IJkwaardige meting van warmte overdracht in WKK installatie

Het totale rendement van een conventionele thermische elektriciteitscentrale kan worden verhoogd, door de afvalwarmte te gebruiken voor gemeentelijke of industriële verwarmingsdoeleinden. De exploitant van een bruinkoolgestookte warmtekrachtcentrale (WKK) in Tsjechië levert warmte aan een verdeelstation, vervolgens wordt de warmte naar het lokale net gedistribueerd

Het voor het warmtetransport gebruikte stadsverwarmingssysteem bestaat uit een toevoer- en een retourleiding (DN1200, 35 km lang). Het warme water wordt geleverd op verschillende temperaturen (60...140°C) met een groot flowbereik (verhouding: 5:1). Dit resulteert in een Reynoldsgetallenbereik van >10:1.

Voor verrekeningsdoeleinden was de exploitant van de fabriek op zoek naar een MID MI-004 goedgekeurde en gekalibreerde flowmeter als onderdeel van een warmtemetingsysteem. De flowmeter was nodig voor meting van de geleverde thermische energie, van zowel de warmtetoevoerleiding als het koude water in de retourleiding. Een ander doel van deze toepassing was de bewaking van de integriteit van de pijpleiding, om lekkages of productverlies tijdig op te sporen.

Gezien de seizoensgebonden veranderingen in de flow, variërend van lage flow in de zomer tot hoge flow in de winter, kwam alleen een flowmeter met een hoge turndown en nauwkeurigheid (ook bij zeer lage flow) in aanmerking. Ook werd geëist dat de flowmeter een driftvrije meting zou garanderen vanwege de uitdagende flowomstandigheden.

KROHNE leverde vier OPTISONIC 3400 F District Heating ultrasone flowmeters voor installatie in de toevoer- en retourleiding van respectievelijk de elektriciteitscentrale en het verdeelstation. Omdat herkalibratie van de bestaande meters elke 4 jaar verplicht is, werd de klant ook voorzien van back-up meters voor elke diameter. KROHNE leverde ook flow straighteners om de flow te conditioneren en flow verstoringseffecten op de meting te elimineren. De flowmeter is gecertificeerd volgens OIML R75 (nauwkeurigheidsklasse 1) en MID MI-004. De meter kan dus worden gebruikt als onderdeel van een warmtemetingsysteem. De OPTISONIC 3400 District heating is de enige inline flowmeter voor stadsverwarming, die een zeer nauwkeurige meting van verwarmd water biedt, met behulp van drie ultrasone paden over het hele flowbereik.

Dankzij het 3-pads ontwerp is de OPTISONIC 3400 District Heating minder gevoelig voor vervormde flowprofielen. De meter is ook ongevoelig voor (magnetiet)aanslag zoals bij warmtecircuits.

De WKK-exploitant is gebaat bij een langdurige stabiele flowmeting als essentieel onderdeel van de verrekeningsprocedure en van de bewaking van de integriteit van de pijpleiding. De MI-004 klasse 1 gecertificeerde OPTISONIC 3400 biedt, vanwege de hogere nauwkeurigheid voor de verrekening, meer economische voordelen in vergelijking met andere oplossingen op de markt.

De flowmeter hoeft alleen opnieuw gekalibreerd te worden tijdens de vierjaarlijkse interval, zoals gedefinieerd door het Tsjechische instituut voor metrologie. Indien nodig kunnen de transducers van de flowmeter zonder procesonderbreking worden vervangen of gecontroleerd, terwijl de leiding onder druk blijft. Het meetprincipe is praktisch ongevoelig voor schaling en dus driftvrij.

Het uitgebreide projectmanagement was een groot voordeel voor de klant – vanaf de engineering en kalibratie tot levering en installatie. Alle benodigde diensten werden uit één hand geleverd, inclusief certificering en herkalibratie en nauwkeurigheidsbeoordeling. De kalibratie en herkalibratie worden uitgevoerd in het gecertificeerde ijkcircuit van KROHNE in Nederland.