Přepočítávací jednotky; aby měření páry mělo smysl

V potrubí proudí pára a pomocí průtokoměru, tlakoměru a teploměru jsme změřili její základní provozní ukazatele.

Máme tedy informace, ze kterých je potřeba stanovit parametry páry (množství páry, tepla, hustota apod.). V tomto případě se již nejedná o fyzikální měření, ale výpočetní úlohu podle mezinárodních standardizovaných tabulek (IAPWS-IF97).

Výhody

  • Mezinárodní standardy pro výpočty (IAPWS-IF 97, OIML R75, EN ISO 5167, EN 1434)

  • Instalace do vnitřního i venkovního prostředí

  • Standardní/poruchové počítadlo

  • Schválení typu pro fakturační účely

Obr. 1: Schéma zapojení systému měření tepla v páře ©Endress+Hauser

Za tímto účelem jsou údaje z jednotlivých přístrojů přivedeny do přepočítávací jednotky, která se postará o jejich zpracování a interpretaci výsledků.

Co nabízí Endress+Hauser?

Pro parní okruhy jsou k dispozici dvě přepočítávací jednotky, které pokrývají požadavky, se kterými se lze běžně setkat. Dlouholetým přeborníkem zůstává přepočítávač páry a tepla RMS621 v provedení na DIN lištu a jeho mladší kolega EngyCal® RS33 v provedení do venkovního prostředí (IP66). Oba tyto přepočítávače splňují přísná kritéria a mezinárodní standardy (IAPWS-IF 97, OIML R75, EN ISO 5167, EN 1434).

Přepočítávač páry a tepla RMS621

  • České menu

  • Modulární, rozšiřitelný koncept

  • Až 3 okruhy

  • IP20, instalace na DIN lištu

  • Změna barvy displeje při poruše nebo jiné definované události

  • Poruchové počítadlo (pára mimo parametry)

  • RS485, ModBus, Profibus DP, M-Bus

  • Schválení typu pro fakturační účely

Obr. 2: Přepočítávač páry a tepla RMS621 ©Endress+Hauser

Přepočítávač páry a tepla EngyCal® RS33

  • České menu

  • 1 okruh

  • IP66 pro venkovní instalace

  • Změna barvy displeje při poruše nebo jiné definované události

  • Poruchové počítadlo (pára mimo parametry)

  • RS485, ModBus TCP/RTU, M-Bus, Ethernet TCP/IP (Webserver)

  • Schválení typu pro fakturační účely

Obr. 3: Přepočítávač páry a tepla EngyCal® RS33 ©Endress+Hauser

Měřící řetězec máme kompletní. Díky měření jsme schopni vyvodit (resp. přepočítávací jednotka), zda v potrubí proudí mokrá pára, sytá pára, či přehřátá pára. Vrátíme-li se zpět k teorii, můžeme doplnit diagram z prvního článku, abychom si lépe představili, jak přepočítávací jednotky fungují.

Obr. 4: Mollierův T/h diagram ©Endress+Hauser

V ideálním případě budeme páru udržovat v přehřáté oblasti, kdy nehrozí potenciální rizika. Ze znalosti měřených veličin jsme schopni spočítat, kdy se pára blíží k mezi sytosti a dostává se tedy do pásma, kde roste riziko kondenzátu a také se snižuje množství energie.

Definujeme-li teplotu T=Tsat + 2°C, potom nám přepočítávací jednotka hlásí varování, že se přibližujeme mezi sytosti (křivka I). V tuto chvíli se z hlediska počítadla nic neděje, jen dostáváme informaci, že se parametry páry horší a blíží se akceptovatelné hranici.

Definujeme-li teplotu T=Tsat, přepočítávací jednotka hlásí ALARM, kdy jsme na mezi sytosti a dostáváme se do oblasti mokré páry (křivka II).

Pokud se pohybujeme v oblasti mokré páry, přepočítávací jednotka automaticky pracuje v režimu poruchového počítadla, protože pára nesplňuje kvalitativní požadavky z hlediska obsaženého tepla a stává se pro technologii nebezpečnou kvůli vznikajícímu kondenzátu.

Přepočítávací jednotky, které pracují dle mezinárodních standardů, mají takto definované hranice. Jedná se o vypočítanou hodnotu z tabulek na základě vstupních měřených veličin a je tedy do jisté míry teoretická.

Již jsme si ukázali, že v oblasti mokré páry ztrácíme kvalitu a navíc nejsme jednoznačně schopni určit, kde se s z hlediska suchosti/mokrosti nacházíme. Z hlediska tlaku a teploty dostáváme nejednoznačnou informaci a pokud se dostaneme pod mez sytosti, ztrácí další měření prakticky smysl.

Je lhostejné, zda si definujeme několik úrovní pod křivkou sytosti, protože mokrá pára s 1% suchostí a mokrá pára se 100% suchostí má stejný tlak a teplotu. To znamená, že znalost teploty a tlaku nám neříká absolutně nic o suchosti páry a tedy ani o množství energie v ní obsažené. Například pára s tlakem 10bar_absolutní a teplotou 179,9°C má při 1% suchosti pouze 20,153 kJ/kg a při 100% suchosti 2015,31 kJ/kg.

A k čemu to celé je? Proč takto složitě popisovat tak prostou věc, jako je pára?

V následujícím článku poodkryjeme zákonitosti, které přináší závazkový vztah výrobce/odběratele páry.

  1. Pára – trocha teorie

  2. Měření průtoku jako základní veličiny pro zjištění množství energie

  3. Tlak a teplota – zásadní veličiny pro přesné měření

  4. Přepočítávací jednotky; aby měření mělo smysl

  5. Závazkové vztahy aneb stanovené měření páry pro fakturační účely

  6. Suchost páry – umíme ji změřit!

  7. SWAS – kvalita páry se počítá

Obr. 1: Schéma zapojení systému měření tepla v páře ©Endress+Hauser

Obr. 1: Schéma zapojení systému měření tepla v páře

Obr. 2: Přepočítávač páry a tepla RMS621 ©Endress+Hauser

Obr. 2: Přepočítávač páry a tepla RMS621

Obr. 3: Přepočítávač páry a tepla EngyCal® RS33 ©Endress+Hauser

Obr. 3: Přepočítávač páry a tepla EngyCal® RS33

Obr. 4: Mollierův T/h diagram ©Endress+Hauser

Obr. 4: Mollierův T/h diagram