PL171014B1

PL171014B1 - transportu gazu ziemnego i urzadzenie do usuwania rteci z rur gazociagów i z czesci urzadzen do transportu gazu ziemnego PL

Info

Publication number: PL171014B1
Application number: PL93298297A
Authority: PL
Inventors: Friedrich Schlemm; Hans Kaast; Siegfried Muessig
Original assignee: Beb Erdgas & Erdoel Gmbh; Beb Erdgas Und Erdoel Gmbh
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1997-02-28
Also published as: EP0563554A1; ES2090728T3; PL298297A1; ATE139151T1; PL171702B1; GR3020945T3; HU9300604D0; DE59302869D1; US5529605A; DE4210455C1; HUT68534A; DK0563554T3; EP0563554B1

Abstract

1 Sposób usuwania rteci z rur gazociagów i z czesci urzadzen sluzacych do przeróbki i transportu gazu ziemnego, znamienny tym, ze przewód gazociagu dzieli sie na odcinki rurowe za pomoca ciec wykonywa- nych na zimno, a po kazdym cieciu odcieta rure podnosi sie do polozenia skosnego lub pionowego i materialy stale oraz ciekle zawarte w rurze usuwa sie do naczynia ustawionego pod nizszym koncem rury, po czym oba konce rury zamyka sie zatyczkami i transportuje sie mre do stanowiska odparowania, na którym przez kró- ciec rurowy w zatyczce, napelnia sie rure gazem obojet- nym, a napelniona obojetnym gazem rure ogrzewa sie i odparowuje sie zawarta w niej rtec, a nastepnie ogrzany 1 zawierajacy pary rteci gaz obojetny, doprowadza sie do skraplacza, w którym obojetny gaz zawierajacy pary rteci ochladza sie do wytracenia rteci z gazu obojetnego 9. Urzadzenie do usuwania rteci z rur gazociagów i z czesci urzadzen sluzacych do transportu gazu ziemne- go, znamienne tym, ze ma zbiornik gazu obojetnego, urzadzenie grzewcze, urzadzenie wytwarzajace próz- nie, skraplacz oraz pompe, które polaczone sa ze soba przewodami rurowymi, przy czym w przewody te jest wlaczona czyszczona rura lub czesc rurociagu FIG.1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do usuwania rtęci z rur gazociągów i z części urządzeń służących do przeróbki i transportu gazu ziemnego.

171 014

Okazało się, ze wraz z wydobywanym ze złóż gazowych gazem ziemnym wydostają się również pary rtęci, które osadzają się w rurach i na częściach urządzeń w postaci rtęci. Pary rtęci jako zanieczyszczenia gazu ziemnego występują w bardzo małym zakresie. Jednak przy wieloletnim wykorzystywaniu rurociągów rtęć i ewentualnie jej związki występują w takich ilościach, ze przy złomowaniu przewodów, rury nie mogą być przetapiane z uwagi na ochronę środowiska, gdyż przy przetapianiu rtęć wydobywająca się do otoczenia w postaci pary, zatrułaby trwale atmosferę.

Dlatego tez, wszędzie tam, gdzie przy wejściu surowego gazu do urządzeń nie ma odfiltrowywania par rtęci, istnieje konieczność czyszczenia przewodów rurowych oraz części urządzeń. Konieczność ta występuje nie tylko tam, gdzie stale gazociągi mają być złomowane, lecz również tam, gdzie nadające się jeszcze do użytku gazociągi mają być nadal eksploatowane. Wszędzie tam, gdzie przy takich przewodach prowadzone mają być prace, czy to polegające na przyspawaniu króćców wyjściowych, czy to na innych naprawach, zawsze istnieje niebezpieczeństwo zagrożenia zdrowia dla personelu pracującego na miejscu, oraz niebezpieczeństwo zanieczyszczenia środowiska.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie możliwości przeprowadzania usuwania rtęci i związków rtęci z zanieczyszczonych rur i części urządzeń, przy możliwie małych nakładach i prostymi środkami.

Sposób usuwania rtęci z rur gazociągów i z części urządzeń służących do przeróbki i transportu gazu ziemnego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przewód gazociągu dzieli się na odcinki rurowe za pomocą cięć wykonywanych na zimno, a po każdym cięciu odciętą rurę podnosi się do położenia skośnego lub pionowego i materiały stałe oraz ciekłe zawarte w rurze usuwa się do naczynia ustawionego pod niższym końcem rury, po czym oba końce rury zamyka się zatyczkami i transportuje się rurę do stanowiska odparowania, na którym przez króciec rurowy w zatyczce, napełnia się rurę gazem obojętnym, a napełnioną obojętnym gazem rurę ogrzewa się i odparowuje się zawartą w niej rtęć, a następnie ogrzany i zawierający pary rtęci gaz obojętny, doprowadza się do skraplacza, w którym obojętny gaz zawierający pary rtęci ochładza się do wytrącenia rtęci z gazu obojętnego.

Celowe jest w sposobie według wynalazku, gdy gaz obojętny wypełniający rurę zmienia się wielokrotnie, korzystnie przy cyrkulacji w obiegu zamkniętym.

Korzystnie według wynalazku rurę opróżnia się przed napełnieniem gazem obojętnym.

W sposobie według wynalazku przynajmniej podczas nagrzewania rury wypełniający ją gaz obojętny utrzymuje się w podciśnieniu.

Rurę ogrzewa się za pomocą ciepła doprowadzanego z zewnątrz aż do temperatury parowania rtęci dla panującego ciśnienia.

Istnieje także możliwość, że ogrzewa się rurę powyżej temperatury parowania za pomocą doprowadzonego gorącego gazu obojętnego.

Gaz obojętny ogrzewa się poza rurą i przesyła się przez rurę wielokrotnie, w obiegu zamkniętym, a przed odpompowaniem z biegu, doprowadza się go do skraplacza.

Przed obróbką cieplną usuwa się izolację rury a po obróbce ponownie się ją nakłada.

Urządzenie do usuwania rtęci z rur gazociągów i z części urządzeń służących do transportu gazu ziemnego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma zbiornik gazu obojętnego, urządzenie grzewcze, urządzenie wytwarzające próżnię, skraplacz oraz pompę, które połączone są ze sobą przewodami rurowymi, przy czym w przewody te jest włączona czyszczona rura lub część rurociągu.

Korzystnie według wynalazku urządzenie grzewcze wybiera się z grupy na którą składa się piec otaczający oczyszczony odcinek rury, grzejnik gazu obojętnego umieszczony w czyszczonym odcinku rury, grzejnik gazu obojętnego umieszczony poza czyszczonym odcinkiem rury, źródło ciepła otaczające czyszczony odcinek rury.

Urządzenie według wynalazku ma przewód obiegowy z gazem obojętnym, w którym znajduje się urządzenie do włączania czyszczonej rury i urządzenie grzewcze, do którego dołączony jest przewód odgałęźny prowadzący do skraplacza.

Przewód odgałęźny stanowi również przewód obiegowy, dołączony w dwóch miejscach do przewodu obiegowego z gazem obojętnym.

Za pomocą tego sposobu udało się usunąć rtęć z rur gazociągów oraz z części urządzeń, do poziomu niewykrywalnych resztek, oraz uzyskiwać przy tym rtęć jako surowiec.

Przed napełnieniem gazem obojętnym rurę się opróżnia, aby w możliwie dużym stopniu usunąć z niej tlen. Jako gaz obojętny celowo wykorzystuje się azot. Natomiast utrzymywanie w podciśnieniu gazu wypełniającego przynajmniej podczas nagrzewania rury jest korzystne pod względem energetycznym.

Doprowadzanie ciepła wraz z gazem obojętnym do rury od jej wnętrza, ma tę zaletę, ze wewnętrzna ściana rury, na której znajduje się rtęć przeznaczona do usunięcia, jest ogrzewana silniej niż zewnętrzna ściana rury.

Przy takiej postaci wykonania sposobu, celowe jest, gdy gaz obojętny przepuszcza się wielokrotnie przez rurę w obiegu zamkniętym, ogrzewając go przy tym poza czyszczoną rurą, zanim zostanie on odessany z obiegu i doprowadzony do skraplacza. Służy do tego układ przewodów rurowych w kształcie litery U lub C, pomiędzy którego końcami zamocowana jest czyszczona rura, a który to układ zawiera urządzenia do ogrzewania gazu obojętnego.

Urządzenie grzewcze może być umieszczone również we wnętrzu czyszczonej rury.

Oczyszczone w ten sposób odcinki rur, zależnie od swego stanu, mogą być albo zastosowane ponownie, albo stopione jako złom.

We wszystkich tych przypadkach, celowe jest, gdy przed obróbką cieplną z rury zostanie usunięta izolacja, a po przeprowadzonych pracach ponownie zostanie nałożona, jeżeli rura względnie odcinki rur mają być nadal eksploatowane ułożone w ziemi.

Urządzenie grzewcze urządzenia do usuwania rtęci z zanieczyszczonych rur składa się z pieca otaczającego czyszczony odcinek rury, albo z grzejnika gazu obojętnego umieszczonego w czyszczonym odcinku rury, albo grzejnika gazu obojętnego umieszczonego poza czyszczonym odcinkiem rury, albo z palnika otaczającego czyszczony odcinek, lub z urządzenia grzewczego zasilanego prądem elektrycznym lub falami elektromagnetycznymi. Możliwejest również zastosowanie przegrzanej pary.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie oczyszczające z przesuwnym piecem, przeznaczone dla odcinków rur wyciętych z przewodu rurowego, fig. 2 - urządzenie oczyszczające, w którym odcinki rur ogrzewane są od wewnątrz przez nagrzany środek obojętny, fig. 3 - urządzenie oczyszczające, w którym oczyszczany odcinek rury nagrzewany jest od wnętrza za pomocą palnika.

Na stojakach wsporczych 1 ułożone są rury 2, których końce zamknięte są zatyczkami 3, w które wchodzą króćce przyłączeniowe 4, do których przyłączone są przewody z gazem obojętnym. Do przewodu 5 z gazem obojętnym, poprzez przewód odgałęźny 6 dołączona jest pompa próżniowa 7. Poprzez drugi przewód odgałęźny 8 dołączony jest zbiornik gazu obojętnego 9. Za pomocą zaworów 10 przewody odgałęźne 6, 8 połączone są z przewodem 5 prowadzącym gaz obojętny. Przewód 5 poprowadzony jest pierścieniowo poprzez skraplacz 11, w którym pary rtęci skraplają się w płynną rtęć. W pierścieniowym przewodzie znajduje się ponadto dmuchawa 12 zapewniająca cyrkulację strumienia gazu obojętnego w przewodzie pierścieniowym 5. Gaz obojętny i rury 2 nagrzewane są piecem 13 nagrzewającym ciepłym powietrzem, który po szynach 14 może przejeżdżać nad rury 2 osadzone na stojakach wsporczych 1. W omawianym przykładzie wykonania przewidziane są dwa wsporniki, jeden z nich widoczny jest na rysunku, a ponad drugi wjechał piec.

W skraplaczu 11 gaz obojętny chłodzony jest do tak niskiej temperatury aż rtęć zostanie wytrącona. Tak więc gaz obojętny opuszcza skraplacz posiadając niską temperaturę. Celowe jest więc ponowne nagrzanie gazu obojętnego za skraplaczem 11 ażeby wprowadzany był ponownie do rury 2 z temperaturą wyzszą od temperatury parowania rtęci. Do tego celu służą wymienniki ciepła 15, 16, przy czym w części wymiennika 15 temperatura gazu obojętnego wchodzącego do skraplacza 11 zostaje obniżona, a w części wymiennika ciepła 16, ciepło uzyskane w części wymiennika 15 zostaje ponownie wprowadzone do ochłodzonego gazu opuszczającego skraplacz. Ponieważ jest to możliwe tylko w ograniczonym stopniu, do części wymiennika ciepła 16 dołączone jest urządzenie grzewcze 17.

171 014

Ażeby można było na przemian eksploatować oba stanowiska robocze wyposażone w stojaki 1 i króćce przyłączeniowe 4, na których zawsze wiele rur 2 jednocześnie poddawane jest obróbce przez nasuwanie pieca 13 albo nad jedno stanowisko robocze albo nad drugie, w odpowiednich miejscach urządzenia znajdują się zawory 18,19,20,21. Przez otwarcie zaworów 20, 21 do przewodu 5 z gazem obojętnym zostaje przyłączone prawe stanowisko robocze. Jednocześnie z otwarciem zaworów 20,21 zamknięte zostają zawory 18 i 19, ażeby gaz obojętny nie mógł już płynąć przez rury na drugim stanowisku roboczym. Tak, gdzie zawory 18,19 zostały zamknięte, pozostawia się najpierw rury aby się ochłodziły, a następnie usuwa się z obu stron zatyczki 31 usuwa się rury, zastępując je rurami przeznaczonymi do obróbki, przy czym zamyka się je zatyczkami 3 i w ten sposób przygotowuje następny cykl roboczy, który uruchomiony zostaje przez zamknięcie zaworów 20, 21 i otwarcie zaworów 18, 19 oraz nasunięcie pieca 13 ponad stanowisko robocze z otwartymi zaworami 18, 19.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 2 rury 2 nie są ogrzewane z zewnątrz za pomocą pieca na ciepłe powietrze, lecz ogrzewane są od wewnątrz przez silnie ogrzany gaz obojętny. Również tutaj przewidziane są dwa stanowiska I, II, które eksploatowane są na przemian. Gdy stanowisko I poddane jest działaniu gorącego gazu obojętnego, to rury na stanowisku II ochładzają się i wymieniane są na rury, które będą poddane obróbce. Również tutaj znajdują się zawory 18,19,20,21, ażeby zawsze tylko rury na jednym stanowisku poddane były obróbce. Ogrzewanie od wewnątrz za pomocą gazu obojętnego ma tę zaletę, że cała rtęć ulega odparowaniu, gdy temperatura ściany zewnętrznej rury 2 przekroczy temperaturę parowania rtęci. Sposób taki można przeprowadzić korzystnie pod względem energetycznym, gdy układ przewodów rurowych podzielony jest na dwa obwody. Jeden obwód zawiera rurę 41 prowadzącą do stojaków, oraz rurę 42 odprowadzającą od stojaków a także rurę 40 łączącą obie te rury, przy czym w obwodzie tym znajduje się urządzenie grzejne 38 i dmuchawa 22. Drugi obwód rurowy 23 przebiega równolegle do rury 20 i poprzez zawory 24, dołączony jest do obu końców przewodu 40. W tym drugim obwodzie 23 znajduje się skraplacz 11, dmuchawa 12 i wymienniki ciepła 15,16. Również tutaj do sieci przewodów rurowych dołączone jest źródło gazu obojętnego 9 i pompa próżniowa 7. Zawór 25 wykorzystywany jest do odcinania przewodu 40. Przewody 40, 23 eksploatowane są na przemian, tzn. gdy przewód 40 zamknięty jest przez zawór 25, to zawory 24 są otwarte, natomiast zawór 25 pozostaje otwarty, gdy zawory 24 są zamknięte.

Urządzenie pracuje w następujący sposób.

Przy otwartym zaworze 25 i zamkniętych zaworach 24 urządzenie opróżniane jest z powietrza za pomocą pompy próżniowej 7 i przy otwartym zaworze 10, korzystnie poprzez urządzenia oczyszczające, a jednocześnie przy otwartym zaworze 10, wprowadzany jest gaz ze źródła gazu obojętnego 9, do momentu zastąpienia całego powietrza przez gaz obojętny. Następnie włączone zostaje urządzenie grzejne 38 gazu obojętnego. Dmuchawa 22 wtłacza gorący gaz obojętny do czyszczonych rur 2. Poprzez przewód 18 gaz wychodzi ponownie z rur i poprzez otwarty zawór 25 przechodzi ponownie do urządzenia grzejnego 38. Przebieg ten powtarza się tak długo, aż zewnętrzna temperatura rur 2 przekroczy temperaturę parowania rtęci. Gaz obojętny jest więc w stałym obiegu przepompowywany przez urządzenie grzejne i rury. Gdy po zewnętrznej stronie rur temperatura parowania rtęci zostanie przekroczona, to urządzenie grzejne 38 zostaje wyłączone, przy czym zawór 25 zostaje zamknięty natomiast zawory 24 zostają otwarte. Teraz, tłoczony w obiegu zamkniętym przez dmuchawę 12, gorący gaz obojętny przechodzi przez część wymiennika ciepła 15, do skraplacza 11. Tam rtęć w postaci pary skrapla się tworząc ciecz. Ochłodzony gaz zasysany jest przez dmuchawę 12 i tłoczony przez część wymiennika ciepła 16. Tutaj gaz obojętny ponownie zostaje ogrzany i w obiegu zamkniętym przechodzi przez przewód 41 ponownie do czyszczonych rur 2. Przebieg ten może się powtarzać.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 3 czyszczona rura 2 również zamknięta jest zatyczkami 3. Zatyczki te mają króćce przyłączeniowe 26 dla przewodu 5 z gazem obojętnym. W przewód ten włączone są skraplacz 11, dmuchawa 12, wymiennik ciepła 15, 16 oraz urządzenie grzejne 17. Również i tutaj do przewodu tego dołączona jest pompa próżniowa 7 i zbiornik gazu obojętnego 9. Urządzenie grzejne 17 ma niewielką moc.

171 014

Głównym źródłem nagrzewania jest urządzenie grzewcze 27, zamontowane w zatyczce 3 i sięgające w głąb rury 2. Podczas obróbki rura 2 osadzona jest na podstawie 28.

Przy obróbce rur 2 zgodnie z przykładami wykonania przedstawionymi na fig. 1, 2 i 3, przewód gazowy musi być pocięty na odcinki i dopiero wtedy odcinki rury mogą być poddane czyszczeniu.

FIG.2

O

2

20

3©'^<* 3

2

FIG.3

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób usuwania rtęci z rur gazociągów i z części urządzeń służących do przeróbki i transportu gazu ziemnego, znamienny tym, ze przewód gazociągu dzieli się na odcinki rurowe za pomocą cięć wykonywanych na zimno, a po każdym cięciu odciętą rurę podnosi się do położenia skośnego lub pionowego i materiały stałe oraz ciekłe zawarte w rurze usuwa się do naczynia ustawionego pod niższym końcem rury, po czym oba końce rury zamyka się zatyczkami i transportuje się mrę do stanowiska odparowania, na którym przez króciec rurowy w zatyczce, napełnia się rurę gazem obojętnym, a napełnioną obojętnym gazem rurę ogrzewa się i odparowuje się zawartą w niej rtęć, a następnie ogrzany i zawierający pary rtęci gaz obojętny, doprowadza się do skraplacza, w którym obojętny gaz zawierający pary rtęci ochładza się do wytrącenia rtęci z gazu obojętnego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz obojętny wypełniający rurę zmienia się wielokrotnie, korzystnie przy cyrkulacji w obiegu zamkniętym.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rurę opróżnia się przed napełnieniem gazem obojętnym.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze przynajmniej podczas nagrzewania rury wypełniający ją gaz obojętny utrzymuje się w podciśnieniu.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ogrzewa się rurę za pomocą ciepła doprowadzanego z zewnątrz, aż do temperatury parowania rtęci dla panującego ciśnienia.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ogrzewa się rurę powyżej temperatury parowania za pomocą doprowadzonego gorącego gazu obojętnego.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że gaz obojętny ogrzewa się poza rurą i przesyła się przez rurę wielokrotnie, w obiegu zamkniętym, a przed odpompowaniem z obiegu, doprowadza się go do skraplacza.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed obróbką cieplną usuwa się izolację rury, a po obróbce ponownie się ją nakłada.
9. Urządzenie do usuwania rtęci z rur gazociągów i z części urządzeń służących do transportu gazu ziemnego, znamienne tym, że ma zbiornik gazu obojętnego, urządzenie grzewcze, urządzenie wytwarzające próżnię, skraplacz oraz pompę, które połączone są ze sobą przewodami rurowymi, przy czym w przewody te jest włączona czyszczona rura lub część rurociągu.
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że urządzenie grzewcze wybiera się z grupy na którą składa się; piec, otaczający czyszczony odcinek rury, grzejnik gazu obojętnego umieszczony w czyszczonym odcinku rury, grzejnik gazu obojętnego umieszczony poza czyszczonym odcinkiem rury, źródło ciepła otaczające czyszczony odcinek rury.
11. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że ma przewód obiegowy z gazem obojętnym, w którym znajduje się urządzenie do włączania czyszczonej rury i urządzenie grzewcze, do którego dołączony jest przewód odgałęźny prowadzący do skraplacza.
12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, ze przewód odgałęźny stanowi również przewód obiegowy, dołączony w dwóch miejscach do przewodu obiegowego z gazem obojętnym.