Prozessautomation & Messtechnik Nase vorn bei Abgasmessung

Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co.KG

Bild: Endress+Hauser
04.04.2014

Blende, Venturirohr oder Staudrucksonde? Wer auf der Suche nach dem passenden Mess­prinzip für die Ofen-Abgasmengenmessung ist, hat die Qual der Wahl. Dem Produktionsmanager des Kalkwerks Istein fiel die Entscheidung hingegen alles andere als schwer: Dank einer kostenlosen Software hat er in Sachen bestes Messprinzip die Nase vorn.

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Niemand kann Rudolf Eichin in der Druckmesstechnik etwas vormachen. Der erfahrene Engineering & Production Manager von HeidelbergCement im Kalkwerk Istein beschäftigt sich seit über 40 Jahren mit der Erfassung von Messwerten und hat als Anwender viele Neuentwicklungen von ​
Endress+​Hauser aufmerksam begleitet. Ob bei der Einführung der ersten keramischen Druckmesszellen Ende der 1980er Jahre oder als Testkunde für den neuen kompakten Differenzdrucktransmitter Deltabar M PMD55, Eichin war stets dabei, wenn es darum ging, neueste technologische Entwicklungen im rauen alltäglichen Einsatz der Produktion auf ihre Leistungsfähigkeit zu überprüfen.

Ein großes Anliegen war für ihn immer auch die Kostenoptimierung. Hier setzt Eichin auf eine gesamte Betrachtung aller Vorteile. Denn in der Praxis entscheiden nicht nur rein technische Innovationen der Druck- bzw. Differenzdruckmessung, sondern auch weitere Faktoren für die Senkung von Anschaffungs-, Planungs- oder Betriebskosten. Geringer Zeitaufwand bei der Auswahl und Auslegung der für die jeweilige Anwendung optimalen Messtechnik, sowie die Minimierung der Schnittstellen zwischen Kunde und Lieferant tragen ebenfalls zur Reduktion der Aufwendungen bei.

Oftmals steht der Anwender vor einer breiten Auswahl von technischen Alternativen, die sich preislich und technisch mehr oder weniger voneinander unterscheiden. Bei der optimalen Auslegung von Durchflussmessstellen hilft die kostenlose Software Applicator Sizing Flow, das beste passende Messprinzip sowie die genaue technische Beschaffenheit der Messstelle zu finden. „Früher funktionierte die Berechnung von Blenden oder Venturis zwar auch“, so der Engineering & Production Manager, „mit dem Applicator kann ich aber wesentlich schneller und einfacher vergleichen, optimieren, dokumentieren und somit die Grundlagen für eine Entscheidung treffen.“

Ein konkretes Beispiel aus dem Kalkwerk Istein: Für eine Ofen-Abgasmengenmessung mit Nennweite DN900 standen eine Blende, ein Venturirohr sowie eine Staudrucksonde zur Auswahl. Wegen der hohen Staubbelastung schied eine thermische Durchflussmessung aus. Mit dem Applicator konnte Rudolf Eichin einfach den Differenzdruck und somit die Messdynamik, den bleibenden Druckverlust und die Ein- und Auslaufstrecken der verschiedenen Wirkdruckverfahren gegenüberstellen und miteinander vergleichen.

Nachrechnen lohnt sich

In diesem Fall war ein Venturirohr bezüglich Messdynamik und Genauigkeit zwar die beste Lösung. Der Gewinner aber war letztendlich die Staudrucksonde mit einer integrierten Luftspüleinrichtung, weil der Differenzdruck bei minimalem Durchfluss ausreichend war (> 1 mbar) und Montageaufwand bzw. die Anschaffungskosten am niedrigsten waren. Aufgrund der hohen Fließgeschwindigkeit war eine Montage mit Gegenlager notwendig – auch hierauf wies der Applicator hin – und der bleibende Druckverlust lag selbst bei einem maximalem Durchfluss von 25.000 Nm3/h unterhalb von 1 mbar. „Nachrechnen lohnt sich“, weiß Rudolf Eichin, „und der Applicator hat schon vieles für uns erleichtert.“

Staudrucksonden weisen deutlich geringere Druckverlustwerte auf als Wirbeldurchflusszähler oder Blenden. Bereits wenige Millibar mehr Druckverlust können auf ein Jahr gesehen sehr viel Geld vernichten. Weitere Vorteile der Staudrucksonde liegen in ihrer sehr kurzen Ein- und Auslaufstrecke. Darüber hinaus ist sie ohne aufwändiges Auftrennen der Leitungen einbaubar. Egal, ob mit einer Schneidring- oder Flanschausführung, je nach Sondenprofil wird lediglich eine Bohrung von 18, 35 bzw. 47 mm notwendig. So fallen schon bei der Installation geringere Kosten an. Zusätzliches Einsparpotenzial ergibt sich durch die unkomplizierte Wartung: Für die Reinigung werden die Sonden einfach aus der Halterung gezogen. Mit speziellem Zubehör erfolgt dieser Vorgang sogar ohne Anlagenstillstand. Im Werk Istein wird die Staudrucksonde mit einer Luftspüleinrichtung automatisch periodisch gereinigt, sodass ein Ausbau nicht mehr notwendig ist.

Geringer Montageaufwand

Die Durchflussmessung mit Differenzdruck – ob mit Blende, ISA-Düse, Venturirohr oder Staudrucksonde – ist nach wie vor ein sehr häufig eingesetztes Messprinzip. Mit vormontierten und voreingestellten Kompaktmessstrecken wird die Messung als eine Einheit ausgeliefert. Dies verringert auf der Baustelle den Montageaufwand. Neben innovativer Technologie ist für Rudolf Eichin die Langlebigkeit der Transmitter in den harten Umgebungsbedingungen der Messstellen elementar. Im Bereich der Kompressoren verlässt er sich noch immer auf das Messsignal eines Cerabar PMC133 aus den 90er Jahre. „Der geht einfach nicht kaputt“, erklärt der routinierte Techniker.

Anfangs hat man sich im Kalkwerk Istein bei der Optimierung von Energieverbräuchen nur auf den Kalkofen konzentriert. Inzwischen wird auch das Druckluftnetz auf Leckagen überprüft. Durch die Installation geeigneter Messgeräte, in diesem Fall thermische Durchflussmessgeräte vom Typ T-mass, konnten Stoffströme genau bilanziert und somit Leckagen aufgespürt und beseitigen werden. Eichin: „Einsparungen sind im Druckluftnetz sicherlich immer realisierbar.“

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