Luleå Energi handhaver drift och distribution av två olika fjärrvärmenät, ett i Råneå och ett i Luleå, innefattandes av diverse hetvattencentraler (HVC) och tryckstegringspumpar (TSP). I Råneås fjärrvärmenät levereras en framledningstemperatur på 100°C vid utomhustemperatur -30°C. I Luleås fjärrvärmenät levereras en framledningstemperatur på 115°C vid utomhustemperatur -30°C. Luleå Energi vill sänka framlednigstemperaturen i deras handhavande fjärrvärmenät och målet som strävas mot är framledningstemperatur 80°C vid utomhustemperatur -30°C. Detta bland annat i syfte att kunna tillvarata mer spillvärme från mer lågkvalitativa källor, öka elproduktionen vid kraftvärmeverk och minska de distributionsrelaterade värmeförlusterna. Sänkning av framledningstemperaturen i ett fjärrvärmenät kan dock leda till negativa differenstryck och undertryck i vissa områden i fjärrvärmenätet. Detta kan innebära cirkulationsproblem samt kokning av vattnet i rörledningarna vilket kan skada armatur i nätet. Ökad pumpning kan i vissa fall lösa problemen. Dock får inte maxtrycket 1600 kPa, som fjärrvärmenäten och dess rörledningar är dimensionerade för, överskridas. Detta projekt har, med hjälp av nätberäkningsprogrammet Netsim, undersökt hur en sänkning av framledningstemperaturen påverkar Råneås och Luleås fjärrvärmenät. Båda näten simulerades för olika framledningstemperaturer vid utomhustemperatur -30°C, med tillägg för utomhustemperatur -8°C i Luleås nät vilket ungefär är den lägsta utomhustemperatur då spetsanläggningar inte är i drift. Områden som riskerar låga differenstryck, hur pumpningarna påverkas samt vilka typer av rörledningar som bör prioriteras vid eventuell framtida uppdimensionering har identifierats. Även åtgärder för att få respektive nät att hantera sänkt framledningstemperatur har föreslagits. Områden som riskerar låga differenstryck i Råneås fjärrvärmenät identifieras till ett i södra Råneå (kring bland annat Skärsvägen, Gesällvägen och Garvarevägen) och ett i norra Råneå längs Sundsvägen ut mot Sundet. Råneås fjärrvärmenät bör kunna hantera en framledningstemperatur på 90°C vid utomhustemperatur -30°C som drift- och distributionsförhållandena ser ut idag, med förutsättning att pumpkapaciteten från HVC3 är tillräcklig. För att kunna sänka ytterligare till 80°C bör åtgärder vidtas. Förslagsvis uppgradera fjärrvärmecentraler och därmed förbättra avkylningen hos sex kunder med medelavkylning under 10°C samt därefter justera pumpningen från HVC3 för att precis hålla uppe trycknivåerna. Detta under förutsättning att pumpningen vid HVC3 kan hantera den ökade tryckstegrings- samt flödeskapaciteten från 0,31 MPa och 51 kg/s till 0,77 MPa och 96 kg/s vilket rapporteras från simuleringar i Netsim. Vid eventuell framtida uppdimensionering av rör i Råneås fjärrvärmenät bör fokus ligga på rörledningar längs huvudledningar i kärnan av nätet, distributionsledningar från huvudledning ut mot visst ytterområde samt vissa rörledningar inuti ett visst distributionsområde som mindre slut-distributionsledningar ut mot kund utgår ifrån. Detta kan grovt sammanställas till rörledningar med dimension inom spannet DN150 - DN54. Områden som riskerar låga differenstryck, utifrån simuleringsresultaten, i Luleås fjärrvärmenät har identifierats till ytterområden i Svartöstaden, Gültzaudden, Trollnäs, Lulsundet, Björkskatan, Öhemmanet, Gammelstad, Kyrkbyn och Sunderbyn. Luleås fjärrvärmenät kan inte hantera någon sänkning av framledningstemperatur över huvud taget enligt dagens drift- och distributionsförhållanden. Sänkt framledningstemperatur i Luleås fjärrvärmenät kräver åtgärder. Förslagsvis uppdimensionera rörledningar ut mot Bergnäset, Öhemmanet, Gammelstad, Sunderbyn och Kyrkbyn samt justera inställningarna för respektive pumpning i nätet för att precis hålla uppe trycknivåerna. Pumpningen på Lulekraft och HVC2 bör kunna hantera en ökad tryckstegrings- samt flödeskapaciteten från 0,72 MPa och 12·102 kg/s till 1,2 MPa och 16·102 kg/s. Pumpningen på HVC4 bör kunna hantera de ökad tryckstegrings- samt flödeskapaciteten från 0,73 MPa och 84 kg/s till 1,1 MPa och 11·101 kg/s. Pumpningen på HVC1 bör kunna hantera de ökad tryckstegrings- samt flödeskapaciteten från 0,63 MPa och 19·101 kg/s till 0,87 MPa och 26·101 kg/s. Pumpningen på HVC1 tryckstegringspump bör kunna hantera liknande flödeskapacitet som idag, men inte lika hög tryckstegringskapacitet. Pumpningen på HVC5 tryckstegringspump bör kunna hantera de ökad flödeskapaciteten från 15·101 kg/s till 20·101 kg/s, men inte lika hög tryckstegrinskapacitet. Pumparna på TSP1 fram- och returledning bör kunna hantera de ökad flödeskapacitet från 85 kg/s till 96 kg/s, men inte lika hög tryckstegringskapacitet. Pumpningen på TSP3 bör kunna hantera de ökad flödeskapacitet från 20·101 kg/s till 27·101 kg/s, men inte lika hög tryckstegringskapacitet. Kontinuerligt arbete bör fokuseras kring att uppgradera fjärrvärmecentraler, framförallt i Luleås fjärrvärmenät. Att förbättra kunders avkylning är till betydande hjälp i arbetet mot sänkt framledningstemperatur och alla pumpars tryckstegrings- och flödeskapaciteter kan då sänkas. Att pumpningen vid HVC5 tryckstegringspump påverkas mest vid förbättrad avkylning hos kunderna kan tyda på att flertalet kunder med dålig avkylning idag kan finnas i Gammelstad, Kyrkbyn och Sunderbyn, vilka är de områden som denna pumpning håller trycknivåer ut mot. Vid framtida uppdimensionering av rörledningar i Luleås fjärrvärmenät bör fokus ligga på distributionsledningar från huvudledning ut mot visst ytterområde samt rörledningar inuti ett visst distributionsområde som mindre slut-distributionsledningar ut mot kund utgår ifrån. Detta kan grovt sammanställas till rörledningar med dimension inom spannet DN125 - DN42.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-79283 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Henriksson, Jakob |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Institutionen för teknikvetenskap och matematik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0022 seconds