Měření průtoku jako základní veličiny pro zjištění množství energie

Abychom byli schopni stanovit množství tepla v páře, musíme v první řadě vědět, kolik páry v potrubí proudí.

V předchozím článku jsme si pomocí zjednodušené teorie a testovacímu zařízení ALICE ukázali, co se děje v parním potrubí, jaké vlastnosti může mít pára uvnitř a jaký to má vliv na technologii i závazkové vztahy.
Průtokoměr je tedy základní měřidlo pro určení množství proteklé páry. V praxi se používají dva fyzikální principy, jejichž výsledkem je objemový průtok. Oba principy dávají uspokojivé výsledky, ale samozřejmě mají své klady a zápory v závislosti na konkrétní instalaci.
1. Stanovení průtoku pomocí diferenčního tlaku (+ primární element)
2. Stanovení průtoku pomocí vírového průtokoměru

Benefits

  • Okamžitá informace o aktuálním průtoku

  • Objemový průtok

  • Výběr fyzikálního principu podle možností instalace

  • Přesné měření

Stanovení průtoku pomocí diferenčního tlaku

Jedná se o hojně využívané řešení především z historických důvodů, cenově příznivé instalaci pro větší potrubí a zkušenostem provozovatelů, resp. techniků. Je ale také pravdou, že se jedná o poměrně choulostivé měření, které vyžaduje vyšší nároky na údržbu a přesnost bývá horší.
Jako primární element je možné použít různě řešené clony, dýzy nebo Pitotovy trubice ve spojení s kondenzační nádobou, impulsním potrubím a diferenčním tlakoměrem, například Cerabar S PMD75. Fyzikálně princip využívá rozdílů tlaků před a za primárním elementem, který je úměrný objemovému průtoku.

Obr. 1: Stanovení průtoku pomocí diferenčního tlaku ©Endress+Hauser

Stanovení průtoku pomocí vírového průtokoměru

Druhou hojně využívanou variantou je použití vírového průtokoměru, který využívá měření frekvence vírů vytvářených při obtékání tělesa vloženého do proudícího média. Vzhledem k technickým pokrokům ubývá funkčních omezení a vírové průtokoměry se stávají oblíbeným měřidlem především pro páru, nevodivé kapaliny a plyny. Také jsou dnes častou náhradou za dosluhující průřezová měřidla (tj. clony, dýzy, apod.).

Obr. 2. Stanovení průtoku pomocí vírového průtokoměru ©Endress+Hauser

Video s vysvětlením principu vírového průtokoměru.

Výhodou je vysoká stabilita, lineární závislost frekvence/průtoku, malá tlaková ztráta a minimální požadavky na údržbu spojené s dlouhou životností. Obvyklou nevýhodou potom bývají dlouhé náběžné délky, nemožnost měření při malých rychlostech proudění (nedojde k vytvoření stabilních vírů) a vyšší cena pro velká potrubí.

Naše řešení – jedinečný Prowirl 200 generace C

Do portfolia Endress+Hauser přinášíme nejnovější generaci vírového průtokoměru Prowirl 200 (C), který se stává novým přírůstkem do rodiny 450.000 instalovaných přístrojů po celém světe. Naše průtokoměry využívají jedinečný kapacitní DSC senzor, který oproti piezoelektrickým senzorům nabízí vysokou odolnost proti mechanickým vlivům (např. vodní kladivo), ale také teplotním rázům a vibracím. Kvalitu každého vyrobeného kusu zajišťuje testování na akreditované kalibrační trati (ISO/IEC 17025). Ve spojení s Heartbeat Technology získáte prakticky bezúdržbový průtokoměr s velmi dlouhou životností.

Obr. 3: Vírový průtokoměr Prowirl 200 ©Endress+Hauser

Maximální bezpečnost a Heartbeat Technology

Průtokoměr je od počátku konstruován tak, aby plnil požadavky bezpečnosti v souladu se SIL 2 a SIL 3. Díky Heartbeat Technology probíhá v přístroji neustálá diagnostika jeho hlavních funkcí. Bez nutnosti přerušení provozu lze přístroj nejen diagnostikovat, ale také vygenerovat zprávu o výsledcích diagnostiky, kde je přehledně zobrazeno, zda jsou všechny hlavní parametry v pořádku.

Flexibilní instalace

Průtokoměr lze konfigurovat podle potřeb konkrétní aplikace, je možné vybrat z řady běžně používaných procesních připojení, k dispozici je velké množství výstupů pro komunikaci s nadřazeným systémem tak, aby bylo možné splnit všechny požadavky, se kterými se běžně setkáváme.

Obr. 4: Konfigurace ©Endress+Hauser

Snadný návrh optimálního řešení

Jak navrhnout vhodnou světlost průtokoměru? S výpočtem vám kdykoliv rádi pomůžeme. Stačí, abyste nám zaslali provozní parametry (průtok, tlak, teplota, médium) a najdeme optimální řešení pro vaše potrubí.

Obr. 5: Zvolit a navrhnout ©Endress+Hauser

Můžete také využít naše nástroje, které máte k dispozici zcela zdarma. Díky nástroji SizingFlow si velmi snadno spočítáte optimální světlost průtokoměru, sami si můžete porovnat různé varianty a rozhodnout se, které řešení preferovat z hlediska rozsahů, přesností, rychlostí proudění, ale také tlakové ztráty. To všechno získáte jako výsledek výpočtu v nástroji SizingFlow.

Objemový průtok tedy známe, ale co dál? Abychom byli schopni přesně určit množství energie v páře, musíme znát také teplotu a tlak v potrubí.

Na tyto parametry a jejich specifika se podíváme v následujícím článku.

  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: Stanovení průtoku pomocí diferenčního tlaku ©Endress+Hauser

Obr. 1: Stanovení průtoku pomocí diferenčního tlaku

Obr. 2. Stanovení průtoku pomocí vírového průtokoměru ©Endress+Hauser

Obr. 2. Stanovení průtoku pomocí vírového průtokoměru

Obr. 3: Vírový průtokoměr Prowirl 200 ©Endress+Hauser

Obr. 3: Vírový průtokoměr Prowirl 200

Video s vysvětlením principu.