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Vorort-Prüfung von Wärmezählern im laufenden Betrieb

15.06.2011

Abbildung 1: Für das neue optische Verfahren zur Vorort-Messung von Durchflüssen an großen Anlagen nach dem Prinzip der Laser-Doppler-Velozimetrie wird ein Laser über ein optisches Fenster an das entsprechende Rohrsystem angekoppelt.

Die Betriebsbedingungen für Wärmezähler in großen Anlagen oder Netzwerken weichen in der Praxis oft von den idealisierten Kalibrierbedingungen am Prüfstand in der PTB ab. Daraus ergeben sich teilweise erhebliche Messabweichungen. Ein neu entwickeltes Verfahren erlaubt die Untersuchung von Wärmezählern dagegen unter Einbaubedingungen und ohne Betriebsunterbrechung.

Den größten Unsicherheitsbeitrag beim Betrieb eines Wärmezählers liefert der Durchflusssensor (DFS), der für seinen Einsatz bisher grundsätzlich auf einem Prüfstand kalibriert wurde. Da hier idealisierte Bedingungen vorherrschen, ergeben sich unbekannte Messabweichungen des DFS am späteren Einsatzort. Eine Kalibrierung unter Betriebsbedingungen ist bisher nicht möglich gewesen. Bestenfalls wurden die Sensoren auf einem Prüfstand rekalibriert, wofür sie ausgebaut werden mussten. Die damit verbundene Betriebsunterbrechung führte zu hohen Kosten. Um das Problem zu beseitigen, hat die PTB in Kooperation mit dem TÜV Rheinland sowie den Unternehmen ILA GmbH und Optolution GmbH ein optisches Verfahren entwickelt, das die Vorort-Untersuchung der DFS ohne Betriebsunterbrechung erlaubt.

Mithilfe eines aus der Fernwärme bekannten Anbohrverfahrens wird in der Rohrleitung ein Sichtfenster angebracht. Anschließend wird ein Laser-Doppler-Velozimetrie-(LDV)-System angebaut und die Strömungsgeschwindigkeit über einem Messpfad bestimmt. Durch Integration der gemessenen Geschwindigkeit über den Rohrquerschnitt wird der Referenz-Volumenstrom ermittelt. Untersuchungen an der Wärmezählerprüfstrecke der PTB bestätigten, dass sich unter idealen Bedingungen eine Messunsicherheit von weniger als 1 % erreichen lässt. Nach den Messungen kann der Laser entfernt und der optische Zugang mit einem Blindflansch verschlossen werden.

Ansprechpartner:

O. Büker, 7.62, E-Mail: Oliver.Bueker(at)ptb.de