Skrevet af Morten B. Jensen, Product Manager – Instrumenter hos KLINGER Danmark
Stort set alle industrier er afhængige af damp til at generere strøm, varme faciliteter eller rengøre proceslinjer. En effektiv dampproduktion er derfor meget vigtig for de fleste virksomheder, og som mål for denne bruges kedel virkningsgraden. En vigtig parameter til at kunne vurdere denne er en nøjagtig bestemmelse af den producerede dampmængde.
Flowmålingen foretages normalt umiddelbart efter kedlen, med deraf følgende høj temperatur og tryk. Dampens sammensætning /densitet er meget følsom for ændringer i temperatur og tryk, Derfor er korrektion for temperatur og tryk variationer påkrævet for at sikre præcis, massebaseret måling.
Tryk- og temperaturkompensationen kan selvfølgelig foretages i kontrolsystemet ved individuelle målinger af driftstryk og -temperatur, men de færreste systemer er i stand til at tage højde for variationer forbundet med flow elementer og varierende strømningsprofiler. Derfor er den multivariable transmitter blevet udviklet.
Honeywell SMV 800 er et eksempel på sådan en transmitter, der samtidig måler differenstryk, procestryk og temperatur. Transmitteren benyttes bl.a. til flowmåling i forbindelse med et primærelement som måleblender, Pitotrør eller Venturi systemer.
Transmitterens mikroprocessor indeholder ASME 1989 algoritmer for de mest almindelig primære elementer, for eksempel ASME flowberegning for måleblænde:
Qm = N * C * Y1 * Ev * d2 * 
Hvor:
Qm= Masse flow
hw = Målt differenstryk
N = Enheds faktor
C = Konstant (afhænger af primærelement)
Y1 = Gas udvidelses faktor (1 for væske)
Ev = Hastighed før blænde
d = Hul diameter
𝜌 = Densiteten
SMV 800 sættes hurtig og enkelt op til opgaven, enten fra det menu styrede display eller v.hj.a. den medfølgende HART DTM og f.eks. Pactware.
Ved at vælge en multivariabel løsning opnås en optimal nøjagtighed på det samlede målepunkt, typisk lover SMV 800 nøjagtigheder bedre end 0,1oC på procestemperaturen; 0,04% af span for dP og 0,0375% for driftstrykket, hvilket samlet giver nøjagtighed bedre end +/- 0.6% over et flowområde på 20:1.
Læs mere hér
Der findes andre flowmålere som er velegnede til dampmåling, f.eks. Vortex måleren. De første flowmålere baseret på Vortex princippet gjorde deres entre på markedet i slutningen af 70’erne, og i dag fremstår de som yderst pålidelige flowmålere, med et bredt anvendelsesområde indenfor såvel væske-, som gas- og dampmåling.
Teorien bag Vortex flowmåleren er egentlig ret enkel, den er baseret på et fænomen, som vi, i vort blæsende land, kan betragte næsten hver dag, nemlig blafren af et flag. Flaget blafrer på grund af flagstangen, da vindens passage henover flagstangen danner nogle hvirvler bag denne, som forårsager, at flaget blafrer. Det som vi ser er følgende:
Ved lave flowhastigheder følger mediet legemets overflade, og der opstår ingen hvirveldannelse. På et tidspunkt, når mediets hastighed øges, kan mediet ikke længere følge legemets overflade og det presses væk fra overfladen. Mediets hastighed øges nu i et givet område, og der opstår et lavtryk (jvf. Bernoulli's ligning). Trykændringerne medfører, at mediet - eller en del af det - strømmer tilbage bagved legemet, hvorved flowmønstret krøller lidt sammen, og der dannes hvirvler. Et nærmere studie af hvirveldannelsen viser af frekvensen hvormed hvirvlerne opstår er ligefrem proportional med hastigheden af mediet.
Måleprincippets begrænsning ligger i evnen til at danne hvirvler efter obstruktionen (kaldet bluff body), og princippet har derfor en nedre grænse for måling – under denne er måling ikke mulig. Grænsen kan udtrykkes ved hjælp af Reynold's tallet, der skal være >4.000, for at hvirvlerne dannes, hvilket svarer til en hastighed på ca. 5m/s (luft ved omgivelses betingelser) eller 0,2m/s væske.
Til brug i forbindelse med dampmåling er Vortexmåleren et attraktivt alternativ til den mere traditionelle differenstrykmåling, ikke mindst fordi den er lettere at montere, da måleren kan leveres som en enhed, som ikke kræver ekstraudstyr (afspærringsventiler, kondenspotter o.lign.) for at køre optimalt.
Da mediedata ikke indgår i grundligningen for måleprincippet kan man, fra fabrikantes side, foretage en vådkalibrering (med vand) og efterfølgende tilpasse elektronikken med de fornødne konstanter til at måle dam i stedet. Som bruger er det dog vigtigt at være opmærksom på, at damp, som medie, er af en mere sammensat karakter, og varierer efter tryk- og temperaturforholdene. Derfor kan man ikke opgive generelle retningslinier for det hastighedsområde målingen dækker, dog gælder reglen omkring Reynold's tallet der stadig skal være > 4.000, for at hvirvlerne dannes.
Dampmåling kan forventes med en typisk målenøjagtighed bedre end +/-1 % af den aktuelle måleværdi (4.000 < Re < 20.000), men målingen er en volumenmåling, og derfor er resultatet afhængig af tryk og temperaturvariationer. For at få en korrekt måling er det derfor nødvendigt at korrigere for variationerne med en flowcomputer, hvor damp tabellerne er forprogrammerede, for optimal nøjagtighed.
Læs mere hér