Utmattnings- och slitageuppskatting på fjärrvärmesystem - Till följd av tryck- och temperaturförändringar

Sammanfattning: Telge Nät äger och står för driften av fjärrvärmenätet i Södertälje. Detta fjärrvärmenät innefattarbland annat ett delnät som inkluderar Scania industriområde samt bostadsområden Pershagen ochVärdsholmen. Värmen till delnätet levereras dels från Igelstaverket men även från värmeåtervinning iScaniaområdet, något som bland annat lett till en ostabilitet på delnätet i sin helhet.Syftet med detta projekt var att utreda om dessa eller andra instabiliteter på nätet bidrog till störretemperatur- eller tryckvariationer som på lång sikt kan påskynda slitaget och utmattningen påsystemet. Temperaturvariationen på nätet analyserades för de större byggnadskomplexen B006,B210 och Clab samt för huvudledningen. Tryckvariationerna i nätet analyserades främst för B210 därsåväl hetvatten som fjärrvärme förbrukas, vilket leder till snabba regleringar av ventiler och pumpar.Därutöver genomfördes även tryckmätningar på huvudledningen för att analysera omtryckvariationerna från B210 fortplantar sig vidare samt om bytet av flödesriktningen i systemetorsakar några tryckslag.Temperaturvariationer kommer att leda till ökad axiell påfrestning på systemet och kommer främstatt matta ut särskilt utsatta komponenter som T-rör och andra kraftiga rörböjar. På längre sikt kandock även de rundgående svetsfogar som sammanfogar raka rör riskera att brista.Vid analysen av temperaturvariationer i nätet granskades data över hela året 2012 vilket visade attdet fanns en koppling mellan utetemperaturen och temperaturvariationerna på nätet. Vid följandeundersökning analyserades hur många temperaturcykler av olika storlekar som förekommer vidkomplexen. Därefter sammanställdes dessa för att beräkna hur många fulla temperaturcykler på110°C som motsvaras av dessa mindre cykler. Detta skedde med hjälp av Palmgren-Minersdelskadehypotes. Resultatet av denna analys visade att delnätet Clab var förhållande stabilt och attvariationerna höll sig inom tillåtna gränser. Temperaturen på framledningen vid B006 visade sig dockvara ganska instabil, detta kan delvis bero på instabiliteter på huvudledningen skapade avvariationerna i de övriga komplex som levererar värme till systemet.B210 visade sig ha mycket ostabila temperaturer på returledningen för hetvattnet och extremtostabila temperaturer gällande returledningen för fjärrvärmen, något som kan leda till kraftigtpåskyndad utmattning på såväl B210 komplexet som huvudledningen. Dessa problem beror till stordel på att hetvatten konstant matas för värmning av en målerianläggning som ligger i B210 området,där det stundvis inte finns någon förbrukning på detta. Då hetvattnet inte förbrukas leds det iställetvidare för att matas ut direkt på fjärrvärmenätets huvudledning samt används för värmning av andrabyggnadskomplex vid B210 där fjärrvärme normalt används som värmekälla. Detta leder till attfjärrvärmeledningarna periodvis värms upp kraftigt och hastigt av hetvattnet vilket skapar en stormängd temperaturcykler på systemet. Genom att minimera denna onödiga leverans av hetvattenskulle en stor del av temperaturproblemen på nätet förhindras.Tryckvariationerna vid B210 mättes med ett mätintervall på såväl 30 sekunder som 0,1 sekundermellan mätningarna. Intervallskillnaden mellan mätningarna visade på att snabba trycktransienterloggas som minimalt mycket större och måttligt mycket snabbare vid loggning med ett kortareintervall. Ett mätintervall på 0,1 sekunder tros dock fortfarande ge en alldeless för låg upplösning föratt registrera fulla tryckslag, något som leder till resultatet av mätningarna ska betraktas medförsiktighet.De största trycktransienter som registrerades vid B210 skedde på morgonen vid uppstarten avmåleriet. Dessa höll sig dock till en nivå där de inte uppskattas göra någon skada på systemet. Vidmätningarna på huvudledningen kunde inga spår av trycktransienterna vid B210 registreras. Utifråndessa data tros därmed inga tryckslag förekomma på det analyserade delnätet.