Hva skyldes lekkasjer fra varmevekslere?

Report
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 1015 år
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
3
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.
4
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.
5
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.
6
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
7
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.
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.
9
Utmatting
Mikroskop forstørrelse av sprekk
i vvx fra Trondheim. Analyserapport konkluderer
med termisk eller trykkrelatert utmatting.
Viktigheten av god innregulering:
10
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.
11
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.
12
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.
13
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.
14
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.
15
Mulige årsaker

Potensialforskjeller eller strømforhold
edle metallet (dvs kobberet) korroder.

Trykksvingninger/pulsasjoner i nett

Vibrasjoner fra pumper eller annet overføres til varmeveksler

Krefter og spenninger i røranlegget overføres til varmeveksler
brudd.

Andre forhold?
16
galvanisk korrosjon. Det minst
Utmatting.
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
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
19
TAKK
www.statkraft.no

similar documents