Die Messung des Wasserdurchflusses in und aus Wasserwerken und Kläranlagen ist eine zentrale Messgröße in der Wasserwirtschaft. Sie bildet eine wichtige Grundlage für Unternehmen, um wichtige Produktions- und Betriebskennzahlen wie Fördermenge, Produktionskosten, Leckagen im Rohrleitungsnetz und Energieverbrauch pro Einheit zu ermitteln. Die Auswahl geeigneter Durchflussmesser ist dabei von entscheidender Bedeutung. Die korrekte Auswahl der Messgeräte und die Verbesserung der Messgenauigkeit sind daher wichtige Aufgaben für Unternehmen. Ultraschall-Durchflussmesser erfreuen sich hierbei großer Beliebtheit.
Im Vergleich zu anderen Anwendungsbereichen stellt die Durchflussmessung in Wasserwerken und Kläranlagen zur Erfassung des Wasserzu- und -abflusses besondere Anforderungen. Erstens ist der Durchmesser des Durchflussmessers relativ groß und liegt üblicherweise im Bereich von DN 300 mm bis DN 1000 mm. Zweitens ist der zu messende Wasserdurchfluss hoch und liegt in der Regel im Bereich von Tausenden bis Zehntausenden m³/h. Um die Anforderungen der Wasserversorgung und -entsorgung zu erfüllen, muss der gewählte Ultraschall-Durchflussmesser zudem eine hohe Genauigkeit aufweisen. Aufgrund des großen Durchmessers und des begrenzten Einbauraums dürfen die Anforderungen an gerade Rohrabschnitte nicht zu hoch sein. Bei der Auswahl eines Ultraschall-Durchflussmessers sollten hinsichtlich der Durchflusscharakteristika am Ein- und Auslass folgende Aspekte berücksichtigt werden:
Ultraschall-Durchflussmesser
1. Aufgrund des großen Durchmessers der Prozessleitung muss der Druckverlust des Durchflussmessers so gering wie möglich sein. Im Allgemeinen wird die Methode der lokalen Rohrverkleinerung zur Erhöhung des Durchflusses nicht angewendet.
2. Bei neu geplanten und installierten Rohrleitungen wird im Allgemeinen die geeignete Durchflussrate gewählt. Ist die Durchflussrate des Fluids zu niedrig, ist der Durchmesser des Durchflussmessers groß, was die entsprechenden Investitionskosten erhöht. Ist die Durchflussrate des Fluids zu hoch, verursacht dies einen dynamischen Druckverlust und führt zu erhöhten Betriebskosten, was unwirtschaftlich ist. Bei der Auswahl sollte jedoch eine Durchflussreserve für zukünftige Erweiterungen berücksichtigt werden.
3. Aufgrund der geringen Durchflussrate des Fluids bilden sich nach längerer Betriebszeit Verunreinigungen, Schlamm und Ablagerungen im Fluid, die sich leicht an der Innenwand der Rohrleitung und an der Elektrode ablagern. Die Reinigung der Kontaktfläche zwischen Instrument und Fluid sollte bei der Konstruktion berücksichtigt werden.
4. Der Messbereich des Instruments ist groß. Der Wasserdurchfluss ist nachts und tagsüber sowie im Winter und Sommer sehr unterschiedlich, teilweise um ein Vielfaches. Daher benötigen diese Wasserdurchflussmesser einen besonders großen Messbereich.
5. Das Messgerät benötigt einen hohen Schutz. Rohrleitungen mit großem Durchmesser werden aus Kosten- und Platzgründen meist erdverlegt; insbesondere in nördlichen Regionen ist zudem Frostschutz erforderlich. Daher werden in den Messschächten in der Regel geteilte Durchflusssensoren installiert. Regen, Wand- und Rohrleckagen sowie andere Faktoren können jedoch zu einem Anstieg des Wasserspiegels im Schacht und einer Überflutung des Durchflusssensors führen. Daher sollte dies bei der Planung berücksichtigt werden; es empfiehlt sich die Wahl eines tauchfähigen Durchflusssensors, beispielsweise mit Schutzart IP68. Gleichzeitig muss der Messschacht wasserdicht sein.
6. Da die Überprüfung großer Abflusszähler oft schwierig ist, weil sie demontiert, transportiert und installiert werden müssen und der Prozess keine Unterbrechung oder Abschaltung zulässt, ist es wünschenswert, dass die Zähler online trocken kalibriert werden können.
Ultraschall-Durchflussmesser
Aktuell sind Ultraschall- und elektromagnetische Durchflussmesser die wichtigsten Durchflussmesser für die Zu- und Abflussmessung in Wasserwerken und Kläranlagen. Daneben gibt es eine geringe Anzahl von Steckdurchflussmessern und zahlreiche Weiterentwicklungen hin zu intelligenten, hochpräzisen und multifunktionalen Durchflussmessern. Diese ermöglichen kabelgebundene, digitale Bus-Kommunikation (z. B. MODBUS, PROFBUS, HART) und drahtlose Kommunikation zur Fernüberwachung und Übertragung von Verkehrsdaten an die zentrale Leitwarte und die Betriebszentrale. Die Messung des Wasserdurchflusses in und aus Wasserwerken und Kläranlagen ist eine Schlüsselfunktion der Wasserwirtschaft. Sie bildet die Grundlage für die Ermittlung wichtiger Produktions- und Betriebskennzahlen wie Fördermenge, Produktionskosten, Leckagen im Rohrleitungsnetz und Energieverbrauch pro Einheit und ist ein zentrales Messglied in der Wasserwirtschaft. Die Auswahl der Durchflussmesser ist daher von entscheidender Bedeutung. Die korrekte Auswahl der Messgeräte und die Verbesserung der Messgenauigkeit sind wichtige Aufgaben für Unternehmen. Ultraschall-Durchflussmesser erfreuen sich hierbei großer Beliebtheit.
Im Vergleich zu anderen Anwendungsbereichen stellt die Durchflussmessung in Wasserwerken und Kläranlagen zur Erfassung des Wasserzu- und -abflusses besondere Anforderungen. Erstens ist der Durchmesser des Durchflussmessers relativ groß und liegt üblicherweise im Bereich von DN 300 mm bis DN 1000 mm. Zweitens ist der zu messende Wasserdurchfluss hoch und liegt in der Regel im Bereich von Tausenden bis Zehntausenden m³/h. Um die Anforderungen der Wasserversorgung und -entsorgung zu erfüllen, muss der gewählte Ultraschall-Durchflussmesser zudem eine hohe Genauigkeit aufweisen. Aufgrund des großen Durchmessers und des begrenzten Einbauraums dürfen die Anforderungen an gerade Rohrabschnitte nicht zu hoch sein. Bei der Auswahl eines Ultraschall-Durchflussmessers sollten hinsichtlich der Durchflusscharakteristika am Ein- und Auslass folgende Aspekte berücksichtigt werden:
Ultraschall-Durchflussmesser
1. Aufgrund des großen Durchmessers der Prozessleitung muss der Druckverlust des Durchflussmessers so gering wie möglich sein. Im Allgemeinen wird die Methode der lokalen Rohrverkleinerung zur Erhöhung des Durchflusses nicht angewendet.
2. Bei neu geplanten und installierten Rohrleitungen wird im Allgemeinen die geeignete Durchflussrate gewählt. Ist die Durchflussrate des Fluids zu niedrig, ist der Durchmesser des Durchflussmessers groß, was die entsprechenden Investitionskosten erhöht. Ist die Durchflussrate des Fluids zu hoch, verursacht dies einen dynamischen Druckverlust und führt zu erhöhten Betriebskosten, was unwirtschaftlich ist. Bei der Auswahl sollte jedoch eine Durchflussreserve für zukünftige Erweiterungen berücksichtigt werden.
3. Aufgrund der geringen Durchflussrate des Fluids bilden sich nach längerer Betriebszeit Verunreinigungen, Schlamm und Ablagerungen im Fluid, die sich leicht an der Innenwand der Rohrleitung und an der Elektrode ablagern. Die Reinigung der Kontaktfläche zwischen Instrument und Fluid sollte bei der Konstruktion berücksichtigt werden.
4. Der Messbereich des Instruments ist groß. Der Wasserdurchfluss ist nachts und tagsüber sowie im Winter und Sommer sehr unterschiedlich, teilweise um ein Vielfaches. Daher benötigen diese Wasserdurchflussmesser einen besonders großen Messbereich.
5. Das Messgerät benötigt einen hohen Schutz. Rohrleitungen mit großem Durchmesser werden aus Kosten- und Platzgründen meist erdverlegt; insbesondere in nördlichen Regionen ist zudem Frostschutz erforderlich. Daher werden in den Messschächten in der Regel geteilte Durchflusssensoren installiert. Regen, Wand- und Rohrleckagen sowie andere Faktoren können jedoch zu einem Anstieg des Wasserspiegels im Schacht und einer Überflutung des Durchflusssensors führen. Daher sollte dies bei der Planung berücksichtigt werden; es empfiehlt sich die Wahl eines tauchfähigen Durchflusssensors, beispielsweise mit Schutzart IP68. Gleichzeitig muss der Messschacht wasserdicht sein.
6. Da die Überprüfung großer Abflusszähler oft schwierig ist, weil sie demontiert, transportiert und installiert werden müssen und der Prozess keine Unterbrechung oder Abschaltung zulässt, ist es wünschenswert, dass die Zähler online trocken kalibriert werden können.
Ultraschall-Durchflussmesser
Aktuell werden in Wasserwerken und Kläranlagen hauptsächlich Ultraschall- und elektromagnetische Durchflussmesser zur Messung des Wasserdurchflusses eingesetzt. Daneben gibt es eine geringe Anzahl von Steckdurchflussmessern. Viele dieser Geräte werden jedoch zu intelligenten, hochpräzisen und multifunktionalen Durchflussmessern weiterentwickelt. Für die Fernüberwachung und die Übertragung von Verkehrsdaten an die zentrale Leitwarte oder die Betriebsleitzentrale werden kabelgebundene, digitale Bus-basierte (z. B. MODBUS, PROFBUS, HART) und drahtlose Kommunikationsmodi realisiert.
Veröffentlichungsdatum: 14. August 2023