DD239030B1

DD239030B1 - METHOD FOR LOSS-FREE, QUALITY-RELATED DISCHARGING OF FLUID-LEADING PIPES

Info

Publication number: DD239030B1
Application number: DD27816885A
Authority: DD
Inventors: Ehrhard Appelt; Wolfgang Fellmann; Klaus-Peter Froehlich; Helmut Langbecker; Klaus Mueller; Manfred Sperling
Original assignee: Berlin Energiekombinat
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1988-07-13
Also published as: DD239030A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft Entleerungsvorgänge in flüssigkeitsführenden Rohrleitungen von Leitungen und Netzen der Kondensatwirtschaft und Wärmeversorgung (nachfolgend Heizwasserleitungen genannt), bei denen besondere Anforderungen zur Einhaltung der Qualitätsparameter und zur universellen , bauwerksunabhängigen, verlustarmen Flüssigkeitsentleerung bestehen.The invention relates to emptying operations in liquid-carrying pipelines of lines and networks of the condensate economy and heat supply (hereinafter called heating water lines), where there are special requirements for compliance with the quality parameters and universal, building independent, low-loss liquid emptying.

Die Erfindung ist bevorzugt in den immer größer werdenden Rohrleitungsstreckenabschnitten und -dimensionen gewinnbringend einsetzbar, um die Versorgungszuverlässigkeit und Anlagenverfügbarkeit infolge der verkürzten Reparaturzeiträume zu erhöhen.The invention is preferably used profitably in the ever-increasing lengths and dimensions of pipeline sections in order to increase the reliability of supply and the availability of the system as a result of the shortened repair periods.

Characteristic of the known state of the art

Die Entleerung von Heizwasserleitungen ist allgemein im Fachbereichsstandard TGL190-265/02 derart vorgeschrieben, daß das zu entleerende Heizwasservolumen in Mischschächten bei gleichzeitiger Kaltwasserzumischung (meistTrinkwasserqualität) auf mindestens 35°C abgekühlt und anschließend einem Vorfluter (Gewässer, Schleuse) direkt oder mittels Pumpe zugeführt wird. Das Heizwasser als aufbereiteter Wärmeträger und Rohstoff steht nach dieser Technologie für den Prozeß nicht mehr zur Verfügung. Die zu entleerenden Rohrleitungsabschnitte werden durch Streckenschieberstationen eingegrenzt, die i.allg. mit der Funktion einer Entleerungsstelle kombiniert sind. Die benötigte Zusatzmischwassermenge beträgt etwa das Drei- bis Fünffache der Entleerungsmenge.The emptying of heating water pipes is generally prescribed in the technical standard TGL190-265 / 02 so that the volume of heating water to be emptied in mixing shafts with simultaneous Kaltwasserzumischung (mostly drinking water quality) cooled to at least 35 ° C and then a receiving water (water, lock) is fed directly or by pump , The heating water as treated heat transfer medium and raw material is no longer available for the process according to this technology. The pipeline sections to be emptied are delimited by distance shifter stations, the i.allg. combined with the function of a discharge point. The required additional mixing water amount is about three to five times the emptying amount.

Das mit dem WP 23065 vorgeschlagene Verfahren bezieht sich auf die Entleerung von Heißwasservorlaufleitungen, indem durch Austausch der Vor- und Rücklaufvolumina des betreffenden Streckenabschnittes unter Voraussetzung stationärer Kaltfahreinrichtungen die ansonsten lange Abkühldauer des heißen Vorlaufes verkürzt wird. Dazu sind an jeder Streckenschieberstation die für eine Kaltfahranlage charakteristischen zusätzlichen Armaturen und Umgehungsrohrleitungen erforderlich. Der eigentliche Entleerungsvorgang verläuft nach dem bekannten Mischschachtprinzip mit vollem Wasser- und Energieverlust. Aufgrund dieser Nachteile wurde die Fachwelt wiederholt aufgerufen, neue Lösungen für verbesserte Fernwärmetechnologien und -anlagentechnik zu finden.The proposed with the WP 23065 method refers to the emptying of hot water supply lines, by replacing the flow and return volumes of the route section in question, assuming stationary cold run, the otherwise long cooling time of the hot flow is shortened. For this purpose, the additional valves and bypass piping that are characteristic of a cold driving system are required at every distance slide station. The actual emptying process proceeds according to the known mixing shaft principle with full water and energy loss. Because of these disadvantages, experts have repeatedly been called upon to find new solutions for improved district heating technologies and plant technology.

Die in der Veröffentlichung von Rau, V.: Senkung der Wasserverluste in Heißwasserfernwärmenetzen, Stand. Neuererbew. Energie 21 (1980) 2,22-28 beschriebene Technologie sieht eine Senkung der Wasserverluste vor, wobei mittels Vorverdichtungs- und Hauptpumpaggregat das zu entleerende Rohrinhaltswasser zurückgefördert werden soll. Der betreffende Rohrabschnitt muß nach den üblichen Verfahren zur Umgebung hin geöffnet werden, so daß Luft anstelle des abgespeisten Wasservolumens in den Rohrabschnitt einströmt.The in the publication of Rau, V .: Reduction of water losses in hot water networks, Stand. Neuererbew. Energy 21 (1980) 2, 22-28 described technology provides for a reduction of water losses, by means of precompression and main pumping unit to be emptied pipe contents water to be returned. The pipe section in question must be opened to the environment according to the usual procedures, so that air flows into the pipe section instead of the discharged water volume.

Die Mediumtemperatur darf dazu nur weniger als die Siedetemperatur am Hochpunkt betragen, d. h., der betreffende Abschnitt ist bei höheren Temperaturen unter Verwendung o.g. Methoden abzukühlen (Zeitaufwand bis zu mehreren Tagen) bzw. kaltzufahren. Bei vollständiger Entleerung würde mit Luftsauerstoff angereichertes Heizwasser zurückgespeist werden, das nicht den Qualitätsanforderungen der TGL190-255 entspricht, so daß eine bestimmte Restmenge über die üblichen Mischschächte zu entleeren ist.The medium temperature may only be less than the boiling point at the high point, d. h., the relevant section is at higher temperatures using o.g. Cooling methods (time required up to several days) or cold run. At complete emptying enriched with oxygen in the air heating water would be fed back, which does not meet the quality requirements of TGL190-255, so that a certain residual amount to be emptied through the usual mixing wells.

Andere bekannte Lösungen für Entleerungsanlagen beziehen sich auf Anwendungsgebiete, bei denen vorrangig hochviskose Flüssigkeiten (z. B. Erdöl, schlammartige Dickstoffe usw.I zu fördern sind. Dabei werden diskontinuierlich Teilvolumina — gesteuert über spezielle Ventilanordnungen —zwischen Behältern transportiert. Bekannt ist eine pneumatische Pumpanlage nach DE-OS-2450037 zum Abpumpen von Flüssigkeiten, die durch mindestens zwei abwechselnd zu füllende Pumpkammern charakterisiert ist, die abwechselnd entleert werden, wobei an die Druckkammern Entleer- und Druckmittelleitungen sowie Unterdruckbehälter angeschlossen sind. Es kommen die bekannten Siphon-oder Strahl pum pen-sowie Verdrängungsprinzipien zum Einsatz, um die Sicherheits- und Zuverlässigkeitsprobleme mit aggressiven, leicht entflammbaren oder stark verunreinigten Fördermedien sowie Korrosion, Erosion und Leckverluste zu umgehen. Für diese pneumatische Entleerungsanlage von Tankern u.a. sind keine der üblichen Zentrifugal-, Rotations-und Kolbenpumpen vorgesehen, so daß zwangsläufig für das pneumatische Fördermedium ein zusätzlich erhöhter Energieaufwand erforderlich ist. Demzufolge eignet sich dieses Verfahren nicht für größere Förderdrücke.Other known solutions for emptying systems relate to fields of application in which primarily highly viscous liquids (for example petroleum, sludge-like thick substances, etc.) are to be transported, whereby partial volumes are transported intermittently, controlled by special valve arrangements, between containers to DE-OS-2450037 for pumping liquids, which is characterized by at least two alternating pump chambers to be filled, which are alternately emptied, being connected to the pressure chambers emptying and pressure medium lines and vacuum tanks and displacement principles are used to overcome the safety and reliability issues associated with aggressive, highly flammable or heavily contaminated fluids, as well as corrosion, erosion, and leakage, and none of these are conventional for tanker pneumatic purging hen centrifugal, rotary and piston pumps provided, so that inevitably for the pneumatic fluid additionally increased energy consumption is required. Consequently, this method is not suitable for larger delivery pressures.

Auf ähnliche Lösungsprinzipien bezieht man sich bei allen Vorrichtungen und Verfahren zum Pumpen vorbestimmter Volumina mit Hilfe eines komprimierten Gases. Der Schwerpunkt wird auf exakte Fördermengen von Metallschmelzen in DE-OS 2411250 ausschließlich mittels Verdrängung gelegt. Unter Beibehaltung dieses grundsätzlichen Prinzips wird durch Einführen einer speziellen Dreiwegehahnsteuerung in übereinander angeordneten Kammern jeweils in mehreren Etagen mit DE-OS-2364737 ein Flüssigkeitsförderungssystem vorgestellt, das für größere Förderhöhen geeignet ist. Durch die etagenweise Anordnung wird der verfahrensbedingte Nachteil der reinen Pneumatikförderung durch den erhöhten Antriebsenergieaufwand für die Preßluft eingeschränkt.Similar solution principles are used in all devices and methods for pumping predetermined volumes by means of a compressed gas. The focus is placed on exact flow rates of molten metal in DE-OS 2411250 exclusively by displacement. While maintaining this basic principle, introducing a special three-way tap control in superimposed chambers, in each case in several levels, DE-OS-2364737 presents a fluid delivery system which is suitable for larger delivery heights. Due to the tiered arrangement of the process-related disadvantage of pure pneumatic conveying is limited by the increased drive energy consumption for the compressed air.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den bautechnischen Aufwand für Entleerungsmöglichkeiten von Fernwärmeleitungsabschnitten drastisch zu verringern und gleichzeitig das unter Betriebsparametern befindliche Wärmeträgermedium in kürzester Frist ohne Verluste bei Einhaltung der Qualitätsanforderungen aus einem Rohrleitungsabschnitt zwecks Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen zu entfernen.The aim of the invention is to drastically reduce the construction cost of draining options for district heating pipe sections and at the same time to remove the heat transfer medium located under operating parameters in the shortest possible time without loss in compliance with quality requirements from a pipe section for maintenance and repairs.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Betriebsdruck und -temperatur befindliche abgesperrte Abschnitte von Heizwasserrohrleitungen vollständig zu entleeren, wobei die ansonsten unvermeidbare Luftsauerstoffaufnahme des entgasten Heizwassers durch ein entsprechendes Sperrmedium unterbunden wird.The invention has for its object under occupational pressure and temperature contained shut-off sections of Heizwasserrohrleitungen to empty completely, the otherwise unavoidable atmospheric oxygen absorption of the degassed heating water is prevented by a corresponding barrier medium.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem das Entleerungsverfahren die Aufbringung des Korrosionssperrmediums vorzugsweise am Leitungshochpunkt über eine spezielle An lage und die üblichen Anschlüsse der Rohrleitung sowie gleichzeitig oder zeitlich danach das Umpumpen des Heizwassers am Rohrabschnittstiefpunkt aus der zu entleerenden in einen benachbarten Abschnitt dieser oder in eine parallel verlegte Heizwasserleitung beinhaltet. Die Anlagen zur Aufbringung des Sperrmediums am Hochpunkt und zum Umpumpen am Tiefpunkt der Rohrleitung werden erfindungsgemäß in Abhängigkeit von den Zielkriterien zentral gesteuert und/oder arbeiten zeitplanorientiert und von den jeweiligen Betriebskenngrößen der Sperrschicht, des Füllstandes sowie der möglichen Entleerungsgeschwindigkeit als zusätzliche Führungsgröße beeinflußt.According to the invention, this object is achieved by the emptying process, the application of the corrosion inhibiting medium preferably at the line high point on a special on and on the usual connections of the pipeline and simultaneously or temporally thereafter pumping the Heizwassers at the pipe section low point from the emptying into an adjacent section of this or in a parallel installed heating water pipe includes. The systems for applying the barrier medium at the high point and pumping around at the bottom of the pipeline are controlled according to the invention centrally depending on the target criteria and / or work schedule-based and influenced by the respective operating characteristics of the barrier layer, the level and the possible emptying speed as an additional reference variable.

Der einzuhaltende Mindestdruck über der Sperrschicht wird erfindungsgemäß vom Sättigungsdruck des Heizwassers unter additiver Berücksichtigung eines Zuschlagfaktors und/oder des Mindestzulauf druckes derUmpumpanlage bestimmt, wobei der Betrag der Regelgröße manuell oder automatisch über ein Auswertbauglied mit der Temperatur als Führungsgröße einstellbarThe minimum pressure to be maintained above the barrier layer is inventively determined by the saturation pressure of the heating water under additive consideration of a surcharge factor and / or the minimum inlet pressure of the pumping unit, the amount of controlled variable manually or automatically via an evaluation element with the temperature as a reference variable

Erfindungsgemäß wird als Sperrmedium ein Inertgas und/oder eine Kombination mit einer flüssigen Sperrschicht auf der Wasseroberfläche und einem Druckgaspolster eingesetzt.According to the invention, an inert gas and / or a combination with a liquid barrier layer on the water surface and a pressure gas cushion are used as the barrier medium.

Vorteilhafterweise ist das Verfahren zur Entleerung von unter Betriebsparametern befindlichen Heizwasserleitungsabschnitten in beliebige andere Abschnitte einsetzbar, wobei eine beschränkte, zeitlich begrenzte Volumenzwischenspeicherung über die üblichen vorhandenen Volumenkompensationsanlagen und/oder andere zeitweise füllbare Leitungsabschnitte der gleichen und/oder einer parallelen Leitung in der gemeinsamen Trasse an deren Tiefpunkt vorzunehmen ist.Advantageously, the method for emptying located under operating parameters Heizwasserleitungsabschnitten can be used in any other sections, with a limited, temporary volume caching on the usual existing volume compensation systems and / or other temporarily fillable line sections of the same and / or a parallel line in the common route at the Low point is to make.

Erfindungsgemäß sind die Umpumpanlage und die Anlage zur Aufbringung des Sperrmediums gegen Luftsauerstoffaufnahme des Heizwassers transportabel bzw. ortsveränderlich zum universellen Einsatz an allen Heiznetzpunkten und zum Anschließen an die üblichen vorhandenen Entlüftungs- und Entleerungsarmaturen der Rohrleitung vorgesehen. Die Vermeidung von Sperrmedienübertritten infolge Wirbelkegelausbildung an der Entleerungsstelle besonders in der Endphase des Umpumpens bei geringem Füllstand aufgrund fehlender Rohreinbauten wird erfindungsgemäß über eine von Füllstand und Heizwasserqualitätsprüfung geführte Pumpensteuerung derart gesichert, daß kontinuierlich oder sukzessiv die Umpumpmenge auf die einzuhaltenden Bedingungen manuell und/oder selbsttätig eingeregelt wird.According to the Umpumpanlage and the system for applying the barrier medium against oxygen absorption of the heating water are portable or portable for universal use at all Heiznetzpunkten and to connect to the usual existing vent and drain fittings of the pipeline. The avoidance of Sperrmedienübertritten due to vortex cone training at the emptying point especially in the final stage of pumping at low level due to lack of tube installations according to the invention controlled by level and Heizwasserqualitätsprüfung pump control such that continuously or successively adjusted the Umpumpmenge manually and / or automatically on the conditions to be met becomes.

Durch die erfindungsgemäße Lösung der neuen Entleerungstechnologie für Heizwasserleitungen werden folgende Vorteile geschaffen:The inventive solution of the new emptying technology for heating water pipes provides the following advantages:

— genereller Wegfall der Mischschächte einschließlich Trinkwasserheranführung und Mischwasserabführung,- general omission of mixing shafts including drinking water supply and mixed water discharge,

— erhebliche Verkürzung der Entleerungs- und Füllungszeiträume,- significant shortening of the emptying and filling periods,

— Wiederverwendbarkeit des heißen Heiznetzwassers nach Zwischenspeicherung ohne Inanspruchnahme von zusätzlich aufbereiteten Wasser/Trinkwasser und- Reusability of hot Heiznetzwassers after caching without the use of additional treated water / drinking water and

— Entleerung bei minimierten Personal- und Materialaufwand sowie bei Vermeidung von Umweltbelastungen.- Emptying with minimized personnel and material costs as well as avoidance of environmental pollution.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnungen ausgewählter Verfahrensbeispiele erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to the drawings of selected method examples. Show it:

Fig. 1: die prinzipielle technologische Einordnung der Hauptelemente des erfindungsgemäßen Entleerungsverfahrens bei einem beliebigen Rohrleitungsabschnitt in den benachbarten RohrleitungsabschnittFig. 1: the basic technological classification of the main elements of the emptying process according to the invention in any pipe section in the adjacent pipe section

Fig. 2: das Lösungsschema des gleichen Verfahrens für ein Mehrleitersystem mit Vor- und Rücklauf leitungen Fig.3: das Lösungsschema des erfindungsgemäßen Entleerungsverfahrens bei gleichzeitiger Füllung eines leeren, nicht benachbarten Rohrleitungsabschnittes der gleichen oder einer parallelen Leitung.Fig. 2: the solution scheme of the same process for a multi-conductor system with supply and return lines Fig.3: the solution scheme of the emptying process according to the invention with simultaneous filling of an empty, non-adjacent pipe section of the same or a parallel line.

In der Fig. 1 ist die technologische Einordnung der Hauptelemente des erfindungsgemäßen Entleerungsverfahrens am Hoch- und Tiefpunkt eines beliebigen Rohrleitungsabschnittes dargestellt, bei denen sich die Entlüftung 5 und die Entleerung 6 befinden und über die die Umpumpanlage 8 sowie die Anlage 7 zur Aufbringung des Sperrmediums gegen Luftsauerstoffaufnahme angeschlossen sind. Die Absperrarmaturen in der Rohrleitung, die den zu entleerenden Abschnitt eingrenzen, befinden sich prinzipiell im geschlossenen Zustand. Nach Herstellen des erforderlichen Sperrmediendruckes durch die Anlage 7 wird die Entlüftungsarmatur 5 geöffnet, anschließend wird die mit der Entleerung 6 des betreffenden Abschnittes und der Entlüftung 5 des Nachbarabschnittes verbundene Umpumpanlage 8 in Betrieb genommen und von einem speziellen Baustein 10 entsprechend den Führungsgrößen gesteuert.In Fig. 1, the technological classification of the main elements of the emptying process according to the invention at the high and low point of any pipe section is shown, in which the vent 5 and the emptying are 6 and about the pumping station 8 and the system 7 for applying the barrier medium against Air oxygen absorption are connected. The shut-off valves in the pipeline, which delimit the section to be emptied, are in principle in the closed state. After making the necessary barrier media pressure through the system 7, the vent fitting 5 is opened, then connected to the emptying 6 of the relevant section and the vent 5 of the adjacent section pumping station 8 is put into operation and controlled by a special module 10 according to the reference variables.

Im Gegensatz zur Entleerung eines Rohrleitungsabschnittes in einen benachbarten Abschnitt der gleichen Leitung, wie in Fig. erläutert, zeigen die Fig.2 und Fig.3 die Lösungsschemata des erfindungsgemäßen Entleerungsverfahrens am Beispiel von Zwei- und/oder Mehrleitersystemen mit Vor- und Rücklauf. Dabei erfolgt die Einbindung der Anlage 7 unverändert über die Entlüftung 5 des zu entleerenden Abschnittes 1; der Anschluß der Umpumpanlage 8 wird entweder—wie dargestellt — über die Entleerung 6 einer Parallelrohrleitung 2 oder die Entlüftung 5 des Nachbarabschnittes dieser Rohrleitung geführt. In Fig.3 ist die Anwendung der Erfindung unter gleichzeitiger Füllung eines nicht benachbarten, beliebigen Rohrleitungsabschnittes 3 als eine von weiteren möglichen Varianten dargestellt, wobei das umzupumpende Heizwasser über mehrere parallele Rohrleitungsabschnitte 2 geführt wird und über eine zusätzliche oder vorhandene Kurzschlußverbindung zwischen den Entleerungen 6 der Leitungen 2 und 3 in den zu füllenden Rohrleitungsteil 3 gelangt.In contrast to the emptying of a pipeline section into an adjacent section of the same line, as explained in FIG. 2, FIGS. 2 and 3 show the solution schemes of the emptying method according to the invention using the two-pipe and / or multi-pipe systems with flow and return. The integration of the system 7 is unchanged via the vent 5 of the section to be emptied 1; the connection of the pumping 8 is either-as shown - on the emptying 6 a parallel pipeline 2 or the vent 5 of the adjacent section of this pipeline out. In Figure 3, the application of the invention with simultaneous filling of a non-adjacent, any pipe section 3 is shown as one of other possible variants, wherein the umzupumpende heating water is passed over a plurality of parallel pipe sections 2 and an additional or existing shorting connection between the drains 6 of Lines 2 and 3 passes into the pipe part 3 to be filled.

Claims

claims:

1. A method for low-loss, high-quality emptying of liquid-carrying pipes of heating water and condensate networks, characterized in that a befindlicher under operating pressure and temperature corded line section to other, operating pressure and temperature located portions of these or parallel lines by applying a compressed gas cushion and / or is emptied in combination with Umpumpanlagen, wherein the portion to be emptied with a barrier medium against atmospheric oxygen uptake of the heating water or condensate to be emptied and the pressure during the entire emptying process is constantly maintained by a defined amount higher than the saturation pressure of the water to be emptied.

2. The method according to item 1, characterized in that an inert gas and / or a combination of a liquid barrier layer is used with a compressed gas cushion as the barrier medium.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the umzupumpende pipe contents water is cached in volume compensation systems and / or empty line sections.

4. The method according to item 1 to 3, characterized in that the pressure is controlled by the parameters of the Heizwasserrohrleitung in which is emptied, and / or when using pumping and / or auxiliary equipment depending on their feed and operating conditions.

5. The method according to item 1 to 3, characterized in that the emptying process is controlled or regulated as a function of reference variables, level and / or liquid quality.