DE19931923A1

DE19931923A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ablassen eines flüssigen Mediums

Info

Publication number: DE19931923A1
Application number: DE19931923A
Authority: DE
Inventors: Dieter Buchholz; Helmut Reithmeier; Rudolf Stockmann; Pentti Paurola
Original assignee: Linde GmbH; Den Norske Stats Oljeselskap AS
Current assignee: Linde GmbH; Equinor ASA
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2001-01-11

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Ablassen eines flüssigen Mediums, vorzugsweise Kühlwasser, das in wenigstens einem Wärmetauscher einer Anlage gegen einen Verfahrensstrom angewärmt oder abgekühlt wird, wobei für das Medium ein Gegendruck gehalten wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird zumindest ein Teilstrom (7) des Mediums vor dem Abführen aus der Anlage energierückgewinnend eingesetzt (P2, E4). DOLLAR A Des weiteren kann die Geschwindigkeit des Mediums auf einen Wert zwischen 0,1 und 5,0 m/s, vorzugsweise 0,2 und 2,0 m/s, verringert werden, wobei dies vorzugsweise durch Einleiten in wenigstens einen Behälter und/oder durch eine Querschnittserweiterung der Förderleitung (6') erfolgt. Dem Behälter und/oder der Querschnittserweiterung der Förderleitung (6') können eine Entlüftungsleitung (5) zugeordnet sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfassen eines flüssigen Mediums, vorzugsweise Kühlwasser, das in wenigstens einem Wärmetauscher einer Anlage gegen einen Verfahrensstrom angewärmt oder abgekühlt wird, wobei für das Medium ein Gegendruck gehalten wird.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ablassen eines flüssigen Mediums, vorzugsweise Kühlwasser, aus einer Anlage, beispielsweise einer Erdgas- Verflüssigungsanlage, mit wenigstens einem Wärmetauscher, in dem das Medium gegen einen Verfahrensstrom angewärmt oder abgekühlt wird, und mit Mitteln zum Halten eines Gegendruckes für das Medium.

Bei bestehenden Anlagen, wie beispielsweise Erdgas-Verflüssigungsanlagen (LNG- Baseload-Anlagen), werden an unterschiedlichsten Stellen innerhalb der Anlage Medien, wie beispielsweise Meerwasser, benötigt, die gegen Verfahrensströme abgekühlt, aber auch angewärmt werden. Für die Verteilung dieser Medien auf mehrere Wärmetauscher ist das Aufrechterhalten eines bestimmten Rück- bzw. Gegendruckes erforderlich. Das Ablassen des Kühlwassers aus der Anlage erfolgt bisher im Regelfall über sog. Wasserschlösser - dies sind Überlaufwehre in entsprechender Höhe (beispielsweise 20 m) -, die jedoch, wie auch andere Lösungen, eine Vielzahl von Nachteilen besitzen:

- keine Energierückgewinnung
- Lärmbelästigung
- Nebelbildung
- visuelle "Verschmutzung" (die gegenwärtigen Auslaßvorrichtungen, die im Regelfall aus Beton bestehen, dominieren die Ansicht einer Anlage)
- vergleichsweise hohe Investitionskosten

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ablassen eines flüssigen Mediums, vorzugsweise von Kühlwasser, anzugeben, das bzw. die die genannten Nachteile vermeidet.

Dies wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erreicht, daß zumindest ein Teilstrom des Mediums vor dem Abführen aus der Anlage energierückgewinnend eingesetzt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Geschwindigkeit des Mediums hierbei auf einen Wert zwischen 0,1 und 5,0 m/s, vorzugsweise 0,2 und 2,0 m/s, verringert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ablassen eines flüssigen Mediums ist durch Mittel zur Energierückgewinnung, denen mindestens ein Teilstrom des Mediums vor dem Abführen aus der Anlage zugeführt wird, gekennzeichnet.

Hierbei sind die Mittel zur Energierückgewinnung vorzugsweise als wenigstens eine Wasserturbine ausgebildet.

Das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie weitere Ausgestaltungen des- bzw. derselben - die Gegenstände von Unteransprüchen darstellen - seien anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dieses zeigt eine Erdgas-Verflüssigungsanlage, bei der Meerwasser als Kühlmedium zum Einsatz kommt.

Mittels einer Pumpe P1 wird über eine Leitung 1 Meerwasser angesaugt und über die Leitungen 2, 2' und 2" den Wärmetauschern E1, E2 und E3 zugeführt. Das Meerwasser weist eine Temperatur zwischen 4 und 30°C auf und wird mittels der Pumpe P1 auf einen Druck zwischen 3 und 10 bar gepumpt. Der Übersichtlichkeit halber sind in der Figur lediglich drei Wärmetauscher E1, E2 und E3 dargestellt, es ist jedoch selbstverständlich, daß im Falle entsprechend großer Anlagen eine Vielzahl von Wärmetauschern vorgesehen seien können bzw. müssen.

Das in den Wärmetauscher E1, E2 und E3 erwärmte Meerwasser wird über die Leitungen 3, 3' und 3" einer gemeinsamen Sammelleitung 4 zugeführt. Über eine Leitung 6 wird das Meerwasser sodann beispielsweise auf eine Höhe gefördert, die oberhalb des am höchsten angeordneten Wärmetauschers liegt - in der Figur ist dies der Wärmetauscher E3.

Sofern beispielsweise ein Wärmetauscher, dem lediglich ein kleiner Teilstrom der gesamten Meerwasser- bzw. Kühlmediummenge zugeführt werden muß, deutlich höher als die restlichen Wärmetauscher angeordnet ist, ist es jedoch nicht sinnvoll, die gesamte Wassermenge bis auf dessen Höhe zu fördern. In diesem Fall ist es zweckmäßiger, wenn die Wassermenge nur bis auf die Höhe der anderen Wärmetauscher gefördert wird, und der höher angeordnete Wärmetauscher mittels einer separaten Pumpe versorgt wird.

Der in der Sammelleitung 4 vereinigte Strom weist eine Temperatur zwischen 10 und 60°C auf. Diese hängt natürlich von der Art des Prozesses, dem das Medium als Kühl- und/oder Heizmedium zugeführt wird, ab.

Die Erfindung weiterbildend wird vorgeschlagen, daß die Geschwindigkeit des Meerwassers bzw. Mediums verringert wird.

Diese Verringerung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß das Medium in einen Behälter eingeleitet wird - diese Alternative ist in der Figur nicht dargestellt - und/oder eine Querschnittserweiterung der Förderleitung 6' realisiert wird. Diese Querschnittserweiterung hat zur Folge, daß die Geschwindigkeit des Mediums verringert wird, wobei die Geschwindigkeit des Meerwassers insbesondere auf einen Wert zwischen 0,1 und 5,0 m/s vorzugsweise 0,2 und 2,0 m/s, verringert wird.

Die Erfindung weiterbildend wird vorgeschlagen, daß dem Behälter und/oder der Querschnittserweiterung der Förderleitung 6' eine Entlüftungsleitung 5 zugeordnet ist. Diese Entlüftungsleitung 5 dient als Vakuumbrecher für den Fall, daß es zu einem Ausfall der Pumpe P1 kommt und dadurch ein Unterdruck in dem Leitungssystem des Kühlmediums entsteht.

Ferner kann eine Abscheidevorrichtung vorgesehen werden, über die beispielsweise aufgrund von Leckagen in das Kühlmediumleitungsnetz eingetretenes Kohlenwasserstoff-reiches Gas aus dem Kühlmediumleitungsnetz entfernt werden kann. Das Kohlenwasserstoff-reiche Gas kann nach erfolgter Abtrennung über die Ablaßleitung 5 aus dem Kühlmediumleitungsnetz abgeführt werden.

Erfindungsgemäß wird nunmehr zumindest ein Teilstrom des Meerwassers über die Leitung 7, in der ein Regelventil a angeordnet ist, einer sog. Energierückgewinnungs stufe P2 zugeführt. Diese ist vorzugsweise als eine Wasserturbine, ggf. als eine rückwärts laufende Pumpe ausgebildet; sie kann insbesondere direkt mit der Pumpe P1 oder anderen Einrichtungen, die der Gewinnung von mechanischer Energie dienen, gekoppelt werden. Des weiteren ist eine Koppelung mit einem elektrischen Generator realisierbar. Auch kann die in der Figur dargestellte Energierückgewin nungsstufe P2 als Ejektor ausgebildet sein, der für "nahegelegene Anwender" ein Hochvakuum erzeugen kann.

Das Meerwasser wird anschließend einem Wärmetauscher E4 zugeführt, in dem es Abwärme auf niedrigem Temperaturniveau für "nahegelegene Anwender bzw. Abnehmer" erzeugen kann. Über Leitung 8 wird das Meerwasser anschließend ebenfalls dem Überlaufbecken 12 zugeführt.

Das Kühlwasser kann zeitgleich oder alternativ über die Bypass-Leitungen 9 und 10, in denen ein Regelventil b vorgesehen ist, direkt in das Überlaufbecken 12 geführt werden. Aus diesem strömt das Meerwasser über ein Wehr 13 wieder zurück in das Meer. Dieser Verfahrensweise wird insbesondere dann realisiert, wenn es zu einem Ausfall der Energierückgewinnungsstufe P2 kommt.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen eine deutliche Verringerung der Investitionskosten gegenüber den zum Stand der Technik zählenden Verfahren bzw. Vorrichtungen. Aus Umwelt- sowie Sicherheitsgesichtspunkten ist die Erfindung ebenfalls vorteilhaft, da sowohl die Lärm- als auch die Nebelbildung deutlich verringert werden.

Bei Wärmetauscherleckagen ist es zudem möglich, in das Kühlmedium eintretende Medium aus dem Kühlmedium abzutrennen und entsprechend zu entsorgen. Des weiteren kann der Exergie-Inhalt des Kühlmediums zurückgewonnen werden, indem elektrische oder mechanische Energie für andere Anwendungen erzeugt wird. Ferner ist es möglich, Prozeßwärme auf einem niedrigen Temperaturniveau zu erzeugen.

Claims

1. Verfahren zum Ablassen eines flüssigen Mediums, vorzugsweise Kühlwasser, das in wenigstens einem Wärmetauscher einer Anlage gegen einen Verfahrensstrom angewärmt oder abgekühlt wird, wobei für das Medium ein Gegendruck gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teilstrom (7) des Mediums vor dem Abführen aus der Anlage energierückgewinnend eingesetzt wird (P2, E4).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Mediums auf einen Wert zwischen 0,1 und 5,0 m/s, vorzugsweise 0,2 und 2,0 m/s, verringert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Geschwindigkeit des Mediums durch Einleiten in wenigstens einen Behälter und/oder durch eine Querschnittserweiterung der Förderleitung (6') erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter und/oder der Querschnittserweiterung der Förderleitung (6') eine Entlüftungsleitung (5) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung zum Ablassen eines flüssigen Mediums, vorzugsweise Kühlwasser, aus einer Anlage, beispielsweise einer Erdgas-Verflüssigungsanlage, mit wenigstens einem Wärmetauscher, in dem das Medium gegen einen Verfahrens strom angewärmt oder abgekühlt wird, und mit Mitteln zum Halten eines Gegendruckes für das Medium, gekennzeichnet durch Mittel zur Energierückgewinnung, denen mindestens ein Teilstrom (7) des Mediums vor dem Abführen aus der Anlage zugeführt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Energierückgewinnung als wenigstens eine Wasserturbine (P2), wenigstens eine rückwärts laufende Pumpe und/oder wenigstens ein Ejektor ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Verringerung der Geschwindigkeit des Mediums vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verringerung der Geschwindigkeit des Mediums als wenigstens ein Behälter und/oder eine im Querschnitt verbreiterte Förderleitung (6') ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter und/oder der Querschnittserweiterung der Förderleitung (6') eine Entlüftungsleitung (5) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abscheidevorrichtung, die insbesondere der Abtrennung von in das Medium eingedrungenen Fremdstoffen dient, vorgesehen ist.