DE1043218B

DE1043218B - Device for heating the liquid, in particular oil, to be conveyed from a tank system consisting of several tank containers into a pipeline

Info

Publication number: DE1043218B
Application number: DEG23625A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Martin Hagenau
Original assignee: WIRTSCHAFTLICHE WAERMEVERWERTU
Current assignee: WIRTSCHAFTLICHE WAERMEVERWERTU
Priority date: 1957-12-27
Filing date: 1957-12-27
Publication date: 1958-11-06

Description

Vorrichtung zum Erwärmen der von einer aus mehreren Tankbehältern bestehenden Tankanlage in eine Fernleitung (Pipeline) zu leitenden Flüssigkeit, insbesondere Öl Die Erfindung soll bei einer Tankanlage zur Versorgung einer Fernleitung (Pipeline) mit Öl oder dergleichen Flüssigkeit, die aus einer Mehrzahl. von einzeln beheizbaren Tankbehältern besteht, zur Anwendung kommen. Manche Flüssigkeiten, wie Rohöl oder sonstige Öle, dürfen zur Erhaltung ihrer Oualitätseigenschaften bei ihrer Aufbewahrung in Tankbehältern eine bestimmte Temperatur nicht unterschreiten, beispielsweise um bei Rohöl eine Ausfällung des Paraffins zu verhindern. Wenn jene Flüssigkeiten, beispielsweise Rohöl, in einer Fernleitung (Pipeline) auf größere Entfernungen transportiert werden, ist es daher in der Regel erforderlich, die Flüssigkeit so hoch zu erwärmen, daß die in der Fernleitung auftretenden Wärmeverluste durch Abkühlung ausgeglichen werden. Zudem ist die Viskosität der Flüssigkeit und damit ihre Pumpfähigkeit von ihrer Temperatur abhängig. Der Energieverbrauch der Öltransportpumpen soll möglichst gering sein. Schließlich muß die Flüssigkeit eine entsprechend hohe Temperatur auch noch am Ende der Fernleitung aufweisen.Device for heating one of several tank containers existing tank system in a long-distance line (pipeline) to conduct liquid, in particular oil The invention is intended for a tank system for supplying a long-distance line (Pipeline) with oil or the like liquid consisting of a plurality. of individually heatable tank containers are used. Some liquids like Crude oil or other oils are allowed to maintain their quality properties in their Storage in tank containers do not fall below a certain temperature, for example to prevent paraffin from precipitating in crude oil. When those liquids For example crude oil, transported over long distances in a pipeline it is therefore usually necessary to heat the liquid to such an extent that that the heat losses occurring in the pipeline are compensated for by cooling will. In addition, the viscosity of the liquid and thus its pumpability of depending on their temperature. The energy consumption of the oil transport pumps should be as possible be low. Finally, the liquid must also have a correspondingly high temperature still show at the end of the pipeline.

Es ist bekannt, in Tankbehältern, wie Öltanks, Heizeinrichtungen vorzusehen, beispielsweise dampfbeheizte Rohrschlangen, die die in den Behältern befindliche Flüssigkeit aufwärmen und die Abkühlungsverluste durch Abstrahlung an die Außenluft ausgleichen und gleichzeitig die Flüssigkeit auf die zum Entleeren des Tankbehälters erforderliche Pumptemperatur erwärmen. Die Beheizung der Tankbehälter erfolgt mithin auf die zum Fördern der Flüssigkeit bei Entleerung des Tankbehälters erforderliche Temperatur, und zwar bei jedem einzelnen Tankbehälter auch dann, wenn mehrere Tankbehälter zu einer Tankanlage vereinigt sind. Bei einer Tankanlage hat man solche Heizeinrichtungen in jedem einzelnen Tankbehälter vorgesehen. Der Wärmebedarf zum Beheizen eines Tankbehälters ist hierbei sehr erheblich, wenn in den Tankbehältern befindliches Öl auf Pumptemperatur gehalten werden soll. Bei größeren Tankbehältern kann der Wärmebedarf, um Öl in den Tankbehältern auf Pumptemperatur zu halten, doppelt so hoch sein wie der Wärmebedarf zum Aufrechterhalten der Lagertemperatur des Öles in den Tankbehältern.It is known to provide heating devices in tank containers, such as oil tanks, For example, steam-heated coils, which are located in the containers Heat up the liquid and reduce the cooling losses due to radiation to the outside air equalize and at the same time add the liquid to the tank container for emptying heat the required pump temperature. The tank containers are therefore heated to the amount required for pumping the liquid when the tank container is emptied Temperature, for each individual tank container, even if there are several tank containers are combined into a tank system. Such heating devices are used in a tank system provided in each individual tank container. The heat required to heat a tank container is very significant when the oil in the tank containers is at pump temperature should be held. In the case of larger tank containers, the heat requirement for oil in to keep the tank containers at the pump temperature should be twice as high as the heat demand to maintain the storage temperature of the oil in the tank containers.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Erwärmen der von einer aus mehreren Tankbehältern bestehenden Tankanlage in eine Fernleitung (Pipeline) zu leitenden Flüssigkeit, insbesondere Öl, ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungsvorrichtung aus zwei Teilstufen besteht, deren erste die Einzelbeheizungseinrichtungen in den einzelnen Tankbehältern sind, wobei diese Beheizungseinrichtungen schwächer bemessen sind, derart, daß durch sie die in den Tankbehältern befindliche Flüssigkeit auf Lagertemperatur, beispielsweise bei Öl + 5° C, gehalten wird, und deren zweite Stufe ein solcher Flüssigkeitserwärmer ist, der zu Beginn der Fernleitung selbst, die über eine allen Tankbehältern gemeinsame Entleerungsleitung an die Tankbehälter angeschlossen ist, angeordnet ist und der stärker bemessen ist, derart, daß erst in ihm die fortzuleitende Flüssigkeit auf die volle Transporttemperatur, beispielsweise bei Öl 25 bis 50° C, erwärmt wird.The device according to the invention for heating the from one several tank containers existing tank system in a long-distance line (pipeline) conductive liquid, in particular oil, is now characterized in that the The heating device consists of two sub-stages, the first of which is the individual heating devices are in the individual tank containers, these heating devices being weaker are dimensioned in such a way that the liquid in the tank containers through them at storage temperature, for example with oil + 5 ° C, is kept, and the second Stage is such a liquid heater, which at the beginning of the pipeline itself, the emptying line to the tank containers via a common emptying line for all tank containers is connected, is arranged and which is more strongly dimensioned such that only in it the liquid to be conveyed to the full transport temperature, for example with oil 25 to 50 ° C, is heated.

Dem Flüssigkeitserwärmer in der Fernleitung kann die Flüssigkeitstransportpumpe vor- oder nachgeschaltet sein. Die Beheizung der in den einzelnen Tankbehältern vorgesehenen Erwärmen und des in der Flüssigkeitsentleerungsleitung befindlichen Erwärmers kann in an sich bekannter Weise mittels Dampf, Warm- oder Heißwasser, Kondensatwasser oder Rauchgasen erfolgen. Die Tankbehälter sind einzeln abschaltbar.The liquid transport pump can be connected upstream or downstream of the liquid heater in the long-distance line. The heating provided in the individual tank containers and the heater located in the liquid drainage line can be heated in a manner known per se by means of steam, warm or hot water, condensate water or flue gases. The tank containers can be switched off individually.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Erwärmen der von einer aus mehreren Tankbehältern. bestehenden Tankanlage in einer Fernleitung (Pipeline) zu leitenden Flüssigkeit wird ein geringster Wärmeverbrauch erzielt. Es wird an Heizfläche dadurch gespart, daß die in den einzelnen Tankbehältern vorgesehenen Beheizungseinrichtungen nur so bemessen zu sein brauchen, daß die Lagertemperatur der Flüssigkeit gehalten werden kann. In der den einzelnen Tankbehältern gemeinsamen Entleerungsleitung können im Bedarfsfalle auch mehrere Flüssigkeitserwärmer vorgesehen sein. Die Anbringung einer Flüssigkeitstransportpumpe erübrigt sich, wenn ein entsprechend natürliches Gefälle der Leitung gegeben ist. Der Erwärmer der Flüssigkeitsentleerungsleitung kann in die Flüssigkeitsfernleitung selber eingebaut sein, beispielsweise aus diese umgebenden beheizten Rohrschlangen bestehen. Auch kann der in der Flüssigkeitsentleerungsleitung vorgesehene Erwärmer zur Erhöhung der Sicherheit der Tankanlage außerhalb des Bereiches der Tankbehälter vorgesehen sein.In the device according to the invention for heating of one from several tank containers. existing tank system in a pipeline The liquid to be conducted results in the lowest possible heat consumption. It will be on Heating area saved in that the provided in the individual tank containers Heating devices only need to be dimensioned in such a way that the storage temperature the liquid can be held. In the common to the individual tank containers Drainage lines can also be provided with several liquid heaters if necessary be. The attachment of a liquid transport pump is unnecessary if a corresponding one there is a natural gradient of the line. The heater of the liquid evacuation line can be built into the liquid pipeline itself, for example from this surrounding heated pipe coils. The one in the liquid drainage line can also be used provided heater to increase the safety of the tank system outside the area the tank container may be provided.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.The drawing shows an example embodiment of the subject matter of the invention shown schematically.

Die Tankanlage besteht aus einer Mehrzahl von Tankbehältern 1, die beispielsweise zur Speicherung von Rohöl dienen und aus denen eine Fernleitung 2, die über beliebige Entfernungen führen kann, versorgt wird. Jeder der Tankbehälter 1 weist eine Beheizungseinrichtung 3 auf, die so bemessen ist, daß die in den Tankbehältern 1 befindliche Flüssigkeit auf ihrer gewünschten Lagertemperatur gehalten werden kann, beispielsweise bei Öl 5° C. Die Beheizungseinrichtungen 3 können mit Dampf, Warm- oder Heißwasser, Kondensatwasser oder Rauchgasen betrieben werden. Der Dampf oder das sonstige Heizmedium zum Betrieb der Beheizungseinrichtungen 3 kann diesen über eine Leitung 4 zugeleitet werden. Das bei Dampf anfallende Kondensat oder das rücklaufende Medium kann über eine Leitung 5 abgeleitet werden.The tank system consists of a plurality of tank containers 1, which are used, for example, to store crude oil and from which a long-distance line 2, which can run over any distance, is supplied. Each of the tank containers 1 has a heating device 3 which is dimensioned so that the liquid in the tank containers 1 can be kept at its desired storage temperature, for example at 5 ° C oil. The heating devices 3 can be operated with steam, warm or hot water, Condensate water or flue gases are operated. The steam or other heating medium for operating the heating devices 3 can be fed to them via a line 4. The condensate produced by steam or the returning medium can be discharged via a line 5.

Die Tankbehälter 1 weisen Entleerungsstutzen 6 für die in ihnen gelagerte Flüssigkeit auf, die Abschaltorgane7 haben können. Je nach der räumlichen Anordnung der Tankbehälter 1 ist eine Mehrzahl der Entleerungsstutzen 6 an Entleerungsleitungen 8, 9 angeschlossen. Diese Entleerungsleitungen 8, 9 sind zu einer allen Tankbehältern 1 gemeinsamen Flüssigkeitsentleerungsleitung 10 zusammengefaßt, an die sich die Flüssigkeitsfernleitung 2 anschließt.The tank containers 1 have emptying nozzles 6 for the stored in them Liquid that can have shutdown devices7. Depending on the spatial arrangement the tank container 1 is a plurality of drainage nozzles 6 on drainage lines 8, 9 connected. These emptying lines 8, 9 are to one of all tank containers 1 common liquid drain line 10 summarized to which the Liquid pipeline 2 connects.

Im Bedarfsfalle ist in der Flüssigkeitsentleerungsleitung 10 eine Flüssigkeitstransportpumpe 12 vorgesehen. Dieser ist ein Flüssigkeitserwärmer 11 vor- oder nachgeschaltet, der so bemessen und betrieben wird, daß die zu transportierende Flüssigkeit auf die gewünschte Ferntransporttemperatur erwärmt wird, beispielsweise bei Öl 25 bis 50°C. Das Heizmittel des Flüssigkeitsenvärmers 11 kann diesem über eine Leitung 13 zugeführt und das anfallende Kondensat oder die Rücklaufflüssigkeit über eine Leitung 14 abgeleitet werden.If necessary, a liquid transport pump 12 is provided in the liquid emptying line 10. A liquid heater 11 is connected upstream or downstream of this, which is dimensioned and operated in such a way that the liquid to be transported is heated to the desired long-distance transport temperature, for example 25 to 50 ° C. in the case of oil. The heating medium of the liquid heater 11 can be fed to it via a line 13 and the condensate or the return liquid can be discharged via a line 14.

Da die in den einzelnen Tankbehältern 1 befindliche Flüssigkeit lediglich auf Lagertemperatur und nicht auf Transporttemperatur gehalten wird, ist der Wärmeverbrauch der Flüssigkeitserwärmer 3 zufolge der geringeren Temperaturdifferenz zwischen Außenluft und Flüssigkeitstemperatur wesentlich geringer, als wenn die in jenem Tankbehälter 1 befindliche Flüssigkeit auf Transporttemperatur gehalten würde. Die Anlagekosten der Beheizungseinrichtung 3 sind entsprechend niedriger. Die Anordnung des Flüssigkeitserwärmers 11 ermöglicht es, die Temperatur der Flüssigkeit während des Ferntransports und bei der Pumparbeit, unabhängig von der Lagertemperatur in den Tankbehältern 1, in einer gewünschten Höhe zu halten.Since the liquid in the individual tank containers 1 is only is kept at storage temperature and not at transport temperature, is the heat consumption the liquid heater 3 due to the lower temperature difference between outside air and liquid temperature much lower than when in that tank container 1 located liquid would be kept at transport temperature. The investment costs the heating device 3 are correspondingly lower. The arrangement of the liquid heater 11 allows the temperature of the liquid during long-distance transport and during pumping work, regardless of the storage temperature in the tank containers 1, in at a desired height.

Es sei folgendes Ausführungsbeispiel gegeben: Eine Tankanlage weist zehn Tankbehälter auf, von denen jeder etwa 25 000 m3 Öl fassen kann und von denen jeweils fünf Tankbehälter in Betrieb sind, d. b., drei Tankbehälter sind vollgefüllt, und je ein Tankbehälter wird gefüllt bzw. entleert, während fünf weitere Tankbehälter als Reserve dienen. Bei der nachfolgenden Berechnung ist zugrunde gelegt, daß jeder der beiden in der Füllung bzw. Entleerung befindlichen Tankbehälter zur Hälfte gefüllt sei. Es ergibt sich dann bei einer angenommenen @"@ußentemperatur von -15-C, einer Windgeschwindigkeit von 15 m/sec, einer Tankoberfläche von 4000 m2 je Tankbehälter, einer Tankbodenfläche von 2000 m2 je Tankbehälter und einer Lagertemperatur des Öles von 5°C ein Wärmeverbrauch von 1140 000 WE/h bei drei vollgefüllten und zwei zur Hälfte gefüllten Tankbehältern mithin ein Wärmeverbrauch von 5 140 000 WE/h.The following exemplary embodiment is given: A tank system has ten tank containers, each of which can hold around 25,000 m3 of oil and of which five tank containers are in operation, db, three tank containers are full, and one tank container is filled or emptied, while five more tank containers serve as a reserve. The following calculation is based on the assumption that each of the two tank containers being filled or emptied is half full. With an assumed outside temperature of -15-C, a wind speed of 15 m / sec, a tank surface of 4000 m2 per tank, a tank floor area of 2000 m2 per tank and a storage temperature of the oil of 5 ° C, the result is a heat consumption of 1,140,000 WE / h at three fully-filled, and two half-filled tank container and consequently a heat consumption of 5,140,000 WE / h.

Die Abstrahlung des Olvorwärmers selber an die Außenluft beträgt 60 000 WE/h. Es ergibt sich mithin ein Gesamtabstrahlungsverlust von 5 200 000 WE/h.The radiation of the oil preheater itself to the outside air is 60 000 WE / h. This results in a total radiation loss of 5,200,000 WE / h.

Die sich hieraus ergebende Heizfläche beträgt j e Tank 110 m2. Bei zehn vorhandenen Tankbehältern beträgt die Heizfläche mithin 1100 m2.The resulting heating area per tank is 110 m2. With ten tank containers available, the heating area is 1100 m2.

Bei der Tankanlage nach der Erfindung, bei der die Flüssigkeitstemperatur in den Tankbehältern 1 nur auf Lagertemperatur gehalten wird, die durch einen allen Tankbehältern gemeinsamen Flüssigkeitsvorwärmer 11 auf die Flüssigkeitstransporttemperatur erhöht wird, sei eine Fördermenge von 640 t/h in die Förderleitung angenommen. Dies bedingt einen Wärmeverbrauch von 6 400 000 WE/h für die Aufheizung der Flüssigkeit von der Lagertemperatur auf die Transporttemperatur und eine Heizfläche von 530 m2 bei dem Vorwärmer 11. Zweckmäßig ist für die fünf Reservetankbehälter ein weiterer Reservevorwärmer 15 vorgesehen, der in einer Umgehungsleitung 16 zum Vorwärmer il vorgesehen ist. Dieser Reservevorwärmer 15 kann jedoch auch für alle Tankbehälter gemeinsam Verwendung finden. Er weist ebenfalls eine Heizfläche von 530 m2 auf. Die Gesamtheizfläche der Vorwärmer 11, 15 beträgt 1060 m2. Die Heizfläche der Beheizungseinrichtungen 3 in den Tankbehältern beträgt 1 100 m2. Die Gesamtheizflächebeläuft sich mithin auf 2160 m2.In the tank system according to the invention, in which the liquid temperature in the tank containers 1 is only kept at storage temperature, which is increased to the liquid transport temperature by a liquid preheater 11 common to all tank containers, a delivery rate of 640 t / h into the delivery line is assumed. This requires a heat consumption of 6,400,000 WE / h for heating the liquid from the storage temperature to the transport temperature and a heating area of 530 m2 for the preheater 11 is provided for the preheater il. This reserve preheater 15 can, however, also be used jointly for all tank containers. It also has a heating surface of 530 m2. The total heating surface of the preheaters 11, 15 is 1060 m2. The heating surface of the heating devices 3 in the tank containers is 1,100 m2. The total heating surface amounts to 2160 m2.

Der Gesamtwärmeverbrauch der Tankanlage beträgt 11600 000 WE/h, nämlich 6 400 000 WE/h für die Rufheizung des Vorwärmers il bzw. 15 und 5 200 000 WE/h für die Beheizungseinrichtungen 3 in den Tankbehältern.The total heat consumption of the tank system is 11600,000 WE / h, namely 6 400 000 WE / h for the call heating of the preheater il or 15 and 5 200 000 WE / h for the heating devices 3 in the tank containers.

Bei der vorbekannten Einzelbeheizung der Tankbehälter auf Fördertemperatur von 25°C wäre bei einer Tankanlage der gleichen Größe und gleicher Förderleistung von 640 t/h ein Wärmebedarf von 7 860 000 WE/h zum Ausgleich der Abstrahlungsverluste in den Tankbehältern und von 6 400 000 WE/h zum Aufheizen der Flüssigkeit erforderlich, mithin ein Gesamtwärmebedarf von 13 260 000 WE/h sowie eine Gesamtheizfläche von 3 100 m2.With the previously known individual heating of the tank container to the delivery temperature of 25 ° C would be the same size and delivery rate for a tank system of 640 t / h a heat requirement of 7,860,000 WE / h to compensate for the radiation losses in the tank containers and 6 400 000 WE / h required to heat the liquid, hence a total heat requirement of 13 260 000 WE / h and a total heating surface of 3 100 m2.

Es ist offensichtlich, daß der Wärmebedarf bei der Anwendung unterschiedlicher Öltemperaturen gemäß der Erfindung wesentlich geringer ist als bei der Rufheizung auf Öltransporttemperatur in den einzelnen Tankbehältern und daß vor allem die Anlagekosten der Beheizungseinrichtung zufolge der wesentlich geringeren Gesamtheizfläche bei einer Anlage gemäß der Erfindung entsprechend niedriger sind.It is obvious that the heat requirements vary with the application Oil temperatures according to the invention is much lower than in the case of the call heating on the oil transport temperature in the individual tank containers and that, above all, the system costs the heating device due to the significantly smaller total heating surface a system according to the invention are correspondingly lower.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for heating one of several Tank containers existing tank system to be directed into a long-distance line (pipeline) Liquid, in particular oil, characterized in that the heating device consists of two sub-stages, the first of which is the individual heating devices (3) in the individual tank containers (1), these heating devices being weaker are dimensioned in such a way that through them the liquid in the tank containers (3) at storage temperature, for example with oil + 5 ° C, is kept, and the second Stage is such a liquid heater (11), which at the beginning of the long-distance line (2) even that over an all Tank containers (3) common drainage line (10) is connected to the tank container (3), is arranged and the more heavily dimensioned is such that only in it the liquid to be conveyed to the full transport temperature, for example with oil 25 to 50 ° C, is heated.

2. Device according to claim 1, characterized in that the liquid heater (11) in the long-distance line (2) the liquid transport pump (12) is connected upstream or downstream.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the heater (3) in the individual Tank containers (1) and the heater (11) in the liquid emptying line (10) in a manner known per se for heating by means of steam, warm or hot water, condensate water or flue gases are designed.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the tank containers (3) can be switched off individually.