EP0170226A2 - Verfahren und Anlage zum Reinigen und/oder Trocknen der Innenwände von Fernrohrleitungen - Google Patents

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EP0170226A2
EP0170226A2 EP85109412A EP85109412A EP0170226A2 EP 0170226 A2 EP0170226 A2 EP 0170226A2 EP 85109412 A EP85109412 A EP 85109412A EP 85109412 A EP85109412 A EP 85109412A EP 0170226 A2 EP0170226 A2 EP 0170226A2
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EP
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telescope
cooling surfaces
substance
suction device
condenser
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Harald Dr.-Ing. Steinhaus
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Energietechnik Steinhaus GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/032—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages by the mechanical action of a moving fluid, e.g. by flushing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/032—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages by the mechanical action of a moving fluid, e.g. by flushing
    • B08B9/035—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages by the mechanical action of a moving fluid, e.g. by flushing by suction

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for cleaning and / or drying the inner walls of installed telescopic pipes, wherein the steam formed by evaporation of the substance adhering to the inner wall of the pipe and any existing foreign gases are sucked out of the telescopic pipe by means of one or more suction devices.
  • a method of this type is known from German Offenlegungsschrift 29 50 542.
  • the medium sucked out of the telescopic pipe enters the suction device directly.
  • a system consisting of simple or multi-stage suction jet nozzles is used as the suction device, which system consists for example of several nozzles arranged in series in order to achieve successively increasing vacuum stages.
  • As a further suitable suction device for vacuum drying telescope lines (pipelines) are called multi-disc vacuum pumps.
  • the drying performance of the known vacuum drying is determined solely by the suction power of the vacuum system. This cannot be increased arbitrarily, because with increasing negative pressure, the pressure losses in the usual connecting pieces provided on a pig lock also increase.
  • the object of the present invention is to significantly increase the drying performance of a vacuum drying method of the known type with simple means.
  • the solution according to the invention is that after the telescope has been drawn up and before entering the suction device, the medium that has been extracted passes through a condenser whose cooling surfaces are kept at a lower temperature than the tube wall temperature.
  • the drying capacity is not determined by the suction capacity of the vacuum system, but rather by the cooling capacity that is introduced with the aid of a coolant.
  • the drying performance of such a condensation drying remains constant, while the drying performance of a vacuum system decreases with decreasing vapor pressure. In practical operation, the drying performance of a vacuum system, which was approx. 4000 m 3
  • Air / steam mixture per hour promoted by an additional cooling capacity in the condenser of 100 kW by more than three times.
  • any substances can be removed from a telescope which evaporate at temperatures within the telescope at technically achievable negative pressures and which can be deposited on the cooling surfaces of a condenser outside the telescope.
  • Typical substances include, in particular, water, which experience has shown to adhere to the pipe wall in an amount of approximately 100 g / m 2 of wall surface and which must be removed when the telescopic pipe is drying.
  • Other typical substances include methanol, ethanol, glycols and other hygroscopic organic liquids that stick to the pipe wall when cleaning the telescope by means of pigs and then have to be removed.
  • pipelines carrying liquefied natural gas the problem with cleaning purposes is to remove the liquid gas film adhering to the pipe wall.
  • the method according to the invention allows the removal of the above-mentioned substances and others that typically occur during the drying and / or cleaning of telescopic pipes (pipelines).
  • the pressure within the telescopic pipe is reduced at least to a value which corresponds to the vapor pressure of the substance to be removed at the respective pipe wall temperature.
  • a drop in pressure favors the evaporation of the substance to be removed and removes non-condensable foreign gases from the pipeline, which would otherwise impede the flow of the steam.
  • good results have been obtained when the pressure inside the telescope is on an absolute value in the range between 1 to 40 mbar was lowered.
  • a pressure between 3 and 13 mbar is preferably set within the pipeline for pipelines laid in northern regions, which on average have a pipe wall temperature of approximately 6 ° C.
  • the pipe temperature 11 0 C and can be .more, is within the conduit is preferably a pressure between 10 and 30 is set mbar.
  • a suction device with sufficient power must be provided. Since such telescopic pipelines can reach lengths of 200 km and more, a pressure drop naturally occurs which depends on the length and diameter of the pipeline.
  • the cooling surfaces of the condenser are kept at a lower temperature than the pipe wall temperature. In practice, good results are obtained even with relatively small temperature differences of around 4 to 5 ° C.
  • the cooling surface temperature can be kept around 0 ° C., so that the condensing water is obtained in liquid form and can be drawn off.
  • the cooling surfaces can be kept at such a low temperature that the substance to be removed is deposited in solid form on these cooling surfaces.
  • several regenerative condensers are preferably provided.
  • the extracted medium can alternately be fed to a group of condensation apparatuses and the substance can be separated off there.
  • Another group of condensers that is not being used is in the meantime brought to a higher temperature in order to remove the deposited substance.
  • a third group of condensers can be used for other tasks stand. For example, two regenerative condensation apparatuses can be provided, the extracted medium being alternately fed to one or the other condensation apparatus and the substance being separated off. The condenser that is not being used is in the meantime brought to a higher temperature in order to remove the deposited substance.
  • the telescope section shown ends in a pig Lock 2.
  • a first connecting line 3 connects this pig lock 2 to the condenser 5.
  • This first connecting line 3 can be blocked by means of a shut-off valve 4.
  • a second connecting line 7 connects the condenser 5 to the suction device 9, which can be, for example, a suction fan or a vacuum system.
  • the second connecting line 7 can be blocked by means of a second shut-off valve 8.
  • the cooling surfaces 6 within the condensation apparatus 5 are kept at a temperature T 2 which is lower than the temperature T 1 , for which purpose coolant can be supplied to the condensation apparatus 5 via the coolant line 13 and can be carried away via the coolant line 14.
  • the water vapor / air mixture is sucked out of the telescopic pipe 1, passes the cooling surfaces 6 in the condenser 5 and then reaches the suction device 9.
  • Water in liquid form separates from the cooling surfaces 6 and passes via a third connecting line 10 into a condensate collection container 11. From this condensate collection container 11, the condensate can be drawn off from time to time by means of a condensate pump 12.

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Abstract

Zur Reinigung und/oder Trocknung der Innenwände bei verlegten Fernrohrleitungen wird innerhalb der Fernrohrleitung der Druck abgesenkt und der durch Verdampfung der an der Rohrinnenwand haftenden Substanz gebildete Dampf und die gegebenenfalls vorhandenen Fremdgase aus der Fernrohrleitung abgesaugt. Das abgesaugte Medium passiert nach Verlassen der Fernrohrleitung und vor Eintritt in die Absaugeinrichtung einen Kondensationsapparat, dessen Kühlflächen auf einer tieferen Temperatur als die Rohrwandtemperatur gehalten werden. Bei einer ausreichenden Temperaturdifferenz, um den Substanzdampf an diesen Kühlflächen niederzuschlagen, konnte die Trocknungsleistung gegenüber einer reinen Vakuumtrocknung wesentlich gesteigert werden.

Description

  • 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 geeignete Absaugeinrichtung für die Vakuumtrocknung von Fernrohrleitungen (Pipelines) 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 auf etwa 60 bis 100°C erhitzte Wasserdampf an auf 20 bis 30°C 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 diese: Aufgabe besteht darin, daß das abgesaugte Medium nach Verfassen 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, sondern durch Kälteleistung, die mit Hilfe eines Kühlmittels eingebracht wird. Die Trocknungsleistung einer solchen Kondesationstrocknung bleibt konstant, während die Trocknungsleistung einer Vakuumanlage mit abnehmendem Dampfdruck abnimmt. Im praktischen Betrieb konnte die Trocknungsleistung einer Vakuumanlage, die ca. 4000 m3
  • Luft/Wasserdampf-Gemisch pro Stunde förderte, durch eine zusätzliche Kälte-Leistung im Kondensationsapparat von 100 kW um mehr 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. 100 g/m2 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 Fernrohrleitung 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 1 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 Meer verlegte Pipelines, deren Rohrtemperatur 110C 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 Kondensationsapparates 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 mehrere regenerativ arbeitende Kondensationsapparate vorgesehen. Abwechselnd kann einer Gruppe von Kondensationsapparaten das abgesaugte Medium zugeführt und dort die Substanz abgeschieden werden. Eine andere gerade nicht benutzte Gruppe von Kondensationsapparaten wird in der Zwischenzeit auf höhere Temperatur gebracht, um die niedergeschlagene Substanz zu entfernen. Eine dritte Gruppe von Kondensationsapparaten kann für andere Aufgaben zur Vertügung stehen. Beispielsweise können zwei regenerativ arbeitende Kondensationsapparate vorgesehen werden, wobei abwechselnd dem einen oder dem anderen Kondensationgsapparat 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.
  • Gute Ergebnisse wurden beispielsweise mit einer Kältemaschine mit einer Leistung von 100 kW erzielt, deren Kühlflächen mittels Luft oder mittels eines Solestromes 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 Fremdgasenabzusaugen, im Kondensationgsapparat 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. An jeder Absaugstelle können zwei oder noch mehr Kondensationsapparate vorgesehen werden, die im Wechsel betrieben 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 T1 auf. Der dargestellte Fernrohrleitungs-Abschnitt endet in einer Molchschleuse 2. Eine erste Verbindungsleitung 3 verbindet diese Molchschleuse 2 mit dem Kondensationsapparat 5. Mittels eines Absperrventiles 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 tiefer liegt, als die Temperatur T1, wozu Kühlmittel über die Kühlmittelleitung 13 dem Kondensationsapparat 5 zugeführt und über die Kühlmittel- leitung 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 im Kondensationsapparat 5 und gelangt daraufhin in die Absaugeinrichtung 9. 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:
  • Figure imgb0001
    • Beispiel 2:
  • Figure imgb0002

Claims (15)

1. 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.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, 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 niedergeschlagen werden kann.
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. Verfahren nach einer der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb der Fernrohrleitung ein Druck im Bereich von 1 bis 40 mbar eingestellt wird.
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. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
als zu entfernende Substanz Wasser dient; und die Kühlflächen auf einer Temperatur im Bereich um 0°C herum gehalten werden.
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. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
an beiden Enden der Fernrohrleitung Medium abgesaugt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
zusätzlich an weiteren Stellen, etwa an den Ventilstationen, Medium abgesaugt wird.
10. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
mit wenigstens einer, an die Fernrohrleitung anschließbaren 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. Anlage nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Verbindungsleitung (3) zu einer Molchschleuse (2) führt, die mit der Fernrohrleitung (1) verbunden ist.
12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine dritte Verbindungsleitung (10) von dem Kondensationsapparat (5) zu einem Kondensatsammelbehälter (11) führt.
13. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwei oder mehr regenerativ arbeitende Kondensationsapparate vorhandenn sind, und das aus der Fernrohrleitung (1) abgesaugte Medium abwechselnd dem einen oder dem anderen Kondensationsapparat zuführbar ist.
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. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Absaugeinrichtung (8) ein Sauggebläse oder eine Vakuumanlage ist.
EP85109412A 1984-08-03 1985-07-26 Verfahren und Anlage zum Reinigen und/oder Trocknen der Innenwände von Fernrohrleitungen Withdrawn EP0170226A3 (de)

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EP0170226A3 EP0170226A3 (de) 1987-08-19

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