Ultrasoon aftastsysteem zonder problemen

Kostenbesparing met nieuwe biogasmeters bij rioolwaterzuiveringen

Veel ondernemingen waaronder rioolwaterzuiveringen staan voor de uitdaging om een meetprincipe te vinden dat bij biogasmeting optimaal functioneert onder de zware omstandigheden en tevens een kostenbesparing oplevert. Onvoldoende rendement en onbetrouwbare meetresultaten zijn vaak aanleiding om alternatieve meetmethodes voor biogas te zoeken.

Metingen van biogas vragen om niet alledaagse instrumenten. Vocht en agressieve gassen maken dat niet elke gasmeter bruikbaar is. Bij waterschappen bijvoorbeeld wordt het geproduceerde rioolslib vergist in gistingstanks. In deze gistingtanks wordt de vorming van zwavelwaterstof (H₂S) in het biogas onderdrukt door toevoeging van ijzerchloride (FeCl₃) en het vrije water wordt door middel van dimisters afgevangen. Ondanks deze maatregelen komen er toch kleine hoeveelheden terecht in de gasstromen – productie, verbruik en spui (fakkel) – die gemeten en verwerkt worden in dag- en jaarrapportages.

Problemen met turbine meters
De metingen worden bij deze waterschappen als vanouds gedaan met turbinemeters van verschillende fabrikanten, waarbij een voorziening op de meters wordt aangebracht om ze regelmatig te kunnen smeren met dunne olie. Ondanks deze mogelijkheid geven de meters regelmatig problemen die stilstand veroorzaken of er komen tijdens de periodieke ijking afwijkingen naar voren. Meestal is de afwijking ten opzichte van het ijkcertificaat zo groot dat reparatie of vervanging noodzakelijk is. De problemen worden voornamelijk veroorzaakt door het vocht dat het gas bevat.
Beter is het om gebruik te maken van een meter zonder bewegende delen. Een voorbeeld hiervan is een gasmeter die gebaseerd is op een combinatie van het beproefde vortex meetprincipe met een ultrasoon aftastsysteem. Deze slimme mix maakt het mogelijk om zonder bewegende delen zelfs een natte, pulserende biogasstroom over een groot meetbereik betrouwbaar te registreren. Kenmerkend hierbij is de bijzonder lage drukval.

Het meetprincipe
Een herkenbare vergelijking van een vortex flowmeter is het wapperen van een vlag in de wind. De vlag wappert door de vortex werking van de luchtverplaatsing lang de vlaggenmast.
In een vortexmeter zit achter de bluff-body (noem dit maar de vlaggenmast) een sensor die de vortexen detecteert. Deze sensor kan een piezo-kristal zijn; de vortexvorming wordt met ultrasone sensoren gedetecteerd. De bluff-body is een zeer smalle ronde cilindervormige obstructie die de sterke vortexen produceert en dus de amplitudes van de ultrasone golven. Dit biedt uiteraard de beste signaalruisverhouding. Bovendien geeft dit een betere lineariteit van het instrument. Door de zeer smalle cilindrische obstructie is er nagenoeg geen drukval.
Zoals op de afbeelding in figuur 1 wordt aangegeven, is de vortexvorming, de vortex shedding, zeer reproduceerbaar en constant, mits de snelheid van het medium voldoende hoog is. Hoe hoog die snelheid moet zijn, is afhankelijk van diverse parameters.
De duurzame Racine biogas flowmeters van Intercontrol zijn meters die werken volgens het beschreven principe en die voldoen aan de gewenste eisen. Deze gasmeters kunnen zonder aanpassingen in het bestaande leidingwerk worden ingebouwd (zie figuur 2), vergen geen onderhoud en geven een nauwkeurige en betrouwbare meting. Daarnaast zijn ze vanzelfsprekend ATEX gecertificeerd en zijn de toegepaste materialen bestand tegen de chemische agressiviteit van biogas.

Voor het complete artikel klikt u hier

auteurs:
John de Vos, Intercontrol Meet- en Regeltechniek B.V. 
Ewout de Ruiter