DE4303798C2 - Verfahren zur Überwachung von Kondensatableitern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Hauptanspruchs spezifizierten Art zur Überwachung von Kondensatableitern.

Kondensatableiter werden in Anlagen installiert, die Dampf erzeugen oder nutzen, um anfal­ lendes Kondensat aus der Anlage abzuleiten. Wenn kein Kondensat vorhanden ist, sollen sie das Ausströmen von Dampf verhindern. Verfahren zur Überwachung von Kondensatableitern dienen dazu, die Funktionstüchtigkeit der installierten Kondensatableiter zu kontrollieren - Kondensat ableiten: Ja; Dampf auströmen: Nein.

Bei einem bekannten solchen Verfahren (EP 402 463 A1) hat sich gezeigt, dass die Aus­ werteeinheit bisweilen unzuverlässige Überwachungsergebnisse ausgibt. Anlagen- und betriebsbedingt kann es gelegentlich vorkommen, dass dem Kondensatableiter ein großer Kondensatschwall zufließt. Die dann vom Kondensatableiter ausgeschleuste Kondensat­ menge liegt wesentlich über der normalen Durchflussleistung. Ein solch großer Kondensat­ durchfluss hat Ultraschallschwingungen im Kondensatableiter und damit ein Ausgangssignal des Ultraschall-Schwingungsfühlers zur Folge, dessen Amplitude in der gleichen Größen­ ordnung liegt wie beim Durchfluss von Dampf durch den Kondensatableiter. Erfolgt die Überwachung des Kondensatableiters zum Zeitpunkt eines solchen Kondensatschwalls, dann signalisiert bei dem bekannten Verfahren die Auswerteeinheit fälschlicherweise "Dampfdurch­ fluss", obwohl der überwachte Kondensatableiter Kondensat ableitet und somit kein Funktionsfehler vorliegt.

Auch aus der DE 32 14 941 A1 ist die Überwachung von Kondensatableitern durch Messung von Ultraschall bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem fehlerhafte Überwachungsergebnisse weitestgehend vermieden sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Danach erfolgt die Überwachung des Kondensatableiters nicht in einem kurzen Augenblick, sondern länger, über eine vorgegebene Überwachungsdauer. Dabei wird eine Vielzahl von Momentanwerten des Ausgangssignals des Ultraschall-Schwingungsfühlers erfasst. Die vorgegebene Überwachungsdauer ist wesentlich länger als beispielsweise die Ausschleus­ dauer für einen Kondensatschwall. Innerhalb der Überwachungsdauer vorübergehend auftretende sehr hohe Momentanwerte des Ausgangssignals, wie ein solcher Kondensat­ schwall sie hervorruft, führen in der Auswerteeinheit zu keinem falschen Überwachungs­ ergebnis.

Die Unteransprüche haben besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegen­ stand.

Ohne Änderung in der Funktion des Kondensatableiters können, z. B. bedingt durch die Anlage oder die Ausgestaltung des Kondensatableiters, sehr kurzzeitige Schwankungen im Ausgangssignal des Ultraschall-Schwingungsfühlers auftreten. Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 erfolgt eine Glättung dieser kurzzeitigen Istwertschwankungen. Daraus resul­ tieren Momentanwerte, die für die Funktion des Kondensatableiters repräsentativ sind. Ein besonders vorteilhaftes Glättungsverfahren gibt der Anspruch 3 an.

Bei Kondensatableitern ist zwischen stetig ableitenden und intermittierend ableitenden zu unterscheiden. Stetig ableitende Kondensatableiter öffnen jeweils nur so weit, dass es exakt dem zufließenden Kondensatstrom entspricht. Sie bleiben folglich ständig geöffnet, solange Kondensat anfällt. Intermittierend ableitende Kondensatableiter öffnen demgegenüber stets sehr weit und damit in der Regel weiter als es dem zufließenden Kondensatstrom entspräche. Diese Kondensatableiter öffnen auch bei kontinuierlichem Kondensatanfall nur vorübergehend und schließen, nachdem die angesammelte Kondensatmenge abgeleitet wurde. Sie öffnen erst wieder vorübergehend, wenn sich erneut eine ausreichende Menge Kondensat ange­ sammelt hat. Das Schließen eines Kondensatableiters ist mithin ein wichtiges Indiz seiner Funktionstüchtigkeit.

Aus diesem Grund wird mit den Merkmalen des Anspruchs 4 für das Überwachungsergebnis ermittelt, ob der überwachte Kondensatableiter innerhalb der Überwachungsdauer geschlos­ sen hat und somit funktionstüchtig ist. Dies geschieht anhand eines unteren Schwellenwerts, unter dem die Momentanwerte bei geschlossenem Kondensatableiter liegen. In diesem Fall bleiben hohe Momentanwerte bei dem Überwachungsergebnis unberücksichtigt, so dass beispielsweise ein großer Kondensatschwall zu keinem falschen Überwachungsergebnis führt.

Die individuellen Schwingungseigenschaften des zu überwachenden Kondensatableiters können besonders gut berücksichtigt werden, wenn gemäß Anspruch 5 für jeden zu über­ wachenden Kondensatableiter individuell ein unterer Schwellenwert im Speicher gespeichert ist. Auch eventuelle Schwingungseinflüsse aus der angeschlossenen Anlage, die z. B. häufig noch zu einer geringen Schwingungsamplitude bei geschlossenem Kondensatableiter führen, können so berücksichtigt werden.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 führt in bestimmten Fällen zu einer Zeitoptimierung der Überwachung. Die tatsächliche Überwachungsdauer wird auf einen Wert zwischen der längeren Standard-Überwachungszeit und einer kürzeren Mindest-Überwachungszeit verkürzt, und zwar nachdem der Kondensatableiter mindestens einmal geschlossen hat.

Nach Anspruch 7 wird von der Auswerteeinheit bei Kondensatableitern bestimmter Funktions­ prinzipien ein negatives Überwachungsergebnis ausgegeben, wenn die Anzahl der Schließ­ vorgänge innerhalb der Überwachungsdauer eine vorgegebene Maximalzahl übersteigt. Bei Kondensatableitern bestimmter Funktionsprinzipien, z. B. thermodynamischen, ist eine sehr hohe Schließfrequenz ein untrügliches Zeichen für einen Funktionsmangel.

In jenen Fällen, in denen der Kondensatableiter während der gesamten Überwachungsdauer Kondensat in normaler Menge ableitet - z. B. ein stetig ableitender Kondensatableiter bei ständigem Kondensatstrom - wird mit den Merkmalen des Anspruchs 8 ein korrektes Überwa­ chungsergebnis erreicht. Der aus den während der Überwachungsdauer erfassten Momen­ tanwerte gebildete Mittelwert stellt eine repräsentative Größe für die Funktion des Kondensat­ ableiters dar, die mit einem oberen Grenzwert verglichen wird. Wenn dabei gemäß Anspruch 9 für jeden zu überwachenden Kondensatableiter individuell ein oberer Grenzwert gespeichert ist, können die individuellen Schwingungseigenschaften des Kondensatableiters besonders gut berücksichtigt werden.

An einem Kondensatableiter festgestellte Ultraschallschwingungen müssen nicht zwangsläufig vom zu überwachenden Kondensatableiter herrühren, sie können unter Umständen auch von einer anderen Schallquelle stammen, z. B. von einer Drosselstelle in der Zuleitung des Kondensatableiters. In Kondensatableitern, denen regelmäßig sehr große Kondensatmengen zufließen, ist zwischen dem Ableiten von Kondensat (also: ordnungsgemäße Funktion) und dem Abströmen von Dampf (also: fehlerhafte Funktion) im Ausgangssignal des Ultraschall- Schwingungsfühlers kein signifikanter Amplitudenunterschied feststellbar.

Durch die Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 10 werden derartige Störeinflüsse berücksichtigt. Liegt der aus den erfassten Momentanwerten gebildete Mittelwert über dem Grenzwert, dann kann entweder ein Funktionsfehler des Kondensatableiters vorhanden sein oder es können Störeinflüsse - wie z. B. vorstehend erwähnt - existieren. Der Bedienungs­ person der Überwachungseinrichtung werden dann Eingaben über bestimmte Störeinflüsse abgefordert. Liegen gemäß diesen Eingaben bestimmte Störeinflüsse nicht vor, gibt die Auswerteeinheit ein negatives Überwachungsergebnis über die Funktion des überwachten Kondensatableiters aus. Liegen hingegen Störeinflüsse vor, dann erfolgt je nach Störeinfluss eine Störungsmeldung oder ein positives Überwachungsergebnis.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 11 wird die Möglichkeit geschaffen, die Überwachungs­ daten nicht nur während und unmittelbar nach einer Überwachung präsent zu haben. Viel­ mehr können zu jedem überwachten Kondensatableiter seine Überwachungsdaten zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt erneut eingesehen werden, und zwar nicht nur seine Überwa­ chungsdaten der jeweils letzten Überwachung, sondern seine Überwachungsdaten aller bisherigen Überwachungen. Durch Vergleichen der Überwachungsdaten verschiedener Überwachungen sind beispielsweise sehr leicht evtl. Veränderungen in der Funktion des Kondensatableiters erkennbar. Durch Anspruch 12 wird eine besonders umfassende Informa­ tion über den überwachten Kondensatableiter ermöglicht.

Der Anspruch 13 schafft einen detaillierten Überblick über alle während der Überwachung erfassten Ultraschallschwingungen. Der dabei gleichfalls angezeigte Grenzwert und/oder Schwellenwert des Kondensatableiters ermöglicht in einfacher Weise eine Beurteilung der Funktion des Kondensatableiters. Dies wird durch die Darstellung der Daten gemäß Anspruch 14 noch wesentlich erleichtert.

Gegenstand des Anspruchs 15 ist eine besonders vorteilhafte Ausgabe des Überwachungs­ ergebnisses und der ihm zugrundeliegenden Daten und Informationen. Durch den Anspruch 16 wird ein Überblick sowohl über die aktuelle Überwachung als auch über vorausgegangene Überwachungen des Kondensatableiters erreicht.

Die Merkmale des Anspruchs 17 unterbinden falsche Überwachungsergebnisse in Fällen, in denen der Ultraschall-Schwingungsfühler mit dem zu überwachenden Kondensatableiter nicht in ordnungsgemäßem Kontakt steht.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der Zeichnung in Form eines Beispiels erläutert. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Über­ wachung von Kondensatableitern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Ultraschall-Schwingungsfühler,

Fig. 2 schematisch dargestellt eine Auswerteeinheit,

Fig. 3 den Bildschirm der Auswerteeinheit, der ein Diagramm der Überwachung eines intak­ ten Kondensatableiters zeigt,

Fig. 4 den Bildschirm der Auswerteeinheit, der ein Diagramm der Überwachung eines defekten Kondensatableiters zeigt, und

Fig. 5 den Bildschirm der Auswerteeinheit, der eine Tabelle der wichtigen Daten der in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten Überwachungen zeigt.

In Fig. 1 weist der Ultraschall-Schwingungsfühler 1 ein Fühlergehäuse 2 auf, aus dem ein Sondenstab 3 herausragt. Im Fühlergehäuse 2 befindet sich ein Schwingungswandler 4, mit dem der Sondenstab 3 an seinem gehäuseinnenseitigen Ende fest verbunden ist und der Piezoelemente 5, 6 aufweist. Der Schwingungswandler 4 steht unter der Einwirkung eines federelastischen Elements 7, das ihn in Richtung zum Sondenstab 3 hin axial belastet. Dabei sind der Schwingungswandler 4 und der Sondenstab 3 axial hubbeweglich angeordnet und mit zwei mit dem Fühlergehäuse 2 zusammenwirkenden Anschlägen 8, 9 versehen. Im Fühler­ gehäuse 2 ist eine elektrische Schaltungseinheit 10 angeordnet, mit der die Piezoelemente 5, 6 über Leiter 11 elektrisch verbunden sind. Die Schaltungseinheit 10 weist einen vor dem sondenstabfernen Ende des Schwingungswandlers 4 angeordneten Wegendschalter 12 sowie eine aus dem Fühlergehäuse 2 herausragende Signalleuchte 13 auf. Eine in das Fühlerge­ häuse 2 hineingeführte Übertragungsleitung 14 ist mit der Schaltungseinheit 10 elektrisch verbunden.

Gemäß Fig. 2 weist eine Auswerteeinheit 15 einen Bildschirm 16, eine Tastatur 17, einen Speicher 18 und einen Rechner 19 auf. Über die Übertragungsleitung 14 sind die Auswerte­ einheit 15 und der Ultraschall-Schwingungsfühler 1 elektrisch miteinander verbunden, dabei bildet die Schaltungseinheit 10 eine Schnittstelle zwischen beiden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht Überwachungen an ein und demselben Kondensatableiter und ebenso auch Überwachungen an verschiedenen Kondensatableitern. Für jeden zu überwachenden Kondensatableiter müssen bestimmte Grunddaten im Speicher 18 der Auswerteeinheit 15 vorhanden sein; dabei handelt es sich insbesondere um Angaben zur Identifikation des Kondensatableiters (z. B. Bezeichnung des Kondensatableiters und Einbauort), Angaben über das Funktionsprinzip des Kondensatableiters (z. B. thermisch gesteuert, schwimmergesteuert, thermodynamisch), einen unteren Schwellenwert SW und einen oberen Grenzwert GW. Diese Grunddaten sind individuell für jeden Kondensatableiter spätestens vor seiner ersten Überwachung im Speicher 18 zu speichern, z. B. nach Eingabe über die Tastatur 17. Sowohl der Grenzwert GW als auch der Schwellenwert SW eines Kondensatableiters können bei Bedarf geändert werden.

Zur Überwachung eines Kondensatableiters werden zunächst seine Grunddaten aus dem Speicher 18 der Auswerteeinheit 15 in den Rechner 19 geladen, und zwar über entsprechende Eingaben (z. B. Identifikationsangaben) an der Tastatur 17 durch die Bedienungsperson der Überwachungseinrichtung. Danach wird der Ultraschall-Schwingungsfühler 1 von der Bedie­ nungsperson mit dem freien Ende des Sondenstabs 3 mit dem zu überwachenden Konden­ satableiter (nicht dargestellt) in mechanischen Kontakt gebracht. Erfolgt dies mit ausreichender Kraft, dann hebt der Anschlag 8 des Schwingungswandlers 4 gegen die Wirkung des feder­ elastischen Elements 7 von dem Fühlergehäuse 2 ab und eine axiale Relativbewegung findet zwischen dem Fühlergehäuse 2 und dem Schwingungswandler 4 nebst Sondenstab 3 statt. Bei einer vorgegebenen Anpresskraft wird der Wegendschalter 12 von dem dann auf ihn einwirkenden Schwingungswandler 4 eingeschaltet. Schließlich endet die axiale Relativbe­ wegung, indem der Anschlag 9 des Sondenstabs 3 hubbegrenzend an dem Fühlergehäuse 2 zur Anlage kommt.

Sobald der Sondenstab 3 mit dem zu überwachenden Kondensatableiter in mechanischem Kontakt steht, nimmt er - sofern im Kondensatableiter vorhanden - Ultraschallschwingungen auf und leitet sie in den Schwingungswandler 4 weiter. Dort erzeugen die Piezoelemente 5, 6 ein elektrisches Ausgangssignal, dessen Istwert der momentanen Ultraschallschwingung entspricht und über die Leiter 11 an die Schaltungseinheit 10 gegeben wird. Solange der Wegendschalter 12 noch nicht eingeschaltet wurde, erfolgt allerdings in der Auswerteeinheit 15 noch keine Überwachung des Kondensatableiters. Sie wird von der Auswerteeinheit 15 erst nach erfolgter Einschaltung des Wegendschalters 12 gestartet. Die Signalleuchte 13 leuchtet dann auf.

Nach Starten der Überwachung erfasst die Auswerteeinheit 15 während einer vorgegebenen Überwachungsdauer PD zu vorgegebenen Zeitpunkten den jeweiligen Istwert des Ausgangs­ signals des Schwingungswandlers 4, wobei in der Auswerteeinheit 15 eine Glättung erfolgt. Dazu wird aus einer Anzahl aufeinanderfolgender Werte der Mittelwert gebildet, und zwar aus dem jeweils der Glättungsprozedur zu unterziehenden Istwert, einer vorgegebenen Anzahl ihm nachfolgender Istwerte und einer vorgegebenen Anzahl ihm vorausgegangener Werte. Der Mittelwert wird anstelle des betreffenden Istwerts als Momentanwert in der Auswerteeinheit 15 erfasst. Diese Glättung wiederholt sich bis zum Ende der Überwachung nach jedem neuen Istwert. Dabei entfällt jeweils der älteste Wert der vorhergehenden Glättungsrechnung und der neueste Istwert kommt hinzu. Zu Überwachungsbeginn sind alle Werte der Glättungsrech­ nung Istwerte, also "ungeglättete" Werte. Danach handelt es sich bei den vorausgegangenen Werten, die in die Glättungsrechnung einfließen, zunehmend um Momentanwerte, also "geglättete" Werte.

Ohne dass sich die Funktion des Kondensatableiters ändert, können sehr kurzzeitige Istwert­ schwankungen auftreten, z. B. bedingt durch die Anlage oder die Ausgestaltung des Konden­ satableiters. Der Zeitraum zwischen zwei Istwerterfassungen ist jedoch so kurz, dass innerhalb eines Kondensatableitvorgangs eine Vielzahl von Istwerten erfasst wird. Durch die Glättung werden Momentanwerte gewonnen, die für die Funktion des Kondensatableiters repräsentativ und nicht durch kurzzeitige Istwertschwankungen verfälscht sind.

Die Auswerteeinheit 15 zeigt die erfassten Momentanwerte auf dem Bildschirm 16 in einem Diagramm (s. Fig. 3 und 4) an. Desweiteren prüft sie jeden Momentanwert darauf, ob er den unteren Schwellenwert SW unterschreitet, der für den zu überwachenden Kondensatableiter in seinen Grunddaten enthalten ist. Diese Vorgänge (Momentanwert erfassen und anzeigen, Schwellenwert-Unterschreitung prüfen) werden von der Auswerteeinheit 15 während der Überwachungsdauer PD zu den vorgegebenen Zeitpunkten wiederholt. Außerdem wird die Anzahl der Schwellenwert-Unterschreitungen ermittelt und der Mittelwert aus allen innerhalb der Überwachungsdauer PD erfassten Momentanwerten gebildet. Mit Ablauf der Über­ wachungsdauer PD erlischt die Signalleuchte 13 und zeigt so das Ende der Überwachung an.

Unterschreitet allerdings vor Ablauf der Überwachungsdauer PD die Kraft, mit der der Ultra­ schall-Schwingungsfühler 1 von der Bedienungsperson gegen den Kondensatableiter gepresst wird, den vorgegebenen Wert, dann weicht der Wegendschalter 12 unter der Wirkung des federelastischen Elements 7 vom Schwingungswandler 4 zurück. Der Wegendschalter 12 wird dadurch ausgeschaltet; daraufhin bricht die Auswerteeinheit 15 die Überwachung ab und verwirft sie. Durch Blinken der Signalleuchte 13 wird dies kenntlich gemacht.

Nach Ablauf der Überwachungsdauer PD - wenn kein vorzeitiger Abbruch erfolgte, der Sondenstab 3 also während der gesamten Überwachungsdauer PD in dem erforderlich intensiven mechanischen Kontakt mit dem zu überwachenden Kondensatableiter stand - ermittelt die Auswerteeinheit 15 das Überwachungsergebnis. Hierzu prüft sie zunächst, ob während der Überwachungsdauer PD der Schwellenwert SW mindestens einmal unterschrit­ ten wurde. War dies der Fall, dann prüft die Auswerteeinheit 15 anhand der in den Grund­ daten des Kondensatableiters enthaltenen Angaben, ob der Kondensatableiter ein bestimmtes Funktionsprinzip (z. B. thermodynamisch) hat. Hat er es nicht, bildet die Auswerteeinheit 15 ein positives Überwachungsergebnis, z. B. "Ableiter o. k.". Handelt es sich jedoch um einen Kondensatableiter besagten Funktionsprinzips, dann vergleicht die Auswerteeinheit 15 die Anzahl der Schwellenwert-Unterschreitungen mit einer vorgegebenen Maximalzahl. Wird die Maximalzahl übertroffen, dann bildet die Auswerteeinheit 15 ein negatives Überwachungs­ ergebnis, z. B. "Ableiter prüfen". Liegt hingegen keine Überschreitung der Maximalzahl vor, dann ist das Überwachungsergebnis der Auswerteeinheit 15 positiv.

Hat während der Überwachungsdauer PD keine Unterschreitung des Schwellenwerts SW stattgefunden - der Kondensatableiter also nicht geschlossen - dann vergleicht die Auswerte­ einheit 15 den aus den erfassten Momentanwerten gebildeten Mittelwert der Ultraschall­ schwingungen mit dem Grenzwert GW. Wird dieser vom Mittelwert nicht überschritten, so bildet die Auswerteeinheit 15 ein positives Überwachungsergebnis. Andernfalls stellt sie über den Bildschirm 16 eine erste Frage nach einem bestimmten möglichen Störeinfluss, und zwar nach störendem Fremdschall. Diese Frage muss von der Bedienungsperson durch entspre­ chende Eingaben über die Tastatur 17 beantwortet werden. Liegt störender Fremdschall vor, dann bildet die Auswerteeinheit 15 als Überwachungsergebnis eine Störungsmeldung, z. B. "Überwachung ungültig". Fehlt störender Fremdschall, stellt die Auswerteeinheit 15 auf dem Bildschirm 16 wiederum eine Frage nach einem bestimmten möglichen Störeinfluss, nämlich, ob die zufließende Kondensatmenge eine vorgegebene Maximalmenge übersteigt. Auch diese Frage ist von der Bedienungsperson über die Tastatur 17 zu beantworten. Bei Überschreitung der Maximalmenge bildet die Auswerteeinheit 15 ein positives Überwachungsergebnis, andernfalls ein negatives.

Nachdem das Überwachungsergebnis vorliegt, zeigt die Auswerteeinheit 15 die wichtigsten Daten der Überwachung auf dem Bildschirm 16 an (s. Fig. 5). Ferner stellt sie über den Bildschirm 16 die Frage nach einer Speicherung. Wird von der Bedienungsperson über die Tastatur 17 ein Speicherauftrag an die Auswerteeinheit 15 erteilt, dann werden die Über­ wachungsdaten der aktuellen Überwachung sowie der während dieser Überwachung gültige Grenzwert GW und Schwellenwert SW im Speicher 18 gespeichert; dies geschieht mit Zuord­ nung zum überwachten Kondensatableiter und zwar zusätzlich zu den Daten evtl. vorausge­ gangener Überwachungen dieses Kondensatableiters. Die Überwachungsdaten umfassen die nötigenfalls eingegebenen Informationen über Störeinflüsse, alle während der Überwa­ chungsdauer PD erfassten Momentanwerte und die daraus in der Auswerteeinheit 15 gewon­ nenen Daten, wie z. B. den Mittelwert, die Anzahl der Schwellenwert-Unterschreitungen und natürlich das Überwachungsergebnis.

Der Schwellenwert SW ist ein unterer Wert, der individuell für den zu überwachenden Kondensatableiter gilt und der in dessen Grunddaten enthalten ist. Er wird von dem Momentanwert unterschritten, wenn der Kondensatableiter geschlossen ist, d. h. wenn er weder Kondensat ableitet noch Dampf abströmen lässt. Bei geschlossenem Kondensatableiter wird die Amplitude der feststellbaren Ultraschallschwingungen in dem interessierenden Frequenzbereich nicht in jedem Fall zu Null. Mitunter gelangt z. B. aus der angeschlossenen Anlage ständig Fremdschall geringer Intensität in den Kondensatableiter. Die Amplitudenhöhe liegt in diesen Fällen weit unterhalb der beim Abfließen von Kondensat oder Dampf im Kondensatableiter verursachten Ultraschallschwingungen und stört daher die Überwachung des Kondensatableiters prizipiell nicht. Allerdings ist es erst anhand des Schwellenwerts SW möglich, ein Schließen des Kondensatableiters eindeutig festzustellen. Ein Schließen ist in der Regel ein eindeutiges Indiz für die Funktionstüchtigkeit des Kondensatableiters. Eine Aus­ nahme bilden allerdings Kondensatableiter bestimmter Funktionsprinzipien, z. B. thermo­ dynamische. Sie schließen prinzipbedingt auch bei Verschleiß, wobei sich allerdings die Anzahl der Öffnungs- und Schließvorgänge wesentlich erhöht. Mithin deutet bei derartigen Kondensatableitern eine hohe Schließfrequenz auf einen Funktionsfehler hin.

Der Grenzwert GW stellt einen oberen Wert dar, der individuell für den zu überwachenden Kondensatableiter gilt und in seinen Grunddaten enthalten ist. Er kann von dem Hersteller des jeweiligen Kondensatableiters auf einem Prüfstand ermittelt und mitgeteilt worden sein. Er kann aber beispielsweise auch an einem neuen, also intakten Kondensatableiter von der Bedienungsperson unmittelbar in der Anlage anhand der dortigen Messdaten selbst festgelegt werden.

Liegt der aus den erfassten Momentanwerten gebildete Mittelwert unter dem Grenzwert GW, dann ist während der Überwachung kein Dampf durch den Kondensatableiter abgeflossen. Ein oberhalb liegender Mittelwert kann verschiedene Ursachen haben: Der Kondensatableiter kann defekt sein, so dass er nach dem Ableiten des angefallenen Kondensats nicht vollständig schließt und daher Dampf in signifikanter Menge entweichen kann. Andererseits kann aus einer anderen Schallquelle - z. B. von einer Drosselstelle in der Zuflussleitung des Konden­ satableiters - Fremdschall hoher Intensität in den Kondensatableiter gelangen und den unmittelbar dort entstehenden Ultraschall überdecken, so dass keine Bewertung der Funktion des Kondensatableiters möglich ist. Solch störender Fremdschall kann aber von der Bedie­ nungsperson in einfacher Weise festgestellt werden, z. B. indem die Gegenstände im Umkreis des Kondensatableiters mit dem Ultraschall-Schwingungsfühler 1 abgetastet werden. Schließ­ lich kann die durchfließende Kondensatmenge sehr groß sein. Die Größenordnung der anfallenden Kondensatmenge ist der Bedienungsperson in der Regel bekannt oder zumindest aus den Planungsunterlagen der Anlage ersichtlich. Die Amplitude der Ultraschallschwingun­ gen ist bei sehr großen Kondensatströmen ähnlich hoch wie beim Durchfluss von Dampf. Ein großer Kondensatstrom schließt aber zwangsläufig den Durchfluss von Dampf aus, so dass kein Funktionsfehler des Kondensatableiters vorliegt und ein positives Überwachungser­ gebnis berechtigt ist.

In den Fig. 3 und 4 zeigt der Bildschirm 16 die Diagramme zweier Überwachungen eines thermisch gesteuerten Kondensatableiters. Auf der Abszisse ist die Überwachungsdauer PD und auf der Ordinate die Amplitude UA der Ultraschallschwingungen in Form der Momentan­ werte aufgetragen. Die Diagramme weisen parallel zur Abszisse zwei weitere Orientierungs­ linien auf, von denen die untere dem Schwellenwert SW und die obere dem Grenzwert GW entspricht. Der Bildschirm 16 zeigt außerdem Angaben zur Identifikation der jeweiligen Überwachung, z. B. Bezeichnung des Kondensatableiters, Einbauort und Überwachungs­ datum.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Überwachung liegen die Momentanwerte zu Beginn deutlich unter dem Schwellenwert SW. Der Kondensatableiter war während dieser Zeit geschlossen, weder Kondensat noch Dampf strömten ab. Allerdings gelangten aus der Anlage, in der der über­ wachte Kondensatableiter installiert ist, Ultraschallschwingungen geringer Intensität in den Kondensatableiter. Deshalb lagen die Momentanwerte über dem Nullwert. Nach etwa einem Drittel der Überwachungsdauer PD war dem Kondensatableiter ein großer Kondensatschwall zugeflossen. Er hat daraufhin besonders weit geöffnet und den großen Kondensatschwall rasch abgeleitet und danach wieder leckagefrei geschlossen. Dadurch sind die Momentan­ werte vorübergehend über den Schwellenwert SW sowie auch über den Grenzwert GW gestiegen und dann wieder auf den ursprüngliche Wert abgefallen. Wie aus den zwei weiteren "Zacken" im Diagramm ersichtlich ist, hat der Kondensatableiter während der Überwachungs­ dauer PD noch zweimal geöffnet und jeweils wieder leckagefrei geschlossen. Die abzulei­ tende Kondensatmenge war dabei jeweils geringer als beim ersten Ableitvorgang. Die Momen­ tanwerte sind über den Schwellenwert SW gestiegen, den Grenzwert GW haben sie jedoch in diesen beiden Fällen nicht erreicht. Der Kondensatableiter hat während der Überwachung dreimal geschlossen und war demzufolge intakt, so dass das Überwachungsergebnis positiv sein muss.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Überwachung hatte der Kondensatableiter nicht geschlossen. Überdies lagen die Momentanwerte während der gesamten Überwachungsdauer PD über dem Grenzwert GW, so dass der aus den Momentanwerten gebildete Mittelwert den Grenz­ wert GW übersteigt. Der Kondensatableiter wies bei dieser Überwachung Verschleiß an seiner Absperrstelle auf und war nicht in der Lage leckagefrei zu schließen. Während der Überwachung strömte Dampf durch den Kondensatableiter ab, was zu einem negativen Überwachungsergebnis führen muss.

In Fig. 5 zeigt der Bildschirm 16 die wichtigen Daten zu den in den beiden Diagrammen (Fig. 3 und 4) veranschaulichten Überwachungen. Neben Angaben zur Identifikation des über­ wachten Kondensatableiters (z. B. Bezeichnung des Kondensatableiters, Einbauort) enthält die Darstellung eine Tabelle mit vorzugsweise folgenden Spalten: "Prüfdatum", d. h. Datum, an dem die Überwachung stattfand; "Prüfergebnis", und zwar das von der Auswerteeinheit 15 gebildete Überwachungsergebnis; "Mittelwert", d. h. den aus allen während der Überwa­ chungsdauer PD erfassten Momentanwerten gebildete Mittelwert der Ultraschallschwingun­ gen; "Grenzwert", d. h. der individuell für den Kondensatableiter zum Zeitpunkt der Überwa­ chung geltende Grenzwert GW; "Schwellwert", d. h. der individuell für den Kondensatableiter zum Zeitpunkt der Überwachung geltende Schwellenwert SW; "Schließanzahl", d. h. die Anzahl der während der Überwachungsdauer PD erfolgten Schwellenwert-Unterschrei­ tungen, also die Anzahl der Schließvorgänge des Kondensatableiters; "Fremdschall" und "Menge < max", wobei in beiden Spalten die Angabe "Nein" bedeutet, dass entweder von der Auswerteeinheit 15 keine diesbezügliche Frage gestellt wurde oder aber eine solche Frage von der Bedienungsperson negativ beantwortet wurde.

Wie die Tabelle in Fig. 5 zeigt, betrug bei der Überwachung nach Fig. 3 die Schließanzahl 3 und der Mittelwert lag deutlich unter dem Grenzwert GW. Daraus resultiert das positive Überwachungsergebnis "Ableiter o. k.". Bei der Überwachung nach Fig. 4 betrug die Schließanzahl 0 und außerdem überstieg der Mittelwert den Grenzwert GW, was zu dem negativen Überwachungsergebnis "Ableiter prüfen" führte.

In der Tabelle können jeweils für einen Kondensatableiter die gespeicherten Daten aller erfolgten Überwachungen angezeigt und so ein Überblick über die Funktion des Kondensa­ tableiters gewonnen werden. Die Mittelwerte lassen dabei sehr leicht eine Tendenz im Funktionsverhalten des Kondensatableiters erkennen. Zu jeder Überwachung kann das zugehörige Diagramm mit den Momentanwerten eingesehen werden. Dies alles ist nicht nur für einen einzigen, sondern für eine Vielzahl gleicher oder verschiedener Kondensatableiter möglich.

Eine Weiterbildung der Erfindung erlaubt eine zeitoptimierte Überwachung. In diesem Fall prüft die Auswerteeinheit 15 nach dem Laden der Grunddaten des zu überwachenden Kondensatableiters, ob bei dessen Funktionsprinzip (z. B. thermisch gesteuert, schwimmer­ gesteuert) eine Zeitoptimierung vorgesehen ist. Ist keine Zeitoptimierung vorgesehen (z. B. thermodynamischer Kondensatableiter), dann erstreckt sich die Überwachungsdauer PD über eine Standard-Überwachungszeit SPZ (z. B. 30 Sekunden). Bei zulässiger Zeitoptimierung fragt die Auswerteinheit 15 vor Beginn der Überwachung via Bildschirm 16, ob eine Zeitopti­ mierung erfolgen soll. Verneint die Bedienungsperson durch entsprechende Eingabe an der Tastatur 17, dann gilt für die Überwachungsdauer PD die vorgenannte Standard-Über­ wachungszeit SPZ. Bei Bejahung erstreckt sich die Überwachung mindestens über eine Mindest-Überwachungszeit MPZ (z. B. 10 Sekunden). Wenn bis zum Erreichen der Mindest- Überwachungszeit MPZ mindestens eine Schwellenwert-Unterschreitung erfolgte, endet die Überwachungsdauer PD und damit die Überwachung mit Erreichen der Mindest-Über­ wachungszeit MPZ. Andernfalls endet die Überwachungsdauer PD, sobald zwischen der Mindest-Überwachungszeit MPZ und der Standard-Überwachungszeit SPZ eine Schwellen­ wert-Unterschreitung erfolgt. Ohne eine solche Unterschreitung läuft die Überwachungsdauer PD über die volle Standard-Überwachungszeit SPZ.

Wäre beispielsweise die in Fig. 3 veranschaulichte Überwachung unter der Prämisse "Zeit­ optimierung" erfolgt, dann wäre die Überwachungsdauer PD bereits kurz nach Ablauf der Mindest-Überwachungszeit MPZ beendet gewesen; nämlich nachdem der überwachte Kondensatableiter das erste mal geöffnet und wieder geschlossen hatte. Bei der Überwa­ chung nach Fig. 4 hätte sich trotz der Prämisse "Zeitoptimierung" die Überwachungsdauer PD über die volle Standard-Überwachungszeit SPZ erstreckt; denn der Schwellenwert SW wurde von den Momentanwerten nicht einmal unterschritten.

Die Auswerteeinheit 15 kann mit Schnittstellen zur Datenübergabe an einen Drucker oder zum Datenaustausch mit einem anderen Rechner versehen sein.

Bezugszeichenliste

1

Ultraschall-Schwingungsfühler

2

Fühlergehäuse

3

Sondenstab

4

Schwingungswandler

5

,

6

Piezoelemente

7

federelastisches Element

8

,

9

Anschläge

10

Schaltungseinheit

11

elektrische Leiter

12

Wegendschalter

13

Signalleuchte

14

Übertragungsleitung

15

Auswerteeinheit

16

Bildschirm

17

Tastatur

18

Speicher

19

Rechner
GW Grenzwert
MPZ Mindest-Überwachungszeit
PD Überwachungsdauer
SPZ Standard-Überwachungszeit
SW Schwellenwert
UA Amplitude

Claims (17)

1. Verfahren zur Überwachung von Kondensatableitern,

• - bei dem ein Ultraschall-Schwingungsfühler mit dem zu überwachenden Kondensatableiter in mechanischen Kontakt gebracht wird und im Kondensatableiter auftretende Ultraschall­ schwingungen aufgenommen sowie in ein elektrisches Ausgangssignal umgewandelt werden und
• - bei dem in einer Auswerteeinheit dieses Ausgangssignal mit in einem Speicher gespeicher­ ten Daten verglichen sowie anhand vorgegebener Entscheidungskriterien ein Überwa­ chungsergebnis ermittelt und ausgegeben wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

• - während einer vorgegebenen Überwachungsdauer (PD) in der Auswerteeinheit (15) zu vorgegebenen Zeitpunkten der Momentanwert des Ausgangssignals des Ultraschall- Schwingungsfühlers (1) erfasst wird und
• - nach Ablauf der Überwachungsdauer (PD) in der Auswerteeinheit (15), basierend auf mindestens einem der Momentanwerte, das Überwachungsergebnis gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

• - die zu den vorgegebenen Zeitpunkten vorhandenen Istwerte des Ausgangssignals des Ultraschall-Schwingungsfühlers (1) einer Glättung unterzogen werden,
• - die aus den Istwerten durch Glättung gewonnenen Werte als Momentanwerte in der Auswerteeinheit (15) erfasst werden und
• - die Zeitpunkte so vorgegeben sind, dass innerhalb eines Kondensatableitvorgangs eine Vielzahl von Istwerten anfällt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Glättung aus dem betroffenen Istwert, einer vorgegebenen Anzahl ihm nachfolgender Istwerte und einer vorge­ gebenen Anzahl ihm vorausgegangener Werte der Mittelwert gebildet wird und dieser als Momentanwert erfasst wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Überwachungsdauer (PD) in der Auswerteeinheit (15) jeder erfasste Momentanwert mit einem unteren Schwellenwert (SW) verglichen wird, wobei die Unterschreitung des Schwellenwerts (SW) durch den Momentanwert ein positives Über­ wachungsergebnis zur Folge hat.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (18) für jeden zu überwachenden Kondensatableiter ein unterer Schwellenwert (SW) mit Zuordnung zu dem jeweiligen Kondensatableiter gespeichert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass

• - für die Überwachungsdauer (PD) eine Standard-Überwachungszeit (SPZ) sowie eine kürzere Mindest-Überwachungszeit (MPZ) vorgegeben ist und eine Wahl zwischen einer Standard-Überwachung und einer zeitoptimierten Überwachung vorgesehen ist und
• - bei der Standard-Überwachung die Überwachungsdauer (PD) sich stets über die volle Standard-Überwachungszeit (SPZ) erstreckt, während bei zeitoptimierter Überwachung die Überwachungsdauer (PD) zwischen der Mindest-Überwachungszeit (MPZ) und der Standard-Überwachungszeit (SPZ) endet, sofern der Schwellenwert (SW) von mindes­ tens einem Momentanwert unterschritten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass

• - im Speicher (18) der Auswerteeinheit (15) zu jedem zu überwachenden Kondensatableiter eine dessen Funktionsprinzip kennzeichnende Angabe gespeichert ist,
• - während der Überwachungsdauer (PD) in der Auswerteeinheit (15) ermittelt wird, wie häufig der Schwellenwert (SW) von Momentanwerten unterschritten wird, und
• - nach Ablauf der Überwachungsdauer (PD) die Anzahl dieser Unterschreitungen mit einer vorgegebenen Maximalzahl verglichen wird, wobei eine Überschreitung der Maximalzahl bei Kondensatableitern bestimmten Funktionsprinzips ein negatives Überwachungser­ gebnis zur Folge hat.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (15)

• - aus allen während der Überwachungsdauer (PD) erfassten Momentanwerten der Mittel­ wert gebildet wird und
• - dieser Mittelwert mit einem oberen Grenzwert (GW) verglichen wird, wobei ein unterhalb des Grenzwerts (GW) liegender Mittelwert ein positives Überwachungsergebnis zur Folge hat.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (18) für jeden zu überwachenden Kondensatableiter ein oberer Grenzwert (GW) mit Zuordnung zu dem jeweiligen Kondensatableiter gespeichert ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass

• - durch die Auswerteeinheit (15) eine Aufforderung an eine Bedienungsperson zur Eingabe von Informationen über bestimmte mögliche Störeinflüsse gegeben wird, sofern der Mittel­ wert den Grenzwert (GW) übersteigt, und
• - die eingegebenen Informationen zusätzliche Entscheidungskriterien für die Ermittlung des Überwachungsergebnisses bilden.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

• - durch die Auswerteeinheit (15) nach beendeter Überwachung eine Speicheraufforderung ergeht und
• - nach erteiltem Speicherauftrag die Überwachungsdaten mit Zuordnung zum überwach­ ten Kondensatableiter im Speicher (18) abgespeichert werden, und zwar zusätzlich zu den Überwachungsdaten eventuell vorausgegangener Überwachungen dieses Kondensat­ ableiters.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Überwachungs­ daten die nötigenfalls eingegebenen Informationen über Störeinflüsse, die während der Überwachungsdauer (PD) erfassten Momentanwerte und die daraus in der Auswerteeinheit (15) gewonnenen Daten abgespeichert werden.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle während der Überwachungsdauer (PD) erfassten Momentan­ werte, gegebenenfalls der Grenzwert (GW) und gegebenenfalls der Schwellenwert (SW) auf einem Bildschirm (16) angezeigt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte auf dem Bildschirm (16) als Diagramm dargestellt werden, dessen eine Koordinate die Überwachungs­ dauer (PD) und dessen andere Koordinate die Amplitude (UA) der Ultraschallschwingungen darstellt.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gegebenenfalls eingegebenen Informationen über Störeinflüsse und die aus den Momentanwerten in der Auswerteeinheit (15) gewonnenen Daten auf einem Bildschirm (16) angezeigt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Informa­ tionen und Daten der aktuellen Überwachung auch die im Speicher (18) gespeicherten Informationen und Daten eventuell vorausgegangener Überwachungen des Kondensatab­ leiters tabellarisch angezeigt werden.

17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

• - die Kraft, mit der der Ultraschall-Schwingungsfühler (1) auf den zu überwachenden Kondensatableiter aufgesetzt wird, mit einem Wegendschalter (12) überwacht wird,
• - in der Auswerteeinheit (15) die Überwachung nach Einschalten des Wegendschalters (12) gestartet wird und
• - die Überwachung verworfen wird, sofern innerhalb der Überwachungsdauer (PD) der Wegendschalter (12) ausgeschaltet wird.