DE4342554C2

DE4342554C2 - Verfahren zur Überwachung von Abgastransportsystemen

Info

Publication number: DE4342554C2
Application number: DE19934342554
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Dr Voigt; Klaus Dr Damert; Ronald Dr Oertel; Ralf Dipl Chem Westrich
Original assignee: Buna Sow Leuna Olefinverbund 06258 Schkopau De GmbH; Buna Sow Leuna Olefinverbund GmbH
Current assignee: Dow Olefinverbund GmbH
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2013-12-15
Also published as: DE4342554A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Abgastransportsystemen bezüglich eines möglichen Zusetzens von Leitungsteilen durch mit dem Abgas mit geführte, unter Umständen polymerisierende Bestandteile.

Für die Überwachung von Rohrleitungen mit flüssigen oder gasförmigen Medien gibt es eine Vielzahl von Überwachungsmethoden. So ist nach DE 38 10 998 A1 ein Verfahren zur Erfassung von Leckagen in einem durchströmten Rohrleitungsnetz bekannt, bei welchem der zwischen zwei Punkten des Rohrleitungsnetzes gemes sene Druckabfall auf einen die Leckagemenge simulierenden Wert korrigiert und dieser mit einem Wert des gemessenen Systemdruckes verglichen wird. Ein über einstimmen beider Werte zeigt eine auftretende Leckage an.

Zur Ermittlung der Betriebsfähigkeit von durchströmten Aggregaten im Parallelbe trieb wird in DE 34 11 669 A1 ein Verfahren beschrieben. Die Veränderung des Druckabfalles über alle Aggregate im Parallelbetrieb wird jeweils durch Austausch eines betriebsunfähigen bzw. in seiner Betriebsfähigkeit eingeschränkten Aggrega tes kontrolliert. Steigt der Druckverlust nach Auswechseln eines Aggregates wieder an, ist ein weiteres Aggregat durch ein betriebsfähiges zu ersetzen.

Ein solches Verfahren ist mit einem hohen Reparaturaufwand verbunden, da die durch den Druckverlust sich kennzeichnende Stelle der Betriebsunfähigkeit bzw. einer Verstopfung eines Leitungssystems nur durch systematisches Auswechseln von Aggregaten ermittelt werden kann. Auch ist dieses Verfahren an einen bekann ten und wesentlich gleichbleibenden Volumenstrom durch die Aggregate gebunden. Aus der DE 32 19 947 A1 ist ein Verfahren zur Regenerierung von Rußfiltern ersicht lich, bei welchem als Kriterium für die Beladung des Filters mit Ruß der am Filter auftretende Differenzdruck, bezogen auf die Abgasrate, verwendet wird. Zielstellung des Verfahrens ist, einen Abtrennvorgang des Rußes immer dann einzuleiten, wenn die Rußbeladung des Filters ein vorgegebenes Maß erreicht hat.

Bei Abgastransportsystemen müssen die Rohrleitungen, insbesondere beim Trans port von polymerisierbaren Medien daraufhin überwacht werden, ob sich die Leitun gen nicht in unzulässiger Weise mit Produkt zusetzen. Wenn möglich, ist zu erken nen, an welcher Stelle des Rohrleitungssystems ein solches Zusetzen erfolgt. Bei Abgastransportsystemen mit einem stark schwankenden Volumenstrom an Abgasen mit zum Teil polymerisierbaren Bestandteilen ist durch eine einfache Überwachung des Druckverlustes über das gesamte Leitungssystem kein zuverlässiger Schluß auf eine Verengung des Leitungsquerschnittes möglich.

Auch sind die bekannten Verfahren nicht in den Fällen problemlos anwendbar, wo das Leitungssystem unter einem geregelten und konstanten Druck stehen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abgastransportsystem mit mehreren Abgaseinleitungen und einer Abgasabgabe hinsichtlich eines Zusetzens der Rohr leitungen durch abgesetzte oder anpolymerisierte Bestandteile unter Verwendung der in solchen Systemen vorhandenen Meß- und Regeleinrichtungen zu überwa chen, insbesondere wenn die durch die Abgaseinleitungen geförderten Volumen ströme zeitlich sehr unterschiedlich sind.

Erfindungsgemäß wird das Problem der Überwachung eines Abgastransportsyste mes dadurch gelöst, daß über die Kennlinie des Regelventiles an der Abgasabgabe und dem aktuellen Gasvolumenstrom im Abgastransportsystem der gesamte Druck verlust über das Abgastransportsystem bestimmt wird, welcher bei vollständig geöff netem Regelventil vorliegt, der sich bei maximalem Gesamtvolumenstrom ergebende maximale Druckverlust nach a) ermittelt, als Funktion der Zeit dargestellt und mit dem maximal zulässigen Druckverlust verglichen und bei Annäherung des Wertes des maximalen Druckverlustes an den Wert des maximal zulässigen Druckverlustes der Zeitpunkt der Reinigung des Abgastransportsystemes festgelegt wird.

Der Druckverlust ist über die Leitung nicht so einfach zu bestimmen, weil am Ende des Abgastransportsystems durch eine Druckregelung dafür gesorgt wird, daß ein konstanter Druck herrscht.

In der betrieblichen Praxis findet man jedoch häufig den komplizierteren Fall, daß mehrere Abgaseinleitungen an einem Abgastransportsystem angeschlossen sind und die Einleitung von Abgas je nach Einleiter zu unterschiedlichen Zeiten und mit zeitlich ganz unterschiedlichen Volumenströmen erfolgt. An der Abgabestelle des Transportsystems ist aber in jedem Fall ein gewisser Druck einzuhalten. Solange keine Querschnittsverengungen in der Rohrleitung vorliegen, wird das Regelventil am Ende der Abgastransportleitung relativ weit geschlossen sein, bei sich veren gendem Querschnitt wird das Regelventil immer weiter öffnen. Aus der Stellung des Regelventils läßt sich also direkt auf ein Zusetzen des Abgastransportsystems schließen. Wird nun betriebsbedingt das Abgastransportsystem über eine längere Zeit mit relativ niedrigen Volumenströmen gefahren und die Rohrleitung wächst zu, kann nicht ohne weiteres erkannt werden, daß bei Fahrweise unter normalen Volu menströmen der zulässige Druckverlust überschritten wird. Wenn dies passiert, hat das gravierende Folgen für mindestens einen der Abgaseinleiter in das Abgastrans portsystem. Dieser muß seine Einleitung reduzieren, was meist mit einer Produkti onseinschränkung verbunden ist. Es ist deshalb wichtig, rechtzeitig vorher zu erken nen, wann Maßnahmen gegen ein Zusetzen der Transportleitung einzuleiten sind, damit es gar nicht erst zu einer solchen Situation kommt. Erschwerend für die Er kennung ist, daß solche Vorgänge oft relativ langsam verlaufen, z. B. über eine Reihe von Monaten. Zusätzlich wird erreicht, daß bei der Überwachung des Ab gastransportsystems erkannt werden kann, ob die Rohrleitungen mehr oder weniger gleichmäßig zugesetzt sind oder ob vorwiegend Teilbereiche zugesetzt sind. Im letzteren Fall wären zur Reinigung nur die betroffenen Teilbereiche zu demontieren.

Die Erfindung wird am folgenden Beispiel näher erläutert. Dazu stellt Fig. 1 das Schema eines Abgastransportsystems dar und Fig. 2 verdeutlicht die Erkennung einer unzulässigen Querschnittsverringerung im Leitungssystem.

Folgende Randbedingungen gelten:

An den Einleitungsstellen 1, 2 und 3 wird durch Regelung für jederzeit konstanten Einleitungsdruck gesorgt. Die explizit in der Fig. 1 gezeigte Druckregelung an der Abgabestelle des Abgastransportsystems sorgt dafür, daß das Abgas dem Abneh mer mit konstantem Druck bereitgestellt wird. Im Ausgangszustand, d. h. bei neuer oder gereinigter Rohrleitung, wird das Ventil V1 relativ weit geschlossen sein, um den benötigten Druck auf der Abgabeseite zu garantieren. Mit zunehmender Durch messerverkleinerung in der Rohrleitung (Polymerisation von Abgasbestandteilen an der Wand) steigt der Druckverlust der Leitung und das Ventil V1 muß zur Haltung eines konstanten Druckes weiter öffnen. ΔP_max sei der maximal zur Verfügung ste hende Druckverlust (Differenz zwischen Einspeisedruck und Abgabedruck), P_E sei der konstante Einspeisedruck. Mit Hilfe der Kennlinie von V1, der aktuellen Ventil stellung und dem absoluten Druck an der Abgasabgabe kann der Druck berechnet werden, der an der Stelle V1 bei völlig geöffnetem Ventil herrschen würde.

Da dieser Druck von dem aktuell eingespeisten Gesamtvolumenstrom abhängt, sei er als P_korr(FS) bezeichnet (FS steht für Gesamtvolumenstrom). Näherungsweise gilt nun, daß der sich bei maximalem Durchsatz F_max ergebende Druckverlust sich nach

ΔP_max(t) = (PE - P_korr(FS)).(F_max/FS)²

berechnet.

Fig. 2 zeigt, wie die weitere Auswertung erfolgt. Über der Zeit wird ΔP_max(t) aufge tragen (durchgezogene Linie) und zur aktuellen Zeit t_o kann durch Extrapolation festgestellt werden, wann die Abgastransportleitung den maximal zulässigen Durchsatz nicht mehr unter Einhaltung des Abgasdruckes transportieren kann. Es können dann rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergriffen werden (Reinigung, Wechsel der Leitung).

Claims

Verfahren zur Überwachung von Abgastransportsystemen mit mehreren Abgasein leitungen, in denen die Volumenströme der Abgase gemessen werden und einer druckgeregelten Abgasabgabe, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) über die Kennlinie des Regelventiles an der Abgasabgabe und dem aktuellen Gesamtvolumenstrom im Abgastransportsystem der Druck bestimmt wird, wel cher bei vollständig geöffnetem Regelventil vorliegt,
- b) der sich bei maximalem Gesamtvolumenstrom ergebende maximale Druckver lust nach a) ermittelt, als Funktion der Zeit dargestellt und mit dem maximal zulässigen Druckverlust verglichen wird und
- c) bei Annäherung des Wertes des maximalen Druckverlustes an den Wert des maximal zulässigen Druckverlustes der Zeitpunkt der Reinigung des Ab gastransportsystemes festgelegt wird.