Flowmeting van oververhitte stoom voor een absorptiekoelmachine

Een nutsbedrijf in Letland exploiteert verschillende warmtekrachtkoppelingscentrales (WKK) voor het opwekken van elektriciteit en warmte uit houtsnippers en brandbaar gas. De energieleverancier exploiteert ook verschillende ketelhuizen en is verantwoordelijk voor de service en het onderhoud van het stadsverwarmingsnetwerk. Uit kosten- en duurzaamheidsoverwegingen en om te voldoen aan de Europese emissievoorschriften, gebruikt het bedrijf de beschikbare energiebronnen zo efficiënt mogelijk. Zo gebruiken ze onder andere de restwarmte uit de WKK, om een nabijgelegen absorptiekoelmachine van energie te voorzien.

Koelmachines zijn bij voorkeur het systeem voor klimaatbeheersing, het koelen van procesvloeistoffen of het produceren van koude in industriële installaties en bedrijfsgebouwen. De leverancier exploiteert een eentraps absorptiekoelmachine, die wordt aangedreven door lagedruk-oververhitte stoom, teruggewonnen uit het WKK-proces.

De stoom dient als indirecte warmtebron, in een driefasencyclus van verdamping, absorptie en regeneratie: terwijl warmte uit een koelmiddel wordt onttrokken, verdampt een koelmiddel (water) en wordt vervolgens meegevoerd door een vloeibaar absorptiemiddel (lithiumbromide), dat zich chemisch eraan verbindt. Deze verdunde absorptiemiddel-/koelmiddeloplossing wordt naar een generator getransporteerd. In de generator verwarmt de stoom uit de WKK de verdunde oplossing, waardoor het koelmiddel verdampt. Wanneer het absorptiemiddel naar de absorber wordt teruggevoerd, ondergaat de koelmiddeldamp in een condensor een faseverandering, zodat de koelcyclus opnieuw kan beginnen.

De klant koos voor de kosteneffectieve en toch veelzijdige Vortex flowmeter, met geïntegreerde temperatuur- en energiecalculator. De OPTISWIRL 4200 Vortex flowmeter is ontworpen voor energiemetingen in stoomtoepassingen tot +240°C.

Omdat de generator van de koelmachine met oververhitte stoom werkt, werd het KROHNE-meetinstrument met een geïntegreerde druksensor uitgevoerd. Hierdoor kan het de effecten van wisselende temperatuur- en drukcondities compenseren. Met de IAPWS-database geïntegreerd in de energiecalculator, kan de Vortex flowmeter direct de bruto warmte-massaflow van oververhitte stoom weergeven. Dankzij het meetprincipe (wet van Karman ) biedt de Vortex flowmeter een brede turndown ratio, voor verschillende bedrijfsomstandigheden, met een goede nauwkeurigheid, zelfs bij lage flowsnelheden. Vortex flowmeting is driftvrij en veroorzaakt slechts een verwaarloosbaar drukverlies.

In plaats van de nettowarmte te berekenen in de controlekamer, zou het nutsbedrijf ook de temperatuursensor die geïnstalleerd is in de condensaatretourleiding rechtstreeks kunnen aansluiten op de Vortex flowmeter. Aangezien de KROHNE flowmeter ook een ingang heeft voor een externe temperatuursensor, zou het mogelijk zijn om de bruto/netto stoomwarmte in één apparaat te meten zonder een aparte flowcomputer te gebruiken.

Met in het achterhoofd de steeds strengere energiebesparingsvoorschriften en de stijgende kosten voor emissie in Europa, heeft de energieleverancier een efficiënte manier gevonden om overtollige warmte uit de WKK het hele jaar door te gebruiken voor koelingsdoeleinden. Er komen geen extra emissies vrij door de absorptiekoelmachine.

De flowmeter van KROHNE helpt de klant bij het monitoren en berekenen van het thermische energieverbruik van de koelmachine. Aan de hand van deze meetwaarden kan het bedrijf de efficiëntie van de absorptiekoeler op de lange termijn beoordelen en de energieverdeling beter plannen. In tegenstelling tot conventionele vortex flowmeters, combineert de OPTISWIRL 4200 flow-, temperatuur- en drukmetingen en flowberekeningen in één enkel apparaat. Dit kan ongeveer 45% van de installatiekosten besparen en resulteert in een betere totale nauwkeurigheid van het systeem.

De flowmeter is ontworpen voor moderne energiebeheersystemen, omdat de meter kan worden geleverd met geïntegreerde bruto- en nettowarmtemeting, voor stoom en condensaat. Of het nu gaat om koel- of warmtetoepassingen in industriële installaties of grote commerciële kantoorgebouwen: voor bedrijven die duurzaam energiebeheer willen invoeren en hun energienetwerken daarop moeten afstemmen, biedt KROHNE alle noodzakelijke en gecertificeerde procesmeetinstrumentatie, inclusief advies en projectbegeleiding.