TM5650
TECHNICAL MANUAL
CENTRAL BOILER PWNTS
11
Approved
for public release; distribution is unlimited.
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1
1
HEADQUARTERS, DEPARTMENT OF THE ARMY
OCTOBER 1989
TM 5-650
HEADQUARTERS
DEPARTMENT OF THE ARMY
TECHNICAL MANUAL
No. 5-650
CENTRAL BOILER PLANTS
Approved for public release; distribution is unlimited.
Paragraph
CHAPTER 1.
Section I.
GENERAL CONSIDERATIONS
Introduction
Purpose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l-l
Central Boiler Plants ........................................ 1-2
Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....l-3
Section II.
Elementary Combustion Principles
Fossil Fuels ................................................ 1-4
Combustion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .l-5
Combustion of Coal .......................................... 1-6
Combustion of Oil ........................................... 1-7
Combustion of Natural Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8
Soot and Smoke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9
Flue Gas Analysis and Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10
Combustion Efficiency ........................................ 1-11
Boiler Efficiency. ............................................. 1-12
Central Boiler Plant Efficiency ................................. 1-13
Principles of Steam and Hot Water Generation
Basic Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-14
Heat Transfer ............................................... 1-15
Section III.
CHAPTER 2.
DESCRIPTION OF EQUIPMENT
Section I.
Boilers and Heat Exchangers
Boiler Classifications .......................................... 2-1
Boiler Design Requirements 2-2
2-1
Fabrication................................................................2-3
Fire Tube Boilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4
Water Tube Boilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-5
Hot Water Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-6
Economizers.......................................................... 2-7
Air Heaters..........................................................2-8
Boiler Accessories and Fittings
ASME Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-9
Gage Glass, Gage Cocks ...................................... 2-10
Water Columns .............................................. 2-11
Pressure Gage, Temperature Gage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12
Safety Valves ................................................ .2-13
Boiler Outlet Valves .......................................... 2-14
Blowoff Valves and Piping. .................................... 2-15
Fusible Plugs ............................................... 2-16
Sootblowers ................................................ 2-17
Fuel- Handling and Combustion Equipment
Section II.
Section III.
This Manual Supersedes TM 5-650, dated August 1962 and rescinds TM 5-651, dated December 1946.1946.
l-l
l-l
1-5
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1-6
1-6
1-8
1-13
1-13
1-15
1-15
1-17
1-17
1-23
1-23
2-1
2-1
2-2
2-2
2-13
2-13
2-13
2-19
2-19
2-19
2-19
2-24
2-27
2-27
2-27
2-31
i
Figure No.
1-4
1-5
.
1-6
1-7
1-8
1-9
2-1
2-2
2-3
2-4
2-5
2-6
2-7
2-8
2-9
2-10
2-11
2-12
2-13
2-14
2-15
2-16
2-17
2-18
2-19
2-20
2-21
2-22
2-23
2-24
2-25
2-26
2-27
2-28
2-29
2-30
2-31
2-32
2-33
2-34
2-35
2-36
2-37
2-38
2-39
2-40
2-41
2-42
2-43
2-44
245
2-46
ii
Title
Page
........
Combustion of Oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-12
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1-14
.......
Combustion of Coal
.....
Combustion Efficiency Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-16
1-24
Elementary Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
........
Water Circulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-28
.
Effects of Soot and Scale on Heat Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-29
2-3
Tube Expander . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
......
Flared and Beaded Tubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-3
2-3
Scotch Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Two, Three, and Four Pass Scotch Boiler Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4
....
Horizontal Return Tubular Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-5
2-6
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Four Drum Water Tube Boiler
2-8
Refractory Expansion Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-9
Water Wall Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.......
Steam Drum Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-10
2-11
Superheater in Two Drum Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-12
Package Boiler Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
........
D Package Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-12
2-14
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Hot Water Generator
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Hot Water End Uses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-15
2-16
Hot Water Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.......
Bare Tube Economizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-17
.....
Extended Surface Economizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-17
2-18
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Cold End Corrosion - Minimum Metal Temperatures
........
Tubular Air Heater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-20
2-21
Regenerative Air Heater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-22
Water Gage Glass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-23
Water Column . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-25
Safety Valve Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
....
Huddling Chamber Safety Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-26
2-28
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Outside Screw and Yoke Gate Valve
2-29
Non-ReturnValve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
Slow-Opening Blowdown Valve Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-30
2-32
Fire Tube Cleaning System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
Fixed Position Mechanical Sootblower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-33
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2-355
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Underfeed Stoker . . . . . . . . . . . . . .
...
Power Dump Grate Spreader Stoker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-37
2-38
Underfeed Spreader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.....
Traveling Chain Grate Stoker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-33
.......
Vibrating Grate Stoker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-34
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2-42
....
Fluidized Bed Fire Tube Boiler
2-44
Coal Handling System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
......
Types of Bucket Elevators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-46
2-47
Weigh Larry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-48
Pneumatic Ash Handling System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
....
Hydraulic Ash Handling System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .249
. . . . . . . . 2-51
.....
Steam Atomizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .T ...
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2-52
.........
Rotary Atomizer
.........
Register Burner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-54
.
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2-55
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Low Excess Air Burner
Arrangement of Above-Ground Fuel Oil Tank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-56
...
Underground Fuel Oil Storage Tank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-57
TM 5-650
Paragraph
Section IV
Section V.
Section VI.
CHAPTER 3.
Section I.
Section II.
Page
2-34
Coal Combustion Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-18
2-43
Coal-Handling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-19
2-20
2-45
Ash-Handling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-50
Oil-Firing Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-21
2-53
Oil Storage and Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-22
2-23
2-53
Gas-Firing Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-62
Liquified Petroleum Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-24
Controls and Instrumentation
2-62
Feedwater-Drum Level Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-25
2-65
Combustion Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-26
2-76
Boiler Safety Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-27
. . . . . . 2-89
.
Additional Controls and Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . .2-28
2-110
2-29
Water Treatment Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pollution Control Equipment
. . . . . . 2-110
........
Pollution Regulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-30
2-110
2-31
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Types of Pollutants and Control Methods
2-112
Mechanical Collectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-32
2-33
2-120
Fabric Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 2-123
......
Electrostatic Precipitators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-34
2125
2-35
Wet Scrubbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Auxiliary Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2- 125
Feedwater Heaters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-36
2-125
2-37
Pumps and Injectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-135
Forced Draft Fans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-38
2-137
2-39
Induced Draft Fans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-137
Stacks, Flues, and Ducts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-40
. . . . . .2-.140
........
Steam Turbines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-41
2-140
2-42
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Electric Motors
2- 140
Electrical Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-43
2140
Variable Speed Drives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-44
2- 142
Air Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-45
2- 142
Steam Traps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-46
. . . . . .2-145
.........
Piping Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-47
OPERATION
Preliminary Operating Procedures
. . . . . . .3-1
....
Plant Operation Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1
. . . . . . .3-1
....
Standing Operating Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2
3-1
3
3
Daily and Monthly Boiler Plant Operating Logs. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3-1
Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4
3-1
Applicable Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5
3-1
3-6
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........
Basis for Comments
3-4
Preparation for Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3- 7
3-4
3-8
Starting Fire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3-5
Warm-up Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9
. . . . . 3-6
Placing a High Pressue Steam Boiler in Service . . . . . . . . . . . . .3-10
3-7
Placing a Hot Water Boiler in Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11
Operating Adjustments and Procedures
. . . . . . 3-8
.........
Boiler Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-12
3-8
Maintaining Pressure or Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-13
. . . . . . .3-8
.
Feedwater and Boiler Water Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-14
TM 5-650
Paragraph
Section II.
APPENDIX A.
APPENDIX B.
vi
Responsibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3
Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-4
Housekeeping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5
Utilities Inspection and Service Records .......................... 5-6
Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... .................. 5-7
Spare Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-8
Special Supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-9
Scheduled Preventive Maintenance ..............................
Scheduling and Use of The Information ......................... 5-10
Boilers .................................................... 5-11
Economizers ............. ................ ................... 5-12
Air Heaters ................................................ 5-13
Water Columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i.. ..... 5-14
Safety Valves ............................................... 5-15
Fusible Plugs ............................................... 5-16
Sootblowers ............. ................................... 5-17
Stokers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-18
Pulverized Coal Equipment ................................... 5-19
Coal Handling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-20
Ash Handling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-21
Oil Burners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...5-22
Oil Handling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-23
Gas Burners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-24
Feedwater Drum Level Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-25
Combustion Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-26
Boiler Safety Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-27
Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-28
Mechanical Collectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-29
Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-30
Zeolite Water Softeners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-31
Hot Lime-Soda Softeners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-32
Deaerating Heaters and Dearators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-33
Pumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-34
Centrifugal Pumps .......................................... 5-35
Reciprocating Pumps ........................................ 5-36
Steam Injectors ............................................. 5-37
Steam Turbine (Non-Condensing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-38
Air Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-39
Steam Traps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-40
Electric Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-41
Forced-Draft and Induced-Draft Fans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-42
Command Inspections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-43
Technical Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-44
Major Army Command Inspections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-45
REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..A-1
CHEMICAL ANALYSIS PROCEDURES
External Treatment Plants ..................................... B-l
Boiler Water ................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. B-2
Miscellaneous Tests ............................. .............. B-3
Page
5-1
5-1
5-1
5-1
5-3
5-3
5-3
5-5
5-5
5-5
5-8
5-9
5-9
5-9
5-10
5-10
5-10
5-10
5-10
5-11
5-11
5-11
5-11
5-11
5-12
5-12
5-12
5-12
5-12
5-13
5-13
5-13
5-14
5-14
5-14
5-15
5-15
5-15
5-16
5-16
5-16
5-17
5-17
5-17
A-l
A-3
A-4
A-10
TM 5-650
Paragraph
APPENDIX C.
APPENDIX D.
HEAT BALANCE CALCULATIONS
A-11
100 PSIG Steam Heat Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C-l
A-13
15 PSIG Steam Heat Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C-2
C-3
.
.
.
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.
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.
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.
A- I5
High Temperature Water Heat Balance
BOILER WATER CALCULATIONS
A-17
Boiler Blowdown Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-I
A-17
Determining Feedwater Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-2
A-17
Determining Makeup Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-3
. . . . . . A- 19
Determining Chemical Treatment Requirements . . . . . . . . . . . . . D-4
LIST OF TABLES
Table No.
l-l
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
1-8
1-9
1-10
2-l
2-2
2-3
2-4
2-5
2-6
2-7
2-8
2-9
3-1
4-1
4-2
4-3
4-4
4-5
5-1
5-2
Page
1-7
Classification of Coals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1-9
Standard Specification for Fuel Oils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1-10
Fuel Oil Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1-18
.
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.
.
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.
Combustion Efficiency for Natural Gas
.
Combustion Efficiency for Number 2 Oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .I-19
1-20
Combustion Efficiency for Number 6 Oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1-21
Combustion Efficiency for Coal, 3.5 Moisture, Bituminous . . . . . . . . . .
1-22
Combustion Efficiency for Coal, 9.0% Moisture, Bituminous . . . . . . . . .
1-25
Water/ Steam Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1-27
Water/ Steam Mixtures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-110
Typical Point Source Emission Levels for Various Pollutants . . . . . . . . . .
2-111
Comparison of NOx Reduction Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-113
Performance Characteristics of Flue-Gas &sulfurization Systems ....
2-114
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Performance Characteristics of Particulate Control Devices
2-118
Characteristics of Mechanical Dust Collectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2- 120
Removal Efficiencies of Uncontrolled Particulate Emissions from
Combustion Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-128
Permissible Maximum Suction Lits and Minimum Suction Heads in
Feet for Various Temperatures and Altitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2- 148
Piping Codes and Standards for Boiler Plants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2- 149
.
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.
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.
.
Typical Piping Material Applications
3-23
Flue Gas Analysis at 25%, 50%, and 100% Load for Natural Gas, No.
.
2 Oil, No. 6 Oil, and Stoker Coal . . . . . . . . . . . . . . . . .. . ... . ... .
4-1
Common Cations and Anions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4-5
Water pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4-11
Guide for Selection of External Treatment Equipment y . . . . . . . . . . . . . .
4-30
Common Sodium Phosphates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4-48
.
.
.
.
.
.
.
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.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
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.
.
.
.
Deaerator Temperature Versus Pressure
5-6
Lubricating Oils, Greases, and Preservatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5-7
Lubricating Oil and Grease Uses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Title
LIST OF FIGURES
Figure No.
Title
l-l
1-2
1-3
100 psig Steam Heat Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15 psig Steam Heat Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
High Temperature Water Heat Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Page
1-2
1-3
1-4
vii
Figure No.
2-98
2-99
2-100
2-101
2-102
2-103
2-104
2-105a
2-105b
2-106
2-107
2-108
2-109a
2-109b
2-110
2-111
2-112
2-113
2-114
2-115
2-116
2-117
2-119
2-119
2-120
2-121
2-122
2-123
2-124
2-125a
2-125b
3-1
3-2
3-3
3-4
3-5
3-6
4-1
4-2
4-3
4-4
4-5
4-6
4-7
4-8
4-9
4-10
4-11
4-12
4-13
4-14
4-15
viii
Title
Page
Multicyclone Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......
Cyclone Fractional Efficiency Curve . . . ..; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reverse Flow Baghouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pulse Jet Baghouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Weighted Wire Type Electrostatic Precipitator .....................
Wet Approach Venturi Scrubber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tube and Shell Heat Exchanger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Maintain Proper Slope to Suction Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Suction Line Installation ........................................
Centrifugal Pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reciprocating Piston Pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Two Methods of Providing Lost Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rotary Screw Pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rotary Gear Pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Steam Injector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Forced Draft Fan with Inlet Damper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Typical Outlet Fan Dampers .......................... .:. .........
Fan Curves for Different Inlet Vane Positions .....................
Fan Curve for Fan with Outlet Damper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Single-Stage Impulse Non-Condensing Turbine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Thermostatic Steam Trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Float and Thermostatic Steam Trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Disc/ Thermodynamic Steam Trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Inverted Bucket Steam Trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Standard Hanger Types for Piping Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sdid Wedge Disc Gate Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Single Port Globe Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Non-Lubricated Plug Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Butterfly Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Swing Check Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Y-Type Spring Lift Check Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..d . .
Daily Boiler Plant Operating Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Monthly Boiler Plant Operating Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gil viscosity versus Temperature . . . . . . . ..<...a.........? . . . . . . . .
Smoke Density versus Percent Oxygen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fuel/Air Ratio Biasing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Boiler Efficiency versus Load . . . . ..- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Condensate Pipe Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Boiler Tube Failure Caused by Scale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Superheater Tube Showing Carryover Deposits .....................
Effects of Treatment on Raw Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sodium Zedite Softener . . ..Z......................! . . . . . . . . . . .
Hot Process Lime Soda Softener . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hot-Lime Hot-Sodium Zedite Softener . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hydrogen and Sodium Zeolite Softeners Operating in Parallel ........
Hydrogen Zeolite with Alkaline Neutralization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Degasifier/ Decarbonating Tower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sodium Zedite-Chloride Ion Exchanger System . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dcmineralizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tray Deaerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Spray Deaerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Type I Deaerator Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-117
2-119
2- 121
2-122
2-124
2-126
2-127
2-129
2-129
2- 130
2-132
2-133
2-134
2- 134
2-136
2-138
2-138
2-139
2- 139
2-141
2- 143
2-144
2-146
2-147
2-151
2-152
2- 152
2-154
2-154
2- 155
2-155
3-2
3-3
3-14
3-17
3-17
3-25
4-2
4-2
4-3
4-12
4-13
4-15
4-16
4-17
4-17
4-18
4-20
4-21
4-23
4-24
4-25
TM 5-650
Figure No.
4-16
4-17
4-18
4-19
4-20
4-21
4-22
4-23
4-24
4-25
4-26
4-27
4-28
4-29
4-30
4-31
4-32
4-33
4-34
5-1
C-l
c-2
c-3
D-l
D-2
Title
Type II Deaerator Installation
.................................. .
Type III Deaerator Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Blowdown System with Flash Tank and Heat Exchanger . . . . . . . . . . . .
Automatic Continuous Blowdown Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Conductivity Meter ...........................................
Boiler Water Treatment Operating Log ...........................
Water Cooled Sample Cooler ...................................
Condensate Corrosion Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zeolite Softener Water Flows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect of Excessive Water Flow Bates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zeolite Bed Inspection Points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Solubility of Oxygen in Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pressure Pot Feeder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Automatic Proportioning Feeder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chemical Mixing Tank with Chemical Feed Pump .................
Chemical Feed Pump Plunger/ Diaphragm Type ...................
Eyewash Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Safety Shower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wet Storage Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Record Card Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
100 psig Steam Heat Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15 psig Steam Heat Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
High Temperature Water Heat Balance ...........................
Example of Boiler Feedwater, Steam Generation and Blowdown
Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Example of Boiler Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Page
4-27
4-28
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5-4
2-90