Kartläggning av värmeförluster vid uppvärmning av utskovslucka
Vid vattenkraftverkens dammar finns utskovsluckor med syfte att vid behov kunna öppnas för att spilla vatten från dammen under kontrollerade former. Detta är mycket viktigt ur dammsäkerhetssynpunkt och avbördning från dammar måste kunna ske året runt för att säkerställa att vattennivån i dammen inte blir för hög. Under vinterhalvåret finns risk för fastfrysning, deformering från islaster och påfrysning av is mot utskovsluckor. Detta kan hindra manövrering av luckor och därigenom hindra dess funktion. För att säkerställa utskovsluckors funktion även vintertid finns ett antal metoder för att hålla luckorna is- och frysningsfria. Dessa metoder är sällan utvärderade ur ett energitekniskt perspektiv och vid många vattenkraftverk finns en potential att minska energiförbrukningen genom en optimering av uppvärmning och isfrihållning av utskovsluckor.Detta arbete har utförts som examensarbete inom civilingenjörsutbildningen i Energiteknik vid Umeå universitet 2013, på uppdrag av Statkraft Sverige AB. Arbetet har omfattat undersökning av energiförluster vid uppvärmning av utskovslucka nr. 2 vid Bjurfors nedre vattenkraftverk i Umeälven. Syftet var att utvärdera rådande värmesystem och värmeförluster samt ta fram åtgärdsförslag för minskad energiförbrukning vid uppvärmning av utskovsluckan.Värmeförluster beräknades analytiskt utifrån mätvärden tagna från luckan och dess uppvärmningssystem. Värmeförluster från luckan beräknades i form av strålning, konvektion och ledning. Värmeförlusterna i luckans tröskel- och falsvärmesystem bestämdes utifrån mätning av effektförbrukning för den elpanna som är värmekälla i systemet.Resultaten visade att värmeförluster uppströms utskovsluckan var dominerande i förhållande till värmeförluster nedströms. Värmeförluster via konvektion från luckan ökar som förväntat med sjunkande utomhustemperatur och ökad vind- och strömningshastighet mot luckan. Ledningsförlusterna nedströms luckan ökade med sjunkande utomhustemperatur medan ledningsförlusterna uppströms minskade under samma förhållanden. Uppströms beror ledningsförlusternas profil på att temperaturen inuti utskovsluckan stiger med ökad utomhustemperatur och temperaturskillnaden mellan luften inuti och vattnet utanför luckan blir större vilket ökar värmeöverföringen. Strålningsförlusterna från luckan var små i förhållande till lednings- och konvektionsförluster och approximerades därför bort. Tröskel- och falsvärmens effektförbrukning minskar med sjunkande utomhustemperatur vilket tros kunna beror på flödesvariationer i kretsen vilket kan påverkar effektförbrukningen i systemet.För att minska energiförbrukningen vid uppvärmning av utskovsluckan föreslås följande åtgärder: Sänkt temperatur inuti utskovsluckanÅterkoppling av ordinarie luftintag till kompressorn för vakhållningVidare utredning av tröskel- och falsvärme