Vírové prietokomery

Vírové meranie prietoku: robustné a univerzálne použiteľné pre kvapaliny, plyny a paru

Vírové prietokomery sa používajú v rôznych priemyselných odvetviach na meranie objemu prietoku kvapalín, plynov a pary. Aplikácie v chemickom a petrochemickom priemysle, napríklad v systémoch výroby elektrickej energie a dodávky tepla, zahŕňajú rôznorodé kvapaliny: paru na medzi sýtosti, prehriatu paru, stlačený vzduch, dusík, skvapalnené plyny, spaliny, oxid uhličitý, plne demineralizovanú vodu, rozpúšťadlá, oleje pre prenos tepla, napájaciu vodu pre kotle, kondenzát atď.

Vírové prietokomery sa tiež široko používajú na meranie hmotnostného prietoku. Preto sú moderné vírové prietokomery, ako napríklad Prowirl 200 na meranie niekoľkých veličín naraz, konštruované pre viac účelov ako len k obyčajnému meraniu objemového prietoku a sú dodávané ako kompletná jednotka so senzorom teploty a prepočítavačom prietoku.

Jedinečný Prowirl 200

Prowirl 200 je prvý vírový prietokomer na svete s voliteľným sledovaním kvality pary a okamžitým vyvolaním výstražnej správy pri výskyte mokrej pary. Prowirl 200, ktorý je možné taktiež využívať pre systémy monitorovania prietoku do úrovní SIL 2 a SIL 3, bol nezávisle preverený a certifikovaný organizáciou TÜV v súlade s IEC 61508.

Princíp: vírové meranie prietoku

Toto meranie je založené na skutočnosti, že sa za prekážkami v prúdení, napr. za mostným pilierom, tvoria turbulencie.
Vo vnútri každého vírového prietokomeru je preto umiestnené kolmo orientované teleso uprostred trubice. Akonáhle rýchlosť prúdenia dosiahne určité hodnoty, za týmto kolmo orientovaným telesom sa začnú tvoriť víry, ktoré sa od prúdenia odpútajú a sú prenášané ďalej v smere prúdenia. Frekvencia uvoľňovanie vírov je priamo úmerná strednej rýchlosti prúdenia, a tým pádom aj objemovému prietoku.

Uvoľnené víry na oboch stranách telesa prekážky tvoria striedavo pozitívny, alebo negatívny tlak, ktorý je detekovaný kapacitným senzorom, ktorého signál je privádzaný do elektronických obvodov ako primárny digitálny signál s lineárnym priebehom.

Výhody:

• Univerzálna použiteľnosť pre meranie kvapalín, plynov a pary
• V maximálnej miere bez vplyvu zmien tlaku, hustoty, teploty a viskozity na výsledok merania
• Vysoká dlhodobá stabilita: bez posunu nulového bodu a s trvalým súčiniteľom K
• Vysoký rozsah merania, typicky 10: 1 až 30: 1 pre plyn / paru alebo až 40: 1 pre kvapaliny
• Široký rozsah teplôt: -200 až +400 ° C (+450 ° C na vyžiadanie)

Vírové prietokomery Prowirl Endress+Hauser

Vírové prietokomery (niekedy chybne označované ako „vírivé prietokomery“ PROWIRL spoľahlivo merajú objemový prietok sýtej alebo prehriatej pary, plynov, vodivých i nevodivých kvapalín. Merania prietoku tlakového vzduchu, pary a nevodivých kvapalín patria medzi najčastejšie aplikácie pre prietokomery PROWIRL, kde nahrádzajú „tradičné meranie“ pomocou clony a diferenčného tlakomeru, tzv. dP tlakomery.

Vírové prietokomery PROWIRL – typové rady:

PROWIRL 72W, PROWIRL 72F, PROWIRL 73W, PROWIRL 73F, PROWIRL 77W, PROWIRL 77F, PROWIRL 77H.

Princíp merania
Vírové prietokomery pracujú na fyzikálnom princípe Karmanovej vírovej trati. Za obtekaným hradiacim vírovým telesom sa na oboch stranách striedavo uvoľňujú víry odnášané prúdením. Frekvencia uvolňovania týchto vírov je úmerná strednej rýchlosti prúdenia a objemovému prietoku (pre Re > 3800). Miestny podtlak, ktorý je vyvolaný uvolňovaním vírov vyvoláva vychyľovanie senzora, ktorý je umiestnený za hradiacim telesom a tým chránený proti rázovému poškodeniu. Senzor prietokomera PROWIRL prenáša pohyb na diferenčný kapacitný senzor a tento vytvára elektrické impulzy. Všeobecná citlivosť vírových prietokomerov na vibrácie potrubia je u prietokomerov PROWIRL eliminovaná primárnou kompenzáciou vibrácií v senzore DSC. Vibrácie potrubia s amplitúdou zrýchlenia menšou ako 1g (10m/s2) do 500Hz nemajú na merací signál žiaden vplyv a to nezávisle na zmene zrýchlenia.

Meranie
Prevedenie snímacej časti PROWIRL W umožňuje svojimi rozmermi priame nahradenie clony bez konštrukčných úprav na potrubí. Ak sú prevádzkové parametre tlaku a teploty konštantné, môže prístroj údávať prietok tiež v jednotkách hmotnosti, tepla alebo prietoku prepočítaného na normálne podmienky. Pri premenlivých pracovných podmienkach je na vyššie uvedené prepočty potrebné použiť prepočítavaciu jednotku, napr. Endress+Hauser RMS621 Energy Manager, ktorá kontinuálne prepočítava hodnoty na základe signálu zo snímača tlaku a teploty. Spoľahlivosť prietokomerov PROWIRL je podložená aj certifikátom Slovenského metrologického ústavu v Bratislave, ktorý vydal certifikát oprávňujúci použitie tohoto typu prietokomera ako fakturačného meradla.

Základné vlastnosti
Vírový prietokomer, ako meracie zariadenie sa skladá z meracieho prevodníka PROWIRL 72, PROWIRL 73, PROWIRL 77 a z vlastného snímača PROWIRL F, PROWIRL W, PROWIRL H, PROWIRL D. Výkonný multivariabilný prevodník môže byť kombinovaný s rôznymi technologicky osvedčenými typmi snímačov. To zaručuje flexibilitu pri vybavení meracieho miesta a presné prispôsobenie prístroja špecifickým podmienkam procesu a prevádzky. Snímače PROWIRL sa podĺa konštrukcie delia na:
– PROWIRL F: prírubové prevedenie (DN15 – 300)
– PROWIRL W: medziprírubové prevedenie so šírkou 65mm (DN15 – 150)
– PROWIRL H: vysokotlaké prevedenie pre priame navarenie do potrubia v tlakových triedach PN64, PN100, PN160, PN250 (DN15 – 150)
– PROWIRL D: zdvojené prevedenie s 2 samostatnými senzormi a elektronikami v jednom telese (DN15 – 300), tento typ sa používa pre špeciálne účely pri požiadavkach vysokej spoľahlivosti alebo pre procesy, v ktorých sú potrebné 2 výstupy z dvoch meracích rozsahov pre zvýšenie presnosti merania pri veľkom dynamickom rozsahu merania.

Presnosť vírových prietokomerov
Presnosť prietokomerov PROWIRL je vynikajúca, pre meranie kvapalín <0,75% a pre plyny a paru <1% z meranej hodnoty. Teplotný rozsah meraných médií je od –200 do + 430°C.

Montáž
Základom správneho merania objemového prietoku je nenarušený profil prúdenia, ktorý je možné zabezpečiť dodržaním rovných úsekov pred a za meracím miestom. Odporúčané hodnoty sú min. 10xDN pred a 5xDN za prietokomerom. V prípadoch, keď je pred meracím miestom koleno, ventil, redukcia a pod. je potrebné zabezpečiť dlhšie ukludňovacie úseky (presné odporúčania sú uvedené v technickej dokumentácii k prietokomeru PROWIRL), alebo je potrebné použiť ukľudňovače prúdenia. Aplikovaním ukľudňovačov prúdenia je možné v náročných podmienkach (napr. ventily, viacnásobné „priestorové“ kolená) redukovať ukľudňovacie úseky na štandartné dĺžky 10xDN pred a 5xDN za prietokomerom. Zo skúseností z praxe tiež odporúčame pri inštaláciách venovať pozornosť presným rozmerom tesnení a ich správnej montáži medzi príruby. Nesprávny rozmer tesnenia zasahujúci do vnútorného prierezu potrubia spôsobuje totiž narušenie profilu prúdenia a to vo veľkej blízkosti samotného snímania čo môže mať vplyv na presnosť merania. Navyše takéto nesprávne inštalácie tesnení nie je možné vždy okamžite odstrániť (aj keď samotná náprava trvá len niekoľko minút) lebo je nutné čakať na najbližšiu odstávku, ktorá v prípadoch inštalácií na meranie tepla môže byť až po vykurovacej sezóne.

Obsluha a komunikácia
Všetky funkcie a parametre prístroja môžu byť lokálne nastavené pomocou štyroch tlačítok na meracom prevodníku a sú zobrazované na displeji. Prietokomery PROWIRL sa dodávajú s rôznym typom výstupu, prípadne kombináciou výstupov 4…20mA, troj-vodičové napäťové pulzy, dvoj-vodičové PFM prúdové pulzy pre pripojenie na prepočítavaciu jednotku RMS621 Energy Manager. Technológia SMART umožňuje diaľkové nastavenie prístroja pomocou protokolu HART cez ručný konfigurátor alebo cez program FieldCare Endress+Hauser. Prietokomer PROWIRL môže tiež komunikovať cez digitálnu zbernicu Profibus PA alebo Fieldbus Foundation.

 

Predošlé verzie vírových prietokomerov Radu Prowirl

Nižšie uvádzame aj niektoré predošlé verzie produktov, ktoré sa už v súčasnej internetovej ponuke v „Product finder“ nenachádzajú, ale môžu byť ešte stále v plnej funkčnosti nasadené u zákazníkov v jednotlivých prevádzkach:

Vírové (vortex) prietokomery Prowirl 72F

Prevedenie: prírubové
Výhody: vysoká odolnosť, spoľahlivosť, vysoká odolnosť voči vibráciám (cez 1g vo všetkých smeroch, vysoká teplotná odolnosť (> 150 K/s), vysoká odolnosť voči vodnému kladivu, nevyžaduje nastavenie nuly a kalibráciu nuly
Svetlosť: DN 15 až DN 300
Materiál telesa: nerez, Alloy C-22, Inconel
Prevádzkové teploty: do 400°C/430°C
Prevádzkový tlak: do 250 bar
Schválenie: fakturačné meranie prietoku vody a vodnej pary (určené meradlo – SMÚ)

Vírové (vortex) prietokomery Prowirl 72W

Prevedenie: medziprírubové (sendvič)
Výhody: vysoká odolnosť, spoľahlivosť, vysoká odolnosť voči vibráciám (cez 1g vo všetkých smeroch, vysoká teplotná odolnosť (> 150 K/s), vysoká odolnosť voči vodnému kladivu, nevyžaduje nastavenie nuly a kalibráciu nuly
Svetlosť: DN 15 až DN 150
Materiál telesa: nerez, Alloy C-22, Inconel
Prevádzkové teploty: do 400°C/430°C
Prevádzkový tlak: do 250 bar
Schválenie: fakturačné meranie prietoku vody a vodnej pary (určené meradlo – SMÚ)

Technické dokumentácie nájdete v sekcii Download. Viac informácii v angličtine a nemčine nájdete na domovskej stránke Endress+Hauser