Engineering verfahrenstechnischer Anlagen (eBook)

Dr.-Ing. habil. Klaus H. Weber war viele Jahre in der Chemie-, Raffinerie-, Pharma-, Öl- und Gasindustrie mit der Planung und Errichtung verfahrenstechnischer Anlagen beschäftigt. Er hat an zahlreichen Projekten im In- und Ausland, vom Engineering bis zur Inbetriebnahme, verantwortlich mitgewirkt. Seit ca. 20 Jahren ist er freiberuflich als unabhängiger Berater, Gutachter und Auditor auf den Gebieten der Vertragsgestaltung und Abwicklung von unterschiedlichen Anlagenprojekten einschließlich zugehöriger Engineering-, Dokumentations- und Inbetriebnahmeleistungen tätig. Als Autor hat er im Springer-Verlag die beiden bewährten Praxishandbücher „Inbetriebnahme bzw. Dokumentation verfahrenstechnischer Anlagen“ veröffentlicht.Ferner ist er seit vielen Jahren Referent zahlreicher VDI- und Inhouse-Seminare, u.a. auch zum Thema „Engineering verfahrenstechnischer Anlagen“.

Vorwort 6
Inhalt 8
1 Phasenmodell der Anlagen-Projektabwicklung 12
1.1 Struktur, Aufgaben und Schnittstellen des Phasenmodells 14
1.2 Front-End-Loading bzw. Front-End-Engineering 19
1.3 Grundzüge der Projektorganisation und -abwicklung 21
1.3.1 Projektziele und Projektorganisation 22
1.3.2 Ausführungen zu Verantwortung und Befugnisse sowie Pflichten und Zuständigkeiten 26
1.4 Konsequenzen bei pflichtwidrigen Verhalten 34
1.4.1 Schaden durch fahrlässiges bzw. vorsätzliches Handeln 34
1.4.2 Mögliche Konsequenzen bei Pflichtverletzungen 37
1.5 Planung der Engineeringarbeiten 41
1.6 Planen und Gewährleisten der Sicherheit im Projekt 42
1.6.1 Grundsätze und Begriffsdefinitionen 42
1.6.2 Strukturieren der Sicherheitsarbeit 45
1.7 Vorbemerkungen zur Dokumentation 47
1.7.1 Lebenszyklus und Phasen der Dokumentation 47
1.7.2 Einheit von Engineering und Dokumentation 49
1.7.3 Hinweise zur Beachtung der Dokumentation im Projekt 52
1.8 Besonderheiten von Pharmaprojekten 54
1.8.1 Übersicht 54
1.8.2 Qualifizierung und Validierung gemäß Good Manufacturing Practice (GMP) 57
1.8.3 Good Engineering Practice (GEP) und Dokumentation 62
Literatur 66
2 Projektvorbereitung und Grundlagenermittlung 68
2.1 Vorbemerkungen 68
2.2 Durchführbarkeitstudie 70
2.3 Relevante Rechtsvorschriften der EU und BRD 74
2.3.1 Übersicht zum Europarecht 74
2.3.2 Wichtige EU-Richtlinien und EU-Verordnungen 75
2.3.3 Übersicht zum Recht der BRD 89
2.3.4 Wichtige Gesetze und Verordnungen der BRD 93
2.4 Lastenheft inkl. Dokumentation 117
2.4.1 Definition und Aufgaben des Lastenhefts 117
2.4.2 Inhalt des Lastenhefts 118
2.4.3 Vorgaben zur Dokumentation im Lastenheft 123
2.5 Vertragsmodelle für Engineeringleistungen 127
2.5.1 Rechtsformen von Verträgen nach Bürgerlichen Gesetzbuch 127
2.5.2 Vertragsmodelle für Engineering und Realisierung 135
2.5.3 Gewährleistung und Garantie für die Engineeringleistungen 143
Literatur 150
3 Vorplanung (Pre-Engineering) 156
3.1 Aufbau der Projektorganisation 157
3.2 Erarbeiten eines Dokumentationskonzepts 158
3.3 Erarbeiten von Lösungsalternativen und -vorschlägen 164
3.3.1 Verfahrensauswahl und Verfahrensentwurf 164
3.3.2 Lageplanung und Grob-Layoutplanung 172
3.3.3 Baukonzept 176
3.3.4 PLT-Konzept 178
3.3.5 TGA-Konzept 184
3.3.6 Logistik- und Infrastrukturkonzepte 187
3.3.7 Beschaffungskonzept 190
3.4 Sicherheitstechnische Grundlagenermittlung 192
3.5 Bewerten der Lösungsvarianten, Lösungsvorschlag 197
3.6 Ergebnisse der Vorplanung 198
3.7 Schutzrechtliche Sicherung der Ergebnisse 200
Literatur 215
4 Entwurfsplanung (Basic Engineering) 217
4.1 Begriffsdefinition, Aufgaben, Trends 217
4.2 Ausführen der Entwurfsplanung 219
4.2.1 Verfahrensplanung (Basic Design) 219
4.2.2 Wahl der Rohr-, Armaturen- und Dichtungsklassen 249
4.2.3 Werkstoffauswahl und Korrosionsschutz 256
4.2.4 3D-Anlagenentwurfsplanung und Aufstellungsentwurf 265
4.2.5 Entwurfsplanung Bau und Stahlbau 269
4.2.6 Entwurfsplanung Prozessleittechnik (PLT) 281
4.2.7 Entwurfsplanung Technische Gebäudeausrüstung (TGA) 297
4.2.8 Logistik- und Infrastrukturentwurfsplanung 298
4.2.9 Montage- und inbetriebnahmegerechte Planung 303
4.2.10 Instandhaltungsaudit und -konzeption 309
4.3 Sicherheitstechnische Entwurfsplanung, Risikobeurteilung 312
4.3.1 Durchführen der Risikobeurteilung und SIL-Klassifizierung 312
4.3.2 Erarbeiten des Explosionsschutzdokuments 320
4.4 Basic Engineering-Dokumentation, Pflichtenheft 324
Literatur 328
5 Genehmigungsplanung (Planning for permission) 332
5.1 Begriffsdefinitionen und Grundsätzliches 332
5.2 Einordnung der Genehmigungsplanung in die Projektabwicklung 334
5.3 Überblick zu Genehmigungsverfahren in der BRD 335
5.4 Umweltverträglichkeitsprüfung 341
5.5 Genehmigungsverfahren nach BImSchG 344
5.5.1 Einfluss des Antragstellers auf das Genehmigungsverfahren 345
5.5.2 Genehmigungsantrag inkl. Antragsunterlagen 349
5.5.3 Ablauf des Genehmigungsverfahrens 351
5.5.4 Genehmigungsbescheid 355
5.6 Nutzung und Änderung der Genehmigung 356
Literatur 359
6 Kostenermittlung (Cost Calculation) 362
6.1 Kosten für Engineering 363
6.2 Investitionskostenermittlung 364
6.2.1 Vorbemerkung und Überblick 364
6.2.2 Kapazitätsmethoden 367
6.2.3 Zuschlagsfaktorenmethoden 368
6.2.4 Modulmethode 373
6.2.5 Ergänzende Bemerkungen und Folgerungen 376
6.3 Betriebskostenermittlung 376
6.4 Investitionsrechnung 377
Literatur 380
7 Ausführungsplanung (Detail Engineering) 382
7.1 Begriffsdefinition und Aufgaben 382
7.2 Ausführen der Ausführungsplanung 383
7.2.1 Verfahrensausführungsplanung 383
7.2.2 Spezifikation und Konstruktion der Apparate, Behälter und Maschinen 386
7.2.3 3D-Anlagenmodell und Detail-Aufstellungsplanung 399
7.2.4 Ausführungsplanung Bau und Stahlbau 403
7.2.5 Ausführungsplanung Rohrleitungstechnik 417
7.2.6 Ausführungsplanung Prozessleittechnik (PLT) 428
7.2.7 Ausführungsplanung Technische Gebäudeausrüstung (TGA) 444
7.2.8 Logistik- und Infrastrukturausführungsplanung 450
7.2.9 Besondere Vorgaben und Hinweise für die weitere Projektabwicklung 452
7.3 Sicherheitstechnische Detailplanung 453
7.4 Detail-Engineering-Dokumentation [28] 455
7.5 Ausblick zu Beschaffung, Bau/Montage und Inbetriebnahme 457
7.5.1 Übergreifende Hinweise (Phasen 7 bis 9) 458
7.5.2 Hinweise zur Beschaffungsphase (Phase 7) 458
7.5.3 Hinweise zur Bau-/Montagephase (Phase 8) 461
7.5.4 Hinweise zur Inbetriebnahmephase (Phase 9) [5] 468
Literatur 470
Glossar 473
Sachwortverzeichnis 484