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Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur partiellen Kondensation von Triethylenglykol in einer Ferngasleitung

Dalibor Jerenic

ISBN 10: 3844020926 / ISBN 13: 9783844020922
Published by Shaker Verlag Jul 2013, 2013
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Neuware - Es wurde das Kondensationsverhalten von Triethylenglykol (TEG) und der im russischen Erdgas vertretenen Schwersieder in einer realexistierenden Ferngasleitung theoretisch und experimentell untersucht. Die Kondensation wurde mit der Peng-Robinson Zustandsgleichung und einem integralen Kondensationsmodell bestimmt. Im Rahmen der experimentellen Untersuchungen wurden einerseits Labormessungen der TEG-Gaslöslichkeit im Methan und im russischen Erdgas und andererseits Feldversuche zur Bestimmung der TEG-Gaslöslichkeit im Erdgas am Ein- und Ausgang zur Ferngasleitung durchgeführt. Die Labormessungen erfolgten mit einer analytisch-statischen Messapparatur. Im Ergebnis zeigt sich, dass die im Labor gemessenen TEG-Gaslöslichkeiten im Erdgas keine signifikanten Abweichungen zum Methan-TEG System aufweisen. Die TEG-Gaslöslichkeit im Erdgas am Ein- und Ausgang zur Ferngasleitung wurde dagegen mit einer Durchflussapparatur in Anlehnung an die DIN EN ISO 6570 durchgeführt. Es wurde bestimmt, dass die Gaslöslichkeit im Erdgas am Leitungseingang im Wesentlichen von der Temperatur abhängig ist. Die Ergebnisse zeigen zudem, dass bis zu 90 % des am Leitungseingang eingespeisten TEG in der Leitung verbleiben bzw. akkumulieren. Das in dieser Arbeit postulierte integrale Kondensationsmodell wurde im Wesentlichen auf der Basis von Erhaltungsgleichungen für Masse, Impuls und Energie aller am Kondensationsprozess beteiligten Phasen aufgestellt. Zur Modellierung des leitungsinternen Wärme- und Stofftransportes wurde das Filmmodell in Kombination mit dem effektiven Diffusionskoeffizientenmodell herangezogen. Der Einfluss der Temperaturänderung der Umgebung auf den inneren Wärmeübergang wurde ebenso berücksichtigt. Mit dem integralen Kondensationsmodell und der Zustandsgleichung wurden schließlich Nachrechnungen der TEG-Kondensation im Erdgas sowie der Ferngasleitung im Sommer- und Winterbetrieb durchgeführt. Es zeigt sich, dass mit beiden Modellen sowie sowohl im Sommer- als auch im Winterbetrieb die Kondensation des TEG bzw. Erdgases erst in der zweiten Leitungshälfte stattfindet. Die Kondensation, berechnet mit dem integralen Kondensationsmodell, erfolgt im Vergleich zu der Zustandsgleichung immer später. Die Längendifferenz hinsichtlich der Kondensationspunkte kann durch die unterschiedlichen Modellansätze (Stofftransport) erklärt werden. Im Fall der berechneten TEG-Konzentrationsprofile zeigt sich zudem, dass mit beiden Ansätzen qualitativ zwar identische, quantitativ jedoch unterschiedliche Profile bestimmt werden. Am Ausgang der Ferngasleitung gleichen sich die modellbedingten Kondensationsprofile nahezu an. Es wurde auch die jahresbedingte Zusammensetzung des Gesamtkondensates in der Ferngasleitung mit dem integralen Kondensationsmodell bestimmt. Hierbei wurde festgestellt, dass die langkettigen Kohlenwasserstoffe mehr als 90 % am Gesamtkondensat ausmachen. Der TEG-Anteil am Gesamtkondensat liegt bei etwa 5 bis 15 %. Die mit dem integralen Kondensationsmodell bestimmten sowie sich aus dem potentiell akkumulierten Gesamtkondensatvolumen ableitenden Kondensatfilmhöhen betragen nach einem Jahr deutlich weniger als 1 mm. Daraus folgt wiederum, dass selbst unter Worst-Case Bedingungen keine signifikante Verengung des Strömungsquerschnittes der Ferngasleitung zu erwarten ist. Die Ergebnisse der druck- und temperaturstimulierten Wiederverdampfung des akkumulierten Gesamtkondensates in der Ferngasleitung verdeutlichen, dass eine lokale Verdampfung des Kondensates bewirkt werden kann, wenn bestimmte Druck- bzw. Temperaturniveaus in der Leitung vorherrschen, die jedoch außerhalb der Betriebsspezifikation der Leitung liegen. Aus den gewonnen Ergebnissen wurden Empfehlungen zur gezielten Reinigung (Molchen) der Ferngasleitung abgeleitet. 176 pp. Deutsch. Bookseller Inventory # 9783844020922

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Title: Theoretische und experimentelle ...

Publisher: Shaker Verlag Jul 2013

Publication Date: 2013

Binding: Buch

Book Condition:Neu

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