BHKW-Betrieb im Winter: 4 Tipps für den Umgang mit Kondensat

Winterliche Temperatur erhöhen die Kondensatbildung, Bildquelle:Pixabay

Normalerweise ist die Sorge ja groß, ob die Kühlung für Biogasmotoren für auskömmliche Temperaturen von Gemisch, Schmieröl und Kühlwasser ausreichend ist.

Dies ist bei frostigen Außentemperaturen zumeist unbegründet, da es die Kühleinrichtungen dann etwas leichter haben.

Abes es droht eine andere Gefahr, die bei tiefen Temperaturen leichtes Spiel hat: es bildet sich jede Menge Kondensat: im Biogas vor und nach der Aufbereitung und auf dem Weg zur Gasregelstrecke. Auch auskondensierte kalte Raumluft ist für zwei Komponenten nicht erwünscht, wie weiter unten beschrieben wird.

Selbst der Abgaswärmetauscher ist davor nicht gefeit, wenn der Motor einmal steht. Jeder Wartungsstop sorgt für sinkende Temperaturen in den Rohrleitungen und im Betriebsraum, wenn keine Heizung anspringt. Im Flex-Betrieb ist diese Thema noch wichtiger, da die Motoren täglich zweimal etliche Stunden stehen.

1. Biogasleitungen ab Nacherwärmung bis Eintritt in die Gasregelstrecke

Biogas kommt warm und wasserdampfgesättigt aus dem Fermenter und wird gekühlt, damit ein großer Teil der Feuchtigkeit über den Kondensatschacht das Biogas verlässt. Eine Restfeuchte bleibt im Biogas, die wird in der Aktivkohle für die Konvertierung von Schwefelwasserstoff auch benötigt. Das entfeuchtete Biogas wird auf ca. 25 °C erwärmt und gelangt mit 50% relativer Gasfeuchte in den Aktivkohlebehälter. Hat auch der Aktivkohlebehälter mit Inhalt diese Temperatur, wird die optimale Beladung der Aktivkohle erreicht. Wird dieses Optimum nicht erreicht, hält die Aktivkohle nicht die gewünschte Zeit und damit steigen hierfür die Betriebskosten.

Sind die Rohrleitungen und das Aktivkohlefiltergehäuse ungedämmt, ist es dort zu kalt und die Aktivkohle kann nicht optimal arbeiten. Jeder Motorstart mit kalten Biogas-Leitungen und kalter Aktivkohle sorgt für Schwefelwasserstoff im Schmieröl und im Motor. Mit allen unerwünschten Schäden und hohem Verschleiß.

Dies gilt in noch viel stärkerem Maße für den Flexbetrieb, da zweimal pro Tag gestartet wird – hier ist eine Vorwärmung der Bauteile von der Nacherwärmung bis zum Eintritt des Biogases in die Gasregelstrecke zwingend.

2. Ist die Generatorstillstandsheizung angeschlossen?

Die Frischluft wird oft über die Generatorseite dem Motor zugeführt: erst durchstreicht die kalte, feuchte Außenluft den Generator und dann am Biogasmotor vorbei. Bei Motorstillstand springt die Generatorstillstandsheizung an und schickt einen kleinen Heizstrom durch die Generatorwicklungen. Damit bleiben diese warm und kalte, feuchte Luft führt nicht zur Kondensatbildung an den Wicklungen und damit zu Rost. Bei fehlender Raumluftfilterung gelangt dann auch noch Schmutz in den Generator.

Jeder Generator verfügt über diese Schutzeinrichtung bei Motorstillstand, sie wird oft nur nicht angeschlossen. Der Sachverhalt lässt sich am Generator leicht überprüfen und korrigieren: die fehlende Steuerleitung und Heizstromversorgung kann gemäß Stromlaufplan für das Aggregat dann verlegt und angeschlossen werden.

3. Schaltschrank auch im Winter klimatisieren

Im Sommer droht der Hitzetod der elektronischen Bauteile, wenn an der Klimatisierung der Schaltschränke oder des Schaltschrankraumes gespart wurde. Die gilt im Winter auch, nur eben mit der Kondensatgefahr. Kalte Raumluft kondensiert an den Kontakten in den Schaltschränken und führt dort zur Rostbildung und zu Störungen.

Abhilfe kann auch nachträglich geschaffen werden, indem entweder der Schaltschrankraum selbst beheizt wird (günstiger als „Abzweig“ aus einem Warmwasserpuffer als elektrisch erzeugt). Oder mit einem kleinen Klimagerät, das temperaturgeregelt für das Wohlergehen des Schaltschrankes sorgt.

4. Kondensatabläufe Abgaswärmetauscher regelmäßig entleeren

Die Hauptverbrennungsprodukte des Biogasmotors sind Kohlendioxid und Wasserdampf. Solange Wasser als Dampf vorliegt, strömt es problemlos für die Bauteile über das Abgasrohr ins Freie. Vorher werden aber auch noch das Katalysatorgehäuse, der Abgaswärmetauscher und gegebenenfalls der Schalldämpfer durchströmt.

Jeder Motorstillstand sorgt dafür, dass Abgas sich abkühlt und auskondensiert – im Winter mehr als im Sommer. Mit anderen Bestandteilen wie Schwefelwasserstoff oder Chlor und Wasserstoff bilden sich auch Säuren, die Säure-Korrosion gerade am Abgaswärmetauscher verursachen.

Rostfraß an diesem Bauteil ist im Betrieb sehr unangenehm und teuer: gelangt dann Kühlwasser in die gasführenden Leitungen, besteht Wasserschlaggefahr für den Motor mit Totalschadentenzial. Und den Abgaswärmetauscher rasch auszutauschen gelingt wegen der Lieferzeiten für diese Komponenten meist nicht. Dann ist der Betriebsunterbrechungsschaden auch noch hoch.

Es lohnt sich, in der kalten Jahreszeit die Kondensatabläufe (und die Kondensatschächte der Biogasleitungen ebenso) im Auge zu behalten und regelmäßig zu entleeren. Für den Flexbetrieb gilt dies wegen der größeren Anzahl an Kalt-Warm-Wechseln in den Rohrleitungen und gasdurchströmten Bauteilen noch mit größerem Ausrufungszeichen.