ES2296328T3 - Metodo y dispositivo para la eliminacion de gas combustible de una red de distribucion de gas. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO Y UN DISPOSITIVO PARA ELIMINAR GASES COMBUSTIBLES O MEZCLA DE GASES COMBUSTIBLES QUE CONTENGAN METANO Y EN ESPECIAL ESTEN BAJO PRESION, DE TRAMOS DE LA RED DE UNIDADES DE CONDUCCION Y/O ALMACENAMIENTO CARGADOS DE GAS COMBUSTIBLE O MEZCLA DE GAS COMBUSTIBLE DE UNA RED DE GAS. DE ACUERDO CON LA INVENCION ESTA PREVISTO QUE UNA VEZ EFECTUADA LA SEPARACION DEL TRAMO DE LA RED RESPECTO A LA RED DE GAS EN FORMA ESTANCA A LOS GASES O SENSIBLEMENTE ESTANCA A LOS GASES, EN LA ZONA DE ALIMENTACION DEL GAS DEL TRAMO DE LA RED SE INTRODUZCA O INTRODUZCA A PRESION EN LA ZONA DE SEPARACION UN GAS DE BARRIDO O MEZCLA DE GASES DE BARRIDO NO COMBUSTIBLE Y/O QUE NO FOMENTE LA COMBUSTION DEL GAS COMBUSTIBLE Y QUE CON ESTE GAS DE BARRIDO O MEZCLA DE GASES DE BARRIDO INTRODUCIDO SE TRANSPORTE O EXPULSE EL GAS COMBUSTIBLE O MEZCLA DE GASES COMBUSTIBLES A TRAVES DE LA ZONA DE EVACUACION DE GAS DEL TRAMO DE LA RED A LA RED DE GAS CONTIGUA.
Description
Método y dispositivo para la eliminación de gas
combustible de una red de distribución de gas.
El invento hace referencia a un método para la
eliminación de gases combustibles o mezclas de gases combustibles,
en particular bajo presión, que en particular contienen metano, p.
ej. gas natural, gas ciudad, gases combustibles que contienen
H_{2} y/o propano y/o butano o gases de sustitución del gas
natural de secciones de red de unidades de almacenamiento y
conducción llenas de gas combustible o mezclas de gases
combustibles, p. ej. tuberías, depósitos de una red de gas, en
particular para propósitos de reparación y/o mantenimiento, así
como a un dispositivo para llevar a cabo el método.
La mayoría de los trabajos de reparación o
inspección en tuberías o recipientes llenos de gas y/o de unidades
de almacenamiento y conducción de una red de gas sólo puede llevarse
a cabo una vez eliminado el gas combustible, p. ej. gas natural, de
la tubería en cuestión o del recipiente en cuestión. En caso de
poner fuera de servicio secciones de la red de suministro de gas,
en ocasiones se producen grandes cantidades de gas, que por lo
general son descargadas a la atmósfera.
Los procedimiento mecánicos en los que se
presionan rascatubos, p. ej. bolas, a través de las tuberías para
liberar el gas y que arrastran hacia delante la reserva de gas
todavía presente sólo pueden llevarse a cabo a partir de una cierta
dimensión del tubo y en la práctica sólo en gasoductos que presentan
una correspondiente trampa de rascatubos y ninguna instalación ni
desviaciones de tubos considerables.
Sobre todo motivos de rentabilidad y suministro,
y en los últimos tiempos también consideraciones de protección
medioambiental, han dado lugar al desarrollo de métodos que permiten
una utilización parcial de las cantidades de gas incluso en
canalizaciones con dimensiones de tubos relativamente pequeñas.
Se sabe cómo liberar de gas a secciones de red
de unidades de almacenamiento y conducción llenas de gas combustible
de una red de gas utilizando los llamados aparatos rastrojo; en
este sentido, la sección de red separada se llena, p. ej. con
nitrógeno, soldando las piezas T adecuadas después de instalar un
conducto by-pass y después de rastrojar el conducto
antes y después del punto de reparación, descargándose el gas
combustible lavado a la atmósfera. Este método conlleva costes
relativamente altos, y la obturación de la sección de red separada
es costosa.
Otro procedimiento conocido consiste en que se
reduce la presión del gas en la sección de conducto a separar
bloqueando la zona de alimentación de gas y conectando la zona de
descarga de gas a una sección de conducto de menor presión, y a
continuación se separa la sección de red totalmente de la red de
gas. La cantidad de gas residual que queda se descarga de la
sección de red separada a la atmósfera.
Además, se sabe cómo reducir la presión
bombeando el gas de una sección de red separada a la red de gas
hasta una cierta presión de aspiración mínima en la sección de red
separada. La cantidad de gas residual que queda se descarga a la
atmósfera.
Al estado de la técnica también pertenece la
combustión, quemándose las cantidades de gas combustible sacadas a
presión de una sección de red separada, no siendo efectivas las
correspondientes consideraciones medioambientales y/o no pudiéndose
poner el gas quemado a disposición del consumidor.
El objetivo del invento es desarrollar un método
económico y sencillo con el que una sección de red separada de la
red de gas, p. ej. a causa de trabajos de reparación y/o
mantenimiento, pueda liberarse de gas combustible de un modo lo más
respetuoso posible con el medio ambiente.
De acuerdo con el invento, este objetivo se
consigue con un método del tipo mencionado al principio en el que
después de separar de un modo estanco al gas o aproximadamente
estanco al gas la sección de red de la red de gas, que se realiza
en la zona de alimentación de gas de la sección de red, en la zona
de separación se introduce y/o se inyecta en la sección de red un
gas de lavado o mezcla de gases de lavado no combustible y/o que no
fomenta una combustión del gas combustible, preferiblemente N_{2},
aire enriquecido con N_{2}, gas de humo, CO_{2}, gas inerte o
vapor de H_{2}O, y en el que, con este gas de lavado o mezcla de
gases de lavado inyectado, el gas combustible o mezcla de gases
combustibles que se encuentra en la sección de red es transportado
y/o inyectado en la red de gas contigua a través de la zona de
descarga de gas de la sección de red.
Una llamada obturación aproximadamente estanca
al gas se consigue instalando cuerpos hinchables o bloqueando
válvulas. Una separación estanca al gas requiere la instalación de
una placa de separación realmente estanca al gas.
De acuerdo con el invento, un dispositivo para
la eliminación de gases combustibles o mezclas de gases combustibles
bajo presión, que en particular contienen metano, p. ej. gas
natural, gas ciudad de secciones de red de unidades de
almacenamiento y conducción llenas de gas combustible o mezclas de
gases combustibles, p. ej. tuberías o depósitos, de una red de gas,
en particular para propósitos de reparación y/o mantenimiento,
proporcionándose o instalándose medios de bloqueo para separar de
forma aproximadamente estanca al gas la zona de alimentación de gas
y la zona de descarga de gas de la sección de red que debe liberarse
de gas combustible y por lo menos una unidad de conexión que puede
unirse a la zona de alimentación de gas y por lo menos una unidad de
conexión que puede unirse a la zona de descarga de gas, está
caracterizado por el hecho de que a la unidad de conexión unida a
la sección de red en la zona de alimentación de gas hay conectada
una unidad para la alimentación y/o para la inyección de gas de
lavado o mezclas de gases de lavado, preferiblemente N_{2}, aire
enriquecido con N_{2}, gas de humo, CO_{2}, gas inerte o vapor
de H_{2}O, en la sección de red.
Con el procedimiento de acuerdo con el invento
es posible transportar a la red de gas intacta y consumir la mayor
parte y/o casi toda la cantidad de gas combustible que se encuentra
en la sección de red a separar por medio de tuberías existentes. De
este modo, no se produce una combustión y/o una evacuación a la
atmósfera de cantidades considerables de gases combustibles
residuales, con lo que pueden lograrse notables ahorros de gas
combustible. No es necesario tomar precauciones especiales;
únicamente debe preverse un equipo con el que se facilite el gas de
lavado a inyectar.
En el procedimiento de acuerdo con el invento
puede ser ventajoso que, para reducir la presión en la sección de
red, después de separar la zona de alimentación de gas de la sección
de red de la red de gas, la sección de red en su zona de descarga
de gas se conecte a una zona de la red de gas en la que prevalezca
una presión más baja que en la sección de red. De este modo, puede
reducirse la cantidad necesaria de gas de lavado o mezcla de gases
de lavado y/o puede producirse la alimentación del gas de lavado con
una presión más baja.
El procedimiento de acuerdo con el invento prevé
que, sin o después de una reducción de presión en la sección de
red, la zona de descarga de gas de la sección de red se separe y/o
se cierre de un modo estanco al gas o aproximadamente estanco al
gas con respecto a la red de gas contigua antes de introducir el gas
de lavado, que, a continuación, la presión en la sección de red
separada se aumente con el gas de lavado o mezcla de gases de
lavado introducido, en particular por medio de la presión en la red
de gas contigua, y que, una vez terminada la separación en la zona
de descarga de gas de la sección de red con respecto a la red de gas
contigua, se empiece a inyectar el gas combustible o mezcla de
gases combustibles desde la sección de red separada hacia la red de
gas en cuanto la presión en la sección de red separada haya
alcanzado un valor predeterminado. Este procedimiento es útil para
mantener baja una mezcla del gas de lavado con el gas
combustible.
En principio, puede empezarse a introducir el
gas de lavado sin que la zona de descarga de gas de la sección de
red haya sido separada de la red de gas contigua. Lo que sí es
esencial es separar la sección de alimentación de gas de la sección
de red de la red de gas.
Para mantener bajo el gasto de gas de lavado y
evitar que penetre gas de lavado en la red de gas en una dimensión
considerable, se prevé que, en la zona de descarga de gas de la
sección de red, se mida la concentración del gas combustible o
mezcla de gases combustibles que hay que inyectar en la red de gas
con respecto al gas de lavado o mezcla de gases de lavado contenido
y que, al alcanzar una proporción de mezcla determinada, en
particular al alcanzar una proporción de gas de lavado, se produzca
una separación de la sección de red de la red de gas contigua.
Entre el gas de lavado inyectado en la sección de red y el gas
combustible que se encuentra en la sección de red se forma una zona
de mezcla que, en la zona de descarga de gas de la sección de red,
es supervisado por las correspondientes mediciones de concentración.
Según la capacidad de la red de gas contigua a la sección de red
separada, que recibe el gas combustible extraído a presión de la
sección de red, y según el consumidor conectado a esta red de gas,
se puede dejar entrar más o menos gas de lavado a la red de gas.
De acuerdo con el invento, se prevé un
procedimiento ventajoso para obtener el mejor momento posible para
separar la sección de red de la red de gas que recibe las cantidades
de gas combustible extraídas, en el que, teniendo en cuenta las
condiciones técnicas de fluidos de la sección de red y el proceso de
inyección del gas de lavado, se determina y/o se calcula la
longitud y/o el volumen de una zona de mezcla delimitada por
proporciones de mezcla y/o de concentración predeterminadas y/o el
curso de concentración temporal y/o local de la mezcla gas
combustible-gas de lavado en la sección de red y/o
el momento de llegada de la zona de mezcla y/o de un cierto valor
de concentración del gas combustible o del gas de lavado a la zona
de descarga de gas de la sección de red, y en el que la sección de
red se separa de la red de gas contigua al alcanzar un valor de
concentración predeterminado o en el momento determinado.
Después de separar la sección de red en la zona
de descarga de gas de la red de gas contigua, al alcanzar una
proporción de mezcla y/o de concentración predeterminada o un
momento predeterminado se produce una purga de la mezcla gas
combustible-gas de lavado todavía presente en la
sección de red desde la zona de descarga de gas a la atmósfera y/o
un transporte a un depósito por medio de una inyección adicional de
gas de lavado. La cantidad del gas combustible evacuado a la
atmósfera es relativamente pequeña, puesto que ya ha experimentado
una cierta dilución con el gas de lavado y únicamente se trata de
cantidades residuales de gas combustible. En principio también es
posible almacenar el gas combustible o la mezcla de gases de lavado
en un depósito y, en el mejor de los casos, llevar a cabo una
separación y reutilización del gas combustible. Se transporta gas
de lavado a la sección de red hasta que la concentración de gas
combustible alcanza un valor mínimo predeterminado.
El procedimiento de acuerdo con el invento
resulta económico en particular cuando, después de inyectar un
volumen de gas de lavado o de mezcla de gases de lavado que
corresponde a entre 1,5 y 2,5 veces, preferiblemente a 2 veces el
volumen de la longitud de la zona de mezcla, en lugar del gas de
lavado o de la mezcla de gases de lavado se introduce aire en la
sección de red. De este modo, la facilitación y/o creación de gas de
lavado se reduce a un mínimo. Sin embargo, al mismo tiempo se tiene
cuidado de que el aire inyectado en la sección de red no pueda
mezclarse con el gas combustible y que no se introduzca una mezcla
explosiva de gas combustible y aire en la red de gas, puesto que,
después de expulsar una cantidad de gas que corresponde
aproximadamente a un volumen de la zona de mezcla, la zona de
descarga de gas de la sección de red se separa con respecto a la
red de gas.
Después de purgar otra cantidad de gas, que
corresponde a un volumen de una zona de mezcla, a la atmósfera o a
un depósito, deja de existir el peligro de que se forme una mezcla
explosiva al utilizar aire como otro gas de lavado, debido a que
ahora la concentración de gas combustible en la sección de red es
muy pequeña.
Resulta ventajoso cuando, para reducir la
longitud y/o el volumen de la zona de mezcla, el gas de lavado o
mezcla de gases de lavado es introducido formando una corriente
turbulenta. En este sentido, se ha demostrado que, en este
procedimiento, se consiguen zonas de mezcla relativamente cortas, es
decir, el gas de lavado empuja al gas combustible hacia delante sin
tendencias de mezcla demasiado grandes.
Se produce una estructura sencilla del
dispositivo de acuerdo con el invento cuando el medio de bloqueo que
se encuentra en la zona de descarga de gas de la sección de red,
después de su instalación, se proporciona para un desbloqueo
temporal y un bloqueo posterior de la zona de descarga de gas de la
sección de red con respecto a la red de gas contigua.
En un dispositivo de acuerdo con el invento, es
ventajoso cuando como unidad para la alimentación de gas de lavado
se prevé un depósito de gas de lavado y/o un generador de gas de
lavado o un generador de gas inerte con una instalación de
separación con membranas para preparar aire enriquecido con
N_{2}.
Se produce un uso bien regulable cuando en la
zona de descarga de gas de la sección de red hay dispuesto un
instrumento de medición de concentración para determinar la
concentración del gas combustible y/o del gas de lavado y/o de la
proporción gas combustible-gas de lavado y/o para
determinar el contenido de metano del gas combustible o mezcla de
gases combustibles que ha sido extraído a presión desde la zona de
descarga de gas de la sección de red hacia la red de gas
contigua.
Las formas de realización ventajosas del invento
deben desprenderse de la siguiente descripción, las reivindicaciones
y el dibujo.
En la figura se representa de forma esquemática
una red de gas 2, de la que una sección de red 1 debe liberarse de
gas combustible ampliamente con un dispositivo de acuerdo con el
invento. Para ello, en primer lugar, la zona de alimentación de gas
11 de la sección de red 1 que debe liberarse de gas combustible es
separada de la red de gas 2 con un medio de bloqueo 4.
Esta sección de red 1 a separar se representa en
forma de un conducto 2'. Sin embargo, esta sección de red 1 puede
abarcar conducciones y/o recipientes. Los conductos que salen de la
sección de red 1 o que entran en ésta son bloqueados, de tal modo
que se produce un segmento continuo para el gas combustible y el gas
de lavado utilizado para extraer a presión el gas combustible que
no tiene ramificaciones y en el que pueden acumularse restos de gas
combustible.
Para la zona de descarga de gas 12 de la sección
de red 1 también se prevé un medio de bloqueo 5 para separar la
sección de red 1 con respecto a la red de gas 2 contigua a la
sección de red 1. Este medio de bloqueo 5 puede abrirse o cerrarse
para poder separar o abrir la conexión entre la zona de descarga de
gas 12 de la sección de red 1 y la red de gas 2 contigua.
Los medios de bloqueo 4 y 5 pueden ser medios de
bloqueo habituales ya instalados en las redes de gas; en caso
necesario, dichos medios de bloqueo también pueden instalarse
expresamente con este propósito; dichos medios de bloqueo son
conocidos por los especialistas.
Por lo demás, en la zona de alimentación de gas
11 de la sección de red 1 y en la zona de descarga de gas 12 de la
sección de red 1 se instalan unidades de conexión 13, 14. Dichas
unidades de conexión 13, 14 también pueden ser tuberías que
desembocan en la sección de red 1 y/o en el conducto de gas 2', por
medio de las cuales puede crearse una conexión a la sección de red
1.
A la unidad de conexión 13 unida a la zona de
alimentación de gas 11 hay conectada, por medio de una unidad de
bloqueo 9, una unidad 10 para crear y/o para inyectar gas de lavado
o mezclas de gases de lavado en la sección de red 1. A la unidad de
conexión 14 en la zona de descarga de gas 12 de la sección de red 1
hay conectados un manómetro 8 y, por medio de un medio de bloqueo
7, un instrumento de medición de concentración 15 para determinar
la concentración del gas combustible y/o del gas de lavado y/o del
contenido de metano en el gas combustible. Por medio de un medio de
bloqueo 6 y la unidad de conexión 14, la sección de red 1 puede
unirse a la atmósfera 3 para emitir cantidades de gas combustible
residual a la atmósfera o a un depósito conectado.
De acuerdo con el invento, para liberar el gas
combustible de la sección de red 1 se procede como se indica a
continuación:
Después de separar la sección de red 1 por medio
del medio de bloqueo 4 instalado o existente, en caso necesario, la
presión del gas combustible en la sección de red 1 puede reducirse
con un medio de bloqueo 5 instalado o existente en la zona de
descarga de gas 12 de la sección de red 1 conectando la zona de
descarga de gas 12 a la red de gas 2 en la que la presión disminuye
y/o disminuyó. Cuando puede llevarse a cabo dicha disminución de la
presión, puede conducirse a la red de gas 2 una proporción
considerable del gas combustible en la sección de red 1. A
continuación, se produce un bloqueo del medio de bloqueo 5 y una
separación de la sección de red 1 de la red de gas 2 y, por medio
de la unidad de conexión 13 y el medio de bloqueo 9, la unidad 10
inyecta gas de lavado bajo presión en la sección de red 1.
En principio, también es posible introducir gas
de lavado en la sección de red 1 con la unidad 10 sin previamente
separar la sección de red 1 de la red de gas 2 adyacente con el
medio de bloqueo 5. Sin embargo, en caso de que con el gas de
lavado 10 introducido previamente se produzca un aumento de presión
en la sección de red 1 separada, entonces la mezcla entre el gas de
lavado y el gas combustible se reduce al extraer a presión el gas
combustible.
En caso de que se cree una presión
predeterminada en la sección de red 1 con el gas de lavado, se
produce una apertura del medio de bloqueo 5 al mismo tiempo que se
sigue alimentando gas de lavado a la sección de red 1 con la unidad
10, con lo que el gas combustible que se encuentra en la sección de
red 1 es expulsado hacia la red de gas 2 contigua a la sección de
red 1.
Esta expulsión se lleva a cabo hasta que, con el
instrumento de medición de concentración 15, se consigue una cierta
proporción de mezcla entre gas de lavado y gas combustible. Como
alternativa a lo anterior puede supervisarse la duración de la
alimentación del gas de lavado y, después de una cierta duración
fijada previamente de forma matemática, puede cerrarse la unidad de
bloqueo 5.
En la sección de red 1, en este momento tan sólo
existe gas de lavado casi puro en la zona de alimentación de gas
11, mientras que en la zona de descarga de gas 12 todavía existe una
mezcla gas combustible-gas de lavado. Esta mezcla
gas combustible-gas de lavado puede presionarse
hacia la red de gas 2 contigua hasta la dimensión que el gas de
lavado puede tolerar para los consumidores abastecidos por la red de
gas 2. El resto de mezcla gas combustible-gas de
lavado que queda en la sección de red 1 se traslada o bien a la
atmósfera 3 o bien a un depósito con el medio de bloqueo 6 y, en el
mejor de los casos, se separa.
El método de acuerdo con el invento es adecuado
para cualquier gas combustible o mezcla de gases combustibles, en
particular que contienen metano. Como gas de lavado y/o mezcla de
gases de lavado puede utilizarse una serie de gases y/o mezclas de
gases, en particular aquéllos que no son combustibles por sí mismos
o que no producen una conexión combustible con el gas combustible
existente y/o que no fomentan la combustión del gas
combustible.
La unidad 10 para la alimentación y/o para la
inyección de gas de lavado o mezclas de gases de lavado puede ser
p. ej. un depósito de gas, que consta de un número de baterías de
botella en las que el gas de lavado a inyectar se encuentra
almacenado bajo presión. Otra posibilidad es el uso de generadores
de gas de lavado o gas inerte móviles o fijos, como p. ej. aparatos
que facilitan nitrógeno a partir de aire utilizando una adsorción
del cambio de presión, o que están formados en instalaciones de
membrana.
La presión habitual del gas combustible en la
red de gas 2 es de hasta 10 bar. Esta presión podría reducirse
hasta 1 bar con una reducción de presión en la red de gas 2 a 25
mbar. La presión de servicio máxima típica de los generadores de
gas inerte es de aproximadamente 15 bar; en el mejor de los casos, a
la unidad 10 de alimentación de gas de lavado también puede
postconectarse un compresor para crear presiones más altas según
corresponda.
Ventajosamente, el gas de lavado se introduce de
manera tan rápida que se forma una corriente turbulenta, por lo que
la zona de mezcla que se forma entre el gas combustible y el gas de
lavado se produce de un modo lo más breve posible.
Ventajosamente, se lleva a cabo un bloqueo de la
sección de red 1 con el medio de bloqueo 5 cuando la concentración
de metano en la zona de descarga de gas 12 desciende por debajo de
un valor de un 90% de metano residual. Esta concentración depende
de la capacidad de rendimiento de la red de gas 2 contigua a la
sección de red 1; en cualquier caso, la concentración de metano
debe seleccionarse de tal modo que se evite una extinción en los
aparatos domésticos alimentados por la red de gas 2.
Por medio del siguiente procedimiento puede
llevarse a cabo una previsión para calcular la longitud de la zona
de mezcla y/o para calcular el lapso de tiempo después del cual
puede contarse con una reducción de concentración del metano
contenido en el gas combustible por debajo de un 90% en la zona de
descarga de gas.
En primer lugar se calcula el número de
Reynolds
para comprobar si en el sistema de
tuberías 12' de la sección de red 1 prevalece una corriente laminar
(Re < 2300) o una corriente turbulenta (Re >
2300).
A continuación se calcula el coeficiente de
dispersión axial, debiéndose comprobar previamente si prevalece una
corriente laminar o una corriente turbulenta:
en caso de corriente laminar es válido
y para la corriente turbulenta y/o
la corriente transitoria es
válido
Gracias a ensayos se ha comprobado que la
concentración local y/o temporal C_{m} del gas de lavado o de la
mezcla de gases de lavado introducido en la sección de red formando
una corriente turbulenta y/o una corriente transitoria puede
calcularse de acuerdo con las fórmulas
\vskip1.000000\baselineskip
en las
que
y
y en las
que
- x_{1}
- corresponde a la Coordenada Relativa L-U.t, y en las que
- d_{R}
- representa el diámetro del tubo,
- D
- el coeficiente de difusión molecular del gas de lavado con respecto al gas combustible,
- L
- la distancia respectiva del punto de inyección del gas de lavado,
- U
- el valor medio de la velocidad de circulación del gas de lavado,
- D_{ax}
- el coeficiente de dispersión axial del gas de lavado,
- Re
- el número de Reynolds del gas de lavado,
- \eta
- la viscosidad dinámica del gas de lavado,
- \rho
- la densidad del gas de lavado y
- C_{o}
- la concentración inicial del gas de lavado
- erf z
- la integral de error de Gauss para z.
Se ha demostrado que con el procedimiento de
acuerdo con el invento se han podido liberar de gas combustible de
forma eficaz tuberías con un diámetro interior pequeño y con un
diámetro interior muy grande. Del mismo modo, también se han podido
liberar de gas combustible depósitos para gas combustible con forma
esférica o cilíndrica sin una formación considerable de gas
combustible.
Las ventajas del procedimiento de acuerdo con el
invento son que las cantidades de gas presentes en tuberías y/o
recipientes en gran parte pueden ser conducidas a la red de gas, con
lo que se consigue un uso económico considerable. Por lo demás, el
procedimiento de acuerdo con el invento es independiente de
distintos diámetros de tuberías. Por lo demás, casi no se produce
ninguna liberación de gas combustible a la atmósfera, es decir, una
liberación del gas de efecto invernadero metano.
La liberación, que hay que llevar como máximo,
de cantidades de gas combustible residuales y/o mezclas gas
combustible-gas de lavado a la atmósfera no requiere
ningún bloqueo de la zona afectada con respecto a la formación de
una mezcla de gas explosiva, de tal modo que puede reducirse
considerablemente el gasto de organización.
Con unidades 10 habituales para crear gas de
lavado, en particular generadores de gas inerte con instalación de
separación con membranas, se crea gas de lavado con una proporción
de un 95% de nitrógeno y una proporción de un 5% de oxígeno. Puede
preverse que después de la inyección de gas de lavado creado con la
unidad 10 en la dimensión de un volumen, que corresponde por lo
menos al volumen de una longitud de la zona de mezcla,
preferiblemente al doble del volumen de una longitud de la zona de
mezcla, se comience a inyectar aire exterior, puesto que ya no
existe el peligro de que una mezcla del aire exterior rico en
oxígeno con el gas combustible dé lugar a una mezcla explosiva,
porque la concentración del gas combustible en el gas de lavado ya
se ha reducido bastante. La inyección de aire exterior puede
llevarse a cabo con un compresor habitual.
Al volver a llenar la sección de red con gas
combustible, el gas de lavado inerte puede conducirse o bien al
aire libre o bien a la red de gas contigua en una dosificación
correspondientemente más pequeña.
Claims (13)
1. Método para la eliminación de gases
combustibles o mezclas de gases combustibles, en particular bajo
presión, que en particular contienen metano, p. ej. gas natural,
gas ciudad, gases combustibles que contienen H_{2} y/o propano
y/o butano o gases de sustitución del gas natural de secciones de
red de unidades de almacenamiento y conducción llenas de gas
combustible o mezclas de gases combustibles, p. ej. tuberías,
depósitos de una red de gas, en particular para propósitos de
reparación y/o mantenimiento, caracterizado por el hecho de
que, después de separar de un modo estanco al gas o aproximadamente
estanco al gas la sección de red de la red de gas, que se realiza
en la zona de alimentación de gas de la sección de red, en la zona
de separación se introduce y/o se inyecta en la sección de red un
gas de lavado o mezcla de gases de lavado no combustible y/o que no
fomenta una combustión del gas combustible, preferiblemente N_{2},
aire enriquecido con N_{2}, gas de humo, CO_{2}, gas inerte o
vapor de H_{2}O, y por el hecho de que, con este gas de lavado o
mezcla de gases de lavado inyectado, el gas combustible o mezcla de
gases combustibles que se encuentra en la sección de red es
transportado y/o inyectado en la red de gas contigua a través de la
zona de descarga de gas de la sección de red.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que para reducir la presión en
la sección de red, después de separar la sección de red en su zona
de alimentación de gas de la red de gas, la sección de red en su
zona de descarga de gas se conecta a una zona de la red de gas en la
que prevalece una presión más baja que en la sección de red o en la
que se ajusta una presión más baja.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o
2, caracterizado por el hecho de que en la sección de red,
sin o después de una reducción de presión, la zona de descarga de
gas de la sección de red se separa y/o se cierra de un modo estanco
al gas o aproximadamente estanco al gas con respecto a la red de gas
contigua antes de introducir el gas de lavado o mezcla de gases de
lavado, por el hecho de que, a continuación, la presión en la
sección de red separada se aumenta con el gas de lavado o mezcla de
gases de lavado introducido, en particular por medio de la presión
en la red de gas contigua, y por el hecho de que, una vez terminada
la separación en la zona de descarga de gas de la sección de red
con respecto a la red de gas contigua, se empieza a inyectar el gas
combustible o mezcla de gases combustibles desde la sección de red
separada hacia la red de gas en cuanto la presión en la sección de
red separada ha alcanzado un valor predeterminado.
4. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado por el hecho
de que, en la zona de descarga de gas de la sección de red, se mide
la concentración del gas combustible o mezcla de gases combustibles
que hay que inyectar en la red de gas con respecto al gas de lavado
o mezcla de gases de lavado contenido, y por el hecho de que, al
alcanzar una proporción de mezcla predeterminada, en particular al
alcanzar una proporción de gas de lavado de aproximadamente un 10%
volumétrico, se produce una separación de la sección de red de la
red de gas contigua.
5. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado por el hecho
de que, teniendo en cuenta las condiciones técnicas de fluidos de
la sección de red y el proceso de inyección del gas de lavado, se
determina y/o se calcula la longitud y/o el volumen de una zona de
mezcla delimitada por proporciones de mezcla y/o de concentración
predeterminadas y/o el curso de concentración temporal y/o local de
la mezcla gas combustible-gas de lavado en la
sección de red y/o el momento de llegada de la zona de mezcla y/o de
un cierto valor de concentración del gas combustible o del gas de
lavado a la zona de descarga de gas de la sección de red, y por el
hecho de que la sección de red se separa de la red de gas contigua
al alcanzar un valor de concentración predeterminado o en el
momento determinado.
6. Método de acuerdo con la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que, después de separar la
sección de red en la zona de descarga de gas de la red de gas
contigua, al alcanzar una proporción de mezcla y/o de concentración
predeterminada o un momento predeterminado se produce una purga de
la mezcla gas combustible-gas de lavado todavía
presente en la sección de red desde la zona de descarga de gas a la
atmósfera y/o a un depósito por medio de una inyección adicional de
gas de lavado.
7. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones de la 1 a la 6, caracterizado por el hecho
de que, después de inyectar un volumen de gas de lavado o de mezcla
de gases de lavado que corresponde a entre 1,5 y 2,5 veces,
preferiblemente a 2 veces el volumen de la longitud de la zona de
mezcla, en lugar del gas de lavado o de la mezcla de gases de
lavado se introduce aire en la sección de red.
8. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones de la 1 a la 7, caracterizado por el hecho
de que para reducir la longitud y/o el volumen de la zona de
mezcla, el gas de lavado o la mezcla de gases de lavado se
introduce formando una corriente turbulenta.
9. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones de la 1 a la 8, caracterizado por el hecho
de que la concentración local y/o temporal C_{m} del gas de
lavado o de la mezcla de gases de lavado introducido en la sección
de red formando una corriente turbulenta y/o una corriente
transitoria se calcula de acuerdo con las fórmulas
\vskip1.000000\baselineskip
en las
que
y
y en las
que
x_{1} corresponde a la Coordenada Relativa
L-U.t, y en las que
d_{R} representa el diámetro del tubo,
D el coeficiente de difusión molecular del gas
de lavado con respecto al gas combustible,
L la distancia respectiva del punto de inyección
del gas de lavado,
U el valor medio de la velocidad de circulación
del gas de lavado,
D_{ax} el coeficiente de dispersión axial del
gas de lavado,
Re el número de Reynolds del gas de lavado,
\eta la viscosidad dinámica del gas de
lavado,
\rho la densidad del gas de lavado y
C_{o} la concentración inicial del gas de
lavado
erf z la integral de error de Gauss para z.
10. Dispositivo para la eliminación de gases
combustibles o mezclas de gases combustibles bajo presión, que en
particular contienen metano, p. ej. gas natural, gas ciudad de
secciones de red (1) de unidades de almacenamiento y conducción
llenas de gas combustible o mezclas de gases combustibles, p. ej.
tuberías, depósitos de una red de gas (2), en particular para
propósitos de reparación y/o mantenimiento, proporcionándose o
instalándose medios de bloqueo (4, 5) para separar la zona de
alimentación de gas (11) y la zona de descarga de gas (12) de la
sección de red (1) que debe liberarse de gas combustible y por lo
menos una unidad de conexión (13; 14) que puede unirse a la zona de
alimentación de gas (11) y por lo menos una unidad de conexión (13;
14) que puede unirse a la zona de descarga de gas (12), en
particular para llevar a cabo el método de acuerdo con una de las
reivindicaciones de la 1 a 9, caracterizado por el hecho de
que a la unidad de conexión (13) unida a la sección de red (1) en
la zona de alimentación de gas (11) hay conectada una unidad (10)
para la alimentación y/o para la inyección de gas inerte y/o gas de
lavado o mezclas de gases inertes y/o gases de lavado,
preferiblemente N_{2}, aire enriquecido con N_{2}, gas de humo,
CO_{2}, gas inerte o vapor de H_{2}O, en la sección de red
(1).
11. Dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el medio
de bloqueo (5) que se encuentra en la zona de descarga de gas (12)
de la sección de red (1), después de su instalación, se proporciona
para un desbloqueo temporal y un bloqueo posterior de la zona de
descarga de gas (12) de la sección de red (1) con respecto a la red
de gas (2) contigua.
\newpage
12. Dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 10 o 11, caracterizado por el hecho de que
como unidad (10) para la alimentación de gas de lavado se prevé un
depósito de gas de lavado y/o un generador de gas de lavado o un
generador de gas inerte con una instalación de separación con
membranas para preparar aire enriquecido con N_{2}.
13. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones de la 10 a la 12, caracterizado por el hecho
de que en la zona de descarga de gas (12) de la sección de red (1)
hay dispuesto un instrumento de medición de concentración (15) para
determinar la concentración del gas combustible y/o del gas de
lavado y/o de la proporción gas combustible-gas de
lavado y/o para determinar el contenido de metano del gas
combustible o mezcla de gases combustibles que ha sido extraído a
presión desde la zona de descarga de gas (12) de la sección de red
(1) hacia la red de gas (2) contigua.
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