TM5650

TECHNICAL MANUAL

CENTRAL BOILER PWNTS

1 Approved for public release; distribution is unlimited. 11

--1

HEADQUARTERS, DEPARTMENT OF THE ARMYOCTOBER 1989

TM 5-650

TECHNICAL MANUALNo. 5-650

HEADQUARTERSDEPARTMENT OF THE ARMY

CHAPTER 1.Section I.

Section II.

Section III.

CHAPTER 2.

Section I.

Section II.

Section III.

CENTRAL BOILER PLANTS

Approved for public release; distribution is unlimited.

Paragraph

GENERAL CONSIDERATIONSIntroductionPurpose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l-lCentral Boiler Plants ........................................ 1-2Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....l-3

Elementary Combustion PrinciplesFossil Fuels ................................................ 1-4Combustion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .l-5Combustion of Coal .......................................... 1-6Combustion of Oil ........................................... 1-7Combustion of Natural Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8Soot and Smoke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9Flue Gas Analysis and Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10Combustion Efficiency ........................................ 1-11Boiler Efficiency. ............................................. 1-12Central Boiler Plant Efficiency ................................. 1-13Principles of Steam and Hot Water GenerationBasic Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-14Heat Transfer ............................................... 1-15

DESCRIPTION OF EQUIPMENT

Boilers and Heat ExchangersBoiler Classifications .......................................... 2-1Boiler Design Requirements 2-2 2 - 1Fabr ica t ion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 -3Fire Tube Boilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4Water Tube Boilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-5Hot Water Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-6Economizers.......................................................... 2-7Air Heaters..........................................................2-8Boiler Accessories and FittingsASME Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-9Gage Glass, Gage Cocks ...................................... 2-10Water Columns .............................................. 2-11

Pressure Gage, Temperature Gage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12Safety Valves ................................................ .2-13Boiler Outlet Valves .......................................... 2-14Blowoff Valves and Piping. .................................... 2-15Fusible Plugs ............................................... 2-16Sootblowers ................................................ 2-17Fuel- Handling and Combustion Equipment

l-ll-l1-5

.1-61-61-81-13

1-131-151-151-171-17

1-231-23

2-1

2-12-22-22-132-132-13

2-192-192-192-192-242-272-272-272-31

This Manual Supersedes TM 5-650, dated August 1962 and rescinds TM 5-651, dated December 1946.1946.i

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Figure No. Title Page1-4 Combustion of Oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-121-5 Combustion of Coal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-141-6 Combustion Efficiency Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-161-7 Elementary Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-241-8 Water Circulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-281-9 Effects of Soot and Scale on Heat Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-292-1 Tube Expander . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-32-2 Flared and Beaded Tubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-32-3 Scotch Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-32-4 Two, Three, and Four Pass Scotch Boiler Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-42-5 Horizontal Return Tubular Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-52-6 Four Drum Water Tube Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-62-7 Refractory Expansion Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-82-8 Water Wall Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-92-9 Steam Drum Internals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-102-10 Superheater in Two Drum Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-112-11 Package Boiler Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-122-12 D Package Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-122-13 Hot Water Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-142-14 Hot Water End Uses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-152-15 Hot Water Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-162-16 Bare Tube Economizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-172-17 Extended Surface Economizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-172-18 Cold End Corrosion - Minimum Metal Temperatures . . . . . . . . . . . . . . . 2-182-19 Tubular Air Heater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-202-20 Regenerative Air Heater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-212-21 Water Gage Glass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-222-22 Water Column . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-232-23 Safety Valve Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-252-24 Huddling Chamber Safety Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-262-25 Outside Screw and Yoke Gate Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-282-26 Non-ReturnValve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-292-27 Slow-Opening Blowdown Valve Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-302-28 Fire Tube Cleaning System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-322-29 Fixed Position Mechanical Sootblower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-332-30 Underfeed Stoker . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-3552-31 Power Dump Grate Spreader Stoker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-372-32 Underfeed Spreader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-382-33 Traveling Chain Grate Stoker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-332-34 Vibrating Grate Stoker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-342-35 Fluidized Bed Fire Tube Boiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-422-36 Coal Handling System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-442-37 Types of Bucket Elevators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-462-38 Weigh Larry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-472-39 Pneumatic Ash Handling System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-482-40 Hydraulic Ash Handling System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2492-41 Steam Atomizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .T ... 2-512-42 Rotary Atomizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-522-43 Register Burner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-542-44 Low Excess Air Burner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-55245 Arrangement of Above-Ground Fuel Oil Tank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-562-46 Underground Fuel Oil Storage Tank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-57

ii

TM 5-650

Section IV

Section V.

Section VI.

CHAPTER 3.Section I.

Section II.

Paragraph

Coal Combustion Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-18Coal-Handling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-19Ash-Handling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-20Oil-Firing Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-21Oil Storage and Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-22Gas-Firing Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-23Liquified Petroleum Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-24Controls and InstrumentationFeedwater-Drum Level Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-25Combustion Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-26Boiler Safety Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-27Additional Controls and Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-28

Water Treatment Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-29Pollution Control EquipmentPollution Regulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-30Types of Pollutants and Control Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-31

Mechanical Collectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-32Fabric Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-33Electrostatic Precipitators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-34Wet Scrubbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-35Auxiliary Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Feedwater Heaters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-36Pumps and Injectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-37Forced Draft Fans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-38Induced Draft Fans

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-39Stacks, Flues, and Ducts

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-40

Steam Turbines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-41Electric Motors

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-42Electrical Equipment

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-43Variable Speed Drives

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-44Air Compressors

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-45Steam Traps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-46Piping Systems.

2-47. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

OPERATIONPreliminary Operating ProceduresPlant Operation Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-1Standing Operating Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-2Daily and Monthly Boiler Plant Operating Logs. . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-3

Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4Applicable Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5Basis for Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-6Preparation for Startup

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3- 7

Starting Fire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-8Warm-up Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9Placing a High Pressue Steam Boiler in Service . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-10

Placing a Hot Water Boiler in Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3-11Operating Adjustments and ProceduresBoiler Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-12Maintaining Pressure or Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-13Feedwater and Boiler Water Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-14

Page2-342-432-452-502-532-532-62

2-622-652-762-892-110

2-1102-1102-1122-1202-1232- 125

2- 1252-125

2-1352-137 2-1372- 1402-1402- 1402 - 1402- 1422- 1422-145

3-13-13-13-13-13-13-43-43-53-63-7

3-83-83-8

TM 5-650

Section II.

APPENDIX A.APPENDIX B.

Paragraph Page

Responsibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3 5-1Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-4 5-1Housekeeping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5 5-1Utilities Inspection and Service Records .......................... 5-6 5-1Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... .................. 5-7 5-3Spare Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-8 5-3Special Supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-9 5-3Scheduled Preventive Maintenance .............................. 5-5Scheduling and Use of The Information ......................... 5-10 5-5Boilers .................................................... 5-11 5-5Economizers ............. ................ ...................5-12 5-8Air Heaters ................................................ 5-13 5-9Water Columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i.. ..... 5-14 5-9Safety Valves ............................................... 5-15 5-9Fusible Plugs ............................................... 5-16 5-10Sootblowers ............. ................................... 5-17 5-10Stokers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-18 5-10Pulverized Coal Equipment ................................... 5-19 5-10Coal Handling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-20 5-10Ash Handling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-21 5-11Oil Burners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...5-22 5-11Oil Handling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-23 5-11Gas Burners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-24 5-11Feedwater Drum Level Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-25 5-11Combustion Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-26 5-12Boiler Safety Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-27 5-12Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-28 5-12Mechanical Collectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-29 5-12Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-30 5-12Zeolite Water Softeners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-31 5-13Hot Lime-Soda Softeners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-32 5-13Deaerating Heaters and Dearators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-33 5-13Pumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..5-34 5-14Centrifugal Pumps .......................................... 5-35 5-14Reciprocating Pumps ........................................ 5-36 5-14Steam Injectors ............................................. 5-37 5-15Steam Turbine (Non-Condensing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-38 5-15Air Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-39 5-15Steam Traps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-40 5-16Electric Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-41 5-16Forced-Draft and Induced-Draft Fans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-42 5-16Command Inspections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-43 5-17Technical Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-44 5-17Major Army Command Inspections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-45 5-17

REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..A-1CHEMICAL ANALYSIS PROCEDURESExternal Treatment Plants .....................................B-lBoiler Water ................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. B-2Miscellaneous Tests ............................. .............. B-3

A-l

A-3A-4A-10

vi

TM 5-650

Table No.

l-l1-21-31-41-51-61-71-81-91-102-l2-22-32-42-52-6

2-7

2-82-93-1

4-14-24-34-44-55-15-2

Figure No. Title Pagel-l

100 psig Steam Heat Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2

1-2 15 psig Steam Heat Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1-31-3 High Temperature Water Heat Balance

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-4

APPENDIX C.

APPENDIX D.

ParagraphHEAT BALANCE CALCULATIONS100 PSIG Steam Heat Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C-l15 PSIG Steam Heat Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C-2High Temperature Water Heat Balance

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C-3BOILER WATER CALCULATIONSBoiler Blowdown Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-IDetermining Feedwater Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-2Determining Makeup Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-3Determining Chemical Treatment Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . .D-4

LIST OF TABLES

TitleClassification of Coals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Standard Specification for Fuel Oils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Fuel Oil Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Combustion Efficiency for Natural Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Combustion Efficiency for Number 2 Oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Combustion Efficiency for Number 6 Oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Combustion Efficiency for Coal, 3.5 Moisture, Bituminous

. . . . . . . . . .Combustion Efficiency for Coal, 9.0% Moisture, Bituminous . . . . . . . . .

Water/ Steam Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Water/ Steam Mixtures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Typical Point Source Emission Levels for Various Pollutants . . . . . . . . . .

Comparison of NOx Reduction Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Performance Characteristics of Flue-Gas &sulfurization Systems ....

Performance Characteristics of Particulate Control Devices . . . . . . . . . . .

Characteristics of Mechanical Dust Collectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Removal Efficiencies of Uncontrolled Particulate Emissions fromCombustion Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Permissible Maximum Suction Lits and Minimum Suction Heads inFeet for Various Temperatures and Altitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Piping Codes and Standards for Boiler Plants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Typical Piping Material Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Flue Gas Analysis at 25% , 50%, and 100% Load for Natural Gas, No.2 Oil, No. 6 Oil, and Stoker Coal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .Common Cations and Anions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Water pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Guide for Selection of External Treatment Equipment y . . . . . . . . . . . . . .

Common Sodium Phosphates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Deaerator Temperature Versus Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Lubricating Oils, Greases, and Preservatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Lubricating Oil and Grease Uses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

LIST OF FIGURES

A-11A-13A- I5

A-17A-17A-17A- 19

Page1-71-91-101-18I-191-201-211-221-251-272-1102-1112-1132-1142-1182- 120

2-128

2- 1482- 1493-23

4-14-54-114-304-485-65-7

vii

Figure No.2-982-992-1002-1012-1022-1032-104

2-105a2-105b2-1062-1072-1082-109a2-109b2-1102-1112-1122-1132-1142-1152-1162-1172-1192-1192-1202-1212-1222-1232-1242-125a2-125b3-13-23-33-43-53-64-14-24-34-44-54-64-74-84-94-104-114-124-134-144-15

TitleMulticyclone 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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Page2-1172-1192- 1212-1222-1242-1262-1272-1292-1292- 1302-1322-1332-1342- 1342-1362-1382-1382-1392- 1392-1412- 1432-1442-1462-1472-1512-1522- 1522-1542-1542- 1552-1553-23-33-143-173-173-254-24-24-34-124-134-154-164-174-174-184-204-214-234-244-25

viii

TM 5-650

Figure No.4-164-174-184-194-204-214-224-234-244-254-264-274-284-294-304-314-324-334-345-1C-lc-2c-3D-l

D-2

TitleType 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 BlowdownRelationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Example of Boiler Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Page4-274-284-324-344-354-364-394-424-434-444464-494-524-534-544-554-574-58

5-4