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Verfahrenstechnik 5/2019

Verfahrenstechnik 5/2019

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Volle Versorgungssicherheit Durchflussmessungen mit eingriffsfreier Clamp-on-Ultraschalltechnik Wasser ist ein wichtiger Rohstoff für die chemische Industrie, der in großen Mengen als Fertigungsmittel und als Energieträger benötigt wird. Am Chempark-Standort Dormagen messen Clamp-on-Ultraschall systeme den Durchfluss von Wasser über den gesamten Zyklus, von der Gewinnung über die Aufbereitung und den Gebrauch bis zum Abwasser. Für den Menschen ist Wasser so lebensnotwendig wie die Luft zum Atmen. Nicht anders verhält es sich mit der chemischen Industrie: Eine stabile Versorgung mit Wasser in einer hohen und kontrollierten Qualität ist eine entscheidende Voraussetzung für die Herstellung von Chemikalien, Dampf und Strom. Als Chempark-Betreiber versorgt Currenta alle ansässigen Firmen zentral mit Trinkwasser und Wasser in verschiedenen Qualitäten. Das Wasser wird überwiegend in eigenen Anlagen gewonnen, teilweise am Markt beschafft, gegebenenfalls aufbereitet und über ein umfassendes Rohrleitungsnetzwerk verteilt. Pro Jahr produziert Currenta rund 760 Mio. m³ Wasser. Der größte Anteil davon entfällt auf Betriebswasser (390 Mio. m³) für die Durchlaufkühlung in der Produktion der Betriebe sowie auf Kreislaufwasser (300 Mio. m³) zur Temperierung zahlreicher hitzeintensiver Prozesse. Nur ein kleinerer Anteil entfällt auf VE- (28 Mio. m³) und Trinkwasser (12 Mio. m³). Auch wenn die Chempark-Standorte am Niederrhein über ausreichende Wasservorräte verfügen, ist die sparsame Nutzung von Wasser allein schon aus energetischen Gründen geboten. Um Drücke und Durchflüsse auf das jeweils gewünschte Niveau zu 02 Vom Kühlturm haben Günter Schellen, Currenta-Wasserversorgung, und Heinrich Brucks, Flexim einen guten Blick auf Betriebe und Anlagen, in denen in den vergangenen 15 Jahren Clamp-on-Ultraschall-Durchflussmesser Fluxus installiert wurden Autor: Jörg Sacher, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Flexim GmbH, Berlin 30 VERFAHRENSTECHNIK 5/2019

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN 01 In Sensoranbringungsvorrichtungen Variofix montierte Clamp-on-Ultraschallsensoren messen von außen den Durchfluss bringen, sind 900 Pumpen und Antriebe erforderlich, die jährlich rund 240 000 MWh Strom verbrauchen. Betriebswassermenge erfassen … Wer sparen will, muss bilanzieren können. Wer bilanzieren will, muss messen. Daher suchten die Betriebsingenieure der Wasserversorgung am Standort Dormagen im Jahr 2003 nach einer geeigneten messtechnischen Möglichkeit, die Betriebswassermenge im Zulauf zu einer VE-Anlage zu er fassen. Heinrich Brucks kann sich noch gut erinnern, wie er vor über 15 Jahren in einem Untergeschoss auf dem Gelände des Chempark-Standorts Dormagen den Grundstein für eine langfristige Geschäftsbeziehung legte. Im Spätsommer 2003 war Heinrich Brucks erst seit etwa einem halben Jahr für Flexim als Vertriebsingenieur im Außendienst tätig. Als solcher mühte er sich redlich, die zu dieser Zeit noch nicht weit verbreitete Clamp-on-Ultraschalltechnik bekannt zu machen und die Durchflussmesser Fluxus an den Mann zu bringen. Bei Currenta – damals noch Bayer Industry Services – erhielt er seine Chance. Und er nutzte sie. „Die erste Messstelle, die man einem Ingenieur im Außendienst zeigt, ist nie die einfachste“, weiß Heinrich Brucks aus Erfahrung: „Eher die schwierigste.“ Das Betriebspersonal der Wasserversorgung führte ihn in den Keller zur Messstelle, wo er mit seinem portablen Fluxus ADM 6725 eine Testmessung aufbaute. Wo zuvor andere Anbieter von Clamp-on-Messtechnik gescheitert waren – sei es wegen der schwierigen Rohroberfläche oder wegen Inkrustinationen im Rohrinneren – überzeugte Heinrich Brucks mit seinem Fluxus. Folglich entschied sich der Betrieb für die Anschaffung eines stationären Clamp-on-Ultraschall- Durchflussmessers von Flexim. Seit seiner Installation im Herbst 2003 misst der Fluxus ADM7207 zuverlässig und störungsfrei. … und Ammoniakgas Dass sich die eingriffsfreie Clamp-on­ Ultraschalltechnik nicht nur zur Durchflussmessung von Wasser eignet, sondern insbesondere auch für Medien, von denen aufgrund ihrer Eigenschaften eine besondere Gefahr ausgeht oder die benetzten Messinstrumente schnell verschleißen, hat sich inzwischen herumgesprochen. So messen etwa auf dem Dach der benachbarten Kälteanlage drei Ultraschallsysteme Fluxus G704 den Durchfluss von Ammoniakgas in der Kälteanlage von Currenta und viele andere in den Produktionsbetrieben am Standort Rohstoffe, Zwischenprodukte, Produkte und Wärmeträger. „Inzwischen kann man fast den Eindruck gewinnen, dass uns die Anwender vor allem als erfahrene Problemlöser für die ganz kniffligen Fälle wahrnehmen – etwa Hochtemperaturanwendungen oder Gase bei geringem Druck“, berichtet Heinrich Brucks: „Dabei ist und bleibt Wasser eine absolut gängige Standardanwendung.“ Auch in der Wasserversorgung des Chempark-Standorts Dormagen wurden unterdessen zahlreiche weitere Messstellen mit Fluxus instrumentiert, als Ersatz für defekte benetzte Durchflussmesser ebenso wie bei der Erstausstattung von Neuanlagen. Als sich etwa bei einer alten Messblende, die den Durchfluss von gefördertem Rohwasser zu einem Speicherbecken misst, der Wartungsaufwand mehrte, war für die Betriebsingenieure klar, welches Messsystem an ihre Stelle treten sollte, nämlich ein Clamp­ on- Ultraschall-Durchflussmesser Fluxus. Gesamter Wasserkreislauf In den beiden Vollentsalzungsanlagen, die Currenta am Standort betreibt, kommen ebenfalls die Clamp-on-Ultraschallsysteme zum Einsatz. In einer der beiden VE-Anlagen ersetzt ein Fluxus F721 an einer Edelstahlleitung DN250 den dort ursprünglich installierten Wirbelfrequenz-(Vortex-) Durchflussmesser, der sich als vibrationsempfindlich erwiesen hatte und häufig nicht verlässliche Messwerte lieferte. Schon zuvor war in derselben Anlage die Abwasserleitung am Kationenaustauscher, in der eine wässrige Salzsäurelösung fließt, mit einer Clamp-on-Ultraschall-Durchflussmessung nachgerüstet worden. Dort ersetzte ein Fluxus F704 ein Inline-Ultraschall-Durchflussmessung, die undicht geworden war. In der zweiten VE-Anlage von Currenta am Standort Dormagen misst ein weiterer 03 Als Messumformer kommt der stationäre Fluxus F721 zum Einsatz Die Clamp-on-Ultraschallmessungen funktionieren unabhängig von der Leitfähigkeit des Mediums, sind unempfindlich gegenüber Vibrationen der Rohrleitung und beeinträchtigen nie die Versorgungssicherheit. Günter Schellen, Planung&Dokumentation, Currenta-Wasserversorgung Fluxus F721 die Gesamtmenge des dort erzeugten VE-Wassers. In dieser Anwendung erweist sich die Bidirektionalität des Messverfahrens von Vorteil, da an dieser Messstelle zwischen VE-Wasserspeicher und den abnehmenden Betrieben und Kraftwerken Durchflüsse in beiden Flussrichtungen möglich sind. Die in beiden Durchflussrichtungen gleichermaßen genaue Durchflussmessung erlaubt die genaue Bilanzierung. Eine andere Anwendung ist die Messung der Kondensatmengen, die von mit Dampf versorgten Produktionsbetrieben zurückfließen. Der Anwendungsbereich der Clampon-Ultraschall-Durchflussmesser erstreckt sich über den gesamten Wasserkreislauf. So messen an den vier Belebungsbecken der von Currenta betriebenen Kläranlage am Standort Dormagen acht Ultraschallsysteme Fluxus den Durchfluss von Abwasser. Fotos: Flexim www.flexim.com/de VERFAHRENSTECHNIK 5/2019 31

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