FJERNVARMEDAGENE 2013

FORNEBU 28.- 29.OKTOBER

HVORFOR OPPSTÅR LEKKASJER I VARMEVEKSLERE?

Åmund Utne, Statkraft Varme AS

Fjernvarme i Statkraft



Etablering i Trondheim (1983)



Fire anlegg i Sverige (2008)



Harstad og Ås (2009 – 2011)

 -

Oppkjøp av Bio Varme AS (2011) Anlegg og prosjekter i Midt-Norge, Oslo, Akershus, Vestfold og Østfold



I dag 15 anlegg i Norge og Sverige



Total varme- og kjøleproduksjon for 2012 er ca 1,1 TWh, hvorav 0,7 TWh i Norge



Ambisjon om å doble produksjonen i løpet av 10 15 år

3

Bakgrunn

Lekkasjer fra komponenter, rør og varmevekslere er ikke noe nytt, men  Flere fjernvarmeselskaper opplever store og kanskje økende omfang av lekkasjer fra varmevekslerne.

 Store utskiftningskostnader.

 Vannsøl i tekniske rom, fjernvarmevann i varmtvannet, avbrudd hos kundene.

 Omdømme: Fjernvarme gir problemer, fungerer dårlig…

Dette er en utfordring for hele bransjen

4

Prosjekt: Varmevekslerhavari, årsak og tiltak

 I regi av Fjernvarmeforeningen.

 Deltakere:  Hafslund Varme (Alexander Midtsjø),Varmeteknikk – Danfoss (Stig Bø) Statkraft Varme (Åmund Utner) samt Fjernvarmeforeningen (Heidi)  Flere firma er velkommen i prosjektet for å samle flere kloke hoder, få flere erfaringer, eventuelt finansiere analyser og undersøkelser  Oppstartsmøte august i år.

 Kartlegging av omfang og årsak. Forslag til tiltak for å redusere lekkasjeproblematikken.

5

Fjernvarme Trondheim

 Fjernvarmeutbyggingen har pågått i 30 år  Primærnett med driftstemperatur115/65 ºC og sekundærnett med driftstemperatur 80/60 ºC.

 Differansetrykk i primærnettet varierer i området 1-7 bar  Grensesnitt mot kunder: Husvegg. Kundens rørlegger/rådgiver dimensjonerer/prosjekterer/bygger kundesentralene (iht Statkrafts krav). Kundene eier og vedlikeholder kundesentralene.  Statkraft blir bare tilfeldig informert eller involvert i vedlikehold og utskiftinger av kundesentraler og har derfor ikke oversikt over omfanget av varmevekslerlekkasjer.

6

Fjernvarme Trondheim - Lekkasjeomfang

 Varmevekslere installert på 80- og 90-tallet: Hovedsakelig rørvarmevekslere, robust utførelse, lite lekkasjeomfang  Har stadig oftere de siste årene mottatt bekymringsmeldinger fra kunder, rørleggere, leverandører etc vedr lekkasjer og utskifting av varmevekslere. Flere varmevekslere havarerer etter bare 1 2 år.

 Undersøkelse/kartlegging ble gjennomført i 2011-2012 for å få kjennskap til omfanget.

7

Sammendrag fra undersøkelsen

 43 havarerte kundesentraler ble registrert, hvorav 38 stk kundesentraler ble undersøkt nærmere.

 37 av 38 vekslere var loddede platevarmevekslere.

 22 stk hadde interne lekkasjer mellom platene, 2 stk hadde lekkasje ut til fri, øvrige ukjent.

 32 stk varmeanlegg vvx, 9 stk tappevann vvx, 2 stk annet.

 Gjennomsnitt levetid: ca 10 år for tappevann vvx og 2 år for varmeanlegg vvx.

 Gjenomsnitlig overdimensjonering av sentralene (reguleringsventilene): 125 %  Stor andel av sentralene hadde mangelfull innregulering og pendlende temperaturer.

 Stor andel plassbygde kundesentraler

Trondheim – undersøkelse. Varmevekslerfabrikat

8

 Siden det samlede sammensetningen av fabrikat ikke er kjent kan det ikke konkluderes om noen fabrikat er bedre/verre enn andre.

9

Trondheim undersøkelse

Flest havari oppstår der nettet driftes med høyeste trykk, differansetrykk og temperaturer. Og der disse parameterne varierer mest over året.

Ingen registrerte havarier i sekundærnett hvor det er lave trykk og temperaturer.

10

Utmatting

Mikroskop forstørrelse av sprekk i vvx fra Trondheim. Analyserapport konkluderer med termisk eller trykkrelatert utmatting.

Viktigheten av god innregulering:

11

Trondheim.

Foreløpig konklusjon og tiltak etter undersøkelsen

Viktigste årsak til lekkasjer i varmevekslerne er sannsynligvis overdimensjonerte reguleringsventiler, dårlig innregulering og/eller trykkvariasjoner i nett som medfører pendlende regulering. Resultat: utmatting.

Foreløpige tiltak:  Økt fokus på dimensjonering av reguleringsventiler (stor autoritet), innregulering og oppfølging av reguleringsparametre.

 Økt bruk av to eller flere reguleringsventiler i parallell.

 Arbeide for å oppnå mere stabilitet i nettenes differansetrykk.

 Forsøk med bruk av differansetrykkregulering Men: Fortsatt opplever vi at det oppstår lekkasjer i varmevekslere uten å forstå hvorfor.

12

Erfaringer Hafslund

• • • • Registrerte utskiftinger i 2009-2011.

SWEP: Lav andel utskiftninger. Disse har lav gj.snitt alder.

GEA og TAU: Høy andel utskiftninger, men disse har høy gj.snitt alder.

Danfoss: Høy andel utskiftninger, disse har samtidig lav gj.sntt alder.

Alfa Lavall: Type CB76 har en høy andel utskiftninger og samtidig lav alder.

13

Erfaringer

 Tappevann: De fleste selskapene opplyser at lekkasjene vanligvis oppstår i tappevann vvx.

(men undersøkelse i Trondheim viser noe annet)  Tappevann vvx: Oftest intern lekkasje mellom platene dvs for Trondheim opplever kundene grønt vann i dusjen.

 Varmeanlegg: Oftest lekkasje fra veksler og ut til det fri.

14

Hva erfares i andre land?

 Muligens større problem i Norge enn i Sverige og Danmark, men  Undersøkelse Litauen 2006: generell levetid for varmevekslere i fjernvarmesystemer er 2 8 år. Utskiftes pga belegg(fouling) og lekkasjer.

 Enkelte fjernvarmeselkaper i Tyskland har så store problemer med lekkasjer i varmevekslere at de har gått over til bruk av demonterbare pakningsvekslere for enkelt å kunne skifte defekte plater.

15

Mulige årsaker



Pendlende temperaturregulering

pga overdimensjonerte reguleringsventiler eller mangelfull innregulering. Gir temperatur- og trykksvingninger Utmatting.



Differansetrykket

i nettet varierer stort gir vanskelig og pendlende temperaturregulering. Temperatursvingninger Utmatting.



Temperatursjokk

i tappevann varmevekslere pga kaldtvannspåslipp Utmatting.



Dårlig vannkvalitet

(på fjernvarmeside/kundens varmeanlegg/tappevann) korrosjon. Eventuell korrosjon vil sannsynligvis angripe kobberet i sammenføyingen mellom platene. Dårlig vannkvalitet kan også gi belegg som forsterker korrosjonen.

16

Mulige årsaker



Potensialforskjeller

eller strømforhold edle metallet (dvs kobberet) korroder.



Trykksvingninger/pulsasjoner

i nett Utmatting.



Vibrasjoner

fra pumper eller annet overføres til varmeveksler 

Krefter og spenninger

i røranlegget overføres til varmeveksler brudd.

 Andre forhold? galvanisk korrosjon . Det minst Utmatting.

mekanisk

Utvikling blant varmevekslerprodusenter, eksempler

 Alfa Laval Alfa Nova: Plater sammenføyd ved sammenpressing under høy temperatur – Dvs i praksis sveist sammen uten bruk av loddemateriale, Cu . Utprøvd, men blandet erfaring. Signaler tyder på at noen anlegg står seg lengre, men har også opplevd at veksler ikke oppnår høyere levertid.

 Danfoss : Ny type «Micro Plate HE» med knottmønster i stede for det vanlige fiskebensmønsteret. Bedre kontakt i skjøtene, bedre varmeoverføring, større mekanisk styrke. Har levert denne typen til anlegg i Oslo, Bergen og Harstad, gode erfaringer så langt.

17

Vi har ikke alle svar, men viktige fokusområder for å redusere risiko for varmevekslerlekkasjer er:

 Dimensjonering og innregulering. Mere intelligent automatikk? (f.eks. IQ Heat fra NordIQ?)  God vannkvalitet både i fjernvarmenett og på kundeside  Lavest mulige differansetrykk og temperaturer i nettet

18

19

Prosjektet videre

 Prosjektet er etablert på oppdrag fra styret i Norsk Fjernvarme  Hensikten er å forsøke å finne omfang, årsak og tiltak  Oppstartsmøte avholdt i august i år.

 Videre kartlegging av omfanget. Utarbeide spørreskjema.

 Materialtekniske analyser av havarerte varmevekslere.

 Måling/logging av problemanlegg  Fremdrift foreløpig ikke definert

TAKK

www.statkraft.no