DE3428720A1 - Verfahren und anlage zum reinigen und/oder trocknen der innenwaende von fernrohrleitungen - Google Patents

Verfahren und anlage zum reinigen und/oder trocknen der innenwaende von fernrohrleitungen

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DE3428720A1
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Harald Dr.-Ing. 4354 Datteln Steinhaus
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    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B08B9/02Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
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Description

-— -"' ; PATENTANWÄLTE 3 A 2 8 7 2 O
TISChI-ER, KERN & BREHM-
Albert-Boashaupter-Strasse 65 ■ D 8000 München 70 - Telefon (089) 7605520 ■ Telex 5-212284 patsd · Telegramme Kernpatent München
Energietechnik Steinhaus-GmbH 3. August 1984
Hachhausener Str. 13 ST-04 "
4354 Datteln
Verfahren und Anlage zum Reinigen und/oder Trocknen der Innenwände von Fernrohrleitungen
Beschreibung;
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Reinigen und/oder Trocknen der Innenwände bei verlegten Fernrohrleitungen, wobei mittels einer oder mehreren Absaugeinrichtung(en) der durch Verdampfung der an der Rohrinnenwand haftenden Substanz gebildete Dampf und gegebenenfalls vorhandene Fremdgase aus der Fernrohrleitung abgesaugt werden.
Ein Verfahren dieser Art ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift 29 50 542 bekannt. Beim bekannten Verfahren tritt das aus der Fernrohrleitung abgesaugte Medium unmittelbar in die Absaugeinrichtung ein. Als Absaugeinrichtung dient ein aus einfachen oder mehrstufigen Saugstrahldüsen bestehendes System,das beispielsweise aus mehreren, in Reihe angeordneten Düsen besteht, um nacheinander steigende Vakuumstufen zu erreichen. Als weitere
EPO COPY M *
■Sri'"
geeignete Absaugeinrichtung für die Vakuumtrocknung von Fernrohrleitungen (Pipel-i-rces-)—werden Mehrscheibenvakuumpumpen genannt. Soweit in dieser Druckschrift auch Zwischenkondensatoren angesprochen sind, handelt es sich erfahrungsgemäß um Kondensatoren, die hinter der ersten Stufe einer mehrstufigen Vakuumanlage vorgesehen werden, an denen - wegen der bereits erfolgten Teilverdichtung - der—atrf—etwa 60 bis 100 C erhitzte Wasserdampf an auf 20 bis 300C gehaltenen Kühlflächen niedergeschlagen wird, um die nachfolgenden Vakuumstufen vor der Wasserdampfeinwirkung zu schützen.
Die Trocknungsleistung der bekannten Vakuumtrocknung wird allein durch die Saugleistung der Vakuumanlage bestimmt. Diese läßt sich nicht beliebig steigern, weil mit steigendem Unterdruck auch die Druckverluste in den üblichen an einer Molchschleuse vorgesehenen Anschlußstutzen zunehmen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Trocknungsleistung eines Vakuum-Trocknungsverfahrens der bekannten Art mit einfachen Mitteln ganz wesentlich zu steigern.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das abgesaugte Medium nach Verlassen der Fernrohrleitung und vor Eintritt in die Absaugeinrichtung einen Kondensationsapparat passiert, dessen Kühlflächen auf einer tieferen Temperatur als die Rohrwandtemperatur gehalten werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Trocknungsleistung nicht durch die Saugleistung der Vakuumanlage bestimmt, son- -, dem durch Kälteleistung, die mit Hilfe eines Kühlmittels eingebracht wird. Die Trocknungsleistung einer solchen Kondensationstrocknung bleibt konstant, während die Trocknungsleistung einer Vakuumanlage mit abnehmendem Dampfdruck abnimmt. Im praktischen Betrieb konnte die Trocknungsleistung einer Vakuumanlage, die ca. 4000 m Luft/Wasserdampf-Gemisch pro Stunde för-
EPO COP
derte, durch eine zusätzliche Kälte-Leistung im Kondensationsapparat von 100 kW um_jnehr-als das Dreifache gesteigert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Mit .dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich aus einer Fernrohrleitung beliebige Substanzen entfernen, die bei innerhalb der Fernrohrleitung herrschenden Temperaturen bei technisch erreichbaren Unterdrucken verdunsten und außerhalb der Fernrohrleitung an den Kühlflächen eines Kondensationsapparates niedergeschlagen werden können. Zu typischen Substanzen gehört insbesondere Wasser, das erfahrungsgemäß in einer Menge von ca. lOO g/m Wandoberfläche an der Rohrwand haftet und bei der Trocknung der Fernrohrleitung entfernt werden muß. Zu weiteren typischen Substanzen gehören Methanol, Äthanol, Glykole und andere hygroskopische organische Flüssigkeiten, die bei der Reinigung der Fernrohrleitung mittels Molchen an der Rohrwand haften bleiben und anschließend entfernt werden müssen. Bei verflüssigtes Erdgas führenden Pipelines stellt sich bei Reinigungszwecken das Problem, den an der Rohrwand haftenden Flüssiggasfilm zu entfernen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Entfernung der oben genannten Substanzen und weiterer, die typischerweise bei der Trocknung und/oder Reinigung von Fernrohrleitungen (Pipelines) auftreten.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Druck innerhalb der Fernröhrleitung wenigstens auf einen Wert gesenkt, der dem Dampfdruck der zu entfernenden Substanz bei der jeweiligen Rohrwandtemperatur entspricht. Eine solche Druckabsenkung begünstigt die Verdampfung der zu entfernenden Substanz und entfernt nicht kondensierbare Fremdgase aus der Pipeline, die ansonsten die Strömung des Dampfes behindern würden. In der Praxis wurden gute Ergebnisse erzielt, wenn der Druck innerhalb der Fernrohrleitung auf einen Absolut-Wert im Bereich zwischen
EPO COPY J
r'l bis 40 mbar abgesenkt wurde. Vorzugsweise wird für in nördlichen Gefilden verlegte Pipelines,die im Mittel eine Rohrwandtemperatur von etwa 6 C aufweisen, innerhalb der Rohrleitung ein Druck zwischen 3 und 13 mbar eingestellt. Für in tropischen Gegenden, etwa in Australien oder im südchinesischen Mehr verlegte Pipelines, deren Rohrtemperatür 11°C und mehr betragen kann, wird innerhalb der Rohrleitung vorzugsweise ein Druck zwischen 10 und 30 mbar eingestellt.
Zur Gewährleistung der vorgesehenen Unterdrucke mit den angegebenen Absolut-Werten innerhalb der Fernrohrleitung muß eine Absaugeinrichtung ausreichender Leistung vorgesehen werden. Da solche Fernrohrleitungen Längen von 200 km und mehr erreichen können, tritt naturgemäß ein Druckgefälle auf, das von der Länge und dem Durchmesser der Rohrleitung abhängt.
Die Kühlflächen des Kondensationsapparätes werden auf einer tieferen Temperatur als die Rohrwandtemperatur gehalten. In der Praxis werden bereits mit relativ geringen Temperaturdifferenzen von etwa 4 bis 5 C gute Ergebnisse erhalten. Beispielsweise kann zur Entfernung von Wasser (Trocknung) die Kühlflächentemperatur um 0 C herum gehalten werden, so daß das sich kondensierende Wasser in flüssiger Form anfällt und abgezogen werden kann. Nach einer alternativen Ausführungsform können die Kühlflächen auf einer so tiefen Temperatur gehalten werden, daß sich die zu entfernende Substanz in fester Form auf diesen Kühlflächen niederschlägt. In diesem Falle werden vorzugsweise zwei regenerativ arbeitende Kondensationsapparate vorgesehen, wobei abwechselnd dem einen oder dem anderen Kondensationsapparat das abgesaugte Medium zugeführt und die Substanz abgeschieden wird. Der gerade nicht benutzte Kondensationsapparat wird in der Zwischenzeit auf höhere Temperatur gebracht, um die niedergeschlagene Substanz zu entfernen.
EPO COPY
.Gute Ergebnisse wurden beispielsweise mit einer Kältemaschine mit einer Leistung von 100 kW erzielt, deren Kühlflächen mittels Luft oder mittels einem Solestrom aus Wasser/Glykol gekühlt wurden.
Insbesondere bei langen Fernrohrleitungen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenigstens an beiden Enden der Fernrohrleitung das Medium aus Substanz-Dampf und Fremdgasen abzusaugen, im Kondensationsapparat den Dampf niederzuschlagen, und die nicht-kondensierbaren Fremdgase über die Vakuumanlage zu entfernen. Bei sehr langen Rohrleitungen, etwa mit einer Länge über 100 km, kann zusätzlich an weiteren Stellen, etwa an den Ventilstationen, Medium abgesaugt und in gleicher Weise aufgearbeitet werden. Hierdurch kann die erforderliche Zeitspanne bis zur vollständigen Trocknung wesentlich stärker verringert werden, als durch eine entsprechende Steigerung der Apparateleistung. Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert; die letztere zeigt in schematischer Form die Schaltung und Ausbildung der erfindungsgemäßen Anlage.
Die mit Restwasser behaftete Rohrwand der Fernrohrleitung 1 weist die mittlere Erdbodentemperatur T, auf. Der dargestellte Fernrohrleitungs-Abschnitt endet in einer Molchschleuse 2. Eine erste Verbindungsleitung 3 verbindet diese Molchschleuse 2 mit dem Kondensationsapparat 5. Mittels eines Absperr-ventiles 4 kann diese erste Verbindungsleitung 3 gesperrt werden. Eine zweite Verbindungsleitung 7 verbindet den Kondensationsapparat 5 mit der Absaugeinrichtung 9, bei der es sich beispielsweise um ein Sauggebläse oder um eine Vakuumanlage handeln kann. Mittels eines zweiten Absperrventils 8 kann die zweite Verbindungsleitung 7 gesperrt werden. Die Kühlflächen 6 innerhalb des Kondensationsapparates 5 werden auf einer Temperatur T2 gehalten, die
EPO COPY φ,
i-tiefer liegt, als die Temperatur T,, wozu Kühlmittel über die Kühlmittelleitung 13-denv—Kondensationsapparat 5 zugeführt und über die Kühlmittelleitung 14 weggeführt werden kann·.
Nach Inbetriebnahme der Absaugeinrichtung 9 und Öffnung der Absperrventile 8 und 4 wird das Wasserdampf/Luft-Gemisch aus der Fernrohrleitung 1—abgesaugt, passiert die Kühlflächen 6 x im Kondensationsapparat 5 und gelangt daraufhin in die Absaugeinrichtung 8. An den Kühlflächen 6 scheidet sich Wasser in ' flüssiger Form ab und gelangt über eine dritte Verbindungsleitung 10 in einen Kondensatsammelbehälter 11. Aus diesem Kondensatsammelbehälter 11 kann das Kondensat von Zeit zu Zeit mittels einer Kondensatpumpe 12 abgezogen werden.
Mit einer Anlage des geschilderten Aufbaus wurden beispielsweise die nachstehenden Ergebnisse erzielt:
Beispiel 1:
Rohrwandtemperatur: Wasserdampfdruck innerhalb der Fernrohrleitung:
Kälteleistung des Kondensationsapparates:
Trocknungsleistung: abgesaugtes Dampfvolumen:
13,12 mbar
100 kW
145 kg Wasser/h
14 520 m3/h
Beispiel 2:
Rohrwandtemperatur: Wasserdampfdruck innerhalb der Fernrohrleitung:
Kälteleistung des Kondensationsapparates:
Trocknungsleistung: abgesaugtes Dampfvolumen:
6°C
9,347 mbar
100 kW
145 kg Wasser/h
20 018 m3/h

Claims (15)

  1. PATENTANWÄLTE
    Albert-Rosshaupter-Strasse 65 - D 8000 München 70 ■ Telefon (089) 7605520 ■ Telex 5-212284 patsd · Telegramme Kernpatent München
    Energietechnik Steinhaus GmbH 3. August 1984
    Hachhausener Str~ 13 ST-04
    4354 Datteln
    Verfahren und Anlage zum Reinigen und/oder Trocknen der Innenwände von Fernrohrleitungen
    Patentansprüche;
    Verfahren zum Reinigen und/oder Trocknen der Innenwände bei verlegten Fernrohrleitungen,
    bei dem mittels einer oder mehreren Absaugeinrichtung(en) der durch Verdampfung der an der Rohrinnenwand haftenden Substanz gebildete Dampf und gegebenenfalls vorhandene Fremdgase aus der Fernrohrleitung abgesaugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
    das abgesaugte Medium nach Verlassen der Fernrohrleitung und vor Eintritt in die Absaugeinrichtung einen Kondensationsapparat passiert, dessen Kühlflächen auf einer tieferen Temperatur als die Rohrwand-Temperatur gehalten werden.
    EPO COPY
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichneirr~daß"~ — aus der Fernrohrleitung eine Substanz entfernt wird, die bei innerhalb der Fernrohrleitung herrschenden Temperaturen bei technisch erreichbaren Unterdrucken verdunstet und außerhalb der Fernrohrleitung an den Kühlflächen des Kondensationsapparates niedergeschXag^1rf~werden kann.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck innerhalb der Fernrohrleitung wenigstens auf einen Wert abgesenkt wird, der dem Dampfdruck der zu entfernenden Substanz bei der jeweiligen Rohrwandtemperatur entspricht.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Fernrohrleitung ein Druck im Bereich von 1 bis 40 mbar eingestellt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflächen auf einer ausreichend tiefen Temperatur gehalten werden, um den Dampf der Substanz in flüssiger Form niederzuschlagen.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als zu entfernende Substanz Wasser dient; und die Kühlflächen auf einer Temperatur im Bereich um 00C herum gehalten werden.
    EPO COPY //
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Kühlflächen auf einer ausreichend tiefen Temperatur gehalten werden, um den Dampf der Substanz in fester Form auf diesen Kühlflächen niederzuschlagen.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
    an beiden Enden der Fernrohrleitung Medium abgesaugt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    zusätzlich an weiteren Stellen, etwa an den Ventilstationen, Medium abgesaugt wird.
  10. 10. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche / 1 bis 9, »
    mit wenigstens einer, an die Fernrohrleitung arischließbaren Absaugeinrichtung,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    eine erste Verbindungsleitung (3) von der Fernrohrleitung (1) zu einem Kondensationsapparat (5) führt; und eine zweite Verbindungsleitung (7) von diesem Kondensationsapparat (5) zur Absaugeinrichtung (9) führt, so daß das aus der Fernrohrleitung (1) abgesaugte Medium vorher die Kühlflächen (6) innerhalb des Kondensationsapparates (5) passiert, bevor es in die Absaugeinrichtung (9) gelangt.
  11. 11. Anlage nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    Epo copy
    die erste Verbindungsleitung (3) zu einer Molchschleuse (2) führt, die mit der Fernrohrleitung (1) verbunden ist.
  12. 12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    eine dritte Verbindung~s1tertung^ (10) von dem Kondensationsapparat (5) zu einem Kondensatsammelbehälter (11) führt.
  13. 13. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
    zwei regenerativ arbeitende Kondensationsapparate vorhanden sind, und das aus der Fernrohrleitung (1) abgesaugte Medium abwechselnd dem einen oder dem anderen Kondensationsapparat zuführbar ist.
  14. 14. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Kühlflächen (6) des Kondensationsapparates (5) mit einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel kühlbar sind, das über eine erste Kühlmittel-Leitung (13) herangeführt und über eine zweite Kühlmittel-Leitung (14) weggeführt wird.
  15. 15. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Absaugeinrichtung (8) ein Sauggebläse oder eine Vakuumanlage ist.
    EPO COPY
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