Anlagenbau & Prozesstechnik

Messen ohne Druckverlust

Inline-Ultraschall-Durchflussmessystem für Prozessgase

26.03.2020 - Der Prosonic Flow G 300/500 ist hochgenau, robust und wartungsfrei. Mit der erweiterten Gasanalyse bietet er außerdem Funktionen zur Inhaltsanalyse von Gasgemischen.

Sowohl als reiner Energieträger als auch zur Prozessoptimierung kommt Gasen in allen Industrien eine immer größere Bedeutung zu. Vom Erdgas über Prozessgas, reine Gase oder Gasgemische bis hin zum Offshore- oder Onshore-Bereich ist das neue Durchflussmessgerät von Endress+Hauser prädestiniert für anspruchsvolle Anwendungen.

Das Anwendungsspektrum ist vielfältig: Verbrauchsmessungen von Brennern, Messung von Abgasen und Rauchgasen, Frischluft- oder Zufuhr von technischen Gasen, Kontrollmessungen von abrechnungsrelevanten Messtellen oder einfach als Ersatz von wartungsintensiven mechanischen Zählern in der Brenngasmessung. Das Gerät vereint praxisbewährte Ultraschall-Durchflussmesstechnik und jahrzehntelange Erfahrung in der Prozessmesstechnik. Dank seiner optional erhältlichen integrierten Druck- und Temperaturmessung sowie des vorhandenen Gasanalysepaketes bietet er auf eine kompakte Weise hochgenaue Durchflusswerte und viele weitere Informationen über die Gaseigenschaften.

Neues Sensor-Design erweitert ­Einsatzbereich

Die Herausforderungen in modernen Industrieprozessen werden für die Prozessmesstechnik immer größer. Höchste Genauigkeit und Sicherheit, hohe Prozesstemperaturen und Prozessdrücke, hohe Langzeitstabilität und eine einfache Installation sowie Inbetriebnahme und eine nahtlose Systemintegration sind nur einige der Eigenschaften, die von Anwendern gefordert werden und die das neue Ultraschall-Durchflussmessgerät erfüllt.
Im Vergleich zu anderen Gasmesssystemen misst es in den Nennweiten DN25… DN300 ohne Druckverlust, außerdem liefert es unter allen Applikationsbedingungen Messwerte mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit. Feuchtes Gas, geringer Prozessdruck, kleine Fließgeschwindigkeiten sowie schnell wechselnde Prozessbedingungen meistert es ohne Probleme. Als Komplettmessstelle entfällt die zusätzliche externe Instrumentierung von Druck- und Temperatursensoren und die Installation eines Durchflussrechners. Somit reduziert sich der Installationsaufwand auf ein Minimum.

Der Prosonic Flow G 300/500 zeichnet sich durch sehr hohe Robustheit aus. Das Mess­rohr besteht aus rostfreiem Stahl (1.4404 (316, 316L)), die Ultraschallwandler aus Titan Grade 2. Diese Kombination entspricht den strengen Anforderungen von NACE MR0175/MR0103. Das Messsystem weist somit eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf und eignet sich ideal für Anwendungen in der Öl-, Gas- oder chemischen Industrie.

Das Messystem kann bei einem Prozessdruck von bis zu 100 bar und einer Prozess­temperatur bis zu 150 °C eingesetzt werden. Zusätzliche Sicherheit bietet eine fest eingebaute Berstscheibe. Sie verhindert, dass im Falle einer Undichtigkeit bei der Durchführung zur Auswerteelektronik Gas ins Umformergehäuse eindringen kann. Somit ist ein unkontrolliertes Bersten ausgeschlossen. Da die Gehäuseoberfläche des Messaufnehmers ebenfalls aus korrosionsbeständigem rostfreiem Stahl besteht, eignet sich Prosonic Flow G auch für raue Umgebungsbedingungen im Offshore- und Onshore-Bereich.
Hohe Präzision bietet es zudem bei der Messung von feuchten oder nassen Gasen. Das innovative Sensorkonzept verfügt über ein spezielles Drainagesystem, welches Kondensat im Bereich des Wandlerstutzens sofort um die Wandleroberfläche leitet. Somit hat Kondensat keine Auswirkungen auf die Signalstärke des Ultraschallsignals. Die Messung bleibt somit unbeeinträchtigt und die Messwerte bleiben auch bei nassen Gasen sehr genau.

Modernste Umformer-Elektroniken ­ergänzen das Konzept

Der Prosonic Flow G ist mit den Messumformer-Elektroniken Proline 300 als kompakte Ausführung und Proline 500 als getrennte Ausführung kombinierbar. Sie verfügen mit bis zu vier Schnittstellen zur Ein- bzw. Ausgabe der Messwerte. Auch bei der Messleistung und Genauigkeit von bis zu ±0,5 % v. Mw. machen die Proline Messumformer keine Kompromisse.

Die digitale Signalverarbeitung beginnt bereits im intelligenten Messaufnehmer und stellt die Grundlage für eine echte multivariable Messung dar. Das bedeutet, dass mehrere für die Prozesskontrolle wichtige Messgrößen wie Fließgeschwindigkeit, Schallgeschwindigkeit, Druck oder Temperatur gleichzeitig erfasst und an ein Prozessleitsystem weitergegeben werden können. Ein vollständiger Zugriff auf alle Messdaten, einschließlich der durch Heart­beat Technology gewonnenen Diagnosedaten, ist jederzeit möglich – dank digitaler Datenübertragung mittels Hart, Modbus RS485, via WLAN oder über die frei kombinierbaren Ein- und Ausgänge.

Umfassende Prozess- und Qualitätsüberwachung dank integrierter Gasanalyse

Prosonic Flow G 300/500 ist auch mit dem Funktionspaket „Erweiterte Gasanalyse“ lieferbar. In Kombination mit der optional verfügbaren integrierten Druck- und Temperaturmessung ermöglicht dies eine einfache Umrechnung in Masse oder Normvolumen. In Kombination mit der gemessenen Schallgeschwindigkeit wird zudem die Ausgabe von wichtigen Gasinformationen möglich.

Mit dieser Funktion können bei Bedarf weitere Parameter und Prozessgrößen berechnet werden. Beispiele dafür sind Volumenfluss, Normvolumenfluss, Massefluss, Energiefluss, Brennwert, Wobbe-Index, Molmasse, Methan­gehalt (%), Dichte oder Viskosität. Hierzu stehen 13 bereits in der Elektronik hinterlegte Gase zur Auswahl. Für die Definition eines Gasgemisches ist es möglich, sogar bis zu 20 verschiedene Komponenten zu kombinieren. Somit können Mischgase punktgenau zusammengestellt werden. Bei Erdgasanwendungen basieren die Berechnungen auf verschiedenen Standards, wie z. B. AGA NX-19, AGA8, AGA5 oder SGERG-88. Die integrierte Gasanalyse ermöglicht es, optimale Qualität und Sicherheit im Prozess zu gewährleisten.

Prozesssicherheit rund um die Uhr

Prosonic Flow G wurde nach strengsten Qualitätsanforderungen gemäß SIL-Norm IEC 61508 entwickelt. Dadurch ist sogar der Einsatz in sicherheitsgerichteten SIL-Applikationen möglich. Das ist bei Inline-Ultraschallgaszählern einzigartig. Auftretende Geräte- oder Prozessfehler werden gemäß Namur NE 107 eindeutig kategorisiert und sofort angezeigt. Dies ermöglicht schnelle und gezielte Gegenmaßnahmen.

Ein weiteres Highlight ist die Heart­beat Technology. Diese in alle Proline Messgeräte integrierte Prüffunktion ermöglicht eine permanente Selbstdiagnose bei hohem Diagnose-Deckungsgrad (> 95 %) sowie eine TÜV-geprüfte, metrologisch rückführbare Geräteverifikation ohne Unterbrechung des Prozesses. All das reduziert Komplexität und Risiken in einer Anlage, was wiederum deren Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit erhöht.

Direkter Datenzugriff im Feld

Die Proline 300/500 Messumformer verfügen standardmäßig über einen Webserver. Mithilfe eines Standard-Ethernet-­Kabels und eines Laptops – oder drahtlos via WLAN haben Anwender einen direkten Zugriff auf alle Diagnose-, Konfigurations- und Gerätedaten ohne zusätzliche Soft- oder Hardware. Dies ermöglicht eine einfache und intuitive Inbetriebnahme sowie zeitsparende Wartungs- und Service­arbeiten.

Das Datenspeicherkonzept HistoROM gewährleistet höchste Datensicherheit vor, während und nach einem Servicefall. Alle Kalibrierdaten und Geräteparameter sind sicher auf dem HistoROM-Datenspeicher abgelegt und werden nach Wartungsarbeiten automatisch neu geladen. Dieses Konzept ermöglicht eine sichere und schnelle Instandsetzung. Fehler durch Inkompatibilitäten der Treiber oder Firmware mit Ersatzteilen, die die Wiederinbetriebnahme gestern noch verzögerten, sind heute ausgeschlossen.

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