Der FLOWSIC500 Ultraschallgaszähler von SICK

13. Juni 2017

Innovation für die Erdgasverteilung

Als bewährter und kompetenter Partner für die Öl- und Gasindustrie hat SICK die Erdgasverteilung in den letzten vier Jahren revolutioniert. Bis zur Markteinführung des FLOWSIC500 im Jahre 2012 waren bei Stadtwerken und industriellen Großverbrauchern überwiegend konventionelle Technologien im Einsatz, größtenteils Drehkolben- und Turbinenradgaszähler. Seitdem sind tausende SICK FLOWSIC500 weltweit bei der Erdgasmessung in unterschiedlichsten Branchen im Einsatz.

 

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Der Ultraschall-Kompaktgaszähler FLOWSIC500 wurde von Beginn an speziell für den eichpflichtigen Einsatz in der Erdgasverteilung konzipiert. Besonders die Anforderung, dass sich der neue Ultraschallgaszähler ohne gerade Ein- und Auslaufstrecken in bestehende Rohrleitungssysteme einbauen lassen muss, erwies sich als eine neue Herausforderung. Denn im Vergleich zu den großen Messschienen der Gas-transportunternehmen sind die Messstellen der Gasverteilung sehr kompakt und besitzen in der Regel kaum ausreichend lange und gerade Rohrleitungsstrecken.

 

Neue Wege bei der Produktentwicklung

Um den Gaszähler so kompakt wie möglich zu halten, wurden hierfür miniaturisierte, hochfrequente Ultraschallwandler aus Titan eigens von SICK entwickelt, welche die Immunität gegenüber Störgeräuschen gewährleisten und zusammen mit der Elektronik das zugrundeliegende Low-Power Konzept ermöglichen. Dieses wiederum erlaubt den autarken Batteriebetrieb bei einer elektrischen Leistungsaufnahme von lediglich 0,05 Watt. Damit ist FLOWSIC500 in Stationen einsetzbar, bei denen keine Stromversorgung vorhanden ist.

 

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Anstatt die Strömungskonditionierung und Messsektion der Reihe nach in einem geraden Stück Rohr anzuordnen, lenkte das SICK-Entwicklungsteam die Gasströmung aus der Rohrachse und nach der Messung wieder zurück in die Rohrachse. Dadurch konnte auf die bisher erforderliche gerade Einlaufstrecke vor dem Zähler komplett verzichtet und die Zähler-Komponenten platzsparend nebeneinander platziert werden.

 

Für die Messung mussten zudem auf kleinstem Raum ausreichend stabile und verlustfreie Strömungsbedingungen geschaffen werden. Dabei wurde der Startpunkt der Optimierung so definiert, dass keine Anforderungen an die Einbausituation gestellt wurden. Der Ultraschallgaszähler sollte immer mit gleich hoher Genauigkeit messen, unabhängig davon, ob das Gerät in einer langen Rohrstrecke, hinter einer beliebigen Umlenkung oder einem Querschnittsprung der Rohrleitung installiert wird. Zu diesem Zweck wurde ein patentiertes Modul zur Strömungskonditionierung entwickelt, welches ein reproduzierbares Strömungsprofil in der Messsektion gewährleistet.

 

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Innovative Technik für anspruchsvolle Anwendungen

Innovativ ist die Entwicklung auch aus einem weiteren Grund: das von SICK erstmalig am Markt realisierte Gaszählertauschkonzept. Anders als bei herkömmlichen Geräten sind die messwertrelevanten Komponenten der Strömungskonditionierung, Ultraschall-sensorik und Elektronik zusammen in einer durch den Anwender wechselbaren „Kartusche“ untergebracht, die den eigentlichen Gaszähler darstellt. Der („Kartuschen“-)Adapter des FLOWSIC500 kann bei einem Austausch in der Rohrleitung verbleiben. Dieses neuartige Gerätekonzept bietet den Vorteil, dass der Gasdurchfluss im Falle von erforderlichen Rekalibrierungen oder Wartungsarbeiten nur für einen sehr kurzen Zeitraum unterbrochen werden muss. Der Anwender kann mit einfachem und geringem Montageaufwand den alten gegen den neuen Gaszähler austauschen und den Betrieb nach einer kurzen Unterbrechung fortführen. Dies gestattet auch die Implementierung von Ringtauschkonzepten und somit die Optimierung anwenderspezifischer Betriebsprozesse. Die verfügbaren Größen und Abmessungen des FLOWSIC500 ermöglichen zudem eine einfache und schnelle Substitution konventioneller Drehkolben- und Turbinenradgaszähler, ohne dass konstruktive Änderungen an der Rohrleitung durchgeführt werden müssen. Die höheren Messbereiche sowie die nicht erforderlichen Ein-und Auslaufstrecken können zudem bei neuen Messstationen dazu dienen, das Stationsdesign deutlich kompakter zu gestalten als es bisher möglich war.

 

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Mit der zusätzlichen Selbstdiagnosefunktion wurde der Ultraschallgaszähler mit einer weiteren Innovation ausgerüstet. Die eingebaute Elektronik vergleicht dabei ständig die Werte von Mess- und Diagnosesystem. Um diese Diagnosemöglichkeiten voll auszuschöpfen und zu visualisieren wurde eine spezielle Bediensoftware, das FLOWgate500, entwickelt. Die Software verfügt über viele hilfreiche Tools zur Inbetriebnahme, Wartung und Rekalibrierung. Die Elektronik des FLOWSIC500 ersetzt zudem zusätzliche Systeme für die Mengenumwertung, da sie neben dem Betriebsvolumen auch den Druck und die Temperatur des Erdgases ermittelt und so die Normkubikmeter für die Abrechnung des Erdgases berechnet. Sie kann mehr als fünf Jahre autark mit einem Batteriepack betrieben werden.

 

Zulassung in vielen Ländern weltweit

Bei Gaszählern geht es primär um die Einhaltung landesspezifischer Druckgeräte-, Explosionsschutz- sowie Metrologierichtlinien, wie z. B. PED, ATEX, IECEx, GOST, MID, OIML, u.v.m. FLOWSIC500 ist damit neben Europa auch weltweit in vielen Ländern, u.a. in der Russischen Föderation, den CIS-Staaten („Commonwealth of Independant States“) und den USA zugelassen.

 

Gerüstet für die digitale Zukunft

Im Vergleich zu konventionellen Technologien überzeugt der FLOWSIC500 Ultraschallgaszähler durch minimalen Wartungsaufwand, einfache Bedienbarkeit und seinen umfangreichen Diagnosemöglichkeiten, welche eine langzeitstabile Messung gewährleisten. Ein weiterer Erfolgsfaktor, der den wachsenden Einzug bewährter Ultraschalltechnologie in das Marktsegment der Erdgasverteilung ermöglicht, liegt vor allem in der realisierten Kostenoptimierung des FLOWSIC500 angesichts bisher auf dem Markt verfügbarer Ultraschallgaszähler begründet ohne Kompromisse bezüglich Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit in Kauf nehmen zu müssen.

 

 

 

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