Procesoptimering af varmevekslerkreds hos VCS

Transkript

1 Vandcenter Syd - Ejby Mølle Renseanlæg Procesoptimering af varmevekslerkreds hos VCS BILAG Casper Christian Winther Lindbeck - G Kasper Andreas Stage Andersen - E

2 Indholdsfortegnelse Bilag 1 - Forundersøgelse - verificering af problemet... 4 Analyse af projekteringsgrundlag... 6 Driftsscenarie 1:... 6 Driftsscenarie 2:... 7 Driftsscenarie 3:... 8 Driftsscenarie 4:... 9 Driftsscenarie 5: Driftsscenarie 6: Sammenligning med faktiske tilstand Basistilstand: Bilag 2 - Läckeby projekteringsgrundlag Bilag 3 -Setpunkter fra SRO-anlæg Bilag 4 - Forundersøgelse til Forsøg Beregning af pumpernes løftehøjde når der flowes 28m3 i alt og 22m3 gennem veksler Bilag 5 - aflæsninger d Kl Kl Bilag 6 - Uddrag af Fjernvarme Fyns Tekniske bestemmelser Bilag 7 - Forventet driftspunkt Bilag 8 - Mærkeplade differenstrykventil Bilag 9 - Mærkeplade sikkerhedsventil Bilag 10 - SRO-skærmklip minimum tilgangstryk Bilag 11 - Billede af diffenrenstykaktuator Bilag 12 - SRO-skærmklip. Veksler Bilag 13 - SRO-skærmklip. KV-anlæg Bilag 14 - pumpekarakteristikker under forsøg Pumpe Pumpe Bilag 15 - Energibalancen Elforbruget til fjernvarmepumperne Slammålinger: Gaseffekt ind til kraftvarme... 37

3 Lufttilførsel: Røggastabet Fjernvarmeeffekt ind- og ud af energibalancen: Effekten i varmeveksler 3: Effekten i kraftvarmeanlægget Basistilstanden Forsøg Bilag 16 - Uddrag af mailkorrespondance med Weiss Bilag 17 - Densitetsmålinger fra laboratoriet Bilag 18 - Biogasanalyse Bilag 19 - Leanox controller info Bilag 20 - Uddrag af Gasreglementet B4 s Bilag 21 - Excel ark - Røggastab Bilag 22 - Mailkorrespondance med Grundfos Bilag 23 - Tilbud fra Brdr. Dahl på aktuator Bilag 24 - fordeling mellem scenarie 1 & Bilag 25 - Beregning af forøget elforbrug Forsøg Basistilstand Med ny pumpe: Bilag 26 - Tabelopslag - ruhed af rør Bilag 27 - Uddrag af datablad - TESTO røggasanalysator Bilag 28 - Materiale fra Läckeby... 56

4 Bilag 1 - Forundersøgelse - verificering af problemet Problemstillingen i projektet har vagt undren omkring hvorfor varmeveksler 3 ikke overfører den effekt VCS Ejby Mølle Renseanlæg er blevet stillet i udsigt igennem projekteringsgrundlaget for denne. Dette undersøges gennem en analyse af projekteringsgrundlaget for varmeveksler 3, med henblik på at få en dybere forståelse for hvilke parametre der indgår, samt hvilken effekt VCS Ejby Mølle Renseanlæg er blevet stillet i udsigt at kunne få overført ved disse parametre. Analysen af projekteringsgrundlaget sammenlignes derefter med de faktiske forhold på anlægget, for at finde en nærmere årsag til den utilfredsstillende effektoverførsel i varmeveksleren. Projekteringsgrundlaget fra Läckeby Products indeholder flere forskellige driftsscenarier, hvilket muliggør et bredere sammenligningsgrundlag med de faktiske omstændigheder på anlægget. Ved nærmere undersøgelse af de forskellige driftsscenarier ses det dog at visse parametre er ens i alle driftsscenarierne, herunder fjernvarmegennemstrømningen og tilløbstemperaturen af denne. Ligeledes er alle fysiske parametre ens i alle driftsscenarierne, herunder rørdiametre og det varmeoverførende areals størrelse. Fra læren om varmetransmission vides det at varmetransmissionen er afhængig af flere forskellige parametre. Varmeoverførslen udtrykkes almindeligvis, når man beskæftiger sig med varmetransmission imellem to strømmende medier, med en tilnærmet formel: P = A K Δt mid hvor: P = Den overførte effekt [W] A = Det varmeoverførende areal [m 2 ] W K = Varmetransmissionskoeffeicienten [ m 2 K ] Δt mid = Den logaritmiske middeltemperaturdifferens imellem de 2 medier [K] Dette betyder at den overførte effekt kan beregnes hvis de tre ovennævnte parametre kendes. I projekteringsgrundlaget er den varmeoverførte effekt, varmetransmissionskoefficient og det varmeoverførende areal kendte størrelser i alle driftsscenarier. Den logaritmiske middeltemperaturdifferens kan desuden beregnes, da både tilgangs- og afgangstemperaturer

5 for begge medier er oplyst. Ved at indsætte de tre parametre i den tilnærmede formel for varmetransmission, fås en effektafvigelse på max 2,4 % i forhold til grundlaget fra Läckeby Products. Dette anses for en tilfredsstillende afvigelse, med tanke om den anvendte formels tilnærmelse af virkeligheden. Det konkluderes derfor at effektudregningen i projekteringsgrundlaget stemmer tæt overens med den tilnærmede formel for varmetransmission. I bilag 28, ses materiale som er fremskaffet ved dialog med Läckeby s danske kontakt - Weiss. Dette materiale beskriver den overordnede baggrund for de udregninger som ligger til grund for projekteringsgrundlaget. Det har ikke været muligt at fremskaffe det regneark som leverandøren har anvendt ifm. udarbejdelse af projekteringsgrundlaget. Det er i analysen derfor forsøgt, at foretage lignende udregninger, med udgangspunkt i materialet fra Weiss, samt teori fra varmeståbien, for at få et værktøj som kan anvendes til sammenligning af anlæggets faktiske tilstand, med projekteringsgrundlaget. Varmeovergangstallet findes med en afvigelse på under en procent sammenlignet med projekteringsgrundlaget. Dette vurderes som en acceptabel afvigelse, og det konkluderes at værktøjet kan anvendes til at sammenligne faktiske tilstande på anlægget, med projekteringsrundlaget, ved at sammenholde varmetransmissionskoefficienten med en beregnet værdi ud fra den tilnærmede formel for varmetransmission. Ved at indsætte tallene fra den faktiske tilstand af anlægget fås et varmeovergangstal på 603,8 W. Sammenholdes dette tal med varmeovergangstallet som fås ved anvendelse af den m2 K tilnærmede formel for varmetransmission, med udgangspunkt i fjernvarmeeffekten, fås en afvigelse på 4 % fra det værktøj som ligner projekteringsgrundlaget. Dermed konkluderes det at varmeveksleren overfører den mængde energi som den teoretisk burde, og at det dermed må være de ydre forhold der ligger til grund for den utilfredsstillende effektoverførsel. De ydre forhold består af, alt i processen omkring varmeveksleren, som kan påvirke de medier som tilgår varmeveksleren - fjernvarme og slam.

6 Analyse af projekteringsgrundlag Driftsscenarie 1: Oplysninger fra projekteringsgrundlag: P 193 kw A 9,1 m 2 K 1365 W/(m 2 K) t fjv.til 40 t fjv.afg 32,3 t slam.til 15 t slam.afg 23,7 Δt mid = (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ln ( (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ) (40 15) (32,3 23,7) Δt mid = 15,37 K (40 15) ln ( (32,3 23,7) ) P = A K Δt mid P = 9, ,37 190,92 kw afvigelse = , ,08 % 193 afvigelse = 1366, ,12 % 1365

7 Driftsscenarie 2: Oplysninger fra projekteringsgrundlag: P 241 kw A 9,1 m 2 K 1319 W/(m 2 K) t fjv.til 40 t fjv.afg 30,4 t slam.til 8 t slam.afg 18,8 Δt mid = (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ln ( (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ) (40 8) (30,4 18,8) Δt mid = 20,10 K (40 8) ln ( (30,4 18,8) ) P = A K Δt mid P = 9, , ,3 kw afvigelse = 241, ,125 % 241 afvigelse = 1322, ,25 % 1319

8 Driftsscenarie 3: Oplysninger fra projekteringsgrundlag: P 280 kw A 9,1 m 2 K 1556 W/(m 2 K) t fjv.til 40 t fjv.afg 28,9 t slam.til 8 t slam.afg 18,2 Δt mid = (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ln ( (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ) (40 8) (28,9 18,2) Δt mid = 19,44 K (40 8) ln ( (28,9 18,2) ) P = A K Δt mid P = 9, , ,31 kw afvigelse = , ,68 % 280 afvigelse = , ,48 % 1556

9 Driftsscenarie 4: Oplysninger fra projekteringsgrundlag: P 164 kw A 9,1 m 2 K 1656 W/(m 2 K) t fjv.til 40 t fjv.afg 33,5 t slam.til 22 t slam.afg 27,9 Δt mid = (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ln ( (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ) (40 22) (33,5 27,9) Δt mid = 10,62 K (40 22) ln ( (33,5 27,9) ) P = A K Δt mid P = 9, ,62 160,04 kw afvigelse = , ,42 % 164 afvigelse = = ,85 %

10 Driftsscenarie 5: Oplysninger fra projekteringsgrundlag: P 223 kw A 9,1 m 2 K 1607 W/(m 2 K) t fjv.til 40 t fjv.afg 31,1 t slam.til 15 t slam.afg 23,1 Δt mid = (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ln ( (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ) (40 15) (31,1 23,1) Δt mid = 14,92 K (40 15) ln ( (31,1 23,1) ) P = A K Δt mid P = 9, ,92 218,186 kw afvigelse = , ,16 % 223 Afvigelse = , ,68 % 1607

11 Driftsscenarie 6: Oplysninger fra projekteringsgrundlag: P 142 kw A 9,1 m 2 K 1409 W/(m 2 K) t fjv.til 40 t fjv.afg 34,4 t slam.til 22 t slam.afg 28,4 Δt mid = (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ln ( (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ) (40 22) (34,4 28,4) Δt mid = 10,923 K (40 22) ln ( (34,4 28,4) ) P = A K Δt mid P = 9, , ,054 KW afvigelse = , ,37 % 142 Afvigelse = 1409, ,02 % 1409

12 Sammenligning med faktiske tilstand Basistilstand: Oplysninger fra projekteringsgrundlag: P fjv 3, ,2 (40,64 26,36) 51,5 kw 3600 A 9,1 m 2 K Ukendt t fjv.til 40,64 t fjv.afg 26,36 t slam.til 19,28 t slam.afg 23,01 Δt mid = (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ln ( (t fjv.til t slam.til ) (t fjv.afg t slam.afg ) ) (40,64 19,28) (26,36 23,01) Δt mid = 9,72 K (40,64 19,28) ln ( (26,36 23,01) ) P = A K Δt mid 3, (40,64 26,36) = 9,1 K 9, K = 579,2 W m 2 K Afvigelse = 603, , % 603,807

13 Bilag 2 - Läckeby projekteringsgrundlag

14

15

16

17

18

19 Bilag 3 -Setpunkter fra SRO-anlæg

20 Bilag 4 - Forundersøgelse til Forsøg For at bekræfte det forventede potentiale i ændringen af fjernvarmeflow igennem veksler 3, ønskes et forsøg udført. Under dette forsøg ændres differenstrykket over veksler 3, og det tilhørende rørsystem, til det størst mulige med eksisterende udstyr. I denne forbindelse ønskes det undersøgt hvor stort det nye modtryk forventes at blive, hvis vekslerens skal gennemstrømmes af 22 m3 fjernvarme i timen, og fjernvarmeforbruget i kraftvarmedelen er på sit højeste, 56 m3/h. Dette ønskes sammenholdt med pumpernes ydelse for at se om det er praktisk muligt. Først undersøges det samlede modtryk i anlægget ved det højest observerede fjernvarmeforbrug, 56 m3/h, ved at indtegne driftspunkter i pumpernes respektive pumpekarakterstikker ved deres aktuelle omdrejningstal, og aflæser pumpernes løftehøjde: - p P1 = 10,59 m = 10,59 10,2 - p P4 = 39,26 m = 39,26 10,2 - ΣΔp P = 10,59+39,26 10,2 1, bar 3,84902 bar 4,9 bar Herefter fratrækkes differenstrykket 1 i fjernvarmenettet ude i byen, da dette kan ændre sig til en større eller mindre værdi under forsøget: p frem = 5,74 bar p retur = 2,5 bar Δp fjv.bynet = 5,74 2,5 = 3,24 bar Δp internt = ΣΔp P Δp fjv.bynet = 4,9 3,24 1,66 bar 1 Se Bilag 5 - Aflæsninger d

21 Herefter fratrækkes det differenstryk som der forventes at være over veksler 3, og det tilhørende rørsystem, ved det almindelige fjernvarmeflow på 4 m3/h: Det vides fra projekteringsgrundlaget at tryktabet igennem veksler 3, er 28 mvs ved et fjernvarmeflow på 22 m3/h. Modstandskoefficienten for denne enkeltmodstand kan da beregnes: H = K Q 2 28 = K 22 2 K = Δp veksler3 = = , mvs = 112 0,091 bar ,2 Fra undersøgelsen af anlæggets fysiske opbygning kendes længder og dimensioner på rørsystemet ud til veksleren, og vha. online-værktøjet Pressure-drop.com kan det forventede tryktab beregnes. Det nuværende rørsystem er målt op og alle bøjninger er talt, så det forventede nuværende tryktab kan findes vha. udregning på pressure-drop.com. Alle rørene frem- og retur fra veksleren er 2 tommer i diameter = 50,8 mm indvendigt. - Lige meter rør frem til veksler = 16,7 meter 18 mbar - Lige meter rør retur fra veksler = 13,45 meter 14,5 mbar - Antal 90 bøjninger frem til veksler = 11 stk. 2,07 11 = 22,77 mbar - Antal 90 bøjninger retur fra veksler = 13 stk. 2, ,91 mbar - Flowmålere i rørledning = 1 stk. 10 mbar Δp rørledning = ,5 + 22, , ,2 mbar Δp kreds3 = Δp rørledningg + Δp veksler3 = 0, ,091 0,18 bar Δp intern.u3 = Δp internt Δp kreds3 = 1,66 0,18 = 1,48 bar Herefter lægges det maksimalt forventede differenstryk i fjernvarmenettet ude i byen til: Δp intern.u3 + Δp max.fjvnet = 1,48 + 3,5 = 4,98 bar Og det forventede differenstryk ved 22 m3/h igennem veksler 3 og det tilhørende rørsystem: - Lige meter rør frem til veksler = 16,7 meter 523,4 mbar - Lige meter rør retur fra veksler = 13,45 meter 421,5 mbar - Antal 90 bøjninger frem til veksler = 11 stk. 62,5 11 = 687,5 mbar - Antal 90 bøjninger retur fra veksler = 13 stk. 62,5 13 = 812,5 mbar - Flowmålere i rørledning = 1 stk. 300 mbar Δp rørledning = 523, , , , = 2744,9 mbar Δp kreds3 = Δp rørledning + Δp veksler3 = 2, ,5 bar 10,2 Δp forøgelse = 5,5 0,18 5,3 bar Δp forventet.56m 3 = Δp kreds3 + (Δp intern.u3 + Δp max.fjvnet ) = 5,5 + 4,98 = 10,48 bar 10,5 bar

22 Dette sammenholdes nu med en skitse af pumpekarakteristikkerne for de 2 fjernvarmepumper sammenlagt: Det ses at driftspunktet ligger udenfor den samlede pumpekarakterstik, og det er derfor ikke muligt for de 2 pumper at levere 22 m3 fjernvarme i timen til veksler 3, samtidig med drift at 2 gasmotorer. Det ses desuden i pumpekarakteristikken at det heller ikke vil kunne lade sig gøre ved drift af 1 gasmotor, hvor fjernvarmeforbruget er 28 m3/h. Desuden ændrer differenstrykket på fjernvarmenettet i byen sig løbende, særligt i perioden for dette projekt, grundet udbygning af fjernvarmenettet og meget omlægning af fjernvarmerør pga. opførsel af Letbane. Derfor udføres forsøget med forsigtighed på et tidspunkt hvor der kun er 1 gasmotor i drift for at få det mindst mulige modtryk. Fjernvarmeflowet til veksler 3 vil være afhængigt af de faktiske tryk i fjernvarmenettet den pågældende dag. For at hindre udfald under forsøget udførsel må der derfor overvåges de kritiske tryk der er i kraftvarmeanlægget, hvilket er før gasmotoren. Dette tryk må ikke overstige 6 bar, af hensyn til sikkerhedsventilerne i de gamle gaskedler. Desuden må trykket ikke falde til under cirka 1,5 bar, af hensyn til motorstyringen. Dette imødekommes ved at overvåge trykket i SRO anlægget, imens at der ændres på differenstrykket over fjernvarmekredsen til veksler 3, ved at lukke trykket ud på fremløbssiden af bælgen. Samtidig opjusteres set-punktet på den styrede fjernvarmepumpe P1.0, for at kompensere for de øgede modtryk der opstår ved øget fjernvarmeflow igennem veksler 3. Desuden skal det sikres at der kommer slam igennem veksleren ved at sørge for at bypassventilen uden om kreds 3, på slamsiden, er lukket under hele forsøget. Dette sikres ved at sætte denne i manuel i SRO anlægget.

23 Beregning af pumpernes løftehøjde når der flowes 28m 3 i alt og 22m 3 gennem veksler 3 For at kunne beregne et el-forbrug for de nye pumper, er det nødvendigt at kende det samlede modtryk i anlægget i når pumperne skal levere et flow på 28m 3 /h, og veksler 3 skal gennemstrømmes af 22m 3 /h. Det samlede modtryk i anlægget findes ved et fjernvarmeforbrug på 28 m3/h, ved at indtegne driftspunkter i pumpernes respektive pumpekarakterstikker ved deres aktuelle omdrejningstal, og aflæser pumpernes løftehøjde: - p P1 = 1,193 bar - p P4 = 1,659 bar - ΣΔp P = 1, ,659 2,852 bar Herefter fratrækkes differenstrykket 2 i fjernvarmenettet ude i byen, da dette kan ændre sig til en større eller mindre værdi under forsøget: p frem = 5,25 bar p retur = 3,1 bar Δp fjv.bynet = 5,25 3,1 = 2,15 bar Δp internt.m.v3 = ΣΔp P Δp fjv.bynet = 2,852 2,15 = 0,702 bar Tidligere er rørledningsmodstanden for veksler 3 med tilhørende rørledninger beregnet, ved et flow gennem veksler 3 på 4m 3 /h. Denne modstand fratrækkes rørledningsmodstanden for det interne system, da den nye modstand for systemet skal beregnes ved et flow gennem veksler 3 på 22m 3 /h. Δp kreds3.4m 3 = 0,18 bar Δp internt.u.v3 = Δp internt.m.v3 Δp kreds3.4m 3 = 0,702 0,18 = 0,522 bar 2 Se Bilag 5 - Aflæsninger d

24 Det samlede tryk som pumperne skal overvinde, når veksler 3 gennemstrømmes af et flow på 22m 3 /h kan nu beregnes. Δp forventet.28m 3 = Δp internt.u.v3 + Δp kreds3.22m 3 + Δp max.fjv.net = 0, ,5 + 3,5 = 9,5 bar Som det ses af ovenstående beregning, vil der ikke være en ændring i trykfaldet over kreds3 da denne stadig gennemstrømmes af et flow på 22m 3 /h. Ligeledes tages der stadig udgangspunkt i worst case med hensyn til modtrykket i fjernvarmenettet.

25 Bilag 5 - aflæsninger d Kl Kl

26 Bilag 6 - Uddrag af Fjernvarme Fyns tekniske bestemmelser Fjernvarme Fyn - tekniske bestemmelser 5.1 Dimensioneringsgrundlag. 5.1 Varmeinstallationer dimensioneres for en Temperatur og tryk fjernvarmefremløbstemperatur på 60 C og en afkøling af fjernvarmevandet på mindst 30 C ved minus 12 C udetemperatur. Brugsvandsanlæg dimensioneres for en fjernvarmefremløbstemperatur på 60 C og en afkøling på mindst 30 C. Trykket i fremløbsledningen kan stige til 6 bar. (60 mvs ~ 600 kpa) Det disponible differenstryk hos KUNDEN andrager mindst 0,2 bar (2 mvs ~ 20 kpa), men kan efter tid og sted variere fra 0,2 bar (2 mvs ~ 20 kpa) til 3,5 bar (35 mvs ~ 350 kpa). Dette skal tages i betragtning ved projektering af de interne anlæg. Anlæg i højt beliggende bygninger kan, afhængig af trykforholdene i området, af FvF kræves udført som Indirekte anlæg jf. fig. 2. I områder med direkte tilslutning på transmissionsledning kræves indirekte anlæg, da trykket i fremløbsledningen kan stige til 16 bar. Der kan ligeledes i særlige tilfælde forekomme negativt differenstryk. KUNDEN kan derfor komme til at skulle installere pumpe til trykforøgning.

27 Bilag 7 - Forventet driftspunkt

28 Bilag 8 - Mærkeplade differenstrykventil

29 Bilag 9 - Mærkeplade sikkerhedsventil

30 Bilag 10 - SRO-skærmklip minimum tilgangstryk

31 Bilag 11 - Billede af diffenrenstykaktuator

32 Bilag 12 - SRO-skærmklip. Veksler 3

33 Bilag 13 - SRO-skærmklip. KV-anlæg

34 Bilag 14 - pumpekarakteristikker under forsøg Pumpe 4

35 Pumpe 1

36 Bilag 15 - Energibalancen Elforbruget til fjernvarmepumperne Basistilstand - P pumpe1 = 2099,78 W - P pumpe4 = 3297,33 W Forsøg - P pumpe1 = 7893,25 W - P pumpe4 = P2 aflæst = ,65 kw η elm η SY 0,9 0,95 Slammålinger: - c slam = 3,970 kj/(kg K) Basistilstand - Q slam = 9,52 m 3 /h - ρ slam.kt = 1,1838 g ml - m slam = Q slam ρ slam.kt = 9, , ,8 kg/h - T slam.ind = 19,2 - T slam.ud = 22,7 Forsøg - Q slam = 16,34 m 3 /h 1183,8 kg m 3 - ρ slam.kt = 1,1838 g kg 1183,8 ml m3 - m slam = Q slam ρ slam.kt = 16, , ,29 kg/h - T slam.ind = 17,3 - T slam.ud = 22,6

37 Gaseffekt ind til kraftvarme - 3Nedre brændværdi H n = 35,882 MJ/m n 3-4Øvre brændværdi H ø = 39,819 MJ/m n 3 Basistilstand - CH4% = 65,62 % - Gasflow = 333,73 m 3 /h - t gas = 26,24 - p gas = 1046,2 mbar p 0 V 0 T 0 = p 1 V 1 T 1 V 1 = p 0 T 1 V 0 p 1 T 0 (1046, ,73 ) 273,15 (1013, ) (26, ,15) 314,382 m n 3 /h Forsøg - CH4% = 64,52 % - Gasflow = 337,96 m 3 /h - t gas = 28,36 - p gas = 1054,5 mbar V CH4 = 314,382 65, ,3 m n 3 /h P indf.nedre = 206,3 35,882 3,6 P indf.øvre = 206,3 39,819 3,6 2056,24 kw 2281,85 kw (1054, ,96 ) 273,15 (1013, ) (28, ,15) 318,64 m n 3 /h V CH4 = 318,64 64, ,59 m n 3 /h P indf.nedre = 205,59 35,882 3,6 P indf.øvre = 205,59 39,819 3,6 2049,161 kw 2273,997 kw 3 Gasståbien side 92 4 Gasståbien side 92

38 Lufttilførsel: ρ CH4 = p M R T = 1013, , kg 8314,41 273,15 3 m n l min = 1 23 (8 1 1,294 C + 8 h) = 3 1, (8 kg atm. luft ) 17, kg metan Basistilstand λ = 1,87 lufttilførsel = l min λ V CH4 ρ CH4 lufttilførsel = 17, ,87 206,3 0, ,261 kg atm. luft/h Forsøg λ = 1,82 lufttilførsel = l min λ V CH4 ρ CH4 lufttilførsel = 17, ,82 205,59 0, ,247 kg atm. luft/h

39 Røggastabet Basistilstanden t luft = 28,8 t røg = 55 t gas = 26,2 ΔT røg = t røg t luft = 55 28,8 = 26,2 K m røg = 4982,9 kg/h c røg = 1,084 kj kg K ΔT CO2 = t røg t gas = 55 26,2 = 28,8 K m CO2 = 212,2 kg h c CO2 = 0,8444 kj kg K m kond = Δhøjde L B ρ = 0,065 0,72 1, ,4 kg/h r kond = 2406,9 kj/kg Forsøg t luft = 29 t røg = 51,3 t gas = 28,36 ΔT røg = t røg t luft = 51, ,3 K m røg = 4832 kg/h c røg = 1,084 kj kg K ΔT CO2 = t røg t gas = 51,3 28,36 22,94 K m CO2 = 221,9 kg h c CO2 = 0,843 kj kg K m kond = Δhøjde L B ρ = 0,115 0,72 1, ,74 kg/h r kond = 2406,9 kj/kg

40 Fjernvarmeeffekt ind- og ud af energibalancen: Basistilstand m fjv.ud = m fjv.ind = 28,11 m 3 /h m fjv.v3 = 3,89 m 3 /h t fjv.ud = 75 h fjv.ud = 314 kj/kg t fjv.ind = 40,55 h fjv.ind = h fjv.v3.ind = 169,8 kj/kg t fjvind.kv = 38,8 h fjv.ind.kv = 162,4 kj/kg t fjv.v3.ud = h fjv.v3.ud = 109,1 kj/kg Δh V3 = h fjv.v3.ind h fjv.v3.ud = 169,8 109,1 60,7 kj/kg Δh KV = h fjv.ud h fjv.ind.kv = ,4 = 151,6 kj/kg Forsøg m fjv.ud = m fjv.ind = 25,5 m 3 /h m fjv.v3 = 20,1 m 3 /h t fjv.ud = 75 h fjv.ud = 314 kj/kg t fjv.ind = 39,1 h fjv.ind = h fjv.v3.ind = 163,8 kj/kg t fjv.ind.kv = 34,3 h fjv.ind.kv = 143,7 kj/kg t fjv.v3.ud = 32,85 h fjv.v3.ud = 137,7 kj/kg Δh V3 = h fjv.v3.ind h fjv.v3.ud = 163,8 137,7 26,1 kj/kg Δh KV = h fjv.ud h fjv.ind.kv = ,7 = 170,3 kj/kg

41 Effekten i varmeveksler 3: P fjv.v3.basis = m fjv.v3 Δh V3 = P fjv.v3.forsøg = m fjv.v3 Δh V3 = 3, ,7 65,59 kw , ,1 = 145,73 kw 3600 P fjv.v3.forsøg P fjv.v3.basis = 145,73 65,59 80,14 kw P slam.v3.basis = m slam c slam ΔT slam = P slam.v3.forsøg = m slam c slam ΔT slam = 9, ,8 3,970 (22,7 19,2) 43,5 kw , ,8 3,970 (22,6 17,25) 114, P slam.v3.forsøg P slam.v3.basis = 114,12 43,5 = 70,62 kw Effekten i kraftvarmeanlægget Basistilstanden P indf.øvre.basis = 2281,85 kw P EL.basis = 841 kw P røg1.tør.basis = m røg c røg (T røg T luft ) = 4982,9 1,084 (55 28,8) 39,3 kw 3600 p røg2.tør.basis = m CO2 c CO2 (T røg T gas ) = 212,2 0,8444 (55 26,2) 1,4 kw 3600 P RGT.basis = P røg1.tør.basis + P røg2.tør.basis = 39,3 + 1,4 40,7 kw P fjv.basis = m fjv Δh fjv.kv = 28, ,6 1183,74 kw 3600 P resttab.basis = P indf.øvre.basis (P fjv.basis + P EL.basis + P RGT.basis ) P resttab.basis = 2281,85 (1183, ,7) 216,41 kw

42 Forsøg P indfyret.øvre.forsøg = 2273,9 kw P EL.forsøg = 841 kw P røg1.tør.forsøg = m røg c røg (T røg T luft ) = ,084 (51,3 29) 32,45 kw 3600 p røg2.tør.forsøg = m CO2 c CO2 (T røg T gas ) = 221,9 0,843 (51,3 28,36) 1,2 kw 3600 P RGT.forsøg = P røg1.tør.forsøg + P røg2.tør.forsøg = 32,45 + 1,2 33,65 kw P fjv.forsøg = m fjv Δh fjv.kv = 25, ,3 1206,3 kw 3600 FORSØG = P nyttiggjort ,3 = 0,90035 kw P tilført 2273,9 kw BASIS = P nyttiggjort ,74 = 0,8873 kw P tilført 2281,85 kw fjv teo.forsøg.nøgletal = (2281,85 0,90035) ,5 kw gevindst teo = 1213,5 1183,7 29,8 kw P kond.basis = m kond r kond = 52,4 2406,9 35 kw 3600 P kond.forsøg = m kond r kond = 92, ,9 62 kw 3600 ΔP RGT = (P kond.forsøg P kond.basis ) + (P RGT.basis P RGT.forsøg ) (62 35) + (40,7 33,65) 34 kw ΔP EL = ((7893, ) (3297, ,78)) 10 3 = 7,15 kw

43 Bilag 16 - Uddrag af mailkorrespondance med Weiss

44 Bilag 17 - Densitetsmålinger fra laboratoriet

45 Bilag 18 - Biogasanalyse

46 Bilag 19 - Leanox controller info

47 Bilag 20 - Uddrag af Gasreglementet B4 s.128

48 Bilag 21 - Excel ark - Røggastab

49 Bilag 22 - Mailkorrespondance med Grundfos

50 Bilag 23 - Tilbud fra Brdr. Dahl på aktuator

51 Bilag 24 - fordeling mellem scenarie 1 & 2 antal timer dage fordeling 1 GM > ,70 0,75 2 GM > ,03 0,25 Ovenstående skema er lavet ved at hente data fra den føler, med tagnavn EM.KV40173.F_CV, og hente data ud fra denne i tidsrummet kl. 7:00 til kl 7:00, på minut basis. Den downloadede data, kopieres fra SQL-databasen til Excel og behandles heri. Ved at bruge kommandoen: TÆL.HVIS, findes antallet af minutter hvor begge gasmotorer har været i drift. Dette sammenholdes med det samlede antal minutter hvor anlægget har været i drift, og en fordeling kan beregnes.

52 Bilag 25 - Beregning af forøget elforbrug Forsøg H = K Q 2 28 = K 22 2 K = H = ,12 23,37 mvs Δp veksler3.forsøg = 23,37 10,2 2,29 bar - Lige meter rør frem til veksler = 16,7 meter 441,62 mbar - Lige meter rør retur fra veksler = 13,45 meter 355,67 mbar - Antal 90 bøjninger frem til veksler = 11 stk. 52, ,06 mbar - Antal 90 bøjninger retur fra veksler = 13 stk. 52,46 13 = 681,98 mbar - Flowmålere i rørledning = 1 stk. 270 mbar Δp rørledning = 441, , , , = 2326,33 mbar = 2,326 bar Δp rør.kreds3.forsøg = Δp rørledning + Δp veksler3 = 2, ,29 = 4,6 bar P EL.forsøg = P hyd.forsøg = 4, ,1 2,568 kw 3600 P hyd.forsøg 2,568 = 7,266 kw η pumpe η elm η SY 0,418 0,89 0,95 Basistilstand H = ,892 0,875 mvs Δp veksler3.basis = 0,875 10,2 0,086 bar - Lige meter rør frem til veksler = 16,7 meter 17,44 mbar - Lige meter rør retur fra veksler = 13,45 meter 14,05 mbar - Antal 90 bøjninger frem til veksler = 11 stk. 1, ,67 mbar - Antal 90 bøjninger retur fra veksler = 13 stk. 1,97 13 = 25,61 mbar - Flowmålere i rørledning = 1 stk. 10 mbar Δp rørledning = 17, , , , ,77 mbar = 0,08877 bar Δp rør.kreds3.basis = Δp rørledning + Δp veksler3 = 0, ,875 = 0,964 bar P EL.basis = P hyd.basis = 0, ,89 0,104 kw 3600 P hyd.basis 0,104 = 0,211 kw η pumpe η elm η SY 0,582 0,89 0,95 ΔP EL = P EL.forsøg P EL.basis = 7,266 0,211 = 7,055 kw 7 kw

53 Med ny pumpe: ΔP EL.NYPUMPE.Scenarie1 = Δp hyd 2,568 0,104 = 4,8 kw η agg 0,514 ΔP EL.NYPUMPE.Scenarie2 = Δp hyd 2,568 0,104 = 3,6 kw η agg 0,682 I forhold til beregningerne i bilag XX (fordeling mellem driftsscenarie 1 og 2) er scenarie 1 representeret 75% af tiden og scenarie 2, de resterende 25%. ΔP EL.merforbrug = ((ΔP EL.NYPUMPE.Scenarie1 0,75) + (ΔP EL.NYMPUMPE.Scenarie2 )) 8760 timer år ΣP EL.merforbrug = ((4,8 0,75) + (4,6 0,25)) 8760 = kwh Prisen for den EL, som Vandcenter Syd køber, er bestemt ud fra materiale fra driftchef Ib Pedersen til: Pris EL = 0,5652 Dkk kwh Årlig merudgift = Pris EL ΣP EL.merforbrug = , Dkk/år =

54 Bilag 26 - Tabelopslag - ruhed af rør

55 Bilag 27 - Uddrag af datablad - TESTO røggasanalysator

56 Bilag 28 - Materiale fra Läckeby

57

58

59

60

61