Kattilan höyryputkiston puhtaaksipuhallus : puhallusputkiston suunnittelun ohjeistaminen

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli luoda niin kutsutun puhallusputkiston suunnitteluohjeistus Valmet Technologies Oy:lle, jonka energialiiketoimintalinja toimittaa muun muassa höyrykattiloita energiantuotantoon. Ennen kuin höyrykattilassa tuotettua höyryä johdetaan ensimmäistä kertaa turbiiniin, on tärkeää, että höyrykattilan höyryputkistot on puhdistettu kaikista epäpuhtauksista. Jos epäpuhtauksia pääsee kulkeutumaan höyryn mukana turbiiniin, ne saattavat aiheuttaa huomattavia vaurioita turbiinin siipiin. Tämän vuoksi höyryvoimalaitoksen käyttöönottovaiheessa tulee sen tulistinputket ja turbiinille menevä päähöyryputkisto puhaltaa puhtaaksi höyryn avulla. Näitä puhtaaksipuhalluksia varten täytyy suunnitella ja asentaa väliaikainen puhallusputkisto, jonka kautta höyry puhalletaan ilmakehään. Puhallusputkisto tulee suunnitella niin, että se vastaa puhtaaksipuhallusten asettamia virtausteknisiä vaatimuksia sekä kestää siihen kohdistuvat kuormitukset. Koska putkisto on vain väliaikainen, sen suunnittelussa tulee ottaa myös huomioon putkiston mahdollinen uudelleenkäyttö useassa projektissa.

Suunnitteluohjeistus luotiin hyödyntäen alan standardeja, yrityksen sisäistä puhtaaksipuhalluksille luotua prosessisuunnitteluohjeistusta, prosessilaskuja varten luotua laskentatiedostoa sekä aiempien projektien suunnittelutietoja. Suunnitteluprosessin selkeyttämistä varten vakioitiin putkiston tiettyjä mittoja ja materiaaleja. Mitoitusohjeiden lisäksi ohjeistukseen sisällytettiin tiettyjä ohjeistuksia putkiston asennus- ja purkamistoimenpiteisiin liittyen.

Varsinainen suunnitteluohjeistusdokumentti kuitenkin pidettiin yrityksen sisäisenä aineistona ja on poistettu tästä julkisesta raportista.

Suunnitteluohjeistuksen sekä vakioitujen suunnitteluarvojen avulla saadaan tehostettua tulevien projektien suunnitteluprosessia ja materiaalinhankintaa. Lisäksi putkistoa suunniteltaessa, asennettaessa ja purettaessa ohjeistuksen mukaan voidaan putkistoa käyttää uudelleen useassa projektissa ja näin vähentää materiaalikustannuksia.

The purpose of this thesis was to create a design manual for the so-called steam blow piping of steam boilers. The design manual was created for Valmet Technologies Oy, whose energy business line supplies steam boilers among other products. Before leading steam from the steam boiler to the steam turbine for the first time, it must be ensured that the steam pipelines are free from impurities. If these impurities are carried along with steam to the turbine, they might cause serious damages to the turbine blades. Therefore, the superheaters and the main steam piping must be cleaned by the steam blowing during the commissioning phase of the steam boiler. To execute these steam blows it is necessary to design and erect a temporary steam blow piping that is used for leading steam to the atmosphere. The steam blow piping must be designed in a way that meets the requirements of the steam blowing process and can withstand all the occurring loadings. Since the piping is only temporary the possibilities to re-use the piping in other projects also must be considered.

The design manual was created utilizing the related standards, the company’s internal process design manual created for the steam blowing, the calculation file for the process calculations and the design data from previous projects. In order to clarify the design process, some specific design values, dimensions, and materials were standardized. Besides instructing the pipe sizing, some specific instructions were included concerning the installation and disassembling of the piping.

However, the actual design manual was kept as an internal material of the company and was excluded from this thesis.

With the help of the design manual and the standardized design values and materials, the design process and material procurement of future projects will be enhanced. Besides that, when the piping is designed, erected and disassembled according to the design manual, it can be re-used in other future projects and thereby save material expenses.