Prowirl 200

Prowirl F 200 mit neuer Korrektur bei kurzen Einlaufstrecken und einzigartiger Nassdampffunktion für mehr Sicherheit und Effizienz im Anlagenbetrieb. Bild: Endress+Hauser

Seit nunmehr 30 Jahren ist der Wirbelzähler für die Durchflussmessung im Produktportfolio von Endress+Hauser. Damals als erstes modernes Messprinzip für die Gasmessung eingeführt, wird der Wirbelzähler heute für viele Messaufgaben bei Flüssigkeit, Gas und Dampf eingesetzt. Insbesondere in den industriellen Hilfskreisläufen zur Medienversorgung der Anlagen ist der Prowirl anzutreffen.

Nassdampfalarm

Innovative Nassdampfmessung für mehr Sicherheit und Effizienz im Dampfanlagenbetrieb. Bild: Endress+Hauser

Mit weltweit über 300.000 Installationen hat der Prowirl eine für dieses Messprinzip stattliche Anzahl von Anwendungen erreicht. Nach heutiger Sicht werden über 50 Prozent der Geräte in industriellen Dampfkreisläufen eingesetzt.

Da die Erfassung von Energieströmen und die Minimierung der Energieverbräuche stark an Bedeutung zugenommen haben, setzt gerade die Lebensmittelindustrie den Prowirl immer häufiger ein. Ziel der Prowirl-Entwickler ist es deshalb, Lösungen für bis dahin weniger berücksichtigte Einflussgrößen auf eine Durchflussmessung zu schaffen.

Der Dampfqualität auf der Spur

Dampf wird in vielen industriellen Branchen für die Produktion benötigt. In der Lebensmittelbranche sind dies im besonderen Koch- und Erhitzungsprozesse. Dazu kommen Nebenaufgaben wie beispielsweise die Raumbeheizung im Winter. Durch die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten innerhalb der Betriebe lohnt sich eine zentrale Energieerzeugung im Kesselhaus und deren Energieübertragung mittels Dampf.

Heute werden rund 40 Prozent der fossilen Brennstoffe Öl und Erdgas für die industrielle Dampferzeugung verwendet. Dabei entstehen für den Betreiber Kosten zwischen 30 und 40 Euro je Tonne produzierten Dampfs. Die Energiekosten nehmen einen hohen Anteil bei den Betriebskosten von Unternehmen ein. Es sind also Lösungen gefragt, die etwaige Verluste aufdecken und die Effizienz der Anlage verbessern.

Dampfprüfstand

E+H Dampfprüfstand zur Erforschung von Einflüssen auf die Messtechnik und Entwicklung neuer Gerätefunktionen. Bild: Endress+Hauser

Eine Bewertungsgröße für das Dampfsystem ist die Dampfqualität. Die Dampfqualität ist auf Masse bezogen und beschreibt den Anteil der Dampfmasse zur Gesamtmasse innerhalb der Rohrleitung. Die Gesamtmasse ist dabei nichts anderes als die Summe der gasförmigen und flüssigen Anteile. In der Praxis wird dieser Zustand auch als Nassdampf bezeichnet.

Somit sind bei einer Dampfqualität von 90 Prozent die restlichen 10 Prozent der Masse in flüssiger Form, dem Kondensat, vorhanden. Ein Zustand, der nicht gewollt ist und zu einem erheblichen Energieverlust führt. Letztendlich geht Energie vom Erzeuger zum Verbraucher durch Auskondensieren des Dampfes verloren. Das macht bei einer Dampfleitung Nennweite 100 und einer Durchflussmenge von 4 t/h einen jährlichen Verlust von rund 20.000 Euro aus.

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Prowirl F 200 in getrennter Ausführung für leichte Handhabung bei schwierigen Umgebungsbedingungen. Bild: Endress+Hauser

Endress+Hauser hat deshalb die Auswirkungen von Nassdampf auf den Anlagenbetrieb und die Messtechnik genauer untersucht. Hierzu wurde bereits im Jahr 2010 eine Dampftestanlage gebaut. In der Testanlage können verschiedene Störgrößen simuliert werden: Zum Beispiel die Kondensat-Einspritzung, die Gerinneströmung am Rohrleitungsboden oder der Wärmeverlust an der Rohrleitung. Durch das geschlossene System ergeben sich keine Verluste. Der Dampf wird am Ende vollständig auskondensiert und mit einer rückführbaren Massemessung verwogen.

Die Erkenntnisse helfen, Dampfsysteme besser zu beurteilen und ermöglichen verbesserte Funktionen für den neuen Prowirl F 200. Als Ergebnis der ausgiebigen Forschung im Bereich Dampf steht beim Flanschgerät Prowirl F 200 die neue Nassdampfmessung zur Verfügung. Anhand der Auswertung seines Wirbelsensorsignals kann der Prowirl eine zweite flüssige Phase im Dampfstrom messen. Dem Anwender werden zwei Nassdampffunktionen geboten: Eine einfache Funktion Nassdampferkennung, die als Grenzwertalarm arbeitet und bei einer Dampfqualität von 80 Prozent eine Meldung auslöst.

Als weitere umfangreichere Funktion gibt es die Nassdampfmessung. Diese macht eine kontinuierliche Messung der Kondensatmasse und der Dampfqualität möglich. Beide Funktionen korrigieren zudem den Einfluss der Kondensatströmung auf das Strömungsprofil des Dampfes, wodurch die Messung bei schlechter Dampfqualität eine höhere Genauigkeit erreicht. Mehr Sicherheit und Effizienz im Anlagenbetrieb sind die Vorteile dieser Nassdampffunktionen. Auf der Seite der Sicherheit steht das rechtzeitige Erkennen von Anlagenzuständen, die zu den gefürchteten Dampfschlägen führen können. Das hilft, mögliche Schäden im Dampfsystem zu verhindern und Anlagenausfälle zu vermeiden.