Tausta ja tavoite

Uudet sellutehtaat ovat yhä isompia, mikä on johtanut isompiin kattiloihin ja isompiin tulistimiin. Työn tarkoituksen on tutkia oletetun lämpötilamarginaalin vaikutusta suhteessa kattilan kokoon.

Painelaitemitoituksessa tulistimien putkipaksuus riippuu paitsi mitoituspaineesta myös mitoituslämpötilasta. Kattilateollisuudessa perinteisesti käytetään mitoitukseen arvoa, jossa tulistimen keskilämpötilaan lisätään lämpötilamarginaali +30 °C. Jos toimintalämpötila on suurempi kuin mitoituslämpötila, niin tulistinputket viruvat nopeammin. Onko +30 °C lämpötilalisä oikea mitoitus kaiken kokoisille kattiloille? Marginaali 30 °C on peräisin ajalta, kun kattilat olivat kapasiteetiltaan alle 1000 tka/d. Suhtessa nykypäivään, jolloin kattiloiden kapaisetti voi olla yli 5000 tka/d, etuseinän leveys on kasvanut kolminkertaiseksi. Onko lämpötilaero tulistimen reunoilla vs. keskellä myös noussut koon kasvun myötä?

Toteutus

Projekti jaettaisiin kolmeen vaiheeseen.

Vaihe I – Datan keräys suomalaisista kattiloista
-Kesto n. 1 vuosi
-Kolme esimerkkitehdasta
-Kohteet viimeinen tulistin ja savukaasun suunnassa ensimmäinen tulistin
-Dataa ajon aikana myös eri putkista

Vaihe II  – Rinnakkaisten putkien koon ja lukumäärän vaikutus
-Kesto n. 6 kk
-Laskelmia siitä miten putkimäärä vaikuttaa

Vaihe III – CFD mallitus pieni ja iso kattila
-Kesto n. 6 kk
-Virtausmallinnus eri kokoisilla kattiloilla
-Lämpövirrat keskellä ja reunoilla

Vaiheet I ja II valmistuivat ja julkaistiin kesällä 2023. Myöhemmät vaiheet alkavat mahdollisesti keväällä 2024.