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9 de octubre 2023

Control de la demanda de agua potable y generación de energía con la instalación del medidor de flujo ultrasónico KATflow 150 de Katronic

Verificación del volumen de agua a través de la comparación de lecturas analógicas y digitales


El Fernwasser Elbaue-Ostharz (FEO) es una red de agua a larga distancia de 800 kilómetros de longitud que cubre varias regiones de Alemania. La red está compuesta por grandes tuberías de hasta DN 1200 que transportan alrededor de 220 millones de litros de agua potable a la región central de Alemania todos los días. Una de las tres instalaciones de agua de la red, Wienrode, está conectada a la presa de Rappbode del Talsperrenbetrieb Sachsen-Anhalt AöR. Una vez que el agua cruda transportada ha sido tratada, proporciona aproximadamente el 40% de la demanda de agua potable de la región de Sajonia-Anhalt.

Parte de la infraestructura de la planta de agua de Wienrode, operada por FEO, es un sistema de derivación que conecta dos tuberías de suministro individuales de 800 mm a la planta de agua. Se instalaron dos medidores de flujo ultrasónicos de abrazadera KATflow 150 de Katronic en estas tuberías de derivación y se utilizan para controlar el flujo en estos puntos críticos.

Al usar tecnología de medición ultrasónica, es esencial asegurarse de que haya distancias suficientes de entrada y salida para garantizar un perfil de flujo axialmente simétrico. Antes de decidirse por una unidad estacionaria de Katronic, FEO realizó tres pruebas con picos de procesos mínimos y máximos en diferentes puntos para encontrar la posición óptima para la medición. El factor decisivo en la compra de los dos medidores de flujo de dos canales fue el éxito de las pruebas anteriores y la perspectiva asociada de poder medir de manera confiable grandes volúmenes de agua en un entorno turbulento con el KATflow 150.

El factor impulsor de la medición proviene de la necesidad de la planta de agua de la presa de suministrar agua potable a la región. Esta tubería opera las 24 horas del día con una capacidad típica de aproximadamente 6000 m³/h. En el sistema de derivación, el agua se divide por igual entre las dos tuberías y se utiliza cuando la turbina falla o no puede garantizar el flujo requerido por la planta de agua.

Ambos KATflow 150 son instrumentos de medición de doble canal con una salida de proceso analógica de 4 ... 20 mA y una interfaz Profibus PA. El sistema de control del cliente recibe cuatro valores medidos simultáneamente y se utilizan para el control de calidad. Un factor crítico en la instalación es lograr una redundancia de los canales de medición de flujo. Si falla un sensor o la entrada de señal, el medidor de flujo detecta esto y cambia a la señal que todavía está disponible. Si la señal de salida actual cae a 0 mA, el controlador lógico programable (PLC) cambia a un valor sustituto y desactiva el control.

Aunque la ubicación donde se instalan los medidores KATflow no es ideal debido a la presencia e influencia de dos válvulas de pistón anular, ambos dispositivos han demostrado ser capaces de enfrentar el desafío de esta aplicación. Los flujos son turbulentos y axialmente simétricos en ambos puntos de medición y la medición no se ve ayudada por la proximidad de las válvulas de control. El PLC se utiliza para limitar el flujo a través de la planta variando el grado de apertura de las válvulas, con los medidores de flujo proporcionando los datos necesarios para permitir esta función de control remoto. Los datos recolectados de la planta indican que hasta ahora los medidores de flujo de Katronic están operando con una precisión estimada del 98% a pesar de las condiciones de medición extremadamente difíciles.