Eingriffsfrei bestimmen Echtzeit-Bestimmung von Gasqualitätsparametern mit Ultraschall

Echtzeit-Qualitätsüberwachung des Gasnetzes

Bild: Flexim
10.11.2023

Herausforderung Energie – Die steigende Diversität der Erdgasquellen, einschließlich LNG und erneuerbarer Gase wie Biogas und Wasserstoff, stellt Netzbetreiber vor neue Aufgaben. Durch den Einsatz geeigneter Sensortechnologie können Parameter wie Kompressibilität, Molekulargewicht und Dichte gleichzeitig mit dem Durchfluss in Echtzeit gemessen werden. Dies ermöglicht eine präzise Erfassung des Normvolumenstroms in komplexen Umgebungen mit unterschiedlichen Gaszusammensetzungen.

Die Diversifizierung der Bezugsquellen für Erdgas, zum Beispiel durch den steigenden Anteil von LNG sowie durch die perspektivisch wachsende Einspeisung von erneuerbaren Gasen wie Biogas und Wasserstoff, stellt die Netzbetreiber vor große Herausforderungen. Unterschiedliche Gaszusammensetzungen bedeuten unterschiedliche Kompressibilitätsfaktoren und unterschiedliche Energiegehalte. Nur ein Bruchteil der Durchflussmessstellen ist vor Ort mit einem Gaschromatographen ausgerüstet, mit dem die Zusammensetzung des Gases genau analysiert werden kann. Mit dem „Dynamic Gas Master“ (DGM) der Gasdurchflussmesserserie Fluxus G bietet Flexim nun die Möglichkeit, Parameter wie Kompressibilität, Molekulargewicht und Dichte simultan zum Durchfluss in Echtzeit zu bestimmen und somit den korrekten Normvolumenstrom auszugeben.

Pionierarbeit in der Gasflussmessung

Vor fast zwei Jahrzehnten hat Flexim mit der erfolgreichen Übertragung der zunächst nur zur Durchflussmessung von Flüssigkeiten eingesetzten Clamp-on-Ultraschalltechnik auf Gase Pionierarbeit geleistet. Gasdurchflussmesser Fluxus G werden in großem Umfang zu Betriebsmessungen im europäischen Fernleitungsnetz eingesetzt. Die Analytikfunktion von DGM beruht auf der Messung der Schallgeschwindigkeit: Dieselben außen auf dem Rohr montierten Clamp-on-Sensoren, die über die Messung der Laufzeitdifferenz zur Bestimmung des Volumenstroms genutzt werden, erfassen simultan die Schallgeschwindigkeit des innen strömenden Mediums. Diese ist eine stoffspezifische Größe.

Auf der Basis von AGA 10 und GERG 2008 sowie der Auswertung der empirischen Daten aus mehreren tausenden von Messstellen hat Flexim den Dynamic Gas Master entwickelt, der Schallgeschwindigkeit, Druck und Temperatur mit Gasqualitätsparametern verknüpft. Versuchsreihen in unabhängigen Testlabors bestätigten die Leistungsfähigkeit und Genauigkeit des Dynamic Gas Masters, unter anderem bei der Durchflussmessung von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen. Der Dynamic Gas Master kann ohne Zusatzrohre an jeder Stelle im Leitungssystem eingesetzt werden und eignet sich damit optimal zur Qualitätsüberwachung des gesamten Netzes.

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