Norsk Energi har utviklet nytt simuleringsprogram for dampturbiner

Med dette simuleringsverktøyet kan Norsk Energi gjøre designvurderinger for nye dampturbiner for å sikre høy virkningsgrad og strømproduksjon.

Norsk Energi har solid kompetanse og erfaring med dampanlegg med dampturbiner. Vårt nye simuleringsverktøy hjelper oss med designvurderinger for nye dampturbiner for å sikre høy virkningsgrad og strømproduksjon, sier Paul Andreas Marchioro Ystad i Norsk Energi.I tillegg kan vi simulere turbindriften i en eksisterende turbin for ulike driftsforhold. Dette er spesielt relevant for anlegg med mottrykksturbiner hvor man ønsker å se turbindriften i sammenheng med fjernvarmeleveranse for å sikre best mulig driftsøkonomi.

Norsk Energi har gjennom mange utførte og pågående prosjekter opparbeider seg solid kompetanse og erfaring med dampanlegg med dampturbiner. De seneste årene har vi deltatt med spisskompetanse i ulike turbinprosjekter. Utskiftning av dampturbin på Elkem Bjølvefossen i 2016 (14 MW_el), samt 2 stk. dampturbiner ved hhv Finnfjord smelteverk (40 MW_el) og Elkem Salten Verk (35 MW_el). Med bakgrunn i turbinkompetanse og ekspertise innen termisk energi har vi utviklet et nytt verktøy som kan komme kunder med dampturbiner til nytte.

Designvurderinger for dampturbiner
En dampturbin er en kompleks prosessenhet med mange variabler som påvirker resten av dampsystemet. Blant annet er dampkvalitet og -mengde viktig å fastslå for å sikre at dampturbinen dimensjoneres riktig. I den sammenheng er det vesentlig å gjøre vurderinger av ulike forventede lastpunkter slik at turbinen optimaliseres for disse. Til slutt vil også temperaturnivå på kjølesiden av dampturbinens kondensator være avgjørende for hvor mye strøm turbinen produserer.

Norsk Energi har flere beregningsverktøy for dampturbinprosesser. Det som skiller vårt nye program fra andre beregningsprogram vi har, er muligheten for å gjøre kompliserte sensitivitetsanalyser av turbin- og kondensatordesign. En grundig vurdering av designet i tidligfase gir en riktig dimensjonert dampturbin som igjen resulterer i høyere strømproduksjon og/eller lavere investeringskostnad.

Simulering av ulike driftsforhold for bedre driftsøkonomi
Vi kan også simulere ulike driftscase for å se hvordan ulike driftsforhold kan påvirke turbinen på positiv eller negativ måte. Vi ser at dette spesielt er relevant for turbiner med dampavtapning til prosessformål eller mottrykksturbiner koblet mot fjernvarmesystemet. Mange av avfallsforbrenningsanleggene i Norge driftes med en eller flere mottrykksturbinen. Virkningsgraden til dampturbiner henger tett sammen med fjernvarmetemperaturen, og det er derfor viktig at operatører har en god forståelse av fjernvarmesiden for å sikre maksimal strømproduksjon.

Videre er det også en sammenheng mellom avtapningstrykket i avtapningspunktene fra turbin og strømproduksjon. Ved å optimalisere trykket i avtapningspunktet vil en kunne øke strømproduksjonen.

Vurdering av driftsparametre som kan redusere slitasje og skader i turbin og redusere vedlikeholdsbehov Simuleringsverktøyet kan hente ut andre parametere som er viktig for turbindriften. Eksempler på dette er fuktinnhold i dampen i ulike deler av turbinen. Dersom fuktinnholdet er for høyt kan dette medføre skade på turbinbladene pga korrosjon og/eller erosjon. Dersom et anlegg observerer skader på tubinblader kan en simulering av turbinen for ulike driftstilfeller avdekke om det er for høyt fuktinnhold i dampen og eventuelt hvilke prosessmessige justeringer som bør gjøres for å bedre fuktinnholdet.

Kontakt: Paul A.M. Ystad 

Typisk flytskjema for en turbininnstallasjon.