Extended Equipment-Modelling für die rechnergestützte Aufstellungsplanung von Chemieanlagen

Abstract

Die CAE-Systeme, die in der chemischen Industrie bei der Planung verfahrenstechnischer Anlagen eingesetzt werden, sind auf den Bedarf des Detail Engineering ausgerichtet. Diese Softwaresysteme bilden die reale Anlage immer genauer ab, werden dadurch aber komplexer in ihrer Anwendung und erfordern aufwändige Vorbereitungen, bevor ein Projekt bearbeitet werden kann. Diese Systeme sind daher für die Aufstellungsplanung im Rahmen des Extended Basic Engineering nicht geeignet.Für Abschätzungen und vergleichende Studien müssen andere Systeme bereitgestellt werden. Da nur bei rund einem Zehntel der erstellten Aufstellungskonzepte später die Planung auch tatsächlich durchgeführt wird, ist es besonders wichtig, durch neue Methoden die anfallenden Kosten für die konzeptionelle Layoutplanung gering zu halten. Im Rahmen dieser Arbeit sind neue Methoden des Extended Equipment-Modelling für die rechnergestützte Aufstellungsplanung entwickelt und in der Software CAPD (Computer Aided Plant Design) zur Überprüfung der Anwendbarkeit realisiert worden. Die Ergebnisse aus Beispielprojekten zeigen, dass die Equipment-Modelle den Platzbedarf der Ausrüstungen inklusive Eigenverrohrung und Zugangsräumen sehr gut abschätzen. Die Ausrüstungspositionierung und die Rohrleitungsplanung vereinfachen sich durch den Einsatz der Extended Equipment-Modelle.Zur Erzeugung des Anlagengerüsts ist ein neues Softwaremodul entwickelt und in CAPD integriert worden. Es bietet die Möglichkeit, Anlagengerüste sowohl automatisiert als auch manuell zu generieren. Das Softwaremodul stellt Funktionen zur Abbildung der Infrastruktur, bestehender Anlagenteile sowie anderer Bauwerke, die bei der Platzierung und Rohrleitungsplanung Berücksichtigung finden müssen, bereit.Die Einführung einer integrierten 3D-OpenGL Grafik beschleunigt den Planungsprozess durch die schnellere und realistischere Visualisierung der Ergebnisse. Die virtuelle Besichtigung der gesamten Anlage ist in jedem Planungsstadium in Echtzeit möglich.Der Einsatz der rechnergestützten Methoden in der Anlagenplanung leistet einen Beitrag zur Verbesserung der Planungsqualität, weil Fehler durch die Analysen erkannt sowie Optimierungspotenziale durch Variantenvergleich aufgezeigt werden können.Es ist jetzt möglich, ausgehend von der Apparate- und Stutzenliste sowie den verbindenden Rohrleitungen die Arbeitsschritte Platzbedarfsermittlung, Stahlbau- und Layoutentwurf, Rohrleitungsstudie, Analyse und Bewertung sowie 3D-Review innerhalb einer Software durchzuführen.