Seriál o měření páry II: měření průtoku jako základní veličiny pro zjištění množství energie

V prvním dílu seriálu o měření páry 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 samozřejmě mají své klady a zápory v závislosti na konkrétní instalaci:

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

Stanovení průtoku pomocí diference tlaku

Jedná se 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 také pravdou, že se jedná o poměrně choulostivé měření s vyššími nároky na údržbu a často také s horší přesností.

Obr. 1. Stanovení průtoku pomocí diferenčního tlaku

Jako primární element je možné použít různě řešené clony, dýzy nebo Pitotovy trubice ve spojení s kondenzační nádobou, impulsním potrubím a diferenčním tlakoměrem. Měření je založeno na tom, že rozdíl tlaku před a za primárním elementem 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.).

Obr. 2. Stanovení průtoku pomocí vírového průtokoměru

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

 Jedinečný Prowirl 200 generace C

Portfolium společnosti Endress+Hauser bylo obohaceno o nejnovější generaci vírového průtokoměru Prowirl 200 (C). Celkem bylo již po celém světě instalováno 450.000 instalovaných 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.

Obr. 3. Vírový průtokoměr Prowirl 200

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 uživatelé prakticky 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 přístroj nejen 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 běžně setkáváme.

 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 také nástroje společnosti Endresss+Hauser, které mohou zákazníci bezplatně použít. Díky nástroji SizingFlow si mohou zákazníci 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 tedy známe, 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)