31Januar2011

Umsetzung der TA-Luft mithilfe strategischer Beratung: Chance statt Pflicht

Die Umrüstung und Ertüchtigung von Anlagen gemäß der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA-Luft) von 2002 bedeutet für Betreiber zunächst eine große Investition und eine oft ungeliebte Pflicht. Erfahrene Engineering-Dienstleister erarbeiten mit dem Betreiber Wege, wie die Investition als Chance für eine effizientere, zukunftsoptimierte Anlage genutzt werden kann. Dies zeigt ein Beispiel eines laufenden TA-Luft-Projektes an einem Petrochemiestandort in NRW.

Der Anlagenbetreiber identifizierte in Abstimmung mit der verantwortlichen Behörde die TA-Luft-relevanten Stoffströme und ordnete diese in übergeordneten Verfahrensschemata zu. Hier begann die Arbeit des Dienstleisters plantIng, der diese zugeordneten Stoffströme in die detaillierteren R+I-Schemata herunterbrach. Das Projektziel lautete gezielte Reduzierung der Emissionen, die von Aggregaten (Pumpen) oder von Bauteilen (Hand- und Regelarmaturen) ausgingen.

Extended Basic Engineering

In dieser Phase umfasste das Engineering die Quantifizierung der zu beschaffenden Bauteile, eine Erarbeitung der Maßnahmenplanung und die Erstellung einer Kostenschätzung, um die Investitionshöhe sowie die planerischen und internen Ressourcen zu ermitteln.

Weit über 1000 Armaturen, Regelventile und Pumpen in über 250 Rohrleitungssträngen mussten in die weitere Planung einbezogen werden. Darunter auch die Hauptprozesspumpen mit Anschlussleistungen zwischen 600 und 800 kW.

Einfaches Austauschen genügt nicht, denn der Teufel liegt wegen diversen Wechselwirkungen und Verkettungen im Detail. Darum ist eine gute Sanierungsstrategie vonnöten, die zudem die Effizienz der Anlage über den Stichtag für TA-Luft-Konformität 2014 hinaus im Blick hat.

Mögliche Potenziale wie die Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und -sicherheit, Modernisierung, Betriebs- und Energieoptimierung sowie Senkung von Lärmemissionen können so aufgedeckt werden.

Für die Ausarbeitung der Strategie und deren Umsetzung ist es von Vorteil, wenn Fachleute aus möglichst allen Projektbereichen in einem Haus vereinigt sind: vom Verfahrensingenieur, dem E-MSR-Ingenieur bis hin zum Konstrukteur und Bauingenieur. So gehen in Iterationsprozessen der verschiedenen Experten untereinander weder Informationen noch Zeit verloren.

Als Bearbeitungsschwerpunkte in dieser Phase der Abwicklung sind die Bestandsaufnahme der Dokumentation und des Equipments vor Ort, die Erstellung von Mengengerüsten, Infrastrukturprüfung und Maßnahmenplanung sowie die Termin- und Kostenplanung zu nennen.

Schon in dieser Phase wurden lieferkritische Pumpen und Sonderbauteile mit Lieferzeiten von teilweise über neun Monaten bestellfertig spezifiziert und beschafft.

Neben der verfahrenstechnischen Auslegung von Pumpen und Regelventilen erfolgten Betrachtungen standardisierter sicherheitstechnischer Szenarien, die in den Sicherheitsbericht der Anlage integriert wurden.

Detail Engineering

In dieser Phase lag der Schwerpunkt in der Erstellung von Equipment-Spezifikationen sowie der konstruktiven Planung von Rohrleitungsumbauten sowie der Detailplanung im E- und MSR-Bereich.

Die Rohrleitungsanpassungen erfolgten vornehmlich für den Pumpenaustausch. Die Rohrleitung sowie das Halterungskonzept wurden, unter Berücksichtigung der maximalen Pumpenstutzenkräfte der neuen Pumpen und der zulässigen Spannungen in den Rohrleitungsbauteilen resultierend aus den maximal möglichen Temperaturlastfällen, an den Stand der Technik angepasst.

Aufgrund verfahrenstechnischer Änderungen mussten bestehende Rohrklassen im Ratingbereich (Druck/Temperatur) überarbeitet werden. Der rechnerische Nachweis wurde mit dem Berechnungsprogramm DIMy durchgeführt. Betroffene Bauteile aus diesen Rohrklassen mussten hinsichtlich ihrer Spezifikation angepasst bzw. neu erstellt werden.

Umbau- und Stillstandsplanung

Um eine sichere Implementierung der neuen Hauptprozesspumpen mit der Maßgabe einer hundertprozentigen Verfügbarkeit bei der Umstellung von Alt- auf Neuaggregat zu gewährleisten, musste eine komplexe Umbaustrategie unter sehr beengten Platzverhältnissen aufgestellt werden. In den betroffenen Bereichen wurde ein 3-D-Laserscan durchgeführt, der eine zügige Umsetzung und Visualisierung in einem 3-D-Modell ermöglichte. So können mögliche Störkanten und Kollisionsstellen bei der Planung ermittelt und berücksichtigt werden. Durch die farbliche Darstellung der Demontage- und Montageplanung im 3-D-Modell können die zeitlich aufeinander folgenden Baufortschritte dem Kunden plastisch vor Augen geführt werden.

Zur Implementierung wurde in einem Stillstand im Frühjahr 2010 zunächst ein Baufeld „freigeräumt", um die spätere Aufstellung des ersten Hauptpumpenpaares zu ermöglichen. Des Weiteren wurden in jenem Stillstand rund zehn Einbindepunkte für die zukünftige Anbindung der neuen Prozesspumpen eingebaut, sodass eine Implementierung im laufenden Betrieb ermöglicht werden kann. Rund 70 % des Handarmaturenscopes und ca. 40 % des Pumpenscopes wurden in besagtem Stillstand implementiert.

Der Zeitraum bis zum nächsten Stillstand im Frühjahr 2011 wird mit der Implementierung weiterer kleinerer Pumpen sowie der Inbetriebnahme von drei Hauptprozesspumpen, Fundamentneubauten und Stahlbauerweiterungen genutzt.

Die TA-Luft muss bis 2014 in allen Anlagen der Petrochemiebetreiber umgesetzt worden sein. Vor der damit verbundenen Investition zu zögern und sich auf einen reinen „1:1 Austausch" zu konzentrieren, bedeutet, eine Chance zu verpassen. Durch langfristig angelegte strategische Planung können Potenziale wie die Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und -sicherheit, Modernisierung, Betriebsoptimierung, Energieoptimierung sowie Senkung von Lärmemissionen besser angegangen werden.

Bei der Wahl eines Beraters und Engineeringpartners ist darauf zu achten, dass für die iterative Erarbeitung des Optimums alle betroffenen Fachbereiche inhouse abgedeckt sind und dass für eine verbindliche Realisierung alle Projektstufen von einem einzelnen Engineeringanbieter bearbeitet werden können: von der Vorplanung über das Basic- und Detailengineering bis zum Construction-Management, der Inbetriebnahme und der Dokumentation.   

Die Autoren:
Dieter Hofmann Geschäftsführer, PlantIng
Evangelos Kemalides Projektleiter, PlantIng

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