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MSR/Automatisierung Für Anspruchsvolle

| Redakteur: Redaktion PROCESS

Für eine neue Produktionslinie der Degussa-Niederlassung in Shanghai Minhang hat Krohne das komplette Spektrum an Geräten im Bereich Durchfluss geliefert. Dabei handelt es sich um Masse- und magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte (MID). Vor allem die Anwendungen, in denen die Degussa die Masse-Durchflussmessgeräte einsetzt, gelten als durchaus anspruchsvoll.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Für eine neue Produktionslinie der Degussa-Niederlassung in Shanghai Minhang hat Krohne das komplette Spektrum an Geräten im Bereich Durchfluss geliefert. Dabei handelt es sich um Masse- und magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte (MID). Vor allem die Anwendungen, in denen die Degussa die Masse-Durchflussmessgeräte einsetzt, gelten als durchaus anspruchsvoll.

Degussa ist ein multinationales Unternehmen mit konsequenter Ausrichtung auf die Spezialchemie. Im Geschäftsjahr 2004 erwirtschafteten 44 566 Mitarbeiter einen Umsatz von 11,2 Milliarden Euro und ein operatives Ergebnis (EBIT) in Höhe von 965 Millionen Euro. Die Degussa-Fabrik in Shanghai liegt in der Minhang Industrial Development Zone und dient unter anderem der Produktion von Farbzusätzen.

Degussa setzt in der Anlage mehrere Coriolis-Massedurchflussmessgeräte Optimass mit den Nennweiten 10, 15 und 25 ein. Letztere sind mit einem Heizmantel versehen, um das Produkt flüssig zu halten. Bei dieser Anwendung wird der Durchfluss verschiedener Vorprodukte mit einer Viskosität von 15 mPa bei 100 °C gemessen.

Degussa testete sämtliche Messgeräte vor Inbetriebnahme im Vergleich gegen geeichte Waagen, wo sich die hohe Präzision bestätigte. Je nach Anwendung liegen deren Durchflussraten bei bis zu 6000 Kilogramm pro Stunde. Die Coriolis-Messgeräte mit den niedrigen Nennweiten sind in der Nähe von Pumpen installiert, die starke mechanische Schwingungen sowie pulsierende Durchflüsse verursachen. Dies sind Betriebsbedingungen, unter denen kaum ein Durchflussmessgerät zuverlässige und genaue Messergebnisse liefern kann. Seit der Inbetriebnahme arbeiten die Durchflussmessgeräte jedoch zur vollsten Zufriedenheit der Degussa.

Das Geradrohr-Design

Bereits Anfang der neunziger Jahre entwickelte Krohne das erste Coriolis-Massedurchflussmessgerät mit einem Geradrohrdesign. Die Vorteile gegenüber Geräten mit gebogenen oder doppelten Rohren sind offensichtlich. Auch Degussa hat diese Vorteile erkannt. Gekrümmte oder ringförmige Rohre sowie Doppelrohrausführungen mit Strömungsteiler erwiesen sich in vielen Anwendungen mit Coriolis-Messgeräten als unzuverlässig. In der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie z.B. ist es mit solchen Messgeräten mit verwinkelten Durchflusswegen und Strömungsteilern schwierig, die Anforderungen hinsichtlich Spalt- und Totraumfreiheit zu erfüllen.

Verschiedene Medien, wie viskose, nicht-newtonsche, scherempfindliche oder feststoffhaltige Fluide, verursachen bei Doppelrohrgeräten hohe Druckverluste. Abrasive Medien können Strömungsteiler und Rohrbögen angreifen, während faserhaltige Messstoffe, wie Palmöl oder Zellulose, sich am Strömungsteiler festsetzen und Verstopfungen verursachen können.Zu den wichtigsten Vorteilen von Geradrohr-Geräten gehören:

  • geringerer Druckverlust,-weniger Abrasion,
  • Eignung auch für große Durchflussmengen,
  • großer Messbereich,
  • keine Verstopfungsgefahr.

Geradrohrgeräte sind zudem leicht zu reinigen, selbst entleerbar und durch das günstige Verhältnis von kurzem Messrohr und großem Innendurchmesser auch zur Messung hochviskoser Medien geeignet.

Adaptive Sensor-Technologie

Mit seiner dritten Generation von Geradrohr-Massedurchflussmessgeräten hat Krohne mit der patentierten „Adaptiven Sensor Technology“ (AST) eine komplett neue Technologie entwickelt und inzwischen vielfach erfolgreich zum Einsatz gebracht. Mit AST ist ein Quantensprung in der Coriolis-Technologie gelungen, die das Messgerät unempfindlich gegenüber Anlagenschwingungen und äußeren Prozessbedingungen gemacht hat. Bei herkömmlichen Geradrohr-Massedurchflussmessgeräten werden oft so genannte Absorbermassen (Gegenschwinger) zur mechanischen Entkopplung des Messsystems vom Prozess eingesetzt.

Hierbei handelt es sich um eine auf dem inneren Zylinder federnd gelagerte Masse. Beim Optimass wurden die Absorbermasse (Gegenschwinger) und die Feder hingegen durch ein integrales Feder-Massesystem unter Einbeziehung der dynamischen Elemente des Messsystems ersetzt. Da bei konventionellen Geradrohrgeräten die Absorbermassen und die Steifigkeit der Feder konstant sind, sich aber die Dichte des Mediums und somit die Schwingfrequenz ändert, gelingt hier die Kompensation durch den Gegenschwinger nur in engen Dichtegrenzen.

Das patentierte AST-Design hingegen besteht aus einem inneren Zylinder, wobei die Enden der Anschlussrohre als Feder für das Absorber-Massesystem wirken. Der wichtigste Vorteil liegt darin, dass die Feder (also die Messrohrenden) selbstkompensierend arbeitet. Mit der Änderung der Fluiddichte ändert sich auch das dynamische Verhalten der Messrohrenden (oder der Feder) in Abhängigkeit von der Masse des inneren Zylinders. Entsprechend optimiert erhält man damit ein unter allen Prozessbedingungen vollständig ausbalanciertes System.

Da keine Schwingungsenergie nach außen transferiert wird, sind die Nullpunktstabilität und Messgenauigkeit sehr gut. Die Coriolis-Massedurchflussgeräte für Degussa wurden von Krohne Ltd. in Wellingborough geliefert, während das chinesische Joint Venture Shanghai Guanghua Altometer Instruments für die MIDs verantwortlich war.

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