DE3135707A1

DE3135707A1 - Verfahren und einrichtung zur feststellung einer zustandsaenderung in einer gas- oder fluessigkeitsstroemung

Info

Publication number: DE3135707A1
Application number: DE19813135707
Authority: DE
Inventors: Stephen F 94947 Novato Calif. Streib
Original assignee: Chevron Research and Technology Co; Chevron Research Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1980-09-05
Filing date: 1981-09-05
Publication date: 1982-04-08
Also published as: FR2489928B1; GB2083232A; FR2489928A1; CA1173266A; GB2083232B

Description

— in- Hamburg, 3. September 1981 V 247481

Priorität: 5. 9. 1980, U.S.A.,

Pat.Anm.Nr. 184,559 und 184,560

Anmelder;

Chevron Research Company

San Francisco, CaI. 94105

U.S.A.

Verfahren und Einrichtung zur Feststellung einer Zustandsänderung in einer Gas- oder Flüssigkeitsströmung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Feststellen einer Zustandsänderung einer Flüssigkeitsströmung in einem das strömende Medium führenden Körper, insbesondere in Entlastungs- bzu. Überströmleitungen in komplex aufgebauten Chemieanlagen oder Raffinerien, uobei unter uechselnden Bedingungen und Zustandsänderungen insbesondere ein vorübergehender Zustand erfaßt uerden soll, bei uel-chem unerwartet eine

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Gas- oder Flüssigkeitsströmung auftritt. Die Erfindung soll insbesondere zur Anzeige des unerwarteten Auftretens einer Flüssigkeitsströmung in einer Entlastungsleitung oder einer Gruppe solcher in einer komplex aufgebauten, chemischen Anlage oder Raffinerie vorhandenen Leitungen dienen.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer bei sehr hoher Empfindlichkeit kostengünstigen Einrichtung und eines Verfahrens zur Überwachung sehr schwacher Gas- oder Flüssigkeitsänderungen, und insbesondere die Erfassung beim Übergang eines ruhenden, strömungslosen Zustandes in einen strömenden Zustand eines Gases oder einer Flüssigkeit, wobei die Erfassung der Änderung vollständig außerhalb einer das strömende Medium führenden Leitung erfolgen soll,.ohne die Verhältnisse im Leitungsinneren durch Eingriffe in den Leitungskörper zu beeinflussen, d. h. ohne durch den Leitungskörper geführte Öffnungen vorzusehen.

Bei der erfindungsgemäßen Überwachung des Strömungszustandes eines Gases oder einer Flüssigkeit werden kleine Änderungen des Uärmeflusses infolge entsprechender, in einem strömungsführenden Körper auftretender, geringer Strömungen abgetastet.

Die Erfindung nutzt also zur Erfassung von Zustandsänderungen einer Strömung im Grunde einen bei einer Zustandsänderung auftretenden Wärmeübergang, wobei das

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Ausgangssignal des verwendeten Abtasters durch Kaskadeschaltung dar Fühler wirksam verstärkt werden kann, um auch äußerst kleine Zustandsänderungen der übernachten Strömung zu erfassen. Die Uärmeabtastung erfolgt dabei vollständig außerhalb des beispielsweise aus einer Rohrleitung bestehenden, strömungsführenden Körpers ohne Eingriffe in diesem Körper und dadurch bedingte Einflüsse auf eine im Innern des Körpers stattfindende Strömung. Zwar gibt es für verschiedene Anuendungszuecke unterschiedlich ausgeführte Meßverfahren zur Überwachung einer Strömung. Eine nach dem erfindungsgemäßen Prinzip der Abtastung eines mit einer Zustandsänderung der Strömung verbundenen Änderung des Uärmeflusses ist aber bisher nicht bekannt geworden. -

Die Verwendung der Erfindung zur Überwachung einer oder mehrerer Entlastungsleitungen, die als Bestandteile eines Entlastungs-Fackel-Systems zu einer chemischen Anlage, einer Raffinerie oder dergleichen gehören, wobei an verschiedenen Stellen der Anlage erfaßte Überwachungsergeb-

nisse an einer zentralen Überwachungsstelle zusammengefaßt sind, zeichnet sich durch die einfache Möglichkeit aus, anhand der jeweiligen Anzeige sofort feststellen zu können, welche der überwachten Anlagenteile die Quelle einer ggf. auftretenden Ungleichmäßigkeit oder Störung des Arbeitsprozesses ist. Dadurch können erforderlichenfalls unverzüglich korrigierende Maßnahmen zur .Beseitigung einer auf-

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getretenen Störung eingeleitet werden.

Mit einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung wird die einer Zustandsänderung einer Gas- und/oder Flüssigkeitsströmung zugeordnete Uärmef luß-Ä'nderung jeder wichtigen Entlastungsleitung, beispielsweise einer Raffinerie oder einer chemischen Anlage, überwacht, wobei an den überwachten Stellen Uärmeflußmesser angebracht sind, die mit Signal-Anzeige -Einrichtungen in Reihe liegen.

3eder Uärmeflußmesser ist wenigstens zu einem großen Teil von einer Abschirmung gegen äußere Einflüsse, beispielsweise Uitterungseinflüsse umgeben, um einen niedrigen Grundpegel für die Messungen zu erzielen. Eine Kaskadeschaltung des Signalausganges, d. h. eine Reihenschaltung der Ausgänge einer Anzahl nach Art einer Thermosäule angeordneter Thermo-Paare eines Uärmefluß-Messers erhöht dessen Empfindlichkeit. Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält ein Uärmefluß-Messer etwa 80 Thermo-Paare. Falls erwünscht, kann jedoch die Zahl der Thermo-Paare eines Uärmeflußmessers bis auf etwa 320 erhöht werden.

Die erfindungsgemäße Maßnahme, die Uärmefluß-Messer mit einem wärmeleitenden Kleber an den zu überwachenden Strö- ■ mungsleitungen anzubringen, gewährleistet eine besonders wirkungsvolle Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Durch diese Maßnahme wird nämlich eine weitere

Herabsetzung des Hintergrund-Pegels erreicht. In diesem Fall können die an dem Kaskadegeschalteten Signalausgang des UärmefluS-Messers erreichten Empfindlichkeiten in einem Bereich von etwa 7 bis 250 BTU/hr/ft pro Milliuolt Ausgangsspannung liegen (.1 BTU = 0,252 kcal; hr = Stunde; 1 ft² = 0,0929 m²).

Ueitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung. Es zeigen: .

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anzahl von Entlastungsleitungen, die Bestandteile eines zu einer Raffinerie oder einer chemischen Anlage gehörenden Entlastungs-Fackel-Systems bilden, wobei eine Anzahl von Uärmef luß-Flessern zum schnellen Auffinden einer oder mehrerer Quellen einer Betriebsstörung der Anlage an ausgewählten Punkten in dem Entlastungs-Fackel-System angeordnet sind,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines herausgebrochenen Teiles einer Entlastungsleitung einer in Fig. 1 gezeigten Anlage zur Veranschaulichung der Anbringung und· Arbeitsweise eines erfindungsgemäßen Uärmeflußmessers,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig.2,

Fig. 4 eine in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 3 gesehene, herausgebrochene Teilansicht eines erfindungsgemäßen Uärmefluß-Messers und

Fig, 5 eine über der Zeit aufgezeichnete Kurve des Ausgangssignales eines der in einer Anlage gemäß Fig. 1 eingesetzten Uärrnefluß-Nessers.

Fig. 1 zeigt schematisch vereinfacht die wesentlichen Teile einer erfindungsgemäß ausgerüsteten Anlage, in uelcher mit der Erfindung eine besonders vorteilhafte Überwachung der Strömungszustände einer Gas- und/oder Flüssigkeitsströmung innerhalb eines Entlastungs-Fackel-Systems 2 möglich ist, welches, wie dargestellt, an die Verarbeitungs-Einheiten 3 bis 11 einer Raffinerie-Anlage 12 angeschlossen ist. Durch eine im folgenden erläuterte Überwachung der Abstromseite einer Anzahl von Strömungsleitungen 13, die Bestandteile des Entlastungs-Fackel-Systems 2 bilden, kann eine Bedienungsperson beim Auftreten einer Unregelmäßigkeit im ablaufenden Arbeitsprozeß sofort den Ort der Störungsquelle oder -quellen in der Anlage feststellen und erforderlichenfalls die zur Behebung der Unregelmäßigkeiten notwendigen Schritte einleiten.

Selbstverständlich ist die Anlage 12 so aufgebaut, daß sie theoretisch bei sämtlichen Verarbeitungsschritten in dynamischem Gleichgewicht bleibt. Beispielsweise können

Strömungsgeschwindigkeiten des Ausgangsmaterials und der Raffinerie-Produkte während der mit den Einheiten 3 bis 11 durchgeführten Behandlungsschritte stabilisiert werden. Gewöhnlich kann also das dynamische Gleichgewicht zwischen Ausgangsmaterial und ausgegebenem Endprodukt in jeder der Einheiten 3 bis 11 leicht innerhalb annehmbarer Grenzen gehalten werden. Dies gilt beispielsweise für die Hexan-Einheit 2, die Destillier-Einheit 4, die Einheit 5 für das katalytische Kracken, die Einheiten 6 und 7 für das katalytische Reformieren, die Einheit 8 zum Hydrakracken, die Uasserstoff-Einheit 9, die Alkylierungs-Einheit 10 und die V/orbehandlungs-Einheit 11.

Dennoch können aber zeitweilig Unregelmäßigkeiten des -ablaufenden Arbeitsprozesses bzw. Störungen des dynamischen Gleichgewichtes des Arbeitsprozesses auftreten. Solche Unregelmäßigkeiten, die beispielsweise durch schwankende Mengen des durch die Arbeitseinheiten der Anlage geschickten Produktes verursacht werden, können an verschiedenen Einheiten sowohl periodisch als auch aperiodisch auftreten. Überschüssige Mengen der gasförmigen oder flüssigen Phase des Produktes werden über das Entlastungs-Fackel-System 2 aus der Anlage 12 abgeführt. Der Druck ist die überwachte Steuerungs-Variable. Wenn beispielsweise eine oder mehrere der Einheiten 3 bis 11 außer Gleichgewicht geraten, wird ein Druckanstieg in dem Entlastungs-Fackel-System 2 zur

Einleitung einer Abfackelung benutzt. Für die Bedienungsperson bleibt jedoch das Problem,herauszufinden, uo innerhalb der Anlage die Quelle oder Quellen liegen, die die Unregelmäßigkeit des Arbeitsprozesses ausgelöst haben. Das Bedienungspersonal ist also gezuungen, zunächst die Fehlerquelle zu suchen, bevor die notwendigen, korrigierenden Maßnahmen getroffen werden können. Durch ein längeres Abfackeln und/oder damit verbundene Geruchsbelästigungen durch Störungen des gleichmäßigen Arbeitsablaufes kann der Betreiber der Anlage in Konflikt mit Vorschriften und Gesetzen kommen.

Um diese Probleme auszuschalten, ist das Entlastungs-Fackel-System 2, welches neben den schon erwähnten, mit den verschiedenen Arbeits-Einheiten 3 bis 11 verbundenen Entlastungs-Strömungsleitungen 13 Fackel-Einheiten 14a bis 14c, eine Kompressor-Anlage 15, Auffangbehälter 16 und ein Speichersystem 17 enthält, erfindungsgemäß durch eine Anzahl von allgemein mit 19 bezeichneten Meßeinrichtungen ergänzt, die an strategisch wichtigen Stellen des Entlastungs-Fackel-Systems angeordnet sind, beispielsweise an den in Fig. 1 mit Buchstaben A, B... A¹ angedeuteten Stellen. Die erfindungsgemäße Ergänzung der Anlage führt zu dem vorteilhaften Ergebnis, daß ungleichmäßig arbeitende Einheiten in der Raffinerie-Anlage 12 schnell und einfach ermittelt werden, so daß die aufgetretene Störung sehr schnell behoben werden kann.

Bevor die Arbeitsweise der Meßeinrichtungen 19 des Entlastungs-Fackel-Systems 2 im einzelnen erläutert werden, erscheint eine kurze Erläuterung des Arbeitsäblaufes in der Raffinerie-Anlage 12 zweckmäßig. -./

Zunächst wäre darauf hinzuweisen, daß Fig. 1 kein typisches Flußdiagramm der Arbeitsschritte vom Ausgangsmaterial bis zum Endprodukt ist, sondern im wesentlichen eine auf die Arbeitsweise des Entlastungsnetzes der Einheiten 3 bis 11 konzentrierte Darstellung. Deshalb werden im folgenden kurz zusammengefaßt nur die in den Einheiten 3 bis 11 ablaufenden Arbeitsvorgänge des gesamten Arbeitsprozesses erläutert:

Nachdem das Ausgangsmaterial, nämlich Rohöl, entgast, ent- . wässert und erhitzt ist, kann die Destillation in den Einheiten. 4 eingeleitet werden. Nach dem Destillieren in den Einheiten 4 kann eine weitere Veredelung des Destillationsproduktes und des Destillationsrückstandes in der Einheit 5 durch katalytisches Kracken und/oder in der Einheit 8 durch Hydrokracken erfolgen. In den Einheiten 5 und 8 werden Moleküle der eingeleiteten Flüssigkeiten oder Gase zerkleinert und/oder mit zusätzlichem Wasserstoff versetzt, um u. a. die Ausbeute zu vergrößern. Die Einheiten 6 und 7 verbessern durch katalytisches Reformieren die Produktqualität "beispielsweise durch Verbesserung der Oktan-Zahl. Die Alkylierungs-Einheit 10 führt in Verbindung mit der Vorbehandlungseinheit 11 zur Schonung des Katalysators zusätz-

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liehe V/erarbeitungsschritte aus, um z. B. Kohlenwasserstoffe bzu. Kohlenuasserstoff-Verbindungen niedrigeren Molekulargewichtes in solche mit höherem Molekulargewicht umzuwandeln. So können mit den Einheiten 10 und 11 z. B. Olefine in Isoparaffine umgewandelt werden. Die Hexan-Einheit 3 und die Uasserstoff-Einheit 9 sind verschiedenen Verarbeitungseinheiten des Raffinierprozesses zugeordnete Zusatzeinheiten. Hexan kann z. B. dem Flugbenzin zugesetzt werden, während der Wasserstoff von der Einheit 10 erforderlichenfalls in verschiedenen Bereichen des Arbeitsprozesses benutzt wird.

Die Erfindung arbeitet mit Umsetzer-Meßeinrichtungen 19 zur Abtastung eines Uärmeflusses. Die Anordnung und Arbeitsweise dieser im folgenden kurz Uärmefluß-Messer bzw. Meßfühler genannten Meßeinrichtungen 19 ergeben sich aus den Fig. 2, 3 und 4. Der Meßfühler eines Messers 19 arbeitet z. B. nachdem Prinzip einer Thermosäule, wobei eine·Temperaturdifferenz /ST zwischen dünnen, metallischen Schichten oder Platten 23 und 24 gemessen werden kann, siehe Fig. 3. Die Platten 23 und 24 verbinden eine Anzahl· N Thermoelemente, die durch Atzen in einem üblichen Herstellungsverfahren der Festkörper-Technik auf einer isolierenden Platte 25 angebracht sind. Dieser Meßfühler erzeugt ein der Temperaturdifferenz ^T proportionales Millivolt-Signal. Anders ausgedrückt, bilden die beiden Plefcben 23 und 24 und die N Thermo-Paare die Elemente

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einer Thermosäule, wobei die Signalausgänge der Thermopaare in Kaskade geschaltet sind. Wit dieser Anordnung werden im Ergebnis überraschend empfindliche mV-Ausgangssignale erzielt, die proportional zu dem durch den Meßfühler 19 erfaßten Uärmefluß sind als eine direkte Funktion einer im Innern der jeweiligen Entlastungsleitung auftretenden Zustandsänderung einer Strömung eines Mediums in gasförmiger und/oder flüssiger Phase. Die Anzahl N der Thermoelemente liegt vorzugsweise bei etua 80, kann aber ggf. bis zu etua 320 betragen.

3eder Meßfühler 19 besitzt zur Eichung eine gesonderte Eichkurve und eine Temperatur-Korrektur-Kurve. Ein für die Erfindung geeigneter Meßfühler 19 mit Eich- und Korrektur-Kurven uird beispielsweise von International The'rmal Instrument Company, Del Mar, CaI., hergestellt, und zwar mit folgenden Daten:

Temperaturbereich.... - 425⁰F bis 55O⁰F

(- 254⁰C bis 288⁰C)

Material .Polyimid-Gläser

Max. Flußdichte 10⁵ BTU/hr Ft²

Zeitkonstante ............. ca. 1 see

' Ausgangsuiderstand ........ 30 0hm bis 500 0hm

Größen ■··'!" _v ¹¹¹U- ,» ,«

4 ^{x 1}J bis 4" χ 4"

(1" =25,4.mm)

Genauigkeiten 10 % bis Λ%

Empfindlichkeiten .... 7 bis 250 BTU/hr/Ft²/m\J ( 1BTU = 0,252 kcal; hr = std.; 1 ft² = 929 cm²)

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Zu dem in Fig. 2 bis 4 als"Meßfühler gezeigten Uärmeflußmesser 19 gehört ein über Leitungen 29 elektrisch angeschlossenes Aufzeichnungsgerät und/oder eine Uarnschaltung zur Auslösung eines akustischen oder optischen Uarnsignales,

Die Zusammenfassung mehrerer an Meßfühlern'19 angeschlossener Aufzeichnungsgeräte und/oder Alarmkreise an einer zentralen Überuachungsstelle erlaubt einer einzelnen Bedienungsperson gleichzeitig sogar äußerst kleine, durch vorübergehend geänderte Arbeitsbedingungen verursachte Änderungen im Strömungszustand verschiedener Entlastungs-Strömungsleitungen gleichzeitig zu überwachen. Dabei sollte man sich unter dem Ausdruck "vorübergehend" nicht nur die typischen thermischen Bedingungen oder Umstände vorstellen, die dieser Ausdruck beschreibt, sondern auch bedenken, daß äußere Umstände oder Einflüsse uie z. B. Regen, Feuchtigkeit und Wind einen solchen Zustand veranlassen können. Solche äußeren Faktoren sind zu beachten, uieil davon auszugehen ist, daß die erfindungsgemäßen Uärrnefluß-Wessar im Freien angeordnet sind. Typ oder Art des individuell überwachten Strömungszustandes können aber je nach der betreffenden Einsatzstelle verschieden sein.

Fig. 2 zeigt einen herausgebrochenen Abschnitt einer auf üblichen Rohrstützen 32 oberhalb des Bodens 31 verlaufenden Rohrleitung 13. Auch eine um den Wärmefluß-Messer 19 herumgelegte Abschirmung 33 ist über dem Boden 31 an der

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Unterseite der Strömungsleitung 13 angebracht, uo auch ein Installationsrohr 34 für die Leitungen 29 verläuft. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist also die obere Platte 23 mit einem Flächensektor der Unterseite der Strömungsleitung 13 in Flachenkontakt, wobei dsr betreffende Sektor allerdings sehr klein sein kann. Das Ausgangssignal des Uärmefluß-Messers 19 ist eine Funktion der Flächengröße. Bei einer Plattengröße mit einer Rechteckfläche von 1" χ 1" (1" = 25,4 mm) ist die Anzahl N der Thermoelemente beispielsweise gleich 80. Es befinden sich also 80 Thermopaare zwischen den Platten 23 und 25 des Meßfühlers, während . eine. Flächengröße 2" χ 2 " der Platten 23, •25 die Unterbringung von 360 Thermo-Paaren ermöglicht. D-as Ausgangssignal ist "direkt proportional der Plattengroße. Der thermische Widerstand der jeweiligen .Anordnung ist vernachlässigbar. Bedienung und Arbeitsweise ist dadurch vereinfacht, daß keine Netzverbindung für den Betrieb der erfindungsgemäßen Uärmefluß-Flesser 19 notwendig ist, die nach dem Prinzip der Thermosäuls arbeiten.

Fig. 3 und 4 zeigen weitere Einzelheiten der Ausführung der Abschirmung 33. Die Abschirmung 33 ist zylindrisch und ihre Seitenwand 35 bildet einen an der freien Stirnseite 37 offenen, am entgegengesetzten, mit dem Mantel der Entlastungsleitung 13 in Berührung stehenden Ende geschlossenen Hohlraum 36. Die Abschirmung 33 ist mittels

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eines um die Entlastungsleitung 13 herumgeführten Bandes 38 am Mantel der Rohrleitung 13 festgelegt.

Da ein hoher thermischer Widerstand an der Berührungsfläche der Abschirmung 33 an der Leitung 13 eruünscht ist, kann die gekrümmte, an der Leitung 13 anliegende Berührungs- oder Grenzfläche 39 der Abschirmung 33 aufge- " rauht sein, um eine größere Anzahl von Luftspalten in der endseitigen Stirnfläche vorzusehen.

Um eine thermische Interferenz mit dem jeueiligen Uärmeflußmesser 19 zu vermeiden, ist die Abschirmung 33 zentrisch um den Meßfühler herum angeordnet, uobei ein etua ringförmiger Luftspalt 41 frei bleibt, siehe Fig. 4, so daß eine direkte Metall-Metall-Berührung der Abschirmung mit dem Meßfühler vermieden ist. In der Seitenwand 35 d8r Abschirmung 33 vorhandene Öffnungen 42 dienen zur Durchführung der elektrischen Leitungen 29, siehe Fig. 4. Über die elektrischen Leitungen 29 ist der Meßfühler des jeueiligen Uärmefluß-Messers 19, uie schon oben erläutert, mit seinem zugehörigen Aufzeichnungsgerät und/oder Alarmkreis verbunden.

Die Größe der Öffnungen 42 kann so gewählt werden, daß eine mit Gleitsitz passende Durchführung der Leitungen 29 möglich ist. Auf diese Ueise kann zufriedenstellend verhindert werden, daß Regen, Feuchtigkeit oder andere

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äußere Faktoren oder Einflüsse direkt mit dem Meßfühler des erfindungagemäßen Uärmefluß-Messers 19 in Berührung kommen. Damit wird nach vorheriger Eichung ein ausreichend stabiler Betrieb der Uärmefluß-Messer erzielt, und der Hintergrund- oder Störsignalpegel bleibt auf einem Minimalwert.

In den Verbindungsleitungen 29 kann ein Behälter 44 z.B. mit Steckverbindung gehören, siehe Fig. 2, um eine ggf. gewünschte V/erlegung der aus Meßfühler und Abschirmung bestehenden Baugruppe zu einer anderen Stelle auf der Länge einer Rohrleitung 13 zu erleichtern. An der anderen Seite des Behälters 44 führen die Leitungen 29 dann zu einem schon erwähnten Aufzeichnungsgerät und/oder Alarmkreis des erfindungsgemäßen Systems.

Um den äußeren Grundstör-Pegel weiter zu minimisieren, muß jeder Meßfühler 19 der Erfindung fest und sicher an der Leitung 13 befestigt uerden. Zu diesem Zueck uird vorzugsweise ein üblicher, wärmeleitender Klebstoff 45, siehe Fig. 3, benutzt, der einen hohen Wärmeleitfähigkeits-Uert in einem Bereich von beispielsweise 15 bis 20 BTU pro Stunde pro Quadratfuß pro ⁰F pro Zoll Schicht-Dicke hat. Es hat sich gezeigt, daß beispielsweise ein von der Firma Thermon Manufacturing Company', San Marcus,Texas, unter dem Handelsnamen "Thermon" auf den Markt gebrachter

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Klebstoff aufgrund seiner Eigenschaften für sämtliche Anuandungszuecke gut geeignet ist.

Eine permanente Aufzeichnung für eine ständige, sorgfältige Überuachung ist beispielsueise mit einem Potentiomater-Schreiber mit einem mechanisch getriebenen Schreibstift möglich, dsr die Amplitude bzu. die von den Kaskadeausgängen der jeueiligen Uärmefluß-Flessern 19 kommenden Ausgangssignale als Funktion der Zeit in der in Fig. 5 dargestellten yaise aufzeichnet.

Die in Fig. 5 gezeigte Kurue 50 mit einer tatsächlich durchgeführten Überuachung ist eine graphische Darstellung des Ausgangssignal-Pegels eines Uärrnefluß-Messers 19 als Funktion der in Stunden angegebenen Zeit t. In dem gezeigten Beispiel treten mittlere Signalspitzen 51 bzu. 52 am Beginn und am Ende des aufgezeichneten Überuachungszyklus auf, uährsnd eine große Signalspitze 53 etua in der Mitte des Zyklus auftritt. Oede Signalspitze 51, 52 oder 53 zeigt an, daß in dar überwachten Strömungsleitung, an uslcher der betreffende Uärmefluß-Fühler 19 angebracht ist, eine Gas- oder Flüssigkeitsströmung innerhalb das aufgezeichneten Zeitraumes aufgetreten ist. Dabei ist auch die Steilheit der Spitzen 51, 52 oder 53 von Interesse. Da sich diese Steilheiten verhältnismäßig langsam mit der Zeit ändern, zeigen sie, daß ein Uärmefluß proportional zu einer Gas- oder Flüssigkeitsströmung uährend eines

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zeitweiligen, vorübergehenden Strömungszustandes gegenüber einem ruhenden Zustand des Strömungsmediums aufgetreten ist. Die einer Gas- oder Flüssigkeitsströmung entsprechenden Temperaturen ändern sich also ziemlich langsam in den interessierenden Zeitabschnitten. Deshalb sollten, uie erläutert, unter dem Ausdruck"""zeitweilig" oder "vorübergehend" nicht nur die typischen thermischen Zustände oder Umstände verstanden werden, die dieser Ausdruck üblicherweise beschreibt, sondern es sollten auch die äußeren Umstände, z. B. Uitterungseinflüsse in Betracht gezogen uerden.

Die vorstehend anhand eines speziellen Ausführungsbei* Spieles für einen speziellen Anwendungszweck beschriebene Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel, und die erläuterte Anwendung beschränkt, sondern erfaßt auch weitere abgewandelte Ausführungsförmen und andere Anwendungsfälle.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß die Erfindung überraschende Vorteile zur Feststellung von Änderungen eines Strömungszustandes, insbesondere die Erfassung einer vorübergehend auftretenden Strömung gegenüber einem strömungslosen Zustand hat und eine zuverlässige Überwachung von Strömungsleitungen ermöglicht, ohne von außen in irgendeiner Ueise in diese Leitungen einzugreifen,

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Claims

Ansprüche :

1. Verfahren zum Feststellen einer in einem Führungskörper für eine Strömung Bines Mediums in flüssiger oder gasförmiger Phase auftretenden Änderung des Strömungszustandes, dadurch gekennzeichnet, daß eine infolge einer vorübergehenden 'Änderung des überwachten Strö-

* mungszustandes auftretende Änderung des Uärmeflusses an der Außenseite des Körpers abgetastet und nach Umsetzung in ein proportionales Ausgangssignal zur Anzeige der zeitweiligen Zustandsänderung verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ■ bei der Abtastung einer Uärmeflußänderung zur Erhöhung der Empfindlichkeit eine Anzahl der Änderung proportionaler elektrischer Signale erzeugt und zu dam zur Anzeige verwendeten Signal zusammengefaßt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Verwendung in einem über Entlastungsleitungen mit Produktionseinheiten verbundenen Entlastungs-Fackel-Syatem einer Produktionsanlage, insbesondere einer Raffinerie oder einer chemischen Anlage, wobei an wenigstens einer ausgewählten Stelle außen an einer oder mehreren Leitungen des Entlastungs-

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Systeme zur Feststellung und Anzeige einer zeitweiligen Änderung des Strömungszustandes, insbesondere eines Übergangs von einem strömungslosen in einen strömenden Zustand eine Uärmefluß-Abtastung vorgenommen uird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da(3 die bei der Abtastung einer IJärmefluß-Änderung erzeugten Signale zur schnellen Bestimmung des betreffenden Anlageteiles von jeder überwachten Stelle der Anlage gesondert zu einer zentralen Überwachungsstelle übertragen w erden.

5· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Verwendung in einem verzweigten Strömungsleitungssystem, wobei der UärmefluQ zur Feststellung und An.zeige . einer Änderung des Strömungszustandes an ausgewählten Stellen eines oder mehrerer Leitungszweige des Systems abgetastet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes bei der Uärmeabtastung erzeugte Ausgangssignal ständig aufgezeichnet wird, auch wenn kein Strömungsmittel durch den jeueiligen Körper bzw. die jeweilige Leitung fließt. ·."-."■

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Über-

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uachung varuendete Einrichtung in einem vorausgehenden Verfahrensschritt geeicht wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vorausgehende Einstellung eines vorgewählten Grundsignalpegels, gegenüber uelchem eine infolge einer Zustandsänderung der Strömung auftretende Signaländerung festgestellt uird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetasteten UärmefluS-Änderungen zur Anzeige von Änderungen der Strömungsrate, verwendet warden,

10. Einrichtung zur hochempfindlichen Feststellung von Zustandsänderungen in einer Strömung, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen in wärmeleitendem Kontakt an der Außenseite eines strömungsführenden Körpers bzw. Rohres anzubringenden Uärme-

• flußmesser mit einer Anzahl (N) in Serie geschalteter Thermo-Paare zur Erzeugung eines Kaskade-Signales als . Funktion einer in dem Körper auftretenden Strömung und durch Mittel zur Anzeige des Kaskade-Ausgangssignales.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die N Thermo-Paare des Uärmefluß-Messers nach Art

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einer Thermosäule in Reihe geschaltet sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die N Thermo-Paare in Festkörper-Technik an ersten und zweiten metallischen Schichten in Reihe geschaltet sind, uobei eine der metallischen Schichten des am strömungsführenden Körper oder Rohres angebrachten Uärmefluß-Messers mit dem Außenmantel des Körpers oder Rohres in wärmeleitendem Kontakt steht.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine zur Reduzierung des Störsignalpegels vorhandene Abschirmung (33) mit einem den Meßfühler (23, 24, 25) des Uärmefluß-Messers (19) im wesentlichen umschließenden Hohlraum (41)-.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatur-Fühler des Uärmefluß-Messers mit einem Klebstoff (45) mit hohem Uärmeleitfähigskeitsuert am strömungsführenden Rohrkörper (13) festgelegt ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitfähigkeit des Klebstoffes wenigstens

15 BTU/hr/ft²/F° pro Zoll Dicke beträgt (1 BTU = 0,252 kcal; hr = Std; 1 " = 25,4 mm).

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16. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitfähigkeit des Klebstoffes in einem Bereich von 15 bis 20 BTU/hr/ft²/F° pro Zoll der Klebstoff-Schichtdicke ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl N der Thermo-Paare wenigstens 80 ist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl N der Thermo-Paare in einem Bereich von etua 80 bis 320 liegt.

19. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige des Kaskade-Ausgangssignales ein Aufzeichnungsgerät oder eine akustische oder optische Alarmeinrichtung vorhanden ist.

20. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Tandemverbindung eines Aufzeichnungsgerätes und einer akustischen oder optischen Alarmeinrichtung zur Anzeige des Auftretens des Kaskade-Ausgangssignales.