Viele Industrien nutzen bereits erfolgreich Ultraschalltechnologie von SICK für Durchfluss- und Volumenstrommessungen in Erdgaspipelines, Industrieanlagen und Abgaskanälen. Ist Ultraschall auch die beste Technologie für die Durchflussmessung von Dampf? SICK bezieht zu dieser Frage gleich mit zwei Gerätevarianten Stellung: FLOWSIC600 und FLOWSIC100.
Der Einsatz von Dampf revolutionierte vor über 200 Jahren Produktionsanlagen und liegt weiterhin im Trend. Die alte Dampfmaschine hat ausgedient, Weiterentwicklungen führten zu weniger Brennstoffverbrauch und aktuell zu Verfahren mit hohem Wirkungsgrad. Der erzeugte Dampf ist nicht nur Arbeitsmittel für Turbinen zur Stromerzeugung oder um Pumpen und Kompressoren anzutreiben. Mit Dampf wird geheizt, getrocknet und ganze Verbrennungsprozesse werden optimiert. Dampf ist bei genauerer Betrachtung inzwischen ein kostbares Gut. Ein Gewinn setzt jedoch die richtige Bilanzierung und Abrechnung mit der genauen Erfassung der verteilten Menge von Satt- oder Heißdampf in die einzelnen Prozessabschnitte oder an externe Abnehmer voraus. Genau hier kommt die zuverlässige Durchflussmessung ins Spiel und gleichzeitig so manches etablierte Messgerät unter Druck.
Systemwechsel
Abrechnungsverluste bei geringen Durchflussmengen und hohe Wartungskosten bedeuteten das Aus für zwei traditionelle Messtechniken bei der Durchflussmessung in einem großen Stahlwerk in Europa. Turbinen- und alternativ Vortex-Durchflussmessgeräte erfassten den Durchfluss von Dampf zur internen Kostenermittlung. Die Messbereichsspanne von 100 zu 1 musste abgedeckt werden. Technologiebedingt zeigte das Vortex-Gerät bereits bei geringen Durchflussgeschwindigkeiten Schwierigkeiten. Der schnelle Wechsel der Durchflussgeschwindigkeit führte dann auch beim Turbinen-Durchflussmessgerät zu Ausfällen. Schäden an Schaufeln und Lagern mussten regelmäßig repariert werden. Dreimal im Jahr wurde das Gerät zur Wartung eingeschickt. Die dafür notwendigen Außerbetrieb- und Wiederinbetriebnahmen erhöhten die Ausgaben weit über die Schmerzgrenze. Die Kosten durch die Messverluste addierten sich hinzu. Ein neues Messverfahren ermöglichte die Wende zu einer guten Lösung: die Ultraschalltechnologie von SICK.
Sondierungsergebnis
Oft bestimmen die Vorgaben zu Umsatzerlösen die Messtechnik. Ob Vortex-, Turbinen- und differenzdruckbasierte Durchflussmessgeräte, Messblenden, Mittelwertbildung mit Pitotrohr oder Ultraschalltechnologie – hier heißt es, klug abzuwägen. Wie komplex ist die Messanforderung, welche Messhindernisse sind zu überbrücken und wie viel kostet das System am Ende wirklich?
Spitzenleistungen versprechen die von SICK entwickelten Ultraschallsensoren. Der Ultraschallwandler – das Herzstück dieser Technologie – ist in einem Titangehäuse hermetisch geschützt, unempfindlich gegenüber Verschmutzung, Feuchtigkeit und Kondensatablagerung. Sehr hohe oder sehr niedrige Temperaturen, hohe Drücke und starke Störgeräusche beeinflussen die Messgenauigkeit nicht. FLOWSIC600 und FLOWSIC100 ‒ beide Ultraschall-Gasdurchflussmessgeräte sind mit diesen Hochleistungssensoren ausgerüstet. Zertifiziert für die eichpflichtige Messung ist das FLOWSIC600 zudem Garant für die einzigartige Messgenauigkeit, selbst über Messbereichsspannen von mehr als als 100 zu 1. Bei FLOWSIC100 liegt die Spanne sogar bei 400 zu 1.
Das für den Rohrdurchmesser von 8 Zoll (DN200) ausgelegte FLOWSIC100 passt im Stahlwerk genau in die vorhandene Verrohrung. Im Vergleich zur Differenzdruckmessung erzeugt FLOWSIC keinen Druckverlust und misst die Strömungsgeschwindigkeit und somit das Volumen hoch genau. Selbst bei geringem Volumenstrom oder schwankenden Drücken ist ihre Messgenauigkeit immer noch extrem hoch. Es kommt zu keinen nennenswerten Dampfverlusten. Im Prozessverlauf können jederzeit wechselnde Bedingungen und damit Druckschwankungen oder kurze Druckstöße auftreten. Wenn ein Druckstoß zudem mit einer Ansammlung Wasser auftritt, wirken diese Kräfte natürlich auf die Messtechnik. Hervorstehende oder sich bewegende Teile können dadurch beschädigt werden. FLOWSIC-Messgeräte haben diese „Stolperfallen“ nicht, sie sind sehr robust mit langer Lebensdauer und auch ideal für die Dampfdurchflussmessung.
Ultraschallmessgeräte bieten neben dem reinen Messwert zahlreiche hilfreiche Diagnosedaten. Diese lassen Rückschlüsse auf den Gerätezustand sowie Veränderungen im Anlagenprozess zu. Dieses Mehr an Informationen und das kompakte Design reduzieren die Wartungsarbeiten auf ein Minimum. Sollte das FLOWSIC100 doch einmal ausgetauscht werden müssen, ist das im laufenden Anlagenbetrieb schnell und einfach möglich.
Das Ergebnis stimmt
Die Mitarbeiter des Stahlwerks sind zufrieden, denn sie können mit FLOWSIC100 ein Maximum an Messzuverlässigkeit und Messgenauigkeit abrufen. Die Ultraschalltechnologie ist fast immer eine attraktive Option, insbesondere für Sattdampfanwendungen. Zwar sind die Anschaffungskosten zunächst vergleichsweise hoch, doch amortisieren sie sich im laufenden Betrieb rasch.
Abseits von der Erdgasindustrie mögen FLOWSIC-Messgeräte für manche Prozessapplikation neu sein. Eins ist jedoch sicher: Sie passen sich den Aufgaben und Umgebungsbedingungen unterschiedlichster Messstellen an. Wer FLOWSIC-Messgeräte kennt, schätzt ihre hervorragende Performance. Wer sie noch nicht kennt, sollte den Schritt zu dieser langlebigen, modernen Ultraschalltechnologie wagen.
Mehr Informationen unter www.sick.com/flowsic600
