Höyrykattilan ilmauslaatikon standardointi

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee höyrykattilan ilmauslaatikon standardointia. Työn aihe on saatu Andritz Oy:n Varkauden yksikön suunnittelupuolelta. Ilmauslaatikon eri osatekijöiden standardoinnilla pyritään sekä helpottamaan että nopeuttamaan ilmauslaatikon tuotantoprosessia vähentämällä samojen suunnitteluvaiheiden toistoa. Tällä tavoin ilmauslaatikon standardoinnilla lasketaan myös kokonaiskustannuksia ja saavutetaan yritykselle kilpailuetua.

Työ määrittelee ilmauslaatikolle ja sen osille vakiomitat, joita hyödynnetään jatkossa kaikissa ilmauslaatikoissa, joissa käytetään työn lähtökohdiksi otetun kokoisia tyhjennys-ja hönkälinjan putkia. Lisäksi ilmauslaatikon kehikkoa kehitettiin joustavammaksi ja tutkittiin keinoja ilmauslaatikon luukkujen tiivistämiseksi. Ilmauslaatikon, sen osien ja kehikon optimaaliset valmistusmateriaalit standardoitiin työssä. Lisäksi määriteltiin optimaalisimmat kokoluokat eri ilmauslaatikon osille sekä kannatusratkaisuille.

Kaikki mitat ilmauslaatikon ja sen osien osalta, lukuun ottamatta käsipyörän kokoja, määriteltiin aiempien valmistuspiirustusten pohjalta. Niistä on aluksi tutkittu ilmauslaatikon luukuille olemassa olevia yhteneväisiä mittavaihtoehtoja, joiden pohjalta on laskettu kolme kokovaihtoehtoa jokaiselle eri luukkumäärän ilmauslaatikolle. Kokovaihtoehdoista ehdotettiin standardiksi aina optimaalisin vaihtoehto niihin mahtuvien yhteiden määrän sekä käsipyörien mittojen perusteella.

Kunkin luukkumäärän parhaalle ilmauslaatikon leveysvaihtoehdolle piirrettiin lisäksi kehikot, joiden kuljettaminen useammassa osassa ratkaistiin ruuviliitoksilla. Määritellyn kehikon palkin korkeussuunnan ja pilarien leveyssuunnan säätäminen työmaalla asennettaessa saavutettiin ruuviliitoksilla. Lisäksi tutkittiin ilmauslaatikolle, sen osille ja kehikolle sopivia erilaisia valmistusmateriaaleja sekä luukkujen tiivistemateriaaleja kiinnitystapoineen. Yrityksen sisäisessä kyselyssä selvitettiin lisäksi höngän- ja lauhteenpoistinten koot sekä virtausnopeus, laatikon toiminta, tehtävä sekä mitoitusperusteet.

Työssä standardoidut höyrykattilan ilmauslaatikon osatekijät toimivat jatkossa niin pohjana ilmauslaatikoiden suunnittelutyössä kuin myös standardien pohjalta tehtävien valmistuskuvien ohjenuorina.

This thesis deals with the standardization of a steam boiler’s air venting box. The topic was given by the design unit of Andritz Ltd in Varkaus. The standardization of the components of the air venting box aims both at easing and speeding up the manufacturing process by reducing the repetition of design steps. In this way, the standardization also decreases total costs and gains competitive advantage for the company.

The work defines standard measures for the air venting box and its’ parts. These standard measures will be utilized in the future for all air venting boxes, in which the defined discharging and draft lines’ pipe sizes are used. In addition, the frame of the air venting box was developed more flexible and manners for water and steam proofing the manholes of the air venting box were studied. The optimal manufacturing materials of the air venting box, its parts and frame were standardized in the study. In addition, the most optimal size classes were defined for the different parts of the air venting box as well as for the support solutions.

All measures concerning the air venting box and its parts, except for the hand wheel sizes, were defined based on earlier manufacturing drawings. Firstly, the drawings were studied to find existing compatible measures for the manholes of the air venting box, from the basis of which three size options were calculated for each air venting box with different number of manholes. Always the most optimal option (according to the amount of fittings as well as the dimensions of the hand wheels) was suggested as a standard.

In addition, frames were drawn for all of the best width options of the air venting boxes with a different number of manholes. Transporting the frames in several pieces was solved by screw suspensions. Adjusting the vertical direction of the frame’s beam and the horizontal direction of the frame’s column on site was achieved also with screw suspension. Furthermore, different manufacturing materials for the air venting box, its parts and the frame as well as steam and water proofing of the manholes and their fastening were studied. The sizes and the flow rates of the steam and condensate removers as well as the function, task and dimensioning criteria of the air venting box were examined in an internal query.

In the future, the different standardized factors of the steam boiler’s air venting box form a basis for designing air venting boxes and function as guidelines for the manufacturing drawings, which will be developed based on the standards presented in this thesis.