Kattilalaitoksen prosessiputkiston esisuunnittelun kehittäminen
Kohvakka, Mari (2018)
Diplomityö
Kohvakka, Mari
2018
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018100437560
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018100437560
Tiivistelmä
Diplomityön tavoitteena oli biopolttoainetta käyttävän BFB-kattilalaitoksen prosessiputkiston esisuunnittelun kehittäminen. Projektin toteutukseen on käytettävissä tiukka aikataulu ja suunnittelu on tehtävä aikataulun ja sille varattujen tuntien puitteissa. Projektin alussa tehdään perustavaa työtä kaikilla suunnittelun osa-alueilla. Tässä työssä esisuunnittelu rajattiin BFB-kattilan putkiston jakamiseen järjestelmiin, putkiston pääreititykseen ja päälaitteiden liitäntöihin. Diplomityön keskeinen tutkimusongelma oli mahdollisimman pitkälle vakioitujen ratkaisujen, suunnittelusääntöjen ja -välineiden luonti yksilöllisen kattilalaitoksen prosessiputkistosuunnitteluun.
Tutkimuksen teoriaosuus sisältää BFB-kattilan ja sen järjestelmien kuvauksen sekä putkistoihin ja niiden suunnitteluun liittyvää teoriaa.
Diplomityössä oli käytännön läheinen lähestyminen prosessiputkiston esisuunnittelun kehittämiseen. Tehtiin useita pieniä parannustoimia, jotka kokonaisuudessaan kehittivät suunnitteluprosessia. Kehitystyö sisälsi WBS-luettelon päivittämisen ja konkreettisia reititysesimerkkejä 3D-mallissa.
WBS-luettelopäivitys vähensi rutiinityötä esisuunnitteluvaiheessa. Työssä etsittiin tapoja putkiston esireitityksen tekemiseen päälaitteiden välille. Putkisillan rakennetta tutkittiin putkireititysten näkökannalta ja automaattisia reititystyökaluja kokeiltiin esireititysten tekemiseen. Ulospuhallus- ja lauhdesäiliö ja pohjatuhkaruuvien jäähdytysruuvit putkistoineen mallinnettiin ja saatiin laitemoduulit suunnittelukäyttöön. Laitemoduulit voitiin sijoittaa laitosmalliin ja helpotettiin laitteiden sijoittelua ja putkien ryhmittelyä. Diplomityössä oli tuloksena useita esisuunnittelun työvälineitä, joita käyttämällä ja kehittämällä saadaan työtä tehty tehokkaammin. The aim of the thesis work was to develop the predesign phase related with the process piping in the bio fuel fired BFB boiler project. The project work is strictly limited with the schedule. The design work needs to be completed within the given schedule and hours. The basic design work is done in all design areas in the beginning of the project. In this thesis work the predesign work for the process piping was limited to dividing pipes into boiler piping systems, pipe main routing and the main equipment connections. The main research problem was to create standard solutions, de-sign rules and methods suitable for the tailor maid power plant.
The theory part includes description of the BFB boiler and its main systems. The basics for the pipes and the design work with related standards are described.
The practical part of developing the process piping predesign work included several improvements. By combining the small improvements further developed the predesign work. The development work included the update of the WBS list and actual routing examples in 3D model.
Update of the WBS list will decrease the routine work in the predesign phase. The ways to perform the main pipe routing were searched by doing practical tests with the pipe bridge and the automatic pipe routing tool. The blow down tank, the condensate tank and the bottom ash screws with related piping were modelled. This way equipment modules became available to place in the plant model to help to locate the equipment and group the piping. The thesis work resulted several design tools to make predesign work more efficient.
Tutkimuksen teoriaosuus sisältää BFB-kattilan ja sen järjestelmien kuvauksen sekä putkistoihin ja niiden suunnitteluun liittyvää teoriaa.
Diplomityössä oli käytännön läheinen lähestyminen prosessiputkiston esisuunnittelun kehittämiseen. Tehtiin useita pieniä parannustoimia, jotka kokonaisuudessaan kehittivät suunnitteluprosessia. Kehitystyö sisälsi WBS-luettelon päivittämisen ja konkreettisia reititysesimerkkejä 3D-mallissa.
WBS-luettelopäivitys vähensi rutiinityötä esisuunnitteluvaiheessa. Työssä etsittiin tapoja putkiston esireitityksen tekemiseen päälaitteiden välille. Putkisillan rakennetta tutkittiin putkireititysten näkökannalta ja automaattisia reititystyökaluja kokeiltiin esireititysten tekemiseen. Ulospuhallus- ja lauhdesäiliö ja pohjatuhkaruuvien jäähdytysruuvit putkistoineen mallinnettiin ja saatiin laitemoduulit suunnittelukäyttöön. Laitemoduulit voitiin sijoittaa laitosmalliin ja helpotettiin laitteiden sijoittelua ja putkien ryhmittelyä. Diplomityössä oli tuloksena useita esisuunnittelun työvälineitä, joita käyttämällä ja kehittämällä saadaan työtä tehty tehokkaammin.
The theory part includes description of the BFB boiler and its main systems. The basics for the pipes and the design work with related standards are described.
The practical part of developing the process piping predesign work included several improvements. By combining the small improvements further developed the predesign work. The development work included the update of the WBS list and actual routing examples in 3D model.
Update of the WBS list will decrease the routine work in the predesign phase. The ways to perform the main pipe routing were searched by doing practical tests with the pipe bridge and the automatic pipe routing tool. The blow down tank, the condensate tank and the bottom ash screws with related piping were modelled. This way equipment modules became available to place in the plant model to help to locate the equipment and group the piping. The thesis work resulted several design tools to make predesign work more efficient.