UDBYGNINGSPLAN FJERNVARME, HVIDOVRE INDHOLD. 1 Introduktion. 1 Introduktion 1. 2 Hydraulisk beregningsmodel, etablering Ledningsregistrering 2

Transkript

1 HVIDOVRE FJERNVARME SELSKAB A.M.B.A. UDBYGNINGSPLAN FJERNVARME, HVIDOVRE HYDRAULISK VURDERING ADRESSE COWI A/S Parallelvej Kongens Lyngby Danmark TLF FAX WWW cowi.dk INDHOLD 1 Introduktion 1 2 Hydraulisk beregningsmodel, etablering Ledningsregistrering 2 3 Antagelser 3 4 Hydrauliske vurderinger Hvidovre, Nord Hvidovre, Syd Hvidovre, Midt Hvidovre, Avedøre Skole Hvidovre, Avedøre Fjernvarme 14 1 Introduktion Dette dokument beskriver antagelser og beregninger, som er grundlag for de hydrauliske vurderinger af fjernvarmesystemet i Hvidovre. Formålet med de hydrauliske analyser er at kunne vurdere, om det eksisterende fjernvarmesystem kan "bære" at konvertere naturgasområderne i Hvidovre til fjernvarme, samt hvilke eventuelle anlægsinvesteringer en udbygning vil medføre. Det eksisterende fjernvarmesystem i Hvidovre er opdelt i 4 forsyningsområder (Hvidovre Nord, Hvidovre Syd, Hvidovre Midt og Avedøre), med 5 hydraulisk separate net. Konverteringerne kobles på de eksisterende net, baseret på de eksisterende veksleres kapacitet samt mulige udvidelse af disse. Vekslerkapaciteterne og eventuelle udbygningsmuligheder er baseret på en dialog med VEKS (Vestegnens PROJEKTNR DOKUMENTNR. 2 VERSION 2 UDGIVELSESDATO 20. marts 2012 UDARBEJDET KONTROLLERET GODKENDT CLB KUM KUM Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

2 2/16 Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre Kraftvarmeselskab I/S). Dialogen med VEKS var baseret på områderne og de forventede forbrug i områderne illustreret på Figur 1.1. Figur 1.1 Eksisterende og forventet forbrug ved fuld udbygning af fjernvarme i Hvidovre 2 Hydraulisk beregningsmodel, etablering 2.1 Ledningsregistrering Den hydrauliske beregningsmodel er baseret på de modtagne ledningsregistreringsdata fra DFF-map backup filer, modtaget fra EBO Consult A/S. Hvidovre Nord FORBRUG B.GZ (modtaget ) GRUND B.GZ (modtaget ) LEDN A.GZ (modtaget ) Hvidovre Syd FORBRUG A.GZ (modtaget ) GRUND C.GZ (modtaget ) LEDN A.GZ (modtaget ) Hvidovre Midt FORBRUG A.GZ (modtaget ) GRUND A.GZ (modtaget ) LEDN A.GZ (modtaget ) Avedøre FORBRUG A.GZ (modtaget ) GRUND A.GZ (modtaget ) LEDN A.GZ (modtaget ) Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

3 UDBYGNINGSPLAN FJERNVARME, HVIDOVRE 3/16 De modtagne data er registreret i koordinatsystem system34 sjælland med negative x-koordinater. Disse er konverteret over til EUREF89 UTM32 for at matche geokodningen af forbrugerne fra BBR. 3 Antagelser I de gennemførte analyser af fjernvarmenettet er følgende hydrauliske og termiske betingelser antaget: Fremløbstemperaturen på produktionsenheden sættes til 80 ºC. Returtemperaturen (forbrugerafkølingen) justeres således, at der opnås en returtemperatur på 40 ºC på veksleren - dvs. at forbrugerafkøling plus varmetab i nettet resulterer i en returtemperatur på 40 ºC ved den varmeproducerende enhed. Konverterede forbrugere kan opnå en afkøling på 40 ºC, men skaleres, jævnfør det ovenstående. Minimumsdifferenstryk på 0,5 bar skal opretholdes i systemet. Beskrevet i de "Tekniske bestemmelser for fjernvarmelevering Hvidovre Nord, Midt, Syd, Avedøre, Rebæk Søpark og Hvidovre Hospital" punkt 11.3: VÆRKET har pligt til at levere den varmeeffekt, der er abonneret på, jf. 2.1 og 11.1, med et differenstryk målt under drift ved hovedhanerne på 0,3 til 0,5 bar. Det er en forudsætning, at værkets forskrift for minimumsafkøling er overholdt. Trykket i fremledningen ved hovedhanen vil maksimalt være 6 bar. Trykklasse: 10 bar. Beskrevet i de "Tekniske bestemmelser for fjernvarmelevering Hvidovre Nord, Midt, Syd, Avedøre, Rebæk Søpark og Hvidovre Hospital" punkt 10.2: Prøvetrykket skal generelt være mindst 1,5 gange det højest forekommende tryk (dynamisk + statisk) i værkets forsyningsledninger. I øvrigt skal Arbejdstilsynets til enhver tid gældende forskrifter om trykprøvning følges. Trykket i forsyningsledningerne kan stige til 10 bar. Prøvetrykket skal derfor for varmeinstallationer, på primærsiden af veksler, generelt være mindst 15 bars overtryk. Minimumsreturtryk: 0,5 bar(g). Varmeforbruget for eksisterende bebyggelser er vurderet ud fra det BBRregistrerede samlede bygningsareal, udnyttet tagetage, samlet kælderareal og opførelsesår, baseret på erfaringstal fra varmeplan Danmark. I de beregnede varmeforbrug baseret på BBR-data er der ikke medtaget varmeforbrug for udhuse, garager og carporte. Der er antaget en benyttelsestid på timer på forbrugerniveau. Der er antaget en benyttelsestid på timer på systemniveau. Samtidighedsfaktoren for et forsyningsområde med mere end 50 boliger er som tom- Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

4 4/16 Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre melfingerregel 0,62 1. Med flere end 50 boliger vil varmtvandsforbruget kunne udelades i dimensioneringen. Tilslutningseffekten kan erfaringsmæssigt fastlægges ud fra en benyttelsestid på op til 2000 timer. Da der er antaget en benyttelsestid på 2400 timer for Hvidovre, vurderes samtidigheden for systemniveau til 0,75. De 0,75 er forholdet mellem benyttelsestiderne (2400/2000) ganget med 0,62. Det er for ledningsstrækninger med mindre end 50 boliger antaget, at forbrugerne vil få installeret gennemstrømningsvandvarme, med en varmtvandseffekt på ca. 33 kw. Ledningsdimensionering er foretaget ud fra følgende krav: Hastigheden må ikke overstige 1,5 m/s. Trykgradienten må ikke overstige 150 Pa/m. Ledningsinvesteringerne er baseret på følgende ledningspriser eksklusive stikledninger: Tabel 3.1 Estimerede priser til beregning af ledningsinvestering Type Pris pr. meter tracé [kr.] DN32 DN40 DN DN65 DN80 DN100 DN DN150 DN200 DN Prisen for ny stikledning inklusive de første 15 meter ,- (ekskl. moms) 4 Hydrauliske vurderinger 4.1 Hvidovre, Nord Der er gennemført en analyse af en norm maks situation baseret på en samlet leverance på MWh ~ 18,6 MW ab veksler. Der er i beregningsmodellen indlagt et forbrug svarende til ca m 3 /år naturgas for Holmegårdsskolen samt et effektbehov på 100 kw for den tilhørende sportshal. 1 Varmeståbien 3. udgave (år 2000) side Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

5 UDBYGNINGSPLAN FJERNVARME, HVIDOVRE 5/16 I henhold til Google Earth ligger koterne for Hvidovre Nord mellem kote 8 meter og kote 10 meter. Det er antaget i beregningsmodellen, at koterne for Hvidovre Nord er i kote 6 meter. Figur 4.1 Illustration af forsyningsområde Hvidovre Nord Beregningen er gennemført med en fremløbstemperatur på 80 ºC (ab veksler) og en returtemperatur på 40 ºC, svarende til en systemafkøling på 40 ºC. Dette resulterer i følgende beregningsresultater for Hvidovre Nord: Maksimalt tryk forekommer ved veksleren, ca. 6,1 bar(g) Minimumstryk forekommer ved veksleren, ca. 1,0 bar(g) Minimums p forekommer ved Immerkær 44, ca. 0,5 bar. Pumperne styrer efter et differenstryk ved Immerkær 44 på 0,5 bar. Pumperne skal kunne levere ca. 480 m 3 /h, ved et løft på ca. 5,1 bar. På Figur 4.2 er det beregnede trykprofil for Hvidovre Nord illustreret. Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

6 6/16 Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre Figur 4.2 Beregnet trykprofil for Hvidovre Nord Der er ikke noget, der tyder på hydrauliske problemer i norm maks. Der er i den estimerede investering for Hvidovre Nord ikke taget højde for det allerede godkendt projektforslag vedrørende Holmegårdsskolen. I Tabel 4.1 er den estimerede investering beregnet. Tabel 4.1 Estimeret investering for Hvidovre Nord Meter tracé Pris pr. meter tracé Investering Type [m] [kr.] [mill. kr.] DN ,1 DN ,1 DN ,4 DN ,3 DN ,8 DN , DN , ,4 Antal Pris pr. stik Investering [stk.] [kr.] [mill. kr.] Stikledning ,8 Total Investering 51,2 4.2 Hvidovre, Syd Der er gennemført en analyse af en norm maks situation baseret på en samlet leverance på MWh ~ 28,1 MW ab veksler. Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

7 UDBYGNINGSPLAN FJERNVARME, HVIDOVRE 7/16 Der er i beregningsmodellen indlagt et effektbehov på kw for Langhøjskolen. I henhold til Google Earth ligger koterne for Hvidovre Syd mellem kote 2 meter og kote 8 meter. Det er antaget i beregningsmodellen, at koterne for Hvidovre Syd er i kote 2 meter. Figur 4.3 Illustration af forsyningsområde Hvidovre Syd Beregningen er gennemført med en fremløbstemperatur på 80 ºC (ab veksler) og en returtemperatur på 40 ºC, svarende til en systemafkøling på 40 ºC. Der er i dag to forsyningspunkter i Hvidovre Syd nettet: Dansborgskolen ~ 20,4 MW vekslerkapacitet (primær) Friheden ~ 8,0 MW kedelkapacitet (sekundær) De eksisterende vekslere på Dansborgskolen har ikke kapacitet til et fuldt udbygget Hvidovre Syd system. Derfor har følgende forsyningsmulighederne været overvejet % forsyning fra Dansborgskolen (eksisterende veksler udvides) 2 Friheden Central bibeholdes som spidslast. Det blev vurderet, at det er muligt at forsyne et fuldt udbygget Hvidovre Syd fra de eksisterende forsyningspunkter. Ønskes et fuldt udbygget Hvidovre Syd "kun" forsynet fra Dansborgskolen, skal den eksisterende vekslerkapacitet udvides, og der skal foretages nogle ledningsforstærkninger, så det maksimalt tilladelige tryk ikke overstiges. Dog bør det bemærkes, at dette er ved et fuldt udbygget system, hvor samtlige forbrugere er konverteret til fjernvarme. Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

8 8/16 Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre Ledningsforstærkningerne kan dog undgås ved at bibeholde Friheden Central som en spidslastenhed, der opstartes, når det maksimale tryk nærmer sig den maksimale trykgrænse på 6,5 bar. Det tyder på, at Friheden Central kun behøver at bidrage med en forholdsvis lille energimængde for at undgå for høje tryk i systemet. Yderligere tyder det på, at den eksisterende veksler på Dansborgskolen og kedelkapacitet på Friheden Central kan dække det fremtidige varmebehov. Den hydrauliske beregning er gennemført med både Dansborgskolen veksler og Friheden i drift. Dette resulterer i følgende beregningsresultater for Hvidovre Syd: Maksimalt tryk forekommer ved veksleren (Dansborgskolen), ca. 6,3 bar(g). Minimumstryk forekommer ved veksleren (Dansborgskolen), ca. 1,0 bar(g). Minimums p forekommer ved Hvidovre Strandvej 144, ca. 0,5 bar. Pumperne på Dansborgskolen styrer efter et differenstryk ved Hvidovre Strandvej 144 på 0,5 bar. Pumperne på Dansborgskolen skal kunne levere ca. 610 m 3 /h ved et løft på ca. 5,3 bar. Pumperne på Friheden skal kunne levere ca. 40 m 3 /h ved et løft på ca. 2,2 bar. På Figur 4.2 er det beregnede trykprofil for Hvidovre Syd illustreret. Figur 4.4 Beregnet trykprofil for Hvidovre Syd I den hydrauliske beregningsmodel er der 2 ledningsstrækninger, der er blevet forstærket. 1 Hvidovrevej: ca. 220 meter DN100 er forstærket til DN200 2 Hvidovre Enghavevej: ca. 175 meter DN100 er forstærket til DN125 Gennemføres de 2 ledningsforstærkninger, og er Friheden Central i drift, er der ikke noget, der tyder på hydrauliske problemer i norm maks. Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

9 UDBYGNINGSPLAN FJERNVARME, HVIDOVRE 9/16 Der er i den estimerede investering for Hvidovre Syd ikke taget højde for det allerede godkendt projektforslag vedrørende Langhøjskolen. I Tabel 4.2 er den estimeret investering beregnet. Tabel 4.2 Estimeret investering for Hvidovre Syd Meter tracé Pris pr. meter tracé Investering Type [m] [kr.] [mill. kr.] DN ,6 DN ,9 DN ,8 DN ,1 DN ,0 DN ,8 DN , DN ,4 DN , ,3 Antal Pris pr. stik Investering [stk.] [kr.] [mill. kr.] Stikledning ,0 Total Investering 88,3 4.3 Hvidovre, Midt Der er gennemført en analyse af en norm maks. situation baseret på en samlet leverance på MWh ~ 44,8 MW ab veksler. Der er i beregningsmodellen indlagt et forbrug svarende til ca m 3 /år naturgas for Scandic Hotel på Kettevej. I henhold til Google Earth ligger koterne for Hvidovre Midt mellem kote 5 meter og kote 10 meter. Det er antaget i beregningsmodellen, at koterne for Hvidovre Syd er i kote 5 meter. Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

10 10/16 Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre Figur 4.5 Illustration af forsyningsområde Hvidovre Midt Beregningen er gennemført med en fremløbstemperatur på 80 ºC (ab veksler) og en returtemperatur på 40 ºC, svarende til en systemafkøling på 40 ºC. Dette resulterer i følgende beregningsresultater for Hvidovre Midt: Maksimalt tryk forekommer ved veksleren, ca. 6,6 bar(g) Minimumstryk forekommer ved veksleren, ca. 1,0 bar(g) Minimums p forekommer ved Sandholtvej 73, ca. 0,5 bar. Pumperne styrer efter et differenstryk ved Sandholtvej på 0,5 bar. Pumperne skal kunne levere ca m 3 /h ved et løft på ca. 5,6 bar. På Figur 4.6 er det beregnede trykprofil for Hvidovre Midt illustreret. Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

11 UDBYGNINGSPLAN FJERNVARME, HVIDOVRE 11/16 Figur 4.6 Beregnet trykprofil for Hvidovre Midt I den hydrauliske beregningsmodel er der 6 ledningsstrækninger, der er blevet forstærket. 1 Arnold Nielsens Boulevard: ca. 210 meter DN300 er forstærket til DN Høvedstensvej mod Avedøre Holmevej: ca. 300 meter DN150 er forstærket til DN Kirkegade: ca. 50 meter DN40 er forstærket til DN Høvedstensvej mod Hvidovrevej: ca. 220 meter DN150 er forstærket til DN Risbjerggårds Alle: ca. 40 meter DN150, ca. 100 meter DN125 og ca. 160 meter DN100 er forstærket til DN Berners Vænge: ca. 280 meter DN150 er forstærket til DN200. Gennemføres de 6 ledningsforstærkninger, er der ikke noget, der tyder på hydrauliske problemer i norm maks. I Tabel 4.3 er den estimerede investering beregnet. Tabel 4.3 Estimeret investering for Hvidovre Midt Meter tracé Pris pr. meter tracé Investering Type [m] [kr.] [mill. kr.] DN ,8 DN ,5 DN ,3 DN ,9 DN ,4 Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

12 12/16 Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre DN ,4 DN , DN ,1 DN ,8 DN , ,7 Antal Pris pr. stik Investering [stk.] [kr.] [mill. kr.] Stikledning ,4 Total Investering 157,1 4.4 Hvidovre, Avedøre Skole Der er gennemført en analyse af en norm maks situation baseret på en samlet leverance på MWh ~ 9,2 MW ab veksler. I henhold til Google Earth ligger koterne for Hvidovre, Avedøre Skole mellem kote 2 meter og kote 4 meter. Det er antaget i beregningsmodellen, at koterne for Hvidovre, Avedøre Skole er i kote 2 meter. Figur 4.7 Illustration af forsyningsområde Hvidovre Avedøre Skole Beregningen er gennemført med en fremløbstemperatur på 80 ºC (ab veksler) og en returtemperatur på 40 ºC, svarende til en systemafkøling på 40 ºC. Dette resulterer i følgende beregningsresultater for Hvidovre, Avedøre Skole: Maksimalt tryk forekommer ved veksleren, ca. 5,2 bar(g) Minimumstryk forekommer ved veksleren, ca. 1,0 bar(g) Minimums p forekommer ved Vestre Strandvej 44, ca. 0,5 bar. Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

13 UDBYGNINGSPLAN FJERNVARME, HVIDOVRE 13/16 Pumperne styrer efter et differenstryk ved Vestre Strandvej 44 på 0,5 bar. Pumperne skal kunne levere ca. 215 m 3 /h ved et løft på ca. 4,2 bar. På Figur 4.8 er det beregnede trykprofil for Hvidovre, Avedøre Skole illustreret. Figur 4.8 Beregnet trykprofil for Hvidovre, Avedøre Skole Der er ikke noget, der tyder på hydrauliske problemer i norm maks. Ledningsstrækningen mod Byvej 248 er i dag en DN100. I beregningen opnås der en hastighed på ca. 1,5 m/s og en tryktabsgradient på ca. 210 Pa/m. Denne ledningsstrækning kan eventuelt udskiftes til en DN125, når denne skal skiftes på grund af alder eller andre grunde. I Tabel 4.4 er den estimerede investering beregnet. Tabel 4.4 Estimeret investering for Hvidovre, Avedøre Skole Meter tracé Pris pr. meter tracé Investering Type [m] [kr.] [mill. kr.] DN ,0 DN ,0 DN ,4 DN ,6 DN ,6 DN ,0 DN ,4 DN , ,7 Antal Pris pr. stik Investering [stk.] [kr.] [mill. kr.] Stikledning ,9 Total Investering 43,5 Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

14 14/16 Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre 4.5 Hvidovre, Avedøre Fjernvarme Der er gennemført en analyse af en norm maks situation baseret på en samlet leverance på MWh ~ 16,6 MW ab veksler. I henhold til Google Earth ligger koterne for Hvidovre, Avedøre Fjrenvarme mellem kote 6 meter og kote 10 meter. Det er antaget i beregningsmodellen, at koterne for Hvidovre, Avedøre Fjernvarme er i kote 6 meter. Ledningsregistreringen for Hvidovre, Avedøre Fjernvarme, var lettere mangelfuld, så derfor er der ikke analyseret nærmere på det eksisterende system, men kun taget højde for, at det kan levere til konverteringsområdet. Der er behov for en DN200 fra veksleren og over til den nye afgrening mod Avedøre Landsby, denne er medregnet som en ledningsinvestering. I konverteringsområdet for Hvidovre, Avedøre Fjernvarme, er der flere store industrikunder såsom gartnerier. Deres forbrug bør undersøges nærmere, hvis fjernvarmesystemet ønskes udvidet i dette område. Det er tidligere erfaret, at denne type kunder har meget forskellige forbrug og adfærd, og disse bør klarlægges nærmere inden en kobling til fjernvarmesystemet. Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

15 UDBYGNINGSPLAN FJERNVARME, HVIDOVRE 15/16 Figur 4.9 Illustration af forsyningsområde Hvidovre Avedøre Fjernvarme Beregningen er gennemført med en fremløbstemperatur på 80 ºC (ab veksler) og en returtemperatur på 40 ºC, svarende til en systemafkøling på 40 ºC. Dette resulterer i følgende beregningsresultater for Hvidovre, Avedøre Fjernvarme: Maksimalt tryk forekommer ved veksleren, ca. 6,3 bar(g) Minimumstryk forekommer ved veksleren, ca. 1,0 bar(g) Minimums p forekommer ved Vedbyholm 100, ca. 0,5 bar. Pumperne styrer efter et differenstryk ved Vedbyholm 100 på 0,5 bar. Pumperne skal kunne levere ca. 315 m 3 /h ved et løft på ca. 5,3 bar. På Figur 4.10 er det beregnede trykprofil for Hvidovre, Avedøre Fjernvarme, illustreret. Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx

16 16/16 Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre Hvidovre, Avedøre Fjernvarme Frem Retur Kote Veksler Vedbyholm dp = 0,5 bar P retur = 1,0 bar Holdetryk = 10 mvs Figur 4.10 Beregnet trykprofil for Hvidovre, Avedøre Skole Der er ikke noget, der tyder på hydrauliske problemer i norm maks. I Tabel 4.5 er den estimeret investering beregnet. Tabel 4.5 Estimeret investering for Hvidovre, Avedøre Fjernvarme Meter tracé Pris pr. meter tracé Investering Type [m] [kr.] [mill. kr.] DN ,2 DN ,3 DN ,9 DN ,5 DN ,5 DN ,6 DN ,2 DN , ,6 Antal Pris pr. stik Investering [stk.] [kr.] [mill. kr.] Stikledning ,8 Total Investering 12,3 Projekt dokumenter/endelige udgaver af /Udbygningsplan fjernvarme, Hvidovre (Hydraulisk vurdering).docx