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EP0490117A1 - Verfahren zum Reinigen einer Rohrleitung - Google Patents

Verfahren zum Reinigen einer Rohrleitung Download PDF

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Publication number
EP0490117A1
EP0490117A1 EP91119494A EP91119494A EP0490117A1 EP 0490117 A1 EP0490117 A1 EP 0490117A1 EP 91119494 A EP91119494 A EP 91119494A EP 91119494 A EP91119494 A EP 91119494A EP 0490117 A1 EP0490117 A1 EP 0490117A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
flow
gas
pipeline
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP91119494A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Kuebler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Buehler AG
Original Assignee
Buehler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Buehler AG filed Critical Buehler AG
Publication of EP0490117A1 publication Critical patent/EP0490117A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • B08B9/02Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/053Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction
    • B08B9/057Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction the cleaning devices being entrained discrete elements, e.g. balls, grinding elements, brushes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • B08B9/02Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/032Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages by the mechanical action of a moving fluid, e.g. by flushing
    • B08B9/0321Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages by the mechanical action of a moving fluid, e.g. by flushing using pressurised, pulsating or purging fluid
    • B08B9/0328Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages by the mechanical action of a moving fluid, e.g. by flushing using pressurised, pulsating or purging fluid by purging the pipe with a gas or a mixture of gas and liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B08B9/04Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/053Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction
    • B08B9/055Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction the cleaning devices conforming to, or being conformable to, substantially the same cross-section of the pipes, e.g. pigs or moles

Definitions

  • the nozzle 11 is inclined against the pipe axis 12 at an angle ⁇ (preferably 45 °) and / or opens tangentially into the pipe circumference, less is required Apply energy through the gas to produce the ring flow; the pressure loss along the pipeline is lower.
  • G L ⁇ ⁇ B ⁇ ⁇ B /G G on the abscissa is plotted against the expression G G / ⁇ B , where ⁇ is a density and ⁇ a toughness surface tension parameter.
  • G L and G G are the mass flows for liquid or gas in lb / h ⁇ ft2 and ⁇ B and ⁇ B are through Are defined.
  • are the density values, ⁇ the surface tension, and ⁇ the viscosity of the liquid.
  • the indices A and W denote the values for air and water, respectively; L and G, as already stated above, those for liquid and gas.
  • FIG. 6 shows the mass flow G L calculated for a selected operating point 16 in the Baker diagram (FIG. 4) for water with different pipe diameters.
  • the horizontal ring flow which is fundamentally to be regarded as unstable, proves to be substantially more stable if the horizontal pipe is flowed through after a vertical pipe section; longer horizontal pipe sections should therefore be able to flow through according to vertical pipe sections, which should be taken into account when designing a pipe system to be cleaned in the manner according to the invention.
  • FIG. 7 shows a simplified system for carrying out the method, with a conveying pipeline 101 (which corresponds to the pipe 1 of FIGS. 1 to 3), into which normally conveyed material is fed from a feed container 17 in a known manner in an initial section 201.
  • This initial section 201 is connected to a non-conveying line section 301 with a blower 18 as a compressed gas source (generally compressed air source, unless another gas, such as inert gas, is used for special reasons).
  • the conveyance takes place via a steep section 401 and a pipe diverter 19, which is only schematically indicated, into a separator (cyclone) 20.
  • the pipe switch 19 is changed over in such a way that the cleaning liquid (water, cleaning or solvent or the like) is fed to a separator 21.
  • Both separators 20, 21 are connected via discharge lines 22 to a gas discharge, not shown, which can optionally be common to both separators 20, 21 and, if necessary, also has a suction fan.
  • the pressure blower 18, possibly together with such suction blowers, is designed and dimensioned such that the two-phase flow explained above is established.
  • a pump 24 connected to a liquid supply 23 is activated, which pumps the cleaning liquid into the pipeline 101 in the manner described above at a point conveniently located in the initial region 201.
  • the connection the pump 24 is provided via a supply line 111 at a point which is after the mouth of the feed elbow 26 emanating from the container 17 (only indicated by dash-dotted lines), but it may be desirable to provide the mouth of the line 111 in front of the elbow 26.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

Zum Reinigen einer Rohrleitung (101) mittels einer Reinigungsflüssigkeit wird diese von einer Flüssigkeits-Gas-Zweiphasenströmung durchströmt. Dazu wird vorzugsweise eine Ringströmung erzeugt, wobei die Flüssigkeit an wenigstens einer Stelle am Umfang eines Rohrleitungsabschnitts (201) eingespeist wird. Die Strömungsrichtungen von Gas und Flüssigkeit sind vorzugsweise gleichgerichtet. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer Rohrleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Werden Güter unterschiedlichster Art durch Rohrleitungen gefördert, so ergibt sich, sei es bei Wechsel des zu fördernden Gutes, oder auch nach einer gewissen Standzeit, die Notwendigkeit, die Rohrleitungen zu reinigen. Dabei werden an den Rohrinnenwänden anhaftende Gutrückstände oder auch Absiebteilchen zu entfernen sein.
  • Bei langen Rohrleitungen bzw. solchen, die für den Transport von toxischen Stoffen vorgesehen sind, ist die Demontage der Leitung und die nachfolgende Reinigung der Rohrteile ziemlich zeitaufwendig, bzw. nur unter sorgfältig einzuhaltenden Sicherheitsbestimmungen durchführbar. Als Alternative dazu wurden derartige Rohrleitungssysteme bisher vollständig mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt, wobei diese Flüssigkeit durch die Leitungen gepresst oder auch gesaugt wurde. Es ist offensichtlich, dass für diese Methode grosse Mengen an Reinigungsflüssigkeit notwendig sind, was sowohl unter dem Gesichtspunkt der Umweltverträglichkeit als auch unter dem der Wirtschaftlichkeit fragwürdig ist.
  • Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Reinigung von Rohrleitungen mit Hilfe von Reinigungsflüssigkeiten vorzunehmen, ohne dass die Rohrleitungen demontiert werden müssen, wobei der Durchsatz von Reinigungsflüssigkeit um einige Grössenordnungen gegenüber dem konventionellen Verfahren herabgesetzt wird.
  • Das gelingt durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den kennzeichnenden Merkmalen der abhängigen Ansprüche beschrieben.
  • Strömen die beiden Phasen Flüssigkeit und Gas durch eine Rohrleitung, so sind äusserst unterschiedliche Strömungsbilder möglich, die insbesondere vom Anteil des Gasdurchsatzes abhängig sind, aber auch davon, ob horizontale, vertikale oder geneigte Rohre durchströmt werden. Im allgemeinen strömen Gas und Flüssigkeit in die gleiche Richtung. In vertikalen oder stark geneigten Rohren ist aber auch ein Gegenstrom zwischen Gas und Flüssigkeit möglich. Die Uebergänge zwischen den einzelnen Existenzbereichen der Strömungsformen können fliessend sein; auch ergeben sich je nach dem Phasenpaar erhebliche Verschiebungen für die Grenze der Strömungsformen.
  • Im Rahmen der Erfindung ist der Reinigungsvorgang auch mittels Pfropfen- oder Schaumströmung denkbar. Bevorzugt ist jedoch die Verwendung einer Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenströmung, die in Form einer Ringströmung durch das Rohrleitungssystem strömt. Unter einer Ringströmung wird eine Strömung verstanden, bei der die Flüssigkeit längs der Rohrwand einen meist dünnen Film bildet und das Gas im Rohrzentrum strömt. Die beiden Phasen sind dabei durch eine mehr oder weniger gut definierte Grenzschicht voneinander getrennt, die in etwa der Innenwand der Rohrleitung entspricht. Dabei sind für vertikale und in gewissen Fällen auch für geneigte Rohrleitungen sowohl gleichgerichtete als auch entgegengesetzte Strömungsrichtungen für die Gas- und die Flüssigkeitsphase möglich. Eine umfassende Darstellung der Zweiphasen-Ringströmungsphänomene ist in Hewitt, Hall Taylor: "Annular Two-Phase Flow" (Pergamon Press, 1970) gegeben, dessen Inhalt hiermit als geoffenbart gilt.
  • Die Form, in der die Flüssigkeit in die Rohrleitung eingespeist wird, ist - gegenteilig zu verschiedenen Literaturstellen - für die Entstehung der Ringströmung selbst nicht besonders wesentlich. So könnte die Flüssigkeit über eine oder mehrere zentrale Düsen in den Gasstrom eingespeist werden, oder auch ringförmig über einen porösen Rohrteil oder eine Ringleitung. Wird die Flüssigkeit im wesentlichen zentral eingespeist, so wird im allgemeinen eine disperse Ringströmung entstehen, bei der feinverteilte Flüssigkeitströpfchen im Gasstrom mitgerissen werden.
  • Durch eine tangentiale und/oder gegen die Rohrachse geneigte Einströmrichtung der Flüssigkeit wird allerdings der Druckverlust herabgesetzt, da der Gasstrom weniger Energie zur Beschleunigung des Flüssigkeitsringes aufbringen muss, und es wird weniger Flüssigkeit durch das Gas im Rohrzentrum mitgerissen werden.
  • Für eher schonende Reinigungsvorgänge von vertikalen bzw. wenig geneigten Rohren, bei denen die Flüssigkeit in Form eines dünnen Films entlang der Rohrinnenwand herabrinnt und das Gas sowohl in Richtung der Flüssigkeitströmung oder auch entgegengesetzt dazu strömen kann, ist eine ringförmige Einspeisung am Rohrumfang vorzusehen.
  • Das aus der Literatur bekannte, auf empirischem Weg erstellte Diagramm von Baker zeigt - allerdings nur für horizontale Rohre - die Existenzbereiche der verschiedenen Strömungsformen für Zweiphasenströmungen.
  • Erfindungsgemäss zeigt sich ein ganz bestimmter Betriebsbereich - unabhängig von horizontaler oder vertikaler Rohrführung - für die Ausbildung einer Ringströmung mit hoher Reinigungswirkung und minimalem Flüssigkeitsverbrauch als besonders vorteilhaft. Die angegebenen Werte beziehen sich auf eine Flüssigkeits-Gas-Zweiphasenströmung mit einem Verhältnis von 1 m³ : 3000 bis 7500 m³ bzw. von 1 kg : 2,0 bis 6,0 kg. Damit ergibt sich beispielsweise für eine Reinigungszeit von ca. 10 Min. bei einem Rohrleitungssystem, das einen Rohrdurchmesser von 65 mm aufweist, unabhängig von seiner Länge, ein Verbrauch von ca. 30 l Flüssigkeit, wohingegen bei vollständiger Füllung der Rohrleitung mit Reinigungsflüssigkeit ca. 80'000 l Flüssigkeit notwendig wären.
  • Anhand der Folgenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielshaft näher erläutert. Es zeigen.
  • Fig. 1
    Strömungsformen von Zweiphasenströmungen in horizontalem Rohr;
    Fig. 2
    Strömungsformen von Zweiphasenstromen in vertikalem Rohr, wobei
    Fig. 2a
    gleichgereichtete Zweiphasenströmungen und
    Fig. 2b
    eine ungleichgerichtete Zweiphasenströmung zeigt;
    Fig. 3 a bis d
    Varianten für die Einströmgeometrie der Flüssigkeit;
    Fig. 4
    das Diagramm für die Existenzbereiche der verschiedenen Strömungsformen nach Baker, ergänzt von Scott;
    Fig. 5
    ein Diagramm zur Berechnung des Druckverlustes bei einer Zweiphasenströmung im horizontalen Rohr;
    Fig. 6
    die Abhängigkeit des Flüssigkeitsmassenstroms vom Rohrdurchmesser für einen ausgewählten Betriebsbereich; und
    Fig. 7
    eine Ausführung einer erfindungsgemässen Anlage.
  • In Fig. 1 sind verschiedene Strömungsformen einer Zweiphasenströmung in einem horizontalen Rohr 1 dargestellt. Dabei ist die Strömungsrichtung sowohl für die Flüssigkeit als auch für das Gas jeweils gleich und durch einen Pfeil mit dem Index L für die Flüssigkeit und einem Index G für das Gas angegeben. Von oben nach unten sind in Fig. 1 dargestellt:
    • die Blasenströmung 2, mit Gasblasen im oberen Rohrteil; Gas und Flüssigkeit haben in etwa die gleiche Geschwindigkeit;
    • Die Pfropfenströmung 3; geschossförmige Pfropfen bewegen sich im oberen Rohrteil;
    • die Schichtströmung 4, bei der die beiden Phasen durch eine glatte Grenzfläche getrennt sind, im Gegensatz zur
    • Wellenströmung 5, bei der die Phasengrenze wellig ausgebildet ist;
    • bei steigender Gasgeschwindigkeit werden die Wellen der Wellenströmung 5 schwallartig aufgeworfen, es kommt zu Benetzung der gesamten Rohrinnenfläche, wobei ein dünner Film den Zwischenraum zwischen den einzelnen schwallförmigen Wellen an der Rohroherseite ausfüllt; diese Strömungsform wird als Schwallströmung 6 bezeichnet;
    • bei weiterer Erhöhung der Gasgeschwindigkeit werden die schwallförmige Wellen von Gas durchdrungen, und es bildet sich eine Ringströmung 7, wobei unter dem Einfluss der Schwerkraft die Filmdicke an der Oberseite des Rohres 1 geringer ist als an der Unterseite.
  • Entsprechende Strömungsformen entstehen in vertikalen Rohren; aus Fig. 2a sind (von links nach rechts) die Blasenströmung 2, die Pfropfenströmung 3, die der Schwallströmung 6 im horizontalen Rohr entsprechende Schaumströmung 8 und die Ringströmung 7 zu erkennen. Für die Schaumströmung 8, die - ebenso wie die Schwallströmung 6 im horizontalen Rohr - die Uebergangsform zwischen Pfropfenströmung 3 und Ringströmung 7 darstellt, wird auch die Bezeichnung Semi-Ringströmung verwendet. Die Strömungsrichtungen von Gas und Flüssigkeit sind in allen diesen Fällen gleich.
  • Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 2b eine im Inneren eines vertikalen Rohres 1 herabrinnende Flüssigkeit, die, um eine geschlossene Flüssigkeits-Filmschicht zu erhalten, ringförmig am Rohrdurchmesser eingespeist werden sollte. Das Gas kann dabei auch entgegengesetzt dazu, also aufwärts, strömen, solange die Geschwindigkeit des Gases nicht zu gross wird, sodass keine Wellen das laminare Strömungsverhalten des Flüssigkeitsfilms ablösen. Ein solcher Rieselfilm 9 stellt natürlich auch eine Form von Ringströmen dar, allerdings ist hier die gegenseitige Beeinflussung von Gas- und Flüssigphase vergleichsweise gering.
  • Für eine sparsame und doch effektive Rohrreinigung ist - bei Vergleich der verschiedenen Strömungsformen - sicherlich die Ringströmung vorzuziehen, der Spezialfall des Rieselfilms ist nur für vertikale bzw. wenig geneigte Rohre und sanfte Reinigungsvorgänge denkbar. Jedoch auch Pfropfen- 3 oder Schwall- 6 bzw. Schaumströmungen 8 wären für eine Rohrreinigung mit sparsameren Reinigungsflüssigkeits-Verbrauch einsetzbar.
  • Weiter unten werden anhand eines Beispiels die Verbrauchswerte für eine Reinigung mittels Ringströmung mit denen bei mit Flüssigkeit vollgefülltem Rohr verglichen.
  • In Fig. 3 sind verschiedene Möglichkeiten gezeigt, wie die Flüssigkeit in ein Rohr 1 eingespeist werden kann. Bei den in Fig. 3a und 3b dargestellten Fällen wird die Ausbildung einer Ringströmung begünstigt. Wird entsprechend Fig. 3b die Flüssigkeit über einen - hier als poröse Wand 10 - ausgebildeten - ringförmigen Einlass eingebracht, so können sowohl gleichgerichtet strömende als auch ungleichgereichtete strömende Ringströmungen entstehen. Eine Einspeisung der Flüssigkeit nach Fig. 3a allerdings, bei der die Flüssigkeit über eine Einlassdüse 11 in das Rohr 1 unter Druck eingespeist wird, ist besonders günstig. Da die Düse 11 gegen die Rohrachse 12 unter einem Winkel α (von vorzugsweise 45°) geneigt und/oder tangential in den Rohrumfang mündet, ist weniger Energie durch das Gas zur Erzeugung der Ringströmung aufzubringen; der Druckverlust entlang der Rohrleitung ist geringer.
  • Auch bei den in Fig. 3c bzw. 3d dargestellten Einlassdüsen 11a bzw. 11b, die die Flüssigkeit im wesentlichen ins Rohrzentrum einspeisen, entsteht - bei entsprechender Gasgeschwindigkeit - eine Ringströmung. Allerdings wird in diesen Fällen der Gas"kern" im allgemeinen mitgerissene Flüssigkeit in dispergierter Form mit sich führen.
  • In Fig. 4 ist das Diagramm von Baker dargestellt, aus dem ein sehr enger Bereich als erfindungsgemäss bevorzugt gelten kann, und nach den die Existenzbereiche der einzelnen Strömungsformen in horizontalen Rohren grob abgeschätzt werden können. Das auf rein empirischem Weg gewonnene Diagramm ist für Flüssigkeit-Gas-Phasen brauchbar, die dem Stoffpaar Luft-Wasser vergleichbar sind. Doch selbst im letzteren Fall werden erhebliche Abweichungen von diesem Diagramm beobachtet. Die Bereiche der einzelnen Strömungsformen sind in Fig. mit den Bezugszeichen entsprechend Fig. 1 bzw. 2 gekennzeichnet.
  • Der Ausdruck G L ·λ B ·ψ B /G G
    Figure imgb0001
    auf der Abszisse ist gegen den Ausdruck GGB aufgetragen, wobei λ eine Dichte- und ψ ein Zähigkeits-Oberflächenspannungsparameter ist. GL und GG sind die Massenströme für Flüssigkeit bzw. Gas in lb/h·ft² und λB und ψB sind durch
    Figure imgb0002

    definiert. ρ sind die Dichtewerte, σ die Oberflächenspannung, und µ die Viskosität der Flüssigkeit. Die Indizes A und W bezeichnen die Werte für Luft bzw. Wasser; L und G, wie bereits oben angegeben, diejenigen für Flüssigkeit bzw. Gas.
  • Bei einer ringförmigen Zweiphasenströmung durch vertikale Rohre macht sich der Einfluss der Gravitation nicht wie bei horizontalen Strömungen bemerkbar, dass nämlich die Ringdicken an der Rohrober- bzw. -unterseite um mehr als eine Grössenordnung variieren können. Die vertikale Ringströmung ist im wesentlichen stabil, während die horizontale Ringströmung grundsätzlich instabil ist. Demnach ist es wichtig, einen Betriebsbereich zu finden, der sowohl für horizontale als auch für vertikale Rohre - also für ein komplexes Rohrleitungssystem, in dem auch Krümmungen auftreten, - eine Ringströmung mit geringstmöglichem Flüssigkeitswasserstrom gewährleistet. Im Bereich 13, für den im Diagramm von Baker der einzuhaltende Wert für den Ausdruck der Abszisse zwischen 0.1 und 0.4 und der der Ordinate zwischen 2·10⁴ und 10⁵ beträgt, ergibt befriedigende Ergebnisse, sowohl für die Phasen Flüssigkeit/Gas mit einem in der oben angegebenen Grössenordnung, wobei diese Grenzen in Extremfällen auch über- bzw. unterschritten werden können, und zwar um wenigstens 10%, gegebenenfalls sogar um 20%.
  • Die in Fig. 5 dargestellte Korrelation von Lockhart und Martinelli ermöglicht die Berechnung des Druckverlustes für Zweiphasenströmungen, wobei den einzelnen Kurven die Voraussetzung zugrunde liegt, dass die beiden Phasen voneinander unbeeinflusst durch die Rohrleitung strömen. Die Kurven 14a - d und 15a - d entsprechen dabei Flüssigkeiten bzw. Gasen mit turbulentem bis laminarem Strömungsverhalten. Die Abszisse des Diagramms entspricht dabei der Wurzel aus dem Verhältnis
    Figure imgb0003

    wobei der Wert für den Druckabfall im Zähler bzw. Nenner dem wert entspricht, der sich einstellen würde, wenn nur Flüssigkeit bzw. nur Gas durch das Rohr strömen würde. An der Ordinate können die Wurzeln aus den Ausdrücken (Δp/Δℓ)ZP/(Δp/Δℓ) bzw. (Δp/Δℓ)ZP/(Δp/Δℓ)G, abgelesen werden. Die Werte für den Nenner sind dabei bekannt, es können demnach die Druckdegradieten für die Gas- bzw. Flüssigkeitsphase der Zweiphasenströmung (Index ZB) bestimmt werden.
  • Das in Fig. 6 dargestellte Diagramm zeigt den für einen ausgewählten Betriebspunkt 16 im Baker-Diagramm (Fig. 4) berechneten Massenstrom GL für Wasser bei verschiedenen Rohrdurchmessern.
  • Die grundsätzlich als instabil zu betrachtende, horizontale Ringströmung erweist sich als wesentlich stabiler, wenn das horizontale Rohr nach einem vertikalen Rohrabschnitt durchströmt wird; längere horizontale Rohrabschnitte sollten demnach nach vertikalen Rohrabschnitten durchströmt werden können, was bei der Auslegung eines auf die erfindungsgemässe Art zu reinigenden Rohrleitungssystem beachtet werden sollte.
  • Fig. 7 zeigt eine vereinfachte Anlage zur Durchführung des Verfahrens, mit einer Förderrohrleitung 101 (die dem Rohr 1 der Fig. 1 bis 3 entspricht), in die normalerweise Fördergut aus einem Aufgabebehälter 17 in bekannter Weise in einem Anfangsabschnitt 201 eingespeist wird. Dieser Anfangsabschnitt 201 ist an einen nicht Förderaufgaben dienenden Leitungsabschnitt 301 mit einem Gebläse 18 als Druckgasquelle (im allgemeinen Druckluftquelle, wenn nicht aus besonderen Gründen ein anderes Gas, wie Inertgas verwendet wird) angeschlossen. Die Förderung erfolgt dabei über einen Steilabschnitt 401 und eine, lediglich schematisch angedeutete Rohrweiche 19 bis in einen Abscheider (Zyklon) 20.
  • Soll nun die Förderleitung 101 gereinigt werden, so wird die Rohrweiche 19 derart umgestellt, dass die Reinigungsflüssigkeit (Wasser, Reinigungs- bzw. Lösungsmittel od.dgl.) einem Abscheider 21 zugeführt wird. Beide Abscheider 20, 21 sind über Abzugleitungen 22 mit einem nicht dargestellten Gasabzug verbunden, der gegebenenfalls beiden Abscheidern 20, 21 gemeinsam sein kann und erforderlichenfalls auch ein Sauggebläse aufweist. Das Druckgebläse 18, gegebenenfalls zusammen mit solchen Sauggebläsen, ist jedenfalls so ausgebildet und dimensioniert, dass sich die oben erläuterte Zwei-Phasen-Strömung einstellt.
  • Nach Umschalten der Rohrweiche 19 wird eine mit einem Flüssigkeits vorrat 23 verbundene Pumpe 24 in Tätigkeit gesetzt, die an einer, zweckmässig im Anfangsbereich 201 liegenden Stelle, die Reinigungsflüssigkeit in die Rohrleitung 101 in der oben geschilderten Weise pumpt. Es ist ersichtlich, dass die Verbindung der Pumpe 24 über eine Zufuhrleitung 111 an einer Stelle vorgesehen ist, die nach der Einmündung des vom Behälter 17 abgehenden Zufuhrkrümmers 26 (nur strich-Punktiert angedeutet) liegt, doch kann es wünschenswert sein, die Einmündung der Leitung 111 vor dem Krümmer 26 vorzusehen. Nach dem Stande der Technik ist es bekannt, mehrere Stichleitungen, über die Länge der Förderleitung 101 verteilt, in diese einmünden zu lassen, und so wäre es auch möglich, mehrere Leitungen 111 vorzusehen, die von der Flüssigkeitsquelle 23, 24 gespeist werden, und die an verschiedenen Stellen der Leitung 101 einmünden. Im allgemeinen wird dies aber nicht erwünscht sein, da dies einerseits zu einem höheren Aufwand führt, anderseits, die in der Leitung 101 enthaltene Flüssigkeitsmenge mit zunehmender Länge der Leitung 101 nur vergrössert. Denkbar wäre eine solche Lösung nur bei sehr stark schmutzenden Gütern, bei denen die Reinigungsflüssigkeit rasch eine gesättigte Lösung bildet, die dann zu weiterer Reinigungsarbeit nicht ohne weiteres tauglich ist. Für den Normalfall aber ist es bevorzugt, wenn nur eine einzige Leitung 111 (mit einer Düse 11 gemäss Fig. 1-3) für die Flüssigkeitszufuhr vorhanden ist.
  • Es ist verständlich, dass es denkbar wäre, im senkrechten Abschnitt der Rohrleitung 101 die Flüssigkeit auch entgegengesetzt zur Gasströmungsrichtung fliessen zu lassen, in welchem Falle die Anordnung der Abscheider entsprechend zu ändern wäre.
  • Damit das beschriebene Reinigungsverfahren einwandfrei funktioniert, muss darauf geachtet werden, dass bei den Flanschverbindungen zwischen den einzelnen Rohrabschnitten keine Vorsprünge in den Rohrinnenraum hineinragen. Es sollten möglichst glatte Innenwandungen durchströmt werden. Starke Krümmungen und abrupte Änderungen des Rohrdurchmessers sind ebenfalls zu vermeiden. Andernfalls besteht die Möglichkeit - wenn auch nicht mit der gleichen Effektivität - den Rohrreinigungsprozess abwechselnd in zwei Richtungen ablaufen zu lassen.
  • Nachstehend werden zwei Beispiele für die Durchführung des Verfahrens angegeben.
  • Beispiel 1:
  • Rohrlänge 25m;   Luftdruck: 1,3 bar (Druckbetrieb)
    Rohrdurchmesser 65 mm
    Luftgeschwindigkeit: bis zu 60 m/sec
  • Flüssigkeitsverbrauch (Wasser) :
    30 l in 10 min. (bei vollgefülltem Rohr wären dazu vergleichsweise ca. 80'000 l nötig)
    Beispiel 2:
  • Saugbetrieb
  • Rohrdurchmesser:
    80 mm
    bei Rohrlängen über 50 m (abhängig auch von der Rohrqualität hinsichtlich der sich ergebenden Verlustreibung, allfällige Dichteverluste, etc.) muss Luft zugesetzt werden, da sonst die Luftdichte zu stark gesunken.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Reinigen einer Rohrleitung (1), bei dem Reinigungsflüssigkeit durch die Rohrleitung (1) strömt, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Rohrleitung (1) eine Zweiphasenströmung - Flüssigkeit und gleichzeitig Gas, vorzugsweise Luft, - strömt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Phasen, Flüssigkeit und Gas, als Ringströmung (7) durch die Rohrleitung (1) strömen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit an wenigstens einer Stelle (10; 11) am Umfang eines Abschnitts der Rohrleitung (1) eingespeist wird, und dass bevorzugt die Flüssigkeit gegen die Achse (12) der Rohrleitung (1) - vorzugsweise um 45° - geneigt und/oder tangential in bezug auf den Rohrumfang eingespeist wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gas und Flüssigkeit in derselben Richtung strömen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Gas und Flüssigkeit in entgegengesetzter Richtung strömen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Ausdrucks

    G L ·λ B ·ψ B /G G
    Figure imgb0004


    zwischen 0.1 und 0.4, vorzugsweise zwischen 0.15 und 0.3, und der Wert des Ausdrucks

    G G B
    Figure imgb0005


    zwischen 2·10⁴ und 10⁵, vorzugsweise zwischen 3·10⁴ und 8·10⁴ liegt, wobei GL und GG jeweils der Massenstrom für Flüssigkeit bzw. Gas in lb/h ft² sind, und die Parameter lambda und psi durch
    Figure imgb0006
    definiert sind, wobei ρL und ρG die Dichten von Flüssigkeit bzw. Gas in dem gegebenen System, sigma die Oberflächenspannung, /µL die Viskosität der Flüssigkeit sind, und die Indizes A bzw. W sich auf die entsprechenden Werte für Gas bzw. Flüssigkeit bei Normaldruck beziehen.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - für Wasser - bei einer Einströmgeschwindigkeit von beispielsweise 80m/sec der Wassermassenstrom in Abhängigkeit vom Durchmesser der Rohrleitung durch folgende Werte gegeben ist: Rohrdurchmesser in m: Flüssigkeitsmassenstrom in kg/sec: 0.05 0.03 0.09 0.10 0.11 0.15 0.13 0.20 0.16 0.30 0.20 0.48
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Gas zu Flüssigkeit in der Grössenordnung von 3000 bis 7500 m³ : 1 m³ liegt bzw. in der Grössenordnung von 2,0 bis 6,0 kg : 1 kg.
  9. Anlage zur Durchfühlung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer Förderleitung (1; 101) und einer Druckgasquelle (18), die an die Förderleitung (1; 101) zum Hindurchblasen eines Fördergases ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (1; 101) ausserdem an wenigstens eine Flüssigkeitsquelle (23, 24) über mindestens eine Flüssigkeitsleitung (11; 111) angeschlossen ist, und dass die Druckgasquelle (18) zur Erzeugung einer Zweiphasenströmung dimensioniert und ausgebildet ist.
  10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine einzige Flüssigkeitsleitung (111) für die Zufuhr von Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsquelle (23, 24), vorzugsweise im Bereiche (201) des Beginnes der Förderaufgaben erfüllenden Förderleitung (101), vorgesehen ist.
EP91119494A 1990-12-13 1991-11-15 Verfahren zum Reinigen einer Rohrleitung Withdrawn EP0490117A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH394790 1990-12-13
CH3947/90 1990-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0490117A1 true EP0490117A1 (de) 1992-06-17

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ID=4266910

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP91119494A Withdrawn EP0490117A1 (de) 1990-12-13 1991-11-15 Verfahren zum Reinigen einer Rohrleitung

Country Status (1)

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EP (1) EP0490117A1 (de)

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