Verfahren und Anlage zum Reinigen und/oder Trocknen der Innenwände von Fernrohrleitungen

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 Rohrwand- temperatur gehalten werden. Bei einer ausreichenden Temperaturdifferenz, um den Substanzdampf an diesen Kühlflächen niederzuschlagen, konnte die Trocknungsleistung gegenüber einer reinen Vakuumtrocknung wesentlich gesteigert werden.

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Trocknungsleistung eines Vakuum-Trocknungsverfahrens der bekannten Art mit einfachen Mitteln ganz wesentlich zu steigern.

[0005] 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.

[0006] 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

[0007] Luft/Wasserdampf-Gemisch pro Stunde förderte, durch eine zusätzliche Kälte-Leistung im Kondensationsapparat von 100 kW um mehr als das Dreifache gesteigert werden.

[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] Mit einer Anlage des geschilderten Aufbaus wurden beispielsweise die nachstehenden Ergebnisse erzielt:

Beispiel 1:

[0019] 

Beispiel 2:

[0020] 

Ansprüche

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.

Zeichnung