Надежное измерение расхода в сложных условиях
Несмотря на турбулентные условия течения и сложные условия монтажа, ультразвуковая технология Clamp-on обеспечивает надежное регулирование расхода в процессе эксплуатации — и тем самым гарантирует снабжение питьевой водой значительной части земли Саксония-Анхальт.
Проверка достоверности запрашиваемых объемов воды при сопоставлении аналоговых и цифровых показаний измерительных приборов
Сеть магистрального водоснабжения межрегионального поставщика питьевой воды «Fernwasser Elbaue-Ostharz» (FEO) простирается на общую длину около 800 километров. Трубопроводы большого диаметра (до DN 1200) ежедневно транспортируют около 220 миллионов литров питьевой воды в регион Средней Германии. Один из трёх водозаводов, входящих в объединение, — водозавод «Виенроде» — подключён к плотине Раппободе, принадлежащей компании «Talsperrenbetrieb Sachsen-Anhalt AöR». После очистки сырой воды этот водозавод обеспечивает около 40 % потребности Саксонии-Анхальт в питьевой воде.
Частью инфраструктуры водозавода «Виенроде», эксплуатируемого компанией FEO, является обводной сооружение, включающее регулирующие органы (2 кольцевых поршневых клапана DN 800) и последующие подводящие трубопроводы к водозаводу. В обводном сооружении водозавода установлены два надёжных ультразвуковых расходомера типа KATflow 150 для регулирования двух отдельных объёмных потоков. Речь идет о двух стальных трубопроводах DN 800, служащих в качестве обводки турбины компании Avacon-Natur GmbH на подводе к водозабору «Виенроде».
Для успешного измерения с использованием ультразвуковой технологии важно наличие достаточных входных и выходных участков, чтобы обеспечить осесимметричный профиль потока. Прежде чем остановить выбор на стационарном приборе производителя Katronic, компания FEO провела три испытания с минимальными и максимальными пиковыми значениями технологического процесса в различных точках, чтобы определить оптимальное место для измерения. Решающим фактором для приобретения двух двухканальных расходомеров стали успешные предварительные испытания и связанная с ними перспектива надежного измерения больших объемов воды в турбулентной среде с помощью KATflow 150.
Основное требование — «расход воды» — предъявляется водозабором плотины для обеспечения региона питьевой водой. Этот трубопровод работает круглосуточно. Типичный расход воды, запрашиваемый водозабором, составляет около 6000 м³/ч. В обходных трубопроводах этот расход воды, как правило, распределяется поровну между обеими трубами — по 3000 м³/ч. Обходные трубопроводы задействуются всегда в тех случаях, когда турбина выходит из строя или не способна обеспечить поток, требуемый водозабором.
Оба прибора KATflow 150 представляют собой двухканальные измерительные приборы, каждый из которых оснащён аналоговым технологическим выходом 4…20 мА и интерфейсом Profibus PA. Система управления одновременно получает четыре измеренных значения, которые обрабатываются в рамках проверки достоверности — своего рода контроля качества. Основным критерием является резервирование сигналов. В случае сбоя одного сигнала происходит переключение на оставшийся доступный сигнал. Если выходной токовый сигнал падает до 0 мА, программируемый логический контроллер (ПЛК) переключается на запасное значение и отключает регулирование.
Хотя условия монтажа для накладных расходомеров не являются оптимальными из-за наличия встроенных элементов и запорных заслонок, оба стационарно установленных прибора хорошо зарекомендовали себя в данном применении в рамках заданных впоследствии пределов.
Объемные расходы в обеих точках измерения имеют турбулентный характер и смещены относительно оси симметрии. Диапазон регулирования кольцевых поршневых клапанов можно использовать в полном объеме, однако в этом случае расход больше не удается измерить правильно. Поэтому ПЛК программно ограничивает расход и степень открытия этих регулирующих органов. Несмотря на указанные обстоятельства, качество измерений достаточно высокое, чтобы осуществлять дистанционное регулирование обеих линий с помощью двух кольцевых поршневых клапанов. Благодаря этим дополнительным мерам результаты измерений, даже в сложных с точки зрения гидродинамики условиях, пригодны для использования на 98 %.
Благодаря технологии Clamp-on измерительный прибор KATflow 150 можно устанавливать без остановки технологического процесса. Настройка и позиционирование осуществляются через меню расходомера, которым можно интуитивно управлять во время работы установки.
