah refraktori berbentuk khusus yang terbuat dari silikon karbida untuk digunakan di beberapa boiler untuk membentuk baffle pada tabung layar superheater. Baffle ini mengarahkan aliran gas pembakaran melintasi superheateruntuk membantu menjaga suhu dalam parameter desain.
7. Ketika refraktori dipasang dan ditumpuk, itu harus ditahan di tempatnya. Baut jangkar digunakan untuk refraktori yang telah dibentuk sebelumnya. Baut jangkar dihubungkan ke casing bagian dalam untuk menopang dan mempertahankan refraktori pada posisinya.
8. Karena boiler mengembang dan berkontraksi dengan pemanasan dan pendinginan, sambungan ekspansi dibangun ke dalam refraktori untuk memungkinkan ekspansi dan kontraksi termal.
Q. Karena boiler mengembang dan berkontraksi saat memanas dan mendingin, kaki geser dipasang untuk memungkinkan boiler bergerak dengan mudah. Kaki terletak di bawah. boiler, biasanya di bawah ujung depan sundulan dinding samping dan drum air. Ada pelat gesekan fosfor-perunggu pelumas di mana kaki ini akan bergerak. Sistem pemeliharaan terencana (PMS) membutuhkan pelumas kaki geser setiap bulan. Beberapa kapal yang lebih baru memiliki kaki geser permalube yang tidak pernah membutuhkan pelumasan. Kegagalan kaki geser untuk bergerak dapat menyebabkan keretakan pada selubung udara dan dapat menyebabkan kebocoran plug lubang sundulan. Indikator gerakan dipasang pada kaki geser yang harus diperiksa sebelum mati, selama pemanasan, dan setelah boiler berada di jalur untuk memastikan gerakan positif kaki geser. Setiap kali kaki geser diperiksa, hasilnya harus dicatat dalam log pengoperasian ruang api.
R. Ketel tertutup oleh selubung yang memberikan batas kedap udara dari tungku ketel hingga ke area tumpukan. Casing bagian dalam membungkus area api unggun boiler ke dasar tumpukan untuk memberikan lapisan kedap udara antara ruang udara pembakaran dan tungku untuk menampung produk-produk pembakaran di dalam boiler dan mendukung bahan-bahan tahan api. Casing luar membungkus seluruh boiler dari lambung kapal ke stack untuk memberikan bungkusan ganda sehingga tekanan udara boiler tidak terpengaruh oleh atmosfer ruang api. Udara pembakaran mengalir melalui ruang ini antara casing bagian dalam dan luar dan diarahkan ke register udara. Tumpukan terletak di atas economizer boiler dan meluas ke atas struktur atas untuk membawa produk-produk pembakaran boiler dengan aman jauh dari kapal.
S. Tim pemadam kebakaran harus dapat memantau gas buang untuk membantu menjaga tumpukan bebas asap yang jernih. Indikator asap dan periskop dipasang untuk memungkinkan pemantauan gas tumpukan yang meninggalkan boiler. Indikator asap adalah perangkat elektro-mekanis dan periskop adalah perangkat optik. Semua kapal memiliki periskop dan banyak yang memiliki indikator asap elektro-mekanis atau penganalisis gas tumpukan. Perangkat ini terletak di atas economizer di dasar tumpukan sehingga gas pembakaran yang meninggalkan boiler harus melewati garis pandang atau elemen penginderaan. Dari pemantauan gas tumpukan, proses pembakaran dapat disesuaikan untuk efisiensi maksimum atau situasi korban dapat dideteks.
1. Gage pembacaan langsung dapat diisolasi atau dilepas untuk pemeliharaan jika perlu tetapi, setidaknya dua indikator ketinggian air terpencil harus dipasang dan berfungsi.
2. Biasanya ada dua indikator ketinggian air terpencil di perapian untuk setiap boiler. Mereka terletak di tingkat yang lebih rendah dan stasiun BTOW / konsol. Ada juga indikator jarak jauh yang terletak di stasiun throttle untuk mesin yang dilayani oleh boiler itu.
3. Ada alarm air tinggi dan rendah yang dipasang di indikator ketinggian air terpencil. Mereka diatur ke alarm ketika tingkat air drum uap mencapai 7 inci di atas normal atau 6 di bawah inci normal pada kebanyakan kapal uap.
U. Karena kebakaran selubung udara kadang-kadang terjadi di dalam ketel, sebuah sistem penahan uap dipasang di antara selubung dalam dan luar. Perpipaan ini berasal dari sistem uap desuperheated 150 psi dan dilubangi untuk memungkinkan uap mengisi selubung dan memadamkan api. Perpipaan terletak di bagian bawah casing di bawah lantai tungku dan / atau brickpan. Uap dapat dimasukkan ke furnance dengan mengisi selubung udara dan kemudian membuka register udara.
V. Setelah uap yang mengalir melalui superheater adalah yang membuatnya tidak terlalu panas, harus ada cara untuk menyediakan aliran sebelum tekanan uap apa pun yang memaksa aliran. Ini berarti disebut sistem steam perlindungan superheater. Saluran masuk terhubung ke pipa outlet uap drum steam dan outlet terhubung ke pipa outlet esuperheater. Pengaturan ini memberikan aliran uap melalui superheater selama lampu mati dan pengamanan. Ini juga merupakan titik masuk untuk uap yang digunakan untuk menyediakan selimut uap. Uap keluar dari ketel untuk menghasilkan aliran yang dialihkan ke sistem pembuangan bantu. Ketika boiler sedang diamankan, sistem ini perlu disejajarkan untuk mencegah tekanan berlebih pada boiler karena masih menghasilkan uap. Sistem ini biasa disebut pemeras superheater.
1. Burner mengirimkan bahan bakar dan udara ke tungku boiler dalam campuran yang tepat untuk mendapatkan pembakaran yang optimal. Dua komponen utama pembakar minyak adalah rakitan alat penyemprot dan rakitan register udara. Alat penyemprot membagi minyak bahan bakar menjadi partikel yang sangat halus, register udara mengakui udara pembakaran ke tungku dan mendorong pencampuran udara dan semprotan bahan bakar minyak.
2. Jenis-jenis alat penyemprot yang digunakan di kapal adalah mekanik lurus, uap, dan pendorong berventilasi, seperti dijelaskan di bawah ini.
3. Dalam atomisasi mekanik lurus, semua minyak yang dipompa ke alat penyemprot disemprotkan ke tungku. Tingkat pembakaran jenis burner ini dikendalikan dengan memvariasikan tekanan bahan bakar minyak pasokan dan mengubah ukuran pelat sprayer.
4. Dalam atomisasi uap, uap digunakan untuk membantu membuat atomisasi minyak menjadi partikel-partikel kecil dan memproyeksikan semprotan minyak atom berbentuk kerucut ke dalam tungku.
5. Alat penyemprot tipe plunger berventilasi dirancang untuk memungkinkan berbagai operasi menggunakan prinsip atomisasi tekanan mekanik lurus tanpa perlu mengubah ukuran pelat sprayer atau menggunakan atomisasi uap. Ini ditemukan dalam boiler 1200 psi.
X. Karena gas pembakaran meninggalkan abu atau endapan jelaga pada permukaan tabung yang menghambat perpindahan panas yang efisien, jelaga harus dihilangkan. Blower jelaga menggunakan uap untuk meniup jelaga dari permukaan tabung. Selain bertindak sebagai insulator, jelaga ini membentuk asam sulfat ketika menjadi basah dan akhirnya merusak logam tabung.
1. Boiler memiliki jumlah jelaga yang bervariasi tetapi, ada dua tipe dasar, rotary dan stasioner. Mereka menggunakan uap desuperheated yang tidak direduksi sebagai gaya penggerak yang direduksi dalam elemen oleh orifice menjadi 300 psi untuk unit berputar dan sekitar 150 psi untuk unit stasioner. Menggunakan uap yang relatif panas pada tekanan yang dikurangi meminimalkan uap air dalam uap yang dapat menyebabkan erosi atau korosi asam.
2. Jenis rotary jelaga blower memiliki elemen multi-nozzle. Katup uap kepala jelaga digerakkan oleh cam saat elemen diputar. Elemen dapat diputar oleh engkol, rantai, atau udara atau motor listrik. Uap masuk dari kepala ke elemen yang menggabungkan nozel / lubang dengan jarak seragam untuk mendistribusikan uap secara merata di sepanjang area yang tertutup.
