DE102011086578A1 - Method for drying a pipeline system - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zur Trocknung eines Rohrleitungssystems (1) in einer Industrieanlage soll eine zuverlässige Trocknung einer Rohrleitung, insbesondere mit enthaltenen Armaturen in kurzer Zeit mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand ermöglichen. Dazu wird eine Rohrleitung (10) des Rohrleitungssystems (1) eingangsseitig mit einem Lufteintritt (22) versehen und ausgangsseitig ein Sauggebläse (18) angeschlossen, wobei das Sauggebläse (18) zur Trocknung der Rohrleitung (10) betrieben wird.A method for drying a pipeline system (1) in an industrial plant is intended to enable reliable drying of a pipeline, in particular with fittings contained in a short time with relatively little technical effort. For this purpose, a pipe (10) of the piping system (1) on the input side with an air inlet (22) and the output side, a suction fan (18) connected, wherein the suction fan (18) for drying the pipe (10) is operated.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung eines Rohrleitungssystems in einer Industrieanlage. The invention relates to a method for drying a pipeline system in an industrial plant.
Industrieanlagen wie z. B. Fabrikanlagen oder Kraftwerke umfassen häufig Rohrleitungssysteme für verschiedenste Arten von Flüssigkeiten. Insbesondere in Kraftwerken werden große Mengen von Strömungsmedium, üblicherweise entsprechend konditioniertem Wasser in die verschiedenen Bauteile wie Dampferzeuger, Turbine etc. eingeleitet. Gerade hier müssen Rohrleitungssysteme auch druckstabil ausgelegt sein. Industrial plants such. B. Factories or power plants often include piping systems for various types of liquids. In particular in power plants, large quantities of flow medium, usually corresponding to conditioned water, are introduced into the various components, such as steam generators, turbines, etc. Especially here piping systems must be designed pressure stable.
Zur Steuerung und Regelung der Fluidströmungen im Rohrleitungssystem umfasst dieses typischerweise eine Anzahl von Armaturen wie z. B. Messblenden, Siebe, Filter etc., insbesondere auch alle Arten von Ventilen wie Absperrhähne, Absperrschieber, Rückschlagklappen etc. To control and regulate the fluid flows in the piping this typically includes a number of fittings such. As measuring orifices, sieves, filters, etc., in particular all types of valves such as shut-off valves, gate valve, check valves, etc.
Während der Bau- oder Inbetriebsetzungsphase einer Industrieanlage besteht teilweise durch Verzögerungen die Notwendigkeit, das Rohrleitungssystem oder einzelne Rohrleitungen des Systems nach einer Druckprobe oder Wässerung zu trocknen. Dies sollte möglichst schnell durchgeführt werden, um Ablagerungen in den Rohrleitungssystemen zu vermeiden. During the construction or commissioning phase of an industrial plant, delays sometimes result in the need to dry the piping system or individual piping of the system after a pressure test or watering. This should be done as quickly as possible to avoid deposits in the piping systems.
Üblicherweise wurde eine Trocknung des Rohrleitungssystems bzw. einer bestimmten Rohrleitung bisher mit Heizmatten von außen und mit Trockenluftbeaufschlagung durchgeführt. Gerade wenn die Rohrleitungen Abschnitte mit Armaturen umfasst, kann dies im Bereich der Armaturen aufgrund von Fluidansammlungen jedoch zu lange dauern und damit unpraktikabel sein. In der Praxis bleibt daher gerade im Bereich der Armaturen nur die Möglichkeit, die Armatur oder den betreffenden Rohrabschnitt mit erheblichem Aufwand auszubauen und manuell zu trocknen. Usually, a drying of the piping system or a specific pipeline has previously been carried out with heating mats from the outside and with Trockenluftbeaufschlagung. However, even if the piping comprises sections with fittings, this can take too long in the area of the fittings due to fluid accumulation and thus be impractical. In practice, therefore, just in the field of fittings only the possibility to expand the fitting or the relevant pipe section with considerable effort and dry manually.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Trocknung eines Rohrleitungssystems in einer Industrieanlage anzugeben, das eine zuverlässige Trocknung einer Rohrleitung, insbesondere mit enthaltenen Armaturen in kurzer Zeit mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand ermöglicht. The object of the invention is therefore to provide a method for drying a piping system in an industrial plant, which allows reliable drying of a pipe, in particular with fittings contained in a short time with relatively little technical effort.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem eine Rohrleitung des Rohrleitungssystems eingangsseitig mit einem Lufteintritt versehen wird und ausgangsseitig ein Sauggebläse angeschlossen wird, wobei das Sauggebläse zur Trocknung der Rohrleitung betrieben wird. This object is achieved by a pipe of the piping system is provided on the input side with an air inlet and the output side, a suction fan is connected, wherein the suction fan is operated to dry the pipe.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass physikalisch grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten zur Trocknung einer Rohrleitung existieren: Verdampfung, Temperaturerhöhung unterhalb des Siedepunkts und Stofftransport in Folge des Konzentrationsgefälles an der Phasengrenzfläche, Temperaturerhöhung und Senkung der relativen Luftfeuchtigkeit zur Erhöhung dieses Konzentrationsgefälles und Erhöhung des Luftmassenstroms zur Erhöhung des Stoffübergangskoeffizienten. Hierbei hat sich durch umfangreiche und aufwendige Versuche überraschend herausgestellt, dass die Nutzung eines Sauggebläses eine vollständige Entfernung von Restfluid ohne Demontage ermöglicht. Die erhebliche Erhöhung des Luftmassenstroms durch das Sauggebläse erzeugt Turbulenzen auf der Fluidoberfläche. Diese verbessern einerseits den Stoffübergang in die Luft, andererseits reißt der starke Luftstrom Fluid mit sich, dass sich auf der Rohrinnenwand niederschlägt und diese benetzt. Somit erhöht sich die Gesamtfluidoberfläche, was den Stoffübergang in die Luft weiter beschleunigt. Dadurch ist die Trocknung innerhalb einer vergleichsweise kurzen Zeit möglich. The invention is based on the consideration that physically fundamentally different possibilities exist for drying a pipeline: evaporation, temperature increase below the boiling point and mass transport as a result of the concentration gradient at the interface, increase in temperature and reduction of the relative humidity to increase this concentration gradient and increase the air mass flow to increase the mass transfer coefficient. This has surprisingly been found by extensive and expensive experiments that the use of a suction fan allows complete removal of residual fluid without disassembly. The substantial increase in air mass flow through the aspirator creates turbulence on the fluid surface. These improve on the one hand the mass transfer into the air, on the other hand, the strong air flow entrains fluid that precipitates on the pipe inner wall and wets them. Thus, the total fluid surface increases, which further accelerates the mass transfer into the air. This allows drying within a comparatively short time.
Vorteilhafterweise umfasst die Rohrleitung zur Regelung und Steuerung der Prozessparameter eine oder mehrere Armaturen. Gerade im Bereich der Armaturen gestaltet sich die Trocknung besonders schwierig. Die Rohrinnenwand weist hier typischerweise Kanten, Einbuchtungen und andere Strukturen auf, die im Folgenden verallgemeinernd als Armaturentaschen bezeichnet werden. In den Armaturentaschen kann sich Fluid ansammeln, so dass nicht lediglich ein die Rohrwand benetzender Film, sondern eine beträchtliche, die jeweilige Armaturentasche ausfüllende Fluidansammlung zu trocknen, d. h. zu entfernen ist. Gerade hier bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, den Bereich der Armaturentaschen einfach zu trocknen. Advantageously, the pipeline for controlling and controlling the process parameters comprises one or more valves. Especially in the field of fittings, the drying is particularly difficult. The tube inner wall here typically has edges, indentations and other structures, which are generally referred to below as fitting pockets. In the fitting pockets fluid can accumulate, so that not only a film wetting the pipe wall, but a considerable, the respective fitting pocket filling fluid accumulation to dry, d. H. to remove. Especially here, the inventive method has the advantage of easy to dry the area of the fitting pockets.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Rohrleitung horizontal angeordnet und/oder die Armatur vertikal angeordnet. Bei einer derartigen Anordnung von Rohrleitung mit Armatur ist die Nutzung eines Sauggebläses besonders effektiv, da bei einer anderen geometrischen Anordnung die Armatur unter Umständen die Wasseroberfläche zu großen Teilen abdecken kann. Dadurch wird der Luftfluss an der Wasseroberfläche vermindert. In an advantageous embodiment, the pipeline is arranged horizontally and / or the valve arranged vertically. In such an arrangement of piping with armature, the use of a suction fan is particularly effective, since in some other geometric arrangement, the fitting may cover the water surface in large parts under certain circumstances. This reduces the air flow at the water surface.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens wird die Armatur während eines Teils der Betriebszeit des Sauggebläses zumindest teilweise geschlossen. Die damit verbundene Verringerung des Rohrquerschnitts erhöht nämlich die Geschwindigkeit des Luftflusses und verbessert somit den Stoffübergang in die Luft, was die Trocknung beschleunigt. In a further advantageous embodiment of the method, the valve is at least partially closed during part of the operating time of the suction fan. The associated reduction in the tube cross-section increases the speed of the air flow and thus improves the mass transfer into the air, which accelerates drying.
Vorteilhafterweise wird dabei die Armatur für jeweils etwa ein Drittel der Betriebszeit des Sauggebläses geöffnet, zu 70 % geschlossen und zu 90 % geschlossen. Hierdurch wird eine besonders effektive Trocknung erreicht. Zunächst erfolgt eine Trocknung des gesamten Rohrbereiches, die Schließung auf 70 % verstärkt die Bildung von Turbulenzen an der Wasseroberfläche und den Wasseraustrag in den Totraumbereichen der Armaturentaschen, so dass vergleichsweise schnell nur noch Restfeuchte in den Randbereichen der Armaturentaschen vorhanden ist. Durch das Schließen zu 90 % werden die Turbulenzen weiter verstärkt und die Randbereiche ebenfalls getrocknet. Advantageously, the fitting is opened for about one third of the operating time of the suction fan, closed at 70% and closed at 90%. As a result, a particularly effective drying is achieved. First, a drying of the entire pipe area, the closure to 70% increases the formation of turbulence on the water surface and the water discharge in the dead space of the fitting pockets, so that comparatively quickly only residual moisture in the edge regions of the fitting pockets is present. By closing to 90%, the turbulence is further enhanced and the edges also dried.
In vorteilhafter Ausgestaltung wird vor dem Betrieb des Sauggebläses ein Fluidvolumen in der Rohrleitung ermittelt und abhängig vom ermittelten Fluidvolumen die Betriebszeit des Sauggebläses gewählt. Dadurch ist eine optimierte, vorausbestimmte Trocknungszeit ermittelbar und somit ein besonders effektiver und planbarer Trocknungsprozess möglich. In an advantageous embodiment, a fluid volume in the pipeline is determined prior to operation of the suction fan and the operating time of the suction fan selected depending on the determined fluid volume. As a result, an optimized, predetermined drying time can be determined and thus a particularly effective and predictable drying process possible.
Dabei wird vorteilhafterweise die Betriebszeit näherungsweise nach der Formel t = V·14 min/l bestimmt, wobei t die Betriebszeit und V das Fluidvolumen ist. Wie umfangreiche Versuche mit dem beschriebenen Verfahren ergeben haben, ist die Dauer des Trocknungsprozesses durch diese Formel besonders gut abschätzbar. Die Formel bietet daher eine besonders einfache Möglichkeit der Vorausberechnung und Planung der Trockendauer. In this case, the operating time is advantageously determined approximately according to the formula t = V × 14 min / l, where t is the operating time and V is the fluid volume. As extensive experiments have shown with the described method, the duration of the drying process can be estimated very well by this formula. The formula therefore offers a particularly simple way of predicting and planning the drying time.
Vorteilhafterweise ist das Sauggebläse dabei derart ausgelegt, dass sich während der Betriebszeit in der Rohrleitung eine Luftgeschwindigkeit von mehr als 7 m/s, vorzugsweise mehr als 26 m/s einstellt. Bei diesen Geschwindigkeiten sind die sich bildenden Turbulenzen auf der Wasseroberfläche besonders geeignet, einen schnellen Trocknungsprozess durch Wasseraustrag und die damit verbundene Vergrößerung der Wasseroberfläche zu erreichen. Advantageously, the suction fan is designed such that during the operating time in the pipeline an air velocity of more than 7 m / s, preferably more than 26 m / s sets. At these speeds, the turbulences that form on the water surface are particularly suitable for achieving a rapid drying process through water discharge and the associated enlargement of the water surface.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird in die Rohrleitung während und/oder nach der Betriebszeit des Sauggebläses Trockenluft eingebracht. Die Trockenluft hat eine deutlich niedrigere Luftfeuchtigkeit, z. B. 11 bis 12 % und wird von entsprechenden Lufttrocknern bereitgestellt. Hierdurch kann in Totraumbereichen, die nicht von den Turbulenzen der Saugluft erfasst werden, eventuelle Restfeuchte zuverlässig entfernt werden. In a further advantageous embodiment, dry air is introduced into the pipeline during and / or after the operating time of the suction fan. The dry air has a significantly lower humidity, z. B. 11 to 12% and is provided by appropriate air dryers. As a result, any residual moisture can be reliably removed in dead space areas that are not detected by the turbulence of the suction air.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Verwendung eines Sauggebläses zur Entfernung von Fluidrückständen in einem Rohrleitungssystem eine besonders schnelle Trocknung der betreffenden Rohrleitung ermöglicht wird, insbesondere wenn diese eine Armatur mit den entsprechenden Armaturentaschen umfasst. Durch die hohen Luftgeschwindigkeiten entstehen auf der Wasseroberfläche Turbulenzen, die eine Trocknung in besonders schneller Zeit mit technisch vergleichsweise einfachen Mitteln ermöglichen. Zudem kann das Sauggebläse auch sonstige Verunreinigungen wie z. B. durch Schleifstäube, Späne, Schweißdrähte, Schlacke etc. entfernen und ermöglicht so eine gleichzeitige Reinigung der Rohrleitung. The advantages achieved by the invention are, in particular, that the use of a suction fan for removing fluid residues in a piping system a particularly rapid drying of the relevant pipe is made possible, especially if this includes a valve with the corresponding fitting pockets. Due to the high air velocities, turbulences arise on the water surface which enable drying in a particularly fast time with technically comparatively simple means. In addition, the suction fan and other contaminants such. As by sanding dust, chips, welding wires, slag, etc., thus enabling a simultaneous cleaning of the pipeline.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to a drawing.
Darin zeigen: Show:
Gleiche Teile sind in allen FIGs mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical parts are provided with the same reference numerals in all FIGS.
Das Rohrleitungssystem
Das Rohrleitungssystem
Der Armatur
Um eine entsprechende Dichtigkeit und Druckbeständigkeit zu gewährleisten, weist die Rohrleitung
Das Rohrleitungssystem
Hierzu wird an das Rohrleitungssystem
Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist die Armaturentasche
Durch die hohe Luftgeschwindigkeit entstehen Verwirbelungen auf dem Wasserspiegel
Nach ca. 1/3 der Betriebszeit des Sauggebläses
Nach ca. 2/3 der Betriebszeit wird die Armatur
Zur Verdeutlichung des beschriebenen Verfahrens wurde zum Vergleich dieselbe Armatur
Insbesondere der Vergleich zeigt, dass die Verwendung eines Sauggebläses
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