Beschreibung der Beschaffung
Es ist eine vollständige, funktionsbereite Adsorptions-Versuchsanlage innerhalb der Baugrenzen zu planen, zu errichten und zu liefern entsprechend der nachfolgenden Beschreibung.
Mit den vorliegenden Unterlagen wird die Errichtung einschließlich sämtlicher Leistungen zur Ausführungsplanung, Koordinierung und Abwicklung angefordert. Die vorliegende Leistungsbeschreibung enthält nicht alle erforderlichen Lieferungen und Leistungen detailliert aufgelistet, sondern sie soll lediglich den Rahmen für ein übersichtliches, in funktionale Gruppen gegliedertes Angebot darstellen und die Mindestanforderungen aufzeigen. Innerhalb des durch die Leistungsbeschreibung gesteckten Rahmens besteht die Möglichkeit für den AN, die kostengünstigste Lösung für die Errichtung der Anlagenteile zu identifizieren. Ein vereinfachtes Verfahrensfließbild ist in Abbildung 1 (siehe Vergabeunterlagen) dargestellt. Dieses zeigt die Leistungsgrenzen zwischen AN und AG auf sowie wesentliche Komponenten, welche in der Leistungsbeschreibung spezifiziert werden.
3.1 Fertigungszeichnung und Ausführungsplanung
Die Erstellung sämtlicher Fertigungsunterlagen für den Lieferumfang gehört zu den Leistungen des AN. Dieser hat im Wesentlichen folgende Pläne für die Fertigung der Anlage zu erstellen:
• Verfahrenstechnische Anlagenschemata
• Ausführungskonstruktionszeichnung inkl. Schnittdarstellung
• Erstellen weiterer Montagepläne, sofern erforderlich
• Konstruktionszeichnung über das Unterstützungskonzept
• Übersicht der mechanischen Kennwerte, Auslegungsnachweise
3.2 Anlagendaten
Designdaten Adsorptionsprozess
- Max. zul. Betriebsdruck: 120 bar
- Max. Zul. Betriebstemperatur: 60 °C
Betriebsdaten Adsorptionsprozess
- Betriebsdruck: 10 bis 100 bar
- Betriebstemperatur : 5 bis 60 °C
Aufstellfläche:
- Ca. 1 x 2,5 m
Die unter 3.10. genannten Volumenströme beziehen sich auf den Normzustand gemäß DIN 1343 (Tn = 273,15 K und pn = 1,01325 bar).
3.3 Medien
Primär ist die Verwendung von Erdgas oder Erdgas-Wasserstoffgemischen sowie auch reiner Wasserstoff vorgesehen. Dem Grundgas sollen flüssige (z.B. Alkohole, Kohlenwasserstoffe, Schwefelverbindungen, Wasser) und gasförmige Komponenten (COS, H2S) beigemischt werden.
3.4 Werkstoffe, Armaturen, Rohrleitung und Fittinge
Verbindungsleitungen in Stahlausführung sollen DIN EN 10305-1 (nahtlose Präzisionsstahlrohre) oder gleichwertigem entsprechen. Bauteile aus Gusseisen sind aufgrund der Wasserstoffversprödung zu vermeiden. Für Rohrverschraubungen gilt DIN 3859-1. Zum Einsatz kommen Zweimetallring-Konstruktionen (Doppelklemmringverschraubungen) sowie lötlose Rohrverschraubungen mit Schneidring nach DIN 3861 oder gleichwertige Verschraubungen. Die Werkstoffe müssen den eingesetzten Stoffen sowie den Temperatur- und -Druckschwankungen gegenüber stabil sein. Es ist FFKM oder PTFE als Dichtungsmaterial vorzusehen. Eine öl- und fettfreie Ausführung ist zu berücksichtigen.
3.5 Elektroinstallation und MSR-Technik
Die eingesetzten Geräte müssen den jeweils gültigen DIN / VDE Richtlinien entsprechen und mit dem CE- Zeichen für den Nachweis der elektromagnetischen Verträglichkeit versehen sein.
Bei Spannungsabfall ist die gesamte Anlage nicht betriebsbereit und in einen gesicherten Modus zu überführen, in dem ein unzulässiger Druck- und Temperaturanstieg sicher verhindert wird und ein Gasaustritt nicht stattfinden kann.
3.6 Anlagensteuerung
Die Mess- und Regeltechnik ist über eine Laborsoftware oder SPS zu automatisieren. Fehlfunktionen der Anlage sollen durch optische oder elektronische Maßnahmen erkennbar sein. Alle Messgrößen sind elektronisch zu erfassen und in geeigneter Weise zu speichern.
3.7 Not-Halt- und Not-Aus-Strategie
Die Anlage ist mit einem Not-Aus-Schalter zu versehen. Bei Betätigen des Notausschalters ist die Anlage in einen sicheren Zustand zu überführen, in dem ein unzulässiger Druck- und Temperaturanstieg sicher verhindert und die Gaszufuhr geschlossen wird.
Eine Kopplung mit dem Gassensor (Methan) in der Einhausung ist vorzusehen:
Gasalarm = Notaus.
3.8 Elektro-Dokumentation der Peripheriegeräte
Für die einzubauenden Peripheriegeräte sind alle Planunterlagen und Betriebsanleitungen zu dokumentieren. Alle Unterlagen sind der Abschluss-Dokumentation beizufügen.
3.9 Dokumentation
Sämtliche Zeugnisse, Planungsunterlagen und Betriebsanleitungen sind ein einer Abschluss-Dokumentation zusammenzuführen. Es ist eine ausreichende Betriebsanleitung beizufügen. Die Dokumentation inklusive der Betriebsanleitungen ist sowohl elektronisch als auch in Papierform zur Verfügung zu stellen. Des Weiteren muss eine Risikoanalyse durchgeführt werden. Diese muss die Restrisiken der Anlage aufzeigen.
Die Dokumentation ist in deutscher Sprache zu erstellen.
3.10 Anlagenkomponenten
3.10.1 Flussregelung Dosiergas
Das Grundgas wird in einer Druckgasflasche breitgestellt. Der Gesamt-Volumenstrom liegt im Bereich von ≤2 m³/h und resultiert aus den über die einzelnen Adsorber gefahrenen Gasmengen.
Zusätzlich ist eine Möglichkeit vorzusehen, um dem Grundgas ein weiteres Gas zudosieren zu können. Die Zugabe eines Dosiergases soll parallel zu den nachfolgend beschriebenen Sättigern und einstellbar erfolgen.
Folgender Dosiergasstrom ist zu berücksichtigen:
- ca.10 bis 1000 mlN/min
Der Regelbereich der MFC soll mindestens 1:50 betragen, der Maximalfluss ist zu garantieren bzw. als Bemessungskriterium heranzuziehen.
3.10.2 Komponentenbeimischung
Vom Hauptgasstrom werden drei Teilströme entnommen. Diese sind separat über MFC zu regeln und anschließend jeweils über einen Sättiger zu führen. Die Sättiger sind getrennt von den Adsorbern zu temperieren. Über die Sättiger sollen die Spurenkomponenten dem Teilstrom beigemischt werden. Die Teilströme werden anschließend wieder dem Hauptgasstrom zugeführt. Um einen Austritt der Flüssigkeiten aus den Sättigern zu verhindern ist diesen ein Abscheider nachzuschalten. Für eine bessere Vermischung des Sättigergases mit dem Grundgas ist ein statischer Mischer nachzuschalten.
Folgende Volumenströme sind für die Teilströme zu berücksichtigen:
- ca. 4 bis 200 mlN/min
- ca. 10 bis 500 mlN/min
- ca. 40 bis 2000 mlN/min
3.10.3 Adsorber
Es sind jeweils drei Adsorberbehälter mit zwei unterschiedlichen Größen vorzusehen, in Summe also sechs. Die Adsorber sind konstruktiv so zu gestalten, dass Adsorbentien in Form einer Festbettschüttung darin verbracht werden können. Dazu müssen diese einen Rost bzw. Siebboden zur Auflage des Schüttgutes enthalten.
Der Rost zur Aufnahme des Schüttgutes ist so zu gestalten, dass dieser im Falle der großen Adsorber eine Maschenweite von 0,5 mm und im Falle der kleinen Adsorber 50 bis maximal 100 µm besitzt. Die Adsorber inkl. des zugeführten Gases sind jeweils im Bereich bis 100 °C elektrisch zu temperieren. Es sollen drei Adsorber gleicher oder unterschiedlicher Größe einzeln, parallel oder in Reihe betreibbar sein. Vor und hinter jedem Adsorber sind Probenahmestellen vorzusehen. Jeder Adsorber ist durch Kugelhähne am Ein- und Ausgang absperrbar zu machen. Die Adsorber müssen im geschlossenen Zustand aus der Anlage entnommen werden können. Vor jedem Adsorber ist eine Temperaturaufnahme vorzusehen.
Abmessungen große Adsorber (3 Stück):
L 200 mm, ca. AD 20 mm, ID 16 mm, Maschenweite Siebboden (Rost): 500 µm
Abmessungen kleine Adsorber (3 Stück):
L 110 mm, ca. AD 6 mm, ID 4 mm, Maschenweite Siebboden (Rost): 50 bis 100 µm
Der Durchfluss über jeden Adsorber soll im Bereich von 1 – 10 lN/min elektronisch regelbar sein. Zusätzlich ist über einen einzelnen Adsorbers eine Regelung für einen hohen Fluss im Bereich von ca. 0,16 – 20 lN/min vorzusehen. Die Volumenströme müssen über den gesamten Druckbereich (10-100 bar) über die Adsorber regelbar sein.
3.10.4 Messtechnik
• Gasmengenmessung
Nach jedem Adsorber ist eine Gasmengenmessung vorzusehen, beispielsweise durch Trommelgaszähler oder gleichwertiges. Die Gasmengenmessung darf die Zusammensetzung des Mediums nicht verändern. Die Messdaten sind elektronisch auszulesen und über eine Steuerung zu visualisieren und zu erfassen. Die Volumenmessung sollte gasartenunabhängig sein.
Die Messgenauigkeit der Zähler ist anzugeben.
• Temperaturmessung
Es ist eine ausreichende Zahl an Temperaturmessstellen vorzusehen. Es sollen bevorzugt Widerstandstemperatursensoren eingesetzt werden. Es sind mindestens die Temperaturen an den Adsorbern (Eingang, Ausgang) und den Sättigern zu messen.
• Druckmessung
Es ist eine ausreichende Zahl an Druckmessstellen vorzusehen. Die Druckmessung soll sowohl elektronisch durch Messdruckumformer als auch aus Sicherheitsgründen analog durch Manometer erfolgen.
• Feuchtemessung
Die Feuchte (Spurenfeuchte 0,5 bis 1000 mg/m³) des Gases soll sowohl im Gas vor den Adsorbern als auch am Ausgang des Adsorber 1 kontinuierlich gemessen und registriert werden können. Sensoren und Messgerät werden vom AG gestellt.
• Strömungssensor Abluft
Die Abluftleitung ist mit einer Strömungsüberwachung zu versehen.
3.10.5 Probenahmeleitung (siehe Vergabeunterlagen)
3.10.6 Einhausung der Anlage(siehe Vergabeunterlagen)