Durchflussmessung von Gülle für die Produktion von Biogas

Applikations-Beschreibung | Energieerzeugung

  • Regelung der Substratbeschickung für eine maximale Biogasausbeute
  • Kostengünstiges magnetisch-induktives Durchflussmessgerät zur Dosierung von flüssiger Gülle in einen Fermenter
  • Standard-Instrumentierung für ein anspruchsvolles, nährstoffreiches Medium mit wechselnder Zusammensetzung

Hintergrund

Ein Betreiber von Fermentern (Faulbehältern) in Litauen erzeugt Biogas zur Kraft-Wärme-Kopplung, mit der Option einer weiteren Aufbereitung zu Biomethan. Das Unternehmen verwendet hauptsächlich Gülle von angrenzenden landwirtschaftlichen Betrieben als Substrat.

Konkrete Messaufgabe

Der dichte, viskose Güllebrei wird vor Ort gesammelt, mit Wasser vermischt und in die Fermenter gepumpt. Um die Biogasausbeute zu maximieren, ist es entscheidend, die Durchflussmenge der flüssigen Gülle vor dem Eintritt in die Fermenter zu messen. Für eine zuverlässige Überwachung der Güllezufuhr war der Betreiber daher auf der Suche nach robusten und zuverlässigen Durchflussmessgeräten.

Sowohl aus Leistungs- als auch aus Kostengründen sind magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte (MID) in der Regel die bevorzugte Messtechnik zur Erfassung von flüssigen Biogassubstraten. Der Feststoffanteil des organischen Materials für die anaerobe Vergärung kann je nach Herkunft stark schwanken. Im Medium enthaltene Feststoffe können erhebliche Elektrodenstörungen verursachen und die Elektrodenbeschichtung sowie den Messrohreinsatz beschädigen, was wiederum die Performance eines MID erheblich beeinträchtigen kann.

Für die Beschickung der Biogas-Fermenter kamen daher nur speziell konstruierte Durchflussmesser in Frage, die wiederholbare und langzeitstabile Messungen gewährleisten. Der Anlagenbetreiber verlangte eine Durchflussinstrumentierung, die in der Messung von flüssiger Gülle nachweislich praxiserprobt und in der Lage ist, stabile Messwerte zu liefern – unabhängig von wechselnden Medieneigenschaften des eingesetzten Substrats.

Realisierung der Messung

Der Biogasproduzent entschied sich für das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät OPTIFLUX 1100, um die Güllezufuhr in mehreren Anlagen zu messen. Das KROHNE MID hat sich bereits in zahlreichen Anwendungen mit flüssiger Gülle bewährt – sowohl auf Gülleausbringern als auch in Biogasanlagen.

Der kostengünstige Durchflussmesser verfügt über die robuste Konstruktion, die die Substratmessung in der Biogasproduktion verlangt. Die Bauform ohne Einschnürungen verhindert starke Verstopfungen des Messrohrs. Aufgrund der Güllequalität und des eher moderaten Rauschverhaltens durch die Feststoffe im Medium wurden die MIDs mit Standard-Hastelloy®-Elektroden und einem PFA-Liner geliefert.

Die OPTIFLUX 1100 Durchflussmesser verfügen über ein flanschloses „Sandwich“-Design, das eine vereinfachte Installation zwischen vorhandenen Rohrleitungsflanschen ermöglicht. Sie wurden mit einem wandmontierten Messumformer geliefert, sodass der Betreiber alle Messwerte direkt vor Ort ablesen kann – selbst dann, wenn die Durchflussmesser an schwer zugänglichen Stellen wie Schächten installiert sind. Die Geräte erfüllen die Genauigkeitsanforderungen des Kunden vollständig und bieten eine Vielzahl an Diagnosedaten und Zusatzinformationen, z.B. über das Gesamtvolumen, die Elektrodenverschmutzung und die Leitfähigkeit der Gülle.

Nutzenbetrachtung

Der Kunde profitiert von einem kostengünstigen Durchflussmessgerät, das die Anforderungen der Güllebeschickung erfüllt. Der OPTIFLUX 1100 gewährleistet eine langzeitstabile Durchflussmessung und ermöglicht es dem Betreiber, exakt die benötigte Menge Gülle in den Fermenter einzubringen, um optimale Fermentationsbedingungen aufrechtzuerhalten und die Biogasausbeute zu maximieren. Die robuste Bauweise des OPTIFLUX 1100 ist ein großer Vorteil in der anspruchsvollen Umgebung von Biogasanlagen. Die magnetisch-induktiven Durchflussmesser von KROHNE verwenden hermetisch dichte Gehäuse, die die langfristige Integrität der Messgeräte sicherstellen – im Gegensatz zu geteilten Aluminiumgehäusen, die anfällig sind für Feuchtigkeitseintritt und Korrosion und damit Ausfälle verursachen können.

Die Durchflussmessung von Gülle stellt immer auch einen erheblichen Kostenfaktor dar. Das Medium selbst ist aufgrund seiner wechselnden Eigenschaften besonders anspruchsvoll. Auf der Grundlage seines umfangreichen Portfolios an Durchflussmessgeräten und der langjährigen Erfahrung in Landwirtschaft und Biogasindustrie konnte KROHNE das am besten geeignete Messgerät empfehlen und damit eine Lösung liefern, die Preis und Leistung für die stark kostenbewusste Biogasbranche optimal ausbalanciert.

KROHNE kann für jedes Biogassubstrat die am besten geeignete und wirtschaftlichste Messtechnik bereitstellen. Bei komplexeren Substraten oder Gülleanwendungen mit deutlich höherem Rauschverhalten, Abrasion oder Signalstörungen können Kunden bei KROHNE aus einer maßgeschneiderten Palette von MID mit rauscharmen Elektroden und verschleißfesten Auskleidungsmaterialien wählen. Diese Möglichkeiten erstrecken sich auch auf den Messumformer, der je nach Bedarf in verschiedenen Ausführungen erhältlich ist – einschließlich High-End-Elektronik für maximale Genauigkeit, erweiterte Diagnostikfunktionen und Signalverarbeitung mit optimierter Rauschfilterung.

Verwendete Produkte

Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät für allgemeine Anwendungen mit leitfähigen Flüssigkeiten

  • Kostengünstige Durchflussmessung von Flüssigkeiten (≥5 μS/cm) mit Feststoffanteil (≤10%)
  • -25…+120°C
  • Sandwich-Ausführung: DN10…150 / ⅜…6", max. PN40 / ASME Cl 300
  • 4…20 mA, Puls, Frequenz, Status, HART®