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  • Walter Wagner

    Planung im Anlagenbau

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  • Kamprath-Reihe

    Dipl.-Ing. Walter Wagner

    Planung im Anlagenbau

    Vogel Business Media

    4., überarbeitete und erweiterte Auflage

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  • Dipl.-Ing. WALTER WAGNER

    Jahrgang 1941, absolvierte nach einer Lehre alsTechnischer Zeichner ein Maschinenbaustudiumund war 1964 bis 1968 Anlagenplaner imAtomreaktorbau; nach einer Ausbildung zumSchweiß-Fachingenieur war er ab 1968 TechnischerLeiter im Apparatebau, Kesselbau und in derWärmetechnik. 1974 bis 1997 bekam WalterWagner einen Lehrauftrag an der FachhochschuleHeilbronn, von 1982 bis 1984 zusätzlich an derFachhochschule Mannheim und von 1987 bis 1989an der Berufsakademie Mosbach.Im Zeitraum 1988 bis 1995 war er Geschäftsführerder Hoch-Temperatur-Technik Vertriebsbüro SüdGmbH. Seit 1992 ist er Leiter der Beratung undSeminare für Anlagentechnik: WTS Wagner-Technik-Service. Walter Wagner war außerdemObmann verschiedener DIN-Normen und öffent-lich bestellter und vereidigter Sachverständiger fürWärmeträgertechnik, Thermischer Apparatebauund Rohrleitungstechnik.

    Dipl.-Ing. WALTER WAGNER ist Autor folgenderVogel Fachbücher der Kamprath-Reihe:

    Festigkeitsberechnungen imApparate- und RohrleitungsbauKreiselpumpen und KreiselpumpenanlagenLufttechnische AnlagenPlanung im AnlagenbauRegel- und SicherheitsarmaturenRohrleitungstechnikStrömung und DruckverlustWärmeaustauscherWärmeträgertechnikWärmeübertragungWasser und Wasserdampf im AnlagenbauDIETZEL/WAGNER: Technische WärmelehreHEMMING/WAGNER: Verfahrenstechnik

    Zur Themenreihe gehören ebenfallsaus der Vogel Business Media:

    H. J. BULLACK: (CD-ROM)Berechnung von Druckbehälter-BauteilenBerechnung von SicherheitseinrichtungenBerechnung von KunststoffbehälternFlanschberechnungen nach EN 1591:2011Berechnung metallischer Rohrleitungsbauteile 1Pipe Elements/Rohrleitungsbauteile

    Weitere Informationen unterwww.vbm-fachbuch.de

    http://twitter.com/vbmfachbuch

    www.facebook.com/vbm-fachbuch

    www.vbm-fachbuch.de/rss/buch.rss

    Molex© ist ein eingetragenes Warenzeichen vonMolex, LLC in den Vereinigten Staaten von Ameri-ka und kann in anderen Ländern eingetragen sein.Andere in diesem Handbuch verwendete Produkt-bezeichnungen dienen ausschließlich zu Identifika-tionszwecken und sind möglicherweise Warenzei-chen der jeweiligen Unternehmen. Wir beanspru-chen keinerlei Rechte an diesen Warenzeichen.

    ISBN 978-3-8343-3414-51. Auflage. 2018Alle Rechte, auch der Übersetzung, vorbehalten.Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form(Druck, Fotokopie, Mikrofilm oder einem anderenVerfahren) ohne schriftliche Genehmigung des Ver-lages reproduziert oder unter Verwendung elektro-nischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder ver-breitet werden. Hiervon sind die in §§ 53, 54 UrhGausdrücklich genannten Ausnahmefälle nichtberührt.Printed in GermanyCopyright 2018 by Vogel Business Media GmbH &Co. KG, Würzburg

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  • Vorwort

    Bei der Planung, dem Bau und Betrieb von Anlagen müssen übergreifende Ingenieurtätigkeiten undbetriebswirtschaftliche Aspekte ständig berücksichtigt und koordiniert werden. Von der Grund-konzeption an sind immer wieder Bilanzen, bau- und maschinentechnische Konstruktionen sowielaufende Kosten zu überprüfen und zu vergleichen. Dadurch kann man wesentliche Fehler undVerteuerungen bereits im Entstehungsstadium und für den zukünftigen Betrieb vermeiden. Auchsicherheits- und umwelttechnische Notwendigkeiten, die einen entscheidenden Einfluss auf dieAnlagentechnik haben, sind dabei zu berücksichtigen. Deshalb wurden hier besonders Bilder,Tabellen und Diagramme in einem eigenen Kapitel zusammengefasst, die es ermöglichen, ohnegroßen Rechenaufwand überschlägig Prüfungen durchzuführen.

    Das Buch enthält für Techniker der Fachrichtungen Maschinenbau, Verfahrens-, Versorgungs-,Kraftwerks-, Umwelt- und Heizungstechnik entscheidende Informationen über den Planungsab-lauf. Projektierungs-, Konstruktions- und Betriebsingenieure sowie Techniker, die in ihrer Beruf-spraxis mit der Anlagenplanung bzw. der Konstruktion und der Betreuung von Anlagen im be-trieblichen Einsatz zu tun haben, erhalten hiermit wichtiges Planungsmaterial.

    Resonanz zum Buch ist stets willkommen, weil eine lebendige Wissensvermittlung Praxis undLehrbetrieb immer wieder neu motivieren und inspirieren kann. Den schnellsten Kontakt erfüllt ei-ne E-Mail an: [email protected]

    Der Vogel Business Media danke ich für die gewohnt hervorragende Zusammenarbeit.

    St. Leon-Rot Walter Wagner

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  • Inhaltsverzeichnis

    Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

    1 Planung von Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.1 Grundkonzeption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.2 Sicherheits- und umwelttechnische Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

    1.2.1 Gesetze, Verordnungen, Normen, Vorschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.2.2 Sicherheitstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.2.3 Sicherheitseinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.2.4 Prozessleittechnik (PLT) sichert Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

    1.2.4.1 Klassifizierung von PLT-Einrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.2.4.2 Klassifizierungsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.2.4.3 Anwendungsbeispiel Absicherung von Rührkesseln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

    1.2.5 Emissionen und Emissionsminderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.2.6 Abfall oder Reststoff? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.2.7 Umgang mit wassergefährdenden Stoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.2.8 Explosionsgefahr und brennbare Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.2.9 Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

    1.2.9.1 Umweltdokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301.2.9.2 Umweltrisikoanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311.2.9.3 Geprüfte technische Verfahrensalternativen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

    1.2.10 Druckgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331.2.11 CE-Kennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

    1.3 Zusammenfassung der wichtigsten Planungsschritte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351.4 Vor- und Grobplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

    1.4.1 Festlegung der Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351.4.2 Datenerfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351.4.3 Verfahrensbeschreibung mit Mengen- und Energiebilanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371.4.4 Verfahrenstechnische Grobauslegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391.4.5 Auslegung der Nebenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391.4.6 Lageplanentwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391.4.7 Projektbeschreibung, Kostenschätzung, Terminplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401.4.8 Projektierungshilfen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421.4.9 Betriebskostenschätzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

    1.5 Detailplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421.5.1 Allgemeine Hinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421.5.2 Genehmigungsantrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431.5.3 Erstellung von Spezifikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

    1.6 Anfragen und Bestellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441.6.1 Anfragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

    1.6.1.1 Angebote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441.6.1.2 Unterlieferanten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441.6.1.3 Liefergrenzen und Leistungsgrenzen des Lieferers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441.6.1.4 Angebotsvergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

    1.6.2 Bestellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461.6.2.1 Lieferungen und Leistungen des Bestellers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

    1.7 Abwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471.7.1 Auftragsverfolgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471.7.2 Ergänzende Detailplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471.7.3 Dokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

    1.7.3.1 Abwicklungsdokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481.7.3.2 Technische Dokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

    1.8 CAE in der Anlagentechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501.8.1 Angebotsphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

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  • 1.8.2 Auftragsphase: Basic-/Detail-Engineering, Rohrleitungs- undInstrumentierungsdiagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

    1.8.3 Dreidimensionale Aufstellungsplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531.9 Prüflisten für Haupttätigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

    1.9.1 Darstellung des Anlagenschemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551.9.2 Verfahrensablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561.9.3 Auslegung von einzelnen Anlagenteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571.9.4 Rohrleitungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591.9.5 Mess- und Regelungseinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591.9.6 Sicherheit und Umwelt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601.9.7 Aufstellungsplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621.9.8 Montagevorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

    1.10 Planungsfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621.11 Planungsbeispiel: Wasserdampfanlage in einem Rauchgas-Wärmerückgewinnsystem . . . . . . . . . 63

    2 Kaufmännische Planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732.1 Kostenermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

    2.1.1 Kapitalgebundene Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732.1.2 Verbrauchsgebundene Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742.1.3 Betriebsgebundene Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742.1.4 Sonstige Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742.1.5 Montagekosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742.1.6 Preise von Anlagenbauteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

    2.1.6.1 Preisdegression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772.2 Wirtschaftlichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

    2.2.1 Wirtschaftlichkeitsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782.2.1.1 Kapitalrückflussdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782.2.1.2 Annuitätsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782.2.1.3 Amortisationsdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782.2.1.4 Barwertmethode (Kapitalwertmethode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792.2.1.5 Dynamische Berechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

    2.3 Wärme- und Energiekosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802.3.1 Kapitalkosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812.3.2 Energiekosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812.3.3 Betriebskosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822.3.4 Sonstige Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822.3.5 Gesamtkosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

    2.4 Dynamische Wirtschaftlichkeitsberechnung nach der Annuitätsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822.4.1 Annuität der kapitalgebundenen Kosten (Auszahlungen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.4.2 Annuität der verbrauchsgebundenen Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.4.3 Annuität der betriebsgebundenen Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842.4.4 Annuität der sonstigen Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842.4.5 Jahreseinnahmen (Erlöse, Einzahlungen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842.4.6 Annuität der jährlichen Gesamtzahlungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842.4.7 Armortisationsdauer TA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

    2.5 Life-cycle-Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872.6 Verträge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

    2.6.1 Vertragsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872.6.2 Vertragsformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882.6.3 Zusammenarbeitsverträge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892.6.4 Einflüsse der Vertragsform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902.6.5 Vertragsgestaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

    2.7 Vertragsbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922.7.1 Zahlungsbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922.7.2 Liefertermin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 932.7.3 Probebetrieb, Risikoübergang, Betriebsübernahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 942.7.4 Zugesicherte Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952.7.5 Gewährleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

    8 Inhaltsverzeichnis

    03 inhalt:03 inhalt_01_03.qxd 3/14/2018 2:01 PM Page 8

  • 2.7.6 Nachweis der zugesicherten Auslegungsdaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 962.7.7 Rechte des Bestellers bei Mängeln an der Lieferung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 962.7.8 Sonstiges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

    2.7.8.1 Streitfälle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

    3 Bauliche Planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013.2 Transport- und Lagerverhältnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013.3 Baustelleneinrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.4 Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.5 Personal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023.6 Haftung und Verantwortung des Lieferers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033.7 Bau- und/oder Montageüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033.8 Betriebsdokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

    3.8.1 Spezielle Betriebsdokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.8.1.1 Betriebsprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.8.1.2 Betriebsabläufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.8.1.3 Betrieb einzelner Gebiete und Teilgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.8.1.4 Wirtschaftlicher Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.8.1.5 Steuerungs- bzw. Regelungs- sowie Sicherheitssysteme

    und Sicherheitseinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.8.1.6 Betriebsbericht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.8.1.7 Regelmäßige Inspektionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.8.1.8 Betriebsstörungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

    3.8.2 Dokumentation von Wartung, Reparatur und Kundendienst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.8.2.1 Produktwartung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.8.2.2 Kundendienstbericht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.8.2.3 Wartungs- und Reparaturberichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.8.2.4 Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

    3.8.3 Einsatz von Einrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.8.3.1 Anleitungen für den Betreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.8.3.2 Inhalt der Anleitungen für den Betreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.8.3.3 Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

    3.9 Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073.9.1 Inbetriebnahmeablauf am Beispiel einer Wärmeträger-Ölanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

    3.9.1.1 Abnahmeprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073.9.1.2 Reinigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073.9.1.3 Dichtheitsprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1083.9.1.4 Füllen der Anlage mit Wärmeträger und Druckprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1083.9.1.5 Funktionsprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093.9.1.6 Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093.9.1.7 Messprotokoll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

    3.10 Abnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103.11 Aufmaß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

    4 Betrieb der Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.1 Wartung und Instandhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

    4.1.1 Instandhaltungskonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.1.2 Instandsetzung nach Ausfall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.1.3 Vorbeugende Instandhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124.1.4 Zustandsbezogene Instandhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

    5 Beispielhafter Ablauf eines Anlagenprojektes in Diagrammen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1155.1 Zeitliche Planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1155.2 Typischer Planungsablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1165.3 Aufgaben und Zielstellungen der Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1175.4 Typischer Inbetriebnahmeablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1175.5 Betrieb der Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

    Inhaltsverzeichnis 9

    03 inhalt:03 inhalt_01_03.qxd 3/14/2018 2:01 PM Page 9

  • 5.6 Pumpenüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1185.7 Standardablauf einer Wartung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1195.8 Standardablauf einer Inspektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1205.9 Standardablauf einer Instandsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

    6 Projektierungsgleichungen und Faustformeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236.2 Projektierungsgleichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236.3 Faustformeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

    6.3.1 Volumenstrombestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236.3.1.1 Heißwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236.3.1.2 Thermoöle bei der oberen Anwendungstemperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236.3.1.3 Luft (im Normzustand) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

    6.3.2 Rohrleitungsinnendurchmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1316.3.3 Leistungsbedarf von Pumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1316.3.4 Leistungsbedarf von Ventilatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1326.3.5 Elektrische Stromstärke I für die Zuleitung zum Motor im Drehstromnetz . . . . . . . . . . . 1326.3.6 Messblendenbohrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

    6.3.6.1 Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1336.3.6.2 Thermoöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1336.3.6.3 Wasserdampf (Sattdampf) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

    6.3.7 Verbrennungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1336.3.7.1 Brennstoffstrom B und Abgasstrom VA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1336.3.7.2 Flüssige und gasförmige Brennstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1346.3.7.3 Holzverbrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

    7 Datensammlung und Planungsmaterial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1357.1 Auslegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

    7.1.1 Strömungsgeschwindigkeiten aus der Praxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1357.1.2 Hauptdaten von Rohrleitungen und Rohrleitungselementen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1367.1.3 Rohranschlussabmessungen, die sich aus den Flanschnormen ergeben . . . . . . . . . . . . . . . 1387.1.4 Kenngrößen für die Druckverlustberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1397.1.5 Verlusthöhenbestimmung bei Wasserleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1407.1.6 Nomogramm zur Berechnung des Strömungswiderstandes von Rohrleitungen . . . . . . . 1417.1.7 Geschwindigkeit und Druckverlust in durchströmten Rohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1427.1.8 Verlusthöhe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1437.1.9 Erforderliche Dehnschenkellängen bei warmgehenden Stahlrohrleitungen . . . . . . . . . . . 1447.1.10 Verhältnis der gestreckten Länge zur Verbindungslänge als

    Kriterium für das elastische Verhalten eines Stahlrohrsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1457.1.11 Dehnungsaufnahme von Rohrschenkeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1467.1.12 Dehnschenkel bei Kunststoffrohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1477.1.13 Leistungsbestimmung bei Pumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1487.1.14 Wirkungsgrad und Leistungsbedarf von 1-stufigen Kreiselpumpen im Optimum . . . . . 1497.1.15 Leistungsbestimmung bei Ventilatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1507.1.16 Diagramm zur Bestimmung der Wanddicke von zylindrischen Mänteln . . . . . . . . . . . . . 1517.1.17 Diagramm zur Bestimmung gewölbter Böden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1527.1.18 Diagramm zur Bestimmung von ebenen Böden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1537.1.19 Streckgrenze und Langzeit-Warmfestigkeitswerte von nahtlosen Rohren

    aus warmfesten Stählen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1547.1.20 Stoffwerte von Stählen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1557.1.21 Drehmoment in Abhängigkeit von Antriebsleistung und Drehzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1567.1.22 Wellendurchmesser in Abhängigkeit vom Drehmoment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1567.1.23 Abblasleistungen von Vollhub-Sicherheitsventilen und

    Normal-Sicherheitsventilen für Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1577.1.24 Abblaseleistungen von Vollhub-Sicherheitsventilen und

    Normal-Sicherheitsventilen für Sattdampf und Luft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1587.1.25 Strömungsgeschwindigkeit in Dampfleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1597.1.26 Bemessung von Kondensatleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

    10 Inhaltsverzeichnis

    03 inhalt:03 inhalt_01_03.qxd 3/14/2018 2:01 PM Page 10

  • 7.1.27 Auslegung von Sattdampfleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1627.1.28 Nachverdampfung bei der Entspannung von Kondensat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1637.1.29 Anhaltswerte für den Wärmedurchgangskoeffizienten k bei Wärmeaustauschern . . . . . 1647.1.30 Mittlere Temperaturdifferenz für reinen Gleich- und Gegenstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1657.1.31 Richtwerte des Schalldruckpegels von Drehstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1667.1.32 A-Schall-Leistungspegel an Spiral- oder Ringgehäusepumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1667.1.33 Schall-Leistungspegel von Ventilatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

    7.2 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1677.2.1 Bildzeichen für Wärmekraftanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1677.2.2 Transportabmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1687.2.3 Mindestabstände von Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1707.2.4 Rohrbrücke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1717.2.5 U-Rohr-Wärmeaustauscher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1727.2.6 Hauptabmessungen sowie Heizflächen bei einem Rohrbündel-Wärmeübertrager . . . . . 1737.2.7 Bezeichnung von Wärmeaustauscher-Bauelementen nach TEMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1747.2.8 Druck-Temperatur-Zuordnungen für nichtaustenitische Stähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1757.2.9 Übersichtsdiagramm zur Bestimmung der Baugrößen von Radialventilatoren . . . . . . . . 1767.2.10 Kennfelder von Kreiselpumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1777.2.11 Liegende Behälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1787.2.12 Sättel für liegende Behälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1817.2.13 Apparat mit Profilfüßen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1827.2.14 Rohrfüße für stehende Apparate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

    7.3 Datenblätter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1847.3.1 Datenblatt für Kreiselpumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1847.3.2 Datenblatt für Sicherheitsventile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1857.3.3 Spezifikationsblatt für Stellgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1867.3.4 Datenblatt für Elektromotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1887.3.5 Datenblatt für Wärmeaustauscher – allgemeine Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1897.3.6 Datenblatt für Wärmeaustauscher – Prozessdaten und Stoffwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1907.3.7 Datenblatt für Wärmeaustauscher – Stutzen und Maßskizze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

    7.4 Vorschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1927.4.1 Geltungsbereich der gesetzlichen Regelwerke zur Luftreinhaltung bei

    Feuerungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1927.4.2 Übersicht für zulässige Emissionswerte gemäß TA Luft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1937.4.3 Emissionsgrenzwerte bei Großfeuerungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1947.4.4 Druckgeräterichtlinie: Einteilung der Fluide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1957.4.5 Behältereinstufung (Druckgeräte RL)

    Fluide der Gruppe 1: P(Dampf, TS ) > 0,5 bar(ü) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1957.4.6 Behältereinstufung (Druckgeräte RL)

    Fluide der Gruppe 2: P(Dampf, TS ) > 0,5 bar(ü) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1967.4.7 Behältereinstufung (Druckgeräte RL)

    Fluide der Gruppe 1, Flüssigkeiten: P(Dampf, TS ) < 0,5 bar(ü) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1967.4.8 Behältereinstufung (Druckgeräte RL)

    Fluide der Gruppe 2, Flüssigkeiten: P(Dampf, TS ) < 0,5 bar(ü) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1977.4.9 Beheizte überhitzungsgefährdete Druckgeräte (Druckgeräte RL)

    TS > 110 °C, Fluide: Dampf oder Heißwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1977.4.10 Rohrleitungseinstufung: Fluide der Gruppe 1: P(Dampf, TS ) > 0,5 bar(ü) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1987.4.11 Rohrleitungseinstufung: Fluide der Gruppe 2: P(Dampf, TS ) > 0,5 bar(ü) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1987.4.12 Rohrleitungseinstufung: Fluide der Gruppe 1: P(Dampf, TS ) < 0,5 bar(ü) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1997.4.13 Rohrleitungseinstufung: Fluide der Gruppe 2: P(Dampf, TS ) < 0,5 bar(ü) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1997.4.14 Konformitätsbewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2007.4.15 Inhalt der Konformitätsbewertungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

    7.5 Stoffwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2017.5.1 Wasserdampftafel: Sättigungszustand (Drucktafel) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2017.5.2 Enthalpiediagramm von Wasserdampf (h-p-Diagramm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2027.5.3 Übersichtsdiagramm: T-s-Diagramm von Wasserdampf mit

    Isobaren und Isochoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2037.5.4 Übersichtsdiagramm: h-s-Diagramm von Wasserdampf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

    Inhaltsverzeichnis 11

    03 inhalt:03 inhalt_01_03.qxd 3/14/2018 2:01 PM Page 11

  • 12 Inhaltsverzeichnisnhaltsverzeichnis

    7.5.5 Dichte von trockener Luft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2057.5.6 Spezielle Wärmekapazität von trockener Luft bei konstantem Druck . . . . . . . . . . . . . . . . 2057.5.7 Stoffwerte von Wasser bei Sättigungsdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2067.5.8 Stoffwerte von trockener Luft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2077.5.9 Spezielle Wärmekapazität von trockener Luft und Rauchgasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2087.5.10 h-x-Diagramm für feuchte Luft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2097.5.11 Stoffwertebereich von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

    7.6 Kalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2117.6.1 Montagezeiten für die häufigsten Stahlrohrleitungsteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2117.6.2 Spezifische Kosten von Wärmeaustauschern aus C-Stahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2127.6.3 Spezifische Kosten von Behältern aus C-Stahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2137.6.4 Kosten für Anlagenteile in Abhängigkeit von der Nennweite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2147.6.5 Richtwerte für spezielle Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2157.6.6 Heizwerte vonBrennstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2167.6.7 Überschlägige Brennstoffkosten-Ermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2177.6.8 Kostenschätzung für Rohrbündel-Wärmeaustauscher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

    Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

    Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

    03 inhalt:03 inhalt_01_03.qxd 3/14/2018 2:01 PM Page 12

  • 1 Planung von Anlagen

    Die Gründe zur Realisierung eines ProjektessindfürdieseAbhandlungunwesentlich. Istein-mal die Entscheidung zur Verwirklichung einerAnlage gefallen, muss das immer zu einemstrukturellen Planungsvorgang führen, da vonder Planung bis zum Bau und den Betrieb vieleEinzelheiten zu berücksichtigen sind (s. Tabelle1.1). Nur eine effiziente Planung kann erforder-liche praktische und betriebswirtschaftlich ko-stendeckende Maßnahmen miteinander koordi-

    nieren. Der Schlüssel zum Erfolg ist hierbei, dieBerührungsfelder unterschiedlichster Details zuerkennen und mit dem notwendigen tech-nischen und betriebswirtschaftlichen Know-how zu einem funktionierenden Ganzen zu-sammenzufügen. Auf dem Stand der Technikmüssen Gesetze, Vorschriften, Normen undRichtlinien eingehalten und umgesetzt werden.Von besonderer Bedeutung sind dabei sicher-heits- und umwelttechnische Interessen.

    Tabelle 1.1 Koordination der sich überschneidenden technischen und betriebswirtschaftlichen Maßnahmen

    Aufgrund bestimmter Anstöße wird der Entscheidungs-prozess ausgelöst

    Für die sinnvoll erscheinenden Vorschläge werden Investitions-und Instandhaltungskosten sowie die möglichen Erlöse ermittelt

    Auf der Grundlage der ermittelten Daten werden Alternativen nachbestimmten Kriterien untersucht, berechnet und verglichen:

    I) Statische oder dynamische Wirtschaftlichkeitsrechnung ➝ geld-werte Betrachtung

    II) Bewertungsverfahren für Einflussfaktoren, die sich nicht in Geld-einheiten darstellen lassen ➝ Zielerreichungsbetrachtung

    z. B.: Vorgriff auf mögliche rechtliche oder technischeRegeländerungBerücksichtigung von ökologischen Entwicklungen

    III)Risikoanalyse der Investition zur Ermittlung der möglichenAuswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit ➝ Risikobetrachtung

    Auswahl einer Alternative unter Berücksichtigung der vorher-gehenden Ergebnisse

    Abwicklung von Planung, Bau und Inbetriebnahme

    Die nachfolgende Kontrolle vergleicht die IST-Daten mitden Plandaten.

    Investitionsanregung

    Suchen von Lösungs-möglichkeiten

    Darstellung der Alternativen

    Bewertung der Alternativen

    Wirtschaftlichkeits-berechnungen (I)

    Berücksichtigung nichtmessbarer Einflussfaktoren (II)

    Bewertung der möglichenVeränderungen der

    Entscheidungsgrundlagen (III)

    Investitionsentscheidung

    Investitionsdurchführung

    Investitionskontrolle

    04 kap_1:04 kap_1.qxd 3/10/2018 3:03 PM Page 13

  • 1.1 Grundkonzeption

    Vor dem Bau einer Anlage muss das Anlagen-konzept umfangreichen Analysen unterworfenwerden, um alle wichtigen Informationen überUrsachen, Auswirkungen und Einflüsse, d.h.alle Interaktionen sowohl technischer als auchwirtschaftlicher Art, gewinnen und einplanenzu können (z.B. die Effizienz der Energie-umwandlung oder -nutzung, Umwelteinwir-kungen usw.).

    Für Verfahren, bei denen prinzipiell in Bild 1.1dargestellte Einflussgrößen eine Rolle spielen,sind eine Vielzahl übergreifender Betrachtun-gen maßgebend.

    Es sind u.a. folgende Informationen zu ana-lysieren:

    welche Produkte sollen erzeugt werden, undwelche Nebenprodukte entstehen dabei?wieviel Energie, Roh- und Hilfsstoffe müssendazu eingesetzt werden?welche Umstände sind bei der Rohstoff-umsetzung einzuplanen?welche Abfallstoffe (Sorten und Mengen)sind zu erwarten?wieviel Abwärme entsteht, und kann siewieder genutzt werden?welche Emissionen können auftreten?wie groß ist der Bedienungsaufwand?welche Genehmigungsrichtlinien sind zuberücksichtigen?welche Zuverlässigkeit kann die Anlagegarantieren?wie ist die Störfallsicherheit zu bewerten?welche Restrisiken bleiben?welcher Wirkungsgrad ist real erreichbar?mit welcher Lebensdauer ist zu rechnen?

    wie ist der Stand der Technik?welche Akzeptanz hat die Anlage bei Behör-den und in der Bevölkerung?ist der Standort richtig gewählt?welche Anlagenverfügbarkeit eröffnet derMarkt?welche Anlagengrößen sind sinnvoll?wie hoch sind die Investitionskosten?wie hoch sind die Betriebskosten und wie istdie Kostenentwicklung für Personal undallen Roh- sowie Hilfsstoffen zu beurteilen?welche Produktmärkte sind vorhanden undmitwelcherMarktentwicklungistzurechnen?gibt es konkurrierende Produkte?wie ist die Entwicklung der Märkte für dieseProdukte zu beurteilen?gibt es konkurrierende Herstellungsver-fahren?welche Finanzierungsmöglichkeiten sind zuvergleichen?

    Aus dieser Liste erkennt man, dass für eine um-fassende Anlagenplanung weit mehr Analysendurchzuführen sind als über die Produkther-stellung.

    Entsprechend den aufgelisteten Informatio-nen ist es z.B. notwendig, folgende Arbeiten aus-zuführen:

    Aufstellen von Fließschemata,Erstellen von Maschinen- und Apparate-listen,Funktionsbeschreibungen,Erstellen von Mengen- und Energiebilanzenfür das Gesamtverfahren, für Bereiche sowiefür Komponenten,Ermittlung von Wirkungsgraden, Umwand-lungsgraden und Ausbeuten,Zusammenstellung der Anforderungen anMaschinen und Apparate,

    14 Planung von Anlagen

    Bild 1.1 Einflussgrößen eines Verfahrens

    Verfahren

    EnergieRohstoffeHilfsstoffeKapitalArbeit

    Produkt

    Abwärme

    Abfallstoffe

    Nebenprodukte

    Emissionen

    04 kap_1:04 kap_1.qxd 3/10/2018 3:03 PM Page 14

  • Dimensionierung von Maschinen und Appa-raten,Ermittlung von Bauteilbelastungen,Ermittlung besonderer Betriebsbedingun-gen,Beurteilung des Standes der Technik bei Ver-fahren und Komponenten,Analyse von Verfahrensvarianten und Ver-fahrensalternativen,Optimierung von Verfahren und Kompo-nenten,Lebensdauerbeurteilungen,

    Behandlung von Genehmigungsfragen,Untersuchung von Standortbedingungen,Beurteilung von Auswirkungen auf die Um-welt,Behandlung von Entsorgungsmöglichkeiten,Sicherheits- und Störfallanalysen,Kostenermittlungen, Marktanalysen, Pro-gnosen,Termingrobplanung (s. Abschnitt 5.1).

    Damit diese und andere umfangreiche Arbeitendurchgeführtwerdenkönnen,müssenfürdieim

    Grundkonzeption 15

    1. Stoffe

    2. Verfahren

    3. Stoff- und Energietransport

    4. Maschinen und Apparate

    5. Betrieb

    6. Kosten

    physikalische Eigenschaftenchemische EigenschaftenQualitätsmerkmaleGefährlichkeit(Sicherheitsdatenblatt)

    physikalische Verfahrenchemische VerfahrenVoraussetzungen, Zeiträume, VerweilzeitenAbhängigkeiten von Geschwindigkeit, Druck, Temperatur und KonzentrationHilfsstoffe, Katalysatoren, sonstige Hilfsmittel

    mechanische AntriebeAustauschvorgänge (Gefälle von Druck, Temperatur und Konzentration)Bilanzen (stationär, instationär)Ausbeuten (Gesamtausbeute, einzelne Komponenten, Energie, Umsetzung,Ursachen von Verlusten)

    PrinzipienSchaltungen (innere und innerhalb der Anlage)Konstruktionspezifische LeistungenDurchsatzmengen, BedarfswerteTemperaturen, Drücke, StoffeBaustoffe, Resistenzen, HerstellungsverfahrenDimensionierungen, Statik, Festigkeit, Lebensdauergegenseitige Abhängigkeiten und WirkungenSicherheits- und Umwelttechnik

    Einstellung, VariationRegelung und Steuerung, MesstechnikBedienung, Personal, OrganisationWartung, Prüfung, InstandhaltungReparaturSicherheiterforderliche Genehmigungen

    InvestitionskostenBetriebskostenEntwicklungskostenLebensdauer, AbschreibungsmodalitätenVerfügbarkeitErlöse, Gewinne, RenditenKostenentwicklungRisiken

    Tabelle 1.2 Notwendige Informationen im Rahmen von Verfahrensanalysen

    04 kap_1:04 kap_1.qxd 3/10/2018 3:03 PM Page 15

  • Verfahren eingesetzten Stoffe, Prozesse, Ma-schinen und Apparate genaue und vollständigeInformationen zusammengestellt werden. Glei-ches gilt für die Fragen des Stoff- und Energie-transportes, für Betriebsfragen sowie für Kosten.Tabelle 1.2 zeigt dazu eine Auflistung wesent-licher Fakten.

    Ein Beispiel dafür, welche Vielfalt von Ge-sichtspunkten schon bei der Planung oder Be-urteilung einer einzelnen Komponente berück-sichtigt werden müssen, sind Wärmeaustau-scher, die in allen Bereichen des Anlagenbauesin großen Stückzahlen zum Einsatz kommen.

    Thermodynamische Auslegung, Dimensio-nierung:α-Koeffizient, k-Koeffizient, logarithmischeTemperaturdifferenzen, Strömungsführung,Heizflächenbelastung, volumetrische Lei-stung, Druckverlust, Rohrwandtemperatur,Apparateabmessung, Fouling.Mechanische Auslegung und Werkstoffaus-wahl: Wandstärken, mechanische Spannun-

    gen im Normalbetrieb und in Störfällen,stationäre und instationäre thermische Span-nungen, Beulen, Kriechen, Bersten, Ermü-dung, Korrosion, Versprödung.Auslegung gegen Schäden durch Schwin-gungen, Erosion usw.,Verschmutzungseffekte, primär- und sekun-därseitig,Zugänglichkeit, Prüfbarkeit, Überwachung,Reparatur, Austauschbarkeit,Betriebskonzepte,Fertigungsverfahren,Baugrößen, Extrapolierbarkeit von Erfah-rungen,Erprobungsmöglichkeit,Stand der Technik,Schadensfälle undHerstellungskosten.

    In Bild 1.2 sind die möglichen Entwicklungs-phasen einer Anlage dargestellt.

    16 Planung von Anlagen

    Bild 1.2 Entwicklungsphasen für Anlagen

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  • 1.2 Sicherheits- und umwelt-technische Anforderungen

    Die Grundkonzeption von sicherheits- und um-welttechnischen Anforderungen zeigt Bild 1.3.

    1.2.1 Gesetze, Verordnungen, Normen,Vorschriften

    Gesetze, Verordnungen, Normen, Vorschriftenusw. sind Ordnungsmittel einer Gemeinschaft(Bild 1.4). Das Gesetzeswerk ist in jedem geord-neten Gemeinwesen der Maßstab, mit dem dieeinzelnen, sich widerstrebenden Interessen ob-jektiv gemessen und in eine Rangfolge gebrachtwerden können.

    1.2.2 Sicherheitstechnik

    Sicherheitsrelevante Überlegungen müssenwährend der Entwicklung bzw. Optimierungeines Verfahrens in allen Phasen mit einbezogenwerden. Der Umfang einer sicherheitstech-

    Sicherheits- und umwelttechnische Anforderungen 17

    Baurecht

    Gerätesicherungsgesetz

    Gew 0

    UVV (RVO)

    Einsatzstoffe

    Hilfsstoffe

    Energieträger

    Endprodukt

    z.B. TA LuftGasf. Abfälle

    z.B. TA LärmLärm

    flüssige AbfälleWHG

    Altölgesetz

    feste AbfälleAbfallentsorgungsgesetz

    BIMSCHG

    Bild 1.3 Grundkonzeption von sicherheits- und umwelttechnischen Anforderungen

    Rechtsgebiet Schutzziel

    Gerätesiche- Schutz der Beschäftigtenrungsgesetz und Dritter vor Brand,

    Explosion, Vergiftung,Verätzung

    Wasserrecht Schutz vor Verunreinigungenim Sinne des Besorgnis-prinzips bzw. des Prinzipsder höchstmöglichenSicherheit.

    Baurecht Standsicherheit, Festigkeitder Konstruktion, Bemes-sung, Ausbildung der Kon-struktionsteile im Hinblickauf die physikalischen undchemischen Betriebsbe-dingungen, Brandsicherheit.

    Umweltschutz- Schutz vor Verunreinigungenrecht von Wasser und Luft, vor

    unsachgemäßer Nutzungund Vernichtung: Natur-und Landschaftsschutz;Schutz vor Lärm undErschütterungen.

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  • 18 Planung von Anlagen

    Bild 1.4 Übersicht von Gesetzen und Verordnungen (Beispiele)

    04 kap_1:04 kap_1.qxd 3/10/2018 3:03 PM Page 18

  • Sicherheits- und umwelttechnische Anforderungen 19

    nischen Untersuchung hängt von der Stufe derProzessentwicklung und -durchführung ab. InBild 1.5 ist der Ablauf sicherheitstechnischerBeurteilungen dargestellt.

    1.2.3 Sicherheitseinrichtungen

    Bild 1.6 zeigt schematisch am Beispiel einesRührkessels die verschiedenen Behälterabsiche-rungen. Sie können folgenden Typen zugeord-net werden:

    Druckentlastung, auch Notentspannunggenannt. Berstscheiben und gewichts- oderfederbelastete Sicherheitsventile öffnen beieinem voreingestellten Druck. Wenn die imBehälter verbleibenden Stoffmengen so großsind, dass die Reaktion weiter durchgeht,muss eine zusätzliche Absicherung gemäß ei-nem der nachstehenden Typen vorgesehenwerden.

    Bodenentleerung ist als alleinige Absiche-rung in der Regel ungenügend.Ein Abstopper ist für Mehrzweckanlagen un-geeignet,wegenderVielzahlvonReaktionen.Notkühlung durch Kühlflächen im oder amReaktor.Wenn mit Verkrustung der Kühlflächen zurechnen ist, bietet die Notkühlung als alleini-ge Absicherung zu wenig Sicherheit.

    Druck-entlastung

    Boden-entleerung

    Einspeisung,Abstopper

    Not-kühlung

    Bild 1.6 Absicherungsformen für Reaktionsbehälter

    Bild 1.5 Ablauf sicherheitstechnischer Beurteilungen – Fragestellungen und Methoden

    04 kap_1:04 kap_1.qxd 3/10/2018 3:03 PM Page 19

  • Eine Variante der Notkühlung ist das Flutenmit einer geeigneten Flüssigkeit. Dadurchentstehen in großen Mengen verunreinigteFlüssigkeiten, die entsorgt werden müssen.Mit Hilfe der Mess- und Regelungstechnikkann man ebenfalls Absicherungen konzi-pieren. Dabei werden Prozessgrößen (z.B. dieTemperatur im Behälter) gemessen und beiÜberschreitung von Grenzwerten entspre-chende Aktionen (z.B. Öffnen eines gesteuer-ten Sicherheitsventils oder Abpumpen desBehälterinhalts) ausgelöst.Die Zuverlässigkeit derartiger Absicherun-gen mit Hilfe der Mess- und Regelungstech-nik ist begrenzt (s. AD – A6).

    Nur in einfachen Fällen genügt eine Absiche-rung nach einem einzigen der oben genanntenTypen. Im Normalfall ist eine Kombinationerforderlich. Die Druckentlastung wirktgrundsätzlich als Kombination von Druckent-lastung und Entleerung, weil dabei auch eineReduktion der Stoffmengen im Reaktor erfolgt.

    DruckentlastungsvorgangZu Beginn einer Druckentlastung öffnet sich dieDruckentlastungsarmatur. Das sog. kritischeDruckverhältnis für ideale Gase ist 0,5, d.h., beieinem Innendruck von 2 bar und einem Um-gebungsdruck von 1 bar wird die Schallge-schwindigkeit im Ausströmquerschnitt erreicht.

    Der Reaktordruck zu Beginn der Druckent-lastung ist in den meisten Fällen höher als 2 bar,so dass auch für ein nichtideales Gas mit Schall-geschwindigkeit in der Druckentlastungsarma-tur zu rechnen ist. Nach dem Öffnen der Druck-entlastungsarmatur sinkt der Druck im Reaktorab. Bei hoher Reaktortemperatur verdampft einTeil der Flüssigkeit, was jedoch durch den Sie-deverzug behindert wird. Nach Beendigung desSiedeverzugs desorbiert der Dampf aus derFlüssigkeit, wobei Tropfen mitgerissen werden.Durch den Flüssigkeitsanteil erhöht sich derStrömungswiderstand in der Druckentlastungs-armatur.

    Dies hat zur Folge, dass der Reaktordruck indieser Phase der Druckentlastung ansteigt.Danach sinkt er langsam und stetig. Bei einerDruckentlastunglaufensomitverschiedenether-mohydraulische und chemische Vorgänge ab.

    Im einzelnen sind dies:

    Strömung mit Schallgeschwindigkeit in derDruckentlastungseinrichtung,Desorbtion von Gasen und Dämpfen ausFlüssigkeiten,2-Phasen-Strömung in der Druckentla-stungseinrichtung,chemische Reaktionen mit ihrer Reaktions-kinetik.

    Diese Vorgänge können berechnet oder minde-stens qualitativ beurteilt werden.

    Für die Strömung von einem Dampf-Flüssig-keits-Gemisch mit Schallgeschwindigkeit unddie Desorbtion von Gasen und Dämpfen ausFlüssigkeiten finden sich Angaben in der Lite-ratur.

    Um eine Aussage über den Charakter der 2-Phasen-Strömung machen zu können, müssenexperimentelle Ergebnisse oder betriebliche Er-fahrungen über den Flüssigkeitsanteil verwen-det werden.

    Bei Mehrzweckanlagen legt man die maxi-malen Temperaturen und Drücke fest unddimensioniert die Druckentlastungseinrichtungunter Annahme der Schallgeschwindigkeit.

    1.2.4 Prozessleittechnik (PLT)sichert Anlagen

    In der Richtlinie VDI/VDE 2180 ist die Siche-rung von Anlagen der Verfahrenstechnik durchdie Prozessleittechnik (PLT) beschrieben, undes werden allgemeine Grundsätze vorgestellt,die für die Planung, Errichtung und den Betriebderartiger Einrichtungen hilfreich sind. Vor-zugsweise werden verfahrenstechnische Ein-richtungen mit Nicht-PLT-Einrichtungen abge-sichert. PLT-Einrichtungen zur Anlagensiche-rung kommen dann zum Einsatz, wenn andereMaßnahmen nicht anwendbar, nicht ausrei-chend oder bei vergleichbarer Risikoreduzie-rung nicht wirtschaftlich sind. Die Anwendungmöglichst einfacher, überschaubarer und un-mittelbar wirkender Maßnahmen führt in derRegel zu sicheren und gleichzeitig wirtschaft-lichen Lösungen. Komponenten von Einrich-tungen der Prozessleittechnik zur Anlagen-sicherung sind:

    20 Planung von Anlagen

    04 kap_1:04 kap_1.qxd 3/10/2018 3:03 PM Page 20

  • Sicherheits- und umwelttechnische Anforderungen 21

    Anregeteil, z.B. bestehend aus Messgrößen-aufnehmer, Messumformer, Grenzsignal-geber und ggf. Signalvergleicher für redun-dante analoge Signale,Einrichtungen zur Signalverarbeitung,Auslöseeinrichtungen und Melder.

    Die für die Anlagensicherung bedeutende Pro-zessgröße, die «Prozesssicherungsgröße», wirdvon einem Messgrößenaufnehmer erfasst undhäufig über einen Messumformer in ein analo-ges oder ein digitales Signal umgeformt. IhrWert wird in einem Grenzsignalgeber mit einemvorgegebenen Grenzwert oder in einem Signal-vergleicher mit einemanderen Signalverglichen(Bild 1.7). Das Ausgangssignal des Grenzsignal-gebers ist ein Grenzsignal, das vom Signalver-gleicher ist ein Plausibilitätssignal. Beide Signa-le haben binäre Signalzustände.

    Überschreitet der Wert der Prozesssiche-rungsgröße einen Grenzwert im zulässigenFehlbereich, so wird aus dem Gutsignal desGrenzsignalgebers ein Fehlsignal.

    1.2.4.1 Klassifizierung vonPLT-Einrichtungen

    Die Sicherung von Anlagen der Verfahrens-technik mit Mitteln der Prozessleittechnik setzteine eindeutige Unterscheidung zwischensicherheitsrelevanten und betrieblichen Anfor-derungen voraus. Daher werden die Einrich-tungen der Prozessleittechnik klassifiziert in(Bild 1.8):

    PLT-Betriebseinrichtungen,PLT-Überwachungseinrichtungen,PLT-Schutzeinrichtungen,PLT-Schadensbegrenzungseinrichtungen.

    Die Klassifizierung hat zum Ziel, PLT-Einrich-tungen aufgabengerecht und mit wirtschaftlichangemessenem Aufwand auszulegen. Sie er-möglicht klare Abgrenzungen, sowohl bei derPlanung, Errichtung und Betrieb als auch beispäteren Änderungen von PLT-Einrichtungen.Über den Einsatz von PLT-Einrichtungen zurAnlagensicherung, über ihre Aufgabenstellung

    Bild 1.7 Grundsätzliche Wirkungsweise von PLT-Einrichtungen zur Anlagensicherung

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  • und ihre Ausführung wird in der Sicherheits-betrachtung entschieden.

    1.2.4.2 Klassifizierungsbeispiele

    Die in Bild 1.7 aufgeführten Beispiele geben Hin-weise, wie PLT-Einrichtungen in typischen ver-fahrenstechnischen Einrichtungen entspre-chend der Aufgabenstellung klassifiziert wer-den können. Aus der zur Erläuterung beispiel-haft gewählten prozessleittechnischen Ausstat-tung kann keine Verbindlichkeit oder Empfeh-lung für vergleichbare Anwendungsfälle abge-leitet werden. Vielmehr ist für den konkretenAnwendungsfall eine jeweils darauf zuge-schnittene Lösung zu erarbeiten. Die zeichne-

    rischen Darstellungen der verfahrenstech-nischen Anlagen enthalten nur die zum Ver-ständnis der Aufgabenstellung notwendigenAnlagenteile und PLT-Einrichtungen. Nichtdargestellt sind PLT-Einrichtungen zur Ver-meidung von Produktschäden und Sachschä-den, die in unternehmerischem Eigeninteressebetrachtet werden und bei denen Personen- undUmweltschäden ausgeschlossen werden kön-nen.

    Die Kennbuchstaben für die PLT-Funktionensind in Anlehnung an DIN 19227 gewählt, wo-bei die Folgebuchstaben S für PLT-Überwa-chungseinrichtungen und Z für PLT-Schutzein-richtungen nach durchgeführter Klassifizierungzu ergänzen sind.

    22 Planung von Anlagen

    Bild 1.8 Schematische Darstellung der Wirkungsweise von PLT-Schutz- undPLT-Überwachungseinrichtungen

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  • Sicherheits- und umwelttechnische Anforderungen 23

    1.2.4.3 Anwendungsbeispiel Absicherungvon Rührkesseln

    VerfahrensbeschreibungDer Rührkessel (Bild 1.9) wird mit Einsatzstoffgefüllt.DanachleitetmanunterZugabevonLuftdie Reaktion ein. Der Sauerstoff wird vollstän-dig umgesetzt. Als Inertgas fällt Stickstoff mitKohlenwasserstoffanteilen an, das man einemAbgasnetz zuführt. Dieses Netz muss weit-gehend sauerstofffrei sein.

    MessgrößenArbeitstemperatur T, Arbeitsdruck P1, Rege-lung der Prozesszusammensetzung im Rühr-kessel QC1, Drehzahl des Rührers S, Kühl- bzw.Heizmitteldurchfluss F, Sauerstoffkonzentrati-on im Abgas Q2, Regelung Abgasdruck PC2.

    Exotherme Reaktionen können im Störfalleinen exponentiellen Temperatur- und Druck-anstieg aufweisen. Für dieses Durchgehen einerReaktion gibt es verschiedene Ursachen, z.B.falsches Mischungsverhältnis oder Verunreini-gung der Rohstoffe bzw. Verkrustung von Kühl-flächen. Das eventuelle Durchgehen einer Reak-tion erfordert technische Maßnahmen bei derPlanung. Hierzu gehört die redundante Aus-führung von Komponenten. Redundanz heißt,dass mehr Komponenten vorhanden sind als fürdie Erfüllung der vorgesehenen Aufgabe erfor-derlich ist.

    Kühlwasserpumpen können z.B. 2fach, paral-lel geschaltet installiert werden, wobei jeweilsnur 1 Pumpe betrieben wird und die 2. erst beimstörungsbedingten Ausfall der 1. startet. DieZuverlässigkeit erhöht sich dadurch wesentlich.

    Für die Betriebsführung von durchgehendenReaktionen werden entsprechende Betriebsvor-schriften aufgestellt. Die dadurch erreichteBetriebssicherheit ist von der Zuverlässigkeitdes Bedienungspersonals abhängig.

    Derartige Maßnahmen bei Planung und Be-trieb sind in der Regel nicht ausreichend. Zu-sätzlich ist eine Absicherung erforderlich, umSchäden am Reaktionsbehälter selbst und an derUmgebung zu verhindern.

    1.2.5 Emissionen und Emissions-minderung

    Wenn die bei der Druckentlastung freigesetztenStoffe toxisch oder aus anderen Gründen um-weltbelastend sind, ist zu prüfen, ob sie unbe-handelt an die Umwelt abgegeben werden dür-fen (s. Immissionsschutz-Gesetz).

    Es gibt verschiedene technische Verfahren zurBehandlungvonumweltbelastendenStoffen,diebei einer Druckentlastung entweichen. Flüssig-keitsabscheider sind geeignet, wenn die bei derDruckentlastung mitgerissene Flüssigkeit um-weltbelastend ist, die freigesetzten Gase jedochunschädlich sind. Zyklone oder Tropfenab-scheider sind besser geeignet als leere Behälter.

    Eine Dampfkondensation ist empfehlens-wert, falls die bei einer Druckentlastung frei-gesetzten Dämpfe umweltbelastend sind. Meistwird eine Dampfkondensation in einem liegen-den Behälter durchgeführt, wobei Wasser odereine organische Flüssigkeit als Vorlage dient.Wärmeaustauscherkondensatoren, z.B. Rohr-bündelapparate mit Wasser als Kühlmedium,benötigen eine Pumpe, die permanent laufenoder bei Bedarf rasch und sicher starten müsste.Deshalb sind Rohrbündelapparate weniger ge-eignet. Als Dampfkondensator ist noch dieKältespeicherung zu erwähnen. Hier dient einSalz mit geeignetem Schmelzpunkt oder ein ge-frorenerStoff (Eis)zurKondensationvonDampfaus der Druckentlastung.

    Wäscher sind geeignet, wenn eine Wasch-flüssigkeit zur Reinigung der freigesetzten Gaseund Dämpfe bekannt ist. In einem Wäscherkönnen mehrere Verfahrensschritte gleichzeitigdurchgeführt werden:

    Abscheidung der Flüssigkeit,Kondensation des Dampfes,Absorption und Kühlung des Gases.

    Bei einer vollständigen Rezeption werden allebei der Druckentlastung freigesetzten Stoffe ineinem geschlossenen Behälter aufgefangen.Auch Taschen aus flexiblem Material, die sichbei der Druckentlastung aufblähen, kommenzum Einsatz. Da aber die benötigten Auf-fangvolumina groß sind, ist eine vollständigeRezeption nur schwer realisierbar.

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  • 24 Planung von Anlagen

    PLT

    -Bet

    rieb

    sein

    richt

    ung

    PLT

    -Üb

    erw

    achu

    ngs-

    einr

    icht

    ung

    PLT

    -Sch

    utze

    inric

    htun

    g

    PLT

    -Sch

    aden

    s-b

    egre

    nzun

    gsei

    nric

    htun

    g

    Zeichnerische Darstellung inAnlehnung an DIN 19 227 Anwendungsbeispiel

    Endotherme Reaktion

    Bei Ausfall der Heizung oder desRührers ist keine Gefahrunkontrollierter Reaktion gegeben.Durch unvollständigen Umsatzder Reaktionsluft kann dieSauerstoffkonzentration imAbgas ansteigen.

    P1TQC1PC2

    S–F–

    Q2+F–

    Exotherme Reaktion

    Bei Ausfall der Kühlung oder desRührers kann die Reaktions-geschwindigkeit so starkansteigen, dass der Druck überPC2 nicht abgeführt wird. Um einAnsprechen der Berstscheibe undeinen damit verbundenen Verlustgroßer Produktmengen zuvermeiden, wird bei unzulässigemDruckanstieg die Gasphase ineiner Notkondensation verflüssigt.

    QC1PC2

    S–F–

    Q2+

    P1+T+

    Stickstoff Abgasnetz

    Einsatzstoff

    H

    T+

    F–

    QC1

    Luft

    S–

    erzeugtes Produkt

    Kühl- oderHeizmittel

    Q2+

    P1+

    Notkon-densation

    ~M

    PC2

    P1

    Abschaltung

    Stickstoff Abgasnetz

    Einsatzstoff

    H

    H

    T+

    F–

    QC1

    Luft

    S–

    erzeugtes Produkt

    Kühl- oderHeizmittel

    Q2+

    ~M

    PC2

    Abschaltung

    H

    Bild 1.9 PLT-Schutz- und PLT-Überwachungseinrichtungen am Beispiel eines Rührkessels nach VDI/VDE 2180

    04 kap_1:04 kap_1.qxd 3/10/2018 3:04 PM Page 24

  • Sicherheits- und umwelttechnische Anforderungen 25

    Folgende Verfahren kommen nur in speziel-len Fällen zur Anwendung:

    AbfackelnBei einer Verbrennung entstehen oft starkumweltbelastende Stoffe,z.B. aus chlorierten Kohlenwasserstoffen.Deshalb ist das Abfackeln für Mehrzweck-anlagen ungeeignet.Katalytische AbgasreinigungSie arbeitet nur bei einer bestimmten Tempe-ratur und einer bestimmten Gasgeschwin-digkeit optimal. Da solche konstanten Bedin-gungen bei der Druckentlastung naturgemäßnicht gegeben sind, kommt die katalytischeAbgasreinigung bei Druckentlastungenkaum zur Anwendung.Aktivkohle-AdsorbtionBei diesem Verfahren können sich infolge derhohen Gastemperatur beim Durchgehen vonReaktionen Brände einstellen.

    Je nach Anforderung lassen sich verschiedeneVerfahren auch kombinieren. Nach einer Druck-entlastungsarmatur kann z.B. ein Wäscher in-stalliert werden, der durch Kondensation derDämpfe und Kühlung der Gase das freigesetzteStoffvolumen reduziert. Wenn die verbleiben-den Stoffe nicht an die Umwelt abgegeben wer-den dürfen, ist das Nachschalten einer vollstän-digen Rezeption möglich. Durch das reduzierteGasvolumenkommtmandannmiteinemrelativkleinen Behältervolumen aus.

    1.2.6 Abfall oder Reststoff?

    Für den Umgang mit Abfällen ist eine Unter-scheidungzwischenAbfallundReststoffwichtig:

    AbfällesindbeweglicheDinge,derensichderBesitzer entledigt, unabhängig davon, ob sieverwertet werden.Reststoffe sind bewegliche Sachen, die bei derHerstellung, Be- oder Verarbeitung bzw. imRahmen sonstiger wirtschaftlicher Unterneh-men unbeabsichtigt anfallen und vom Besit-zer verwertet oder Dritten zur Verwertungüberlassen werden können.

    In Bild 1.10 ist der Abfall- oder Reststoffkreislaufeines abfallerzeugenden Betriebs grafisch dar-gestellt. Neben den gewünschten Produkten er-zeugt der Betrieb Emissionen (E) in Form vonAbluft und flüssigem und festem Abfall (W).Die Reststoffe werden einer internen oder exter-nen Verwertung bzw. Aufarbeitung zugeführt,wobei Wertstofftraktionen zurückgeführt wer-den (Closed-loop-Verwertung).

    Der Betrieb entledigt sich der Abfälle, indemer sie einer der folgenden 5 Betriebsarten zu-führt:

    stoffliche undenergetische Abfallverwertung,Abfallbehandlung,Abfallverbrennung oder/undAbfalldeponierung.

    1.2.7 Umgang mit wassergefährdendenStoffen

    Der Begriff «wassergefährdender Stoff» und dieErmächtigung zu einer näheren, abgestuftenBestimmung entsprechend der Gefährlichkeitder Stoffe, ist in § 19g, Abs. 5 WHG festgelegt. Erumfasst im Gegensatz zu den «gefährlichenStoffen» (§ 7a WHG) grundsätzlich alle Stoffe:«Wassergefährdende Stoffe im Sinne der §§ 19gbis 19l sind feste, flüssige und gasförmige Stoffe,... die geeignet sind, nachhaltig die physika-lische, chemische oder biologische Beschaffen-heit des Wassers nachteilig zu verändern.»

    In diesem Zusammenhang werden Anforde-rungen gestellt, die sich zum Schutz des Grund-wassers (§ 34 Abs. 2) ableiten lassen (Bild 1.11).Mit den vorgesehenen Regelungen zu § 19g bisl WHG liegt eine geschlossene Konzeption vor,um unbeabsichtigte Boden- und Grundwasser-kontaminationen bei dem Umgang mit Stoffenvorsorglich auszuschließen. Die Art und Schärfeder technischen Anforderungen an die Sicher-heitssysteme richtet sich nach

    der stoffspezifischen Gefährdung (Wasser-gefährdungsklasse, WGK), s. Tabelle 1.3,der Stoffmenge, s. Tabelle 1.4,der Art der Anlage,der Standortempfindlichkeit, s. Bild 1.11.

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  • 26 Planung von Anlagen

    Bild 1.10 Abfall- und Reststoffkreislauf eines Betriebs

    Abfall-deponierung

    Abfall-verbrennung

    Abfall-behandlung

    Rohstoff

    Hilfsstoff Produkt

    E

    W W

    Wertstoff Wertstoff

    interneVerwertungAufbereitung

    Wer

    tsto

    ff

    eingesparter

    Rohstoff E E

    E

    E

    W

    W

    W

    E

    W

    W

    E

    Reststoff

    Wertstoff

    Ent

    led

    igun

    g

    Abfall-verwertung(energetisch)

    Abfall-verwertung(stofflich)

    Abfall

    externeVerwertungAufbereitung

    E = EmissionW = flüssiger und fester Abfall

    Abfall

    Stoffbezeichnung

    Benzol

    Schmieröle, emulgierbar

    Dieselkraftstoff

    Formaldehyd

    Methanol

    Ottokraftstoffe

    Farben und Lacke

    Verdünnung

    Klebstoffe

    Motor- und Getriebeölea) unbekannter Herkunftb) bekannter Herkunft

    WGK

    3

    3

    2

    2

    1

    2

    1, 2, 3

    1, 2, 3

    1, 2, 3

    32

    Tabelle 1.3 Einteilung wassergefährdender Stoffein Wassergefährdungsklassen

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  • Sicherheits- und umwelttechnische Anforderungen 27

    Tabelle 1.4 Anforderungen an Anlagen zum Lagern, Herstellen, Behandeln und Verwendenwassergefährdender flüssiger Stoffe

    Volumen in m3 WGK 1 WGK 2 WGK 3

    ≤ 0,1 F0+R0+I0 A F0+R0+I0 A F0+R0+I0 A

    > 0,1 F0+R0+I0 A F1+R1+I0/ A F1+R1+I1/ B≤ 1 F1+R0+I1/ F2+R2+I0/

    F0+R2+I0 F0+R3+I0

    > 1 F1+R1+I0/ A F1+R1+I1*)/ B F1+R1+I1+I2/ C≤ 10 F1+R0+I1/ F2+R2+I0/ F2+R2+I1/

    F0+R3+I0 F0+R3+I0 F0+R3+I0

    > 10 F1+R1+I1/ A F1+R1+I1+I2/ C F2+R2+I1+I2/ D≤ 100 F1+R2+I0/ F2+R2+I1**/ F1+R3+I1+I2

    F0+R3+I0 F0+R3+I0

    > 100 F1+R1+I1+I2/ B/C F2+R2+I1+I2/ D F2+R2+I1+I2/ DF2+R2+I1/ F1+R3+I1+I2 F1+R3+I1+I2F0+R3+I0

    *) Bei GFK-Behältern bis 2 m3 Rauminhalt zur Lagerung von Heizöl und Dieselkraftstoffentfällt R1, wenn die Behälter auf einem flüssigkeitsdichten Boden aufgestellt sind undam Aufstellungsort im Umkreis von 5 m keine Abläufe vorhanden sind.

    **) An Heizölverbraucheranlagen werden keine über die betrieblichen Anforderungenhinausgehenden Anforderungen an die Infrastruktur gestellt.

    Erläuterungen: + zusätzlich/ wahlweise

    Bezeichnungen

    Anforderungen an die Befestigung und Abdichtungvon Bodenflächen.F0 = keine Anforderung an Befestigung und Abdich-

    tung der Fläche über die betrieblichen Anforde-rungen hinaus.

    F1 = stoffundurchlässige Fäche.F2 = wie F1, aber mit Nachweis der Beständigkeit.

    Anforderungen an das Rückhaltevermögen für aus-tretende wassergefährdende Flüssigkeiten.R0 = kein Rückhaltevermögen über die betrieblichen

    Anforderungen hinaus.R1 = Rückhaltevermögen für das Volumen wasser-

    gefährdender Flüssigkeiten, das bis zumWirksamwerden geeigneter Sicherheitsvorkeh-rungen auslaufen kann (z.B. Absperren des un-dichten Anlagenteils oder Abdichten des Lecks).

    R2 = Rückhaltevermögen für das Volumen wasser-gefährdender Flüssigkeiten, das bei Betriebs-störungen freigesetzt werden kann, ohne dassGegenmaßnahmen berücksichtigt werden.

    R3 = Rückhaltevermögen ersetzt durch Doppelwan-digkeit mit Leckanzeigegerät.

    Soweit das Volumen wassergefährdender Flüssigkei-ten, das bis zum Wirksamwerden geigneter Sicher-heitsvorkehrungen auslaufen kann, nicht ermittelbarist, kann das erforderliche Rückhaltevermögen R1 er-

    satzweise nach folgendem Ansatz berechnet werden:R1 = VB × T/TL

    Dabei istR1 Rückhaltevolumen in Kubikmetern.VB Behältervolumen in Kubikmetern.T Zeit in Stunden bis zum Wirksamwerden vor-

    handener geigneter Sicherheitseinrichtungen.TL Zeit, die für das völlige Leerlaufen des Behälters

    erforderlich ist in Stunden, bei Behältern mit ei-nem Rauminhalt von weniger als 480 Kubikme-tern ist TL = VB/20 anzusetzen.

    Anforderungen an infrastrukturellen Maßnahmenorganisatorischer oder technischer Art.I0 = keine Anforderungen an die Infrastruktur über

    die betrieblichen Anforderungen hinaus. Soweitsich aus den betrieblichen Anforderungen nichtsanderes ergibt, ist eine Betriebsanweisung nach§ 3 Nr. 6 der Verordnung nicht erforderlich.

    I1 = Überwachung durch selbsttätige Störmeldeein-richtungen in Verbindung mit ständig besetzterBetriebsstätte (z.B. Messwerte) oder Überwa-chung mittels regelmäßiger Kontrollgänge; Auf-zeichnung der Abweichungen vom bestim-mungsgemäßen Betrieb und Veranlassung not-wendiger Maßnahmen.

    I2 = Alarm- und Maßnahmeplan, der wirksameMaßnahmen und Vorkehrungen zur Vermei-dung von Gewässerschäden beschreibt und mitden in die Maßnahmen einbezogenen Stellen ab-gestimmt ist.

    04 kap_1:04 kap_1.qxd 3/10/2018 3:04 PM Page 27

  • 28 Planung von Anlagen

    Bild 1.11 Ablaufschema

    04 kap_1:04 kap_1.qxd 3/10/2018 3:04 PM Page 28

  • Sicherheits- und umwelttechnische Anforderungen 29

    1.2.8 Explosionsgefahr und brennbareFlüssigkeiten

    Explosionsgefährdete Bereiche sind Bereiche, indenen aufgrund der örtlichen und betrieblichenVerhältnisse eine gefährliche explosionsfähigeAtmosphäredurchDampf-/Luft-Gemischeauf-treten kann. Die Bereiche werden nach derWahrscheinlichkeit des Vorkommens gefähr-licher explosionsfähiger Atmosphären in dieZonen 0, 1 und 2 eingeteilt. Die explosionsge-fährdeten Bereiche können dauernd oder zeit-weise vorhanden sein. Die Einteilung in dieZonen dient als Grundlage für die Beurteilungdes Umfangs von Schutzmaßnahmen.

    Zone 0 umfasst Bereiche, in denen eine ge-fährliche explosionsfähige Atmosphäre stän-dig oder längere Zeit vorhanden ist,Zone 1 umfasst Bereiche, in denen damit zurechnen ist, dass eine gefährliche explosions-fähige Atmosphäre gelegentlich auftritt,Zone 2 umfasst Bereiche, in denen damit zurechnen ist, dass eine gefährliche explosions-fähige Atmosphäre nur selten und dann auchnur kurzzeitig auftritt.

    Die Verordnung über brennbare Flüssigkeiten(VbF) teilt diese Flüssigkeiten in Gefahrenklas-sen ein (Tabelle 1.5).

    Bei der Lagerung von brennbaren Flüssigkei-ten müssen die technischen Regeln (TRbF) be-achtet werden (s. Tabelle 1.6).

    Das TRbF-Regelwerk behält hinsichtlich derbetrieblichenAnforderungensolangeseineGül-tigkeit, bis es durch neue technische Regeln, dieder Anschluss für Betriebssicherheit nach § 24der BetrSichV ermitteln soll, abgelöst wird.

    1.2.9 Umweltverträglichkeitsprüfung(UVP)

    Gegenstand der Umweltverträglichkeitsprü-fung ist die Ermittlung, Beschreibung und – er-forderlichenfalls – Beurteilung der Auswirkun-gen eines Bauvorhabens auf die einzelnen Um-weltmedien einschließlich ihrer Wechselwir-kungen. Hierbei sind nach § 6 UVPG besondersdie möglichen erheblichen Beeinträchtigungender Umwelt sowie sämtliche Maßnahmen zurVermeidung, Verminderung oder zum Aus-gleich bzw. zum Ersatz der erheblichen Um-weltbeeinträchtigungen zu berücksichtigen.

    1. Gefahrenklasse A

    1. Gefahrklasse A I

    1. Gefahrklasse A II

    1. Gefahrklasse A III

    2. Gefahrklasse B

    Flüssigkeiten, die einen Flammpunkt nicht über 100 °C haben und hinsichtlich der Wasserlöslich-keit nicht die Eigenschaften der Gefahrklasse B aufweisen.

    Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt unter 21 °C.

    Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt von 21 °C bis 55 °C

    Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt von 55 °C bis 100 °C.

    Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt unter 21 °C, wasserlöslich.Brennbare Flüssigkeiten der Gefahrklasse A III, die auf ihren Flammpunkt oder darüber erwärmtsind, stehen den brennbaren Flüssigkeiten der Gefahrenklasse A I gleich.

    Tabelle 1.5 Einteilung brennbarer Flüssigkeiten in Gefahrenklassen, gem. VbF

    Lagerort

    Lagerräume über und unter der Erdgleiche

    Läger für oberirdische Behälter im Freien

    Behälterart

    zerbrechliche Gefäße,sonstige Gefäße

    zerbrechliche Gefäße,sonstige Gefäße

    Lagermenge in LiternA I A II oder B

    060 – 0 200 0 200 – 1 000450 – 1 000 3 000 – 5 000

    – 0 025 – 0 100450 – 1 000 3 000 – 5 000

    Tabelle 1.6 Anzeigebedürftige Lagerung von brennbaren Flüssigkeiten

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  • 30 Planung von Anlagen

    AnwendungsbereichGenehmigungspflichtig nach BlmSchG sindalle in Nr. 4.1 des Anhangs zur 4. BlmSchV ge-nannten Chemieanlagen. Nach § 1 der geän-derten 9. BlmSchV sind alle Anlagen, die unterNr. 1 der Anlage zur UVPG aufgeführt sind, ei-ner Umweltverträglichkeitsprüfung zu unter-ziehen. Für den Bereich der Chemieanlagen gilthier der Begriff

    «Anlagen zur fabrikmäßigen Herstellungvon Stoffen durch chemische Umwandlung,die mindestens mit einer weiteren derartigenAnlage in einem verfahrenstechnischen Ver-bund stehen».

    Diese Formulierung resultiert aus dem ent-sprechenden Begriff der EG-Richtlinie(85/337/EWG).

    Beispielhafter UntersuchungsrahmenGenerell sind als UVP-relevante Unterlagennach § 4e der 9. BlmSchV vorzulegen:

    Beschreibung der UmweltBeschreibung der erheblichen Auswirkun-genGeprüfte technische VerfahrensalternativenHinweise auf Schwierigkeiten bei der Zu-sammenstellung der Unterlagen

    1.2.9.1 Umweltdokumentation

    Da die meisten Betriebe auf dem Betriebsgelän-de mehrere bis zahlreiche Anlagen haben, wirdi.d.R.vor demAnlagenbauderZustandderUm-welt untersucht, erfasst und beschrieben. Die er-haltenen Daten können zu einem erheblichenAnteil über viele Jahre hinweg für Neuanträgeund ggf. für Änderungsanträge als Grundlagedienen. Über relativ kurze Zeiträume veränder-liche Daten, wie z.B. Luftbelastungswerte,misst man in der Regel ohnehin ständig, so dassfür diesen Bereich jederzeit aktuelle Daten vor-liegen, die jeweils in die bestehende «Umwelt-dokumentation» eingefügt werden können.

    Der erforderliche Untersuchungsaufwand fürdie einzelnen Umweltmedien sollte vom poten-tiellen Ausmaß der Beeinträchtigung durch diegeplante Anlage abhängig sein. Insofern machtes keinen Sinn, wenn Biotopkartierungen imUmfeld des Betriebsgeländes durchgeführt wer-

    den müssen, wenn zusätzliche Belastungen fürFlora und Fauna durch eine Anlage kaum fest-stellbar sind.

    Allgemeines

    Lage und Besonderheiten des Anlagenstand-ortesallgemeine vergangene und zukünftige Ten-denzen im Hinblick auf die betriebliche Ent-wicklung, Art der Produktionsbereiche desBetriebs, Stellung der geplanten Anlage imRahmen des Gesamtbetriebs

    Bewertung der Umweltsituation –Ist-ZustandBoden

    Bodenart bzw. Art des Untergrundes undMächtigkeit der SchichtenUntergrundaufbau als Profil oder Schicht-verzeichnisBodeneigenschaften (im Hinblick auf Emp-findlichkeit und Durchlässigkeit gegenüberSchadstoffen)Vorbelastung des Bodens

    Hydrologische und hydrogeologische VerhältnisseDie nachfolgend aufgelisteten Grunddaten sindin der Regel verfügbar:

    jährliche mittlere NiederschlagsmengeGrundwasserneubildungsratehöchster Grundwasserstand/geringster Flu-rabstandUntergrunddurchlässigkeit/Schichtaufbaudes UntergrundesMächtigkeit von DeckschichtenGrundwasserfließverhältnisse (Fließrich-tung, Fließgeschwindigkeit)Grundwasserqualität am geplanten Standortwie auch im Grundwasseran- und -abstromGrundwassernutzung im Abstrombereich(Entfernung, Richtung, Entnahmemenge)

    Oberflächengewässer (Einleitgewässer für Abwasseraus der Anlage; andere Gewässer am Standort undin der Standortumgebung)

    Lage, Größe, DurchflussmengeWasserqualität/Gewässergüteklasse

    04 kap_1:04 kap_1.qxd 3/10/2018 3:04 PM Page 30

    TitelCopyright / ImpressumVorwortInhaltsverzeichnis1 Planung von Anlagen1.1 Grundkonzeption1.2 Sicherheits- und umwelttechnische Anforderungen