Rauchgasdurchfluss- und Geschwindigkeitsmessung: Pitotrohre und CEMS-Durchflusssysteme
Messung von Gasgeschwindigkeit und Durchfluss in Kaminen und Kanälen: S-Pitotrohre, QAL1-zertifizierte Differenzdrucksysteme und isokinetische Sondensätze.
Warum wird der Rauchgasdurchfluss gemessen?
Geschwindigkeit und Volumenstrom des aus einem Kamin abgegebenen Gases sind grundlegende Eingangsgrößen zur Berechnung der Emissionen nach Masse. Ein Analysator liefert nur die Konzentration (mg/Nm³ oder ppm); um eine jährliche oder stündliche Emissionsfracht zu bestimmen, muss diese Konzentration mit dem Gasdurchfluss multipliziert werden. Bei der isokinetischen Staubprobenahme wird außerdem der Pumpendurchfluss nach der Gasgeschwindigkeit im Kamin eingestellt, sodass die Geschwindigkeitsmessung auch die Genauigkeit der Probenahme beeinflusst. In kontinuierlichen Emissionsmesssystemen (CEMS) ist die Durchflussmessung oft ein Standardkanal, der zusammen mit den anderen Parametern berichtet wird.
Wo wird der Durchfluss gemessen?
- Kamine und Kanäle: Durch Messung der Gasgeschwindigkeit über den Querschnitt.
- In CEMS: Als kontinuierlicher Durchflusskanal.
- Bei periodischen Emissionsmessungen: Zusammen mit der isokinetischen Probenahme.
Das Verfahren für Rauchgasdurchfluss
Der gängigste Ansatz ist das Differenzdruckverfahren. Ein Pitotrohr erfasst die Differenz zwischen dem Gesamtdruck in Strömungsrichtung und dem statischen Druck quer zur Strömung; diese Differenz wird in die Geschwindigkeit und mit dem Kanalquerschnitt in den Durchfluss umgerechnet. S-Pitotrohre werden für Kaminanwendungen bevorzugt, weil sie in staubigen, verschmutzten Rauchgasen nicht leicht verstopfen. Gastemperatur und -druck fließen ebenfalls in die Berechnung ein, daher enthalten Sondensätze in der Regel ein Thermoelement. In kontinuierlichen Systemen arbeiten Pitotsonde, Druckmessumformer und Recheneinheit zusammen; manche Systeme werden mit Zertifikaten wie QAL1 angeboten.
Rauchgas-Durchflusssystem auswählen
- Kanaldurchmesser, Temperatur und erwarteter Geschwindigkeitsbereich
- Staub- und Feuchtebeladung; Sondenwerkstoff
- Zertifizierungsanforderungen bei kontinuierlicher Überwachung
- Montagepunkt der Sonde am Kanal und ihre Position im Querschnitt
Rauchgasdurchflussmessung mit Tetra
Tetra bietet sein eigenes S-Pitotrohr-System Darcy, das QAL1-zertifizierte Durchflusssystem SKI AccuFlo sowie die isokinetische Ausrüstung Mega System S-Probe und Isocheck. Montage, Inbetriebnahme, Kalibrierung und Service erbringt das Unternehmen selbst.
Häufig gestellte Fragen
Wie wird die Rauchgasgeschwindigkeit mit einem Pitotrohr berechnet?
Die Gasgeschwindigkeit ergibt sich, indem der Pitotkoeffizient mit der Quadratwurzel aus dem zweifachen gemessenen Differenzdruck geteilt durch die Gasdichte multipliziert wird. Die Gasdichte wird aus Temperatur, Druck und Gaszusammensetzung berechnet. Der Volumenstrom ergibt sich durch Multiplikation der mittleren Geschwindigkeit mit der Kanalquerschnittsfläche.
In welcher Einheit wird der Rauchgasdurchfluss angegeben?
Die Geschwindigkeit wird in m/s gemessen, der Durchfluss bei Betriebsbedingungen in m³/h. Für die Emissionsberichterstattung wird der Durchfluss auf Normbedingungen (0 °C und 101,325 kPa), meist auf trockener Basis, umgerechnet und in Nm³/h angegeben. Für diese Korrektur müssen Gastemperatur, Druck und Feuchtegehalt bekannt sein.
Warum wird an mehr als einem Punkt des Querschnitts gemessen?
Das Geschwindigkeitsprofil in einem Kamin ist an den Wänden niedrig und in der Mitte hoch und kann durch Störungen asymmetrisch sein. Eine Messung an einem einzigen Punkt repräsentiert dieses Profil möglicherweise nicht. Bei periodischen Messungen wird der Querschnitt daher in die von der Norm festgelegten Punkte unterteilt, und die mittlere Geschwindigkeit wird aus den Messungen an diesen Punkten berechnet.
Wie wird ein kontinuierliches Durchflussmesssystem überprüft?
Ein kontinuierliches Durchflussmesssystem wird durch Vergleich mit Referenzdurchflussmessungen am selben Querschnitt kalibriert; bei Emissionsmesssystemen ist dies Teil des QAL2-Verfahrens nach EN 14181. Im Betrieb ist das Verstopfen der Pitotspitzen das häufigste Problem, daher sollten automatische Rückspülung und Nullpunktprüfungen der Druckmessumformer in den Wartungsplan aufgenommen werden.
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