వాటరు ట్యూబు బాయిలరు
వాటరు ట్యూబు బాయిలరుఅనునది బాయిలరు వర్గానికి చెందిన, నీటిని ఒత్తిడి కల్గిన ఆవిరిగా మార్చు లోహ నిర్మితమైన యంత్రం లేదా యంత్రపరికరాల సముదాయం.వాటరు ట్యూబు బాయిలర్లలో వేడి దహన వాయువులు/ఫ్లూ గ్యాసేస్ నీరుతో నిండిన ట్యూబుల వెలుపల భాగంలో ఉపరితలాన్ని తాకుతూ పయనిస్తూ ట్యూబులలోని నీటిని ఆవిరిగా మార్చును.వాటరు ట్యూబులు బాయిలరు డిజైనును బట్టి స్ట్రైట్ గా లేదా వంపులు కల్గి ఉండును.నిలువుగా సరళంగా వున్న ట్యూబులు పైన కింద డ్రమ్ములను కల్గి ఉండును.కింది డ్రమ్మును వాటరు డ్రమ్ముయని, పైన వున్న డ్రమ్మును స్టీమ్ డ్రమ్ము అంటారు.పాతకాలపు వాటరు ట్యూబు బాయిలరులు సింపుల్ డిజైన్ కల్గి నిలువుగా లేదా ఏటవాలుగా వుండి, స్టీమ్ మరియు వాటరు డ్రమ్ముల వద్ద వంపు కల్గి వుండేవి.ఆధునాత మైన వాటరు ట్యూబు బాయిలరులు సంక్లిష్టమైన నిర్మాణాలతో వస్తున్నవి. వాటరు ట్యూబు బాయిలరులను ఎక్కువ పరిమానంలో, ఎక్కువ స్టీమ్ ఒత్తిడి/పీడనం (steam pressure) స్టీము ఉత్పత్తికై ఉపయోగిస్తారు.ముఖ్యంగా ధెర్మల్ పవరు ప్లాంట్లలో విద్యుతు ఉత్పత్తికై టర్బైనులను తిప్పుటకు 30Kg/cm మించిన స్టీము అవసరం.అటువంటి విద్యుతు ఉత్పత్తి కేంద్రాలలో వాటరు ట్యూబు బాయిలరు లను అధికంగా వాడెదరు.భారీ సైజు వాటరు ట్యూబు బాయిలర్లను విడి భాగాలుగా తయారు చేసి ఫ్యాక్టరీలో అనుసంధానం చేస్తారు.
అన్నిరకాల ఘన, ద్రవ మరియు వాయు ఇంధనాలను వాటరు ట్యూబు బాయిలర్లలో వాడవచ్చును. సంప్రదాయంగా వాడే బొగ్గు, ఆయిల్, సహజ వాయువు మరియు బయోమాస్ లతో పాటు మున్సిపల్ ఘన వ్యర్థపదార్థాలను, టైరునుండి ఉత్పత్తి చేసిన ఇంధనాన్ని (tire-derived fuel (TDF) రబ్బరు నుండి తయారు చేసిన ఇంధనాన్ని (RDF) కూడా వాటరు ట్యూబు బాయిలర్లలో వాడవచ్చును. వాడే ఇంధన ర కాన్ని బట్టి బాయిలరు నిర్మాణంలో మార్పులు చేర్పులు ఉండును. ముఖ్యంగా దహన గది వైశాల్యంలో మార్పులు వుండును. శిలాజ ఇంధనాలు కానట్టి, కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (CO) మరియు హైడ్రోజన్ (H) అధికంగా వున్న వాయు ఇందనాలు వాటరు ట్యూబు బాయిలర్లలో వాడుటకు అనుకూమైనవి. బయోమాస్ పదార్థాలను పైరోలైసిస్ (pyrolysis) క్రియకు లోను కావించి కార్బన్ మోనాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోజనుఅధికంగా వున్నవాయు ఇంధనాన్ని ఉత్పత్తి చేయుదురు.
కోల్/బొగ్గును ఇంధనంగా వాడు వాటరు ట్యూబు బాయిలర్లులను స్తూలంగా మూడు రకాలు.ఒకటి స్టొకరు ఫైర్డ్ బాయిలరు, రెండోవది పల్వరైజుడ్ కోల్ ఫైర్డ్ బాయిలర్ మూడవది ఎఫ్.బి.సి బాయిలరు/FBC బాయిలరు (ఫైరు ట్యూబు బాయిలర్లలో కూడా FBC బాయిలరు రకాలువున్నవి). స్టొకరులు క్రమపద్ధతిలో ఇంధనాన్ని దహనగది/ఫర్నేషుకి అందించుటకు యాంత్రిక నిర్మాణాన్ని కల్గి వుండును. ఈ స్టొకరులు క్రమ పద్ధతిలో ఇందన్నానని అందించుటయే కాక ఏర్పడిన బూడిద (ash) ను తొలగించును.భిన్న రకాలైన స్టొకరులు వాడుకలో ఉన్నాయి.
పల్వరైజుడ్ కోల్ బాయిలర్లలో బొగ్గును సన్నని పొడిగా చేసి ప్రాథమిక దహనానికి గాలితో కలిపి బర్నర్ లేదా బర్నర్లకు పంపెదరు/ ఇక్కడ ప్రాథమిక స్థాయి దహనక్రియ మొదలగును.తరువాత సెకండరి స్థాయిలో 
మరింత గాలిని పంపి ఇంధన దహనం సంపూర్తిగా జరుగునట్లు చేయుదురు. 
FBC బాయిలర్లు పలురకాలైన ఘన ఇంధనాలను మండించుటకు అనుకూలమైనవి. ఎఫ్.బి.సి.బాయిలర్లలో కంబుసన్ చాంబరులు వాటరు ట్యూబు లేదా ఫైరు ట్యూబుల షెల్ నిర్మాణానికి వెలుపల వుండును.అందుచే
ఇది ఇంధనాన్ని క్రమ పద్ధతిలో పర్నెషు లేదా కంబుసను చాంబరుకు అందించు అమరిక లేదా నిర్మాణం.ఇది ఇంధనాన్ని కొద్ది పరిమాణంలో హపరు అనే భాగంలో నిల్వ వుంచుకుని, బాయిలరు కంబుసను గదికి పంపు అమరిక. స్టాకర్లల్లో ఇంధనాన్ని మండించు బాగాన్ని గ్రేట్ (grate) అందురు. బాయిలరులలో రెండు రకాల స్టాకరుగ్రేట్‌లు రెండు రకాలైన వాడుకలో ఉన్నాయి. ఇందులో ఒకటి స్థిర స్టాకరు బాయిలరు.ఇందులో స్టాకరు గ్రెట్ స్టిరంగా వుండును. గ్రేట్‌ను కాస్ట్ ఐరన్/పోత ఇనుముతో చేసివుందురు.ఇక రెండో రకం కదిలే గ్రేట్/చైన్ గ్రేట్ స్టాకరు.ఇందులో గ్రేట్ చైన్ వంటి నిర్మాణంకల్గి బాయిలరు దహన గదిలో ఒక చివరనుండి రెండో చివరకు నెమ్మదిగా కదులు చుండును.ఈ కదెలే చైనుగ్రేట్ మీద కొంద మందం/ఎత్తులో ఇంధనం మండుతూ చైను గ్రేటుతో పాటు కదులును.రెండో చివరకు చేరే సమయానికి ఇంధనం పూర్టిగా మండును.చైను గ్రేట్ చివర 
లో గ్రెట్ మీదనున్న బూడిద కిందనున్న గుంతలో జమఅగును.మున్సి పాలిటి సాలిడ్ వెస్ట్ మరియు రబ్బరు డిరైవ్డ్ ఫ్యూయలు లను స్టాకరు బాయిలరులో ఇంధనంగా వాడెదరు.ఇలాంటి వాటిని ఇంధనంగా వాడుటకు ఇంధనాన్ని అందింఛు ఫీడ్ సిస్టం ప్రత్యేకంగా రూపొందించబడి వుండును.
ఎఫ్.బి.సి.బాయిలర్లు ఎక్స్‌ట్రనల్ ఫర్నేష్/కంబుసన్ చాంబరులు వున్న బాయిలర్లు ఎఫ్.బి.సి. బాయిలర్లలో కంబుసన్ చాంబరులు/దహన గదులు ఒకటి లేదా బాయిలరు స్టీము ఉత్పత్తి కేపాసిటిని బట్టి రెండు లేదా మూడు కంబుసన్ చాంబర్లు ఉండును. కంబుసన్ చాంబర్లు రిప్రాక్టరి ఇటుకలతో నిర్మింపబడి ఉండును. చాంబరు ఆడుగు భాగాన మందమైన స్టీలుప్లేటు వుండి దా నికి 3.0 మీ.మీ సైజు పలు రంద్రాలున్న ఉక్కు లేదా కాస్ట్ ఐరన్ నాజిల్లు బిగింప బడివుండును. ఈ నాజిల్ల ఎత్తు 100 మీ.మీవరకుండును.నాజిల్ల చుట్టూ 1.0-నుండి 2.౦ మీ.మీ. సైజులో వున్న ఇసుక రేణువులు లేదా రిప్రాక్టరి పదార్థాన్ని150 నుండి 200 మీ మీ ఎత్తువరకు నింపి, వేడి గాలి సహాయంతో ద్రవంలా నిరంతరం కదిలే స్థితిలో ఉంచుటను ఫ్లుయిడైజ్ద్ బెడ్ అంటారు. నిరంతర కదిలే స్థితిలో వున్న ఇసుక లేదా రిఫ్రాక్టరిని బెడ్ అంటారు. బెడ్ మెటిరియాల్ ను మొదట 650°C నుండి 800°C వరకు వేడి చేసి ఇంధనాన్ని బెడ్ మేటిరియాల్ కిందనుండి కాని పైనుండి కాని బెడ్ మీద పడునట్లుచేయుదురు.ఈ విధమైన నిర్మాణం వలన ఇంధనానికి ఆక్సిజన్ సమపాళ్ళలో అందింప బడి త్వరితంగా సంపూర్ణంగా కాలి ఉష్ణ వాయువులు వెలువడును.ఎఫ్.బి.సి. బాయిలర్లను అట్మాస్పియరిక్ లేదా ప్రెసరైస్ద్ బాయిలరుగా ఉప వర్గీకరించారు. అట్మాస్పియరిక్ బాయిలర్లను తిరిగి బబ్లింగు-బెడ్ మరియు సర్క్యులేటింగు బెడ్ అని రెండు ఉపరకాలుగా ఉన్నాయి. ప్రాథమికంగా ఈ రెండురకాలలో వున్న తేడా వాటి మధ్య నున్న ఫ్లుయిడైసింగు వెలాసిటి.మొదట్లో ఎక్కుగా బొగ్గునే ఇంధనంగా వాడినప్పటికీ ప్రస్తుతం బయో మాస్ ను కూడా ఇంధనంగా FBC బాయిలరులలో వాడుచున్నారు. కొన్ని సందర్భాలలో బెడ్ మేటిరియల్ను ప్రి హిట్/ముందుగా ప్రాథమికంగా వేడీ చెయ్యుటకు సహజ వాయువు లేదా ఫ్యూయల్ ఆయిల్ ను ప్రారంభ ఇంధనం (start-upFuel) గా వాడెదరు.బయోమాస్ ఇంధనంగా వాడు FBC బాయిలర్లలో రిప్రాక్టరి మేటిరియల్ లేదా ఇసుకను బెడ్ మేటిరియల్ గా వాడగా.కోల్ ఫైర్డ్ FBC బాయిల ర్లలో అంతకు ముందు వాడిన కోల్ నుండి ఏర్పడిన యాష్/బూడిద నుండి 1.0 నుండి 2.0 మీ.మీ సై జు వున్న కోల్ యాష్ ను బెడ్ మేటిరియల్ ఉపయోగిస్తారు.
ఫ్యూయల్ ఆయిల్, మరియు సహజ వాయువు (natural gas) లను ఉపయోగించు వాటరు ట్యూబుబాయిలరులను, బాయిలరు ట్యూబుల జ్యామితి (geometry) అమరికనుని బట్టి మూడు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు. మొదటిది రకం A .ఇందులో ట్యూబుల కింది భాగాన రెండు చిన్న వాటరు డ్రమ్ములుండి, పైన పెద్దసైజులో స్టీము వాటరు సపరేసన్ డ్రమ్ము వుండును. ఇక మరో రకం D. ఇందులో వాటరు ట్యూబులు రెండు డ్రమ్ములుకల్గి, పెద్ద పరిమాణంలో దహన గది ఉండును.కింది వాటరు డ్రమ్ము చిన్నదిగా ట్యూబుల పైన అమర్చిన వాటరు-స్టీము డ్రమ్ము పెద్దదిగా వుండును..D రకపు బాయిలర్లలో ట్యూబుల ఓరియంటేసన్/ అభివిన్యాసం సాధారణంగా కుడి లేదా ఎడమ చేతి వాటంగా D ఆకారంలో వుండును.ఇక మూడో రక మైన O టైపు బాయిలర్ల ట్యూబులు తక్కువగా రెడియాసన్ హీట్ కు గురైలా నిర్మింపబడి వుండును. స్టెర్లింగు బాయిలరు మూడు స్టీము డ్రమ్ములను, ఒకటి లేదా రెండు మడ్ డ్రమ్ములను కల్గి వుండును.
ఇది బాయిలరుకు కావాల్సిన వాటరును బాయిలరుకు పంపింగు చెయ్యును. బాయిలరు వాతావరణ వత్తిడికి కన్న ఎక్కువ వత్తిడిలో ( 9-10Kg/cm2) స్టీము ఉత్పత్తి చేయ్యును.కావున ఫీడ్ పంపు బాయిలరు వర్కింగు ప్రెసరు కన్న ఒకటిన్నర రెట్లు ఎక్కువ వత్తిడిలో వాటరును తోడు పంపును బాయిలరుకు అమర్చెదరు. అంతేకాదు బాయిలరు గంటకు స్టీముగా మార్చు నీటి పరిమాణం కన్నరెండితలు ఎక్కువ నీటినితోడు కెపాసిటి కల్గి వుండును.ఫీడ్ పంపుగా గతంలో రెసిప్రోకెటింగ్/రామ్ పంపు వాడెవారు.తరువాత హరిజంటల్ మల్టి స్టెజి సెంట్రిఫ్యుగల్ పంపులను వాడుచున్నారు.కొత్తగా వెట్రికల్ మల్టి స్టేజి పంపులు వాడుకలోకి వచ్చాయి.
బాయిలరులో ఎప్పుడు ఫైరుట్యూబుల మట్టం దాటి నీరు వుండాలి. అప్పుడే ఎటు వంటి ప్రమాదం లేకుండా నీరు స్టీముగా ఏర్పడును. బాయిలరులో ఇంధనం వలన ఏర్పడు వేడి వాయువుల ఉష్ణోగ్రత 1000°C డిగ్రీలు దాటి వుండును.ట్యూబుల మట్టానికి దిగువన వాటరు ఉన్న చో, ఇంతటి ఉష్ణోగ్రత ఉన్న ఫ్లూగ్యాసెస్ ఫైరుట్యూబుల ద్వారా వెళ్ళునపుడు ఉష్ణ వినిమయం జరుగనందున ట్యూబుల ఉష్ణోగ్రత పెరిగి బాయిలరు ట్యూబులు పేలి పోవును.అందువలన బాయిలరు షెల్ లో నీటి మట్టం ట్యూబు బండిల్ కన్నఎక్కువ మట్టం వరకు ఉండటం అత్యంత ఆవశ్యకం.బాయిలరు షెల్ లో వాటరు ఎంత ఎత్తులో నీరు వున్నది ఈ వాటరు గేజ్ వలన తెలుస్తుంది.
ఈ పరికరం బాయిలరులో ఉత్పత్తి అయ్యే స్టీము ప్రెసరును చూపిస్తుంది.
బాయిలరు షెల్‌లో వర్కింగు ప్రెసరు కన్న ఎక్కువ స్టీము తయారై, ఏర్పడిన స్టీమును అదే ప్రమాణంలో వాడనప్పుడు, బాయిలరులో స్టీము పరిమాణంపెరిగి, అధిక వత్తిడి ఏర్పడి బాయిలరు షెల్ ప్రేలి పోయే ప్రమాదం ఉంది.ఈ సేఫ్టి వాల్వు, బాయిలరులో పరిమితి మించి ఎక్కువ ప్రెసరులో ఏర్పడిన స్టీమును బాయిలరు బయటకు విడుదల చెయ్యును. స్ప్రింగు లోడెడ్ సేఫ్టి వాల్వు బాయిలరులో వాడు ఒకరకపు సేప్టి వాల్వు
ఇది బాయిలరులో ఉత్త్పతి అయ్యిన స్టీమును అవసరమున్న మేరకు మెయిన్ స్టీము పైపుకు వదులుటకు ఉపయోగపడును.దీనిద్వారా బాయిలరు స్టీమును వినియోగ స్థావరానికి అవసర మైనపుడు పంపుట, అక్కరలేనప్పుడుఆపుట చెయ్యుదురు.
బాయిలరులోని TDS ప్రమాణాన్ని తగ్గించుటకు అధిక TDS వున్న నీటిని బయటకు వదులుటకు ఈ వాల్వువును ఉపయోగిస్తారు.ఇది రాక్ అండ్ పినియన్ రకానికిచెందిన కంట్రోల్ వాల్వు.దీనిని ఇత్తడి లేదా కాస్ట్ స్టీలుతో చెయ్యుదురు.
ఈ ప్లగ్‌ను ట్యూబు ప్లేట్ పైన ట్యూబుల కన్న కొద్దిగా ఎత్తులో బిగించబడివుండును.ఇది అతితక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు కరిగే సీసము లోహంతో చెయ్యబడివుండి ఏదైనా కారణం చే ఫీడ్ పంపు పని చెయ్యక పోవడం వలన షెల్ లోనినీటి మట్టం ఫుజిబుల్ ప్లగ్ మట్టం కుకన్నతగ్గిన, ఇది కరిగిపోయి, దాని ద్వారా స్టీము, వాటరు కంబుసన్ చాంబరు, ఫైరు బాక్సు లోకి వచ్చి, ఇంధనాన్నిఆర్పి వేయును.
ఇది బాయిలరులోని నీటి మట్టాన్ని అటోమాటిక్ గా తగిన మట్టంలో వుండేలా చేస్తుంది.దీనిని మాబ్రి (వెర్టికల్ మాగ్నటిక్ స్విచ్) అనికూడా పిలుస్తారు.