Anlagenmodernisierung mit Schnellanschlusstechnik bei Shell Umrüstzeit runter – Verfügbarkeit rauf

Das Unternehmen Royal Dutch Shell ist als einer der weltweit größten Energie-Anbieter in über 140 Ländern aktiv. Royal Dutch Shell – kurz auch \’Shell\‘ genannt – ist im Londoner Handelsregister eingetragen und beschäftigt weltweit etwa 112.000 Mitarbeiter. Die Hauptverwaltung befindet sich in Den Haag. Die Shell-Tochter Shell Nederland Chemie B.V. betreibt an ihrem Standort Moerdijk nahe Rotterdam eine der größten Produktionsanlagen für Ethen (Ethylen), Ethylenoxid, Ethin (Acetylen) und Butadien in Europa. Diese Grundstoffe dienen zur Herstellung zahlreicher Kohlenwasserstoffe, aus denen u.a. Kunststoffe, Fahrzeugeinbauten, Waschmittel oder Latex-Farben produziert werden. Shell Nederland Chemie B.V. wurde 1968 gegründet und beschäftigt heute 900 Mitarbeiter. 60.000 Klemmen in nur vier Monaten getauscht Die Herausforderung des Modernisierungsprojekts bestand darin, die Anlage in einem Zeitraum von nur vier Monaten im laufenden Betrieb zu modernisieren. Dieses Zeitfenster ergab sich aus der Verzahnung mit anderen Modernisierungsmaßnahmen. Eine Unterbrechung der Produktion stand nicht zur Disposition, die Kosten für einen Anlagen-Stillstand von einem Tag können leicht mit 1Mio.E zu Buche schlagen. In der Anlage in Moerdijk werden 15.000 Sensor-/Aktor-Signale über Klemmkästen – den sogenannten Junction boxes – gesammelt und in zwei Schalträumen sowie einer Leitwarte verarbeitet. Die Schalträume hatten über einen Zeitraum von 30 Jahren zuverlässig ihren Dienst verrichtet. Bei den dort verwendeten Reihenklemmen der ersten Generation – vorher wurde hier pneumatisch gearbeitet – können sich über mehrere Jahrzehnte hinweg Materialermüdungserscheinungen zeigen, die das einwandfreie Funktionieren der Komponenten beeinträchtigen. Auch die Normen verändern sich über die Jahre, und die Lieferfähigkeit durch die Hersteller kann sich durch Produktabkündigungen reduzieren. Zu­dem hat sich Shell hohe Standards in Bezug auf die Sicherheit von Belegschaft und Bevölkerung gesetzt. Um Sicherheit und Verarbeitungsgeschwin­digkeit der Anlage zu erhöhen und um die Störanfälligkeit der Anlage weiter zu reduzieren, hatte Shell 2007 das Modernisierungsprojekt ins Leben gerufen. Dazu wurden u.a. 60.000 neue wartungsfreie Reihenklemmen benötigt, bei denen auf das zeitintensive Nachziehen der Schrauben an den Klemmstellen verzichtet werden sollte. Schraub- oder Schnellanschlussklemmen? Für die Anlagen-Modernisierung standen bei Shell in Moerdijk zunächst zwei Reihenklemmen-Lösungen zur Disposition: zum einen die in der Prozesstechnik gängige Schraubanschlusstechnik und zum anderen die QT-Schnellanschlusstechnik. Schraubklemmen haben deutliche Nachteile: Es tauchen immer wieder Wartungsprobleme durch sich lösende Klemmstellen auf. Zudem waren bei Shell zahlreiche Reihenklemmen im Einsatz, die keinen Prüfabgriff besaßen sowie Klemmen, bei denen bei geöffnetem Trennmesser eine Prüfschaltung nicht möglich war. Aus diesen Gründen, vor allem aber weil sich der Verdrahtungsaufwand gegenüber der klassischen Schraubanschlusstechnik um 60% reduziert, entschied sich Shell für die QT-Schnellanschlusstechnik von Phoenix Contact. Ein Vorteil dieser Technik liegt darin, dass auf das Abisolieren und Vercrimpen der anzuschließenden Leiter verzichtet werden kann. Die Klemme besitzt zwei definierte Schaltzustände – der feste und fachgerechte Anschluss macht sich durch ein Klick-Geräusch bemerkbar. Damit ist die Verbindung in der Klemmstelle gasdicht hergestellt. Umfangreiche Zulassungen und Normen Da bei der Schnellanschlusstechnik auf ein späteres Nachziehen der Schrauben verzichtet werden kann, sind die Reihenklemmen wartungsfrei – ein wichtiges Kriterium für Shell. Die Klemmen besitzen überdies zahlreiche Zulassungen, darunter auch die IEC/EN Ex sowie Offshore-Zulassungen wie GL, NK oder Bureau Veritas. Außerdem genügen die QT-Klemmen der Norm für Reihenklemmen – der IEC 60947-7-1/2. Branchenspezifische Zulassungen wie Ex e und Ex nach IEC/EN 60079-7/-11 sind ebenfalls vorhanden. QT-Klemmen werden auch durch ein akkreditiertes Labor geprüft, wo sie z.B. einer Isolationsprüfung unterzogen werden. Damit die Modernisierung in der knappen Zeit zu einem Erfolg wurde, mussten vorher alle am Projekt beteiligten Monteure in einem \’Lunch & Learn\‘-Seminar über die Funktionen und Vorteile der QT-Anschlusstechnik geschult werden – im Shell-Schulungszentrum in Rijswijk bei Den Haag. Da auch andere Anlagenteile sukzessive erweitert werden, finden diese Schulungen inzwischen einmal pro Jahr statt. Insgesamt wurden 160 Verteilerschränke – so genannte \’Marshalling Cabinets\‘ – umverdrahtet (Bild 2). Hierzu wurden je nach Anwendungszweck QT-Klemmleisten mit Durchgangs-, Doppelstock- und Quattro-Reihenklemmen sowie Messertrennklemmen aufgebaut (Bild 3). Diese Klemmleisten wurden anschließend über die bereits vorhandenen alten Schraubklemmen-Leisten mittels Überbaubügel montiert. Danach wurde mittels Seitenschnei­der und Schraubendreher jede Leiste redundant verdrahtet. Nach Umschaltung der Anlage auf die neu­en Klemmleisten wurde der alte Schraubklemmen-Unterbau einfach entfernt. Fazit Weil sich der Verdrahtungsaufwand gegenüber der klassischen Schraubanschlusstechnik um 60% reduziert, hat sich die Shell Nederland Chemie B.V. im niederländischen Moerdijk für die QT-Schnellanschlusstechnik von Phoenix Contact entschieden. Durch den Austausch der Anschlusstechnik konnte die Anlagenverfügbarkeit deutlich erhöht werden. Weitere Modernisierungen sowie künftige Erweiterungen der Anlage können nun schnell und ein­fach durchgeführt werden – Abisolieren und Vercrimpen ist nicht mehr erforderlich. Shell ist das erste Unternehmen, das die Schnellanschlusstechnik in einer prozesstechnischen Anlage erfolgreich durchgängig einsetzt. Shell nimmt hier eine Vorreiter-Rolle ein und es zeigt sich bereits, dass nicht nur die Shell Eastern Petroleum Ltd. in Singapur, sondern auch andere renommierte Unternehmen dem niederländischen Beispiel folgen. Denn die Reduzierung der Montage- und Wartungszeiten sowie die Erhaltung der Anlagenverfügbarkeit durch innovative und zuverlässige Produkte sind zurzeit das zentrale Thema in der Prozesstechnik.