CH534840A - Verfahren zum schnellen Betätigen von Abschaltorganen bei einer Leckage beim Transport von Flüssigkeiten in Rohrleitungen - Google Patents

Description

  
 



   Bekannt ist die Überwachung von Rohrleitungen beim Transport von Flüssigkeiten durch Messung der eingegebenen Mengen (QA) und der am Ende ankommenden Mengen (QE) und durch Vergleich dieser Messergebnisse (Siemens-Zeitschrift Bd. 39, 1965, Seite 1060/63,   Öl-Zeitschrift    1965, Seite   2/6,    Energie und Technik, Dez. 66. Seite 460/68). Die Mengenmessungen sind über die Zeit oder über die Zahl der Messkammerentleerungen integrierte Durchflussmessungen (m3/h).



  Es sind erfahrungsgemäss Integrationsperioden von Minuten erforderlich, um die Absolutfehler der Zähler klein zu halten.



  Ein Leck wird angezeigt, wenn die Differenz QA-QE von Null abweicht, wobei die Messtoleranzen der Einzelzähler zu berücksichtigen sind. Die bekannten Einrichtungen nach dem Stand der Technik gestatten nicht das schnelle Erkennen einer Leckage beim Transport von Flüssigkeiten in Rohrleitungen.



  Es muss damit erst ein Zeitraum von etwa 30-60 min abgewartet werden, wobei auch dann noch im allgemeinen ein Handeingriff erforderlich wird.



   Dieser Zeitabschnitt ist aber massgebend für die nach dem Undichtwerden ausfliessende Flüssigkeit, die zur Abwendung der weitreichenden Folgen einer Leckage zu minimieren sind.



   Nachteilig sind auch die hohen Investitionskosten für diese messtechnischen Einrichtungen, besonders für Rohrleitungen grosser Durchmesser und hoher Drücke.



   Da Leckagen, von feinen Rissen und Korrosionsporen abgesehen, nur plötzlich auftreten können, setzt auch der Leckstrom spontan ein. Bei Flüssigkeiten pflanzt sich infolge der weitgehenden Inkompressibilität des Mediums die momentane Durchflussänderung als Impuls schnell zu den teilweise entfernt liegenden Messtellen fort.



   Das schnelle Erkennen einer Leckage soll auch dann möglich sein, wenn am Ein- oder Ausgang der Rohrstrecke mehrere Eingabestellen oder Verbraucher gleichzeitig vorhanden sind. Diese Möglichkeit ist mit den bekannten Einrichtungen nach dem Stand der Technik nicht vorhanden.



   Der Vergleich der Mengen Q kann durch einen Vergleich der Messwerte des Durchflusses F (Menge in der Zeiteinheit) am Anfang (FA) und am Ende (FE) ersetzt werden. Die Messwerte sind dann zu jeder Zeit verfügbar da dQ = F.dt ist.



  Die Integrationszeit entfällt und die Aussage des Leckes fällt mit seinem Auftreten zusammen. Bei dieser Arbeitsweise besteht allerdings der Nachteil, dass die Fehler der Einzelmessungen in die Summen- oder Differenzbildung eingehen und einen scheinbaren Leckfluss anzeigen. Die Festeinstellung eines Grenzwertes zur Alarmgabe ist nicht möglich, da dieser Punkt schon bei Messwertverfälschungen infolge veränderter Temperatur. Dichte und Viskosität erreicht werden kann.



   Das erfindungsgemässe Verfahren zum schnellen Betätigen von Abschaltorganen bei einer Leckage beim Transport von Flüssigkeiten in Rohrleitungen, bei der am Anfang und am Ende der zu überwachenden Rohrstrecke der Durchfluss oder ein dem Durchfluss annähernd proportionaler Wert gemessen wird und die Messwerte mittels eines Summiergliedes addiert oder subtrahiert werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der schnellen Betätigung von Abschaltorganen der vom Summiergerät gelieferte Wert durch ein nachgeschaltetes Differenzierglied nach der Zeit differenziert und als auslösender Impuls verwendet wird.



   Bei einer Ausführungsform des Verfahrens können die Summen der   Durchflusswerte    kontinuierlich nach der Zeit differenziert werden, und zwar entsprechend den Differentialquotienten d dt (FA-FE).



  Auftretende Fehler oder Messwerte, verursacht durch allmähliches Wandern der tatsächlichen Messergebnisse mit von Null abweichenden Anfangswerten verursachen Differentialquotienten d    (FA-FE)    dt mit geringen Werten. Leckagen. die in Rohrleitungen plötzlich auftreten und der hierbei sofort einsetzende nicht messbare Leckfluss FL ergeben dagegen einen grossen Wert für d    (FA - (FE +FL)).



   dt    Ein vorher gewählter Grenzwert kann dabei überschritten und ein optisches und/oder akustisches Alarmzeichen ausgelöst werden. Es kann eine automatische Stillsetzung des Produkttransportes eingeleitet werden.



   Ferner wurde gefunden. dass die Durchflussmesstellen in Abständen von mehreren Kilometern. wie 1 bis 100 km, oder in Abständen von Metern. wie 10 bis 1000 m. angeordnet werden können und dass die Messwerte der Durchflussmessung kontinuierlich oder in Zeitabständen von etwa 1 bis   60    sec. ermittelt werden können.



   Als Flüssigkeit können Kohlenwasserstoff. insbesondere Rohöl, Heizöl. Kraftstoffe oder chemische Stoffe, insbesondere wasserfreie oder wasserhaltige Säuren oder Laugen, wie Ammoniak, oder Flüssigkeiten mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften gleichzeitig hintereinander durch die zu überwachende Leitung transportiert werden.



   Ferner kann das Verfahren für Trinkwasser-Fernleitungen und für   Abwasser-Leitungen    angewendet werden, insbesondere um bei Rohrbrüchen Gebäude- und Strassenschäden möglichst gering zu halten.



   Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand einer in der Zeichnung dargestellten Anordnung näher erläutert. Durch eine Rohrleitung (1) mit 400 mm Durchmesser wird Rohöl über eine Entfernung von z. B. 50 km transportiert. Es fliessen durch diese Leitung 700   m3 'h.    Am Anfang der Rohrleitung nach der Druckerhöhungspumpe   (7),    die über eine Vordruckpumpe Rohöl aus einem Lagertank zugeführt bekommt, ist eine Messblende (2) in dem Leitungsstrang vor der Molchschleuse eingefügt. Am Ende der Rohrleitung, vor dem Auffangbehälter (10), ist eine zweite Messblende (3) eingebaut, womit ebenfalls der Durchfluss gemessen werden kann.

  Die Messblenden sind so ausgelegt, dass sie bei 100% Durchfluss von 700 m3/h einen als Wirkdruck bezeichneten Differenzdruck von   2500    mm WS ergeben. der durch einen elektrischen Messumformer (11) radiziert und in einen eingeprägten Strom von 0 bis   20      mA    umgewandelt wird. Die elektrischen Messwerte werden einem Mischteil (4) zugeführt, wo durch eine Brückenschaltung eine Subtraktion des Wertes FE von FA vorgenommen wird, Das Ergebnis ist bei dichter Rohrleitung ein von 0 mA abweichender Messwert. Ein entlang der Rohrleitung auftretendes Leck verursacht ein um den nicht messbaren Leckfluss FL verminderten Durchfluss am Ende FE von z. B. 550 m3/h, dem ein eingeprägter Strom von JE = 15,7 mA entspricht. 

  Die Subtraktion durch das Mischteil (4) ergibt einen Wert    JL=JA-JE=20      mA15.7    mA=4,3 mA.



  Dieser Strom wird dem Differenzierglied (5) zugeführt. Wenn man von Korrosionsschäden absieht, können Leckagen nur nach Rohrrissen oder -brüchen auftreten. Diesen spontan auftretenden Schäden folgen sofort einsetzende Leckflüsse FL, die innerhalb weniger Sekunden ihren vollen Wert erreichen.



  Die Steilheit dieses Anstieges liegt bei 1 bis 2 mA, je Sekunde.



  Diese zeitliche Veränderung wird vom Differenzierglied umgeformt in einen Strom von 10 bis   20    mA, der nach Einstellen eines konstanten Flusses FL wieder auf 0 mA zurückgeht. Der   Schreiber (9) macht diesen Vorgang sichtbar, eine Kontrolle der Leckauswirkung und damit eine Beurteilung von Grösse und Form des Leckes wird möglich. Die durch das Differenzierglied (5) erzeugte Stromspitze wird einem Vergleicher (6) zugeführt, der diesen Wert mit einem vorgegebenen Grenzwert vergleicht und z. B. bei Überschreiten von 5 mA ein eingebautes Relais zum Anzug bringt, dessen Kontakte schliessen. Daran angeschlossene Signalleuchten blinken, die Alarmhupe ertönt. Ein weiterer Kontakt dieses Grenzwertrelais öffnet den Steuerstromkreis des elektrischen Antriebes der Druckerhöhungspumpe (7), die dann stehenbleibt. 

  Ferner wird ein Kontakt dazu benutzt, um die elektrische Fernbetätigung zum Schliessen sämtlicher Schieber (8) entlang der Rohrleitung einzuschalten. Das die Abschaltung auslösende Relais bleibt über elektrische Selbsthaltung so lange angezogen, bis seine Rückstellung durch das Bedienungspersonal erfolgt.



   Das oben beschriebene Verfahren bietet den Vorteil, dass Leckagen sofort erkannt werden und zur automatischen Stillsetzung des Transportbetriebes führen, während langsam verlaufende Messwertänderungen unberücksichtigt bleiben.



  Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass auch eine dem Durchfluss annähernd proportionale Messung verwendet werden kann.



  Teilweise geschlossene Streckenschieber verursachen einen Differenzdruck bei Impulsentnahme vor und hinter dem Schieber. Dieser ist annähernd proportional dem Durchfluss und kann als Messwert weiterverwendet werden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zum schnellen Betätigen von Abschaltorganen bei einer Leckage beim Transport von Flüssigkeiten in Rohrleitungen, bei der am Anfang und am Ende der zu überwachenden Rohrstrecke (1) der Durchfluss oder ein dem Durchfluss annähernd proportionaler Wert gemessen wird und die Messwerte mittels eines Summiergliedes addiert oder subtrahiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der schnellen Betätigung von Abschaltorganen der vom Summiergerät gelieferte Wert durch ein nachgeschaltetes Differenzierglied nach der Zeit differenziert und als auslösender Impuls verwendet wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, wobei ein dem Durchfluss annähernd proportionaler Wert gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des annähernd durchflussproportionalen Messwertes an jeder Messtelle eine Druckmessung vor und nach einer Verengung entlang des Rohrstranges vorgenommen wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte der Durchflussmessung kontinuierlich ermittelt werden.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet.

   dass die Messwerte der Durchflussmessung in Zeitabständen von etwa 1 bis 60 Sek. ermittelt werden.

   4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte durch elektrische, hydraulische oder pneumatische Mittel angezeigt werden.