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Verfahrenstechnik 12/2019

Verfahrenstechnik 12/2019

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN I TITEL Technologiesprünge Radarsensoren in der Abwasseraufbereitung eines Duroplastharz-Herstellers Kühlwasserkonditionierung, Abwasseraufbereitung oder die Bereitstellung von Dampf gehören zu den scheinbar unwichtigen Prozessen vieler Anlagen. Dabei tragen sie entscheidend dazu bei, dass die Hauptprozesse reibungslos funktionieren. Die Abwasseraufbereitungsanlage eines Herstellers von Duroplastharzen arbeitet störungsfrei bei Wind und Wetter sowie bei Schaum und Kondensation, weil sie von alten und neuen Radarsensoren überwacht wird. W er erinnert sich noch an das formschöne, schwarze Telefon mit Wählscheibe, dessen Telefonhörer so schwer war, dass der Arm beim Abheben erst einmal nach unten sackte? Der Werkstoff Bakelite war Anfang des 20. Jahrhunderts ein Hit, er war hitze- und chemisch beständig, unlöslich, kostengünstig herzustellen und leitete keinen elektrischen Strom. Mittlerweile hat sich das Einsatzgebiet längst verändert und Bakelite ist nur noch ein Produkt unter vielen der Hexion Inc., einem Anbieter von Duroplastharzen. Hexion-Produkte sind in allen Bereichen zu finden, von Autos und Lastwagen über Windkraftanlagen bis hin zu Elektronikgeräten, Flugzeugen und Gebäuden. Mit einer breiten Palette von Duroplast-Technologien und Spezialprodukten verfügt das Unternehmen, das seinen Hauptsitz in Columbus (Ohio, USA) hat, über 60 Anlagen. Einer der Standorte befindet sich in Sully, South Glamorgan in Wales. Die Firma Vega ist langjähriger Lieferant und Partner von Hexion und seinen Vorgängern an diesem Standort sowie anderen Unternehmen in der Hexion-Gruppe. Seit Jahrzehnten werden überall am gesamten Standort in Sully in Südwales Füllstand- und Druckmessgeräte von Vega eingesetzt. Überlauf sicher verhindern Ein Bereich, in dem die Prozesssteuerung sowohl anspruchsvoll als auch sehr wichtig ist, ist die Abwasseraufbereitungsanlage. Hier arbeiten „Alt-Füllstandsensoren“ sowie Geräte der neuesten Generation nebeneinander – vom Hauptabwasserbecken bis zu den Lagerbehältern für fertig behandelte Produkte. Die Anlage verarbeitet eine Reihe Autor: Jürgen Skowaisa, Produktmanagement Radar, Vega Grieshaber KG, Schiltach 28 VERFAHRENSTECHNIK 12/2019

TITEL I MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN 01 Eine sorgfältige und zuverlässige Überwachung mit entsprechenden Sensoren ist essenziell für den sicheren Betrieb einer Abwasseraufbereitungsanlage 03 02 Der Vegapuls WL 61 wurde auch auf dem Endabwassertank der Nachbehandlung installiert 03 Der neue Radarsensor Vegapuls C 21 mit festem Kabelanschluss (IP68) liefert sichere Messwerte, selbst bei Überflutung 01 02 von Nebenerzeugnissen aus der Phenolharzherstellung, wie z. B. Formaldehyd und Phenol, die in geringen Mengen ins Abwasser gelangen. Eine sorgfältige und zuverlässige Überwachung und Steuerung ist erforderlich, um sicherzustellen, dass ein Überlauf verhindert wird, bevor die Substanzen in die Primär- und Sekundärbehandlung eingeleitet werden. Bereits 1999, also vor 20 Jahren, setzte das Unternehmen auf die Füllstandmessung von Vega in Abwasserbecken. Damals sollte ein Ultraschall-Füllstandsensor ersetzt werden, der aufgrund von Oberflächenschaum regelmäßig sein Füllstandsignal verlor. Selbst nachdem der Ultraschall-Lieferant empfohlen hatte, ein Standrohr zu installieren, um im Rohr eine schaumfreie Oberfläche zu erreichen, konnte die Zuverlässigkeit nicht verbessert werden. Damals wurde ein neues Gerät empfohlen und geliefert: ein kostengünstiger Radarsensor (loop-powered), ein Vegapuls 41, der das Problem löste und seitdem zuverlässig im Einsatz ist. Klein, kompakt und robust Bewährte und moderne Technik Vor Kurzem wurde eine zweite, unabhängige Messung am gleichen Sumpf für eine separate Pumpenüberwachungs- und Steuerungsanwendung benötigt. Hexion wandte sich erneut an den derzeitigen Vega-Vertriebsingenieur, um eine Lösung zu finden. Ähnlich wie vor 20 Jahren wurde wieder ein kostengünstiger Radarsensor der neuesten Generation (loop-powered) vorgeschlagen: der Vegapuls WL S 61, der über einen Messbereich von 8 m verfügt und auch bei regelmäßiger Schaumbildung gut arbeitet. An einer Halterung installiert, steuert das Gerät Pumpen und fungiert auch als Backup für eine redundante Messung des Lagunenfüllstands. Vega hat sein Portfolio an Radarsensoren um eine neue kompakte Geräteserie erweitert. In die Entwicklung der neuen Sensorgeneration flossen 20 Jahre Erfahrung in der Radartechnologie ein. Das Ergebnis: Der Anwender erhält einen kompakten Radarsensor auf 80-GHz-Basis, der sich auch für preissensiblere Anwendungen eignet, wie sie in der Wasser- und Abwasserindustrie oder in Hilfskreisläufen in der Prozessautomatisierung vorkommen. Die Geräte lassen sich einfach montieren und u. a. über Bluetooth sowie der Vega Tools-App schnell in Betrieb nehmen. Dank der Robustheit des Sensors und der unkomplizierten Bedienung stellt die neue Vegapuls-Radargerätereihe eine echte Alternative zu der bis heute noch häufig eingesetzten Ultraschall-Messtechnik in der Wasser- und Abwasserbranche dar. Der „große Bruder“ dieses Wasserradars, der Vegapuls WL 61, mit Flanschmontierung, wurde zudem auf dem Endabwassertank der Nachbehandlung installiert, wo das Prozesswasser entweder recycelt oder einer örtlichen kommunalen Wasseraufbereitungsanlage zugeführt wird. Die Bedingungen in diesem Tank sind weitgehend günstig, jedoch kann im Inneren starke Kondensation auftreten. „Diese Radartechnologie arbeitet für uns in diesem Bereich der Anlage absolut sicher und zuverlässig. Es ist wirklich wichtig, exakte Füllstandmesswerte in diesem kritischen Teil der Anlage zu erhalten. Ein Überlaufen oder mangelhafte Kontrolle wären für die lokale Umgebung und das Unternehmen sehr kostspielig“, kommentiert Jeffrey Evans, E, C & I- Ingenieur bei Hexion, die Messsituation. „Wenn wir hier Probleme haben, kann es passieren, dass die gesamte Anlage abschaltet. Zuverlässige Messwerte sind für den störungsfreien Betrieb der Anlage unabdingbar. Daher ist die Zuverlässigkeit bei Wind und Wetter sowie bei Schaum oder Kondensation am Sensor äußerst wichtig, damit keine Störungen in der Messung auftreten.“ Unveränderte Anforderungen Die Anforderungen an die Messtechnik haben sich in den vergangenen 20 Jahren nicht verändert – Zuverlässigkeit, Genauigkeit, Langlebigkeit und Einfachheit bei der Messung sind Werte, die nach wie vor zählen. In einigen Aspekten hat sich die heutige Messgeräte-Generation sehr wohl gewandelt. Radar-Füllstandsensoren sind zum einen deutlich preiswerter geworden, zum anderen aber gibt es einen deutlichen Technologiesprung. Nicht nur die Genauigkeit der Messung hat zugenommen, sondern auch die Einfachheit in der Anwendung. Mit der Einführung von Bluetooth ist es heute ganz einfach, die Sensoren über mobile Endgeräte zu parametrieren, in Betrieb zu nehmen und Betriebswerte auszulesen. Fotos: Vega www.vega.com VERFAHRENSTECHNIK 12/2019 29

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Verfahrenstechnik Handbuch Prozesstechnologie 2019