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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trennung eines Fluidstroms,
der durch eine Pipeline fließt,
in eine leichte und eine schwerere Fraktion, bei der der Fluidstrom
in Rotation versetzt wird, so dass er in einen zentralen Bereich,
der im Wesentlichen die leichte Fraktion enthält, und einen äußeren Ringbereich,
der im Wesentlichen die schwerere Fraktion enthält, geteilt wird, und von der
das Fluid im zentralen Bereich und das Fluid im äußeren Bereich über entsprechende
Auslassmittel abgeführt
werden.
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Bei
der Offshore-Förderung
von Kohlenwasserstoffen (Öl
und Gas) werden die erzeugten Fluida häufig in relativ langen Pipelines
und Steigleitungen aus dem Meeresboden zur entsprechenden Förderplattform
transportiert. Das gewonnene Fluid besteht normalerweise aus einer
Flüssigkeit
(Öl und
Wasser), in der Gas gelöst
ist. Da der Druck in der unterirdischen Quelle höher ist als in der Pipeline
und außerdem
nach oben in der Pipeline abnimmt, bilden sich in der Pipeline zunehmend
Gasblasen und dadurch eine Zweiphasenströmung. Dies bringt eine stoßweise Strömung (so
genannte Schwallströmung) mit
sich, was in vielen Fällen
zu bedenklichen Schwingungen in der Pipeline führt.
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Es
ist bekannt, den Fluidstrom in Flüssigkeit und Gas zu trennen,
indem die in der Einleitung erwähnten
Zyklontechniken eingesetzt werden, um die durch Gasblasen verursachten
Schwingungen zu verringern. Die bekannten Zyklontechniken bringen jedoch
turbulente Druckschwankungen im Fluid mit sich, was Schwingungen
im Auslassrohr für
das Gas verursacht. Diese Schwingungen können beträchtlichen Schaden verursachen,
und auch das Ausmaß der
Abscheidung kann aufgrund der Druckschwingungen nachteilig beeinflusst
werden.
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Ein
Abscheider gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist aus der
US-A-5
570 744 bekannt; ein weiterer ähnlicher Abscheider wird in
der
WO-A-95 03 868 offenbart.
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Eine
allgemeine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung,
die in der Lage ist, einen Fluidstrom in eine leichte und eine schwerere
Fraktion zu trennen, indem sie sich der "In-line"-(in der Leitung)Technologie in einer
Pipeline bedient, um die entsprechende Abscheidung auszuführen.
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Eine
speziellere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer solchen
Vorrichtung, die zur wirksamen Inline-Trennung eines Fluidstroms
in eine Gasphase und eine Flüssigphase
geeignet ist, so dass sich der Strömungszustand in der Pipeline
von einer bedenklichen stoßweisen
Strömung
(Schwallströmung)
zu einer gut handhabbaren Blasenströmung ändert.
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Eine
zusätzliche
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer solchen Vorrichtung,
die mit einem Kontrollsystem versehen ist, das eine optimale Trennoperation
der Vorrichtung sicherstellt.
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Zur
Lösung
der oben genannten Aufgaben wird eine Vorrichtung gemäß Anspruch
1 bereitgestellt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt,
die die Inline-Technologie zur
Trennung eines Fluidstroms in einer Pipeline einsetzt. Die Vorrichtung
basiert auf dem Wirbel-(Zyklon-)Prinzip und ist vorzugsweise mit
axialen Wirbelelementen versehen, die das Inline-Verfahren dadurch
vereinfachen, dass der gelieferte Fluidstrom und mindestens eine
der getrennten Fluidfraktionen in Richtung der Pipeline axial in
ein und aus einem rohrförmiges/rohrförmigen Gehäuse fließen kann. Auf
diese Weise kann das Gehäuse
einfach in einer geraden Pipeline-Strecke ohne nennenswerte Modifikation
der vorhandenen Pipeline-Geometrie installiert werden.
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Die
Vorteile einer solchen Konstruktion im Vergleich mit anderen analogen
Abscheidungstechnologien sind:
- 1. Geringes
Gewicht z. B. im Vergleich mit herkömmlichen Abscheidern und Gaswäschern.
- 2. Geringe Baukosten z. B. im Vergleich mit herkömmlichen
Abscheidern und Gaswäschern.
- 3. Die Vorrichtung kann auf einfache Weise in Rohrlängen mit
sehr kleinen physischen Abmessungen installiert werden. Das Gehäuse selbst hat
in den meisten Fällen
keinen größeren Durchmesser
als die Anschlussrohre.
- 4. Die Vorrichtung kann in den meisten Fällen im Rahmen der gültigen Rohrvorschriften
gebaut werden, ohne die so genannte Druckbehälterverordnung zu berücksichtigen,
so dass auf Druckbehälterschutzausrüstung verzichtet
werden kann. Die vorhandene Technologie ist oft durch die Tatsache
belastet, dass die Druckbehälterverordnung
nicht umgangen werden kann.
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Eine
relevante Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Trennung
von Kohlenwasserstoffgas von anfallendem Wasser auf einer Ölförderplattform,
so dass eine bedenkliche Zweiphasenströmung (Schwallströmung) in
der Pipeline für
anfallendes Wasser beseitigt wird. Die Vorrichtung ermöglicht in
einfacher und kompakter Weise die Trennung des Gases von Wasser.
Außerdem kann
das abgeschiedene Gas wiedergewonnen werden, anstelle es auf der
Plattform abzufackeln. Das Ergebnis sind Einsparungen bei den CO2-Emissionen.
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Ein
sehr bedeutendes mögliches
Anwendungsgebiet der Vorrichtung ist die Trennung einer Bohrlochströmung direkt
in den Steigrohrstrang vom Bohrloch, entweder auf der betreffenden
Plattform, unter Wasser oder im Bohrloch. Die axiale Zuströmung in
das rohrförmige
Gehäuse
der Vorrichtung verringert die baulichen Abmessungen erheblich und gestattet
eine Installation, bei der der Durchmesser nicht größer ist
als der des Steigrohrstrangs selbst. Diese Anwendungsart entlastet
den Gastrennungsprozess auf der Plattform. Die Bohrlochförderung
ist häufig
wegen der Gaskapazität
herkömmlicher
Abscheider eingeschränkt.
Durch die Trennung des Gases vom Bohrlochstrom vor dem Abscheiderstrang wird
die Gesamtmenge des Gases in den Abscheiderstrang kleiner und der
Engpass beseitigt. Das Gas kann außerhalb des Abscheiderstrangs
z. B. direkt zur erneuten Einpressung geführt werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann auch zur Trennung von freiem Wasser von Öl z. B. als ein Entwässerungszyklon
eingesetzt werden. Eine typische Anwendung ist die Installation
in einem Steigrohrstrang vor dem Drosselventil des Bohrlochs, wo
das möglicherweise
vorhandene Wasser häufig
in einer getrennten freien Phase vorliegt. Die Vorteile sind offensichtlich,
da große
Mengen des geförderten
Wassers im Abscheiderstrang Abscheidungskapazität blockieren und leicht zu
Engpässen führen. Dies
stellt häufig
bei älteren Ölfeldern
ein großes
Problem dar, wo der Anteil von Wasser mehr als 90% des Bohrlochstroms
betragen kann. Durch eine Mengenabscheidung des Wassers vor dem
Abscheiderstrang lassen sich diese Engpässe beseitigen. Der Entwässerungszyklon
hat ein großes
Potential, wenn er abwärts
in einem Bohrloch mit einem hohen Wasseranteil installiert ist.
Ein hoher Wasseranteil verringert häufig die Förderkapazität des Bohrlochs bis zur Unrentabilität, worauf
das Bohrloch geschlossen wird. Durch abwärtsseitiges Abscheiden des Wassers
von Öl
wird die Förderkapazität aufrechterhalten
und eine kontinuierliche Produktion möglich. Durch den Einsatz dieser
Technologie kann der Nutzungsfaktor eines Ölfeldes erheblich gesteigert
werden.
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Installationen
auf dem Meeresboden in Steigrohrsträngen und Transportleitungen
stellen ebenfalls eine Möglichkeit
für dieses
Technologie dar.
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Die
Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnungen näher
beschrieben; es zeigen:
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1 eine
teilweise axial geschnittene perspektivische Seitenansicht einer
Ausführungsform
des Gehäuseteils
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 zum
Teil eine Ansicht entsprechend 1, in der
die inneren Bauteile zum Teil nicht dargestellt sind, und teilweise
eine Ausführungsform
eines Kontrollabscheiders der Vorrichtung; und
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3 eine
Ansicht, die im Wesentlichen 2 entspricht,
in der auch das Kontrollsystem der Vorrichtung dargestellt ist.
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Die
in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß der Erfindung
ist speziell zur Abscheidung einer Gasphase (Gas/Dampf) von einer
Flüssigphase
(Wasser/Öl)
z. B. in einer zu einer Ölplattform
führenden
Pipeline vorgesehen.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, in der der Entgaserabschnitt
der Vorrichtung dargestellt ist, weist dieser Abschnitt ein zylindrisches
rohrförmiges
Gehäuse 2 auf,
das für
den Anschluss in einer Pipeline (nicht dargestellt) vorgesehen ist,
so dass das Gehäuse
einen Teil (Inline-Element) der Pipeline selbst bildet. Das Gehäuse 2 hat
ein Einlassteil 3 für
die Zufuhr des Zweiphasengemischs F aus Flüssigkeit und Gas/Dampf und
ein Auslassteil 4, wo die Flüssigphase L aus dem Gehäuse 2 austritt,
wobei sowohl Einlass als auch Auslass in axialer Richtung des Gehäuses erfolgen.
Sowohl das Einlassteil 3 als auch das Auslassteil 4 sind
hier konisch dargestellt, aber diese Teile könnten natürlich auch eine andere Form
haben, z. B. eine Zylinderform mit dem gleichen Durchmesser wie
die Pipeline oder eventuell einem größeren oder kleinerem Durchmesser.
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Am
stromaufwärtigen
Ende des Gehäuses 2 ist
ein axiales Wirbelelement 5 angebaut, um das Zweiphasengemisch
durch die Rotation des Elements in Drehung zu versetzen, um die
gewünschte Trennung
des Zweiphasengemischs in einen Gas-/Dampfkern "g" in
einer zentralen Zone 6 des Gehäuses 2 und eine Flüssigkeit "l" in einer äußeren Ringzone 7 an
der Innenoberfläche
des Gehäuses
zu erzielen. Das Wirbelelement weist einen Kernkörper 8 auf, an dem
eine Reihe axial gekrümmter
Leitbleche 9 angebracht ist. Die Anzahl der Bleche und
ihre Konfiguration hinsichtlich Länge und Winkel werden an die örtlichen
Gegebenheiten angepasst.
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Vor
dem Wirbelelement 5 ist ein zylindrischer Führungskörper 10 angeordnet,
der so ausgelegt ist, dass das zugeführte Fluid in einer ringförmigen axialen
Strömung
zum Wirbelelement geführt
wird. Der Führungskörper 10 wird
von einem Lagerungsmittel 11 zentral im Gehäuse 2 gelagert.
Der Führungskörper und
das Lagerungsmittel sind vorzugsweise aerodynamisch geformt.
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Im
Gehäuse 2 ist
ein Abführelement 12 in Form
eines Hohlkörpers
zentral angeordnet, der mit einer oder mehreren Eintrittsöffnungen 13 zum
Abführen
von Gas und möglicherweise
mitgerissener Flüssigkeit
aus der zentralen Zone 6 und dem Entgaserteil versehen
ist. Wie dargestellt wird das Gas G über ein Auslassrohr 14,
das mit dem Abführelement 12 in
Verbindung steht, seitlich aus dem Gehäuse 2 geführt.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
weist das Abführelement 12 ein
Rohr auf, das sich axial entlang dem Gehäuse 2 erstreckt und
mit einer Reihe Eintrittsöffnungen
in Form von Schlitzen 13 versehen ist, die stromaufwärts eines
Reflektorelements 15 für das
Gas angeordnet sind. Geometrie, Größe und Platzierung der Auslassschlitze
können
variieren.
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Das
Reflektorelement 15 besteht aus einem zylindrischen Kernkörper, der
bei der dargestellten Ausführungsform
eine ebene Oberfläche
hat, die zur zentralen Gaszone gerichtet ist. Das Reflektorelement
kann jedoch auch auf eine andere Art konzipiert werden, z. B. als
sich in stromaufwärtiger
Richtung verjüngender
Kegel.
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Nach
dem Reflektorelement 15 und in einem Abstand vor dem Auslassteil 4 des
Gehäuses
ist ein Anti-Wirbelelement 16 angeordnet, um die rotierende Flüssigphasenströmung wieder
in eine axial gerichtete Strömung
zum Auslassteil 4 zu bringen. Das Anti-Wirbelelement weist einen Kernkörper 17 auf,
an dem eine Reihe teilweise gekrümmter
Führungsbleche 18 montiert
ist, die an ihrem Austrittsende axial entlang dem Gehäuse gerichtet
sind. An ihren radialen Außenkanten
sind die Bleche 18 an der Innenseite des Gehäuses fixiert,
so dass das Element 16 stabil im Gehäuse gehaltert ist und dadurch
eine Abstützung
für das
Abführrohr 12 und
das Reflektorelement 15 bildet.
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Wie
ersichtlich ist, erstreckt sich das Abführrohr 12 durch das
Reflektorelement 15 und den Kernkörper 17 und ist außerdem an
seinem stromaufwärtigen
Ende an einem Übergangskegel 19,
der mit dem Kernkörper 8 des
Wirbelelements 5 verbunden ist, stützend angeschlossen. Ein Übergangskegel 20 ist
auch an der stromabwärtigen
Seite des Anti-Wirbelelements 16 als
vorzugsweise stromlinienförmiger Übergang
zwischen dem Anti-Wirbelelement
und dem axialen Teil des Auslassrohrs 14 angeordnet.
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In
der Nähe
des Auslassteils 4 des Gehäuses 2 ist ein Strömungsbegrenzer 21 zum
Erzeugen eines Druckabfalls nach dem Begrenzer angeordnet. Der Zweck
dieses Druckabfalls wird nachstehend ausführlicher in Zusammenhang mit
dem Kontrollabscheider der Vorrichtung erörtert.
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Wenn
das Wirbelelement 5 im Betrieb der Vorrichtung in Rotation
versetzt wird, wird die Fluidströmung
F wie erwähnt
in einen Gas-/Dampfkern "g" in der zentralen
Zone 6 und Flüssigkeit "l" in der Ringzone 7 innerhalb
der Gehäusewand
getrennt. Der Gas-/Dampfkern
bildet sich typischerweise zwischen dem Kegel 19 und dem
Reflektorelement 15. Dieser Kern bildet sich normalerweise
innerhalb einer definierten Grenzfläche 22 zwischen dem
Gas/Dampf und der Flüssigkeit.
Vor allem unter instabilen Bedingungen wird das bzw. der abgeschiedene Gas/Dampf
evtl. zusammen mit etwas mitgerissener Flüssigkeit über das Abführelement 12 abgelassen, während die
Flüssigphase
das Reflektorelement 15 in einer rotierenden Ringströmung passiert
und im Anti-Wirbelelement 16 wieder in eine axiale Strömung versetzt
wird. Abgesehen vom Zurückleiten des
Gases ist das Reflektorelement auch an der Steuerung des Druckaufbaus
stromaufwärts
des Anti-Wirbelelements beteiligt. Was das Anti-Wirbelelement betrifft,
kann darauf eventuell verzichtet werden. Dies führt jedoch dazu, dass der Wirbel
nicht beseitigt wird sowie zu einem schlechteren Druckaufbau.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
des Kontrollabscheiders der Vorrichtung. Der Kontrollabscheider
hat zwei Funktionen, nämlich
die Flüssigkeit von
der aus dem Entgaserteil 1 kommenden Gasphase sekundär abzuscheiden,
die Steuerung des Arbeitspunktes des Entgaserteils und schließlich die Zusammenwirkung
mit dem Kontrollsystem, wie nachstehend näher beschrieben wird.
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2 zeigt
einen Kontrollabscheider 25, der einen Außenmantel
in Form eines senkrecht ausgerichteten zylindrischen Behälters 26 aufweist,
der an seinem unteren Ende mit dem Auslassrohr 14 des Entgasers über ein
geeignetes Übergangselement 27 verbunden
ist und der an seinem oberen Ende einen Auslass 28 für Gas hat.
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Der
Kontrollabscheider wird typischerweise senkrecht angebaut, unabhängig von
der senkrechten oder waagrechten Einbaulage des Entgasers selbst.
Bei einem waagrecht ausgerichteten Entgaser wird der Kontrollabscheider
zusammen mit dem Entgaser als großes T-Stück gebaut. Bei einem senkrechten
Entgaser wird der Kontrollabscheider typischerweise neben dem oder
im Innern des Entgasers selbst angebaut bzw. integriert.
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Der
Außenmantel
des Kontrollabscheiders hat vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt wie
dargestellt, kann aber möglicherweise
eine andere Form haben. Es kann günstig sein, wenn der Mantel
den gleichen Durchmesser wie das Entgasergehäuse 2 hat, da dies
bedeutet, dass das Entgasergehäuse
und der Kontrollabscheider als T-Stück mit ungefähr gleichen
Rohrdurchmessern ohne ein Zwischenübergangselement ausgeführt werden
können, wobei
der Mantel direkt am Entgasergehäuse
angebaut ist.
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Länge/Höhe und Durchmesser
des Abscheiders hängen
von den Abmessungen der inneren Bauteile des Abscheiders, der Verweilzeit
der Flüssigkeit
im Abscheider, den Grenzen für
die maximale Gasgeschwindigkeit und der Fähigkeit, dynamische Pegelschwankungen
zu kompensieren, ab.
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Ein
Einlassrohr 29 für
die Zufuhr des Gases mit der mitgerissenen Flüssigkeit zum Abscheider 25 ist
an seinem unteren Ende mit dem Auslassrohr 14 vom Entgaserteil
verbunden und verläuft
innerhalb des Behälters 26 eine
Strecke nach oben. An seinem oberen Ende ist das Einlassrohr mit
einem typischen Einlasselement 30 gekoppelt, das als Momentenschalter
zur Verringerung der Geschwindigkeit, des Momentes und des Einlassimpulses
der gelieferten Speiseströmung
(Gas und Flüssigkeit)
fungiert. Die Energie der Speiseströmung wird dabei so verringert, dass
die Abscheidung der Flüssigkeit
von der Gasphase optimiert wird, so dass außerdem verhindert wird, dass
die Flüssigkeit
direkt zum Gasauslass 28 spritzt.
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Das
Einlasselement 30 kann eine herkömmliche Ausführung haben,
die dem Fachmann bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben wird.
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Die
im Behälter 26 abgeschiedene
Flüssigkeit
wird im Wesentlichen durch Schwerkraft abgeschieden und sammelt
sich im unteren Teil des Behälters.
Die Flüssigkeit
von 2 ist mit einem Pegel 31 dargestellt.
Ferner ist der Behälter
mit einem Paar Verbindungsstücken 32 zur
Pegelmessung versehen. Der Pegel kann z. B. mittels der Differenzdruckmes sung
oder nach einem anderen Messprinzip gemessen werden, indem ein externes
senkrechtes Messrohr oder ein Steigrohr (nicht dargestellt) verwendet
wird. Wahlweise können
andere Pegelmessprinzipien angewendet werden, die keine Verbindungsstückanschlüsse benötigen, z.
B. induktive, akustische oder radioaktive Verfahren.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
sind am oberen Ende des Behälters 26 ein
Koaleszer und ein Gasauslassmittel 33 angeordnet, deren
Aufgabe die Trennung der kleinsten Flüssigkeitströpfchen vom zum Auslass 28 fließenden Gas
ist und die außerdem
dazu beitragen, zu verhindern, dass die Flüssigkeit direkt zum Auslass
spritzt. Dieses Mittel kann beispielsweise aus standardmäßigen Palettenringen, Gitterdraht
oder Zyklonen bestehen. Ferner zeigt die Darstellung ein Drainagerohr 34,
das so angeordnet ist, dass es die abgeschiedene Flüssigkeit
vom Koaleszer in die Flüssigphase
des Kontrollabscheiders leitet.
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Das
dargestellte Koaleszer-/Gasauslassmittel 33 braucht für die Funktion
des Kontrollabscheiders nicht bereitgestellt zu werden, ist aber
von Vorteil, um einen optimalen Abscheiderwirkungsgrad zu erzielen.
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Der
Behälter 26 hat
an seinem unteren Ende (möglichst
am Boden) ein Auslassverbindungsstück 35 zum Ablassen
der Flüssigkeit
zu einem geeigneten Ort. In Verbindung mit dem Auslassverbindungsstück ist auch
ein Flüssigkeitsauslassmittel 36 dargestellt,
das hauptsächlich
die Aufgabe hat, u. a. optimale Auslasseigenschaften zu schaffen,
indem es eine turbulente Strömung
zum Auslass 35 verhindert. Der Kontrollabscheider arbeitet
jedoch auch ohne ein derartiges Mittel einwandfrei.
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Wie
aus 3 ersichtlich ist, ist der Flüssigkeitsauslass 35 bei
der dargestellten Ausführungsform
mit einer Drainageleitung 37 gekoppelt, die mit dem Auslassteil 34 des
Entgaserteils 1 an der stromabwärtigen Seite des Begrenzers 21 verbunden
ist, wobei der Begrenzer einen hinreichenden Druckabfall erzeugt,
um die Flüssigkeit
vom Kontrollabscheider zum Auslassteil 4 abzulassen.
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An
der Drainageleitung 37 ist ein Steuerventil 38 angeschlossen,
das über
eine manuelle Steuereinheit 39 zur Einstellung einer geeigneten
gewünschten
Entleerungsgeschwindigkeit gesteuert werden kann, was nachstehend
in Zusammenhang mit dem Kontrollsystem der Vorrichtung näher beschrieben
wird.
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Wie
ferner in 3 dargestellt ist, ist im Gasauslass 28 vom
Behälter 26 ein
Ventil 40 mit einer Betätigungseinheit 41 zum
Einstellen der gelieferten oder abgeführten Gasmenge vom Abscheider 25 angeordnet.
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Wie
oben erwähnt
steuert der Kontrollabscheider 25 den Arbeitspunkt des
Entgaserteils in Zusammenwirken mit dem Kontrollsystem der Vorrichtung.
Dies geschieht dadurch, dass der Arbeitspunkt mittels eines indirekten
Verfahrens, nämlich
der Pegelmessung, gesteuert wird. Bei der dargestellten Ausführungsform
weist das Kontrollsystem im Wesentlichen einen Pegelgeber 42 auf,
der mit den Anschlussstücken 32 verbunden
ist und der den Füllstand
der abgeschiedenen Flüssigkeit
im Behälter 26 angibt,
sowie eine Pegelkontrolleinheit 43, die mit dem Pegelgeber 42 und
der Betätigungseinheit 41 des
Ventils 40 verbunden ist und die den Flüssigkeitsfüllstand im Behälter zusammen
mit dem Ablassventil 40 kontrolliert.
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Der
optimale Arbeitspunkt für
den Entgaserteil liegt vor, wenn die Flüssigkeit im Auslassteil 4 des Entgasers
annähernd
frei von Gas und das Gas im Auslassrohr 14 annähernd frei
von Flüssigkeit
ist. In diesem Arbeitspunkt nimmt die in der Gasphase mitgerissene
Flüssigkeitsmenge
deutlich zu, wenn versucht wird, mehr Gas zu fördern. Die Aufrechterhaltung
dieses Arbeitspunktes erfordert ein effizientes Kontrollsystem.
Der Kontrollabscheider zusammen mit dem dargestellten Kontrollsystem
lässt eine
gegebene maximale Flüssigkeitsmenge
in der Gasphase vom Entgaserteil zu und sorgt dafür, dass
dieser geringe Flüssigkeitsanteil
vom Gas getrennt wird, bevor es aus dem Abscheider abgelassen wird.
Mit Hilfe dieses Verfahrens lassen sich in der Tat zwei nahezu saubere
Phasen des Gases und der Flüssigkeit
gewinnen.
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Wie
erwähnt
wird die Entleerungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit vom Kontrollabscheider
mittels des Steuerventils 38 eingeregelt oder eingestellt.
Die Entleerungsgeschwindigkeit entspricht implizit der zulässigen in
der Gasphase mitgerissenen Flüssigkeitsmenge
aus dem Entgaserteil. Die Entleerungsgeschwindigkeit kann mittels
der manuellen Betätigungseinheit 39 kontrolliert
werden. Ein feiner reagierendes Verfahren wird bereitgestellt, wenn
das Öffnen
des Ventils eine Funktion der Gas- oder Flüssigkeitslast ist. Die Entleerungsmenge
nimmt mit zunehmender Last zu, wenn z. B. eine konstante Flüssigkeitsfraktion
in der Gasmenge vom Entgaser erforderlich ist. Es ist dann logisch,
dass die zulässige Entleerungsmenge
im gleichen Maße
zunimmt. Eine stromabwärtige
Mengenmessung entweder der Flüssigkeit
oder des Gases kann dann über
eine gegebene Abhängigkeit
die korrekte Ventilöffnung
veranlassen.
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Der
Pegelgeber 42, der den Flüssigkeitsfüllstand im Behälter 26 misst,
sollte wegen der schnellen dynamischen Reaktion des Entgaserteils
schnell arbeiten und rasch aktualisiert werden. Der Pegelgeber liefert
ein Signal an die Pegelkontrolleinheit 43, die den Füllstand
mittels des Ablassventils 40 kontrolliert. Bei größer werdender Öffnung des
Ablassventils 40 wird eine größere Gasmenge aus dem Entgaser
entnommen. Folglich wird eine größere Flüssigkeitsfraktion
in der Gasströmung
vom Entgaser mitgerissen. Nahe am optimalen Punkt, in dem etwa das
gesamte Gas von der Flüssigkeit
im Entgaser abgeschieden ist, lässt
sich bei einer weiteren Öffnung des
Ablassventils 40 sehr leicht eine größere mitgerissene Flüssigkeitsmenge
erhalten. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass der Gaskern im Entgaser
umso dünner
ist, je mehr man sich dem optimalen Punkt zur vollständigen Trennung
nähert
und der Abstand zwischen der Grenzfläche 22 Gas/Flüssigkeit
und den Eintrittsschlitzen 13 am kleinsten ist. Bei einem
kleinen Abstand zwischen Grenzfläche und
Schlitzen entsteht sehr leicht ein Zustand mit massivem Mitreißen, wenn
die Gasentleerung weiter gesteigert wird.
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Bei
einem stabilen Pegel im Kontrollabscheider ist die mitgerissene
Flüssigkeitsmenge
in der Gasphase vom Entgaser konstant und gleich der vom Steuerventil 38 vorgegebenen
maximal zulässigen
mitgerissenen Flüssigkeitsmenge.
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Die
Pegelkontrolleinheit 43 sorgt ständig dafür, dass die mitgerissene Flüssigkeitsmenge
in der Gasphase vom Entgaser annähernd
konstant bleibt.