Spara energi i ång- och kondensatsystem

Lärlingarna Franz Weber och Martin Becher upptäckte möjligheter till energibesparingar genom att regelbundet testa ångavledare. År 2018 tilldelades de båda ett pris för sitt projekt med titeln ”Ångavledare som en viktig komponent för energieffektivitet”.

Martin Becher, som är industrimekaniker och går sitt tredje lärlingsår, förklarar: ”Efter att vi hade genomgått flera moduler om energieffektivitet, projektarbete och hantering av mätutrustning vid Handels- och industrikammaren (IHK) i Dresden fick vi i uppdrag att genomföra ett praktiskt energieffektivitetsprojekt på vårt företag.

Efter att ha gjort efterforskningar och rådfrågat energichefen beslutade de två lärlingarna att noggrant undersöka ångavledarna vid kraftverket.

”Defekta ångavledare kan leda till oplanerade driftstopp och högre energiförbrukning. Genom att regelbundet testa avledarna kan reparationer och utbyten planeras bättre. Energikostnaderna för ångproduktion kan också sänkas avsevärt, vilket vi visade i vårt projekt”, förklarar Franz Weber, en elektroniktekniker som går sitt fjärde lärlingsår.

Pappersfabriken behöver främst ånga under torkningsprocessen, där restvatten från papperet avdunstas. Dekorpappersbanan löper genom labyrinten av 30 torkcylindrar i pappersmaskinen. I slutet av processen innehåller det färdiga papperet 7 till 8 procent restfuktighet.

Kombinerad ultraljuds- och temperaturprovning

Martin Becher förklarar: ”Hittills har vi inte haft särskilt mycket erfarenhet av ång- och kondensatsystem. Till en början var vi tvungna att sätta oss in i ämnet och deltog därför i en endagsutbildning hos SONOTEC.”

Under utbildningen lärde sig de två energiscouterna bland annat hur man med hjälp av ljudexempel kan skilja mellan intakta och defekta avledare. Beroende på konstruktion öppnas och stängs en fungerande avledare kontinuerligt eller diskontinuerligt och avger karakteristiska ultraljudssignaler under denna process. Dessa kan spelas in och analyseras med den digitala ultraljudsmätaren SONAPHONE®, LevelMeter®-appen och bredbandsultraljuds- och temperatursensorn BS20. Därefter omsattes teorin i praktiken tillbaka i Penig.

En sektion med 28 termiska och flottörstyrda kondensatavledare skulle analyseras. Alla ångavledare i anläggningen registrerades och markerades som testpunkter med bild, nummer och typ. Därefter anslöt energiscouterna BS20-sensorn till anläggningen och påbörjade testningen.

Inledningsvis mättes avledarens temperatur vid inloppet och utloppet. Temperaturen kan till exempel avgöra om ångavledaren har den förväntade driftstemperaturen eller om den tenderar att vara för kall (kondensatansamling) eller för varm (läcker) beroende på systemets tryck. Temperaturskillnaden bedöms vid inloppet och utloppet beroende på ångavledarens funktionsprincip.

För tillståndsbedömningen krävs erfarenhet

Därefter registrerade de två lärlingarna ultraljudssignalen med en bredbandssensor för strukturljud inom frekvensområdet 20–100 kilohertz. Inga problem uppstod under testningen och det var dessutom möjligt att genomföra testerna medan utrustningen var i drift. De valde mätintervallen så att ångavledaren hade cirkulerat och tömts minst en gång.

Ett intervall på cirka en minut användes för kondensavledaren med flottör och ett intervall på cirka tre minuter för den termiska avledaren. Visningen av en akustisk signal på displayen i form av ett spektrogram visade sig vara till hjälp vid den efterföljande utvärderingen.

De karakteristiska ljudförändringarna hos defekta ångavledare kan omedelbart särskiljas från de karakteristiska ljuden hos felfria avledare.

”Inledningsvis spelade vi in signalen från en ny avledare som med stor sannolikhet fungerade som den skulle. Därefter kunde vi jämföra inspelningen med de övriga inspelningarna och dra vissa slutsatser om vilka avledare som var defekta. Det kräver också en viss erfarenhet.”

Franz Weber, Schoeller Technocell GmbH & Co. KG Werk Penig

Under testprocessen använde de två lärlingarna LevelMeter®-appen. Efter att ha registrerat temperatur och ultraljud kunde de lägga till foton, röstmemon och kommentarer vid varje testpunkt. Franz Weber säger: ”Det är verkligen mycket intuitivt och enkelt att hantera SONAPHONE®; det liknar användningen av en smartphone. När vi var klara kunde vi skapa en rapport med bara några få klick.”

50 procent av fällorna var defekta

I slutet av fallstudien blev alla förvånade över testresultaten. Femtio procent, det vill säga 14 av de 28 fällorna, visade sig vara defekta.

Rico Eidam säger: ”Om vi antar att en defekt kondensavskiljare kostar oss cirka 4 000 euro per år, kan vi spara omkring 48 000 euro enbart i denna avdelning genom att byta ut kondensavskiljarna.” De sista defekta kondensavskiljarna kommer att bytas ut under nästa driftstopp. Energichefen rapporterar: ”Kondensatets temperatur har sjunkit avsevärt sedan vi bytte ut de första avledarna.”

I framtiden kommer alla ångavledare i Penigers fabrik att registreras och testas regelbundet. Det planerade förebyggande underhållet kommer att omfatta övervakning av avledarnas skick var sjätte månad. Dessutom planerar teamet att använda SONAPHONE för andra underhållsuppgifter.

De kan till exempel använda den digitala testapparaten för att upptäcka läckor i tryckluftssystemen och för att övervaka tillståndet hos rull- och kullager. Dessutom lämpar sig testapparaten för att inspektera partiella urladdningar i elektrisk utrustning. När det gäller energibesparing har Peniger tagit ledningen.

Energiscouterna fick ett pris för sitt projekt ”Ångavledare som en viktig komponent för energieffektivitet” i en tävling som sponsrades av initiativet ”Energiomställning och klimatskydd” för medelstora företag i Sachsen. ”Vi är naturligtvis stolta över denna prestation. Hittills har vi lyckats överträffa vårt energibesparingsmål varje år. Denna typ av projekt är en viktig del i arbetet med att nå vårt mål och det ökar medvetenheten om denna fråga bland alla våra medarbetare.”