BHKW-Fitness mit System

BHKW-Fitness ist notwendig, wenn der Betreiber eines Biogas-BHKWs stressfrei und profitabel Strom und Wärme verkaufen will. Die Interessengemeinschaft Biogasmotoren unterstützt darin, technischen Probleme zu lösen, die zu ungeplanten BHKW-Stillständen und zu unnötig hohen Instandsetzungskosten führen.

Betreiber kommen oft zuerst mit einem BHKW-Problem zu uns. Bei der Klärung und Schadensbehebung stellt sich dann heraus, dass die Wurzel des Übels nicht sofort sichtbar war und ebenfalls beseitigt werden muss. Um dauerhaft zu einem zuverlässigen BHKW zu kommen, stellen wir Ihnen unsere Vorgehensweise hierfür vor.

1. Akute Schäden beheben

Eigentlich ist in der Vorgeschichte des BHKWs schon etwas nicht richtig gelaufen, wenn es zu einem ernsten Schaden gekommen ist. Sonst hätte es den akuten Schaden sehr wahrscheinlich nicht gegeben und eine weniger problematische Verschleißerscheinung hätte mit erheblich geringerem Aufwand erledigt werden können. Dabei wären wir wieder beim Thema BHKW-Fitness: natürlich erleidet jedes BHKW im Betrieb normalen Verschleiß an seinen Bauteilen. Solange sich das BHKW innerhalb der zulässigen Verschleißmaße bewegt, ist ein Schaden nicht zu befürchten. Der Schadensreport gibt einen umfassenden Überblick über das Schadensgeschehen.

Dies setzt voraus, dass der Betreiber täglich einen Blick auf die relevanten Betriebsdaten des BHKWs wirft, um unzulässig hohe Abweichungen von den gewöhnlich zu erwartenden Daten zu erkennen.

2. Schwachstellen erkennen

Ein Biogas-BHKW ist ein durchaus komplexes technisches System. Häufig ist ein Biogasmotor nur ein Symptomträger für einen Fehler oder einen Defekt, der in der Peripherie des Biogasmotors angesiedelt ist. Daher gehört zur BHKW-Fitness auch, dass die Schnittstellen zum BHKW keine Fehler im Betrieb aufweisen, die zu Motorproblemen führen können.

Leichte Mängel der Raumluftklimatisierung und Schwächen der Kühlkreisläufe mögen einzeln noch keine nennenswerten Probleme im Betrieb produzieren. Aber der gleichzeitige Auftritt mehrerer belastender Auswirkungen auf den Biogasmotor verstärkt die schädliche Wirkung einzelner Ursachen überproportional. Dies wird in der Praxis sehr oft unterschätzt.

Die Interessen Gemeinschaft Biogasmotoren unterstützt die Betreiber von Biogas-BHKWs durch BHKW-Checks. Diese decken Schwachstellen auf und geben Hinweise, wie diese mit wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen beseitigt werden können.

3. Schadensursachen finden – ein wichtiger Beitrag zur BHKW-Fitness

Damit kommen wir zu einem der größten Probleme der Betriebsführung von Biogas BHKWs: Es gibt nicht nur nebeneinander wirkende Schadensursachen aus unterschiedlichen Bereichen, sondern auch mehrere Schadensursachen innerhalb einer Prozesskette, zum Beispiel der Gemischbildung. Dies erschwert die Aufklärung der Schadensursache beim Maschinenbruch deutlich.

Allein für das gefürchtete Motorklopfen gibt es mehr als ein Dutzend Ursachen. Diese muss der Servicepartner vorab prüfen, um sicher zu gehen, dass nach erfolgter Instandsetzung auch die verantwortliche Ursache mit abgestellt wurde. Wird dies unterlassen, passiert es leider immer wieder, dass der gleiche Schaden wenige Woche später wiederholt auftritt.

Ein spektakuläres Beispiel ist ein Kurbelwellenbruch aufgrund zu hoher Schwingungsbelastung. Der Servicepartner hatten zwar den Motor wieder instandgesetzt, doch leider  weder die Schwingungsbelastung gemessen noch die Ursache dafür identifiziert. Die hohe Belastung blieb erhalten, sodass die neue Kurbelwelle wenig später erneut brach. Mit Technik-Specials informieren wir über technische Zusammenhänge im Biogas-BHKW, die mit typischen Verschleißerscheinungen zu Schäden führen. Und decken die möglichen Ursachen auf.

4. Von der Biogasaufbereitung bis zum Abgaswärmetauscher

Eine der längsten Prozessketten durchläuft Biogas auf dem Weg vom Fermenter über die Biogas- , Gemischaufbereitung und den Brennraum bis hin zum Schalldämpfer. Dabei spielt der wechselnde Zustand (Druck und Temperatur) des Biogases wie auch die korrekte Funktionsweise der Komponenten, die Biogas durchströmt, eine Rolle. Ebenso die optimale Umsetzung des Biogas-Luft-Gemisches in Druck und Temperatur sowie in eine Abgasnachbehandlung mit zulässigen Emissionswerten.

Ob die Umsetzung des Biogas-Luft-Gemisches Im Brennraum zu Druck und Temperatur optimal verläuft, ist natürlich auch von der Leistungsfähigkeit der Kühlkreisläufe abhängig. Die Klopfgefahr im Biogasmotor wird auch von der Temperatur des Gemisches und der Temperatur der Zylinderköpfe und Laufbuchsen beeinflusst. Aber eben nicht nur – dies zeigt einen Ausschnitt der durchaus zahlreichen Einflussfaktoren und damit der anspruchsvollen Fehleranalyse.

5. Wirksame Kühlkreisläufe

Der Teufel steckt hier im Detail – und davon gibt es unglücklicherweise gleich mehrere. Die Qualität des Kühlmittels ebenso wie der Kühlmitteldruck befinden sich oft nicht auf dem Radar des Betreibers und des Wartungsuntersnehmens. Sorgen aber dafür, dass im Kühlkreislauf für heftige Unruhe gesorgt wird:

1. Kalkhaltiges Wasser führt zum Kalkmantel auf Laufbuchsen und sorgt für schlechte Kühlleistung.
2. Verkalkte Wärmetauscher erhöhen den Durchflusswiderstand und reduzieren den Volumenstrom und damit ebenfalls die Kühlleistung.
3. Zu niedriger Kühlmitteldruck sorgt für lokale Dampfblasenbildung an heißen Bauteilen wie Laufbuchsen – Dampf kühlt weniger als Kühlmittel in flüssiger Phase.

Dieses Beispiel zeigt, wie scheinbar harmlose Themen fatale Auswirkungen im Biogasmotor zeigen können, die bis hin zum Kolbenfresser reichen. Dabei sind die Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der BHKW-Fitness in diesem Punkt mit Blick auf die Kühlkreisläufe nicht sonderlich aufwändig und teuer – aber sie werden oft unterlassen, weil sie unwichtig erscheinen oder gar nicht wahrgenommen werden. Eine verhängnisvolle Fehleinschätzung, die zu teuren Motorschäden und hohen Betriebsunterbrechungsschäden führt.

6. Was die Motormechanik im Gleichgewicht hält

Mit der Forderung nach immer mehr Leistung und höheren Wirkungsgraden (mechanisch wie auch thermisch) sind die spezifischen Belastungen in der Motormechanik ständig gestiegen. Das Material wird mechanisch und thermisch stärker belastet. Die Lagerbelastungen und Reibung im Brennraum zwischen Kolben, Kolbnringen und Laufbuchsen erfordern einen funktionsfähigen Schmierfilm und leistungsfähige Kühlkreisläufe, um die Abwärme abzuführen. Trotz hoher Leistung werden gleichmäßig verteilte Betriebstemperaturen über alle Zylinder verlangt. Damit sich Bauteile nicht thermisch verziehen und so weiteren, ungewollten mechanischen Verschleiß prodzieren.

Um hier für den motortechnischen “Mehrkampf” gut gerüstet zu sein, bedarf es auch der BHKW-Fitness mit Blick auf das Motorschmieröl mit seiner regelmäßigen Analyse und Bewertung seines Zustandes. Hier zeigen sich Frühindikatoren für später notwendig werdende Instandsetzungsmaßnahmen, bevor ein Schaden eintritt.

7.  BHKW-Fitness verlangt kontinuierliche Betriebsdaten-Messung und -Bewertung

Moderne Motorsteuerungen liefern und zeigen eine Vielzahl von Motorbetriebsdaten an. Trotzdem fällt es vielen Betreibern schwer, aus der Flut der bereitgestellten Daten die richtigen Maßnahmen abzuleiten. Der Grund liegt darin, dass die Bewertung Betreibern schwerfällt und eine stärkere Unterstützung z.B. durch Servicepartner hilfreich wäre.

Aus wirtschaftlichen, rechtlichen und technischen Gründen ist der Betreiber hier zwar in der Pflicht, sich täglich (!) einen Eindruck vom BHKW-Zustand zu verschaffen. Und diesen mit relevanten Betriebsdaten im BHKW-Betriebstagebuch zu dokumentieren. In vielen Fällen geschieht dies auch, ohne allerdings daraus die notwendigen Schlussfolgerungen für akute oder präventive Maßnahmen abzuleiten. Ein Muster für ein BHKW-Betriebstagebuch-Wochenblatt ist als Download verfügbar.

Die liegt zum einen an der teilweise unzureichenden Ausstattung des BHKWs mit der notwendigen Messtechnik. Und zum anderen an der Beurteilung der bereitgestellten Daten. Wenn dies vor Ort nicht geschehen kann, dann sollte zumindest der Servicepartner  eine klare Interpretation der Betriebsdaten mit den Hinweisen zu den notwendigen Folgemaßnahmen geben.

8. BHKW-Verfügbarkeit und Kosten optimieren

Für Betreiber von Biogas-BHKWs kommt es darauf an, durch kontinuierliche Überwachung der technischen Betriebsdaten des BHKWs und planmäßige Wartung das Risiko ungeplanter Stillstände zu vermeiden. Der Servicepartner ist nur für geplante Serviceeinsätze vor Ort. Deshalb ist die tägliche Inaugenscheinnahme des BHKWs durch Betreiber unerläßlich. Ebenso wie ein gutes Grundverständnis zu den wichtigen Betriebsdaten des Biogasmotors. Dies gilt trotz oftmals vorhandener Online-Anbindung des BHKW-Aggregates an den Hersteller oder Servicepartner.

Die Bewertung von Betriebsdaten durch Spezialisten ermöglicht den Betreibern, ein zutreffendes Bild im Detail zu erhalten. Damit lassen sich dann auch größere Instandsetzungsarbeiten, wie z.B. Zwischenrevisionen des Biogasmotors, vorplanen. Dies vermeidet teure Überraschungen durch Schäden am Biogas-Aggregat, was immer auch zu Umsatzverlusten für erzeugten Strom und Wärme führt. Mit einer Biogasmotoren-App erhalten Mitglieder der Interessen Gemeinschaft Biogasmotoren ein Hilfsmittel, um zu wenigen, relevanten Betriebsdaten des Biogasmotors eine Rückmeldung zu erhalten, ob diese Daten sich im unkritischen Bereich für die Motorengesundheit bewegen.

Technik-Seminare in unterschiedlichen Formaten zu den Fachthemen von der Biogasaufbereitung bis hin zur Betriebsdatenmessung unterstützen die technische Betriebsführung der Betreiber und werden im Mitgliederbereich bereitgehalten.  Je nach gewählter Mitgliedschaft stehen die Informationsangebote und Beratungs-Dienstleistungen zu unterschiedlichen Konditionen zur Verfügung. Eine Übersicht findet sich hier.