Verfahrenstechnik 5/2017

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Das lohnt sich Zuverlässige Füllstandmessung in der Speisewasserheizung von Kraftwerken Ein wichtiger Aspekt für die Leistungsfähigkeit der Speisewasserheizung in Kraftwerken ist die präzise und zuverlässige Messung des Füllstands. Exakte Messergebnisse sorgen dafür, dass die Wärmeübertragung in der Anlage optimal funktioniert und gleichzeitig der Verschleiß der Speisewasserheizung und anderer Systemkomponenten minimiert wird. Veraltete Füllstandmesstechnik und fehleranfällige Messtechnologien erschweren es dem Anlagenbetreiber, den Füllstand in der Speisewasserheizung eines Kraftwerks zuverlässig zu überwachen. Der Betrieb einer Speisewasserheizung mit Füllständen, die größer oder kleiner als die Bemessungswerte sind, hat negative Folgen für die Leistung und letztlich die Wärmerate der gesamten Anlage. Der Bedarf an zusätzlichem Brennstoff und die Überfeuerung des Kessels zur Wiederherstellung der verlorenen Energie wirken sich sofort auf die Rentabilität aus. Probleme durch falschen Füllstand Wenn der Heizungsfüllstand über dem Bemessungswert liegt, wird die aktive Kondensationszone effektiv verringert. Die Röhren in der Heizung, die Dampf kondensieren sollten, sorgen für eine Abkühlung des Kondensats. Das Problem verschärft sich durch das Risiko der Einleitung von Turbinenwasser aus der Speisewasserhei- Autor: Donald Hite, Business Development Manager, Magnetrol International N.V., Zele, Belgien zung. Obwohl Maßnahmen implementiert sind, um ein solches Auftreten zu verhindern, sind die Auswirkungen auf die Effizienz der Anlage bedenklich. Neben dem Aussetzen der Rohre bei zu hohen Temperaturen und einem vorzeitigen Verschleiß führt ein Betrieb der Speisewasserheizung unter dem akzeptablen Füllstand zu übermäßigen Mengen an Hochtemperaturdampf, der zum Abflusskühler strömt, wodurch das Kondensat zum Abdampfen gebracht wird. Die daraus resultierende Beschädigung des Ablaufkühlers erhöht die Wartungskosten und verlängert die ungeplanten Ausfallzeiten. Ein anderes Problem durch zu niedrige Füllstände in der Heizung besteht darin, dass ein Gemisch aus Dampf und Wasser durch die Heizung geblasen wird. Die sich hieraus ergebende Verringerung der Wärmeübertragung führt zu einer Erhöhung der Wärmeraten. Überwachung auf kritischer Ebene Das Managen steuerbarer Verluste durch den Einsatz modernster Messgeräte- und Anlagentechnologien zur Steigerung der Effizienz und Rentabilität kann nur dann realisiert werden, wenn alle Beteiligten – Hersteller eingeschlossen – mit einem ureigenen Interesse an Leistung danach streben, den Herausforderungen und Chancen einer sich wandelnden Branche gerecht zu werden. Vorbei sind die Zeiten, in denen es reichte, einfach mehr „Brennstoff ins Feuer zu werfen“ und eindimensionale Lösungen zu präsentieren. Magnetrol, Hersteller von Füllstandund Durchflussmessgeräten bahnte 1932 den Weg mit dem mechanischen Schalter für Kesselanwendungen. Heute sind die Messumformer und Schalter dort im Einsatz, wo es darum geht, mit Kernkraft oder fossilen Brennstoffen betriebene Kraftwerke auf einer kritischen Ebene zu überwachen. Eine wesentliche Entwicklung war der Messumformer Eclipse Guided Wave Radar (GWR), der in der Energiebranche eingesetzt wird und unbeeinflusst von Prozessschwankungen die Füllstände von Speisewasserheizung, Entgaser und Heißwasserspeicher genau und zuverlässig überwacht, ohne dass kalibriert werden muss. www.magnetrol.com 42 VERFAHRENSTECHNIK 5/2017

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Messgeschwindigkeit von bis zu 2 kHz Die neuen Differenzdrucksensoren der SDP800 Serie von Sensirion zeichnen sich durch hervorragende Wiederholgenauigkeit und eine Messgeschwindigkeit von bis zu 2 kHz aus. Die vollständig kalibrierten und temperaturkompensierten Sensoren sind in verschiedenen Versionen verfügbar, die sich jeweils hinsichtlich Druckbereich, pneumatischem Anschluss und Ausgangssignal unterscheiden. Während die analoge Version über einen konfigurierbaren, analogen Spannungsausgang verfügt, bietet die digitale Version unterschiedliche Messmethoden, intelligente Mittelungsfunktion und mehrere I2C-Adressen. Sowohl die analogen als auch die digitalen Sensoren überzeugen durch einen bidirektionalen Druckbereich bis 125 Pa, beziehungsweise 500 Pa und sind entweder mit einem Manifold oder einem Anschluss für Schlauchverbindungen verfügbar. www.sensirion.com Hygienegerecht klimatisieren Die Konstruktion der Luft-Wasser-Wärmetauscher aus dem Hause Rittal entspricht den Grundlagen des Hygienic Designs. Eine Dachneigung von 30° verhindert z. B., dass Gegenstände auf dem Gehäuse abgestellt werden können. Außerdem fließen Flüssigkeiten durch die Neigung sofort ab. Die außenliegende Dichtung besteht aus Silikon und erfüllt die FDA-Richtlinie 21 CFR 177.2600. Somit wird verhindert, dass sich Verunreinigungen zwischen dem Gehäuse des Luft-Wasser- Wärmetauschers und dem Schaltschrank bilden können. Die Klimalösung verfügt über ein Gehäuse aus Edelstahl 1.4301, dessen Oberfläche einen Strichschliff (Korn 400) mit einer Rautiefe < 0,8 µm aufweist. Aufgrund der Schutzart IP69K (nach DIN 40 050-9) ist die Einhausung hochdruckreinigerfest. Die Luft-Wasser-Wärmetauscher lassen sich als Wandanbaugeräte an der Seiten- oder Rückwand eines Schaltschranks montieren. Verfügbar sind zwei Versionen mit Kühlleistungen von 700 bzw. 1300 W. www.rittal.de Robuste magnetische Multiturn-Encoder Ein Multiturn-Encoder für raue Umgebungen ist der Posihall von ASM. Dieser Sensor misst Winkelpositionen über bis zu 255 Umdrehungen mit einem magnetischen Messprinzip. Die Positionsbestimmung erfolgt „echt absolut“, d. h. unabhängig von Störungen wie nach einem Stromausfall wird sofort wieder ein korrektes Messergebnis geliefert. Die Sensoren können direkt auf die Rotationsachse einer Maschine montiert werden. Durch die berührungslose Multihall-Technologie können Messwerte auch erfasst werden, wenn das Maschinengehäuse mit Öl oder Wasser gefüllt ist, z. B. nach einer Leckage. Die Sensoren widerstehen hohen Vibrationen, starken Schocks und Temperaturen von – 40 bis + 85 °C. www.asm-sensor.de Wasserdurchfluss und -temperatur einfach überprüft Das Volumenstrom-/Temperaturmessgerät Flowtemp von Afriso kann z. B. zur einfachen und schnellen Überprüfung und Einstellung von Warmwassererzeugern, zur Funktionsüberprüfung von Zirkulationsleitungen und zur Überprüfung von Wärmetauschern eingesetzt werden. Wenn das Flowtemp unter den geöffneten Wasserhahn gehalten wird, zeigt es unmittelbar an, welcher Wasserdurchfluss und welche Wassertemperatur bei der Entnahme erreicht werden. Die Auswahl des Messbereichs erfolgt hierbei über eine drehbare Einstellscheibe mit drei unterschiedlich grün-rotblau markierten Öffnungen. Wenn eine neue Messung vorgenommen werden soll und nicht bekannt ist, wie hoch der Durchfluss ist, wird die Messung mit der grünen Öffnung begonnen. Liegt der Volumenstrom unter 8 l/min, wird zur blauen Öffnung gewechselt. Bleibt der Durchfluss unter 4 l/min, kann auf der roten Skala der aktuelle richtige Wert abgelesen werden. Der Messbereich bei der Wassermengenmessung reicht von 1,6 bis 15 l/min und bei der Wassertemperaturmessung von – 10 bis 110 °C. Im Lieferumfang von Flowtemp ist ein robuster Kunststoff-Köcher zum Schutz gegen Schmutz, Schläge oder Stöße enthalten. www.afriso.de 43 VERFAHRENSTECHNIK 5/2017