Messtechnik für Dampf

Messtechnik für Dampf erfasst Dampfmenge, Druck, Temperatur und den Wasserstand im Kessel. Yokogawa bietet dafür Vortex-Durchflussmesser, Differenzdruckmessumformer und Temperaturmessumformer an.

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Iwan Hinder

Messen, Steuern, Regeln / Heizsysteme Kompensatoren/Filter

Dampf messen im Kesselhaus und im Dampfnetz

Ohne Messung bleibt unklar, wo im Dampfnetz wie viel Dampf verbraucht wird. Zudem ändern Druck und Temperatur die Dichte, deshalb sagt der Volumenstrom allein wenig über die Dampfmasse.

Dampfmessung ist die Bestimmung des Massenstroms von Sattdampf oder Heissdampf aus Volumenstrom und Dichte. Die Dichte berechnen die Geräte von Yokogawa nach der Dampftafel IAPWS-IF97.

Bei HENNLICH bekommst du Durchfluss-, Druck- und Temperaturmesstechnik für Dampf von einem Hersteller.

Vortex oder Differenzdruck: welches Messprinzip passt zu deiner Dampfmessung?

Ein Messprinzip ist das physikalische Verfahren, mit dem ein Gerät den Durchfluss bestimmt. Für die Dampfmenge kommen bei Yokogawa zwei Prinzipien in Frage:

Merkmal	Vortex-Durchflussmesser VY	Differenzdruck mit EJX910A
Messprinzip	Wirbelfrequenz hinter einem Staukörper	Wirkdruck an Blende, Düse oder Venturirohr
Messgrössen	Volumenstrom, mit eingebautem Temperatursensor auch die Temperatur	Differenzdruck, statischer Druck und Prozesstemperatur über Pt100
Dampfmasse	Sattdampf über die eingebaute Temperatur; Heissdampf zusätzlich mit Druck als Festwert oder externem Eingang	voll kompensierter Massenstrom; im Sattdampfmodus Temperatur aus dem statischen Druck
Genauigkeit laut Datenblatt	±1 % vom Messwert für Gas und Dampf	Differenzdruck ±0,04 % der Spanne
Prozesstemperatur	bis 450 °C mit Hochtemperatur-Staukörper, bis 400 °C mit eingebautem Temperatursensor	Messumformer –40 bis 120 °C, Anschluss über Wirkdruckleitungen
SIL	SIL 2 mit Option /SL und HART	SIL 2 in der HART-Ausführung

Quelle: Yokogawa-Datenblätter GS 01F07A00-01EN (VY) und GS 01C25R01-01EN (EJX910A). Für den Massenstrom nennt das Datenblatt des EJX910A eine Genauigkeit nur für Flüssigkeiten und Gase, nicht für Dampf.

Dampfmenge mit Vortex: VY

Der Vortex-Durchflussmesser VY misst Flüssigkeiten, Gase, Sattdampf und Heissdampf ohne bewegte Teile. Mit eingebautem Temperatursensor berechnet er den Massenstrom von Sattdampf nach IAPWS-IF97.

Für Heissdampf nimmt die HART-Ausführung den Druck als Festwert oder über einen 4–20-mA-Eingang auf und rechnet daraus auch den Energiestrom. Wähle den VY, wenn du Dampf direkt in der Leitung zählen willst, ohne Wirkdruckleitungen.

Dampfmenge über Differenzdruck: EJX910A

Der multivariable Messumformer EJX910A misst Differenzdruck, statischen Druck und mit einem Pt100 die Temperatur. Daraus berechnet er den voll kompensierten Massenstrom an Blende, Düse oder Venturirohr.

Im Sattdampfmodus mit HART 7 ermittelt er die Temperatur aus dem statischen Druck, zwischen 90 und 374 °C. Wähle ihn, wenn an der Messstelle schon eine Blende eingebaut ist.

Dampf mit Standard-Differenzdruckmessumformern

Einfache Messstellen rüstest du mit einem Differenzdruckmessumformer an der Blende aus, etwa dem EJX110A. Bei Dampf sitzen die Anzapfungen waagrecht oder bis 45 Grad nach oben, der Messumformer unterhalb davon.

Kondensatgefässe gleichen die Flüssigkeitssäulen in beiden Wirkdruckleitungen aus. Alle Verfahren über Wirkdruck zeigt Durchflussmessung über Differenzdruck.

Wasserstand in der Kesseltrommel

Den Wasserstand in der Kesseltrommel misst ein Differenzdruckmessumformer zwischen Wasserraum und Dampfraum. Bei hohem Kesseldruck passen der EJA130E und der EJX130A mit bis zu 32 MPa (320 bar) statischem Druck.

Wie aus dem Differenzdruck der Füllstand wird, zeigt Füllstandsmessung für Prozessanlagen.

Temperaturen in Dampf- und Kondensatleitungen

Dampf- und Kondensattemperaturen misst ein Thermoelement oder Widerstandsthermometer. Die Temperaturmessumformer YTA610 und YTA710 geben den Wert mit HART oder FOUNDATION Fieldbus weiter.

Mit zwei Sensoreingängen messen sie auch die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf. Die Reihe stellt Temperatur für Prozessanlagen vor.

Dampfmessstelle planen: worauf du achtest

Eine Dampfmessstelle hängt vom Dampfzustand, vom Durchflussbereich und vom Einbau ab – diese Punkte klärst du vor der Bestellung:

Dampfzustand: Kläre, ob Sattdampf oder Heissdampf vorliegt, und notiere Druck- und Temperaturbereich. Davon hängt ab, ob eine Temperatur genügt oder auch der Druck einfliessen muss.
Durchflussbereich: Lege kleinsten und grössten Durchfluss fest. Danach richtet sich die Nennweite des VY, auf Wunsch auch in der Bauform mit reduziertem Querschnitt.
Trockener Dampf: Die Dampfberechnungen des VY setzen einen Trockengehalt von 100 % voraus. Mehrphasenströmung soll laut Datenblatt vermieden werden.
Wirkdruckleitungen: Plane beim Differenzdruck Kondensatgefässe und die Lage der Anzapfungen nach der Installationsanleitung. Sie verhindern Messfehler durch ungleiche Flüssigkeitssäulen.
Sicherheitskreis: Gehört die Messung zu einer Schutzfunktion, wählst du beim VY die Option /SL, beim EJX910A die HART-Ausführung.

Anwendungen: wo Dampf gemessen wird

Dampfmessung ist überall dort gefragt, wo Dampf erzeugt, verteilt oder als Prozesswärme genutzt wird:

Energie und Kehrichtverwertung: Am Kesselausgang zählen Vortex-Durchflussmesser die Dampfmenge, Differenzdruckmessumformer überwachen den Trommelwasserstand.
Fernwärme: In Dampf- und Heisswassernetzen erfassen Durchfluss- und Temperaturmessgeräte die abgegebene Energie.
Chemie: An Reaktoren und Verdampfern misst die Dampfmenge den Wärmeeintrag in den Prozess.
Lebensmittel: Beim Kochen, Pasteurisieren und Sterilisieren zeigen Verbraucherzähler, wo der Dampf eingesetzt wird.

HENNLICH – dein Partner für Dampfmessung in der Schweiz

Ob alter Dampfzähler oder neues Dampfnetz: Wir legen deine Messstelle passend zu Dampfzustand, Druck und Durchflussbereich aus.

Durchflussmesser, Druck- und Temperaturmessumformer bekommst du bei uns aus einer Hand. Für Ersatzteile und Fragen im Betrieb hast du einen festen Ansprechpartner.

Die HENNLICH Schweiz GmbH ist spezialisierter Lieferant von Dampfmesstechnik für den Schweizer Industriemarkt. Seit über 100 Jahren auf Industriekomponenten spezialisiert, liefern und beraten wir als Teil der europäischen HENNLICH Gruppe schweizweit. Die Dampfberechnung folgt der Industrienorm IAPWS-IF97; für die Durchflusskonfiguration des EJX910A gibt es die Software FlowNavigator FSA120.

Schick uns Dampfzustand, Druck, Temperatur, Durchflussbereich und Nennweite deiner Messstelle. Du erhältst innerhalb von 1–2 Arbeitstagen eine konkrete Auslegung.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Bei Sattdampf hängt die Dichte nur vom Druck oder nur von der Temperatur ab, deshalb genügt eine der beiden Grössen. Bei Heissdampf brauchst du beide. Schwankt der Dampfzustand im Betrieb, erfasst du deshalb beide Grössen und rechnest wie bei Heissdampf.

Davon rät Yokogawa ab. Das Datenblatt des VY nennt Mehrphasenströmung als zu vermeiden, und Nassdampf enthält Wassertropfen. Die Dampfberechnungen im VY setzen ausserdem einen Trockengehalt von 100 % voraus. Plane die Messstelle deshalb hinter einem Abscheider oder an einer Stelle mit trockenem Dampf.

Kleiner als bei einer Blende, weil nur der Staukörper im Rohr steht und der Querschnitt kaum verengt wird. Das beschreibt Yokogawa in der technischen Information zur VY-Reihe. Der Ausgang ist zudem proportional zum Durchfluss, ein Radizieren wie bei der Blende entfällt.

Ja, mit dem VY. In der HART- und Fieldbus-Ausführung berechnet er den Energiestrom von Dampf aus Massenstrom und spezifischer Enthalpie nach IAPWS-IF97. Mit einem externen Temperaturwert bildet er ausserdem eine Wärmedifferenz, etwa zwischen Dampf und Kondensat. Den Energiestrom wählst du als Ausgangsgrösse, er läuft dann wie der Massenstrom über 4–20 mA oder Impulse.

Der Druck reicht von –0,1 MPa bis zur Druckstufe des Prozessanschlusses, laut Datenblatt bis ASME Class 1500. Die Nennweiten reichen von 15 bis 400 mm, für kleine Durchflüsse gibt es Bauformen mit reduziertem Querschnitt. Die Grenzen je Nennweite und Werkstoff stehen in den Tabellen des Datenblatts.

Ja. Yokogawa nennt die VY-Reihe als Nachfolger des digitalYEWFLO. Für den Impulsausgang zeigt das VY-Datenblatt eine Verdrahtung mit dem vorhandenen dreiadrigen Kabel, dann allerdings ohne HART-Kommunikation. Ersatzteile für den digitalYEWFLO lassen sich laut Yokogawa weiterhin bestellen. Prüfe vor dem Tausch Nennweite, Flanschnorm und Signal der alten Messstelle.