Aktuální vydání

celé číslo

01

2024

Automatizace skladování, logistiky a manipulace s materiálem

Programovatelné automaty, průmyslové počítače, jednotky I/O, bezpečnostní systémy

celé číslo

Měření průtoku jako základní veličiny pro zjištění množství energie v páře

V prvním dílu seriálu o měření páry (Automa 1/2023, str. 30) bylo pomocí zjednodušené teorie a testovacího zařízení ALICE popsáno, co se děje v parním potrubí, jaké vlastnosti může mít pára uvnitř a jaký to má vliv na technologii i obchodní vztahy mezi výrobcem páry a odběratelem.

Aby bylo možné stanovit množství tepla v páře, je především nutné vědět, kolik páry v potrubí proudí. Průtokoměr je základní měřidlo pro určení množství proteklé páry. V praxi se používají dva fyzikální principy měření objemového průtoku. Oba principy dávají uspokojivé výsledky, ale mají své klady a zápory v závislosti na konkrétní instalaci:

  • stanovení průtoku pomocí diference tlaku s použitím primárního prvku (clona, dýza nebo Pitotova trubice),
  • stanovení průtoku pomocí vírového průtokoměru.

 

Stanovení průtoku pomocí diference tlaku

Jde o hojně využívané řešení především z historických důvodů, které se osvědčuje vzhledem k cenově příznivé instalaci pro větší potrubí a zkušenostem provozovatelů, resp. techniků. Je ale rovněž pravda, že jde o poměrně choulostivé měření s vyššími požadavky na údržbu a často také s horší přesností.

Jako primární prvek je možné použít různě řešené clony, dýzy nebo Pitotovy trubice ve spojení s kondenzační nádobou, impulzním potrubím a diferenčním tlakoměrem. Měření je založeno na tom, že rozdíl tlaku před a za primárním prvkem je úměrný objemovému průtoku.

 

Stanovení průtoku pomocí vírového průtokoměru

Druhou hojně využívanou metodou měření průtoku je použití vírového průtokoměru, který měří frekvenci vírů vytvářených při obtékání tělesa vloženého do proudícího média. Vírové průtokoměry se podařilo vyvinout na takovou technickou úroveň, že značně ubylo funk­čních omezení, a tato měřidla jsou nyní oblíbená především pro páru, nevodivé kapaliny a plyny. V současnosti často nahrazují dosluhující průřezová měřidla (clony, dýzy apod.).

Výhodou je značná stabilita, lineární závislost frekvence na průtoku, malá tlaková ztráta a minimální požadavky na údržbu spojené s dlouhou životností. Obvyklou nevýhodou bývají velké náběžné délky, nemožnost měření při malých rychlostech proudění (nedojde k vytvoření stabilních vírů) a vyšší cena pro velká potrubí.

Jedinečný Prowirl 200 generace C

Sortiment společnosti Endress+Hauser byl obohacen o nejnovější generaci vírového průtokoměru Prowirl 200 (C). Celkem bylo již po celém světě instalováno 450 000 vírových průtokoměrů Endress+Hauser. Tyto průtokoměry využívají jedinečný kapacitní senzor DSC, který je oproti piezoelektrickým senzorům odolnější proti mechanickým vlivům (např. vodní kladivo), ale také teplotním rázům a vibracím. Kvalitu každého vyrobeného kusu zajišťuje testování na akreditované kalibrační trati (ISO/IEC 17025). Pro diagnostiku, ověřování a monitorování technického stavu průtokoměru mohou uživatelé použít soubor metod Heartbeat Technology. Díky tomu získají v podstatě bezúdržbový průtokoměr s velmi dlouhou životností.

 

Maximální bezpečnost a Heartbeat Technology

Průtokoměr je od počátku konstruován tak, aby plnil požadavky bezpečnosti v souladu se SIL 2 a SIL 3. Díky Heartbeat Technology probíhá v přístroji neustálá diagnostika jeho hlavních funkcí. Bez nutného přerušení provozu lze nejen přístroj diagnostikovat, ale také vygenerovat zprávu o výsledcích diagnostiky, kde je přehledně zobrazeno, zda jsou všechny hlavní parametry v pořádku.

 

Flexibilní instalace

Průtokoměr lze konfigurovat podle potřeb konkrétního měření. Je možné vybrat z několika běžně používaných procesních připojení, k dispozici je velké množství výstupů pro komunikaci s nadřazeným systémem tak, aby bylo možné splnit všechny požadavky, se kterými se uživatel běžně setkává.

 

Snadný návrh optimálního řešení

Jak navrhnout vhodnou světlost průtokoměru? Odborníci společnosti Endress+Hauser s výpočtem rádi pomohou. Stačí, když jim zákazník pošle provozní parametry (průtok, tlak, teplota, médium) a odborníci najdou optimální řešení pro dané potrubí.

K návrhu jsou k dispozici též nástroje společnosti En­dresss+Hauser, které mohou zákazníci bezplatně použít. Díky nástroji SizingFlow si mohou velmi snadno spočítat optimální světlost průtokoměru, porovnat různé varianty a rozhodnout se, které řešení preferovat z hlediska rozsahů, přesností, rychlostí proudění, ale také tlakové ztráty. To všechno vyjde jako výsledek výpočtu v nástroji SizingFlow.

Objemový průtok je tedy znám, ale co dál? Aby bylo možné přesně určit množství energie v páře, je nutné znát také teplotu a tlak v potrubí. Zjišťování těchto parametrů bude tématem následujícího článku seriá­lu o měření páry.

(Endress+Hauser)

 

Obr. 1. Stanovení průtoku pomocí diferenčního tlaku

Obr. 2. Vírový průtokoměr Prowirl v provozu

Obr. 3. Vírový průtokoměr Prowirl 200