Vortex oder Wirkdruckmessung bei Dampf: Welches Messprinzip passt besser?

→ Produktgruppe: Coriolis und Vortex Durchflussmesser

 

Für die Messung von Dampfdurchfluss stehen in Industrieanlagen mehrere bewährte Messprinzipien zur Verfügung. Besonders häufig werden Vortex-Durchflussmesser und Wirkdruckmessungen mit Blende, Düse, Venturi oder Staurohr eingesetzt. Beide Verfahren eignen sich grundsätzlich für Sattdampf und überhitzten Dampf, unterscheiden sich jedoch deutlich bei Messbereich, Druckverlust, Installationsaufwand und Wartung.

Ein Vortex-Durchflussmesser bildet meist eine kompakte Messstelle, bei der Durchfluss, Temperatur und je nach Ausführung auch Druck in einem Gerät erfasst werden. Eine Wirkdruckmessung besteht dagegen aus mehreren Komponenten: dem primären Wirkdruckgeber, den Druckentnahmen, den Wirkdruckleitungen, einem Ventilblock, dem Differenzdrucktransmitter und gegebenenfalls einem separaten Durchflussrechner.

Welches Prinzip wirtschaftlicher und technisch geeigneter ist, hängt daher nicht nur von der gewünschten Genauigkeit ab. Entscheidend sind auch der minimale und maximale Dampfdurchfluss, die Rohrleitungsnennweite, der verfügbare Einbauraum, der zulässige Druckverlust und die Frage, ob bereits eine Wirkdruckmessstrecke vorhanden ist.

Inhaltsverzeichnis

• Wie unterscheiden sich die Messprinzipien?
• Wie funktioniert die Vortex-Durchflussmessung?
• Wie funktioniert die Wirkdruckmessung?
• Vortex und Wirkdruck im direkten Vergleich
• Welches Prinzip verursacht mehr Druckverlust?
• Messbereich und Verhalten bei Teillast
• Druck- und Temperaturkompensation bei Dampf
• Einlaufstrecken und Installation
• Was ist bei Nassdampf zu beachten?
• Kosten, Wartung und Retrofit
• Praxisbeispiel einer Dampfmessung
• Wann passt welches Messprinzip?
• Welche Messgeräte / Produkte eignen sich?
• Fazit
• Häufige Fragen

Wie unterscheiden sich die Messprinzipien?

Bei der Vortex-Messung wird direkt im Rohr ein regelmäßiges Wirbelmuster erzeugt. Die Frequenz dieser Wirbel steht innerhalb des zulässigen Messbereichs in einem festen Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit. Daraus bestimmt der Messumformer den Volumendurchfluss und berechnet mithilfe der Dampfdichte den Massedurchfluss.

Die Wirkdruckmessung erzeugt dagegen an einer definierten Verengung oder einem Staukörper einen Druckunterschied. Der Differenzdrucktransmitter misst die Differenz zwischen Hochdruck- und Niederdruckseite. Der Durchfluss wird anschließend aus dem Differenzdruck und den Stoffdaten des Dampfs berechnet.

Ein wesentlicher Unterschied liegt im Aufbau der Messstelle. Beim Vortex-Prinzip befinden sich Messkörper, Sensorik und Messumformer unmittelbar am Durchflussmesser. Bei der Wirkdruckmessung sind Primärelement und Differenzdrucktransmitter funktional voneinander getrennt. Dadurch lässt sich das System flexibler konfigurieren, es entstehen jedoch zusätzliche Fehler- und Wartungsquellen.

Wie funktioniert die Vortex-Durchflussmessung?

Im Messrohr eines Vortex-Durchflussmessers befindet sich ein feststehender Staukörper. Hinter diesem Körper lösen sich abwechselnd Wirbel von beiden Seiten ab. Dieses als Kármánsche Wirbelstraße bezeichnete Strömungsbild erzeugt periodische Druckschwankungen, die von einem Sensor erfasst werden.

Die Wirbelfrequenz ist proportional zur mittleren Strömungsgeschwindigkeit. Über die bekannte Geometrie des Messrohres berechnet das Gerät daraus den Betriebsvolumenstrom. Für die Ausgabe als Kilogramm pro Stunde oder Tonnen pro Stunde muss zusätzlich die aktuelle Dampfdichte berücksichtigt werden.

Vortex-Messgeräte besitzen keine beweglichen Teile. Dadurch ist der mechanische Verschleiß gering. Gleichzeitig benötigt das Messprinzip eine ausreichend hohe Strömungsgeschwindigkeit und eine stabile Wirbelbildung. Bei sehr geringem Durchfluss wird das Messsignal schwach und kann nicht mehr zuverlässig von Vibrationen oder anderen Störungen unterschieden werden.

Die Auswahl eines Vortex-Geräts sollte deshalb nicht allein nach der Nennweite der vorhandenen Rohrleitung erfolgen. Entscheidend sind der minimale, normale und maximale Massedurchfluss. Bei einer überdimensionierten Rohrleitung kann ein kleinerer Messquerschnitt notwendig sein, damit auch bei Teillast eine ausreichend hohe Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird.

Wie funktioniert die Wirkdruckmessung?

Bei der Wirkdruckmessung wird durch ein Primärelement eine definierte Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit erzeugt. Typische Primärelemente sind:

• Messblenden
• Durchflussdüsen
• Venturirohre
• Einzel- oder Mehrloch-Staurohre

Durch die Querschnittsverengung steigt die Strömungsgeschwindigkeit, während der statische Druck sinkt. Der daraus entstehende Differenzdruck wird über zwei Druckentnahmen und Wirkdruckleitungen an einen Differenzdrucktransmitter übertragen.

Vereinfacht gilt für den Zusammenhang:

Durchfluss ∝ √(Differenzdruck / Dichte)

Der Durchfluss steigt somit nicht linear mit dem Differenzdruck. Verdoppelt sich der Durchfluss, steigt der Differenzdruck ungefähr auf das Vierfache. Diese quadratische Abhängigkeit ist vor allem bei kleinen Durchflüssen wichtig, weil der gemessene Differenzdruck dort sehr schnell abnimmt.

Die Genauigkeit einer Wirkdruckmessung hängt nicht nur vom Differenzdrucktransmitter ab. Ebenso wichtig sind die Berechnung und Fertigung des Primärelements, der Rohrinnendurchmesser, die Kantenqualität einer Blende, die Lage der Druckentnahmen, die Wirkdruckleitungen und die korrekte Dichtekompensation.

Vortex und Wirkdruck im direkten Vergleich

Kriterium	Vortex-Durchflussmessung	Wirkdruckmessung
Aufbau der Messstelle	Kompaktes Durchflussmessgerät, teilweise mit integrierter Druck- und Temperaturmessung	Primärelement, Druckentnahmen, Wirkdruckleitungen, Ventilblock und Differenzdrucktransmitter
Geeignete Medien	Dampf, Gase und viele Flüssigkeiten	Dampf, Gase und Flüssigkeiten, abhängig vom Primärelement
Druckverlust	Vorhanden, meist geringer als bei einer klassischen Messblende	Stark vom Primärelement abhängig; bei Messblenden vergleichsweise hoch
Teillastverhalten	Guter Messbereich bei passender Dimensionierung, aber definierter Mindestdurchfluss erforderlich	Differenzdruck fällt bei kleinem Durchfluss quadratisch ab
Wartungsaufwand	Keine Wirkdruckleitungen und keine beweglichen Teile	Kontrolle von Druckentnahmen, Leitungen, Kondensatgefäßen und Ventilblock erforderlich
Große Rohrnennweiten	Technisch möglich, Gerätekosten steigen jedoch mit Nennweite und Druckstufe	Häufig wirtschaftlich, besonders mit Blende oder mittelwertbildendem Staurohr
Retrofit	Rohrleitung muss für das vollständige Messgerät geöffnet und angepasst werden	Vorhandene Primärelemente und Druckentnahmen können häufig weiterverwendet werden
Dichtekompensation	Je nach Ausführung im Gerät integriert	Zusätzliche Druck- und Temperaturmessung oder externer Durchflussrechner erforderlich

Welches Prinzip verursacht mehr Druckverlust?

Jedes Einbauteil, das die Strömung beeinflusst, verursacht einen bleibenden Druckverlust. Bei einem Vortex-Durchflussmesser entsteht dieser hauptsächlich durch den Staukörper und die Geometrie des Messrohres. Der Druckverlust ist bei korrekter Auslegung häufig geringer als bei einer klassischen Messblende.

Bei der Wirkdruckmessung lässt sich keine allgemeingültige Aussage treffen, weil sich die Primärelemente deutlich unterscheiden. Eine Messblende erzeugt einen relativ hohen bleibenden Druckverlust. Eine Düse oder ein Venturirohr gewinnt einen größeren Teil des statischen Drucks zurück. Mittelwertbildende Staurohre können ebenfalls mit einem vergleichsweise kleinen Druckverlust arbeiten.

Der Druckverlust ist bei Dampf nicht nur ein technisches, sondern auch ein wirtschaftliches Kriterium. Ein unnötig hoher Druckabfall muss durch den Dampferzeuger ausgeglichen werden und kann die nutzbare Druckreserve am Verbraucher reduzieren. Bei dauerhaft hohen Dampfmengen können die laufenden Energiekosten deshalb wichtiger sein als der ursprüngliche Kaufpreis der Messstelle.

Messbereich und Verhalten bei Teillast

Bei stark schwankendem Dampfverbrauch besitzt eine korrekt dimensionierte Vortex-Messung häufig Vorteile. Voraussetzung ist, dass auch beim kleinsten Betriebsdurchfluss noch die erforderliche Mindestströmung erreicht wird. Wird das Gerät zu groß gewählt, kann es bei Teillast auf null fallen oder instabile Werte anzeigen.

Bei einer Wirkdruckmessung entsteht die Einschränkung durch den quadratischen Zusammenhang zwischen Durchfluss und Differenzdruck. Sinkt der Durchfluss auf 10 Prozent des Auslegungswerts, beträgt der Differenzdruck nur noch ungefähr 1 Prozent des maximalen Differenzdrucks. Kleine Nullpunktverschiebungen, ungleiche Flüssigkeitssäulen oder Temperatureinflüsse wirken sich in diesem Bereich besonders stark aus.

Ein moderner Differenzdrucktransmitter kann sehr kleine Druckdifferenzen erfassen und große Turndown-Verhältnisse bereitstellen. Dadurch verschwindet die physikalische Einschränkung der gesamten Messstelle jedoch nicht. Das Primärelement, die Rohrleitungsdaten und die Unsicherheit der Druckübertragung bleiben Teil der Messkette.

Druck- und Temperaturkompensation bei Dampf

Der unmittelbar gemessene Volumendurchfluss reicht für eine aussagekräftige Dampfverbrauchsmessung meist nicht aus. Die Dichte von Dampf verändert sich deutlich mit Druck und Temperatur. Für Abrechnung, Energieüberwachung oder Anlagenbilanzierung wird daher üblicherweise der Massedurchfluss in Kilogramm oder Tonnen pro Stunde benötigt.

Bei Sattdampf besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Druck und Sättigungstemperatur. Wenn tatsächlich trockener Sattdampf vorliegt, kann die Dichte deshalb grundsätzlich aus einer dieser Zustandsgrößen berechnet werden. Eine integrierte Temperaturkompensation kann für eine solche Anwendung ausreichen.

Bei überhitztem Dampf müssen Druck und Temperatur berücksichtigt werden. Andernfalls wird mit einer falschen Dichte gerechnet. Dies gilt sowohl für Vortex- als auch für Wirkdruckmessungen.

Eine Vortex-Messstelle mit integrierter Druck- und Temperaturkompensation reduziert die Anzahl der Einzelgeräte und der zugehörigen Messfehler. Bei einer klassischen Wirkdruckmessung werden Differenzdruck, statischer Druck und Temperatur häufig separat erfasst und in einem Durchflussrechner oder Prozessleitsystem zusammengeführt.

Soll nicht nur der Massedurchfluss, sondern auch die Wärmeleistung bestimmt werden, muss zusätzlich die spezifische Enthalpie des Dampfs berücksichtigt werden. Für eine Nettowärmeberechnung können außerdem Temperatur und Energieinhalt des zurückgeführten Kondensats relevant sein.

Einlaufstrecken und Installation

Beide Messprinzipien benötigen ein möglichst stabiles und bekanntes Strömungsprofil. Bögen, Regelventile, Reduzierungen, Erweiterungen und teilweise geöffnete Absperrarmaturen können Drall oder asymmetrische Geschwindigkeitsprofile erzeugen.

Für den SITRANS FX300 werden unter üblichen Bedingungen mindestens 20 × DN als Einlaufstrecke und 5 × DN als Auslaufstrecke angegeben. Nach mehreren Bögen, Regelventilen oder starken Querschnittsänderungen können längere Strecken oder zusätzliche Maßnahmen erforderlich sein.

Auch eine Wirkdruckmessung benötigt definierte Ein- und Auslaufstrecken. Die erforderlichen Längen hängen unter anderem von der Art des Primärelements, dem Durchmesserverhältnis, der vorgeschalteten Rohrleitungsgeometrie und dem verwendeten Regelwerk ab. Bei einer normgerechten Messblende müssen außerdem der tatsächliche Rohrinnendurchmesser und die Geometrie der Blende bekannt sein.

Bei der Dampfmessung kommt die korrekte Druckübertragung hinzu. Auf beiden Seiten des Differenzdrucktransmitters müssen vergleichbare Kondensatsäulen entstehen. Unterschiede in Füllhöhe oder Temperatur erzeugen einen zusätzlichen hydrostatischen Differenzdruck und damit einen Messfehler. Druckentnahmen, Kondensatgefäße und Wirkdruckleitungen müssen deshalb symmetrisch ausgeführt und fachgerecht in Betrieb genommen werden.

Was ist bei Nassdampf zu beachten?

Nassdampf besteht aus einer Mischung aus Dampf und Flüssigkeitströpfchen. Dadurch stimmen die tatsächliche Dichte und der Energieinhalt nicht mehr mit den Werten für trockenen Sattdampf überein. Eine normale Druck- oder Temperaturkompensation erkennt den Dampfgehalt nicht automatisch.

Bei einer Vortex-Messung können Flüssigkeitströpfchen und wechselnde Dampfqualität die Wirbelbildung und das Sensorsignal beeinflussen. Kondensatschläge und hohe Flüssigkeitsanteile können außerdem mechanische Belastungen verursachen.

Bei einer Wirkdruckmessung führt die Zweiphasenströmung ebenfalls zu zusätzlichen Unsicherheiten. Gleichzeitig können sich die Verhältnisse in den Wirkdruckleitungen verändern. Eine Messblende macht aus Nassdampf daher nicht automatisch eine zuverlässiger messbare Strömung.

Bei relevantem Kondensatanfall sollten zunächst Dampfabscheider, Entwässerung, Rohrleitungsgefälle und Betriebszustand geprüft werden. Für belastbare Energie- oder Abrechnungsmessungen muss die Dampfqualität in der Auslegung berücksichtigt werden.

Kosten, Wartung und Retrofit

Bei einer neuen Messstelle ist ein Vortex-Durchflussmesser häufig die kompaktere Lösung. Der Installationsaufwand beschränkt sich im Wesentlichen auf den Einbau des Messgeräts, den elektrischen Anschluss und gegebenenfalls externe Temperaturanschlüsse. Separate Wirkdruckleitungen und Kondensatgefäße entfallen.

Eine Wirkdruckmessstelle kann zunächst günstiger erscheinen, insbesondere wenn eine einfache Messblende eingesetzt wird. Für einen realistischen Kostenvergleich müssen jedoch auch Druckentnahmen, Ventilblock, Rohrleitungen, Kondensatgefäße, Differenzdrucktransmitter, Montage und Durchflussberechnung berücksichtigt werden.

Bei sehr großen Rohrleitungen oder hohen Druckstufen kann die Wirkdruckmessung wirtschaftliche Vorteile bieten. Ein vollständiges Inline-Vortexgerät wird mit zunehmender Nennweite und Druckklasse größer und teurer, während eine Blende oder ein Staurohr vergleichsweise einfach in eine vorhandene Leitung integriert werden kann.

Beim Retrofit entscheidet der vorhandene Anlagenaufbau. Ist bereits eine berechnete Messblende mit funktionierenden Druckentnahmen vorhanden, kann der Austausch eines älteren Differenzdrucktransmitters eine wirtschaftliche Modernisierung sein. Sind dagegen Wirkdruckleitungen korrodiert, verstopft oder nicht mehr dokumentiert, kann der Umbau auf ein kompaktes Vortexgerät langfristig sinnvoller sein.

Auch der Wartungsaufwand unterscheidet sich. Ein Vortex-Gerät besitzt keine beweglichen Teile und keine externen Wirkdruckleitungen. Bei einer Wirkdruckmessung müssen Druckentnahmen, Kondensatgefäße, Absperrungen, Ausgleichsventile und Leitungen regelmäßig kontrolliert werden. Bei einer Messblende kann zusätzlich die scharfe Einlaufkante durch Erosion, Korrosion oder Ablagerungen verändert werden.

Praxisbeispiel: Messung einer stark schwankenden Dampfversorgung

Eine Produktionsanlage wird mit Sattdampf versorgt. Der maximale Massedurchfluss beträgt 10 t/h. Während des normalen Betriebs werden 5 t/h benötigt, in Nebenzeiten sinkt der Verbrauch auf 2,5 t/h. Für eine Wirkdruckmessung wird beim maximalen Durchfluss ein Differenzdruck von 250 mbar ausgelegt.

Aufgrund des quadratischen Zusammenhangs ergeben sich folgende Differenzdrücke:

• Bei 10 t/h beziehungsweise 100 Prozent Durchfluss: 250 mbar
• Bei 5 t/h beziehungsweise 50 Prozent Durchfluss: 62,5 mbar
• Bei 2,5 t/h beziehungsweise 25 Prozent Durchfluss: 15,625 mbar

Obwohl noch 25 Prozent des maximalen Dampfdurchflusses vorhanden sind, beträgt der Differenzdruck nur 6,25 Prozent des Messbereichsendwerts. Wird der Differenzdruck linear als 4–20-mA-Signal ausgegeben, entspricht dies lediglich:

4 mA + 6,25 % × 16 mA = 5,0 mA

Erst nach der Wurzelziehung entspricht der Durchfluss von 25 Prozent einem Ausgangssignal von:

4 mA + 25 % × 16 mA = 8,0 mA

Bei der Inbetriebnahme muss daher eindeutig festgelegt sein, ob der Differenzdrucktransmitter ein lineares Differenzdrucksignal oder bereits ein wurzelgezogenes Durchflusssignal ausgibt. Eine doppelte Wurzelziehung im Transmitter und in der SPS würde zu erheblich falschen Messwerten führen.

Mit einem Druck UPS4E Stromschleifen-Kalibrator lassen sich das 4–20-mA-Signal, die Schleifenversorgung und die Skalierung des SPS-Eingangs prüfen. Die hydraulische beziehungsweise pneumatische Prüfung des Differenzdrucktransmitters und die Kontrolle des Primärelements bleiben davon getrennte Arbeitsschritte.

Für die beschriebene Anlage kann ein passend dimensioniertes Vortex-Gerät Vorteile bieten, wenn die Messung auch bei 2,5 t/h noch sicher oberhalb des Mindestdurchflusses arbeitet. Ist bereits eine dokumentierte und funktionierende Messblende vorhanden, kann dagegen ein moderner Differenzdrucktransmitter mit korrekter Wurzelziehung und Dichtekompensation die wirtschaftlichere Lösung sein.

Wann passt welches Messprinzip?

Eine Vortex-Messung passt häufig besser, wenn:

• eine neue, kompakte Dampfmessstelle aufgebaut wird,
• der Druckverlust begrenzt werden soll,
• der Dampfdurchfluss stark schwankt,
• Massedurchfluss oder Energie direkt ausgegeben werden sollen,
• Wirkdruckleitungen und Kondensatgefäße vermieden werden sollen,
• ausreichende Einlaufstrecken und Mindestströmung vorhanden sind.

Eine Wirkdruckmessung passt häufig besser, wenn:

• bereits ein Primärelement und geeignete Druckentnahmen vorhanden sind,
• sehr große Rohrnennweiten oder hohe Druckstufen vorliegen,
• ein bestimmtes genormtes Primärelement vorgeschrieben ist,
• der Messbereich relativ konstant ist,
• der Differenzdrucktransmitter im laufenden Anlagenbetrieb gut zugänglich bleiben soll,
• das Primärelement an besondere Prozessbedingungen angepasst werden muss.

Die Auswahl sollte immer anhand der konkreten Betriebsdaten erfolgen. Eine pauschale Entscheidung allein nach Rohrnennweite oder maximalem Durchfluss führt häufig zu einem zu großen Messgerät und damit zu Problemen bei Teillast.

Welche Messgeräte / Produkte eignen sich?

SITRANS FX300 Vortex-Durchflussmessgerät

Der SITRANS FX300 eignet sich für die Durchflussmessung von Sattdampf, überhitztem Dampf, Gasen und Flüssigkeiten. Das Gerät ist in verschiedenen Bauformen erhältlich und kann je nach Ausführung Temperatur beziehungsweise Druck und Temperatur zur Dichtekompensation erfassen.

Für Sattdampfanwendungen kann die integrierte Temperaturkompensation genutzt werden. Bei Heißdampf ist eine Ausführung mit Druck- und Temperaturkompensation erforderlich. Das Gerät kann Masse, Normvolumen und Energie berechnen und über 4–20 mA beziehungsweise HART in die Prozesssteuerung eingebunden werden.

WIKA DPT-20 Differenzdrucktransmitter

Der WIKA DPT-20 ist für Differenzdruck- und Durchflussmessungen in Verbindung mit einem geeigneten Wirkdruckgeber ausgelegt. Frei skalierbare Messbereiche und verschiedene Ausgangssignale ermöglichen die Anpassung an bestehende Messstellen.

Für eine vollständige Dampfdurchflussmessung müssen Primärelement, maximaler Differenzdruck, statischer Leitungsdruck, Ventilblock, Wirkdruckleitungen und Dichtekompensation gemeinsam ausgelegt werden. Die Eignung des Transmitters allein sagt noch nichts über die Genauigkeit der gesamten Durchflussmessstelle aus.

Druck UPS4E Stromschleifen-Kalibrator

Der Druck UPS4E eignet sich zur Prüfung der elektrischen Signalübertragung. Damit lassen sich 4–20-mA-Ausgänge messen, Eingangssignale für SPS oder Leitsystem simulieren sowie Skalierung und Schleifenversorgung kontrollieren. Die Prüfung des elektrischen Signals ersetzt jedoch nicht die strömungstechnische Kontrolle oder Druckkalibrierung der Messstelle.

Fazit: Vortex für kompakte Messstellen, Wirkdruck für flexible und bestehende Systeme

Für neue Dampfmessstellen mit wechselnden Lastzuständen, begrenztem Wartungsaufwand und direkter Masse- oder Energieberechnung ist ein Vortex-Durchflussmesser häufig die praktischere Lösung. Die Messstelle ist kompakt, benötigt keine externen Wirkdruckleitungen und verursacht üblicherweise weniger Druckverlust als eine klassische Messblende.

Die Wirkdruckmessung bleibt besonders bei großen Rohrleitungen, hohen Druckstufen, genormten Messstrecken und vorhandenen Primärelementen attraktiv. Sie ist flexibel und seit Jahrzehnten etabliert, erfordert jedoch eine sorgfältige Auslegung der gesamten Messkette.

Entscheidend sind der tatsächliche minimale und maximale Dampfdurchfluss, der Dampfzustand, die Rohrleitungsgeometrie und der zulässige Druckverlust. Eine korrekt dimensionierte Messstelle ist wichtiger als die grundsätzliche Wahl zwischen Vortex und Differenzdruck.

Häufige Fragen zu Vortex- und Wirkdruckmessungen bei Dampf

Misst ein Vortex-Durchflussmesser den Massedurchfluss direkt?

Das Vortex-Messprinzip erfasst zunächst die Strömungsgeschwindigkeit beziehungsweise den Betriebsvolumenstrom. Der Massedurchfluss wird mithilfe der aktuellen Dampfdichte berechnet. Dafür müssen Druck und Temperatur beziehungsweise der Sattdampfzustand korrekt berücksichtigt werden.

Reicht ein Differenzdrucktransmitter allein zur Dampfdurchflussmessung aus?

Nein. Zusätzlich werden ein berechnetes Primärelement, Druckentnahmen, Wirkdruckleitungen, ein Ventilblock und eine Durchflussberechnung benötigt. Für Massedurchfluss oder Energie müssen außerdem die Stoffdaten des Dampfs berücksichtigt werden.

Hat ein Vortex-Durchflussmesser keinen Druckverlust?

Auch ein Vortex-Gerät verursacht durch seinen Staukörper einen bleibenden Druckverlust. Dieser ist jedoch häufig geringer als bei einer klassischen Messblende. Der konkrete Wert hängt von Nennweite, Bauform, Durchfluss und Betriebsdichte ab.

Welches Messprinzip eignet sich besser für kleine Dampfdurchflüsse?

Das hängt von der Dimensionierung ab. Ein Vortex-Gerät benötigt eine Mindestströmung für eine stabile Wirbelbildung. Bei der Wirkdruckmessung nimmt der Differenzdruck bei sinkendem Durchfluss quadratisch ab. Beide Systeme müssen deshalb anhand des tatsächlichen Mindestdurchflusses ausgelegt werden.

Genügt bei Sattdampf eine Temperaturmessung zur Kompensation?

Bei trockenem Sattdampf besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Druck und Temperatur. Die Dichte kann daher grundsätzlich aus einer dieser Größen bestimmt werden. Bei überhitztem Dampf müssen dagegen Druck und Temperatur berücksichtigt werden.

Welches Messprinzip ist für Nassdampf besser geeignet?

Keines der beiden Prinzipien kompensiert den Dampfgehalt automatisch. Flüssigkeitströpfchen können sowohl die Vortex-Messung als auch die Wirkdruckmessung beeinflussen. Bei relevantem Nassdampf müssen Dampfqualität, Entwässerung und gegebenenfalls eine vorgeschaltete Abscheidung berücksichtigt werden.

Kann eine vorhandene Messblende weiterverwendet werden?

Das ist möglich, wenn Geometrie, Werkstoff, Druckentnahmen und Rohrleitungsdaten bekannt und in einwandfreiem Zustand sind. Verschleiß, Ablagerungen oder eine beschädigte Einlaufkante verändern den Durchflusskoeffizienten und können eine neue Berechnung oder den Austausch erforderlich machen.

Welche Angaben sind für die Auslegung erforderlich?

Benötigt werden mindestens Medium und Dampfzustand, minimaler, normaler und maximaler Massedurchfluss, Betriebsdruck, Betriebstemperatur, Rohrnennweite, Rohrinnendurchmesser beziehungsweise Wandstärke, Werkstoff, Druckstufe, vorhandene Ein- und Auslaufstrecken, zulässiger Druckverlust, gewünschte Genauigkeit, Ausgangssignal und gegebenenfalls Anforderungen an Ex-Schutz oder funktionale Sicherheit.