Gaszähler

Zwei Gründe machen es im industriellen und ökonomischen Umfeld erforderlich Gasmengen zu messen. Zum einen natürlich, wenn das Gas seinen Besitzer wechselt, d.h. bei der Gasabrechnung. Zum anderen, wenn in industriellen Prozessen die Erzeugung oder der Verbrauch von Gasen bestimmt werden muss, um die Prozesse beurteilen zu können, zu steuern und zu optimieren.

Alle Gase sind in hohem Maße kompressibel, d. h. bei zunehmendem Druck nimmt das Volumen ab und sie dehnen sich mit zunehmender Temperatur stark aus. Die Angabe (oder auch die Messung) eines Gasvolumens ist deshalb nur dann aussagekräftig, wenn gleichzeitig der zugehörige Druck und die Temperatur angegeben werden.

Um Gasmengen vergleichen zu können, beziehen sich die Anwender auf Gas unter den national vereinbarten Normbedingungen, in Deutschland z.B. bei p= 1.013,25 mbar und T= 0°C. Dieses Normvolumen kann jedoch in der Praxis nicht direkt gemessen werden; das Gasvolumen wird immer unter den an der Messstelle aktuell herrschenden Betriebsbedingungen gemessen. Wird gleichzeitig Druck und Temperatur bestimmt, kann anschließend mit diesen Werten aus dem Betriebsvolumen das Normvolumen berechnet werden (sogenannte Mengenumwertung).

Eine Sonderstellung unter den Gasmessgeräten nehmen direkte Massedurchflusszähler nach dem Coriolis-Prinzip oder der thermischen Anemometrie ein, die - wie der Name bereits sagt - die Masse einer Gasmenge und nicht deren Volumen bestimmen. Diese Geräte werden allerdings nur in Spezialanwendungen eingesetzt und deshalb nicht weiter diskutiert.

Alle anderen kommerziell erhältlichen Gasmessgeräte, im Folgenden wie üblich als „Gaszähler“ bezeichnet, messen dagegen das Betriebsvolumen. Wenn die Gaszähler im geschäftlichen Verkehr der Abrechnung dienen, müssen sie über eine Zulassung gemäß der europäischen Messgeräte-Richtlinie MID verfügen und regelmäßig geeicht werden.

Abhängig von den Einsatzbedingungen und Anwendungen kommen vorzugsweise jeweils andere Technologien zum Einsatz:

• Der Haushaltsbereich wird von Balgengaszählern dominiert
• Im Bereich des Gewerbes kommen auch häufig Drehkolbengaszähler zum Einsatz

Die RMG hat sich auf die Gasmesstechnik für Pipeline-Netzbetreiber und Industriekunden spezialisiert. Für die Gasvolumenmessung kommen deshalb abhängig vom gewünschten Durchfluss- und Druckbereich klassische Turbinenrad-Gaszähler oder Ultraschall-Gaszähler zum Einsatz.

Die Gaszähler sind überwiegend für die eichamtliche Verwendung zu Abrechnungszwecken zugelassen und geprüft; es stehen aber auch kostengünstigere Varianten für innerbetriebliche Zwecke zur Verfügung. Ursprünglich für Erdgasanwendungen entwickelt, werden die Gaszähler vermehrt auch für den Einsatz in Wasserstoff oder in wasserstoffhaltigen Gasgemischen nachgefragt und wurden daraufhin untersucht und freigegeben. Natürlich ist der Einsatz auch mit anderen Gasarten im industriellen Umfeld oder bei der Biogas-Erzeugung und -Einspeisung möglich.

Der Ultraschall-Gaszähler basiert auf der Messung der Laufzeit von Ultraschallimpulsen, die von sogenannten Transducern erzeugt und durch den Gasstrom gesendet werden. Der geometrische Laufweg der Pulse ist dabei gegen die Strömungsrichtung des Gases geneigt. Die Ultraschallimpulse „schwimmen“ im sich bewegenden Gasstrom. Wird die Laufzeit eines Pulses in Richtung stromauf mit der Laufzeit Richtung stromab verglichen, findet man eine Laufzeitdifferenz, die zur Strömungsgeschwindigkeit des Gases proportional ist. Durch die Anordnung mehrerer solcher Ultraschallpfade in einem Messgerät erreicht man eine Verbesserung der Messgenauigkeit und hat die Möglichkeit, das Strömungsprofil des Gasstroms vollständig zu erfassen.

Die Ultraschall-Gaszähler haben sich seit ihrer Markteinführung vor ca. 20 Jahren als die dominante Technik im Bereich der Großgasmessung durchgesetzt. Sie ist eine sehr moderne Form der Gaszähler, die verschiedene Vorteile aufweist. So gibt es keine mechanische Bewegung im Messgerät, auch ragen keine Teile in die Gasströmung. Dadurch entsteht keinerlei Druckverlust. Die Messung ist sehr genau und kann bidirektional (in beide Richtungen) erfolgen. Ausführungen für hohe Betriebsdrücke (bis 300 bar) und große Nennweiten (Standard bis DN600, Sonderausführungen bis DN 1000) sind verfügbar.

Turbinenrad-Gaszähler werden für eichpflichtige Messungen eingesetzt. Bei ihnen versetzt einströmendes Gas ein axial angeordnetes Turbinenrad in Rotation. Seine Umdrehungen entsprechen proportional dem durchgeströmten Betriebsvolumen des Gases. Der Strömungsleitkörper im Zähler ist so aufgebaut, dass sich ein gleichmäßiges Anströmprofil für das Turbinenrad ergibt, um genaue Messwerte zu erhalten.

Die Umdrehungen des Turbinenrades werden beim klassischen Turbinenrad-Gaszähler mechanisch über ein Getriebe auf ein mechanisches Rollenzählwerk übertragen. Neuerdings stehen auch Ausführungen mit einem elektronischen Zählwerk zur Verfügung. Turbinenrad-Gaszähler zeichnen sich durch eine herausragende Reproduzierbarkeit und Langzeitstabilität aus, was u.a. dafür ausschlaggebend ist, dass sie in allen Hochdruck-Gaszähler-Prüfständen als Referenznormale eingesetzt werden.