DE2815376C3 - Vorrichtung zur Vermeidung von Druckstößen in Rohrleitungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermeidung von Druckstößen in den Folgeabschnitten von Transport-Rohrleitungen für brennbare Gasgemische, mit einer Flammensperre und einem Meßgerät zur Überwachung des Gaszustandes, die in Strömungsrichtung nacheinander angebracht sind.

Der Ausdruck »Gas« schließt hier und im folgenden auch Dämpfe, Aerosole und andere gasähnliche Systeme ein.

Bei industriellen Anlagen, in denen brennbare Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe erzeugt, behandelt oder gelagert werden (z. B. Raffinerien, Lackieranlagen. Tanklager etc.) können austretende Abluflströme organisch beladen sein. In diesen Abluftströmen dürfen, wenn sie in die Atmosphäre eingeleitet werden, bestimmte maximale Konzentrationen an organischen Verunreinigungen nicht überschritten werden. Die Verminderung dieser Schadstoffgehalte auf zulässige Konzentrationen kann z. B. thermisch in Nachverbrennungsanlagen (TNV) oder durch Unterfeuern in bereits vorhandene oder in aus anderen Gründen zu errichtenden Verbrennungsanlagen erreicht werden. Bei derartigen Ablauftströmen stellt man den Gehalt an organischen Bestandteilen üblicherweise deutlich unterhalb der Zündgrenze ein (z. B. 25% UEG).

Unter Umständen, z. B. bei Betriebsstörungen, kann sich jedoch die Gaszusammensetzung schnell und drastisch so verändern, daß die Abluft zündfähig wird und durch eine Zündquelle, wie Brenner, Gebläse und andere Bauteile der Anlage, gezündet werden kann.

Um für solche Fälle ein Rückschlagen der Flamme in die vorgeschaltete Anlage zu vermeiden, setzt man gewöhnlich Flammensperren ein. Eine etwa entstandene Flammenfront läuft aber mit wachsender Geschwindigkeit in der Rohrleitung bis zu der besagten Flammensperre zurück, wobei es zu Explosionen und bei längeren Rohrstrecken (etwa oberhalb 30 D) zu Detonationen kommen kann. Die Rohrleitung kann dabei Druckstößen bis nahezu 100 bar ausgesetzt werden. Ein Hauptparameter für die Höhe des Druckstoßes ist die Länge der Rohrleitung (je länger das Rohr, desto höher der Druckstoß). Somit ergibt sich die Notwendigkeit, z. B. Flammensperren so nahe wie möglich an einer denkbaren Zündquelle anzuordnen. Es ist z. B. bei Ringleitungen üblich, je denkbarer Zündquelle eine Flammensperre einzusetzen (Abstand Zündquelle bis Flammensperre maximal 12D). Normalerweise werden die Flammensperren meßtechnisch überwacht um gegebenenfalls Sicherheitsöinktionen auszulösen.

Über solche Flammensperren wird beispielsweise in der Hauszeitschrift der TOTAL-Foerstner & Co., Ladenburg. Der Ladenburger Kreis, Informationen über Sicherheit und Feuerschutz, Ausgabe Oktober 1977, berichtet Danach ist es auch möglich, die Flammensperre durch eine automatische Löschmittelsperre zu ergänzen.

Es ist bei Entleerungssystemen von Erdöl-Raffinerien ferner bekannt, sog. Blow-down und Fackelsysteme vorzusehen. Bei diesen sorgt eine ständig brennende Zündflamme dafür, daß auch nach längerer Pause ankommende Gase sofort gezündet werden. Ein Rückschlagen der Flamme in das Fackelsystem wird durch eine Wasservorlage verhindert Mit der Vermeidung von Druckstößen in Rohrleitungen befassen sich solche F-ickelsysteme nicht, weil sie unmittelbar in die Atmesphäre münden.

Die Erfindung löst die Aufgabe, in Rohrleitungssystemen, die zum Transport von Gasgemischen variabler Zusammensetzung dienen, mit geringem Aufwand Explosionen oder Detonationen in den Rohrabschnitten, die sich Gas-Mischstationen anschließen, zuverlässig zu vermeiden.

Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, daß unmittelbar stromabwärts der Flammensperre eine ständig zündbereite Zündquelle angeordnet ist, daß das Meßgerät auf eine Zündung des Gases anspricht, und daß sich stromaufwärts der Flammensperre eine mit dem Meßgerät gekoppelte Schalteinrichtung befindet, mit der die Gaszusammensetzung in einem vorgegebenen Bereich zu halten ist. Diese Zündquelle kann in vorteilhafter Ausgestaltung mit Elektroenergie, brennbarem Gas oder fossilem Brennstoff betrieben werden oder aus einem Redox-Katalysator bestehen.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 73 22 718 ist bereits eine Vorrichtung zum Betätigen einer thermisch gesteuerten Nachströmsperre an trockenen Gebrauchsstellen-Vorlagen für Brenngas Verteilungsleitungen beim Schweißen, Schneiden oder bei verwandten Arbeitsverfahren mit einem federbelasteten Absperrventil, das den Einlaß für die Brenngaszufuhr im Betriebszustand geöffnet hält und bei einem Flammenrückschlag oder Nachbrennen verschließt bekannt. Die Vorrichtung arbeitet derart, daß das Absperrventil mittels eines Thermostaten in seine Schließstellung bewegbar ist. Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist die bekannte Vorrichtung nicht geeignet.

Der Erfindung ist anhand der Zeichnung im nachstehenden in einem Ausfühiungsbeispiel erläutert

Aus der Anlage 1 tritt in die Rohrleitung 2 ein Abluftstrom mit organischer Beladung aus. Der Abluftstrom passiert die Flammensperre 3, kommt mit der definierten Zündquelle 5 in Kontakt und verteilt sich dann im Rohrleitungsnetz beliebiger Länge 6. Wird da' Abgas zündfähig, zündet eü an der definierten Zündquelle 5. Die sich unmittelbar an der Flarrtmensper-

re bildende Flamme wird durch eine meßtechnische Vorrichtung 4 {z. B. ein Thermoelement) erfaßt- Es werden dann Sicherheitsfunktionen wie beispielsweise die-Abschaltung der Anlage 1 ausgelöst.

Bei obiger Anordnung ist auch bei Ringleitungen nur eine Flammensperre erforderlich. Darüberhinaus werden längere Anlaufstrecken fürdenkbare Flammenfronten vermieden. Es kann nicht mehr zu Explosionen oder gar Detonationen kommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Vermeidung von Druckstößen jn den Folgeabschnitten von Transport-Rohrleitungen für brennbare Gasgemische, mit einer Flammensperre und einem Meßgerät zur Überwachung des Gaszustandes, die in Strömungsrichtung nacheinander angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar stromabwärts der Flammensperre (3) eine ständig zündbereite Zündquelle (5) angeordnet ist, daß das Meßgerät (4) auf eine Zündung des Gases anspricht, und daß sich stromaufwärts der Flammensperre (3) eine mit dem Meßgerät (4) gekoppelte Schalteinrichtung befindet, mit der die Gaszusammensetzung in einem vorgegebenen Bereich zu halten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (4) und die Schalteinrichtung zu einem Regelkreis verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zür.dqueile (5) mit Elektroenergie, brennbarem Gas oder fossilem Brennstoff betrieben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündquelle (5) ein Redox-Katalysator ist.