Anlagenbau & Prozesstechnik

Gas-Durchflussmessung – richtig und einfach

Endress+Hauser stellt komplettes, innovatives Messgeräteportfolio für jeden Einsatzbereich vor

16.08.2022 - Verschiedene Messverfahren stehen für die Gas-Durchflussmessung zur Verfügung – aber wann nimmt man welche? Der Artikel zeigt die Anwendungsmöglichkeiten auf.

Hochgenaue Abrechnung, besonders leichte Gase wie Wasserstoff oder He­lium, geringe Drücke, niedrige Fließgeschwindigkeiten sowie feuchte Gase stellen häufig große Herausforderungen für die erzielbare Messperformance und für einen großen Dynamikbereich der Gasmessgeräte dar.

Verschiedene Messverfahren wie die thermische Gas-Durchflussmessung, die Ultraschall-Durchflussmessung, die Coriolis-Masse-Durchflussmessung oder die Vortex-Durchflussmessung bzw. Wirbel-Durchflussmessung stehen als Methoden zur Verfügung. Dieser Artikel gibt einen Überblick über Technologien zur Optimierung von Anlagen und zeigt vielfältige Möglichkeiten zur Erweiterung des Messbetriebes auf.

Bidirektionale thermische Masse-Durchflussmessung für Gas

Thermische Gasdurchflussmessgeräte werden heute maßgeblich zur Messung von trockenen und sauberen Gasen wie Druckluft, Stickstoff, Sauerstoff, Argon oder Mischgasen mit bekannter Zusammensetzung eingesetzt. Durch den vollen Durchgang ist die Messung nahezu druckverlustfrei. Außerdem haben thermische Durchflussmessgeräte eine besonders hohe Sensibilität für geringste Strömungen. Hiermit ist auch die Leckage-Detektion in Rohrleitungssystemen einfach umsetzbar.

Das neue thermische Gasdurchflussmessgerät T-mass 300/500 kann jetzt erstmals auch für die bidirektionale Durchflussmessung eingesetzt werden. Hierzu wurde ein neuer Messfühler  entwickelt, der eine exakte Messung von Strömungen in beide Richtungen ermöglicht. Zudem bietet das neue Gerät eine Feuchtedetektion. Diese macht es möglich, Kondensat am Messfühler, das die Messperformance ungünstig beeinflussen könnte, frühzeitig zu erkennen.

Das Gerät ist nach IEC 61508 entwickelt und TÜV-zertifiziert für den Einsatz in SIL2/3 Sicherheitseinrichtungen. Kalibriert werden die Geräte ab Werk auf akkreditierten Luft-Kalibrieranlagen und bieten damit eine Genauigkeit von ±1 % vom Messwert. Der große Einsatzbereich von DN15 bis DN1500 ermöglicht den Einsatz als Flanschgerät in Rohrleitungen oder als Einsteckversion in Lüftungskanälen. Gerade in Druckluftmessungen kann zum Nachweis der Performance mit integrierter HeartbeatTechnology eine einfache Geräteprüfung (Verifikation) ohne Ausbau durchgeführt werden. Die erfolgreiche Geräteprüfung wird durch ein detailliertes Prüfprotokoll mit allen relevanten Soll- und Ist-Werten bestätigt.

 

Ultraschall SIL-Gas-Durchflussmessung entwickelt nach IEC 61508

Die Ultraschall-Durchflussmessung wird bevorzugt für Erdgas oder Biogas, darüber hinaus aber auch für viele weitere Prozessgase eingesetzt. Das neue Ultraschall-Gas-Durchflussmessgerät Prosonic Flow G 300/500 ermöglicht eine druckverlustfreie, exakte Gasmengenmessung auch bei schwierigen Prozessbedingungen wie nassen Gasen, geringsten Strömungsgeschwindigkeiten oder kleinsten Prozessdrücken.

Gerade bei der Messung von Biogas treten alle genannten Herausforderungen zusammen auf. Durch ein optional verfügbares Gasanalysepaket und die integrierte Druck- und Temperaturmessung stehen dem Betreiber zusätzlich Gasanalysewerte wie z.B. Masse-, Normvolumen- oder Energiefluss sowie die Erfassung des Methangehalts zur Verfügung. Prosonic Flow G 300/500 ist das erste nach SIL2/3 entwickelte und TÜV-zertifizierte Inline-Ultraschall-Gas-­Durchflussmessgerät und ermöglicht in Kombination mit integrierter HeartbeatTechnology auch beim Einsatz in Sicherheitseinrichtungen eine einfache Geräteprüfung ohne Ausbau.

Coriolis-Gasmassemessung eichfähig und vor Ort verifizier- und kalibrierbar

Promass Coriolis-Massedurchfluss­messung hat sich über viele Jahrzehnte auch in der Gas-Durchflussmessung etabliert. Die Geräte werden häufig in Prozessgasmessungen oder in eichamtlichen Anwendungen eingesetzt. Die direkte Massemessung ohne Druck- und Temperaturkompensation liefert bei ausreichendem Prozessdruck hochgenaue und von Prozesseinflüssen unabhängige Messergebnisse. Promass überzeugt durch einfache Installation ohne Ein- und Auslaufstrecken, einen breiten Einsatzbereich sowie Wartungsfreiheit. Typische Anwendungen sind u. a. Sauerstoff, Helium, Ethylen, kryogene Gase, Wasserstoff oder auch komprimiertes Erdgas (CNG).

Durch einen langjährigen Verifizierungsprozess in Abstimmung mit den Eichbehörden wurde die Wasserkalibrierung auch für Gasgeräte anerkannt. Damit stehen für die Gas-Durchflussmessungen höchste Referenzgenauigkeiten auf akkreditierten Kalibrieranlagen mit einer Messunsicherheit von < 0,0015 % v. M. zur Verfügung. Somit ist auch eine Vor-Ort-Kalibrierung von Coriolis-Gas-Durchflussmessgeräten mit einer hohen Referenzgenauigkeit einfach machbar. Das spart Zeit und reduziert die Kosten.

it HeartbeatTechnology ermöglichen die Geräte auch beim Einsatz in SIL-Sicherheitseinrichtungen eine Geräteprüfung ohne Ausbau sowie die exakte Detektion des Gesundheitszustands des Messsystems. Einflüsse wie Korrosion oder Belagsbildung können damit auch bei sehr kritischen Gas-Messungen sicher erkannt werden.

Vortex Gas-Durchflussmessung mit großem Einsatzbereich

Das Vortex Volumen-Durchflussmessgerät Prowirl F 200 mit inte­griertem Gasrechner ermöglicht die kostengünstige und gleichzeitig sehr robuste Messung von allen Prozessgasen. Durch den optionalen Zweifach-Reducer zur Reduzierung der Nennweite und der Einlauflängenkompensation ist das Gerät auch für einen großen Dynamikbereich sowie für verkürzte Einlauflängen geeignet. Die optionale Druck- und Temperaturkompensation mit integriertem Gasrechner ermöglicht auch die Masse-, Normvolumen- oder Energiedurchflussmessung. Aufgrund seiner vielfältigen erhältlichen Materialien und der speziellen Reinigungsoptionen kann Prowirl auch in Wasserstoff oder Sauerstoff eingesetzt werden. Mit seiner SIL2/3 TÜV-Zertifizierung ermöglicht das Gerät als Dualsens-Ausführung auch die Darstellung einer SIL3- oder SIL4-Messstelle. Die Sensortechnologie von Prowirl ermöglicht die Kalibrierung der Geräte auf Wasserkalibrieranlagen auch für den Einsatz in Gasmessstellen. In Kombination mit integrierter HeartbeatTechnology ist auch eine einfache Geräteverifikation und-kalibrierung vor Ort möglich.

Messstellenbetreuung leicht gemacht

Neben den genannten Innovationen der einzelnen Technologien hält das geräteübergreifende Proline-Gerätekonzept viele weitere Leistungsmerkmale bereit, um den Messstellenbetrieb in der Gasdurchflussmessung noch einfacher zu machen.
Die einheitlichen Elektroniken enthalten einen integrierten Web-Server und WLAN, um die Geräte einfach und drahtlos mit jedem Browser-fähigen Tablet oder Smartphone zu bedienen. Das Datenspeicherkonzept speichert alle Gerätedaten unverlierbar im Speicherbaustein HistoROM und ermöglicht den einfachen Ersatzteil-Komponententausch ohne Neuparametrierung. Das integrierte SIL-Gerätekonzept unterstützt im kompletten Lebenszyklus von Gasdurchfluss-SIL-Sicherheitseinrichtungen und hilft, systematische Fehler entlang des Lebenszyklus, wie z.B. eine falsche Auslegung oder eine Fehlbedienung zu vermeiden. Darüber hinaus ermöglicht ­HeartbeatTechnology eine automatisierte wiederkehrende Prüfung nach SIL und erkennt frühzeitig Schädigungen im Sensor, z.B. durch Korrosion.

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