Kalamus

Kalamus producerar texter och illustrationer inom områdena energi och miljö, industri och infrastruktur, bygg och fastighet, samt biologi och naturvård.

Bildleverantör till TT bildbyrå.

Kalamus har kreditvärdighet AA – det högsta betyg en enskild firma kan få. Medlem av Svenska Journalistförbundet.

SEIIA – datautbyte mellan olika industriella system – nödvändigt för att upprätthålla produktivitet och konkurrenskraft

Text och foto: Kjell-Arne Larsson (publicerat i tidningen Nordiska Projekt)

Vid projektering använder de olika disciplinerna oftast digitala beräknings- och designverktyg, men processkonstruktörerna har sitt, elprojektörerna sitt och så vidare. Detta gör det svårt för beställaren/projekteringssamordnaren att hantera all information. En betydligt högre grad än idag av industriell interoperabilitet behövs för att underlätta både hanteringen av projekt och förvaltningen av produktionsanläggningar.

Det är önskvärt att data från de olika projektörerna går att importera till en gemensam databas och en gemensam modell. För större anläggningar bör man helst skapa en digital tvilling som förvaltas tillsammans med den fysiska anläggningen. Då behövs möjligheter att integrera data från projekteringen i beställarens anläggnings- och underhållssystem. Integrering innefattande standardisering kan också underlätta upphandlingsrutinerna. Hela kravställningsprocessen skulle kunna ske digitalt och standardiserat.

Interoperabilitet

Historiskt har industrin arbetat huvudsakligen med hantering av dokument. Detta bör ersättas med hantering av information/data. Då krävs interoperabilitet, vilket kan definieras som ”förmågan hos olika system, ofta i datorsammanhang, att fungera tillsammans och kommunicera”.

Det finns en standard för industriell interoperabilitet – ISO 15926. Runt om i världen förekommer flera initiativ för ökad interoperabilitet, som CFIHOS i Nederländerna, DEXPI i Tyskland (båda bygger på nämnda standard), ThTh i Finland, Posc Caesar i Norge och Mimosa i USA. Sverige har kommit på efterkälken, och här har föreningen SEIIA en viktig roll. SEIIA – Swedish Industrial Interoperability Association bildades 2019, bland annat som ett resultat av ett statligt stött projekt – LCDM – Life Cycle Data Management.

SEIIA har inte för avsikt att ”uppfinna hjulet på nytt” utan samarbetar med de nämnda initiativen, tillämpar standarden ISO 15926 och deltar dessutom i den tekniska kommitté som uppdaterar standarden. Syftet med denna ISO-standard är just att underlätta integration av data för att stödja processer och livscykelaktiviteter.

Bör bli rutin

För Sveriges del har SEIIA målet att föreningen 2021 ska ha en första tillgänglig tillämpning av standard för interoperabilitet av anläggningsinformation. År 2024 ska arbetssättet vara rutin för industrin. Föreningen har redan genom styrelseledamöter och medlemmar engagerat företag i processindustrin såsom ABB, Siemens, Stora Enso, Holmen, Metsä och Preem.

I ett tidigt skede – inom en första fas av LCDM – genomfördes ett försök som visade hur interoperabilitet kan fungera. Nu pågår – inom andra fasen av LCDM – pilotförsök ute hos industrin och där syftet är att undersöka möjligheterna med standardiserade koncept. Exempelvis Stora Enso provar att använda DEXPI och hos Holmen testas att integrera anläggningssystemet SiteBase med Aveva E3D.

– Vi har också planer på att starta ett större EU-finansierat projekt, där man bland annat ska arbeta med den långsiktiga förvaltningen av den gemensamma kärnan RDL – Reference Data Library, berättar Matti Tuikkanen från SSG och en av initiativtagarna till SEIIA.

SEIIA ordnar webbinarier, där bland andra CFIHOS och DEXPI får komma till tals. Under våren 2019 genomfördes en ”summit” med både svenska och internationella föreläsare. Föreningen hoppas att så småningom kunna ordna en andra summit. SEIIA har också instiftat priset ”Industrial Interoperability Award” till den som på ett föredömligt sätt har främjat hållbar digitalisering genom användande av globala standarder för anläggningsinformation”.

 

 

Rogier Jongeling, Plan B:

I år har tre nya styrelseledamöter valts in i SEIIA:s styrelse. En av dem är Rogier Jongeling, BIM- och PLM-strateg hos företaget Plan B. Företaget hjälper anläggningsägare och byggherrar med bland annat informationshantering och värdeskapande i projekt.

Traditionellt har både processindustrin och byggbranschen arbetat dokumentorienterat. Idag ser vi behov av att jobba mer informations/dataorienterat. Vägen till interoperabilitet handlar om att få informationsflödet att fungera. Detta kräver inte enbart att datasystem/programvaror kopplas samman. Informationen måste dessutom ges struktur och hanteringen måste styras av en strategi.

– Det är bland annat viktigt att göra rätt urval av information och att skapa värde genom att tänka till under processen, påpekar Rogier Jongeling. Interoperabilitet är inte något bara för beställare och anläggningsägare. För att bli smart och ge största möjliga nytta, ska interoperabilitet underlätta även för konsulter, entreprenörer och leverantörer.

Införande av interoperabilitet har egentligen tre sidor:

  • Process i vid bemärkelse, flöde och överföring av information i organisationer, vid driftsättning, drift och underhåll. Samt vid upphandling, interaktion mellan beställare och leverantör.
  • Datasystem. Hur data ska läggas upp. Utformning av databaser, filer m.m. Leverantörsneutrala scheman som baseras på ISO 15926.
  • Vilka data som matas in. Urval av data, exempelvis vilka egenskaper för objekten som matas in. Baseras på överenskomna termer och begrepp.

Anläggningsägaren behöver interoperabilitet för att drifta och förvalta sin anläggning på ett värdeskapande sätt, men även för att ta fram rapporter, exempelvis till myndigheter. Samtidigt måste leverantörerna vara aktiva i informationsprocesserna. Många beställningar som görs baseras på praxis och är dokumentorienterade och begränsande. Detta kan hindra innovationer hos leverantörerna.

– SEIIA har en viktig roll som representant i det standardiseringsarbete som pågår för att utveckla ISO 15926. Den utgör en av förutsättningarna för interoperabilitet. SEIIA kan också visa bra lösningar, dels generellt och dels genom goda exempel.

Rogier Jongeling med Plan B kan bidra till SEIIA:s mission, bland annat genom att man har erfarenhet både från processindustri och bygg och att man länge praktiserat BIM – ByggnadsInformationsModellering. Rogier Jongeling deltar själv i diverse branschutvecklingsprojekt och större anläggningsprojekt. Han var med i framtagning av klassifikationssystemet CoClass (administreras av Svensk Byggtjänst) som ordförande i styrgruppen och han är projektledare för projektet Nationella Riktlinjer för livscykelinformation för byggd miljö (som genomförs inom ramen av det strategiska innovationsprogrammet Smart Built Environment). Plan B har också erfarenhet av hur modeller granskas (som alternativ till dokument), hur modeller kan användas vid upphandling och mycket annat.

Sammanfattningsvis ger interoperabilitet strategiska fördelar och högre värdeskapande.

Bilder från flygplan, satelliter och drönare – alla bidrar de till bättre kartor

Text och foto: Kjell-Arne Larsson (publicerat i Dagens Infrastruktur)

Lantmäteriet, Skogsstyrelsen, SLU, SCB och andra parter framställer allt fler typer av kartor och allt mer användbara sådana. Kartorna baseras på flygbilder, satellitbilder och drönarbilder. I många fall används bildanalysprogram och AI för att tolka bilderna.

De nya teknologierna gynnar i slutänden kommuner, regionen och statliga myndigheter i deras planeringsarbeten. Även företag inom infrastruktursektorn drar nytta av avancerade kartor, liksom stora aktörer verksamma inom skogsbruk, jordbruk och andra areella näringar.

Digitala detaljplaner

Som en del i regeringens satsning på en smartare samhällsbyggnadsprocess bedriver idag Lantmäteriet och Boverket ett gemensamt arbete för att i första skedet standardisera informationen i detaljplaner och byggnadsinformation och säkerställa att dessa görs nationellt tillgängliga, via moderna gränssnitt. Tanken är att alla nya detaljplaner som påbörjas efter 1 januari 2022 ska vara digitala enligt en föreskrift som Boverket kommer besluta om till sommaren 2020.

Även planbeskrivningen får en översyn för att även den ska kunna digitaliseras. För att underlätta för kommunerna har Lantmäteriet fått i uppdrag att erbjuda kommunerna en kostnadsfri lösning för nationellt tillgängliggörande av dessa digitala detaljplaner. Lantmäteriet och Boverket samverkar också med flera systemleverantörer till kommunerna, för att säkerställa att dessa hinner anpassa sina lösningar för att möta de nya kraven.

– Det tekniska är en mindre del i utvecklingsarbetet. En större del är de juridiska frågorna som har med informationens tillgänglighet att göra, säger Malin Klintborg på Lantmäteriet, uppdragsledare för en Smartare samhällsbyggnadsprocess.

Lösningen ska leda till att man ska kunna söka ut lediga byggrätter och påbörja testning av automatiska bygglov för vissa delar, förutsatt att man följer Lantmäteriets och Boverkets riktlinjer. Detta kommer att underlätta mycket för bland annat kommunerna och bidra till just en Smartare samhällsbyggnadsprocess.

Nationellt skogsdatalabb använder flera bildkällor

Skogsstyrelsen och SLU har under flera år samarbetat för att utveckla användningen av geografiska data som kan underlätta nyttjande, skötsel och förvaltning av landets skogar. Från juni 2019 driver man tillsammans Nationellt skogsdatalabb.

Lantmäteriet har laserskannat hela Sverige där syftet framförallt varit att skapa en uppdaterad markmodell med hög precision. Det är dessutom möjligt att utnyttja laserskanningens resultat för att få fram information om skogen, som beståndens höjd, virkesvolym och andra parametrar. En av nackdelarna med laserskanningen är att den görs med långa intervall. Bilder från satelliter tas betydligt oftare och ger därmed möjlighet att följa förändringar bättre.

Nationellt skogsdatalabb sprider kunskap om skogliga data och verkar för hur dessa kan användas i nya innovationer. Ett exempel är att upptäcka och följa angrepp av granbarkborre i skogen. Under hösten 2019 genomförde Nationellt skogsdatalabb ett projekt tillsammans med Sveaskog och Sogeti. Man utvecklade en analysmetod som gör det möjligt att följa förändringar i den skogliga vegetationen över tid. Nationellt skogsdatalabb har nyligen lanserat förändringsanalysen, där bland annat förändringar orsakade av barkborreangreppen kan visas, men det är också möjligt att få kartor över exempelvis stormskador.

– Vi tar också fram teknik för att med hjälp av AI utnyttja drönarbilder, berättar Bengt Djuvfeldt, projektledare för Nationellt skogsdatalabb hos Skogsstyrelsen. Vi har testat detta för att hitta lärkträd som är angripna av lärksäckmal. Träden i skogen går att bestämma till art och analysen skiljer på friska och angripna träd, det vill säga enskilda träd. Metoden har verifierats manuellt i fält.

– Utvecklingen går mycket fort nu och vi ser stora möjligheter när bilder och information från flera håll kombineras, exempelvis laserskanning och satellitbilder från Sentinel-2. Om man lägger till data om markförhållanden, jordmån mer mera skapas ännu bättre underlag för att nyttja och förvalta skogen på bästa sätt och samtidigt bevara den biologiska mångfalden, avslutar Bengt Djuvfeldt.

Genom bland annat laserskanning, satellitbilder, drönare och AI kan skogen nyttjas långsiktigt på ett hållbart sätt.

Grönytor i tätorter kartlagda

SCB har tack vare Nationella marktäckedata NMD med hjälp av bland annat satellitbilder från Sentinel-2 kartlagt grönytor i landets alla tätorter. Man visar också hur stor del av invånarna som har högst 200 eller högst 500 meter till närmaste grönområde.

Den förra kartläggningen gjordes 2010 och den omfattade endast de 37 största tätorterna. Den förnyade kartläggning som publicerades 2019 bygger på bland annat satellitdata med referensår 2015 och omfattar alla tätorter ner till en befolkning på 200 personer.

Flera viktiga begrepp

För att tolka statistiken är det viktigt att hålla isär begreppen. ”Grönyta” (total grönyta) avser samtliga gröna element i tätorterna oavsett om de är tillgängliga för allmänheten eller inte. Grönytan är alltså en beräkning av bruttoarealen vegetationsklädd mark inom tätortsgränsen.

”Allmänt tillgänglig grönyta” är en delmängd av den totala grönytan och omfattar sådana grönytor som allmänheten med hänsyn till ägoförhållanden och markanvändning har rätt att beträda. Det gäller i huvudsak offentligt ägd eller förvaltad mark. Även grönytor på privatägd mark omfattas om de anses vara tillgängliga på allemansrättslig grund, exempelvis betesmark. Ett ”grönområde” definieras i statistiken som ett område av sammanhängande grönytor som uppgår till minst 0,5 hektar och som är allmänt tillgängligt. Grönområde är alltså en delmängd av allmänt tillgänglig grönyta. I kartläggningen ingick också att identifiera hårdgjord mark.

Mycket grönyta och grönområden

Bland resultaten noteras bland annat att i genomsnitt utgjordes 63 procent av tätorternas landareal i Sverige av grönyta. I genomsnitt utgjordes 40 procent av tätorternas landareal av allmänt tillgänglig grönyta.

Resultaten av kartläggningarna visar bland annat att de minsta tätorterna är de grönaste. I de minsta tätorterna (mellan 200-499 invånare) hade tätortsbefolkningen i genomsnitt 1980 kvm grönyta per person att jämföra med de största tätorterna (100000 invånare eller mer) där genomsnittet per person var 183 kvm. I medeltal hade tätortsbefolkningen 458 kvm grönyta per person. Den allmänt tillgängliga grönytan var i medeltal 287 kvm per person.

I genomsnitt hade 94 procent av tätortsbefolkningen tillgång till minst ett grönområde inom 200 meter från bostaden. Hela 99 procent hade tillgång till grönområde inom 300 meter. Skillnaden mellan stora och små tätorter var relativt små när det gällde närhet till grönområden.

Ska hållas à jour

Även uppgifter om hårdgjord mark redovisas i den aktuella kartläggningen. Hårdgjord mark är mark som är bebyggd eller på annat sätt täckt med material som betong eller asfalt, men innefattar även grusplaner och konstgräs. Det visade sig att 31 procent av marken i tätorter var hårdgjord mark.

I statistiken publiceras även uppgifter summerade till kommunnivå, länsnivå och för riket. Det som summeras är då uppgifter om grönytor och grönområden inom tätorterna inom respektive kommun eller län.

Samtliga tabeller i Statistikdatabasen kan nås via produktsidan för statistiken om grönytor och grönområden i tätorter www.scb.se/MI0805. Förhoppningen är att Nationella MarktäckeData fortsättningsvis ska uppdateras för att även i framtiden kunna bidra som underlag för att följa utvecklingen av grönstrukturen i svenska tätorter.

Panasonic – för en smart och fossilfri framtid

Text: Kjell-Arne Larsson (publicerat i Svensk Byggtidning)

Panasonic är en viktig aktör i stadsdelen Future Living i Berlin. Företaget som tillhör de världsledande inom områdena värmepumpar och solcellspaneler, bidrar med teknologi som även innefattar smarta system för att optimera energianvändningen i fastigheter som producerar egen energi.

Både i Japan, USA och Europa deltar Panasonic i utveckling av stadsdelar enligt konceptet Sustainable Smart Town. Det handlar inte enbart om lokal energiproduktion, energieffektivisering och frihet från fossila bränslen. Ambitionerna är höga också vad gäller ett smart boende i övrigt med inte minst den sociala hållbarheten.

I Fujisawa som ligger fem mil utanför Tokyo invigdes 2014 ett område där det idag bor 1500 invånare i 500 friliggande hus. I bostadsområdet tillämpas bland annat lokal elproduktion med solcellspaneler och batterilagring av producerad el. Till miljömålen hör 70 procent lägre koldioxidutsläpp (jämfört med nivån 1990), mer än 30 procent förnybar energi och 30 procent lägre vattenförbrukning.

År 2018 var det dags att inviga Tsunashima i Yokohama. Miljömålen i siffror liknar dem för Fujisawa. I Tsunashima finns också en tankstation för vätgas till vätgasdrivna bilar.

– Detta är ett steg på vägen till ett vätgassamhälle med sikte på 2030, säger Junichi Suzuki, vd för Panasonic Europe. Ett koldioxidfritt boende är vår globala vision.

Miljömålen för Tsunashima är 40 procent lägre koldioxidutsläpp, mer än 30 procent förnybar energi och 30 procent lägre vattenförbrukning.

Panasonic arbetar också med bränsleceller. De kan användas för att producera både el, vatten för uppvärmning och tappvarmvatten. Planen är att kommersialisera bränslecellerna 2021 i Japan.

I Suita, också i Japan, byggs ett område med 362 lägenheter anpassade för alla generationer. Planen är att ta emot de första inflyttande år 2022.

– Endast förnybar energi ska användas och området kommer att bli Japans första helt koldioxidfria, avslöjar Junichi Suzuki.

Även i Europa

Som en del av Panasonics världsvida satsningar finns nu en Sustainable Smart Town även i Europa. I våras var det nämligen inflyttning i Future Living Berlin. Denna satsning omfattar 7600 kvadratmeter fördelade på 90 lägenheter och 10 kommersiella lokaler. Byggherre och investerare är GSW Sigmaringen.

Future Living finns i södra delen av Berlin, i Adlershof som är en smältdegel för teknisk utveckling. Inom det 17 hektar stora området finns 1200 företag och 20 inrättningar som arbetar med forskning – både från tekniska universitetet i Berlin och sådana som inte är knuta till något universitet.

I Future Living Berlin produceras energi lokalt med solcellspaneler och värmepumpar. På taken finns 600 Panasonic HIT-paneler (Heterojunction Cell Technology) på sammanlagt 195 kWp. Den förnybara elen används för att driva 17 stycken Panasonics luft-vatten-värmepumpar Aquarea som svarar för värme till uppvärmning av husen samt för tappvarmvatten.

– Värmepumparna är mycket effektiva. Varje kilowatt som de använder ger 4–5 kW, berättar Ralf Becker, projektledare vid energigruppen hos Panasonics utvecklingscenter i Tyskland. Vår styrka är att kombinera solel och värmepumpar samt att använda en smart styrning som bland annat prioriterar mellan uppvärmning och produktion av tappvarmvatten.

Här finns tre utmaningar fortsätter Ralf Becker:

  • Upprätthålla komforten för de boende
  • Klara de stora fluktuationerna i solcellernas produktion
  • Bygga värmepumpssystem även för flerbostadshus som i detta fall

Energibehovet varierar med årstid och tid på dygnet. Produktionen av sol-el varierar också med året och dygnet, men inte på samma sätt. Styrning med Energy Management Solution hjälper till att klara svängningarna i produktion och konsumtion. Panasonic kommer dessutom att vidareutveckla styrningen bland annat genom artificiell intelligens.

När det handlar om service och underhåll av fastigheternas energisystem har Panasonic utvecklat Aquarea Service Cloud, som underlättar kontroll och styrning på distans och medger ett energieffektivt underhåll, med reducerat antal besök på plats.

För att jämna ut fluktuationer i produktionen går det att använda batterier för att lagra el och ackumulatorer för att lagra varmvatten. Panasonic utvecklar och tillämpar även dessa tekniker. I Future Living Berlin finns ett batterilager med kapacitet på 160 kWh.

Stora vinster

En jämförelse mellan olika former av primärenergi för uppvärmning visar att eldningsolja orsakar 24 gånger större utsläpp av koldioxid jämfört med en lösning med värmepump som drivs av förnybar el. En ”fossildriven” värmepump orsakar 14 gånger mer koldioxid. Därmed finns det stora vinster för miljön med Panasonics lösning. En förmånlig faktor är att lokal produktion av el i solpaneler kan vara 10–30 procent billigare än el från nätet.

Smart living

Att bo i Future Living Berlin är inte bara energismart. Det är i högsta grad smart boende även på andra sätt. Port- och dörrnycklar behövs inte. Man öppnar i stället med en RFID-tagg eller med mobilen. Hemmet är både smart och uppkopplat med Panasonics smarta högtalare och Panasonics smart-TV, som bland annat kan ge varningsmeddelanden och information specifik för den som bor i lägenheten. Internet of things tillämpas i stor utsträckning. Delar av styrningen av hemmet sker helt automatisk – exempelvis nedsläckning när ingen är hemma – andra delar kan styras genom att välja olika scenarier.

Den nya tekniken och den nya typen av stadsdelar utvecklas inte enbart för att värna om klimatet och den yttre miljö. Konceptet Sustainable Smart Town ska också bidra till trygghet och sociala värden. För att öka interaktionen mellan de boende väljs i första hand punkthus i stället för stora lamellhus.

Future Living Berlin presenterades under ett webinarium i början av juli.

Mobilaris – positionering, säkerhet och produktionsuppföljning

Text: Kjell-Arne Larsson (publicerat i Nordiska Projekt)

Mobilaris Mining & Civil Engineering har stora framgångar med ett system för positionsbestämning av personer, fordon och maskiner i gruvor. Företaget har också utvecklat navigatorn Mobilaris Onboard och appen Pocket Mine som visar rollanpassade data från driftkontrollen.

Mobilaris levererar idag en rad produkter som höjer säkerheten nere i gruvorna. En fördel av detta och av att personal som arbetar i gruvorna dessutom får ta del av relevant information, är att tider för stillestånd och ställtider kortas, besluten flyttas längre ner i organisationen och gruvans produktivitet höjs. Med appen Mobilaris Pocket Mine visas rollanpassade data i en smart telefon, från driftkontrollen till alla i gruvan.

Intelligence

För åtta år sedan lanserades Mobilaris Mining Intelligence (MMI) en teknik där fordons position och aktivitet skapar beslutsstöd i realtid via 3D-karta över gruvan. Med komplex matematik i grunden kunde Mobilaris ta tekniken till en kommersiell produkt, något som ingen annan i världen hade lyckats med. Tack vare MMI vet man alltid vilka som vistas i gruvan och var de befinner sig. För ett år sedan lanserades Mobilaris Onboard, en programvara som används i en fast monterad surfplatta i fordon. Mobilaris Onboard har bland annat ett trafikvarningssystem. På skärmen kan föraren bildligt talat ”se runt hörn” och få veta om ett annat fordon närmar sig. Exempelvis är det mycket värdefullt att få veta att snart sker ett möte med ett tungt fordon med malm, då är det läge att stanna vid en mötesplats. Detta både ökar säkerheten och höjer produktiviteten.

Om WiFi eller 4G finns installerat i gruvan kommunicerar Onboard via detta, även för att skicka rapporter och ta emot meddelanden. Om exempelvis brand utbryter, visar Mobilaris Onboard vilka räddningskammare som finns i närheten och vägen till dessa. Driftledningen kan sedan se om alla har lyckats ta sig till räddningskammare.

MMI har installerats i Bolidens alla underjordsgruvor och i LKAB:s Kirunavaaragruva. Mobilaris Onboard rullas just nu ut i Boliden Kristineberg och Kankberg. Mobilaris produkter används idag i 35 gruvor i elva länder världen runt.

– Mobilaris Group har expanderat kraftig från sju anställda för nio år sedan till 85 idag, berättar Mikael Nyström, vd för Mobilaris Group och Mobilaris Mining & Civil Engineering. Och vi lanserar återkommande nya produkter för gruvindustri och annan verksamhet.

Nyligen släpptes Mobilaris Pocket Mine, en app till mobiltelefonen. Den medger att man alltid kan ha med sig information och aktuella data som traditionellt visas på driftoperatörernas skärmar. Alla med behörighet har tillgång till en 3D-karta på gruvan och data som är anpassade och rollberoende. Exempelvis den som sköter lastning nere i gruvan får relevant information om lastare och process. Tack vare detta kan mer beslut flyttas till medarbetare. Mobilaris Pocket Mine innehåller också meddelandetjänst och varningsfunktioner.

Mobilaris Onboard har positionsbestämning med noggrannhet på 5-10 meter. Pocket Mine kommunicerar via WiFi och har noggrannhet på cirka 50 meter.

Integreras i andra system

Till Mobilaris produkter hör också bland annat Mobilaris Operator Client. Den som arbetar nere i gruvan – eller ovan jord – kan få arbetsorder och dessutom skicka rapporter, exempelvis om produktionsdata i realtid under skiftet. Omfattningen och funktionerna hos Mobilaris produkter gör att användningsområdena börjar gränsa till system för anläggningsinfo, produktionsuppföljning och automation.

– Vi levererar öppna system som går att integrera med andra. Det är viktigt att kunna utbyta information och kunden väljer själv om man vill använda våra system eller kombinera MMI med sina befintliga. Detta hindrar inte att vi utvecklar nya produkter. Kundernas behov och förfrågningar är vår drivkraft och var så säkra på att ytterligare innovationer kommer! avslutar Mikael Nyström.

TurbinePros ångturbindagar lockade energiföretag och skogsindustrier

Text och foto: Kjell-Arne Larsson (publicerat i Nordiska Projekt)

Ångturbindagarna har utvecklats till det givna forumet för alla som driftar och underhåller ångturbiner och dessutom serviceföretag som anlitas av anläggningsägare. Arrangemanget bygger samtidigt ett nätverk mellan landets kraftvärmeanläggningar och kontakter med flertalet förekommande turbinleverantörer.

I januari genomfördes Ångturbindagarna för tionde året i rad. Precis som 2019 var deltagare som både representerade större och mindre anläggningar inbjudna. Tidigare var arrangemanget delat mellan grupperna. Det är företaget TurbinePro med Anders Linnakangas och Thomas Berglund som står bakom Ångturbindagarna. TurbinePro arbetar för övrigt med utbildningar, inspektioner och utredningar när det handlar om ångturbiner och synkrongeneratorer.

Stort behov

Ångturbindagarna möter ett stort behov av erfarenhetsutbyte och kunskapsutveckling för landets energiföretag och massabruk. Varje år inträffar större eller mindre haverier i turbinanläggningar, med betydande produktionsbortfall som följd. En gemensam målsättning för de anläggningar som finns representerade under Ångturbindagarna är att maximera produktionen genom att bibehålla en hög verkningsgrad och öka tillgängligheten.

Gruppdiskussioner

Till Ångturbindagarna bjuder TurbinePro in sakkunniga inom turbin- och generatorteknik. Presentationerna spänner över allt från hur anläggningsägaren planerar en revision till hur specifika felkällor kan identifieras. Ett stående inslag är också att flera av deltagarna går igenom det senaste årets händelser i de anläggningar man representerar. Då kan det handla om skador och driftstörningar eller om större och mindre haverier, och där erfarenhetsutbyte är mycket välkommet. Genomförda större projekt tas också upp. Ett tredje inslag är gruppdiskussioner kring bestämda frågeställningar och här indelas grupperna efter fabrikat: Siemens, Fincantieri, Doosan Skoda, MAN och så vidare, vilket gör att alla känner igen sig i ”maskinmiljön”.

En stor del av årets konferens berörde risker med och riskanalyser för turbiner och generatorer.

– Vi kan inte konstruera bort alla risker och därför behövs skydds- och säkerhetsfunktioner. Det som inte täcks upp av skydd måste dokumenteras och instruktioner måste göras för operatörerna. I sammanhanget är det grundläggande med riskanalyser. En riskanalys som utförs exempelvis i samband med en större revision gör att man får kunskap om vilka risker som förekommer, sa Anders Linnakangas.

Planering inför revisioner

Thomas Andersson från GE FieldCore hade en omfattande presentation där han berättade vad beställaren bör tänka på inför och under en revision. Presentationen hade den något underfundiga titeln ”En montageledares betraktelser”. Thomas Andersson har länge arbetat med turbiner både hos Siemens och GE.

För beställaren är planering – och i god tid – A och O. Utgå från originalleverantörens UH-manual där serviceintervaller och inspektionsaktiviteter framgår.

– Ta sedan fram skadehistoria och statusrapporter, vilket är särskilt viktigt för äldre maskiner, påpekade Thomas Andersson. Vi går igenom historiken, och detta kan göra att antalet överraskningar när vi sedan öppnar turbinen blir färre.

Vid upphandlingen ska beställaren fråga sig vad som ingår i entreprenörens revisionsuppdrag. Normalt ingår inte oljepumpar, oljesystem, backventiler i avtappningar, vakuumsystem, ångfällor och kondensorer. Alla kringsystem är viktiga för anläggningens funktion och service av dessa måste utföras av beställaren själv eller av serviceföretag.

Specialverktyg

– När utförare av revisionen har upphandlats ska sedan beställaren kolla tidplanen för att få en inblick i vad som ska hända och när, fortsatte Thomas Andersson.

Beställaren bör sedan göra en hel del förberedelser. Till dessa hör oftast ansvar för ställningsbyggande, isolering, logistik och transporter. Lyftredskap ska besiktas. Uppställningsplatser i turbinhall, för urlyfta delar bör kartläggas och bärigheten kontrolleras. Specialverktyg för turbinen ska tas fram. Reservdelsförrådet bör inventeras.

När revisionen väl kommer igång är det viktigt att först klara av alla referensmätningar. Demonteringen av turbinen bör göras effektivt, gärna i 2-skift. Att öppna en turbin är som att öppna ett Kinderägg, man vet inte vad som finns innanför. Det är ovanligt med revisioner där inga okända skador upptäckts. Beställaren ska gärna ha en plan för hur Findings (inspektionsanmärkningar) ska hanteras.

Bland saker att tänka på berörde Thomas Andersson – precis som en presentatör på förra årets Ångturbindagar – användningen av blästring. Den har både för- och nackdelar. Det är viktigt att välja rätt metod och att inte blästringen skadar turbinen. Viss oförstörande provning kan kräva blästring.

Vad bör man sedan tänka på när det gäller reparationer och åtgärder?

– Min filosofi när det gäller uppriktning/justering är att om turbinen går utan höga vibrationer och temperaturskillnader, så undvik att ändra något. Varje maskin blir lite inkörd i sitt driftläge. Jag har varit med om att göra uppriktningar då maskinen legat utanför tolerans, men där man sedan fått sämre resultat än innan. Och där vi fått ändra tillbaka igen, berättade Thomas Andersson.

Han nämnde också lite om dokumentationen efter avklarad revision. För rapportering och dokumentation finns idag digitala system som gör det smidigt att föra in data efterhand och sedan snabbt få fram en preliminär rapport och så småningom slutrapport. För all rapportering har GE ett system som heter Field Vision.

Materialanalys och konstruktion

Maintenance Partners är ett serviceföretag med huvudkontor i Belgien och med flera nationella kontor, bland annat i Sverige. Företaget är inriktat på service, underhåll och modifiering, när det handlar om el, mekanik, styrsystem och skydd. Erik Carlsson från Maintenance Partners presenterade två fall då turbiner med försämrad drift varit föremål för orsaksanalys och åtgärder. Fallen var intressanta mot bakgrund av att vi på senare tid sett en hel del skador i turbiner och där det varit möjligt att reparera i stället för att byta till helt ny turbinrotor. Skadorna har handlat om skovlar ur läge, deformerade skovlar, spruckna turbinskivor, lagerskador med mera.

Maintenance Partners gör materialanalyser och räknar på sannolikhet för utmattning, designar nya delar baserade på bland annat Finita Element-metoden, tar fram svetsprocedur för robotsvetsning samt provningsrutiner och utför provning på färdig konstruktion.

– Vi betraktar inte åtgärden som en tillfällig reparation. Det handlar om att återskapa turbinens ursprungliga prestanda eller bättre, och i många fall ge den märkbart ökad livslängd, sa Erik Carlsson.

Egen beräkning av turbinverkningsgrad

Det går givetvis att ge turbinleverantören i uppdrag – även efter flera års drift – att ta fram siffor på aktuella prestanda, och då är ofta turbinverkningsgraden intressant. Problemet är att beräkningen är dyr och bara blir gjord i samband med stor revision, om ens då. Sebastian Müller från Stockholms Exergi visade att det är fullt möjligt att själv beräkna verkningsgraden, det vill säga hur mycket energi turbinen ger i form av mekaniskt arbete i förhållande till hur mycket energi som finns i inmatad ånga. Den senare ska i idealfallet kunna jämföras med den isentropa verkningsgraden (egentligen ”isentropic power capacity”). I praktiken kan man göra vissa förenklingar, men ändå få mycket användbara data. Vid uppföljning av trender är det viktigt att räkna på samma sätt varje gång. Stockholm Exergis uppföljning av turbin G 6 i Högdalenverket pekade på sjunkande verkningsgrad över tid.

– Efter att ha öppnat turbinen uppdagades flera brister som hade gjort att en hel del ånga inte gått genom turbinen. Åtgärder som genomfördes ledde sedan till att verkningsgraden gick upp igen. Jag rekommenderar att beräkna verkningsgraden tidigare och oftare för att inte råka ut för överraskningar, menade Sebastian Müller.

Krav även efter ombyggnader

Anders Olofsson från Siemens i Finspång talade om ”Maskindirektivet, maskinsäkerhet och riskanalyser”. Han har arbetat med riskanalyser i 20 år. De fanns två fokus i presentationen: dels vilka regler som gäller vid ombyggnader – särskilt i äldre turbinanläggningar – och dels hur riskanalyser genomförs.

Ombyggnader kan beröras av en rad direktiv: MD (Machinery Directive), PED (Pressure Equipment Directive), LVD (Low Voltage Directive) och EMC (Electromagnetic Compatibility Directive), ibland dessutom ATEX (Equipment for potentially explosive atmospheres).

Observera att maskindirektivet enbart gäller förebyggande av personskador. Direktivet ställer krav på att leverantören analyserar risker och så långt som möjligt eliminerar risker, reducerar risker och ser till att detta dokumenteras. OEM måste genomföra riskanalyser och visa eventuella kvarstående risker. Maskindirektivets krav måste alltid beaktas vid förändringar och det gäller för både OEM och anläggningsägaren att hålla reda på definitioner av ”maskin”, ”delvis fullbordad maskin” och ”betydande inverkan/väsentlig förändring”.

Siemens arbetar så att i samband med ombyggnad/förändring kommer företaget att säkerställa att alla krav enligt maskindirektivet uppfylls. Siemens använder bland annat anpassade checklistor och riskmatriser. Aktuell standard följs, som är ISO 12100 (Safety of machinery – Risk assessment and risk reduction). Man gör analys/beräkning av SIL (Safety Integrity Levels). Alla ombyggnader bedöms mot bakgrund av dagens krav, bland annat i maskindirektivet samt Siemens interna krav på maskinsäkerhet.

Man bör tänka på att om en CE-märkt maskin byggs om (väsentlig förändring eller tillför risker som inte täcks av befintligt säkerhetssystem) då faller originaltillverkarens CE-märkning och maskinägaren övertar hela ansvaret.

– Det övergripande målet är att i första hand konstruera bort risker, i andra hand införa skyddsmekanismer och i sista hand varna för riskerna. Detta ska göras både i instruktionsboken och vid maskinen, avslutade Anders Olofsson.

För bästa möjliga utfall

Oavsett om det gäller en ny eller ombyggd anläggning kan Siemens bistå kunden för bästa möjliga utfall på tillgänglighet, anläggningsutbyte och kvalitet, med andra ord höga värden i en TAK-analys. Oskar Mazur från Siemens berättade under titeln ”Driftsäkerhet – vårt gemensamma mål” om möjligheterna som ett kontinuerligt förebyggande underhåll kan ge när det gäller att nå de driftsäkerhetsmål som anläggningsägaren har.

Oskar Mazur refererade till den historiska utvecklingen av underhåll, från en årlig större revision av turbinen (Major Overhaul) varje år som tillämpades fram till 1950-talet, till att vi numera gör stor revision ungefär var sjätte år. Efter 1950-talet har utvecklingen fortsatt med redundanta system, senare videoskopinspektioner, No Stop Check, FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) som underlag för underhållsplanering och till dagens sensortäta anläggningar som kan skicka data kontinuerligt, lokalt eller för fjärrdiagnos (RDS Remote Diagnostic Service).

Förutom stor och begränsad inspektion kan videoskop- och säkerhetsinspektioner läggas in i underhållsplanen. No Stop Check kan göras varje år och RDS kan användas kontinuerligt.

– Själv tror jag att system för fjärrdiagnos kommer allt mer, säger Oskar Mazur. Det är viktigt att upptäcka potentiella problem så snart de är detekterbara.

Annars använder branschen detekteringsmetoder med skilda tidsperspektiv. Turbinens automatiska säkerhetssystem måste reagera på mindre än en sekund. Dagliga ronderingar har ett dygn som perspektiv, vilket ofta också gäller manuella trendanalyser.

Siemens hjälper gärna till att planera underhållet och rekommenderar årliga möten med kunden. En av tjänsterna är säkerhetsinspektion. Syftet är att verifiera funktionerna hos turbinens säkerhetssystem utan att behöva demontera. De övergripande målen är att säkerställa att säkerhetssystemet fungerar och att tillhörande hjälpsystem uppvisar förväntad status så att förväntad tillgänglighet under kommande period kommer att uppnås. Siemens erbjuder tre nivåer på säkerhetsinspektionen: bas, standard eller plus.

Med tanke på vad tidigare föredragshållare under Ångturbindagarna sagt om reservdelar och verktyg, var det intressant att Oskar Mazur ansåg att inventering av reservdelar och verktyg bör läggas in i underhållsplanen och dessutom utbildning av operatörer och underhållspersonal. Därmed kan både utrustning och personal vara väl förberedda nästa gång det blir dags för revision.

Även generatorskydd

Under Ångturbindagarna behandlas även generatorer. Vid årets arrangemang hade TurbinePro bjudit in Mats Wahlén, vd för och teknisk specialist hos SVEA Power – Swedish Electrical and Power Control AB. Han föreläste om ett av sina expertområden som är generatorskydd för att hindra olyckor på utrustning och personal. Han gick igenom vilka objekt som kan övervakas, vilka fel som kan förekomma och deras verkan.

En typ av skydd är reläskydd och här finns det både elektromekaniska, analoga och digitala koncept. En generator kan drabbas av många typer av fel och det går att skilja på inre och yttre fel. Inre fel kan vara statorjordfel, kortslutning, varvkortslutning i statorhärva eller rotorjordfel. Det kan förekomma en lång rad yttre fel och två exempel är snedbelastning i faserna och överlast med för hög aktiv/reaktiv effekt.

Mats Wahlén berättade bland annat om smältsäkringar, att de är bra som kortslutningsskydd, men sämre som överlastskydd, eftersom de släpper igenom för mycket överström. Jordfelsbrytare är bra som diffskydd, eftersom de löser ut vid en viss differentialström. Systemjordningen gör att jordfelsbrytaren fungerar även vid avbrott i skyddsjorden. Lägg också märke till att det finns olika typer av systemjordning. Tänk även på att för vissa fel är impedansmätande kortslutningsskydd bättre än strömmätande.

Det är bra att lära sig använda kapabilitetskurvor (kapabilitetsdiagram). De visar reaktiv och minus reaktiv effekt. Med hjälp av kurvorna går det att se under vilka förhållanden rotor- respektive statorlindningen riskerar att bli uppvärmd. Detta visar hur generatorn får köras. Brytare ska övervaka att man ligger inom tillåtet område.

Mats Wahlén tipsade också om störningsskrivare som ett bra hjälpmedel för att utreda orsaker och verkningar av fel. Störningsskrivaren loggar ström och spänning några sekunder före och efter en felhändelse. Han berörde också sub-uppdelning av generatorskydd, som används för ökad säkerhet vid stora generatorer och innebär dubblering och separering av reläskydd, mättransformatorer, batterisystem, utlösningsmagneter och kabelvägar. På marknaden finns idag en mängd varianter på skydd och med installation av dubbla uppsättningar blir också lösningen redundant.