DE4317395A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Versorgung von Verbrauchern mit odoriertem Gas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Versorgung von einem oder mehreren Verbrauchern - oder eines gesamten Versorgungsnetzes - mit odoriertem Gas, bei dem das Gas unodoriert aus einem Gasspeicher(n) oder einer sonstigen Gasquelle zur Verfügung steht, und bei dem das Gas mit einem Mindestdruck und in einer geeigneten Menge, insbesondere auch in variierender Menge, über ein Puffervolumen den Verbrauchern zur Verfügung gestellt wird, wobei dem zum Verbrauch fließenden Gas ein Odorie­ rungsmittel zugemischt wird.

Zum Odorieren oder Versetzen von Gasen mit einem Geruchs­ stoff ist bislang ein Verfahren bekannt, bei dem die mit­ tels eines hochwertigen Gasdurchflußmessers gemessene, in einer Leitung fließende Menge an Gas in ein Stromsignal umgewandelt wird, das, je nach Gasmenge, eine bestimmte Menge von Stromimpulsen pro Zeiteinheit aufweist. Die zeitliche Dichte der Stromimpulse wird im weiteren zur Steuerung einer Dosierpumpe für Odorierungsmittel herangezogen. Ein Stromimpuls kann dabei beispielsweise einer fließenden Gasmenge von 1 m³ entsprechen, wobei auf dieser Basis dann die Zugabemenge an Odoriermittel ermittelt und die entsprechende Ansteuerung der besagten Dosierpumpe bewerkstelligt wird. Auf diese Weise wird also bekanntermaßen eine geeignete Zudosierung von Odorier­ mittel zu einem zum Verbrauch kommenden Gas erreicht.

Da jedoch in der Praxis bei Gasversorgungen die fließen­ den Gasmengen in sehr großen Bereichen schwanken, nämlich von praktisch Null bis zum Spitzenverbrauch, stellt bei dem geschilderten Verfahren die jeweils zuverlässige Messung der Flußmenge - und davon abhängig auch die exakte Zudosierung von Odorierungsmittel - ein Problem dar, das auf die auftretenden, extrem großen Meß- und Steuerbe­ reiche zurückzuführen ist. Dieses Problem wurde bislang durch einen entsprechenden, erheblichen meß- und geräte­ technischem Aufwand bewältigt, wodurch sich allerdings auch entsprechend hohe Kosten bei derartigen Anlagen ergeben haben.

Die Aufgabenstellung zu vorliegender Erfindung besteht daher darin, ein die eben geschilderte Problematik lösendes, die entsprechenden Nachteile vermeidendes und möglichst wenig Aufwand erforderndes Verfahren sowie Vorrichtung zum Odorieren von Verbrauchsgasen anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Odorier-Verfahren, wie es eingangs definiert ist, eine diskontinuierliche Gasnachlieferung vom oder von den Gasspeichern zum Puffervolumen erfolgt, die so gestaltet ist, daß ab einem festgelegten unteren Grenzdruck im Puffervolumen eine Gas-Nachlieferung begonnen wird, diese Gas-Nachlieferung mit nicht erheblich schwankender, inner­ halb einer bestimmten Größenordnung verbleibender Fluß menge solange durchgeführt wird, bis ein oberer Grenzdruck­ wert erreicht ist und dann die Gas-Nachlieferung beendet wird, wobei während der Gas-Nachlieferung Odorierungs­ mittel in geeigneter Menge zum nachfließenden Gas zu­ dosiert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt mit seinem dis­ kontinuierlichen Funktionsprinzip einen neuen Ansatz bei der Odorierung von Verbrauchsgasen. Das von der Odorierungseinrichtung an die Verbraucher abfließende Gas wird nämlich gemäß der Erfindung nicht permanent durch von den Gasspeichern kommendes Gas ersetzt, sondern es wird das von den Leitungsvolumina und gegebenenfalls von einem Pufferbehälter gebildete Gasreservoir in einer Gas­ zufuhrphase bis zu einem oberen Grenzdruck aufgefüllt, das dabei in weitgehend konstanter Menge zufließende Gas odoriert und in der Folge die Verbraucher ohne weiteren Gaszufluß aus dem so gebildeten Vorrat an odoriertem Gas versorgt. Die Odorierung, d. h. die genügend exakte Zu­ dosierung von Odoriermittel zum Verbrauchsgas, ist dabei aufgrund der kalkulierbaren, größeren, wenig schwankenden Flußmengen einfacher durchführbar, da die Mengenmessung hierbei mit einfacheren Komponenten (z. B. einem Lochblen­ dendurchflußmesser) möglich ist und auch hinsichtlich der Mengenzugabe eine geringere Exaktheit ausreicht.

Mit Vorteil kommt das Verfahren bei Gasversorgungen auf der Basis von Flüssiggas, hierbei vor allem bei Sauer­ stoffversorgungen, zur Anwendung. Dabei sind erfindungs­ gemäß vorzugsweise Gasdrucke in der Größenordnung von 5 bis 35 bar herstellbar, wobei die erfindungsimpliziten Druckschwankungen mit Vorteil in einem Bereich zwischen 0.5 und 20, vorzugsweise zwischen 2 und 12 bar, einge­ stellt werden. D.h., daß beispielsweise bei einer Gasver­ sorgung mit einem geforderten Mindestdruck von 8 bar nach vorliegender Erfindung etwa ein oberer Grenzdruckwert von 12 bar und ein unterer Grenzdruck von 8 bar vorgegeben wird und somit der Druck im Puffervolumen bei arbeitender Gasversorgung im Bereich von 4 bar oberhalb von 8 bar schwankt.

Günstigerweise wird in der Gasnachlieferungsphase eine in jedem Fall über der Spitzenverbrauchsmenge liegende Gasflußmenge zugeführt, wobei für diese Flußmenge durch bauliche oder einstellungstechnische Maßnahmen (z. B. ge­ eignete freie Leitungsdurchmesser und Druckeinstellungen) mit Vorteil höchsten Schwankungen um etwa den Faktor 3, vorzugsweise nur um den Faktor 1.5, zugelassen werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gasodorierung besitzt eine Hauptgasleitung (HL) mit zugehörigem Gas­ anschluß (AS) und dahinter angeordnetem Hauptventil (HV) sowie in der Hauptgasleitung angeordnetem Gasdurchfluß­ messer (MI) und Odoriermittelinjektor (INJ) und ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptleitung (HL) ein Drucksensor (PI2) installiert ist, der mit einer Steuereinheit (SE) in Verbindung steht, die ihrerseits mit dem Hauptventil (HV) verbunden ist und dieses abhängig von dem vom Drucksensor (PI2) gemessenen Druck hinsichtlich seines Schaltzustandes steuert.

In den Einsatzfällen in der Praxis, in denen durch das Rohrleitungssystem alleine kein hinreichendes Puffer­ volumen gegeben ist, ist es von Vorteil, wenn an die Hauptleitung (HL) verbraucherseitig zusätzlich ein Pufferbehälter (PV) angeschlossen ist.

Anhand der Figur wird im folgenden die Erfindung beispiel­ haft näher erläutert.

Die in der Figur gezeigte Gasversorgungsanlage weist prinzipiell zwei Teile auf, nämlich ein in bekannter Weise aufgebautes Gasversorgungssystem A mit einem Flüssiggas­ tank T und diversen Elementen zur Druckerzeugung und zum Verdampfen des zum Verbrauch kommenden Flüssiggases (z. B. Verdampfer DV) sowie einem Anlagenteil OE, der die Odorier­ einrichtung darstellt.

Die hinsichtlich der vorliegenden Erfindung insbesondere relevante Odoriereinrichtung OE setzt sich z. B. zum einen aus einem in einer zentralen Hauptleitung HL angeordneten Gasdurchflußmesser MI sowie einem Odoriermittelinjektor INJ mit zugehöriger, regelbarer Dosierpumpe DOP und Odoriermittelvorratsbehälter VOB zusammen, wobei diese Elemente über eine Signalleitung SL und eine Regeleinheit RE zusammenwirken. Darüber hinaus ist zum anderen ein­ gangsseitig an der Hauptleitung HL der Odoriereinrichtung OE ein Gasanschluß AS und ein ansteuerbares Schaltventil HV vorgesehen, während andererseits - in dem zu den Verbrauchern führenden Leitungsteil VL der Hauptleitung HL - noch ein Drucksensor PI2 installiert ist. Der Druck­ sensor PI2 ist im weiteren mit einer Steuereinheit SE elek­ trisch verknüpft, welche ihrerseits wiederum, mit einem entsprechenden Ausgang, mit dem bereits genannten, ansteu­ erbaren Schaltventil HV gekoppelt ist. Weiters ist bei der Beispielvorrichtung noch ein Pufferbehälter PV im verbrau­ cherseitigen Teil der Hauptleitung HL angeschlossen und schließlich ist an dieser auch noch eine Überdrucksiche­ rung RV vorgesehen.

Durch den Drucksensor PI2 wird der Druck in der Haupt­ leitung HL permanent gemessen, wobei der Druckwert laufend in Form eines elektrischen Signals über die elektrische Verbindung EV der Steuereinheit SE übermittelt wird, die dieses Drucksignal verarbeitet. Die Steuereinheit SE ist mit Vorteil speicherprogrammierbar ausgeführt, wobei alle, für den Verfahrensablauf relevanten Daten eingebbar sind. Dazu gehören insbesondere der für den erfindungsgemäßen Steuerablauf wichtige Mindestgasdruck im Bereich der Haupt­ leitung HL mit Puffer PV, der obere Grenzdruck in dem­ selben Leitungsbereich sowie der Vordruckkontrollwert, der stromaufwärts des Verdampfers DV anliegen muß und der von einem Drucksensor PI1 gemessen und in Verbindung wiederum mit der Steuereinheit SE kontrolliert wird.

Im folgenden wird die Arbeitsweise dieser Einrichtung und damit das erfindungsgemäße Prinzip am Beispiel einer Versorgung eines Verbrauchernetzes mit Sauerstoff auf einem Druckniveau von 10 bar dargestellt:

Zunächst ist davon auszugehen, daß bei geschlossenem Haupt- und Schaltventil HV ein gewisser Gasvorrat auf einem Druckniveau von über 10 bar in dem mit dem Puffer PV, der Hauptleitung HL und der Verbraucherleitung VL gebildeten Puffervolumen vorhanden ist. Beim Betrieb eines oder mehrerer Vebraucher erfolgt nun über die Verbraucher­ leitung VL eine bedarfsgemäße Entnahme von Sauerstoff aus dem beschriebenen Puffervolumen. Daraus ergibt sich, daß der Druck im Bereich des Puffervolumens mit der Zeit entsprechend abnimmt, da andererseits auch von seiten des Gasspeichers T in dieser Phase kein Gas über das geschlos­ sene Schaltventil HV zufließen kann. Schließlich wird im Bereich des Puffervolumens der vorgegebene Versorgungs- und Mindestdruckwert von 10 bar erreicht, was durch den Drucksensor PI2 detektiert und durch die Steuereinheit SE festgestellt wird, woraufhin diese die Öffnung des Haupt­ ventils HV veranlaßt.

In der Folge strömt Sauerstoffgas, das am Anschluß AS und am Hauptventil HV günstig mit einem Vordruck von mehr als 18 bar anliegt, in die Hauptleitung HL und den Puffer PV ein, wobei eine dem Druckunterschied von Vordruck zu Haupt­ leitungsdruck und den baulichen Verhältnissen entsprechen­ de, im Vergleich zu durchschnittlichen Verbrauchsmengen relativ große und nur wenig schwankende Gasmenge von der Gasspeicherseite zum Puffervolumen fließt. Dieses nach­ fließende, zunächst unodorierte Gas durchfließt die Haupt­ leitung HL und den darin angeordneten Gasdurchflußmesser MI, der auf der Basis seiner Mengenmessung die mit ihm verbundene Dosierpumpe DOP vermittels der Regeleinheit RE in geeigneter Weise ansteuert. Die Dosierpumpe ist an einen Vorratsbehälter VOB für Odoriermittel und an den in der Hauptleitung vor dem Flußmesser plazierten Injektor INJ angeschlossen und pumpt so - entsprechend der An­ steuerung durch den Durchflußmesser - Odorierungsmittel in den in der Hauptleitung fließenden Sauerstoffgasstrom.

Da die fließenden Gasmengen beim erfindungsgemäßen "Auf­ füllen" des Puffervolumens im Vergleich zum eingangs be­ schriebenen Odorierverfahren mit permanent nachfließendem Sauerstoffgas weit weniger schwanken und insbesondere in keinem Betriebsfall nur sehr geringe Gasmengen fließen, kann bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ohne aufwen­ dige, in weiten Bereichen sehr exakt arbeitende Meß- und Steuertechnik gearbeitet werden. Es genügt beispielsweise zur Mengenmessung ein vergleichsweise einfacher und kostengünstiger Lochblenden-Durchflußmesser oder ein son­ stiger, relativ unpräzise arbeitender Massendurchfluß­ messer, welcher wiederum mit einer relativ einfachen Dosierpumpe, z. B. einer 3 : 1-drehzahlgeregelten-Kolbenpumpe (3 : 1 ist hierbei das Verhältnis von maximal möglichem zu minimal möglichem Durchfluß), kombiniert werden kann, um eine innerhalb ausreichender Grenzen genau arbeitende Odo­ rierung eines Verbrauchsgases gemäß der Erfindung zu erhalten.

Als Zahlenwerte ergeben sich beispielsweise bei einer Gasversorgung die auf 100 Normal-m³/h ausgelegt ist, in der erfindungsgemäßen Auffüll- oder Nachlieferphase Fluß­ mengen von etwa 150-300 Normal-m³/h. Dabei werden pro 1 m³ Nutzgas beispielsweise 15 mg des Odoriermittels Dimethylsulfid oder eines vergleichbaren Odoriermittels zugeführt. Typische Puffervolumina liegen dabei bei etwa 2 m³, wobei durchaus auch Größen von 0,5 bis zu 10 m³ geeignet sind und vorgesehen werden können.

Nach Auslösung und Aufrechterhaltung einer Gaszufuhr- bzw. Gasnachlieferungsphase, die im allgemeinen vom Sekun­ denbereich bis in den Minutenbereich andauern kann, wird schließlich im Puffervolumen die erfindungsgemäß vorzuge­ bende obere Druckgrenze von z. B. 14 bar erreicht. Dies wird wiederum vom Drucksensor PI2 gemessen und durch die Steuereinheit SE festgestellt, worauf die Steuereinheit SE das Schließen des bevorzugt magnetisch ausgebildeten Schaltventils HV auslöst. Nunmehr beginnt wiederum die Phase der Gasentnahme aus dem jetzt im Puffervolumen wieder vorhandenen Gasvorrat.

Aus diesen Ausführungen ist erkennbar, daß, verglichen mit dem vorbekannten Vorschlag mit dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren eine veränderte und verbesserte Möglichkeit zur Odorierung von Gasen gegeben ist. Dieses Verfahren weist insbesondere von der Aufwandseite Vorteile gegenüber dem bekannten Verfahren auf.

Claims (5)

1. Verfahren zur Versorgung von einem oder mehreren Verbrauchern oder eines Versorgungsnetzes mit odoriertem Gas,
bei dem das Gas aus einem oder mehreren Gas speichern oder einer sonstigen Gasquelle unodoriert zur Verfügung steht und
bei dem das Gas mit einem bestimmten Druck und in geeigneter Menge, insbesondere auch in variierender Menge, über ein Puffervolumen den Verbrauchern zur Verfügung gestellt und zum Puffervolumen entsprechend nachgeliefert wird,
wobei dem zum Verbrauch kommenden Gas ein Odorie­ rungsmittel zugemischt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine diskontinuierliche Gas-Nachlieferung vom Gasspeicher(n) zum Puffervolumen erfolgt, die so gestaltet ist,
daß ab einem festgelegten unteren Grenzdruck im Puffer­ volumen eine Gas-Nachlieferung begonnen wird, diese Gas-Nachlieferung mit in etwa gleichbleibender Flußmenge solange durchgeführt wird, bis ein oberer Grenzdruckwert erreicht ist und dann die Gas-Nach­ lieferung beendet wird,
wobei während der Gas-Nachlieferung Odorierungsmittel im gewünschten Maß zum nachgelieferten Gas zudosiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einem verflüssigt und tiefkalt bereitge­ stellten Gas ein verdampftes und auf Normaltemperatur befindliches Gas mit 5 bis 35 bar zur Verfügung gestellt wird, wobei für die Gas-Nachlieferung eine Druckspanne zwischen unterem und oberem Grenzdruck von 0,5 bis 20 bar, vorzugsweise 2 bis 12 bar, eingehalten wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gasnachlieferphase eine in jedem Fall über der Spitzenverbrauchsmenge liegende Flußmenge zugeführt wird und für diese Flußmenge höchsten Schwankungen um etwa den Faktor 3, vorzugs­ weise nur um den Faktor 1.5, zugelassen werden.

4. Vorrichtung zur Gasodorierung mit einer Hauptgas­ leitung (HL) mit zugehörigem Gasanschluß (AS) und dahinter angeordnetem Hauptventil (HV) und mit einem in dieser Hauptgasleitung angeordneten Gasdurchflußmesser (MI) sowie einem ebenso in der Hauptgasleitung angeordneten Odoriermittelinjektor (INJ), wobei der Gasdurchflußmesser (MI) und der Odorier­ mittelinjektor (INJ) regeltechnisch miteinander ver­ bunden sind und eine gasmengenangepaßte Injektion von Odoriermittel bewerkstelligen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptleitung (HL) ein Drucksensor (PI2) installiert ist, der mit einer Steuereinheit (SE) in Verbindung steht, die ihrerseits mit dem Hauptventil (HV) verbunden ist und dieses hinsichtlich seines Schaltzustandes steuert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Hauptleitung (HL) verbraucherseitig ein Pufferbehälter (PV) angeschlossen ist.