GEWINNUNG & NUTZUNG
Für große Wassermengen in turbulenter Umgebung
Clamp-on-Ultraschallmessgeräte
Eine Gesamtlänge von rund 800 Kilometern umfasst das Fernwassernetz des überregionalen Trinkwasserversorgers Fernwasser Elbaue-Ostharz (FEO). Groß dimensionierte Rohrleitungen bis DN 1200 transportieren täglich rund 220 Millionen Liter Trinkwasser in den mitteldeutschen Raum. Eines der drei Wasserwerke im Verbund, das Wasserwerk Wienrode, ist an die Rappbodetalsperre des Talsperrenbetriebes Sachsen-Anhalt AöR angeschlossen. Aus diesem Wasserwerk werden nach Aufbereitung des Rohwassers rund 40 Prozent des in Sachsen-Anhalt benötigten Trinkwassers geliefert.
Teil der Infrastruktur des von der FEO betriebenen Wasserwerks Wienrode ist ein Umgehungsbauwerk inklusive Regelorganen (2x Ringkolbenventil DN 800) und den anschließenden Zuleitungen zum Wasserwerk. In dem Umgehungsbauwerk des Wasserwerkes sind zwei robuste Ultraschalldurchflussmesser vom Typ KATflow 150 installiert, um zwei getrennte Volumenströme zu regeln. Dabei handelt es sich um zwei DN 800 Stahlrohrleitungen als Umgehung einer Turbine der Avacon-Natur GmbH im Zufluss des Wasserwerks Wienrode.
Wesentlich für den Messerfolg beim Einsatz der Ultraschallmesstechnik ist, dass ausreichend Ein- und Auslaufstrecken zur Verfügung stehen, um ein achsensymmetrisches Strömungsprofil zu gewährleisten. Vor der Entscheidung für ein stationäres Gerät des Herstellers Katronic wurden von FEO drei Versuche mit minimalen und maximalen Prozessspitzen an verschiedenen Stellen durchgeführt, um eine optimale Position für die Messung zu finden. Ausschlaggebend für die Anschaffung der beiden Zwei-Kanal-Durchflussmessgeräte waren die erfolgreichen Tests im Vorfeld und die damit verbundene Aussicht, mit dem KATflow 150 große Wassermengen in turbulenter Umgebung zuverlässig messen zu können.
Die primäre Anforderung ,Wassermengeʼ kommt vom Wasserwerk der Talsperre für die Trinkwasserversorgung der Region. Diese Leitung ist rund um die Uhr in Betrieb. Eine typische Wassermenge, die vom Wasserwerk angefordert wird, beträgt circa 6000 m³/h. In den Umgehungsleitungen verteilt sich diese Wassermenge in der Regel zu gleichen Teilen auf beide Rohre mit 3000 m³/h. In Anspruch genommen werden die Umgehungen immer dann, wenn die Turbine ausfällt oder diese nicht in der Lage ist, den vom Wasserwerk geforderten Zufluss zu gewährleisten.
Beide KATflow 150 sind als Zwei-Kanal-Messgeräte mit je einem analogen 4 ... 20 mA Prozessausgang und einer Profibus PA-Schnittstelle ausgestattet. Die Steuerung erhält gleichzeitig vier Messwerte, die in Form einer Plausibilitätsprüfung, einer Art Qualitätskontrolle, verrechnet werden. Das wesentliche Kriterium ist die Redundanz der Signale. Bei Ausfall eines Signals wird auf das noch verfügbare Signal umgeschaltet. Fällt das Stromausgangssignal auf 0 mA, schaltet die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) auf einen Ersatzwert und deaktiviert die Regelung.
Obwohl sich die Einbausituation für Clamp-on-Durchflussmessgeräte aufgrund von Einbauten und Absperrklappen nicht als optimal darstellt, haben sich beide fest installierten Geräte in dieser Anwendung in nachträglich definierten Grenzen bewährt.
Die Volumenströme sind an beiden Messstellen turbulent und achsensymmetrisch verschoben. Der Stellbereich der Ringkolbenventile kann zwar vollständig genutzt werden, allerdings lässt sich der Durchfluss dann nicht mehr korrekt erfassen. Daher begrenzt die SPS softwareseitig den Durchfluss und den Öffnungsgrad dieser Regelorgane. Trotz der benannten Umstände ist die Messqualität ausreichend gut, um beide Leitungen über die zwei Ringkolbenventile ferngesteuert zu regeln. Mit diesen ergänzenden Maßnahmen ist die Messung, auch unter den strömungstechnisch anspruchsvollen Bedingungen, zu 98 Prozent nutzbar. Dank der Clamp-on-Technologie kann das KATflow 150-Messgerät im laufenden Prozess installiert werden. Die Konfiguration und Positionierung erfolgt über das Gerätemenü des Durchflussmessers, der intuitiv im laufenden Betrieb bedient werden kann.
Vorteile
Berührungslose und präzise Messung von außen
Keine Prozessunterbrechung oder Anlagenstillstand
Einfache und schnelle Installation ohne rohrspezifische Einschränkungen
Keine Leckagegefahr und Druckverluste
Signifikante Kosteneinsparungen
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