by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik

Príložné prietokomery Panametrics zaistili presné meranie vysokorýchlostného prietoku vody v tlakovom potrubí vodnej elektrárne

APPLICATION NOTE
Vodná elektráreň s tlakovými potrubiami (penstock)

Príložné prietokomery Panametrics zaistili presné meranie vysokorýchlostného prietoku vody v tlakovom potrubí vodnej elektrárne

Zhrnutie

700-metrové tlakové potrubia (penstock) vo vodnej elektrárni v Číne nemali žiadne meranie prietoku, ktoré by umožnilo posúdiť účinnosť vodnej turbíny a lepšie riadiť výkon elektrárne. Prevádzkovateľ preto vyhodnocoval tri technológie merania prietoku: vírové, diferenčno-tlakové a ultrazvukové s meraním prechodového času. Pred rozhodnutím požadoval technické vyhodnotenie a prípadný terénny test.

Aplikácia

Obr. 1: Snímač C-RS 0,5 MHz nainštalovaný na potrubí DN700.

MédiumVoda
Rozmer a hrúbka potrubiaDN700 (32″)
Materiál potrubiaNerezová oceľ
Tlak0,2 MPa (29 psig)
Prietok4 – 7 m³/s (63 401 – 110 952 GPM)
Teplota~ 25 °C (77 °F)
Požadovaná presnosť± 1 až 2 % z nameranej hodnoty
Panametrics

Prínosy:

  • Jednoduchá inštalácia bez odstávky procesu
  • Veľmi nÝzke nároky na údržbu
  • Žiadny tlakový úbytok
  • Mimoriadne veľký rozsah merania od nízkeho po vysoký prietok
  • Dlhodobá stabilita a minimálny drift
Transmiter Panametrics XMT1000LC so zobrazenými nameranými hodnotami

Výzva

Cieľom zákazníka bolo nainštalovať prietokomery na potrubia, na ktorých mohla rýchlosť prúdenia presiahnuť 15 m/s (49 ft/s). Zároveň bolo kritické minimalizovať tlakovú stratu kvôli obmedzenému dostupnému spádu (tlaku). Konvenčné technológie ako diferenčno-tlakové snímače a vírové prietokomery neboli vhodné, pretože obe spôsobujú tlakové straty a kvôli vlastným limitom odseknutia (cut-off) nedokážu zvládnuť nízke prietoky. Nakoniec boli predbežne vybrané ultrazvukové prietokomery vďaka ich schopnosti prekonať tieto výzvy. Pôvodne skúšané riešenie sa však dostalo na hornú hranicu svojho rozsahu, obmedzenú pevne danými továrenskými nastaveniami, ktoré sa nedali zmeniť. Bolo preto potrebné nájsť a vyskúšať alternatívne riešenie.

Riešenie

Zvolený bol príložný ultrazvukový prietokomer Panametrics PanaFlow LC, nakonfigurovaný ako jednocestný snímač XMTXP R05 v usporiadaní s dvoma priechodmi lúča (2-traverse). Táto konfigurácia podporuje rýchlosti prödenia kvapaliny od 0,03 do 20 m/s (0,1 až 65,6 ft/s), vďaka čomu je ideálna pre túto aplikáciu. Po inštalácii na rovnakom mieste potrubia prístroj okamžite poskytol presné merania s nameranou rýchlosťou prúdenia 16,52 m/s (obr. 2). Zákazník bol s výkonom PanaFlow LC veľmi spokojný, keďže presne zodpovedal jeho očakávaniam. Prístroj umožnil lepšie sledovať účinnosť vodnej turbíny a realizovať potrebné zlepšenia pre zvýšenie efektivity. Vďaka tomu sa spoločnosť Panametrics stala jediným kvalifikovaným dodávateľom merania prietoku na týchto tlakových potrubiach, s viacerými nainštalovanými prietokomermi PanaFlow LC.

Príložný snímač PanaFlow LC nainštalovaný na potrubí DN700

Panametrics PanaFlow LC príložný ultrazvukový prietokomer

Datasheet (PDF) Panametrics PanaFlow LC

Zdroj: Panametrics Application Note PANA153AN (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a pripravené spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics pre Slovensko a Maďarsko.

by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik

Meranie čistoty vodíka zaisťuje bezpečnú a efektívnu prevádzku generátorov chladených vodíkom

APPLICATION NOTE
Generátor chladený vodíkom

Meranie čistoty vodíka zaisťuje bezpečnú a efektívnu prevádzku generátorov chladených vodíkom

Problém

Vodík sa používa ako chladiace médium vo veľkých elektrických generátoroch vďaka svojej vysokej tepelnej vodivosti a nízkej viskozite, čo zabraňuje stratám účinnosti spôsobeným zvýšeným odporom (windage) na rotore. Vysoká otáčková rýchlosť veľkých rotorov generuje teplo, preto strana rotora generátora vyžaduje vysoký výkon chladenia pri nízkom odpore. Vodík sa z generátora čerpá do uzavretého sušiaceho a chladiaceho systému pred opätovným vstupom do generátora. Kontaminácii vzduchom je potrebné zabrániť, aby sa znížilo riziko výbuchu, predčasného zlyhania mechanických komponentov a straty účinnosti. Pokles čistoty vodíka zo 97 % na 95 % môže napríklad zvýšiť straty spôsobené odporom až o 32 %. Odstránenie kyslíka tiež znižuje riziko poškodenia izolácie vinutia korónovými výbojmi.

Aplikácia

Bežná prevádzka80 % – 100 % H₂ vo vzduchu
Prepĺachovanie0 % – 100 % vzduchu v CO₂
Vypúšťanie0 % – 100 % CO₂ vo vodíku
Panametrics

Prínosy:

  • Mimoriadne robustný analyzátor schopný merať všetky požadované rozsahy, s vysokou spoľahlivosťou vďaka absencii pohyblivých častí a overeným priemyselným referenciám
  • Kompletné (turnkey) riešenie vrátane systému úpravy vzorky
  • Jednoduchá kalibrácia priamo v teréne
Analyzátor tepelnej vodivosti Panametrics XMTCpro

Výzva

Výzvou pre zákazníka je zaistiť presné a spoľahlivé meranie čistoty vodíka v uzavretom okruhu, aby sa zachovala bezpečnosť a účinnosť generátora. Zákazníci síce bežne merajú aj únik vodíka do okolitej atmosféry pomocou ambientných monitorov, no hlavné meranie sa týka čistoty priamo v uzavretom systéme. Počas pravidelnej údržby je tiež potrebné vstúpiť do telesa generátora a vypustiť ho do atmosféry. Aby sa predišlo riziku výbuchu pri zmiešaní vodíka so vzduchom, používa sa preplachovací (scavenging) systém, ktorý najprv vytlačí vodík inertným plynom, napríklad CO₂. Až keď meranie potvrdí, že bol vodík úplne vytlačený, nahradí sa CO₂ vzduchom, aby bolo možné bezpečne vykonať údržbu – opäť len na základe presného potvrdenia meraním.

Riešenie

Pre túto aplikáciu je ideálnym riešením analyzátor tepelnej vodivosti Panametrics XMTCpro. Táto technológia má výhodu v tom, že dokáže merať aj dva ďalšie rozsahy plynov počas nábehového prepĺachovania a odstávkového vypúšťania. Pri nábehu je XMTCpro nastavený na meranie vzduchu v CO₂. Keď analyzátor potvrdí úplnú atmosféru CO₂, privedie sa vodík a XMTCpro sa prestaví na meranie H₂ v CO₂. Po dosiahnutí úplného vytlačenia sa analyzátor prestaví na meranie vzduchu vo vodíku. Pri odstávke prebieha rovnaký proces v opačnom poradí – XMTCpro opäť meria a potvrdzuje priebeh vypúšťania jednotlivých plynov.

Analyzátor tepelnej vodivosti Panametrics XMTCpro

Datasheet (PDF) Panametrics XMTCpro

Zdroj: Panametrics Application Note PANA051AN (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a spracované spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics v Slovenskej republike a Maďarsku.

by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik

Meranie prietoku soľanky v geotermálnej elektrárni

APPLICATION NOTE
Geotermálna elektráreň

Meranie prietoku soľanky v geotermálnej elektrárni

Problém

Geotermálne elektrárne využívajú hydrotermálne zdroje, ktoré obsahujú horúcu vodu (soľanku) aj paru poháňajúcu turbíny spojené s generátormi elektrickej energie. Teplota soľanky sa v jednotlivých vrtoch pohybuje približne od 140 °C do 200 °C. Separátor rozdeľuje tieto dve zložky – para putuje ďalej do turbín, zatiaľ čo soľanka napája výmenníky tepla v prevádzke. Presné meranie prietoku geotermálnej soľanky je kľúčové pre efektivitu vrtov: umožňuje prevádzkovateľom optimalizovať prietok a určiť správne dávkovanie inhibítora usadenín a korózie potrebného na udržanie, prípadne zvýšenie produktivity vrtu. Spoľahlivé údaje o prietoku môžu zároveň zlepšiť výťažnosť vrtu aj celkovú kapacitu výroby elektrickej energie. Juhovýchodoeurópska geotermálna energetická spoločnosť videla v zlepšení merania prietoku soľanky príležitosť a oslovila spoločnosť Panametrics.

Aplikácia

MédiumGeotermálna soľanka
Teplota170 °C (338 °F)
Tlak10 barg (145 psig)
Potrubie12″ Sch 40 CS
Prietokmax. 400 m³/h (1,5 m/s) / 1 761 GPM (4,9 ft/s)
Panametrics

Prínosy:

  • Jednoduchá inštalácia
  • Jednoduchá obsluha
  • Bez odstavenia prevádzky
  • Žiadny výpadok ani potreba pravidelnej údržby či kalibrácie
  • Spoľahlivé riešenie
Meracie zariadenie na ústí geotermálneho vrtu

Výzva

Elektráreň predtým na monitorovanie soľanky používala iné technológie merania prietoku, tie však v náročných prevádzkových podmienkach zlyhávali – tlakovo-diferenčné aj elektromagnetické prietokomery trpeli eróziou spôsobenou tuhými časticami a ich presnosť znižovali vysoké teploty média. Okrem technických nedostatkov zákazníka frustrovalo aj to, že oprava, renovácia či kalibrácia týchto meračov si vyžadovala úplné odstavenie prevádzky, čo pri odstávkach spôsobovalo nákladné výpadky výroby.

Riešenie

Na overenie reálnych prietokových podmienok vykonala spoločnosť Panametrics merania pomocou prenosného ultrazvukového prietokomera TransPort PT900. Vďaka vstavanému dátovému záznamníku bolo možné namerané hodnoty z jednotlivých vrtov uložiť a neskôr vyhodnotiť, pričom batériové napájanie umožnilo overiť prietok priamo pri odľahlých ústiach vrtov bez potreby externého zdroja energie. Keďže sa PT900 upevňuje na vonkajší povrch potrubia (príložná montáž), inštalácia prebehla rýchlo a bez prerušenia prevádzky – čo si zákazník mimoriadne cenil. Po úspešnej meracej kampani si zákazník následne nechal nainštalovať deväť trvalých prietokomerov AquaTrans AT600 s vysokoteplotnými snímačmi. Elektráreň dnes vďaka tomu profituje z presného a spoľahlivého merania prietoku bez akéhokoľvek výpadku spôsobeného kalibráciou alebo neplánovanými opravami.

Ultrazvukový prietokomer pre kvapaliny Panametrics AquaTrans AT600

Datasheet (PDF) AquaTrans AT600

Zdroj: Panametrics Application Note (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a spracované spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics v Slovenskej republike a Maďarsku.

by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik

Hodnotenie výkonu a účinnosti požiarnych čerpadiel

APPLICATION NOTE
Požiarna čerpadňa

Hodnotenie výkonu a účinnosti požiarnych čerpadiel

Problém

Energetická a vodárenská spoločnosť na Blízkom východe prevádzkuje 400 rozvodní rozdelených do štyroch regionálnych zón. Na sledovanie výkonu a účinnosti požiarnych čerpadiel oproti špecifikáciám doteraz využívali prietokomery s premenlivou plochou (VA) a Venturi trubice osadené na potrubiach požiarnych čerpadiel. Merania z VA prietokomerov boli nestabilné a presnosť bola sporná pri oboch typoch prietokomerov. Spoločnosť potrebovala alternatívne riešenie, ktoré by tieto problémy vyriešilo bez nákladných mechanických zásahov do potrubia.

Aplikácia

MédiumSurová voda
Rozsah potrubiarôzne veľkosti
Teplotaokolitá (ambientná)
Panametrics

Prínosy:

  • Stabilnejšie a presnejšie merania než doterajšie permanentné prietokomery
  • Presnejší prehľad o výkone požiarnych čerpadiel – kľúčové pre bezpečnosť
  • Na základe pozitívnych výsledkov si zákazník objednal tri ďalšie jednotky pre všetky štyri zóny
Inštalácia snímača TransPort PT900

Riešenie

Miestny obchodný partner Panametrics predviedol prenosný ultrazvukový prietokomer TransPort PT900 priamo na všetkých štyroch rozvodniach a ukázal jeho presnosť, výkon a jednoduchosť použitia v porovnaní s doterajšími prietokomermi. Zákazník bol výsledkami presvedčený a v auguste 2018 si prístroj zakúpil. Od vtedy ho úspešne používa na viacerých rozvodniach, pričom namerané hodnoty sa opakovane zhodujú s teoretickou kapacitou čerpadiel.

Výkonová krivka čerpadla

Porovnanie výkonovej krivky čerpadla so systémovou krivkou potvrdilo, že požiarne čerpadlá pracujú podľa špecifikácie.

Inštalácia príložného snímača
Detail požiarnej čerpadne

Prenosný ultrazvukový prietokomer pre kvapaliny Panametrics TransPort PT900

Datasheet (PDF) TransPort PT900

Zdroj: Panametrics Application Note (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a spracované spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics v Slovenskej republike a Maďarsku.