Kattilan höyryputkiston puhtaaksi puhalluksen suunnittelu ja toteutus

Abstract

Kattilalaitosta käyttöönotettaessa höyryputkistosta pitää poistaa kaikki epäpuhtaudet, jotka ovat muodostuneet putkiston sisäpinnalle sen valmistusvaiheessa ja asennuksessa. Puhdistus tehdään höyryn ulospuhalluksella, jossa höyryputkistoon muodostetaan normaalia ajotilannetta korkeampi höyryn nopeus riittävän puhdistustuloksen saamiseksi. Ulospuhalluksella varmistetaan, ettei putkistossa olevat epäpuhtaudet kulkeudu höyryn mukana eteenpäin aiheuttaen komponenttien rikkoontumisia. Etenkin höyryturbiini on altis pienillekin höyryn mukana kulkeutuville partikkeleille.

Kotkan Energian Hyötyvoimalaitos on jätteenpolttolaitos, jossa jätettä polttamalla tuotetaan prosessihöyryä, kaukolämpöä sekä sähköä. Syksyn 2018 huoltoseisokissa Hyötyvoimalaitoksen kattilaan vaihdettiin kaksi uutta tulistinta. Tulistimien vaihdon jälkitoimenpiteenä kattilan höyryputkisto puhdistettiin ulospuhalluksella ennen laitoksen käyttöönottoa.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli laatia puhallussuunnitelma, jonka mukaan toteutettiin kattilan puhtaaksi puhallukset. Työssä selvitettiin, millaisia toimenpiteitä puhtaaksi puhallukset vaativat ja mitä seikkoja täytyy ottaa huomioon, jotta puhallukset tehdään turvallisesti ja tehokkaasti. Puhallus täytyy tehdä oikeilla höyryn arvoilla, jotta puhdistustulos olisi tarpeeksi tehokas. Työssä laadittiin puhallukselle häiriökertoimen seurantakaava, jolla pystyttiin seuraamaan puhalluksen tehokkuutta. Tuloksia seurattiin puhalluslinjaan asennetuilla kohdelevyillä, joihin kertyneet iskemät kertovat höyryn puhtauden. Tavoitteena oli saada putkistosta kaikki epäpuhtaudet pois. Lisäksi työssä laadittiin ohjeistus seuraavia ulospuhalluksia varten ja paneuduttiin höyryputkiston vesikemian merkitykseen ja magnetiittikalvon muodostumiseen.

Ulospuhalluksia tehtiin neljän päivän ajan, kunnes höyryn todettiin olevan tarpeeksi puhdasta. Puhallusten jälkeen kattila ja turbiini otettiin normaaliin käyttöön. Tällä opinnäytetyöllä varmistettiin, ettei epäpuhtauksia päässyt vaurioittamaan laitoksen komponentteja ja näin ollen säästyttiin kalliilta korjaustoimenpiteiltä.

All debris generated on the inner surface of piping in manufacturing and installation must be removed when a boiler plant is commissioned. Cleaning is made by steam blowing, which creates a higher drag force on the pipes than in normal operation to achieve sufficient cleaning results. Blowing ensures that debris in the pipeline does not drift with the steam causing breakdowns of components. Especially steam turbines are susceptible to even small particles that drift with the steam.

Kotkan Energia Hyötyvoimalaitos is a waste-to-energy plant producing process-steam, district heating and electricity by burning waste. In a maintenance shut-down in autumn 2018, two superheaters of the plant’s boiler were replaced by new ones. Boiler steam pipes were cleaned using steam blowing before start-up, because of the replace of superheaters.

The purpose of this thesis was to draw up the blowing plan to be used in steam blowing of the boiler. The work explored what actions steam blowing requires and what circumstances need to be taken into account in order to make the blows safe and effective. The blow must be done with right values of the steam so that the cleaning result is effective enough. In the thesis, a formula of the disturbance factor was designed to monitor the efficiency of the blowing. The results of blowing are followed by target plates installed in the blast line, where the accumulated shots indicate the purity of the steam. The goal was to remove all the debris from the pipelines. In addition, guidance for the next blowing was drawn up, and the thesis also focused on the importance of water chemistry for steam piping and the formation of magnetite layer.

Blowing was carried out in four days, until the steam was found to be clean enough. After the blowing the plant was normally started up and the steam was released to the turbine without any problems. This thesis ensured that the components of the plant were not damaged by debris and costly repair actions were not needed.