Wenn Messung wirklich wichtig ist – Fünf Anwendungen, die von Coriolis-Durchflussmessern profitieren

Die vielen Vorteile von Coriolis-Durchflussmessern haben dazu geführt, dass sie in einer wachsenden Vielfalt industrieller Anwendungen als Goldstandard in der Durchflussmessung gelten. David Bowers, Pressure and Process Flow Product Manager UK&IE bei ABB Measurement &Analytics, erklärt die wichtigsten Vorteile, die sie gegenüber anderen Durchflussmessertypen bieten, und geht auf die fünf wichtigsten Anwendungen ein, bei denen Coriolis-Durchflussmesser die besten Ergebnisse liefern.

Seit ihrer Einführung in den 1980er Jahren haben sich Coriolis-Massedurchflussmesser zu einem der vielseitigsten und zuverlässigsten Mittel zur Durchflussmessung von Flüssigkeiten oder Gasen entwickelt. Anerkannt für ihre Fähigkeit, mehrere Attribute über längere Zeiträume mit hoher Wiederholgenauigkeit und sehr geringem Wartungsaufwand zu messen, haben sie sich einen Ruf für Genauigkeit, Vielseitigkeit und Haltbarkeit erarbeitet, der zu ihrem Einsatz in einer wachsenden Anzahl von Branchen geführt hat.

Coriolis-Durchflussmesser arbeiten, indem sie den Massendurchfluss, die Dichte und die Temperatur einer Flüssigkeit messen, während sie durch ein vibrierendes Rohr strömt. Durch die Messung der Dichte ermöglichen die Messgeräte zusätzliche Berechnungen über die Konzentration des Stoffes.

Durch die Messung von Massedurchfluss, Dichte, Konzentration und Temperatur kann ein einzelnes Coriolis-Messgerät die Arbeit mehrerer Instrumente übernehmen, wodurch die Kosten für den Kauf separater Geräte entfallen und der Bedarf an Ersatzteilen und Gesamtwartung minimiert wird.

Diese Kombination von Messungen kann in vielen Anwendungen sehr nützlich sein. Bei der Ölförderung zum Beispiel können die kombinierten Messungen, die mit einem Coriolis-Messgerät verfügbar sind, dazu beitragen, zu bestimmen, wie viel Wasser mit dem Öl aus dem Boden kommt, was einen nützlichen Indikator für die Gesamtproduktionseffizienz darstellt.“

Die Arbeitsprinzipien von Coriolis-Messgeräten bieten mehrere entscheidende Vorteile. Ohne bewegliche Teile, die direkt mit dem Messstoff, egal ob gasförmig oder flüssig, in Berührung kommen, sind sie wartungs- und wartungsarm. Sobald sie im Werk kalibriert sind, bleiben sie auch während ihres gesamten Lebenszyklus kalibriert.

Da Coriolis das einzige Prinzip ist, mit dem Massendurchflüsse von Gasen und Flüssigkeiten ohne Berechnung gemessen werden können, sind die Ergebnisse außerdem unabhängig von Temperatur- oder Druckänderungen. Der Einsatz von Coriolis-Durchflussmessern ermöglicht auch die Dichtemessung, was sie zu einer echten Multivariablen-Messlösung für Abfüllvorgänge in der Chemie-, Lebensmittel- und anderen Prozessindustrie macht.

Die heutigen Coriolis-Durchflussmesser sind hochgenau. Die Genauigkeiten der neuen ABB CoriolisMaster-Durchflussmesser-Modelle reichen beispielsweise von 0,1 bis 0,4 Prozent des Messwerts für Flüssigkeiten und 0,5 bis 1 Prozent des Messwerts für Gase. Hohe Genauigkeiten machen Coriolis-Durchflussmesser zu offensichtlichen Kandidaten für ein breites Anwendungsspektrum – diese werden im folgenden Abschnitt untersucht.

Fünf Anwendungen für Coriolis-Durchflussmesser

Chemische Coriolis-Durchflussmesser

Die chemische Industrie ist ein wichtiger Anwender der Coriolis-Technologie, wobei die Sicherheit der Hauptgrund ist. Wenn Chemikalien wie Säuren oder Laugen dosiert werden, um eine Reaktion zu erzielen, kann es gefährlich sein, die Chemikalien zu unter- oder zu füllen. In einigen Fällen kann sich eine Überdosierung auch auf den Gewinn eines Unternehmens auswirken.

Neben der Genauigkeit sind die Langlebigkeit und Flexibilität der Coriolis-Durchflussmesser ein weiterer Grund, warum diese Technologie in der Branche beliebt ist. Bestimmte aggressive Chemikalien können zum Beispiel das primäre Messrohr möglicherweise zerreißen. Coriolis-Durchflussmesser verfügen jedoch über einen sekundären Sicherheitsbehälter, der eine Flüssigkeit für einen bestimmten Zeitraum auf einem genauen Druck hält.

Wenn die medienberührten Materialien für die zu dosierende Chemikalie geeignet sind, kann ein Coriolis-Durchflussmesser verwendet werden, um mehrere Chemikalien zu messen, ohne dass die Produktion unterbrochen wird, weil zwischen verschiedenen Einstellungen gewechselt werden muss.

Die hohe Genauigkeit der Coriolis-Durchflussmesser macht sie auch zu einer idealen Lösung für Allokationsanwendungen, bei denen Chemikalienmengen an Dritte verkauft werden. Durch die Eliminierung jeglicher Messabweichungen können Coriolis-Durchflussmesser dazu beitragen, dass die verkaufte Menge genau der bestellten entspricht.

Öl- und Gas-Coriolis-Durchflussmesser

Sicherheits- und finanzielle Faktoren sind wesentliche Treiber für den Einsatz von Messgeräten in der Öl- und Gasindustrie. Aus Sicherheitsgründen sind genaue Ergebnisse erforderlich, und da Betreiber Öl und Gas jetzt an tieferen Standorten fördern, hat der damit verbundene höhere Druck Auswirkungen auf die Messtechnologien.

Aus finanzieller Sicht müssen bei eichamtlichen Übertragungen, bei denen Lieferungen von Öl und Gas den Besitzer wechseln müssen, entsprechende Steuern an die Behörden abgeführt werden. Bei Nichtbeachtung können Geldstrafen und in manchen Fällen auch Freiheitsstrafen geahndet werden. Und in vielen Fällen, in denen mehrere Parteien, darunter Regierungen und vorgelagerte Betreiber, einen Prozentsatz eines Öl- oder Gasfeldes besitzen, ist eine genaue Messung erforderlich, um sicherzustellen, dass alle Parteien die ihnen zustehenden Einnahmen erhalten.

Da Genauigkeit von größter Bedeutung ist, hebt die Öl- und Gasindustrie die Messung auf eine andere Ebene. Aus diesem Grund sind die Kosten des Messgeräts selten ein Einflussfaktor, da die Industrie die besten Instrumente für den Job auswählt. Aus diesem Grund werden Coriolis-Durchflussmesser häufig in Öl- und Gasanwendungen eingesetzt.

Neben der Verwendung von Coriolis-Durchflussmessern zur Messung von Gas- und Flüssigkeitsströmen vergleicht die Industrie Coriolis-Messwerte mit separaten Temperatur-, Druck- und Durchflussmessern und befolgt die ISO-Richtlinien, um sicherzustellen, dass die tatsächlichen Messwerte so genau wie möglich sind. Ein Durchflussrechner wird dann verwendet, um diese Messungen zu überprüfen und den betroffenen Unternehmen ein Protokoll zur Verfügung zu stellen. Betreiber haben sogar eine redundante Leitung, sodass die Tests bei Bedarf repliziert werden können.

Öl und Gas werden immer gemischte Medien enthalten, da natürliche Ressourcen bei der ersten Förderung Wasser oder Partikel enthalten. Ein Coriolis-Durchflussmesser kann viele verschiedene Werte ablesen und verschiedene Flüssigkeiten messen. Dies macht sie ideal für die genaue Messung von Strömungen, bei denen gemischte Fraktionen aus Gas, Flüssigkeit und mitgerissenen Partikeln vorhanden sein können.

Wasserstoff-Coriolis-Durchflussmesser

Wasserstoff wird für Coriolis-Durchflussmesser eine der Zukunftschancen sein. Da Länder auf der ganzen Welt nach alternativen Methoden zur Deckung ihres Energiebedarfs suchen, wird die Verwendung von Wasserstoff mit erheblicher Geschwindigkeit zunehmen.

Laut Grand View Research ³ , wurde der globale Markt für die Wasserstofferzeugung im Jahr 2020 auf 120,77 Mrd. USD geschätzt und wird voraussichtlich von 2021 bis 2028 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,7% wachsen. Ein exponentieller Anstieg der Nachfrage nach sauberem und grünem Kraftstoff aufgrund von Es wird erwartet, dass die steigende Umweltverschmutzung in Verbindung mit zunehmenden staatlichen Vorschriften zur Kontrolle und Eindämmung des Schwefelgehalts in Kraftstoffen dieses Wachstum vorantreibt.

Ein Teil der Umstellung auf saubere Energie wird dazu führen, dass die Erdgasnetze in Großbritannien und Europa von Methan auf Wasserstoff umgestellt werden, und Coriolis-Durchflussmesser sind gut aufgestellt, um die Umstellung zu unterstützen. Coriolis-Durchflussmesser haben gegenüber anderen Technologien einen großen Vorteil, da sie Gase genauso genau wie Flüssigkeiten mit einem außergewöhnlichen Regelverhältnis messen können.

Coriolis-Durchflussmesser für Lebensmittel und Getränke

Der Lebensmittel- und Getränkesektor ist der größte Wachstumsmarkt für Coriolis-Durchflussmesser. In dieser Branche ermöglicht die inhärente Vielseitigkeit der Coriolis-Durchflussmesser den Einsatz zur Messung einer Vielzahl von Lebensmitteln und Getränken, von Joghurt und Milch bis hin zu Alkohol und Olivenöl. Da Lebensmittel- und Getränkehersteller in der Regel sowohl nach Volumen als auch nach Masse verkaufen, kennt die Branche die Genauigkeit, Vielseitigkeit und Turndown-Vorteile von Coriolis-Durchflussmessern im Vergleich zu anderen Messtechnologien voll und ganz.

Coriolis-Durchflussmesser werden ähnlich wie in der chemischen Industrie eingesetzt, um die Dosierung von konzentrierten Inhaltsstoffen für die Produktion zu unterstützen. In der Alkoholindustrie bedeutet die hohe Genauigkeit und Leistung von Coriolis-Durchflussmessern, dass sie von Brennereiunternehmen weit verbreitet sind, um die Produktion von hochwertigem Whisky während des Destillationsprozesses zu gewährleisten und um sicherzustellen, dass die Unternehmen die korrekten Steuern an die Unternehmen zahlen Behörden.

Der gleiche Vorteil gilt auch für andere Lebensmittel- und Getränkeproduktionsprozesse, bei denen Faktoren wie Zutatenstärke, Kosten und die Notwendigkeit, konstant präzise Mischungen zu erzielen, eine sorgfältige Dosierung und Kontrolle erfordern. Bei Anwendungen wie der Konzentratdosierung kann die genaue Messung, die mit Coriolis-Durchflussmessern erreicht werden kann, dazu beitragen, die richtige Produktqualität zu erreichen und gleichzeitig die Produktionskosten zu minimieren.

Motorprüfung Coriolis-Durchflussmesser

Aufgrund des Klimawandels hat die Notwendigkeit, die Abgasemissionen genau zu messen, für Automobilunternehmen, Emissionsprüfzentren und Behörden oberste Priorität. Jedes Mal, wenn ein Hersteller einen Motor entwickelt, muss er nachweisen, wie er die Emissionen einhält.

Während der Messbereich und die Genauigkeit der Coriolis-Durchflussmesser sie zu einer attraktiven Wahl für die Industrie machen, bietet die Flexibilität der Technologie große Vorteile. So können beispielsweise Effizienzgewinne erzielt werden, da derselbe Coriolis-Durchflussmesser und die gleiche Einrichtung zur Messung der Emissionen einer Reihe von Motorgrößen verwendet werden können, ohne dass eine Neukalibrierung erforderlich ist, wenn verschiedene Testkraftstoffe verwendet werden. Coriolis-Durchflussmesser werden daher im Vergleich zu etablierteren – und potenziell teureren – Verfahren wie gravimetrischen Messsystemen zu einer attraktiveren Messtechnik.

Meeting Coriolis-Durchflussmesser Ziele

Obwohl Coriolis-Durchflussmesser in Bezug auf die Anschaffungskosten möglicherweise nicht die kostengünstigste Option sind, ermöglichen ihre niedrigen Betriebskosten und die Verwendung von Verifizierungssoftware längere Zeit zwischen Eingriffen und Wartungsarbeiten. Eine Verifizierungssoftware kann zumindest den Zeitraum zwischen einem QS-Nasskalibrierungstest verdoppeln, was eine höhere Produktivität durch reduzierte Ausfallzeiten ermöglicht.

Ihre Fähigkeit, vielseitige, hochgenaue Messungen in einem kompakten, einfach zu installierenden und zu verwendenden Design zu liefern, macht sie in immer mehr Situationen zur besseren Alternative zu anderen Durchflussmesser-Technologien.

Zusätzliche Vorteile sind auch durch die Einführung der Power over Ethernet (PoE)-Technologie möglich, die jetzt für den CoriolisMaster-Durchflussmesser von ABB verfügbar ist. PoE bietet Prozessingenieuren mehrere Vorteile, da keine separate Gleichstrominfrastruktur erforderlich ist und Strom und Kommunikation über dasselbe Kabel bereitgestellt werden. Dies bringt neue Agilität, da Durchflussmesser überall dort installiert werden können, wo sie benötigt werden. Das modulare Design ermöglicht die Kombination beider Welten und stellt die Zukunftssicherheit der Geräte sicher, wodurch die Langlebigkeit der Durchflussmesser erhöht wird.

Darüber hinaus erhöhen Durchflussmesser mit Ethernet-Konnektivität die Einfachheit, Flexibilität und Zuverlässigkeit des Betriebs in der Prozessautomatisierung und verbessern gleichzeitig die Sichtbarkeit der Daten in Echtzeit. Bisher verborgene Daten in Feldgeräten, wie Messwerte zu Dichte, Leitfähigkeit oder Konzentration des Mediums, können freigeschaltet werden, sodass Kunden aus allen Branchen redundante Messpunkte in ihren Anlagen identifizieren und so nebenbei Einsparungen erzielen können.

Referenzen

1 – Durchflussmesser Marktgröße &Anteil | Branchenbericht 2021-2028 (grandviewresearch.com)

2 – Chemische Industrie weltweit – Statistiken &Fakten | Statista

3 – Globaler Marktgrößenbericht für Wasserstofferzeugung, 2021-2028 (grandviewresearch.com)