Rohrleitungsberechnung - Präzision für Sicherheit und Wirtschaftlichkeit
Die Rohrleitungsberechnung ist maßgeblich für eine Vielzahl von baulichen Maßnahmen. Egal ob im öffentlichen oder privaten Bereichen, die Rohrleitungsberechnung muss stets präzise durchgeführt werden, um auch langfristig keine unerwarteten Vorfälle wie Rohrstaus oder Rohrbrüche zu erleben. Deshalb sollte sie immer von einem Experten wie vom Ingenieur-Büro-Kraftwerkstechnik Rohrleitungsplanungs GmbH vorgenommen werden. Wie genau eine Rohrleitungsberechnung durchgeführt werden kann, folgt im weiteren Verlauf dieses Beitrags.
Die Material- und Installationskosten der Pipelines machen einen wesentlichen Teil der gesamten Anlagenkosten aus.
Daher ergibt sich eine sorgfältige Auswahl der Rohrdurchmesser.
Für Pipelines in Anlagen wird im Allgemeinen die Methode der "wirtschaftlichen Geschwindigkeit" verwendet. Mit dieser Methode werden verschiedene Diagramme erstellt oder die Geschwindigkeiten für unterschiedliche Betriebsbedingungen werden aus den Tabellen ausgewählt. Diese Methode ist jedoch im Allgemeinen nicht in der Literatur zu finden, sodass daraus resultierend viele Designwerte nicht berücksichtigt werden können.
Somit ist es möglich, neben dem Massenstrom, der Dichte und der Länge des Rohrs ebenso Installations- und Materialkosten, Betriebsstunden, Abschreibungssätze des Rohrdurchmessers zu bestimmen.
Die Material- und Installationskosten der Rohrleitungen sind ein wichtiger Bestandteil der thermischen Anlagen. Der Anteil der Pipelines an den Gesamtkosten der Anlage beträgt über 30%, und die Auswahl der Größen erfolgt sorgfältig. Die Wahl des richtigen Rohrdurchmessers ist für die Wirtschaftlichkeit der Anlage von großer Bedeutung. Der Anlagenbetreiber achtet bei der Planung auf eine wirtschaftliche Optimierung des Rohrdurchmessers.
Der Hersteller wird keine Materialien und Montage benötigen, es sei denn, die Energiekosten steigen deutlich an. Die Berücksichtigung der folgenden Kriterien bei der Bestimmung des Rohrdurchmessers gewinnt an Bedeutung. Der Druckabfall wird durch die Prozessbedingungen vorhergesagt. Energieverluste in den Expansionsleitungen einiger Systeme werden durch die Prozessbedingungen und das Rohr bestimmt und es wird somit nicht durch ihre Durchmesser beeinflusst. In diesem Fall ist der optimale Rohrdurchmesser derjenige, der mit weniger Investitionen erzielt wird.
Ein Teil des Druckabfalls muss am Expansionsventil reduziert werden, damit seine Einstellbarkeit erreicht wird.
Der Rest steht für Reibungsverluste in der Leitung zur Verfügung.
Bei mehrphasigen Strömungen ist die Strömungsgeschwindigkeit häufig ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung des Rohrdurchmessers.
Die Geschwindigkeit des Durchflusses kann zu einer Ansammlung im Rohr führen, wobei eine zu hohe Durchflussrate wiederum zu hohem Überschwingen führen kann. In gasförmigen Flüssigkeitsströmen führt eine zu geringe Durchflussrate zu einem instabilen Durchfluss. Sehr schnelle Leitungen werden insofern von einem Flüssigkeitsstempel getroffen oder können zumindest beschädigt werden. Die Strömungsgeschwindigkeit in allen Rohrleitungen wird durch die in der Spur angegebenen Geräuschemissionen begrenzt. Wenn der Rohrdurchmesser zu klein ist, werden Geräusche und Erosion unvermeidbar. Umgekehrt wird der Rohrdurchmesser zu groß gewählt, steigen die Installationskosten erheblich an. Aus diesem Grund sind Rohrdurchmesser für hohe Geschwindigkeiten unerwünscht.
Es wird so gewählt, dass die anfängliche Investition auf ein Minimum zu beschränken und gleichzeitig ihre negativen Auswirkungen zu vermeiden sind.