หม้อน้ำ( BOILER )

หม้อน้ำ( BOILER )

                 หม้อน้ำ ถือเป็นเครื่องจักรช่วยอีกอย่างหนึ่งที่สำคัญและจำเป็นมาก บนเรือส่วนใหญ่แล้วจะต้องมีหม้อน้ำใช้โดยเฉพาะเรือที่วิ่งในเขตหนาว เพราะไม่ว่าจะเป็นการอุ่นเครื่อง อุ่นน้ำมัน หรือแม้กระทั่งการให้ความอบอุ่นแก่ห้องพักอาศัย ต่างก็ต้องใช้ไอน้ำที่ได้จากหม้อน้ำแทบทั้งสิ้น หม้อน้ำที่ใช้โดยทั่วไปในเรือสินค้า จะเป็นหม้อน้ำแรงดันต่ำ (LOW PRESSURE BOILER) มีแรงดันใช้งานประมาณ 6 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรหรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าหม้อน้ำช่วย (Auxiliary Boiler) ซึ่งใช้ความร้อนจากไอเสียของเครื่องจักรใหญ่ในการต้มน้ำในหม้อน้ำช่วยนั้นส่วนมากเป็นแบบไฟเดินในหลอด และมีหมู่หลอดทำไอ 2 ชุด ชุดหนึ่งเป็นชุดหลอดไฟ และอีกชุดหนึ่งเป็นชุดหลอดควัน (แก๊สเสีย)

 ส่วนประกอบของหม้อน้ำ     สามารถแบ่งออกเป็น 2 ส่วนได้คือ

1. Internal fitting ติดตั้งอยู่ภายในตัวหม้อน้ำ
2. External fitting ติดตั้งอยู่ภายนอกตัวหม้อน้ำ

 ซึ่งทั้ง 2 มีส่วนประกอบที่สำคัญดังต่อไปนี้

• Internal feed pipe จะติดตั้งใน Water Space ใกล้ ๆ กับด้านล่างของ Steam drum
• Shoot blow line จะติดตั้งอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำปกติประมาณ ½ นิ้ว ทำหน้าที่ในการขจัดพวกคราบสกปรกต่างๆ ตะกอนของแข็งที่ลอยตัวได้
• Steam drum เป็นถังสำหรับเก็บไอน้ำที่จะใช้ทำไอน้ำ
• Water drum เป็นถังสำหรับเก็บน้ำร้อนที่จะใช้ทำไอน้ำ
• Burner apparatus เป็นชุดจุดไฟเป็นส่วนที่สำคัญมากทีเดียว ทำหน้าที่จุด ติดไฟให้ความร้อนแก่น้ำ
• Water level gauge เป็นเกจวัดระดับน้ำ บอกให้ทราบว่าระดับน้ำในหม้อน้ำมีเท่าไร
• Pressure gauge เป็นเกจวัดแรงดันแสดงให้ทราบถึงแรงดันของไอในหม้อน้ำ
• Excess steam control เป็นตัวควบคุมแรงดัน
• Safety valve และอื่น ๆ

   หลักการทำงานของหม้อน้ำ

                ปกติเมื่อเรือเดิน หม้อน้ำจะได้รับพลังงานความร้อนจากแก๊สเสียของเครื่องจักรใหญ่โดยทาง Economizer

-          ส่วนเวลาที่เรือจอด จะได้รับความร้อนจากชุดจุดไฟ (Burner apparatus)

-          การทำงานปกติ เราจะตั้งให้เครื่องทำงานโดยอัตโนมัติ กล่าวคือ ถ้าแรงดันของไอน้ำต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ ชุดจุดไฟก็จะทำงานเอง และจะตัดเมื่อแรงดันได้ตามค่าที่ตั้งเอาไว้สูงสุดส่วนระดับน้ำถ้าต่ำลงมาถึงระดับที่ตัวควบคุมตั้งเอาไว้ Feed Pump ก็จะเดินเองและหยุดเอง เมื่อน้ำได้ระดับที่กำหนด

การเตรียมการก่อนการเดินเครื่อง

-          ตรวจดูระดับน้ำในหม้อน้ำให้อยู่ในระดับใช้การ

-          เติมน้ำมันที่ใช้สำหรับเดินหม้อน้ำให้อยู่ในระดับใช้การ

 การเดินเครื่อง

-          เปิดวาล์วน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับเดินหม้อน้ำ

-          บิดสวิตช์ที่แผงควบคุมไปที่ ON

-          กดสวิตช์เพื่อ Test ระบบ Alarm

-          กดสวิตช์เดินพัดลม ปล่อยให้พัดลมเดินประมาณ 5 นาที

-          กดสวิตช์สตาร์ทหม้อน้ำ

การบำรุงรักษาขณะเครื่องเดิน

-          หมั่นสังเกตระดับน้ำ ทั้งในหม้อน้ำและที่ถังเติมน้ำ (Cascade tank) อยู่เสมอ

-          หมั่นคอย Drain น้ำในหม้อน้ำ (Blow down) ประมาณ ½ ของ Water gauge glass ที่ผิวหน้าและที่ก้นทุกวัน

-          ต้องทำการตรวจสอบและปรับสภาพคุณภาพน้ำทุก 2-3 วัน โดยค่าที่ต้องตรวจสอบมีดังนี้คือ

1. ค่า pH ปกติจะให้อยู่ในช่วง 9-10
2. ค่า “P” Alkalinity ปกติจะอยู่ในช่วง 40-300 PPM
3. ค่า Chloride ปกติค่าต้องต่ำกว่า 300 PPM
4. ค่า Sulphite จะเกี่ยวข้องกับค่า Oxygen ที่ไม่ละลายน้ำ ถ้าไม่มีตัวนี้ก็แสดงว่าในหม้อน้ำมี Oxygen  ที่ไม่ละลายน้ำมาก จะทำให้เกิดสนิมภายในหม้อน้ำได้ปกติจะรักษาค่านี้เอาไว้ที่ 50-100PPM

-          หมั่นทำความสะอาดชุด Burner apparatus อยู่เสมอ (ก่อนเรือจะเข้าเมืองท่า)

-          หมั่นทำความสะอาดกรองน้ำมัน

-          ก่อนที่จะมีการใช้เครื่องจักรใหญ่อย่างน้อย ½ ชั่วโมง ให้เดินปั๊มน้ำหมุนเวียน (Boiler water circulating pump) สำหรับชุดอุ่นน้ำ เพื่อเป็นการอุ่นท่อทางต่าง ๆ และหลังจากเลิก เครื่องจักรใหญ่ให้เดินปั๊มนี้ต่ออีกอย่างน้อย ½ ชั่วโมง

 การเลิกเครื่อง

-          กดสวิตช์เลิกหม้อน้ำ ปล่อยให้พัดลมเดินต่อไปอีกประมาณ 10 นาที

-          กดสวิตช์เลิกพัดลม

-          ปิดวาล์วน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับหม้อน้ำ

 

วาล์วนิรภัย ( Safety Valves )

                วาล์วนิรภัยที่ใช้กันโดยทั่วไปในปัจจุบันเป็นแบบใช้สปริงกดหลังลิ้น (Spring Loaded Safety Valves) ซึ่งแบบนี้เป็น Safety valve ที่ให้ผลการทำงานค่อนข้างจะแน่นอนและสามารถตั้งกำลังดันได้ละเอียดสูง มีอยู่ด้วยกัน 3 ชนิด คือ

1. Hudding chamber type
2. Nozzle reaction type
3. Jet flow type

1.       Hudding chamber type

          Seat bushing (เบาะลิ้น) จะทำเป็นเกลียวสวมกับกระปุกลิ้น และมีสกรูยึดเพื่อกันหมุน Adjusting ring ทำเป็นเกลียวสวมติดกัน Seat bushing ตอนบนรอบนอกตัวลิ้นมีก้านนำยาว สวมเครือ ๆ กับรูตอนกลางของSeat bushing ซึ่งเป็นการช่วยให้ตัวลิ้นนั่งบน Seat โดยไม่เอียงไปมา หน้าลิ้นที่สัมผัสกับ Seat มีความกว้างเพียงเล็กน้อย (0.042-0.09 cmขึ้นอยู่กับขนาดของลิ้น) ตอนบนของตัวลิ้น สวมเครือ ๆ กับ Top ring ซึ่งทำหน้าที่เป็น Guide เพื่อให้ลิ้นเลื่อนขึ้นลงในทางตรง ใกล้ ๆ กับปลายก้านลิ้นเข้ากับตัวลิ้น เกลียวจะหลุดพ้นจากเกลียวตัวลิ้น Bottom Spring Perch สวมกับก้านลิ้นและนั่งอยู่บนบ่าที่ก้านลิ้น Spring ที่ใช้กดลิ้น Bottom Spring perch และด้านบนของ Spring ก็มี Top Spring perch กดอยู่ และมีเกลียวสำหรับ Adjusting pressure กับ Compression Screw int อยู่ด้านบน โดยมีฝาครอบอยู่อีกชั้นหนึ่ง

          รูปร่างของตัวลิ้นและแหวนต่าง ๆ ตลอดจนขนาดและตำแหน่งที่ตั้งของส่วนประกอบต่าง ๆ ที่กล่าวมานี้มีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน นับว่าเป็นคุณลักษณะเฉพาะของ Safety Valve ถ้าเราสมมติว่าให้ตัวลิ้นของSafety Valve เหมือนกับ Globe Valve ธรรมดา ๆ ซึ่งหน้าลิ้นกับ Seat เป็นรูปกรวย แล้วให้แต่ง Spring  กดหลังลิ้นด้วยค่า pressure ค่าหนึ่ง ๆ แล้ว เมื่อกำลังดันใต้ตัวลิ้นกว่ากำลังกดของ Spring ก็จะส่งผลให้ลิ้นยกตัวขึ้นมาจาก Seat เพียงเล็กน้อย เพราะว่า ความต้านทานของ Spring จะเพิ่มมากขึ้นเมื่อ Spring หดตัว ลิ้นจะเปิดซ้ำ ๆ ซาก ๆ และจะปล่อยให้ความดันไอน้ำภายในออกมาครั้งละเล็กน้อย ทุก ๆ ครั้งที่เปิด

                ตรงนี้จะตรงกับการทำงานของ Relief Valve (ลิ้นระบายความดัน)

                เพื่อแก้ปัญหานี้ ตัวลิ้นของ Safety Valve มักจะทำให้มีขอบยื่นเกินส่วนที่ตัวลิ้นสัมผัสกับ Seat ออกไป หรือที่ Seat ของลิ้นทำช่องว่างเป็น Chamber อยู่เลยส่วนที่สัมผัสกับลิ้นออกมา โดยส่วนที่ยื่นออกไปของตัวลิ้นเรียกว่า Projection lip และส่วนที่เซาะเป็นร่องของบ่าลิ้น ด้านนอกเรียก Hudding Chamber

                เมื่อลิ้นเผยอขึ้นจากบ่าลิ้น ไอน้ำที่หนีออกมาจะมากระทบกับ Projecting lip  หรือเข้ามาใน Hudding chamber ทั้ง 2 อย่างมีจุดประสงค์เดียวกันคือ เพิ่มพื้นที่หน้าตัดทำให้เกิดแรงยกมากพอที่จะชนะกำลังกดของ Spring ลิ้นจะมีอาการเปิดขึ้นทันทีและเต็มที่ แทนที่จะเปิด ๆ ปิด ๆ และจะยังคงเปิดค้างอยู่จนกระทั่ง pressure  ลดลงต่ำกว่าที่ทำให้ลิ้นเปิดครั้งแรก

 2.      Nozzle reaction type

          การทำงานของลิ้นแบบนี้ใช้แรงปฏิกิริยาของไอน้ำ (reaction) เป็นหลัก เมื่อตัวลิ้นยกขึ้นโดยที่กำลังดันไอน้ำชนะกำลังกดของสปริง ไอน้ำที่หนีออกมาจะมาประทะกับ Disc Holder ซึ่งจะทำหน้าที่เป็น Nozzle เปลี่ยนทิศทางลงข้างล่าง เกิดเป็นแรงปฏิกิริยาของไอน้ำที่หนีออกมาจะผลักดันให้ลิ้นยกสูงขึ้น ยิ่งความดันที่หนีออกมานอกหม้อน้ำมากเท่าไร แรงปฏิกิริยาที่จะทำให้ลิ้นยกขึ้นก็มีมากขึ้นตามกัน จนเมื่อกำลังดันไอน้ำภายในหม้อน้ำลดต่ำลง ปริมาณของความดันที่หนีออกก็ลดลงด้วย ทำให้แรงปฏิกิริยาลดลง ลิ้นก็จะปิด

3.     Jet-flow type

          ใช้แรงปฏิกิริยาเป็นตัวหลักในการยกลิ้นให้เปิดค้างเช่นเดียวกัน เมื่อหน้าลิ้นเผยอตัวให้ไอน้ำหนีออกมาได้ จะไปกระทบกับ Nozzle ring เปลี่ยนทิศทางให้เกิดเป็นแรงปฏิกิริยายกหน้าลิ้นขึ้น ไอน้ำบางส่วนจะผ่านช่องเล็ก ๆ ที่เรียกว่า (orifices) ไปยังทางออก การจำกัดทางไหลออกของไอน้ำนี้ ทำให้เกิดกำลังดันไอน้ำใต้ตัวลิ้นสูง ซึ่งเป็นการทำให้ลิ้นยกขึ้นและเปิดค้างอยู่จนกระทั่งกำลังดันลดลงตามเกณฑ์ ลิ้นจึงปิด

 

Accumulation of  Pressure Test

                เป็นการทดสอบที่สำคัญอย่างหนึ่งในการทดสอบหม้อน้ำ สถาบันตรวจเรือ จะร้องขอให้มีการตรวจสอบการทำงานของวาล์วนิรภัย ภายหลังจากการติดตั้งกับหม้อน้ำครั้งแรก โดยเรียกการทดสอบการทำงานของวาวล์นิรภัยที่ติดตั้งครั้งแรกกับหม้อน้ำนี้ว่า Accumulation Of Pressure Test เพื่อให้มั่นใจว่าขนาดของวาล์วนิรภัยนั้นถูกต้องกับความจุของหม้อน้ำ ซึ่งมีวิธีการตรวจสอบดังต่อไปนี้

-          ทำการปิดทางเข้าและทางออกของไอน้ำในหม้อน้ำทุกทาง

-          ทำการติดไฟหม้อน้ำทำไอน้ำในอัตราสูงสุด

-          Safety Valve จะต้องทำงานเมื่อความดันในหม้อน้ำเพิ่มขึ้นเกินกว่า 10% ของความดันที่ใช้งานอยู่ปกติ

-          ห้วงเวลาการทำงานของ Safety Valve

จะต้องทำงานเมื่อความดันเกินกว่า 10% ของความดันใช้งานปกติ ไม่เกิน

                15 นาทีสำหรับ Cylindrical Boiler

                  7 นาทีสำหรับ Water Tube Boiler

               ทันทีที่ Safety Valve  ยกจะเริ่มทำการจับเวลา (นานเท่าไรนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของหม้อน้ำ) ในห้วงเวลาดังกล่าว ความดันของไอน้ำในหม้อน้ำจะต้องไม่เพิ่มขึ้นแสดงว่าขนาดของ Safety Valve มีขนาดถูกต้องกับขนาดของ Boiler แต่ถ้าในห้วงเวลาดังกล่าวความดันของไอน้ำในหม้อน้ำเพิ่มขึ้น แสดงว่าขนาดของ Safety Valve ไม่เพียงพอกับขนาดของ Boiler ผลที่ได้รับจากการตรวจสอบ

                จะได้ทราบว่าขนาดของ Safety Valve นั้นเหมาะสมกับความจุของหม้อน้ำหรือไม่ ซึ่งถ้าขนาดของ Safety Valve มีขนาดเล็กเกินไปอันตรายย่อมจะเกิดขึ้นได้ เพราะว่าถ้า Safety Valve ทำงานแล้ว ความดันไอน้ำในหม้อน้ำยังสามารถเพิ่มขึ้นได้ อัตราเสี่ยงต่อการระเบิดของหม้อน้ำก็ย่อมมีมากขึ้นด้วย

ที่ต้องกำหนดเวลาของการทดสอบเอาไว้นี้ ก็เพราะว่า Boiler ในปัจจุบันส่วนมากเป็นแบบ Automatic Firing การที่ Safety Valve ทำงานเพื่อระบายไอน้ำออกไป ตัวตรวจจับสัญญาณจะจับว่ามีการใช้งานไอน้ำมาก ก็จะยิ่งเร่งทำไอน้ำให้มากขึ้นโดยการส่งอาการไปยังระบบ Burner ให้ทำการฉีดน้ำมันเพิ่มมากขึ้น และถ้าใช้เวลาในการทดสอบนาน ๆ กว่านี้ความเสียหายอาจจะเกิดขึ้นกับหม้อน้ำและระบบควบคุมอัตโนมัติได้

[ศุภชัย]

ดีครับ

ขอบคุณมากครับ