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Biogasanlage Messen im Herz der Biogasanlage

| Autor / Redakteur: Peter Dietrich / Anke Geipel-Kern

Feuchtigkeit mit Kondensatbildung, Schmutz, niedrige Prozessdrücke und die erforderliche hohe Messdynamik sind wichtige Herausforderungen an die Durchfluss-Messtechnik in einer Biogasanlage, insbesondere direkt nach dem Fermenter. Ein speziell dafür entwickeltes Ultraschall-Durchfluss-Messgerät erfasst auch unter stark schwankenden Betriebsbedingungen den Volumenfluss von Bio-, Deponie- oder Faulgas genau und zuverlässig.

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(Bild: Endress+Hauser )

Der Biogasmarkt boomt. Kein Wunder, denn das aus der Vergärung von organischem Müll, Gülle, Klärschlamm oder Pflanzenresten gewonnene Gas kann vielseitig und nutzbringend eingesetzt werden – sei es als Kraftstoff für Fahrzeuge oder beispielsweise für die Wärme- und Stromerzeugung in Blockheizkraftwerken. Für einen dauerhaft stabilen Betrieb einer Biogasanlage ist die Überwachung aller Einflussgrößen die Basis der Prozessführung. Zu den wichtigsten Einflussgrößen gehören der Gasdruck über den Fermentern, die Gärtemperatur und die erzeugte Gasmenge. Besonders die Gasmenge ist entscheidend für den Wirkungsgrad der Anlage und gleichzeitig der erste Indiz für einen sicheren Fermentationsprozess. Derzeit sind auf dem Markt keine Durchfluss-Mess- systeme erhältlich, die unter den spezifischen Prozessbedingungen einer Biogasanlage einen zuverlässigen Messbetrieb gewährleis- ten. Deshalb hat Endress+Hauser das neue Prosonic Flow B 200 entwickelt, das unter den besonderen Anforderungen von Fermentationsprozessen für die Biogas-Durchflussmessung folgende Vorteile bietet:

  • Das System funktioniert zuverlässig bei Feuchtigkeit und niedrigsten Druck im Biogas, welche bei herkömmlichen Durchflussmesssystemen häufig zu Problemen führt.
  • Die Messung arbeitet bidirektional, wodurch Gas-Rückflüsse erfasst und somit Störungen im Fermentations-Prozess frühzeitig erkannt werden können.
  • Die kontinuierliche Methan-Messung ermöglicht eine Optimierung in der Prozessführung der Fermentation und sichert den Betrieb der Gasmotoren durch Erkennung der Methanuntergrenze.
  • Das Gerät verfügt über eine hohe Messdynamik (1:30), verursacht keinen Druckverlust und hat keine beweglichen Teile.

Inline Methan-Messung

Fermentationsprozesse verlaufen je nach Zusammensetzung der Biomasse unterschiedlich. Die teilweise stark schwankenden Betriebsbedingungen verursachen deshalb unterschiedliche Methangehalte (CH4) im Biogas, die ständig überwacht werden müssen. Mit dem neuen Messgerät ist es ab sofort möglich neben dem Gasvolumenstrom auch den Methangehalt direkt in der Rohrleitung zu bestimmen. Dieser wird mithilfe präzis gemessener Schallgeschwindigkeit und einer integrierten Temperatursonde ohne zusätzliche Geräte hochgenau (± 2%) erfasst. Dies eröffnet völlig neue Perspektiven für eine sichere Prozesssteuerung von Biogasanlagen. Die lückenlose Überwachung von Gasmenge und Gasqualität gewährleistet schnelles und gezieltes Reagieren bei Störungen im Gärprozess. Als kompakte Lösung zur Energiebilanzierung können zusätzlich folgende Kenngrößen berechnet werden: Normvolumen, Heizwert sowie Wobbe-Index. Darüber hinaus ist für die Gasvolumenmessung eine hohe Messgenauigkeit von 1,5% v.M. gewährleistet unabhängig von der Gaszusammensetzung. Die Messresultate sind für jedes Messgerät durch eine Kalibrierung auf akkreditierten (ISO/IEC 17025) Kalibrieranlagen abgesichert und vollständig auf nationale und internationale Standard rückführbar.

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Das Zweileiter-Gerät kann schon bei Unterdruck ab 800 mbar absolut und bis zu einem maximalen Prozessdruck von 10 bar eingesetzt werden. Es ist in Nennweiten von DN50…200 erhältlich und verfügt über Los-Flansche (EN, ASME) als Prozessanschluss. Bei der Zweileiter-Technik erfolgt die Spannungsversorgung über den Messkreis, was gegenüber der Vierleiter-Technologie wichtige Vorteile bietet. Dazu gehören eine hohe Betriebssicherheit im Ex-Bereich durch eigensichere Bauart. Da zusätzliche Leitungen für die Spannungsversorgung entfallen, ist die Installation einfach und kostengünstig. Nahtlose Systemintegration in bestehende Infrastrukturen, beispielsweise beim Austausch von Blenden oder Turbinenradzählern. Die Ausgangsmodule sind austauschbar, zum Produktstart ist ein Modul mit 2 x 4…20 mA Ausgängen verfügbar. In kurzer Zeit werden weitere Module mit einem 4…20 mA plus Impuls-, Frequenzausgang und Feldbusvarianten erhältlich sein.

So funktioniert Proline3 – genial einfach

Der Prosonic Flow B 200 gehört zur neuen Generation der Proline3 Durchfluss-Messgeräte von Endress+Hauser. Proline3 ist ein einheitliches Produktkonzept, das Gleiches gleich macht und damit Sicherheit und Effizienz im Messbetrieb erhöht. Das einheitliche Endress+Hauser-Bedienkonzept gewährleistet eine einfache und schnelle Inbetriebnahme der Proline3-Geräte. Die menügeführte Parametrierung wird durch Erläuterungstexte („Tooltipps“) in 16 Sprachen unterstützt.

Das Historom-Konzept der Proline3-Geräte sichert eine hohe Anlagenverfügbarkeit durch automatische Datensicherung. Dies ermög- licht ein rasches Wiederherstellen von Messgerätedaten im Fehlerfall sowie einen einfachen Elektronikaustausch ohne Neuabgleich. Das Anzeigenmodul verfügt zudem über eine Backup-Funktion, um beispielsweise Konfigurationsdaten auf andere Messstellen zu übertragen. ●

* Der Autor ist Fachverantwortlicher Durchflussmesstechnik, Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG, Weil am Rhein.

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