Desain ini memungkinkan penggunaan pakan berkualitas rendah. Mudah dibersihkan dan perawatan dan penggantian tabung mudah dilakukan. Kerugiannya adalah banyaknya pintu handhole dan tembok bata yang luas. Drum semuanya dilas dan casingnya dibaut

Ketel dinding tahan api bertabur bertabur depan bertabur

Atap dinding membran berbahan bakar ketel panas Radiant modern

Komponen

Drum uap

Pada desain awal, drum dibuat paku atau dibuat dari batang kayu tunggal, tetapi untuk boiler modern, drum umumnya dibuat dari pelat baja dengan ketebalan yang berbeda dan dilas. Bahan yang digunakan diatur oleh aturan masyarakat klasifikasi. Benda uji harus disediakan.

Drum silinder biasanya dibangun dari empat piring. Dua piring End dished, pelat tabung dinding tebal (lebih tebal untuk mengakomodasi lubang yang dibor di dalamnya tanpa stres yang meningkat) dan dilengkapi dengan pelat pembungkus yang lebih tipis.

Konstruksi mengambil bentuk penjepit yang kaku, pembungkus bengkok dan pelat tabung bersama-sama. Selain itu potongan uji yang dipotong dari bahan asli dilekatkan pada konstruksi sedemikian rupa sehingga lasan memanjang memanjang di kedua sisi sambungan. Potongan-potongan ini kemudian dihilangkan dan bentuk uji berbentuk memotong dari area tertentu termasuk di seluruh lasan.

Lasan longitudinal sangat penting (mengambil dua kali tegangan keliling) dan biasanya dilakukan oleh mesin otomatis khusus menggunakan teknik busur terendam.

Potongan ujung parutan secara akurat diluruskan dan dilas.

Setelah selesai konstruksi dibersihkan dan pengujian non-destruktif – seperti fotografi x-ray, dilakukan. Pengerjaan akhir dilakukan dan setiap potongan rintisan dan pengganda terpasang. Drum yang sekarang lengkap dipanaskan pada 600 hingga 650’C.

Proses terakhir adalah pengujian hidrolik untuk persyaratan klasifikasi. Sirkulasi alami di dalam boiler disebabkan oleh perbedaan gravitasi air pada temperatur yang berbeda, steam drum menyediakan reservoir air dingin untuk memberikan kepala gravitasi yang diperlukan untuk sirkulasi alami. Air dingin yang masuk ke drum uap melalui saluran umpan memberikan efek motif bagi sirkulasi yang mendistribusikannya ke downcomers.

Juga ruang dalam drum memberikan pemisahan emulsi uap dan air yang terbentuk di dinding air dan tabung pembangkit. Tetesan air yang dipercayakan dengan uap yang terpisah dihilangkan dengan memisahkan komponen-komponen yang dipasang dalam drum dan juga pelat baffle berlubang yang dipasang pada saluran air.

Ruang di atas garis air menyediakan ruang uap cadangan yang dibutuhkan untuk menjaga stabilitas pabrik selama kondisi manuver.

Juga dipasang adalah pipa distribusi injeksi kimia dan piring scuming.

Semakin kecil drum dibuat, semakin sedikit ketebalan material yang dibutuhkan. Namun, batasan seberapa kecil ruang yang memadai harus diperbolehkan untuk pemisahan air dari uap sebelum dialirkan ke ruang superheater jika tidak pengering harus digunakan. Juga, karena cadangan air yang lebih kecil, fluktuasi permukaan air yang lebih besar terjadi selama manuver.

Drum air

Mendistribusikan air umpan dari downcomers ke header dan menghasilkan tabung. Memberikan ruang untuk mengumpulkan endapan dan memungkinkan mereka untuk dihancurkan.

Ukuran drum air terbatas pada yang diperlukan untuk menerima tabung pembangkit, untuk boiler panas berseri modern dengan hanya satu bank tabung layar dan tidak ada tabung pembangkit antara drum, drum air telah digantikan oleh header dan downcomers diumpankan langsung ke header waterwall. Dengan sistem blow down dilakukan di steam drum. Drum air yang terlalu kecil dapat menyebabkan masalah mempertahankan tingkat air yang ideal dan cadangan uap yang sedikit

Tajuk

Ini memiliki tujuan yang mirip dengan drum air tetapi ukurannya lebih kecil. Karena ukurannya yang berkurang, mereka mungkin memiliki penampang persegi tanpa menggunakan ketebalan yang luar biasa. .

Menghasilkan tabung

Terdiri dari sejumlah besar tabung berdiameter kecil dalam aliran gas, lebih sering ditemukan di boiler dengan desain yang lebih tua

Untuk boiler berbahan bakar atap, bank pembangkit dapat terdiri dari satu atau dua baris tabung tertutup. Untuk ketel panas berseri modern, bank pembangkit telah dihilangkan untuk memungkinkan penggantian drum air dengan header distribusi, penghemat tabung kosong dipasang menghasilkan 5% dari kapasitas uap. Bank generasi biasanya dipanaskan oleh konveksi daripada panas radiasi.

Untuk sirkulasi air tertentu, diameter tabung dibatasi hingga minimum karena rasio uap terhadap air dapat meningkat ke titik di mana kemungkinan panas berlebih dapat terjadi karena kapasitas panas yang lebih rendah dari uap.

Jumlah tabung terbatas untuk mencegah pendinginan aliran gas yang mengarah ke korosi titik embun

Tabung layar

Ini adalah tabung bor yang lebih besar yang menerima panas nyala api dan panas konvektif dari gas panas. Diameter besar menjaga rasio uap / air turun sehingga mencegah panas berlebih. Ada tugas utama adalah untuk melindungi superheater dari panas radiasi langsung. Pada ketel uap panas laut modern, dinding layar dibentuk dari dinding membran

Tabung waterwall

Berisi panas dari panas tungku sehingga mengurangi persyaratan refraktori dan isolasi.

Hadir dalam empat desain

• air didinginkan dengan tabung bertabur yang tahan api
• Tutup tabung terbuka yang terbuka
• Monowall
• Dinding Membran

Dinding mono dan membran sangat meningkat pada desain yang lama karena kedap gas

Keuntungan dari penembakan di atas atap

• Peningkatan efisiensi karena panjang yang lebih panjang memungkinkan nyala memberi lebih banyak waktu untuk pembakaran sempurna. Ini juga memungkinkan lebih banyak panas untuk dilepaskan sebagai radiasi daripada secara konvektif mengurangi jumlah tabung penghasil dinding layar yang dibutuhkan
• Semakin lama periode yang diizinkan untuk pembakaran total berarti semakin sedikit udara yang dibutuhkan, hal ini berdampak pada penurunan Titik Embun gas buang.
• Api dengan panjang yang sama
• Aliran gas yang lebih baik
• Untuk atap yang ditembakkan efek masing-masing nyala sama, sisi foir menembakkannya berbeda. Agar tetap dalam batasan desain, boiler harus dioperasikan dengan api efek tertinggi dengan dua lainnya beroperasi pada efek yang dikurangi

Ligamentum (ligatur) Mekanika Perengkahan

Umumnya terkait dengan kegagalan plug tahan api yang terletak di bawah drum uap. Ligatur adalah ruang antara lubang pelat tabung. Aturan klasifikasi biasanya memungkinkan retak pengikat terisolasi untuk dicungkil dan dilas ulang. Untuk perbaikan retak kontinu biasanya tidak diperbolehkan dan drum / tabung plat baru mungkin diperlukan

Gas panas yang bekerja pada pelat tabung bagian tebal mengatur gradien suhu yang mengarah ke creep, aliran plastik untuk menghilangkan stres termal dan tekanan tarik tinggi pada permukaan saat pendinginan. Selain itu pertumbuhan butir menyebabkan logam menjadi rapuh

Bentuk yang lebih parah dapat menyebabkan distorsi seluruh drum dalam dua arah yang memungkinkan. Pelat tabung bagian tebal terkena panas tungku dan dapat mengalami panas berlebih. Distorsi termal terjadi yang menyebabkan stres. Stres ini dihilangkan dengan creep. Saat drum mendingin, distorsi yang ada sudah tersedia

Distorsi dapat terjadi dalam tiga cara, dalam arah radial atau aksial seperti yang ditunjukkan di bawah ini

Keuntungan tabung Air boiler lebih dari tabung asap (Tank)

Keuntungan lebih dari tangki

• Penghematan berat sekitar 3: 1 untuk luas permukaan pemanas yang sebanding
• Kemungkinan menggunakan suhu dan tekanan yang lebih tinggi tanpa terlalu meningkatkan ketebalan dinding meningkatkan efisiensi pabrik.
• Ruang pembakaran yang lebih efisien diizinkan
• Fleksibilitas yang lebih besar dari struktur dan sirkulasi yang cepat mencegah masalah tekanan termal pada boiler tangki yang mengarah ke grooving. Dalam tabung air, ketel atap dan tabung lantai miring pada 15 ‘untuk memastikan sirkulasi
• bahan tabung yang lebih tipis memungkinkan peningkatan uap yang cepat dan kecepatan transfer panas yang lebih cepat
• Menghemat ruang untuk tingkat pengukusan yang sama
• Margin keselamatan yang lebih luas – diameter tabung terbatas dan permukaan drum yang terlindungi berarti kegagalan dalam tabung melepaskan aliran uap yang tergantung pada diameter tabung
• Tabung tipis lebih mudah untuk ditekuk, mengembang dan membunyikan mulut

Kekurangan

• Cadangan air yang lebih rendah berarti diperlukan kontrol ketinggian air yang lebih efisien
• Diperlukan pakan berkualitas tinggi
• sedikit kelonggaran korosi

Downcomers

Ini adalah diameter besar tidak dipanaskan yaitu eksternal ke tungku, tujuannya adalah untuk memberi makan air dari drum uap ke drum air dan header bawah.

Riser / Pengembalian tabung

Ini mengembalikan uap dari header dinding atas air ke drum uap.

Tabung superheater

Ini adalah tabung berdiameter kecil dalam aliran gas setelah tabung penyaringan. Karena kapasitas panas spesifik yang rendah dari uap jenuh, mereka memerlukan perlindungan dari panas berlebih dalam kondisi aliran uap yang rendah, misalnya ketika mem-flash.

Tabung dukungan superheater

Ini adalah tabung berdiameter besar yang dirancang untuk menopang sebagian dari berat tabung superheater.

Persyaratan material

Suhu tabung untuk bagian air yang didinginkan dianggap sebagai suhu jenuh ditambah 15 o C. Baja ringan yang ditarik umumnya digunakan.

Suhu tabung untuk bagian superheater konveksi dianggap sebagai suhu superheat akhir ditambah 30 o C. Untuk panas radiasi suhu yang lebih tinggi dipertimbangkan.

Untuk tabung Superheater yang beroperasi di atas 455 o C diperlukan baja paduan Chrome Molybdenum.

Keuntungan dari membran / monowalls

Ini awalnya diperkenalkan di pembangkit tenaga listrik tanah setelah pengalaman telah diperoleh dalam membuat bagian bawah tungku cukup ketat untuk menahan abu cair. Ini dicapai dengan pengelasan strip baja antara tabung lantai. Pengembangan lebih lanjut menghasilkan panel dinding tungku kedap gas sepenuhnya dibangun dengan pengelasan bersama-sama baik tabung bersirip atau tabung pesawat normal dengan strip baja di antara dan dilas. Dalam kedua metode, lasan longitudinal dilakukan dengan proses otomatis dan panel dengan ukuran yang dibutuhkan dibangun di pabrik yang siap dipasang ke dalam ketel dalam bentuk utuh.

• Seluruh dinding mungkin dibuat sebelumnya
• Biaya perawatan, khususnya isolasi lebih rendah
• Bahan bakar dengan kualitas lebih rendah dapat digunakan karena jumlah isolasi yang jauh berkurang sehingga mengurangi masalah slagging
• Prosedur mencuci air yang disederhanakan
• Karena segel ketat gas tidak ada korosi casing luar.

Kerugiannya adalah penggantian tabung setelah kegagalan lebih sulit. Juga, kemungkinan seluruh dinding berpisah dari drum dapat terjadi selama ledakan tungku.

Ini adalah bentuk paling umum dari desain boiler sebelum pengenalan desain tabung air. Lihat perbandingan tabung air dan boiler tabung asap .

Gaya ketel ini masih terlihat aktif saat dibutuhkan uap berkualitas rendah dalam jumlah rendah, seperti untuk kargo dan pemanas tangki bahan bakar saat berada di pelabuhan.

Gaya boiler ini relatif murah, disuplai sebagai unit yang dikemas dan membutuhkan pengondisian air umpan yang lebih ketat dan kontrol level.

Desain

Terdiri dari pelat pembungkus cangkang yang dilas (atau untuk desain selanjutnya, pelat ujung. Tekanan adalah wadah alami pada pelat cangkang karena desainnya berbentuk silinder. Namun, pelat ujung datar harus ‘tetap’ untuk mencegah tekuk dan distorsi.

Ruang pembakaran memiliki bagian yang sama dan juga ‘tetap’.

Ketel yang ditunjukkan di atas adalah tungku tunggal, desain dua lintasan. Boiler yang lebih besar dapat memiliki beberapa tungku dan memiliki beberapa lintasan dengan mengganti cerobong asap dengan ruang kembali dan memasang tabung tabung lainnya.

Tabung asap mungkin polos atau berulir untuk bertindak sebagai tetap. Ada satu tabung tetap untuk setiap tiga tabung polos sekitar.

Gaya ketel ini masih terlihat aktif saat dibutuhkan uap berkualitas rendah dalam jumlah rendah, seperti untuk kargo dan pemanas tangki bahan bakar saat berada di pelabuhan.

Gaya boiler ini relatif murah, disuplai sebagai unit yang dikemas dan membutuhkan pengondisian air umpan yang lebih ketat dan kontrol level.

Desain

Terdiri dari pelat pembungkus cangkang yang dilas (atau untuk desain selanjutnya, pelat ujung. Tekanan adalah wadah alami pada pelat cangkang karena desainnya berbentuk silinder. Namun, pelat ujung datar harus ‘tetap’ untuk mencegah tekuk dan distorsi.

Ruang pembakaran memiliki bagian yang sama dan juga ‘tetap’.

Ketel yang ditunjukkan di atas adalah tungku tunggal, desain dua lintasan. Boiler yang lebih besar dapat memiliki beberapa tungku dan memiliki beberapa lintasan dengan mengganti cerobong asap dengan ruang kembali dan memasang tabung tabung lainnya.

Tabung asap mungkin polos atau berulir untuk bertindak sebagai tetap. Ada satu tabung tetap untuk setiap tiga tabung polos sekitar.

Operasi

Meskipun pemeliharaan level air tidak begitu kritis seperti dengan desain tabung air, itu tidak boleh dibiarkan jatuh terlalu banyak karena terlalu panas dari tungku dan ruang pembakaran menyebabkan kegagalan bencana karena komponen runtuh. Isi boiler kemudian dikeluarkan melalui pintu tungku.

Demikian pula, meskipun pengolahan air tidak begitu skala kritis tidak boleh dibiarkan menumpuk yang dapat menyebabkan overheating material

Catatan Penulis

Meskipun paket boiler dari desain ini cukup kuat, tidak boleh dilupakan potensi bahaya dari unit yang tidak dirawat dengan baik.

Penulis melakukan pemeriksaan rutin yang seharusnya pada satu unit tersebut. Membuka manhole atas mengungkapkan bahwa unit telah ‘basah diletakkan’ dengan air dibiarkan pada tingkat kerja normal daripada ditekan. Lubang parah terjadi pada dan tepat di bawah permukaan air. Pintu lubang pria yang lebih rendah di bawah tungku dibuka setelah mengalirkan air. Pemborosan berat dapat dilihat kemudian diukur pada 60% dari pelapisan cangkang dengan lubang di atasnya. Jelas tidak ada pemulung oksigen, seperti Sodium Sulphite, telah ditambahkan sebelum berbaring.

Dalam kondisi ini, operasi pada muatan penuh hampir dipastikan akan menyebabkan kegagalan bencana.

Boiler Pemanasan Ulang Radiasi Laut

Untuk meningkatkan efisiensi pabrik, gunakan sistem pemanas ulang. Dalam hal ini pembuangan dari Turbin HP dibawa kembali ke tungku dan dipanaskan kembali ke suhu yang sangat panas. Hal ini memungkinkan uap untuk diperluas ke tekanan yang lebih rendah di turbin LP dengan mengurangi kebutuhan akan lancip blade dan desain penurunan efisiensi lainnya untuk mengatasi uap basah.

Desain ketel adalah dari tungku bercahaya yang dipasangi atap standar dengan dinding air membran yang kedap gas dan satu baris tabung layar. Ruang konveksi dibagi menjadi bagian superheater dan reheater dan bagian yang berisi superheat dan reheat temperatur kontrol by-pass economisers. Peredam gas memungkinkan udara pendingin dari kotak angin untuk melewati bagian reheater selama manuver astern untuk mencegah panas berlebih dan sengatan termal saat instalasi dipindahkan.

Desain alternatif menggunakan percobaan drum air untuk kontrol panas berlebih daripada ekonomis by-pass membagi zona konvektif menjadi dua bagian

Superheater di bagian reheat memastikan bahwa gas didinginkan secukupnya untuk mencegah panas berlebih di reheat jika terjadi kebocoran peredam gas. Penyediaan dibuat untuk memungkinkan udara kotak angin ke ruang pemanasan ulang jika terjadi kegagalan damper.

• Keuntungan boiler MRR. Ini biasa terjadi pada boiler berseri apa pun atas desain tipe konvektif

• Peningkatan efisiensi pabrik
• Peningkatan pembakaran
• Kebutuhan udara lebih sedikit. Ini memiliki keuntungan tambahan untuk mengurangi korosi pada titik embun dalam penyerapan
• Refractory terbatas pada quarls burner dan bagian yang terbuka dari drum air dan header bawah. Hal ini memungkinkan bahan bakar berkualitas rendah karena pengurangan slagging

Drum utama pada awalnya diisi dengan air umpan berkualitas tinggi dan diberi dosis yang sesuai. Riasan terbatas pada jumlah kecil karena kebocoran sehingga pompa umpan mungkin berdesain sederhana. Contohnya bisa berupa pompa bolak-balik yang digerakkan uap atau udara. Perlakuan kimia sederhana dengan sedikit persyaratan untuk penambahan atau blowdown.

Desain di atas menunjukkan pemasangan superheater. Ini biasanya hanya dipasang di mana uap yang dihasilkan akan diperlukan untuk menyalakan mesin yang dioperasikan dengan turbin yang biasanya merupakan alternator.

Drum sekunder.

Elemen pemanas tabung-U dilewatkan melalui dorhole manhole dan diperluas ke header yang dilas ke bagian ujung drum. Tabungnya didukung dengan baik. Lubang got dapat dipasang di bagian bawah cangkang sehingga memungkinkan akses ke elemen pemanas.

Drum umumnya dipasang integral, penyangga melekat pada struktur boiler primer. Drum sekunder juga bertindak sebagai penerima uap untuk boiler gas buang. Tekanan khas adalah 63 bar untuk sirkuit primer dan 23,5 untuk sekunder.

Penulis belum berlayar dengan tekanan mendekati ini dengan desain ini. Tekanan primer 35bar dan tekanan sekunder lebih dekat 15 bar telah terbukti cukup untuk menggerakkan alternator. Dari catatan adalah bahwa desain ini jelas lebih mahal daripada pabrik drum steam biasa bahkan dengan mempertimbangkan peningkatan efisiensi. Karenanya mereka umumnya dikaitkan dengan pembangkit tenaga motor yang lebih besar dengan unit panas limbah besar yang mampu memasok semua persyaratan termasuk alternator. Namun penulis telah berlayar di pabrik ini dengan tanker produk 20.000 ton.

Di mana boiler ini dipasang di Motorships, sebuah “coil simmering” dapat dipasang. Ini terletak di drum utama dan disuplai dari exhaust economiser untuk menjaga kedua sirkuit tetap hangat sehingga mencegah kemungkinan kerusakan yang disebabkan oleh lay-up.

Pemasangan adalah yang biasanya ditemukan pada boiler apa pun dengan alarm air level rendah dan mematikan level rendah / rendah pada kedua boiler. Akumulasi uji tekanan untuk katup pengaman yang dipasang pada drum sekunder dihitung dengan penembakan boiler primer pada laju maksimum yang menghasilkan suplai uap pemanasan maksimum.