FLUXUS G. Eingriffsfreie Durchflussmessung von Gasen. Von außen messen, was innen fließt. Gasspeicheranlagen. Gasversorgung. Exploration.

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1 Gasspeicheranlagen Gasversorgung Exploration Offshore Petrochemie Chemie Verarbeitende Industrie FLUXUS G Eingriffsfreie Durchflussmessung von Gasen Von außen messen, was innen fließt.

2 Eingriffsfreie Gas-Durchflussmessung mit FLUXUS G Die Ultraschalldurchflussmessgeräte von FLEXIM messen im praktischen»clamp-on«-verfahren: Die Sensoren werden einfach von außen auf das Rohr gespannt und geraten nicht in Kontakt mit dem Gas. Die Messung kann daher ohne Rohrarbeiten in Betrieb genommen werden. Die Produktfamilie der FLUXUS G-Serie umfasst dabei ein breites Spektrum unterschiedlicher Messumformer und Sensoren auch für den Ex-Bereich vom Basisgerät für Standardapplikationen bis hin zum robusten Messsystem für Offshore-Anwendungen. Traditionell innovativ Von Anfang an gehört FLEXIM zu den Wegbereitern der Ultraschall-Durchflussmessung. Die Anwendung dieser eingriffsfreien Technik bei der Gasmessung erfordert die optimale Kombination langjähriger Applikationserfahrungen mit innovativen Konzepten. Die Reihe FLUXUS G setzt hier neue Maßstäbe. Dank einer besonderen Sendetechnik und der intelligenten Signalverarbeitung durch leistungsfähige Software- Algorithmen bieten die Geräte von FLEXIM die gewohnt hohe Zuverlässigkeit auch bei der Durchflussmessung von Gasen. 2

3 Adaptive Signalverarbeitung Um das Verhältnis von Mess- zu Störsignal zu maximieren, wurde ein optimiertes Sendeverfahren entwickelt, eine speziell angepasste Multipulserregung. Der adaptive Mess-Algorithmus passt sich automatisch der Messstelle und den Umständen an; Störeinflüsse wie Strahlverwehungen und Körperschall lassen sich auf diese Weise effektiv kompensieren. Hochdynamischer Messverstärker Durch verschiedene automatisch auf die jeweils verwendete Sensorfrequenz abgestimmte Frequenzfilter arbeitet der Messverstärker des FLUXUS G mit einem einzigartig hohen Dynamikbereich. Das hierdurch erzielte Signal-Rauschverhältnis zahlt sich besonders bei der Ultraschall- Gasdurchflussmessung im Clamp-On- Verfahren aus, da hier mit sehr geringen Nutzsignalpegeln gearbeitet wird. Geräte der FLUXUS G-Serie arbeiten mit digitalisierten Signalen. Dies vereinfacht die Anpassung an die verschiedensten Messaufgaben. Zur Verarbeitung und Auswertung werden bis zu 1000 Rohsignale pro Sekunde erzeugt. Dank einer umfassenden Signalverarbeitung werden Mess- und Störsignale sehr genau getrennt. Selbst kleinste Signale von wenigen μv werden noch sicher erkannt und ausgewertet. 3

4 Vorteilhafte Funktionalität Für die eingriffsfreie Durchflussmessung von Gasen ist FLUXUS G die ideale Lösung. Speziell auch bei hohen Drücken, aggressiven oder giftigen Medien sowie bei großen Nennweiten erweist sich die eingriffsfreie Messtechnik als vorteilhafte und preisgünstige Alternative zu konventionellen Verfahren. Die große Messdynamik der Geräte der FLUXUS G-Serie ermöglicht auch die genaue Erfassung kleiner Durchflüsse. eingriffsfreie Messung kein Medienkontakt, daher kein chemischer Angriff. Der Einsatz teurer Sonderwerkstoffe (wie z. B. bei Sauergasanwendungen) erübrigt sich. kein Verschleiß durch Feststoffpartikel oder hohe Strömungsgeschwindigkeiten kein Verstopfen von kleinen Bohrungen durch Ablagerungen, Kondensat, Inhibitoren, Öldämpfe, Staub (z. B. bei Impulsleitungen im Messsystem) unempfindlich gegen Staub und Feuchtigkeit 4

5 keine mechanisch bewegten Bauteile, keine druckbeaufschlagten Teile Sensoren und Umformer auch für explosionsgefährdete Bereiche lieferbar wartungsfreier Betrieb Messungen bei höchsten Betriebsdrücken sind problemlos realisierbar unzerstörbar durch Druckschläge Montage der Sensoren auf dem Rohr (z. B. bei Kondensatbildung) kostengünstiger Einbau mühelose Installation während des laufenden Betriebs Montage ohne Schweißarbeiten genaue, bi-direktionale Durchflussmessung mit hoher Messdynamik Messung auch kleinster Durchflüsse Messeffekt unbeeinflusst von Dichte, kein Leckagerisiko Viskosität, Gaszusammensetzung, Staub, Feuchte, Temperatur und Preisvorteile bei großen Rohrnennweiten und hohen Druckstufen Druck kein Einfluss von Geschwindigkeits- kein Druckverlust, daher niedrige Betriebskosten keine Rohrverengung, Peaks, Drall- oder Querströmungen langzeitstabile Messergebnisse daher keine Verstopfungen hohe Messrate, kurze Ansprechzeit 5

6 Technische Daten Ultraschall-Sensor (Sender/Empfänger) Ultraschall-Sensor (Sender/Empfänger) t t v Messgröße der Ultraschall-Durchflussmessung ist der Betriebsvolumendurchfluss. Die Umformer verfügen über einen integrierten Durchflussrechner. Dieser erlaubt die Verarbeitung angeschlossener externer Temperaturund Druckmessungen und damit die Umrechnung des Betriebsvolumendurchflusses in Normvolumen- oder -massestrom gemäß ISO Prinzipiell ist eine Durchflussmessung an allen Gasen möglich. Bei der Messung auf Metallrohren sind allerdings Mindestdrücke erforderlich, welche von Gaszusammensetzung und Rohrmaterial abhängig sind. Unsere Applikationsingenieure beraten Sie gern. Das Laufzeitdifferenz-Verfahren macht sich die Tatsache zunutze, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Ultraschallschallsignals von der Strömungsgeschwindigkeit des Trägermediums abhängig ist. Ähnlich einem Schwimmer, der gegen den Strom schwimmt, bewegt sich ein Ultraschallsignal entgegen der Flussrichtung des Mediums langsamer als in Flussrichtung. Bei dem Verfahren wird dementsprechend ein Ultraschallimpuls durch das Medium in Strömungsrichtung gesendet, ein zweiter in der entgegengesetzten Richtung. Die Messung des Laufzeitunterschiedes Δt erlaubt die Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit. Der Volumenfluss ergibt sich rechnerisch aus der Strömungsgeschwindigkeit und den Rohrparametern. Allgemeine Technische Daten Messverfahren: Ultraschall-Laufzeitdifferenz-Korrelationsverfahren Strömungsgeschwindigkeit: ( ) m/s (rohrdurchmesserabhängig) Auflösung: 0,025 cm/s Reproduzierbarkeit: 0,15 % v. MW ±0,01 m/s Messwertabweichung (für Volumenfluss: rotationssymmetrisches, ±1%... 3 % v. MW ± 0,01 m/s je nach Applikation voll ausgebildetes ±0,5 % v. MW ±0,01 m/s bei Prozesskalibrierung Strömungsprofil) Messbare Gase: Verhältnis der Schallkennimpedanzen von Rohrwand und Gas < 3000 Betriebsdruck: Maximaler Betriebsdruck nicht durch die Messung limitiert Durchmesserbereich: ( ) mm Gastemperaturbereich: 40 bis 200 C, abhängig vom Sensortyp 6

7 Applikationen Öl und Gas Chemische Industrie Betriebsmessung an Erdgasfernleitungen Betriebsmessung in Erdgasspeicheranlagen (Einspeichern/ Ausspeichern / Entnahme) Management von Ergasspeichern und -Kavernen (Wirkungsgraderhöhung, Formationsbildung) Steuerung und Kontrolle der einzelnen Sondenplätze in der Gasförderung Steuerung von Verdichterstationen Auslegung von Förderplätzen, Bohrsonden (Wirkungsgraderhöhung) Messung von Synthesegasen Messung von Gasen in der Kunststoff-Herstellung (Hochdruckverfahren) HCl-Gas-Messung, z. B. bei der Methanol- oder Makrolonherstellung Verarbeitende Industrie Druckluftmessung Betriebsmessung von Sauergas Betriebsmessung bei der Gasversorgung Messung von Injektionsgas in der Erdölindustrie Eine Messung von Injektionsmedien (Monoethylamin, TEG, etc.) in der Gasverarbeitung ist natürlich auch möglich. Fragen Sie FLEXIM! Service Kontrollmessungen fest installierter Geräte Fehlersuche Service und Wartung Erdgasspeicher Kalle, RWE 7

8 Die Umformer Ein FLUXUS G für alle Fälle Ob portabel oder zum stationären Einsatz, ob als Rack-Version zum Einbau in Schaltschränke oder in der besonders robusten Offshore-Ausführung FLEXIM hat für jede Messaufgabe den geeigneten FLUXUS G. Selbstverständlich zählen dazu auch ATEX-zertifizierte Messsysteme zum Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich. Vielseitige Prozessschnittstellen gewährleisten die optimale Integration in den Prozess. Prädikat anwenderfreundlich Die intuitive Menüführung von FLUXUS G bedarf keiner umständlichen Beschreibung. Rohr- und Medien- Parameter können dank der internen Medien- und Materialdatenbanken leicht definiert werden. Die Bedienung der Ex-Geräte ist ohne Öffnen des Gehäuses und ohne Zusatzgeräte möglich. Technische Daten Betriebstemperatur: Messkanäle: Schutzgrad gem. EN60529: Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich: Eingänge: Ausgänge: Berechnung des Normvolumenstroms gemäß ISO : 8

9 Die portablen Allrounder FLUXUS G601 (CA Energy) FLUXUS G608 Die Multitalente FLUXUS G704 FLUXUS G709 Die Ex-perten FLUXUS G800 FLUXUS G801 Der handliche G601 eignet sich hervorragend für den Einsatz im Servicebereich, der Wartung und Kontrolle stationärer Messeinrichtungen oder als kurzfristiger Ersatz für ausgefallene Geräte. Als G601 CA Energy stellt er zudem das ideale Instrument zur Druckluftmessung dar. Der G608 geht noch einen Schritt weiter und kann als ATEX zertifiziertes Gerät in explosionsgeschützten Bereichen betrieben werden. Fest installiert, frei konfigurierbar: FLUXUS G704 ist für den stationären Einsatz konzipiert. Seine vielen elektrischen Ein- und Ausgänge erlauben die Erfassung und Verarbeitung vielfältiger Prozessmessgrößen. Der technisch identische FLUXUS G709 ist als 19-Zoll Einschub für den Einbau in Schaltschränke vorgesehen. FLUXUS G800 ist ATEX-zertifiziert für den stationären Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen. Der seewasserbeständige und besonders robuste FLUXUS G801 ist ebenfalls ATEX-zertifiziert und damit besonders für den Offshore-Einsatz geeignet. 10 C C 10 C C 10 C C 2 1 oder 2 1 oder 2 IP65 G704: IP65 G709: IP20 IP66 G704: ATEX Zone 2 optional ATEX Zonen 1 und 2 Standard: Multifunktional: 2 x Strom, 1 x Spannung, (nur G601) 1 x Temperatur Standard: 2 x Strom, 2 x Binär Viele Kombinationen verfügbar, 1 Stromausgang, 1 Binärausgang (OC). Zusätzlich möglich: 1 oder 2 Binärausgänge (Relais), Multifunktional: 2 x Strom, 2 x Binär, mögliche Typen: Strom (0/4 ma ma), (nur G601) 1 x Frequenz Spannung, Frequenz, Impuls, Alarm 1 Binärausgang (OC) und 1 Stromausgang ja maximal 4, möglich sind: Temperatur (Pt Leiter), Strom, Spannung ja ja 9

10 Die Sensorbefestigungen Hoher Schutzgrad, robuste Konstruktion FLEXIM Clamp-On-Sensoren sind wasserdicht und für den Einsatz in rauer Industrieumgebung konzipiert. Alle Sensorgehäuse sind aus PEEK oder PPSU mit Edelstahlschutzabdeckung. Eine robuste Konstruktion und die feste, steckerlose Sensorverkabelung garantieren langfristig gute Messergebnisse. Gepaarte, kalibrierte Sensoren Jedes Sensorpaar wird im Werk auf einem Durchflussprüfstand rückführbar kalibriert. Die Kalibrierdaten sind in den Sensoren permanent gespeichert und werden beim Anschließen der Sensoren automatisch an den Messumformer übergeben. Das vereinfacht die Bedienung und erübrigt einen Nullpunktabgleich. Für jede Anwendung den richtigen Sensor Sämtliche Messumformer FLUXUS G unterstützen sowohl Lamb-Wellen- als auch Scherwellen-Sensoren bei allen Frequenzen. Damit kann das Messsystem optimal auf den Prozess abgestimmt werden. Lamb-Wellen-Sensoren sind ideal für die Durchflussmessung von rasch strömenden Gasen, beispielsweise in Erdgas-Pipelines. Die Scherwellen-Sensoren ermöglichen Messungen an Rohrleitungen in einem sehr weiten Bereich von Durchmessern und Wandstärken. Sie stellen daher die beste Wahl bei mobilen Messeinsätzen und für die Anwendungsdiagnostik dar, sowie insbesondere auch bei Messungen an Rohrleitungen mit großen Wandstärken. 10

11 Wir bestimmen gerne mit Ihnen die für Ihre Applikation geeigneten Sensoren. Unsere Ingenieure beraten Sie gern! Solide Sensorbefestigung Die Variofix-Halterungen bieten einen guten Halt und gewährleisten eine kontinuierliche, gleichbleibende Anpressung an das Rohr auch bei starken Temperaturschwankungen. Sie sind aus Edelstahl gefertigt und daher ebenso korrosionsbeständig wie strapazierfähig. Die Sensoren können ohne Neujustierung des Sensorabstandes von der Schiene entfernt und wieder angebracht werden. Bis zur letzten Schraube für extreme Beanspruchung ausgelegt ist die Offshore-Schiene. Sie ist seewasserresistent und bietet den Sensoren höchsten Schutz durch eine trittfeste Abdeckung. Allgemeine Technische Daten der Sensoren Anwendungsbereich*: Scherwellen-Sensoren: Sensoren sind für den Durchmesserbereich von 30 bis 1100 mm verfügbar. Eine Mindestwanddicke ist erforderlich. Lamb-Wellen-Sensoren: Sensoren sind für den Durchmesserbereich von 7 bis 1600 mm und für Wanddicken von 1 bis 23 mm verfügbar. Jeder Sensortyp ist in einem definierten Wanddickenbereich anwendbar. Betriebstemperatur: Gas und Umgebung : zwischen ( 20 bis 120) C und ( 40 bis 170) C, abhängig vom Sensortyp Einsatz im explosions- Sensoren sind für die ATEX Zonen 1 und 2 sowie für FM Div 2 gefährdeten Bereich: verfügbar Explosionsschutz- Abhängig vom Sensortyp und vom Gas. Der Explosionsschutzbereich temperatur: ist meistens breiter als der Betriebstemperaturbereich. Schutzgrad gem. IP65 oder IP67 EN60529: Werkstoff: PPSU oder PEEK mit Edelstahl *: Der spezifizierte Bereich ist gültig für Erdgas in Edelstahlleitungen, unter den in den jeweiligen Datenblättern definierten Bedingungen. 11

12 Kurzporträt FLEXIM Seit über zwei Jahrzehnten ist FLEXIM national und international richtungsweisend für die Prozessinstrumentierung in vielen Bereichen der Industrie. Als Technologieführer und Pionier auf dem Gebiet der eingriffsfreien Clamp-On-Ultraschalldurchflussmessung von Flüssigkeiten und Gasen hat FLEXIM immer wieder Standards gesetzt. Neben der eingriffsfreien Durchflussmessung sind innovative Prozessanalyseverfahren mittels Ultraschall oder Refraktometrie ein weiterer Schwerpunkt unseres Programms. Nachhaltig progressive Prozessmesstechnik Wir ruhen uns nicht auf unseren Lorbeeren aus. Jahr für Jahr investieren wir überdurchschnittlich in Forschung und Entwicklung, um unsere technologische Spitzenposition weiter auszubauen. Darüber hinaus pflegen wir einen intensiven Kontakt zu unseren Kunden. Innovative und zuverlässige Produkte, die den Anforderungen der Anwender optimal entsprechen, sind das Ergebnis. Kundenservice bei FLEXIM FLEXIM versteht sich nicht nur als Hersteller von Messgeräten, sondern umfassender als Anbieter kundengerechter Lösungen und Dienstleistungen. Sie als Anwender stehen im Zentrum all unserer Anstrengungen. Unsere Unternehmensmaxime ist, Ihnen das für Ihre Messaufgabe geeignetste und qualitativ hochwertigste Messsystem zu bieten und Ihnen mit dem bestmöglichen Support und Service jederzeit ein verlässlicher Partner zu sein. BUGASV5-1DE 6/2009 Änderungen vorbehalten FLEXIM GmbH Wolfener Straße 36 D Berlin Germany Tel.: Fax: