Laskentasovelluksen kehittäminen modulaariselle vesiputkikattilalle

Modulaarisella vesiputkikattilalla tarkoitetaan täysin konepajalla valmistettavissa olevaa kattilaa, joka voidaan kuljettaa yhtenä tai muutamana suurena moduulina työmaalle. Tässä diplomityössä käsiteltiin modulaarisen vesiputkikattilan laskentasovelluksen ke-hittämistä KPA Unicon Oy:lle. Työn tavoitteena oli tarkastella modulaarisen vesiputkikattilan lämpöteknistä mitoitusta ja suunnittelua sekä kehittää laskentasovellus, jonka avulla voidaan arvioida kattilan mittoja ja painoa. Laskentasovellus laadittiin Microsoftin Excel-alustalle, josta se on myöhemmin mahdollista siirtää muille ohjelma-alustoille. Laskentasovelluksessa hyödynnetään lämmönsiirron ja virtaustekniikan laskentayhtälöitä sekä -menetelmiä. Sovellukseen valitut laskentayhtälöt sekä -menetelmät ovat yleisesti hyväksyttyjä ja käytännössä testattuja. Diplomityön tuloksena valmistui laskentasovellus, joka kykenee modulaarisen vesiputkikattilan lämpötekniseen mitoittamiseen. Sovelluksen avulla voidaan mitoittaa kattilan tulipesä, tulistimet, höyrystinpinnat sekä ekonomaiseri. Laskentasovellusta on tarkoitus hyödyntää yrityksen tarjousvaiheen projekteissa sekä mahdollisesti kattiloiden esisuunnittelussa. Laskentasovelluksen laatimista varten ei ollut mahdollista hyödyntää toiminnassa olevien kattiloiden prosessitietoja, koska ensimmäiset tämän tyyppiset kattilat ovat asenteilla. Sen sijaan sovelluksen antamia laskentatuloksia verrattiin toisen mitoitusohjelman antamiin tuloksiin, joiden perusteella laskentasovelluksen voidaan olettaa antavan oikeita tuloksia.

Modular water-tube boiler is preassembled at a workshop and could be shipped to the assembly site as a single unit. Very large units are shipped in two or more pieces. In this thesis was dealt with development of calculation model for modular water-tube boiler to KPA Unicon Oy. The aim of the thesis was studied the thermal design of modular water-tube boiler and developed a calculation model that can be used to estimate boiler’s weight and dimensions. The calculation model was prepared in Microsoft Excel –platform from which it could be later transferred to other software environments. Calculation model uses mathematical equations and methods of fluid dynamics and heat transfer. Chosen equations and methods are tested in practice and generally accepted. Result of this thesis was a calculation model for modular water-tube boiler thermal design. With the above mentioned software it is possible to design furnace, superheaters, evaporators and economizer. Calculation model will be utilized in the company’s commercial proposal projects and possibly in preliminary design of boilers. It was not possible to use the measurement data of existing boilers because first boilers of this type are currently under installation. Instead, the results from the calculation model were compared with the results of other calculation software. Based on this it is reasonable to assume that the calculation program gives out correct results.