NO154175B - Fremgangsm¨te ved avgassing og t¯rking av r¯rledninger av stor lengde beregnet for transport av gassformige fluider. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en forbedret fremgangsmåte for avgassing eller tørking av rørledninger hvor det benyttes et vakuumgeneratorsystera. Nærmere bestemt angår den en fremgangsmåte ved avgassing og tørring av rørledninger av stor lengde beregnet for transport av gassformige fluider, ved hvilken et drivfluid under trykk, som bevirker oppsuging og fjerning av fuktigheten, injiseres i seriekoblede ejektorer som er forsynt med sugekammer og konvergerende-divergerende diffusør,

og som kommuniserer med rørledningen, hvoretter det foretas avgassing av rørledningen utenfor gassens øvre og nedre antennelighetsgrenser.

En fremgangsmåte av denne art er beskrevet i britisk patentskrift nr. 2 037 963. Denne teknikk representerer et reelt fremskritt sammenlignet med de tørkesystemer i hvilke det benyttes puter gjennomtrukket med hydrofile organiske produkter og/eller vakuumpumper med flertrinns skovler.

Imidlertid gis der for enhver gitt vakuumgeneratorinnret-ning et grensevakuum ved hvilket intet fluid oppsuges. Eksempelvis er dette grensevakuum ved den ovennevnte metode og med et system av to seriekoplede trykkluftdrevne ejektorer ca. 2 mbar (millibar), hvilket svarer til et duggpunkt P&

- 12°C i det tilfelle hvor der etter endt operasjon bare er vanndamp i rørledningen. I mange tilfeller krever imidler-

tid spesialistene langt lavere duggpunkter, såsom f.eks.

- 60°C for en rørledning for ethylen, - 56<W>C for en rør-ledning for vinylklorid, fra - 20° til -30°C for en rørledning for naturgass^ osv. Det er kjent i gassindustrien at dette duggpunkt ve<3 atmosfæretrykk karakteriserer en rørlednings tørrhetstilstand. Det defineres som den temperatur ved hvilken vanndampen som inneholdes i gassen, kondenserer ved atmosfæretrykk. Det svarer derfor til en viss mengde vanndamp pr. volumenhet gass, hvilket vanligvis uttrykkes som g pr. Nm 3 gass eller som partialtrykket av vanndamp, uttrykt i mm Hg, torr eller millibar.

Det er et siktemål med oppfinnelsen å oppnå meget lave duggpunkter, som ligger betydelig lavere enn dem som oppnås ved hjelp av de kjente vakuumgeneratorinnretninger, for der-ved å forhindre isdannelse og å redusere risikoen for frysing

i en rørledning som inneholder fuktighet, spesielt når varme-

overføringen er utilstrekkelig (rørledningen mer eller mindre isolert innvendig og utvendig). Det ønskes også å kunne styre isdannelsesprosessen gjennom en overvåking av duggpunktet. , Videre er det et siktemål med oppfinnelsen å oppnå en betydélig reduksjon av tørketiden, sammenlignet med tørketiden ved anvendelse av vakuum alene, og å forhindre at strømningen opphører når sugetrykket faller i rørledningen.

Det har vist seg at disse oppgaver kan løses ved hjelp '

av en fremgangsmåte som innledningsvis angitt, som i tillegg kombinerer vakuumtørkingen med en vakuumspyleteknikk ved hvilken det benyttes en inert gass. Fremgangsmåten utmerker seg således ved at man i stedet for å utføre avgassingen eller tørringen ved anvendelse av vakuum alene, i rekkefølge utfører de følgende trinn:

a) senkning av det interne trykk i rørledningen til en verdi over den som svarer til isdannelse, b) spyling av rørledningen med en tørr, inert gass ved et absolutt trykk som er høyere enn nevnte isdannelsestrykk, og c) etter avsluttet spyling, ytterligere senkning av det absolutte trykk til den maksimale grenseverdi for vakuumgene-r

i ratorinnretningen.

Spyleprosedyren utføres når det absolutte trykk i rør-j ledningen varierer mellom 2 og 7 torr, alt etter isdann-;

elsestrykket. Eksempelvis vil der i et system hvorvarmeover-føringen er utilstrekkelig, og hvor isdannelse finner sted ved 4,5 torr, velges et absolutt trykk svarende til 5-6 toirr. Når varmeoverføringen er slik at det ikke fås noen variasjon<5>

i den interne temperatur i rørledningen, utføres spylingen ved et trykk som ligger litt over grensevakuumet, f.eks. ved et trykk på 2 - 3 torr for et system med to trykkluftdrevne ejektorer i serie, når grensevakuumet er ca. 1,5 torr.

I praksis er det aktuelle inertgass-spyletrykk vanlig-: vis mellom 15 og 40 mbar og fortrinnsvis 20 - 30 mbar. !

Inertgassen utgjøres fortrinnsvis av nitrogen som er så tørt som mulig, eller av en ekvivalent gass, idet det like-ledes er mulig å anvende naturgass eller sogar vanlig luft.

Oppfinnelsen vil forstås bedre av den nedenstående detaljerte beskrivelse av vakuumtørkeprosedyren for rør-ledninger, med innsjaltet nitrogeninnsprøyting, i henhold til tre eksempler som illustreres av kurvene på den vedføyede tegning, som viser endringene i det absolutte trykk (P) som en funksjon av den tørketid (T) som kan oppnås.

Kurve (1) illustrerer et konvensjonelt tilfelle svarende til tørking av en rørledning uten noen variasjon i den interne temperatur. Koketrykket P, for restvannet er konstant, og tørkingen går så langt som til punktet C. Dersom, ved anvendelse av vakuumsystemet, grensevakuumet er Pj. , vil det foretas en spyling med nitrogen ved en verdi P^ som er litt høyere enn p for å eliminere den størst mulige mengde rest-damp.

Kurve (3) svarer til en tørkeoperasjon med utilstrekkelig varmeoverføring (f.eks. en lang rørledning som er omgitt av luft, og som ikke er kledd hverken innvendig eller utvendig) . Først skjer det en rask evakuering AB til et trykk P^, som f.eks. kan være av størrelsesordenen 16 - 18 mbar. For den vannfordampningsfase som deretter følger, iakttas det et failende platå BH (f.eks. fra 16-8 mbar, trykk P^) svarende til en reduksjon av kokepunktet for vann,som gir seg uttrykk gjennom en reduksjon av rørledningens innvendige trykk. Ved punkt H er trykket høyere enn 4,5 torr, som i dette tilfelle svarer til et isdannelsestrykk. Ved vakuum-tørkeprosessen i henhold til det ovenfor omtalte britiske patentskrift nr.2 037 963 skjer fasen hvor den gjenværende vanndamp elimineres, og som starter ved 8 mbar, i henhold til kurveseksjonen HI, og det nås et sluttrykk (eller grensevakuum) på omtrent 1,4 mbar, svarende til et vakuumduggpunkt av størrelsesordenen -15°C. Det er da umulig å forbedre dette duggpunkt ytterligere ved hjelp av vakuum-generatorsystemet, fordi det da hersker et meget lavt absolutt trykk som ligger nær grensevakuumet og strømningen er minimal.

I henhold til oppfinnelsen foretas det så en nitrogen-spyling under de samme betingelser som i tilfellet vist ved kurve 1, idet nitrogen av et trykk P^ som er litt høyere enn grensevakuumet P5, innføres, uten at det tas hensyn til is-dannelsesproblemet. Under betingelsene ved det ovenfor beskrevne eksempel ble nitrogenspylingen utført ved et trykk på 21 - 25 mbar i 10 min., idet man startet med et begynn-elsestrykk (Pg) på ca. 8 mbar og et vakuumduggpunkt på <1>

+ 2,6°C. Da denne spyling var fullført, hadde duggpunktet' falt til -11,4°C. Etter avsluttet spyling ble så evakueringen gjenopptatt ned til P,-, og det var tilslutt mulig å oppnå et duggpunkt på -24,3°C, hvilket duggpunkt tilfreds-stilte kravene og således lå betydelig lavere enn det duggpunkt som kunne oppnås med den metode hvor bare vakuumtørk-ing ble tatt i bruk (-15°C).

Kurve (2) viser et typisk tilfelle med utilstrekkelig varmeoverføring, hvor fordampningsplatået EF ender ved et punkt F, hvor trykket P^ er lavere enn 4,5 torr. Dersom fluidet som skal fordampes, utgjøres av vann, vil isdann-' else finne sted ved dette trykk. Dersom det bare foretas en vakuumtørking, vil tørkeprosedyren finne sted langsomt[ ved sublimering av isen så langt som til punktet G, men dette vil i betydelig grad forlenge tørketiden. I henhold til oppfinnelsen foretas nitrogenspylingen før isdannelsestrykket på 4,5 torr er blitt nådd, f.eks. ved et trykk på 5 - b torr (P^), og endringene i duggpunktet for blandingen vanndamp og gass (i dette tilfelle nitrogen) som funksjon av tiden iakttas. Spylingen kan avbrytes når vakuumdugg-punktet er tilstrekkelig lavt til at rørledningen kan anses å være stort sett tørr, f. eks. når duggpunktet er ca. -20°C. Under evakueringen som følger, vil det iakttas at det ikke

i opptrer noe fordampningsplatå, og man ender opp med et kurve-parti av samme type som CD (kurve 1) eller HI (kurve 3). Dette vil si at man ikke lenger behøver å bry seg om problemet med isdannelse, og at den avsluttende spylning for å oppnå( det ønskede duggpunkt kan utføres ved trykket P^, som f.eks. kan være 2-3 torr, og som ligger litt over grensevakuumet. Pr. I et tilfelle som dette foretas det derfor to serier

av inertgass-spylninger, hvoretter det avsluttes med vakuum-tørking alene ned til vakuumsystemets grenseverdi.

Naturligvis overlates valget av trykket P^ til operat-ørens bedømmelse, idet dette trykk vil velges som en funksjon av faktorer såsom tørketiden og duggpunktet som ønskes. I alle tilfeller og som ovenfor nevnt foretas nitrogenspylningen vanligvis ved trykk mellom 2 og 7 torr, idet valget av trykk er en funksjon av posisjonen av den siste del av fordampningsplatået for fluidet som skal fjernes, i forhold til isdannelsestrykket.

Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan tørketiden i forhold til ved anvendelse av vakuum alene forbedres i betydelig grad, fordi diffusjonshastigheten for vanndamp i en gass (f.eks. nitrogen) forbedres i vakuum (Stefan's lov), og fordi opphør av strømningen unngås når sugetrykket faller. Dessuten unngås de tekniske problemer som er for-bundet med funksjoneringen av vakuumgeneratorsysterner ved trykk som ligger nær grensevakuumet, såsom f.eks. utsjalting av de seriekoplede ejektorer. Dessuten vil forbruket av gasser som er edlere enn luft, for anvendelse ved spylningen (nitro-en, naturgass, osv.), være meget lavt, fordi operasjonen ut-føres i vakuum og absorpsjonskapasiteten pr. Nm^ gass (ved 0°C og 760 mm Hg) øker når trykket avtar.

En annen fordel er at den ovenfor beskrevne fremgangsmåte muliggjør tørking av varmeisolerte rørledninger, idet den varmemengde som i slike tilfelle er nødvendig for fordamp-ningen av vannet, tas fra varmekapasiteten i veggene og/eller fra det gassformige fluid. Sluttlig er det å anføre at i det tilfelle hvor rørledningen ikke bare inneholder vann,men også væskeformige hydrocarboner, som er fordampbare. ved omgivelsenes temperatur og i vakuum, spesielt lette hydrocarboner, mulig-gjør teknikken med inskutt spylning med inert gass tørking og fordampning av substansene i en regulert atmosfære på en slik måte at man aldri på noe punkt kommer innenfor eksplo-sjonsgrensene.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved avgassing og tørring av rørledninger av stor lengde beregnet for transport av gassformige fluider, ved hvilken et drivfluid under trykk, som bevirker oppsuging og fjerning av fuktigheten, injiseres i seriekoblede ejektorer som er forsynt med sugekammer og, konvergerende-divergerende diffusør, og som kommuniserer med rørledningen, hvoretter det foretas avgassing av rørledningen utenfor gassens øvre og nedre antennelighetsgrenser, karakterisert ved at man i stedet for å ut-føre avgassingen eller tørringen ved anvendelse av vakuum alene, i rekkefølge utfører de følgende trinn: a) senkning av det interne trykk i rørledningen til en verdi over den som svarer til isdannelse, b) spyling av rørledningen med en tørr, inert gass ved et absolutt trykk som er høyere enn nevnte isdannelsestrykk, og c) etter avsluttet spyling, ytterligere senkning av det absolutte trykk til den maksimale grenseverdi for vakuumgene-ratorinnretningen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at spylingen utføres når det absolutte trykk i rørledningen varierer mellom 2 og 7 torr som en funksjon av isdannelsestrykket, og at det anvendes et inertgass-spyletrykk på mellom 15 og 40 millibar.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som tørr inertgass for anvendelse ved spylingen, benyttes nitrogen, naturgassi eller luft.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at spyle- og trykkreduksjons-operasjonene utføres flere ganger, alt etter hvilket endelig duggpunkt som ønskes i rørledningen.