DE102005027410A1 - Method and installation for detecting a leak - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Detektion einer Leckage in einer Leitung (1, 1.1) eines strömenden Mediums zu einem Verbraucher (2) mittels eines Sensors (6) soll im Zustand der Abschaltung aller gasbetriebener Verbraucher (29 mit dem Sensor (6) eine Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung (1, 1.1) ermittelt werden.In a method for detecting a leak in a line (1, 1.1) of a flowing medium to a consumer (2) by means of a sensor (6), when all gas-operated consumers (29) are switched off, a flow rate in the Line (1, 1.1) can be determined.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion einer Leckage in einer Leitung eines strömenden Mediums zu einem Verbraucher mittels eines Sensors, sowie eine Anlage hierfür.The The invention relates to a method for detecting a leakage in a conduit of a flowing Medium to a consumer by means of a sensor, as well as a plant therefor.
In der Bundesrepublik Deutschland nimmt die Nutzung von Gas beträchtlich zu, das über ein gut ausgebautes Fernleitungsnetz bereitgestellt wird und heute hauptsächlich aus Erdgas besteht. Als Grossabnehmer sind regionale und kommunale Gesellschaften tätig, die wiederum die Zuteilung des Erdgases an einzelne Haushalte und Betriebe vornehmen. Dort erfolgt die Nutzung des Erdgases, und die Abrechnung mit den Zulieferern erfolgt über die Messung der Gasmenge durch geeignete Gaszähler, deren Entwicklung weit vorangeschritten ist.In The Federal Republic of Germany takes the use of gas considerably to, that over a well-developed transmission system is provided today mainly consists of natural gas. The bulk buyers are regional and municipal Companies active, in turn, the allocation of natural gas to individual households and Make companies. There is the use of natural gas, and the Billing with the suppliers is done by measuring the amount of gas through suitable gas meters, whose development has progressed far.
Bei der Gasmesstechnik haben sich sogenannte Balgenmesszähler durchgesetzt. Die Versorgung von Haushalten und Betrieben mit Gas ist damit sichergestellt und die Abrechnung des Gasmengenverbrauchs über geeignete Gaszähler geregelt. Allerdings bleiben Fragen der Sicherheit offen, die mit der Gasnutzung zusammenhängen.at Gas measuring technology has become known as bellows measuring meters. The supply of households and businesses with gas is thus ensured and the settlement of the gas volume consumption regulated by suitable gas meters. However, safety issues remain unanswered with gas use related.
In der Bundesrepublik Deutschland erfolgt jährlich eine Reihe von Unfällen, die auf Leckagen in Gasleitungen zurückzuführen sind. Die dadurch entstandenen Schäden treten anzahlmässig nicht oft auf, führen jedoch dazu, dass in einem Grossteil der Bevölkerung eine überhöhte Angst vorliegt, Gas im Haushaltsbereich zur Anwendung zu bringen. Es setzt sich, vor allem im Hinblick auf steigende Gaspreise die Kenntnis durch, dass eine Ausweitung der Gasnutzung im Haushaltsbereich, z.B. zum Kochen und Heizen, nur dann erreichbar wird, wenn beachtliche Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, die auch die Leckagedetektion von Gas aus Zuführleitungen umfassen. Dies macht die Bereitstellung von Leckagedetektoren erforderlich und deren Integration in Detektionssysteme, die sicherstellen, dass die gewünschte erhöhte Sicherheit nicht nur gewährleistet, sondern von der Bevölkerung auch verstanden wird.In Every year a number of accidents occur in the Federal Republic of Germany due to leaks in gas lines. The resulting damage occur in number not often, but lead that in a large part of the population is an excessive fear to apply gas in the household sector. It sets knowledge, especially with regard to rising gas prices through that an expansion of gas use in the household sector, e.g. for cooking and heating, only achievable if considerable Safety precautions are taken, which include leak detection of gas from supply lines include. This requires the provision of leak detectors and their integration into detection systems that ensure that the desired increased Security not only ensures but by the population also understood.
Der Betrieb von Haushaltsgasanlagen, die mit Gas betrieben werden, ist zulässig, solange die Leckage den Grenzwert von 1l/h nicht überschreitet. Da der Messbereich der herkömmlichen Haushaltsgaszähler oberhalb dieses Wertes von 0,001 m3/h liegt, lassen diese sich nicht zur Leckagedetektion einsetzen. Aus diesem Grund wird Leckage in Haushaltsgasleitungen bisher zumeist Offline getestet, d. h., das System muss ausser Betrieb gesetzt werden, um eine Hochdruckprüfung durchführen zu können. Bestehende Onlinemessverfahren basieren auf der Detektion des austretenden Gases und sind bis jetzt nicht mit ausreichender Genauigkeit erhältlich. Dies stellt eine beachtliche Einschränkung der Gasleckagedetektion dar und bedingt somit eine Reduktion der Sicherheit des Einsatzes von Gasgeräten im Haushaltsbereich, aber auch beim Einsatz von Gasgeräten in der Produktionl Bspw. in der WO 02/065084 wird ein Verfahren zum Überwachen eines Gasstromes in einer Leitung zwischen zwei Leitungspositionen, bspw. zwischen einem Absperrventil und einem Verbraucher beschrieben. Dabei wird an der ersten und zweiten Leitungsposition die Durchflussmenge des Gasstroms ermittelt und beide Durchflussmengen miteinander verglichen. Bei Überschreitung eines vorbestimmten Differenzwertes zwischen den beiden ermittelten Durchflussmengenwerten wird der Gasstrom abgeschaltet oder ein Alarm ausgelöst. Dieses Verfahren scheitert bislang daran, dass es keine Sensoren gibt, die derart geringe Gasmengen messen können.The operation of domestic gas systems operated with gas is permitted as long as the leakage does not exceed the limit of 1l / h. Since the measuring range of conventional household gas meters is above this value of 0.001 m 3 / h, they can not be used for leakage detection. For this reason, leakage in domestic gas lines has so far mostly been tested offline, ie the system has to be shut down in order to carry out a high-pressure test. Existing online measurement methods are based on the detection of the escaping gas and are not yet available with sufficient accuracy. This represents a considerable limitation of the gas leakage detection and therefore requires a reduction of the safety of the use of gas appliances in the household sector, but also in the use of gas appliances in the productionl eg. in WO 02/065084 a method for monitoring a gas flow in a line between two line positions, eg. Between a shut-off valve and a consumer will be described. In this case, the flow rate of the gas stream is determined at the first and second line position and both flow rates compared. If a predetermined difference value between the two determined flow rate values is exceeded, the gas flow is shut off or an alarm is triggered. So far, this method fails because there are no sensors that can measure such small amounts of gas.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage der o. g. Art zu entwickeln, mit der auf einfache Art und Weise die Detektion einer Leckage möglich ist. Diese Erfindung soll in Verbindung mit dem Einsatz bestehender Gaszähler zur Anwendung gebracht werden können, aber auch in Verbindung mit einem nach demselben Messprinzip arbeitenden Gaszähler Einsatz finden.task The present invention is a method and an installation the o. g. To develop kind, with the simple way the detection of a leak possible is. This invention is intended to be in conjunction with the use of existing ones gas Meter can be applied, but also in conjunction with a working according to the same measuring principle gas Meter Find employment.
Lösung der AufgabeSolution of task
Zur Lösung der Aufgabe führt, dass im Zustand der Abschaltung aller gasbetriebener Verbraucher mit dem Sensor eine Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung ermittelt wird.to solution the task leads that in the state of shutdown of all gas-powered consumers a flow velocity with the sensor is determined in the line.
Der Zustand der Abschaltung der Verbraucher liegt oftmals in Haushalten in Nachtstunden beim Betrieb von Gasanlagen vor. Es ist aber auch möglich, den Messzustand für die hier vorgeschlagene Gasleckagedetektion durch gezieltes Abschalten aller gasbetriebener Geräte herzustellen, so dass dann, bei Vorliegen einer Leckage, nur die Leckagegasmenge gemessen werden kann.The state of the shutdown of consumers is often in households in the night hours when operating gas systems. But it is also possible to make the measurement condition for the proposed here gas leakage detection by selectively turning off all gas related products, so that, be i presence leakage, only the amount of leakage gas can be measured.
Anders
als bei der Messung von Mengen des strömenden Gases in der Zuführleitung
zu einem Gebäude,
gibt es Sensoren, welche auch schon eine geringe Strömungsgeschwindigkeit
ermitteln. Zu erwähnen ist
hier insbesondere ein Sensor, wie er in der
Bevorzugt werden Drähte mit einem relativ grossen Durchmesser von 18μm verwendet, um die thermische Zeitkonstante der Drähte mit zu erfassen und somit einen hohen Messbereich zu erhalten. Insbesondere die Empfindlichkeit bei kleinen Gasgeschwindigkeiten wird so erreicht, welche für die Messung kleiner Massenströme von Gasen wesentlich ist, um einen Gasleckagedetektor auf der Basis des Sensors zu erstellen.Prefers become wires with a relatively large diameter of 18μm used to thermal Time constant of the wires with to capture and thus to obtain a high measuring range. Especially the sensitivity at low gas velocities is thus achieved which for the measurement of small mass flows of gases is essential to base a gas leak detector of the sensor.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist daran gedacht, dass der Sensor zur Ermittlung einer Strömungsgeschwindigkeit in der Mengenmesseinrichtung selbst integriert ist. Bspw. befinden sich bei der normalen Entnahme des Gases für den Betrieb von gasgefeuerten Geräten die Drähte des Leckagemessgerätes ausser Betrieb. Wird der Verbraucher abgeschaltet, so wird der oben beschriebene Sensor angesprochen und kann seine Geschwindigkeitsmessung bei einer Gasleckage aufnehmen. Dies kann in demselben Kanal geschehen, wobei nachteilig ist, dass dieser Kanal für die eigentliche Gasmengenmessung einen zu hohen Querschnitt aufweist. Aus diesem Grunde ist bevorzugt die Mengenmesseinrichtung von dem Sensor getrennt vorzusehen.In an embodiment The invention is intended that the sensor for determining a flow velocity is integrated in the quantity measuring device itself. For example. are located during the normal removal of the gas for the operation of gas-fired devices the wires of the leakage meter except Business. If the consumer is switched off, the above-described Sensor can be addressed and his speed measurement at a Pick up gas leak. This can be done in the same channel, where The disadvantage is that this channel for the actual gas quantity measurement has a too high cross-section. For this reason, it is preferred provide the quantity measuring device separated from the sensor.
Hierzu ist bevorzugt der Sensor in einem Bypass um die Mengenmesseinrichtung herum geschaltet. Das bedeutet, dass, sobald der Verbraucher abgeschaltet wird, ein entsprechendes Ventil die Gasleitung auf den Sensor schaltet, so dass der Weg zur Mengenmesseinrichtung unterbrochen ist. Nunmehr kann ein Sensor auch mit einem sehr geringen Durchschnitt verwendet werden, der gewährleitstet, dass kleinste Mengen an strömendem Medium durch die Phasenverschiebung der Signale der Drähte ermittelt wird. Dieses Messsignal erlaubt die Messungen sehr kleiner Massenströme.For this Preferably, the sensor is in a bypass around the quantity measuring device switched around. That means that once the consumer is turned off a corresponding valve switches the gas line to the sensor, so that the way to the quantity measuring device is interrupted. Now a sensor can also be used with a very low average be guaranteed, that smallest amounts of flowing Medium determined by the phase shift of the signals of the wires becomes. This measurement signal allows measurements of very small mass flows.
Die vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass jeglicher Balgengaszähler über ein mit einem Zwei-Wege-Ventil in Verbindung stehenden Leckagedetektor versehen werden kann. Das erfindungsgemässe Leckagedetektionssystem, ist in seiner Grundausführung auf alle sich im Einsatz befindenden Balgengaszähler anwendbar oder auch in Verbindung mit Gaszählern, die nach anderen Messprinzipien arbeiten. Wenn der Gasverbrauch auf null heruntergefahren ist, wie z.B. während der Nachstunden, schaltet das Ventil vom regulären Gaszähler auf die Detektionseinheit um, um feststellen zu können, ob kleine Leckageströme auftreten, die ausserhalb des Messbereich des Gaszählers liegen. Da der Messbereich des Sensors um mindestens eine Grössenordnung unter dem des Gasmeters liegt, ist so eine Leckagedetektion mit sehr kleinen Massenströmen möglich. Gleichzeitig soll das Gerät auch ausbaubar sein, um im unteren Bereich Gasabnahmemessungen durchzuführen. Hierdurch ist die Anlage vielfältiger einsetzbar.The present invention has the advantage that any diaphragm gas meter via a with a two-way valve related leakage detector can be provided. The leakage detection system according to the invention, is in its basic version Applicable to all in-use diaphragm gas meters or in Connection with gas meters, which work according to other measuring principles. When the gas consumption shut down to zero, such as during the hours, turns the valve from regular gas Meter to the detection unit in order to determine whether small leakage currents occur outside the measuring range of the gas meter. As the measuring range of the sensor by at least one order of magnitude is below that of the gas meter, so is a leak detection with very small mass flows possible. At the same time the device should also be expandable to perform in the lower range gas take-off measurements. hereby the plant is more diverse used.
Figurenbeschreibungfigure description
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of a preferred embodiment as well as from the drawing; this shows in
In
Bei
der Anlage selbst, die gemäss
Entsprechende
Ausgangsleitungen
Die
Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Als
Beispiel für
ein strömendes
Medium soll Gas genommen werden. Der Verbraucher
As an example of a flowing medium gas should be taken. The consumer
Anders
ist dies, wenn, wie in
Erfolgt
eine normale Gasabnahme des Brenners
Wird
nun der Brenner
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