KATflow 200 – Betrouwbare debietmetingen in een turbulente omgeving

Bij de wateronttrekking uit stromende waterlopen gelden voor waterkrachtcentrales vastgestelde maximumgrenzen, die nodig zijn voor de opwekking van een bepaalde hoeveelheid elektriciteit. Naarmate de installatie ouder wordt, wordt het steeds moeilijker om deze maximale onttrekkingshoeveelheden op een betrouwbare manier te bepalen, wanneer de oorspronkelijke installatieparameters (bijvoorbeeld het pompvermogen) veranderen als gevolg van de veroudering van de centrale. Kortom, dit uit zich meestal in een verminderde efficiëntie. Met name verouderde waterkrachtcentrales hebben een hogere waterdoorstroming nodig om een bepaalde hoeveelheid energie op te wekken.

Selemark, de Italiaanse distributiepartner van Katronics, werd op een beurs aangesproken door een ingenieur van een groep waterkrachtcentrales. Deze legde uit dat de turbines in de waterkrachtcentrales van de groep al sinds de jaren vijftig in bedrijf zijn en dat ze nu het risico lopen hun vergunningen te verliezen vanwege de hogere waterdoorstroming die nodig is om de productiedoelstellingen te halen. Ter voorbereiding op een geplande renovatie had de klant behoefte aan een oplossing voor debietmeting die kon worden uitgevoerd zonder de stroomopwekking te onderbreken, dus terwijl het proces doorging.

Voor de vervolgens gestarte haalbaarheidsstudie werd Katronics’ draagbare ultrasone debietmeter KATflow 200 met de compacte K1-sensoren gebruikt. De sensoren werden daarbij met behulp van koppelpasta en metalen kettingen op de buis bevestigd. De akoestische sensorpositioneringsassistent, die in alle ultrasone debietmeters van Katronics is ingebouwd, stelt de gebruiker in staat om de transducers snel, moeiteloos en nauwkeurig op leidingen te monteren, zodat onmiddellijk met een meting kan worden begonnen met de best mogelijke signaalsterkte.

De in de betreffende waterkrachtcentrale geïnstalleerde, in de open lucht gelegen ijzeren leidingen hebben een diameter van 650 mm en lopen onder een typische hoek van 27° bergopwaarts. Het bergachtige terrein leidde tot de verwachting van een schommeling in de omgevingstemperatuur tussen -20 °C en +35 °C. Vanwege de aangetroffen sterke roestafzettingen werd uitgegaan van een ruwheid van het binnenoppervlak van de buizen tot 4 mm. Het debiet door de leidingen bedraagt doorgaans 1,0 m^³/s, en de klant wilde een zo nauwkeurig mogelijke debietmeting in combinatie met een betrouwbaar alarm zodra het debiet de onttrekkingslimiet van 1,5 m^³/s overschrijdt.

De verwachte hoeveelheid roest aan de binnenkant van de leiding en een voorspelde stroomsnelheid tussen 3,1 en 4,9 m/s deden hogere turbulentie en daarmee gepaard gaande sterke ruis in het meetsignaal vermoeden. De geavanceerde signaalverwerking van de KATflow 200 compenseerde beide factoren perfect. De meting van het debiet kwam onmiddellijk op gang en leverde zeer goede resultaten op. Een ingenieur van de klant kon, op basis van de gelijktijdige variatie in het debiet binnen de bekende procentuele spreiding en een controle van de prestaties van de Katronic-ultrasone debietmeters ter plaatse, de metingen bevestigen.

In deze toepassing stelde Katronic een groep kleine waterkrachtcentrales in Italië in staat om binnen hun toegestane onttrekkingslimieten te blijven. De eenvoudig te installeren, niet-invasieve, draagbare KATflow 200-clamp-on-debietmeter, die op ijzeren inlaatbuizen wordt gemonteerd, bood een uitstekende oplossing om tijdens de normale werking van de centrale het waterdebiet naar de generatorinstallatie betrouwbaar en nauwkeurig te meten.

Na deze succesvolle testrun zal het energiebedrijf naar verwachting tot 30 KATflow-debietmeters aanschaffen voor het project, dat binnen een jaar moet zijn afgerond.

Foto: Selemark