Page 6 - Boiler plant and distribution system optimization manual
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Table of Contents
Chapter 1
Boiler Plant Orientation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Modern Boilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Generating Steam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Types of Boilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Firetube Boilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Water Tube Boilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Superheating of Steam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Superheater Temperature Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Natural Circulation in Boiler Tubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
The Steam Drum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
High Water Level Concerns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Carryover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Mist Carryover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Foaming Carryover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Priming Carryover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Start-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Warm-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Flame Safety Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Boiler Safety Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Rating Boiler Capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Time—Temperature—Turbulence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Turndown Ratio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Boiler Casualties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
High Efficiency Boiler Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Chapter 2
Optimizing Boiler Plants Establishing the Ideal Scene. . . . . . . . . . . . . . . . . 19
The First Step . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Loss Prevention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Optimizing Boiler Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Accountability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Measure to Manage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
An Effective Energy Conservation Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Chapter 3
Energy Management Basics for Boilers and Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Energy Balance and Losses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
The Higher Heating Value (HHV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
The Btu (British Thermal Unit) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Input-Output Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Why Steam is Used . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Steam Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Accounting for Heat in Steam and Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Energy Recovery in the Condensate System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Calculating Fuel Savings and Loss Based on Efficiency Change . . . . . . . . . 29
Calculating Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Deficiency Costs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
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