DE4216623C2

DE4216623C2 - Vorrichtung zur Kondensatmengenmessung

Info

Publication number: DE4216623C2
Application number: DE19924216623
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Zimmerling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: DE4216623A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kon densatmengenmessung.

In der Verfahrens- und Energietechnik ist es häu fig erwünscht, Kondensatmengenmessungen durchzuführen. Dies ist erforderlich, um Betriebsbedingungen, Leistungen, Ver fahren etc. beurteilen zu können oder Auslegungsdaten für neue Anlagen zu erhalten. Bei derartigen Meßaufgaben handelt es sich meistens um einmalige oder selten wiederkehrende Messungen bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Diese Meßaufgaben rechtfertigen daher meist nicht den erheblichen Aufwand für eine fest installierte Meßeinrichtung. Bei den heute von Firmen der Meß- und Regeltechnik am Markt angebo tenen Meßeinrichtungen handelt es sich meist um Wirkdruckge ber (Blendenmessung), die für eine bestimmte Meßaufgabe ausgelegt werden müssen, oder um induktive Durchflußmesser. Mit den bekannten Meßverfahren können jedoch nur Einphasen strömungen fehlerfrei erfaßt werden. Das bedeutet, daß die hier angesprochenen Meßgeräte in der Zudampfleitung zu installieren sind. Diese Tatsache schließt jedoch eine ortsveränderliche Meßvorrichtung aus.

Aus der JP 57-56709 A ist eine fest installierte Kondensatdurchflußmeßvorrichtung bekannt, die zwischen einem Wärmetauscheraustritt und einem Kondensatableiter angeordnet ist. Der Kondensatdurchfluß wird annähernd im Siedezustand gemessen. Um eine Nachverdampfung zu vermeiden, besteht eine Rohrleitungsverbindung zwischen einem Kondensatableiterein tritt und einem Wärmetauschereintritt, womit ein Druckaus gleich zwischen dem Wärmetauscherein- und -austritt geschaf fen wird. Der Durchflußmesser ist so weit unterhalb des Kondensatableiters angebracht, daß sich ein Wasserschloß ergibt.

Die DE 22 04 473 B2 beschreibt eine Vorrichtung zum Bestimmen zeitlicher Mittelwerte des Stromes und/oder der Gaskonzentration von Gaskomponenten in einem Meßgasstrom, insbesondere von Sauerstoff und/oder Kohlendioxid im Atemgas eines Probanden. Die Vorrichtung findet Anwendung in der Lungenfunktionsdiagnostik. Hierbei werden aus einer Konzen trationsmessung und einer Volumenstrommessung mittels eines aus einem Mittelwertbildner, zwei Multipliziergliedern, zwei Subtrahiergliedern und einem Dividierglied bestehenden Rechners die zeitlichen Mittelwerte des Volumenstroms und der Konzentration errechnet.

Die DE 39 23 453 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Volumenstrommessung eines kondensierbare Bestandteile, Flüssigkeitsnebel und dgl. enthaltenden Gases. Zunächst werden mittels Prallflächen Flüssigkeitsnebel abgeschieden. Anschließend werden durch Abkühlen des Gases die kondensier baren Bestandteile weitgehend abgeschieden und die Strö mungsgeschwindigkeit des Gasstromes in einem definierten Querschnitt gemessen.

Aus der DE 33 41 246 A1 ist eine Vorrichtung zur Förderung von Kondensat aus dampfbeheizten Wärmetauschern bekannt, deren Kondensationsdruck unterhalb des Druckes im Kondensatnetz liegt. Dies wird erreicht, indem der Dampfraum des Wärmetauschers mit einem im jeweiligen Betriebszustand nicht kondensierbaren Gas auf den zur Ausschleusung des Kondensats erforderlichen Druck gebracht wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung zur Kondensatmengenmessung anzugeben, die einfach durchzuführende Messungen gestattet, für den industriellen Einsatz geeignet ist und mobil für wechselnde Meßstellen einsetzbar ist und die beim Entspannen von siedenden Flüssigkeiten unvermeidlich entstehende Ent spannungsdampfmenge bei der Messung mit erfaßt.

Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung ermöglicht sowohl Kurz- als auch Langzeitmessungen bei unterschiedli chen Betriebsbedingungen. Besondere Anpassungsmaßnahmen sind nicht mehr notwendig. Die In- und Außerbetriebnahme ist einfach und schnell durch wenig qualifizierte Mitarbeiter möglich. Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung ermöglicht einen schnellen Standortwechsel und ist für den Handtrans port geeignet. Zum Anschluß der erfindungsgemäßen Meßvor richtung ist lediglich ein zusätzliches an der bestehenden Anlage zu montierendes Ventil notwendig. Die erfindungsgemä ße Meßvorrichtung berücksichtigt eine Nachverdampfung. Dies ist auch für den Schutz der Mitarbeiter und Anlagen von Bedeutung, da ein Nachverdampfen zuverlässig ausgeschlossen werden muß.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beige fügten Zeichnung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Kon densatmengenmessung und

Fig. 2 ein Grundfließbild der Kondensatmengen messung mit der Vorrichtung nach Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine Kondensatmengenmeßvorrich tung 1 mit einem Meßvorrichtungsträger 2 mit zwei Rädern nach Art einer Sackkarre, auf dem ein Kondensatkühler 4 mit Kondensat-Eintrittsstutzen 6, Kühlmittel-Eintrittsstutzen 8 und Austrittsstutzen 10 für das Gemisch aus Kondensat und Kühlmedium sowie die entsprechende Verrohrung angeordnet ist.

In die Rohrleitung zwischen Kondensat-Eintritts stutzen 6 und Kondensatkühler 4 sind ein Absperrventil 12 und ein Rückschlagventil 14 geschaltet.

Die Menge des Gemisches aus Kühlmedium und Kon densat wird durch eine Mengenstrommeßeinrichtung 16 gemes sen, und die Temperatur des Gemisches wird durch eine Tempe raturmeßeinrichtung 18 erfaßt, bevor das Gemisch die Vor richtung über den Austrittsstutzen 10 verläßt.

Das Kühlmedium, dessen Temperatur hinter dem Ein trittsstutzen 8 mit Hilfe einer Temperaturmeßeinrichtung 20 gemessen wird, wird über ein Absperrventil 22, eine Mengen strommeßeinrichtung 24 und ein Rückschlagventil 26 dem Kondensatkühler 4 über einen Kühlmedienanschluß 28 zuge führt.

Der Kondensatkühler ist als Einspritzkühler aus gebildet. Die Absperrventile sind vorzugsweise Kolbenschie berventile. In der Austrittsleitung des Kondensatkühlers 4 ist kein Absperrventil angeordnet.

Die Fig. 2 zeigt ein Fließbild der Kondensatmen genmessung mit der Meßvorrichtung 1 nach Fig. 1, die an einen Wärmeaustauscher 30 angeschlossen ist, dessen Konden satmenge gemessen werden soll. Dem Wärmeaustauscher wird Heißdampf beispielsweise über ein Zudampfregelventil 32 mit Temperaturregelung 34 zugeführt. Ausgangsseitig des Wärme austauschers ist ein Kondensatableiter 36 und außer dem üblichen Ausgangsabsperrventil 37 ein weiteres Absperrventil 38 zum Anschluß der Meßvorrichtung 1 vorgesehen.

Die Ausgangssignale bzw. Meßdaten der Mengen strommeßeinrichtungen 16 und 24 sowie der Temperaturmeßein richtungen 18 und 20 werden zusammen mit den Daten der Meßdauer einer Auswerteeinrichtung 40 zugeführt.

Die Mengenstrommeßeinrichtungen 16 und 24 können beispielsweise Wasseruhren oder induktive Durchflußmesser sein.

Die Messung wird wie folgt durchgeführt.

Die Meßvorrichtung 1 wird in der Nähe der Meß stelle aufgestellt. Über Schlauchleitungen werden der Kühl medium-Eintrittsstutzen 8 und der Kondensat-Eintrittsstutzen 6 mit dem Kühlmedium- und Kondensatnetz verbunden. Das Kühlmediumnetz kann ein Kaltwassernetz sein. Über eine weitere Schlauchleitung wird der Austrittsstutzen des Kon densatkühlers mit dem Abwassernetz oder einem Auffangbehäl ter verbunden.

Zunächst wird der Kühlmediumeintritt geöffnet und danach der Kondensateintritt. Hierbei ist die Temperatur am Kondensatorkühlerausgang mit Hilfe der Temperaturmeßeinrich tung 18 zu überwachen. Um unnötigen Verbrauch von Kühlmedium zu vermeiden, ist gegebenenfalls der Kühlmedieneintritt zu drosseln. Die Austrittstemperatur am Austrittsstutzen 10 sollte zu keiner Zeit größer als 60°C sein aus Sicherheits gründen.

Kondensat und Entspannungsdampf aus beispielswei se dem Wärmeaustauscher 30 werden in dem Kondensatkühler 4 durch Einspritzen eines kalten, flüssigen Mediums abgekühlt. Dabei entsteht am Austritt des Kondensatkühlers ein Konden sat-Kühlmediumgemisch mit einer für Mensch und umgebende Anlagen ungefährlichen Temperatur von maximal 60°C. Ist das zu kühlende Medium Wasserdampf und dessen Kondensat, wird als Kühlmedium kaltes Wasser oder kaltes Kondensat einge setzt.

Zu Beginn der Messung und am Ende der Meßzeit werden beide Mengenstrommeßeinrichtungen 16 und 24 abgele sen. Die Meßdauer kann mit einer Stoppuhr ermittelt werden. Die Differenz der Meßwerte der Mengenstrommeßeinrichtungen, beispielsweise die Differenz der Zählerstände, wenn Wasser uhren eingesetzt werden, entspricht den während der Meßdauer durchgesetzten Volumina von Kühlmedium und Kondensat/Kühl mediumgemisch. Da die Temperaturen bekannt sind, lassen sich die Volumina in Massen umrechnen. Die Meßergebnisdifferenz zwischen Kondensat/Kühlmediumgemisch und Kühlmedium ent spricht der Masse des während der Meßdauer durchgesetzten Kondensats. Daraus läßt sich bei bekanntem Eintrittszustand z. B. die Leistung eines Wärmeaustauschers ermitteln.

Das Meßverfahren läßt sich leicht automatisieren. Durch Installation von Flüssigkeitszählern mit elektrischem Abgriff, eines Differenzbilders und Schreibers läßt sich die Meßvorrichtung einfach automatisieren. Für das Bedienungs personal entfällt dann die Zeitnahme. Momentanwerte sind direkt ablesbar. Spitzenwerte und kurzzeitige Durchsatzände rungen lassen sich auf dem Schreibstreifen ablesen. Die Energieversorgung erfolgt durch Akkus.

Kühlmedium- und Kondensateintritt können mit Si cherheitsarmaturen ausgestattet werden, die bei Ausfall oder zu geringem Kühlmediumdurchsatz die Kondensatzufuhr unter brechen. Mit Hilfe eines zusätzlichen Thermometers am Kon densateintritt lassen sich gegebenenfalls Dampfdurchlässig keiten von Kondensatableitern feststellen, die die Messung verfälschen würden. Ein Manometer am Kondensateintritt kann Hinweise auf Störungen im Kondensatkühler geben. Mit einem weiteren Manometer am Austritt des Kondensatkühlers lassen sich Störungen im Abfluß durch z. B. abgeknickten Schlauch oder zu hohen Gegendruck erkennen.

Nachfolgend sollen noch Beispiele für erforderli che Kühlwassermengen angegeben werden:

Kühlwassereintrittstemperatur\|20°C
Kühleraustrittstemperatur	60°C
Gegendruck am Kühleraustritt	0,5-1,5 bar

Überdruck vor Kondensatableiter des Wärmetauschers
Erforderliche Kühlwassermenge in kg für je 1000 kg Kondensat aus Wasserdampf
12 bar, 192°C
3380
10 bar, 184°C	3170
8 bar, 175°C	2940
6 bar, 165°C	2670
5 bar, 159°C	2510
4 bar, 152°C	2330
3 bar, 144°C	2120

Alle Drücke als Überdrücke angegeben.

Claims

1. Vorrichtung zur Kondensatmengenmessung, gekennzeich net durch einen Kondensatkühler (4) mit Kondensat-Eintritt (6), Kühlmedium-Eintritt (8) und Kühlmedium/Kondensat-Ge misch-Austritt (10), wobei in einer Kühlmediumzufuhrleitung und in einer Kühlmedium/Kondensat-Gemisch-Austrittsleitung jeweils eine Temperaturmeßeinrichtung (20, 18) und eine Mengenstrommeßeinrichtung (24, 16) angeordnet sind und eine Zeitmeßeinrichtung zur Ermittlung der jeweiligen Meßdauer vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Kondensateintrittsleitung und der Kühlmediumzu fuhrleitung jeweils ein Absperrventil (12, 22) und ein Rückschlagventil (14, 26) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengenstrommeßeinrichtung (24) in der Kühlmediumzufuhrleitung hinter dem Absperrventil (22) und vor dem Rückschlagventil (26) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium in den Kondensatkühler eingespritzt wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen manuell verfahrbaren Meßvor richtungs-Träger (2).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte der Mengenstrommeßeinrichtungen (16, 24), der Temperaturmeßeinrichtungen (18, 20) und der Zeitmeß einrichtung einer Auswerteeinrichtung zur Ermittlung eines Differenzmassenstromes zuführbar sind.