Kritischer Zeitpunkt: Schnelle Zusammenarbeit

Oct 08, 2023

Das New Madrid Power Plant ist eine wichtige Anlage im Vermögensportfolio der Associated Electric Cooperative und von grundlegender Bedeutung für die Mission des Unternehmens, die Mitgliedssysteme mit erschwinglichem und zuverlässigem Strom zu versorgen. Das Werk und das Gelände erstrecken sich über etwa 3.900 Acres am Mississippi River, wo etwa 175 Mitarbeiter beschäftigt sind.

Die beiden 600-MW-Kohlekraftwerke wurden ursprünglich in den 1970er Jahren gebaut und verbrauchen zur Kühlung etwa 400.000 Gallonen pro Minute (1.514.164 Liter pro Minute) Wasser aus dem Mississippi. Nach der Filterung zur Entfernung von Schmutz werden 99 % des verbrauchten Wassers im gleichen guten oder besseren Zustand als zuvor in den Fluss zurückgeführt, wie von den Aufsichtsbehörden zugelassen.

Das Trinkwassersystem ist für den Betrieb von entscheidender Bedeutung. Als sporadische Lecks begannen, die Systemintegrität zu gefährden, begann Associated Electric mit der Prüfung von Optionen für Upgrades zur Verbesserung der Systemzuverlässigkeit.

Im Laufe der jahrzehntelangen Nutzung kam es bei den Kohlenstoffstahlrohren für die Trinkwassersysteme in den Stromerzeugungseinheiten am Standort New Madrid zu Korrosion und innerer Abnutzung der isolierten Rohre, was zu Verstopfungen und schließlich zu nadelstichartigen Lecks führte. Zusätzlich zu den Rohrproblemen mussten bei der Modernisierung der Anlage auch Abstützungen für eine erhöhte Stabilität des Wassersystems berücksichtigt werden, da sich die Anlage in einem seismischen Gebiet befindet. Darüber hinaus liefert das zur Kühlung der Stromerzeugungseinheiten verwendete System auch das Trinkwasser des Werks. Daher war es unerlässlich, dass die Modernisierungen die Funktionalität des gesamten Systems verbessern.

Der Eigentümer wollte eine zuverlässige Lösung, die die aktuellen Systemschwächen behebt und die nötige Stabilität bietet, um über viele Jahre hinweg einen kontinuierlich sicheren Betrieb zu gewährleisten. Unter Berücksichtigung dieser Projektziele wurde der erste Modernisierungsplan unter Verwendung von geschweißten verzinkten Rohren entwickelt.

Bei diesem Ansatz gab es zwei ziemlich große Herausforderungen. Die Verwendung eines geschweißten Flanschsystems hätte die Eigentümer vor viele Herausforderungen gestellt. Der Schweißvorgang wäre äußerst zeitaufwändig gewesen und hätte es nicht ermöglicht, das Projekt innerhalb der äußerst knappen Frist abzuschließen. Darüber hinaus hätten die Anforderungen zum Schweißen von verzinkten Rohren und Flanschventilen potenzielle Sicherheitsrisiken für das Projekt mit sich gebracht.

Die Projektaufbaustrategie musste im Einklang mit der Kultur und den Unternehmenszielen von Associated Electric stehen, bei denen Sicherheit für Mensch und Umwelt oberste Priorität hat. Dieser Auftrag veranlasste Enerfab, das Vertragsunternehmen, das das Projekt zur Modernisierung des Wassersystems erhielt, mit der Suche nach alternativen Verbindungslösungen für die verzinkten und geflanschten Rohrleitungen. Ziel war es, das Gefahrenpotenzial auf der Baustelle zu verringern und die erforderliche Leistung zu erbringen, ohne den engen Projektzeitplan zu verlängern.

Cordell Ballew, Projektleiter, Enerfab Midwest, Power and Industrial, entschied sich gegen Schweißen. „Wenn wir geschweißt und mit verzinkten Rohren geflanscht hätten, wäre das schrecklich gewesen“, sagte er und erklärte, dass die Arbeiter unabhängig davon, wie die Arbeit durchgeführt wurde, giftigen Dämpfen ausgesetzt gewesen wären. Andererseits sagte er: „Wenn wir schwarzen Stahl anstelle von verzinkten Rohren verwenden würden, würden wir dem Eigentümer nicht das geben, was er wollte.“

Zunächst erwog Enerfab, das Projekt in zwei Phasen anzugehen: geschweißten verzinkten Kohlenstoffstahl für Rohre bis zu 18 Zoll zu verwenden und eine Alternative für Rohre mit größerem Durchmesser zu finden. Das Problem bei diesem Plan bestand darin, dass der Zeitplan keine Flexibilität bot und daher nicht genügend Zeit für die Planung, Herstellung und Installation des Rohrs blieb. „Es war offensichtlich, dass wir eine bessere Option brauchten“, sagte Ballew.

Enerfab fand durch die Partnerschaft mit Victaulic die Lösung, die es brauchte. Die Zusammenarbeit zwischen Enerfab und Victaulic war wertvoll und trug letztendlich zum Erfolg des Projekts bei.

Durch den Einsatz mechanisch genuteter Kupplungen, die vorgefertigt auf die Baustelle geliefert werden könnten (Abbildung 1), würde die Arbeit rationalisiert und die Verwendung von verzinkten Rohren ermöglicht. Und durch die Nutzung der BIM-Expertise (Building Information Modeling) des Virtual Design and Construction (VDC)-Teams von Victaulic hätte Enerfab Zugriff auf Ressourcen, die die Wissensbasis und Fähigkeiten seiner eigenen Belegschaft erweitern würden.

Die Trinkwasserleitungen beider Einheiten mussten innerhalb von vier Wochen komplett ausgetauscht werden, was bedeutete, dass die Lösung für jede Einheit in einem Zeitfenster von zwei Wochen ausgeführt werden musste. Vom Zeitpunkt der Auftragsvergabe an musste Enerfab die Rohrleitungen vor Ort in nur zwei Wochen bereitstellen.

Ballew sagte: „Die Einhaltung des Zeitplans war von entscheidender Bedeutung, da sich die Kosten für einen Ausfall auf etwa 1 Million US-Dollar pro Tag belaufen.“

Das Victaulic VDC-Team begann sofort mit der Überprüfung der Projektdetails und stellte fest, dass die Bestandszeichnungen nicht ganz korrekt waren. Nachdem das Team die Abweichungen erkannt hatte, konnte es ein Rohrsystem mit einem gleichwertigen Ersatz entwerfen, bei dem anstelle von geschweißten Rohrverbindungen und Flanschendventilen mechanische Nutkupplungen und Ventile zum Einsatz kamen, was es den Konstrukteuren ermöglichte, die Diskrepanz zwischen den Zeichnungen und dem zu kompensieren Standortbedingungen. Ballew sagte, dass dieses Leistungsniveau es Enerfab ermöglichte, den Zeitplan von Anfang an zu übertreffen.

„Mit unserer internen Kapazität hätten Enerfab-Mitarbeiter die Baustelle besuchen müssen, um die Zeichnungen mit den physischen Bedingungen zu vergleichen“, sagte er. „Victaulic hat einen vollständigen Plan in drei oder vier Tagen umgesetzt. Wir hätten es in dieser Zeit nicht einmal geschafft, die Zeichnungen anzupassen.“

Die BIM-Dienste stellten nicht nur Fachwissen bereit, sie machten auch spätere Nacharbeiten überflüssig. „Von Anfang bis Ende folgten sie einem nahtlosen, gut durchdachten Prozess“, sagte Ballew, „der Input zu potenziellen Problemen lieferte und Möglichkeiten zur Wertschöpfung vorschlug.“

Das VDC-Team wies auf Herausforderungen hin – darunter Bereiche, in denen der Platz begrenzt war – und identifizierte in einem Fall ein Hindernis, das in den Bestandszeichnungen nicht erfasst war und eine Neuverlegung des Rohrsystems erforderlich machte. Es gab mehrere Fälle, in denen die vorhandene Rohrlänge falsch war. Dieses Problem löste Victaulic durch die Verwendung zusätzlicher Spulenteile zur Verlängerung der Länge (Abbildung 2).

„Plötzlich war ein Abstand von 16 Zoll kein Problem mehr“, sagte Ballew. „Wir haben einfach die unterschiedlichen Standardlängen der glatten Endkupplungen des Typs 99 verwendet, um die Verbindung dort zu verbinden, wo die Verbindung sein musste, und nicht dort, wo sie in der Zeichnung zu sehen war.“ Die durch diese Kupplungen eingeführte Funktionalität führte zu der Entscheidung von Enerfab, zusätzliche Glattendkupplungen des Typs 99 zu bestellen, um sie für den Fall, dass zusätzliche Anpassungen erforderlich sind, zur Hand zu haben.

Auch die Möglichkeit, Komponenten wie mechanische T-Steckdosen zu integrieren, hat im gesamten Projekt einen Mehrwert geschaffen. „Wenn wir befürchteten, dass ein Verbindungspunkt in der Zeichnung nicht genau lokalisiert wäre, könnten wir mechanische T-Stücke oder Winkelstücke verwenden, um mögliche Störungen der vorhandenen Rohrleitungsauslässe zu vermeiden“, sagte Ballew. „Die Dinge mussten nicht genau im Lot sein, sodass die Bauarbeiten auch dann fortgesetzt werden konnten, wenn die örtlichen Gegebenheiten die Installation erschwerten.“ Darüber hinaus erforderte die Installation einer mechanischen Nutverbindung etwa 75 % weniger Zeit als die Installation eines geschweißten oder geflanschten Systems.

Eine weitere vom VDC-Team eingeführte Komponente zur Beschleunigung der Verbindung von Rohren mit kleinen Durchmessern war die einbaufertige QuickVic-Kupplung mit kleinem Durchmesser von Victaulic. Dies war ein weiteres Beispiel für Value Engineering, das es dem Auftragnehmer ermöglichte, im Vergleich zu muffengeschweißtem Kohlenstoffstahl eine Arbeitsersparnis von 50 % zu erzielen.

Ein weiterer Vorteil war das Nuten vor Ort. „Da wir ein Nutwerkzeug vor Ort hatten, hatten wir plötzlich die Bauflexibilität, um viel Zeit zu sparen“, sagte Ballew. Nach einer Schulung vor Ort durch Victaulic war das Enerfab-Team in der Lage, Kupplungen zu nuten, um schnell Verbindungen herzustellen und sicherzustellen, dass die Bauarbeiten im Zeitplan blieben.

Der Einsatz von BIM-Software zur Bereitstellung von Fertigungspaketen sei ein weiterer erheblicher Mehrwert während des gesamten Projekts gewesen, sagte Ballew. Das Spulen von Komponenten, die in einer kontrollierten Umgebung hergestellt wurden, ermöglichte eine verbesserte Qualitätskontrolle und ermöglichte eine Planung und Lieferung, um den Zeitaufwand für den Bau zu optimieren. Es minimierte außerdem Überbestände und stellte sicher, dass es keine Engpässe gab.

„Auf den bereitgestellten Spulen waren alle Teile so markiert, dass ersichtlich war, wo die einzelnen Abschnitte installiert werden würden – selbst auf dem längsten Teil, das bei der Arbeit verwendet wurde“, sagte Ballew. „Wir konnten alles abladen und die Teile in einem Stationierungsgebiet zusammenstellen, anstatt es vor Ort zu tun, und das sparte viel Zeit.“ Laut Ballew hat das VDC-Team sogar bei der Beschaffung und dem Lieferkettenmanagement geholfen, um die Projektdurchlaufzeiten und das gesamte Projektmanagement zu verbessern.

Der Erfolg dieses Projekts sei zu einem großen Teil der Rolle von Victaulic als investierter Partner zu verdanken, sagte Ballew. Während jeder Partner Bereiche vorschlagen kann, in denen seine Produkte und Dienstleistungen einen Mehrwert bieten können, bedarf es eines engagierten und starken Teams, das sich die Mühe macht, das Projekt vollständig zu verstehen, damit es Probleme identifizieren kann, die die Projektziele gefährden könnten, und dem Auftragnehmer bei auftretenden Problemen Herausforderungen mitteilen kann und arbeiten daran, Lösungen zu finden und Mehrwert zu schaffen.

Die Partnerschaft beschleunigte die Lieferung von Materialien an die Baustelle und vereinfachte die Problemlösung, da die Teammitglieder gemeinsam an der Suche nach praktischen Lösungen arbeiteten, die das Projekt rationalisierten, was zu einem geringeren Arbeitsaufwand für Projektmanagement und Installation führte.

„VDC war in allen Bereichen sehr engagiert bei der Projektabwicklung und die Kommunikation war außergewöhnlich“, sagte Ballew und wies darauf hin, dass die Erfahrung und das Engagement des VDC-Teams sowie seine Fähigkeit, Probleme zu identifizieren und zu lösen, bei jedem Schritt einen Mehrwert darstellten. Letztlich, so Ballew, hing die frühe Fertigstellung dieses Projekts durch Enerfab direkt mit dem kooperativen Umfeld zusammen, das diese Partnerschaft ermöglichte.

—Und christlichist ein zugelassener Energie- und Erdölingenieur und Direktor des Global Power Market bei VictaulicChris Iasielo, PEist Spezialist für Stromerzeugung bei Victaulic.

Teile diesen Artikel

Weitere O&M-Neuigkeiten