Phasen in der Planung und Konstruktion eines Stahlwerks

Phasen beim Entwurf und Bau eines Stahlwerks

  Ein Stahlwerk ist ein sehr kapitalintensives Projekt, dessen Bau und Inbetriebnahme sehr lange dauern. Ein weiteres Stahlwerk soll noch sehr viele Jahre nach der Inbetriebnahme in Betrieb sein und während dieser Zeit muss das Stahlwerk mit den Veränderungen des Betriebsumfelds fertig werden. Daher ist die richtige Entscheidungsfindung während der verschiedenen Phasen der Anlage bis zur Inbetriebnahme von größter Bedeutung. Jede Fehlentscheidung in der Umsetzungsphase kann dem Betriebspersonal viele Probleme bereiten, mit denen es über die gesamte Lebensdauer der Anlage leben muss. Hier werden verschiedene Phasen des Entwurfs eines Stahlwerks und die in diesen Phasen erforderlichen Entscheidungen beschrieben.

Auswahl des Produktmixes

Das Stahlwerk wird eingerichtet, um bestimmte primäre Stahlprodukte herzustellen, die von den Kunden benötigt werden. Bei der Herstellung von Primärstahlprodukten entstehen auch einige Sekundär- und Nebenprodukte, die verkauft werden sollen. Die Auswahl des Produktmix ist ein sehr wichtiger Entscheidungsfindungsprozess, da die Auswahl der Technologie und des Produktionsprozesses im Werk vom Produktmix abhängt. Zu den Kriterien für die Auswahl des Produktmixes gehören Marktuntersuchungen, zukünftige Bedarfsprognosen durch zuverlässige Agenturen sowie staatliche Richtlinien und Prognosen usw. Ein weiteres wichtiges Kriterium für die Auswahl des Produktmixes ist die Art des Marktes, den die Anlage nach der Inbetriebnahme bedienen soll. Der Markt kann (i) der Eigenverbrauch, (ii) der lokale Markt, (iii) der nationale Markt, (iv) der Exportmarkt oder (v) alle sein.

Standortauswahl und Landerwerb

Nachdem der Produktmix eingefroren ist, ist der nächste Schritt die Auswahl des Standorts für das Stahlwerk. Die Auswahl eines geeigneten Standorts ist eine sehr kritische Aktivität, da die Investition sehr groß ist und die Wirtschaft der Region stark beeinflusst. Es ist eine strategische Entscheidung, die nicht mehr geändert werden kann, wenn sie einmal getroffen wurde. Die Änderungen am ausgewählten Standort sind nur mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand zu bewerkstelligen. Normalerweise erfolgt die endgültige Standortauswahl nach der Bewertung mehrerer Standorte. Die Einzelheiten der Aktivitäten zur Standortauswahl sind im Artikel    http://www.ispatguru.com/site-selection-activity-for-a-greenfield-steel-plant/.

Das Grundstück für das Werk soll am ausgewählten Standort erworben werden. Zusätzlich zu den für das Werk und die Einrichtungen benötigten Grundstücken sollte das zu erwerbende Grundstück (i) das für den Grüngürtel gemäß der Norm erforderliche Grundstück umfassen, das derzeit 33 % des für das Werk und die Einrichtungen benötigten Grundstücks ausmacht, (ii) Land, das für die Straßen- und Schienenzufahrten der Anlage benötigt wird, (iii) Land, das für die ankommende HT-Leitung benötigt wird, (iv) Land, das für die Einrichtungen zur Wasseraufnahme in der Anlage benötigt wird, und (v) Land, das für die Bereitstellung von Wohneinrichtungen benötigt wird zu einem bestimmten Prozentsatz der Mitarbeiter.

Machbarkeitsbericht

Die Erstellung des Machbarkeitsberichts (FR) ist der nächste Schritt. Der Machbarkeitsbericht kann ein kurzer Machbarkeitsbericht sein, der manchmal als technischer Hinweis, detaillierter Machbarkeitsbericht (DFR) oder ein technoökonomischer Machbarkeitsbericht (TEFR) bezeichnet wird. Früher nach dem Machbarkeitsbericht war es üblich, einen detaillierten Projektbericht (DPR) zu erstellen. DPR wird jedoch heutzutage nicht mehr hergestellt.

TEFR ist das wichtigste Dokument, da es die Grundlage für alle zukünftigen Arbeiten darstellt. Es ist wichtig, dass der TEFR mit viel Aufmerksamkeit und großer Genauigkeit erstellt wird. TEFR wird von der Finanzinstitution zum Zweck der Finanzierung des Projekts benötigt. Der TEFR enthält die folgenden Aspekte des Projekts.

• Allgemeines Szenario
• Produktmischung für die Anlage, die sowohl die primären, sekundären als auch die Nebenprodukte enthält
• Technologie- und Prozessauswahl für die Anlage
• Stoffbilanz für die Anlage und Erstellung des Prozessfließbildes für die Gesamtanlage
• Ermittlung des Bedarfs an Rohstoffen, deren Spezifikation sowie Beschreibung des Eingangs und der Handhabung im Werk.
• Fertigstellung des allgemeinen Layouts der Anlage. Dies wird ausführlicher im Artikel http://www.ispatguru.com/considerations-in-general-layout-of-a-steel-plant/
beschrieben
• Vorläufige Detaillierung von Anlagenprozessen und Ausrüstung und Entwicklung von vorläufigen Ladenlayouts.
• Vorläufige Detaillierung von Anlagenhilfsprozessen und Ausrüstung und Entwicklung von vorläufigen Ladenlayouts. Ein typisches Ladenlayout für eine Luftzerlegungsanlage ist in Abb. 1 dargestellt.
• Ermittlung der Anforderungen an Strom, Wasser, Kraftstoff und Versorgungseinrichtungen sowie Einrichtungen für deren Empfang, Handhabung und Lagerung.
• Gas-, Strom- und Wasserbilanz für die Anlage
• Beschreibung der werksinternen Logistik
• Bestimmung des Personalbedarfs der Anlage sowohl für die Bauphase als auch für die Betriebsphase und Empfehlungen für ihre Einsatzpläne.
• Hochrechnung Baustoffbedarf für die Anlage
• Anlagenbau ausreichend detailliert geplant.
• Ausarbeitung der Projektkosten und Betriebskosten
• Berechnung der Anlagenrentabilität und des IRR (interner Zinssatz) über einen bestimmten Zeitraum.

Abb. 1 Typisches Ladenlayout für eine Luftzerlegungsanlage

  Veröffentlichen Sie Machbarkeitsberichtsaktivitäten

  Nach der Vorbereitung des TEFR müssen mehrere Aktivitäten abgeschlossen werden, bevor die detaillierte Planung und der Bau der Anlage beginnen. Diese sind unten angegeben.

• Der von den Anlageneigentümern akzeptierte TEFR wird an die Finanzinstitute übermittelt, um die erforderlichen Finanzmittel für den Bau und die Inbetriebnahme des Stahlwerks zu binden.
• Die Aufgabe der Umweltverträglichkeitsprüfung (EG) für die Anlage wird einer autorisierten Stelle übertragen. Die Umweltverträglichkeitsprüfung ist zeitintensiv und die Arbeiten daran sollten so früh wie möglich beginnen. Die Arbeit am EC kann während der Vorbereitung des TEFR beginnen. Zu den wichtigen Schritten für die EC gehören Scoping, öffentliche Anhörung, NOC (Non Objection Certificate) der lokalen Umweltschutzbehörden, Erstellung der Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) und des Umweltmanagementplans (EMP) Bericht gemäß den Normen und deren Vorlage bei den Behörden, und die Verteidigung des Berichts vor den Behörden. Die Erstellung des UVP- und EMP-Berichts nimmt Zeit in Anspruch, da der Bericht auf den tatsächlichen Felddaten basieren muss, die am Standort der Anlage von der den Bericht erstellenden Behörde gesammelt wurden. Die Bautätigkeiten auf der Baustelle können erst nach Erhalt der EC von den Behörden beginnen.
• Zuteilung von Strom und Wasser von den Landesbehörden sowohl für den Bau als auch für den Betrieb ist zu binden.
• Die Regierung ist für die Zuweisung von Minen zu kontaktieren und bis dies erledigt ist, müssen Absichtserklärungen mit den führenden Rohstofflieferanten eingegangen werden, um die Sicherheit der Rohstoffversorgung zu gewährleisten.
• Genehmigungen von diversen anderen Aufsichtsbehörden wie Gewerbeaufsicht, Eisenbahnen für den Transport von Rohstoffen und Fertigprodukten, Gewerbeaufsicht, Elektrizitätsaufsicht etc. sind einzuholen.
• Vermessung des Geländes am Standort und Standortnivellierung
• Rekrutierung von Baupersonal
• Bau von Grenzmauern und Sicherheitspfosten auf dem Gelände
• Ausführung der Ermöglichungsarbeiten, die den Bau der Zufahrtsstraße und der Zufahrtsbahnstrecke, Einrichtungen für Baustrom und Bauwasser, Einrichtungen für die Kommunikation während der Bauarbeiten, Baulager, Baubüros und Kantinen, den Bau eines Erste-Hilfe-Zentrums und die Bereitstellung von Feuer umfassen Kampfeinrichtungen, temporäre Kolonien für Bauarbeiter, Bau einer Betonaufbereitungsanlage und Beschaffung von mobiler und Transportausrüstung, die für den Bau benötigt werden usw.
• Die Organisation muss eine Abteilung für Zeichnungsarchive entwickeln, damit alle im Werk eingehenden Zeichnungen und Dokumente systematisch aufbewahrt und bei Bedarf an die Berater und Auftragnehmer ausgegeben werden. Zu Archivierungszwecken sollten immer eine „nicht herauszugebende“ Kopie und eine Kopie für Referenzzwecke im Archiv aufbewahrt werden.

Bestellung von Anlagen und Ausrüstung

Die Tätigkeit zur Bestellung der Anlagen und Ausrüstungen kann unmittelbar nach Beginn der Tätigkeit zur Umweltfreigabe beginnen. Tatsächliche Aufträge sind jedoch zu erteilen, wenn in Bezug auf die EG ausreichende Fortschritte erzielt wurden. Bei Bestellung ist die Gesamtanlage in mehrere Pakete zu teilen. Die Anzahl der Pakete sollte nicht zu groß sein, da die große Anzahl von Paketen eine größere Einrichtung in der Anlage erfordert, deren Nutzen nicht vorhanden ist, sobald die Anlage in Betrieb genommen wird. Die Anlagen und Ausrüstungen können entweder vollständig schlüsselfertig oder teilweise schlüsselfertig bestellt werden, wobei Bauarbeiten, Baukonstruktionen und Ausrüstungserrichtungstätigkeiten ausgeschlossen sind. Für jedes Paket ist eine Führungskraft der Organisation gesamtverantwortlich. Diese Führungskraft koordiniert alle Aktivitäten bezüglich des Pakets innerhalb der Organisation und mit dem Lieferanten. Die folgenden Aktivitäten sind am Prozess der Bestellung von Anlagen und Ausrüstung beteiligt.

• Erstellung allgemeiner Standardspezifikationen (GSS), die für die gesamte Anlage gelten und Bestandteil aller Ausschreibungen sind.
• Vorbereitung der paketweisen Ausschreibungsspezifikation. Jede Ausschreibungsspezifikation muss aus vier Teilen bestehen, nämlich (i) technische Spezifikation, (ii) kommerzielle Spezifikation, (iii) Eintragung anwendbarer Standards und (iv) GSS.
• Die Einladung zur Ausschreibung ist zusammen mit den vier Spezifikationen an die in die engere Wahl gezogenen Parteien zu senden. Um nur die nützlichen Angebote zu erhalten, wird normalerweise ein begrenzter Ausschreibungsprozess angewendet.
• Eingang der Angebote
• Bewertung der Angebote. Die Angebote sollten von einem Team von Führungskräften bewertet werden, die alle in der Ausschreibungsspezifikation enthaltenen Disziplinen abdecken.
• Verhandlung mit der ausgewählten Partei
• Genehmigung der Verhandlung und Auftragserteilung

Engineering-Aktivitäten nachbestellen

Im Folgenden sind die Engineering-Aktivitäten nach der Bestellung aufgeführt.

• Nach Eingang der Bestellung aktualisiert der Lieferant das Ladenlayout, den relevanten Teil des allgemeinen Layouts, den Liefer- und Bauplan und fixiert sie im Kick-Off-Meeting mit der Organisation und ihrem Berater. Während dieses Treffens müssen die Bedingungen für Strom, Wasser, Betriebsmittel und Brennstoffe eingefroren werden.
• Der Lieferant liefert die Feedback-Daten für die von einem Berater zu erstellenden Bau- und Tragwerkszeichnungen oder liefert die Bau- und Tragwerkszeichnungen gemäß den Vertragsbedingungen.
• Die Mengen für Bau- und Rohbauarbeiten werden geschätzt, und der Auftragnehmer für Bau- und Rohbauarbeiten wird für die Ausführung des Auftrags festgelegt.
• Da die Bauarbeiten groß sind, sollen ein bis zwei Betonaufbereitungsanlagen auf dem Werksgelände errichtet und in Betrieb genommen werden.
• Beschaffungsmaßnahmen für Zement, Bewehrungsstahlstäbe, Stahlprofile, Bleche für Dächer und Seitenwände, Sand und Splitt sollen beginnen, und in den Lagern muss ein sicherer Vorrat an diesen Materialien gehalten werden, um die Kontinuität der Bauarbeiten zu gewährleisten .
• Die Bauarbeiten beginnen. Die Unterbrechung der Bauarbeiten während des Monsuns ist bei der Planung der Bauarbeiten zu berücksichtigen.
• Mit der Herstellung der Gebäudestrukturen soll begonnen werden, damit die Gebäudestrukturen fertig sind, wenn ihre Fundamente fertig sind.
• Listen für Ausrüstung, Inbetriebnahme von Ersatzteilen, Verbrauchsmaterialien und Betriebsteilen, allgemeine Anordnungszeichnungen (GA), Spezifikationen der Hauptausrüstung, Rohrleitungs- und Instrumentierungsdiagramme (P&I), Flussdiagramme für Wasser, Versorgungsleitungen und Dampf, Steuerungsphilosophie und -schema , und Einliniendiagramme für die Leistung sind vom Lieferanten zur Genehmigung durch die Organisation oder durch den Berater der Organisation einzureichen.
• Montageanleitung für die Ausrüstung ist rechtzeitig vor Beginn der Montage zu liefern.
• Fertigungszeichnungen zusammen mit detaillierten Spezifikationen für die Beschaffung von schnelllebigen Ersatzteilen und Betriebsteilen sowie die Listen von Zwei-Jahres-Ersatzteilen und Versicherungsersatzteilen sind vom Lieferanten einzureichen, damit die Organisation Maßnahmen zur Beschaffung dieser Maßnahmen ergreifen kann Artikel rechtzeitig.
• Kräne und Umschlaggeräte sind so rechtzeitig zu errichten, dass die Ladeneinrichtungen möglichst durch feste Einrichtungen errichtet werden können.
• Die Lieferungen der Geräte sind so zu regeln, dass sie nach Eingang im Werk sofort auf Fundament gestellt werden können. Für die beim Umgang empfindlichen Geräte sind weitere Handhabungshinweise dem Werk vorab zu übermitteln.
• Die Montage der Ausrüstung ist vom Montageunternehmen unter Aufsicht der Lieferantenvertreter durchzuführen.
• Zur Vermeidung von Unfällen bei Bau- und Montagearbeiten sind die Bausicherheits- und Brandschutznormen strikt einzuhalten.
• Die Aktivitäten des Lieferanten und verschiedener Auftragnehmer sind regelmäßig zu überwachen. Es sollen regelmäßige Review-Meetings mit allen Beteiligten stattfinden, um alle Aktivitäten aller Arbeitsstellen eng zu koordinieren und gegebenenfalls korrigierend einzugreifen, um einen einheitlichen und planmäßigen Arbeitsfortschritt an allen Fronten zu gewährleisten.
• Je nach Fortschritt der technischen Aktivitäten finden laufend Überarbeitungen des allgemeinen Layouts und der Shop-Layouts statt, für die es notwendig ist, dass ein Master-Layout gepflegt wird, um Verwechslungen bezüglich der gültigen Revision für das Layout zu vermeiden.

Inbetriebnahmetätigkeiten

Im Folgenden sind die wichtigen Aspekte während der Inbetriebnahmeaktivitäten aufgeführt.

• Mit der Inbetriebnahme soll nach Abschluss der Montage begonnen werden und ein entsprechendes Protokoll von allen Beteiligten unterzeichnet werden.
• Inbetriebnahme- und Betriebshandbücher sind rechtzeitig vor Beginn der Inbetriebnahmetätigkeiten zu erhalten.
• Das gesamte Bedienpersonal sollte in seinen Positionen verfügbar sein, nachdem es eine angemessene Schulung für den Job durchlaufen hat.
• Alle Ersatzteile für die Inbetriebnahme, Betriebsteile und Verbrauchsmaterialien sind vor Ort verfügbar.
• Es ist wünschenswert, dass ständig Wasser und Strom zur Verfügung stehen.
• Rohstoffe, die für den Betrieb der Anlagen benötigt werden, wurden beschafft und sind im Rohstofflager verfügbar.
• Inbetriebnahmetätigkeiten sind nacheinander durchzuführen. Hilfseinrichtungen, die für den Betrieb der Haupteinheiten benötigt werden, sind vor der Inbetriebnahme der Haupteinheiten in Betrieb zu nehmen und zu stabilisieren.
• Die Beladung der Leitungen ist vor Beginn der Inbetriebnahmetätigkeiten durchzuführen.
• Inbetriebnahmetätigkeiten sind unter Aufsicht der Inbetriebnahmebeauftragten des Lieferanten durchzuführen.
• Die Inbetriebnahmeaktivitäten beginnen mit dem Leerlauftest für den empfohlenen Zeitraum für einzelne Einheiten. Nach Beseitigung der bei der Leerlaufprüfung der einzelnen Einheiten festgestellten Mängel ist eine integrierte Leerlaufprüfung für die empfohlene Zeitdauer durchzuführen. Die bei der integrierten Leerlaufprüfung festgestellten Fehler sind zu beheben.
• Nach Abschluss der Inbetriebnahmetätigkeiten ist ein Protokoll zu unterzeichnen.
• Die Entgegennahme der Materialien in den Lagerplätzen ist durchzuführen.
• Während der Inbetriebnahme sind alle Sicherheitsnormen zu befolgen, um unerwünschte Zwischenfälle zu vermeiden.

Aktivitäten nach der Inbetriebnahme

Im Folgenden sind die Aktivitäten nach der Inbetriebnahme aufgeführt.

Anlagenausrüstungen werden geladen und die Produktionsaktivitäten beginnen mit Vorsicht, um Kinderkrankheiten zu vermeiden.

• Nachdem sich die Anlagenproduktion stabilisiert hat und ein respektables Niveau erreicht hat, muss der Lieferant aufgefordert werden, die Leistungsgarantie der Anlage gemäß den Vertragsbedingungen nachzuweisen.
• Nach erfolgreicher Leistungsgarantieprüfung kann die reguläre Produktion der Anlage fortgesetzt werden.






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