Kühlmittel

Biogasmotoren-Kollaps

27. Januar 2022 by Michael Wentzke

Biogasmotoren-Kollaps durch Überhitzung mit schweren Schäden in einzelnen oder mehreren Brennräumen ist keine gute Nachricht. So etwas wünscht sich keiner zum Jahresstart. Angesichts niedriger Außentemperaturen scheinen Bedrohungen durch schlechte Motorkühlung ausgeschlossen zu sein. Die Gefahren für den Biogasmotor kommen häufig auch aus einer ganz anderen Ecke.

Störungen in der Gemischbildung

Das Verbrennungsluftverhältnis beschreibt das richtige Verhältnis von Ansaugluft und zugeführtem Biogas. Hierfür sind die korrekte Einstellung vom Nulldruckregler und vom Gemischregler verantwortlich. Kondensiert die Restfeuchte von Biogas durch unzureichende Nacherwärmung aus, gelangt Kondensat in die Gasregelstrecke. Wassertropfen ziehen im Gasstrom Staub- und Schmutzteilchen mit, die sich im Nulldruckregler und im Gemischregler in den feinen Spalten ablagern und dort zu Funktionsstörungen führen: das Verhältnis von Luft und Biogas kann sich in Richtung fetterem Gemisches verändern und damit die Brennraumtemperaturen nach oben treiben. Dies birgt dann die Gefahr, dass ein Kolbenfresser auf einem oder mehreren Zylindern passiert.

Zu hohe Brennraumtemperaturen durch Störungen in der Gemischbildung können selbst von gut gewarteten, intakten Kühlkreisläufen in ihrer zerstörerischen Wirkung nicht mehr kompensiert werden.

Motorenkiller Ölnebeldämpfe

Das gilt auch für die zweite Ursache viel zu hoher Brennraumtemperaturen: Ölnebeldämpfe, die nicht mehr ausreichend von der Ölnebeldampfabscheidung vom Brennraum ferngehalten werden. Diese erschleichen sich quasi den Zutritt in den Zylinder. Weil der Ölnebeldampfabscheider diese wegen Wartungsmängel nicht mehr zurückhält. Zwei weitere Gründe lägen in der Abdichtung der Abgasturbolader-Welle oder verschlissener Einlassventil-Führungen. Schmieröl, das in zu großen Mengen am falschen Ort auftritt und den Biogasmotoren-Kollaps herbeiführen kann.

Diese Schadensursache arbeitet lange Zeit im Verborgenen und schlägt dann kräftig zu. Man kommt ihr nur auf die Spur, wenn die Betriebsdaten des Motors sorgfältig ausgewertet werden und eine durchgängige Wartung geschieht. Neben den Ölnebeldämpfen aus dem Kurbelgehäuse sind Schmierölleckagen aus unzureichenden Abdichtungen wörtlich brandgefährlich. Weil im Brennraum durch zusätzlich verbranntes Schmieröl zu viel Hitze entsteht, die in der Folge den Kolbenboden zum Schmelzen bringt.

In einem neuen zweiteiligen Online-Seminar erfahren Betreiber von Biogas-BHKWs zwei Dinge : erstens, welche weiteren Ursachen die Temperaturen im Brennraum unzulässig erhöhen. Und zweitens, wie Betreiber sich wirksam dagegen schützen können. Erster Veranstaltungstermin ist am 22. und 23. Februar 2022 , Details erfahren Sie unter diesem Link .

Auffrischung Betriebssicherheit

3. September 2020 by Michael Wentzke

Auffrischungsseminar Betriebssicherheit am 5.11.2020 in Büdelsdorf gemäß TRGS 529 und TRAS 120 — Auffrischungs-Seminar Betriebssicherheit
in Büdelsdorf am 5.11.2020

Nach der zweitägigen Grundlagenausbildung zum Thema Betriebssicherheit ist der Betreiber einer Biogasanlage verpflichtet, nach vier Jahren eine Auffrischung für den Unternehmer und eine zweite Person durchzuführen. Das wird von vielen Betrieben zunächst einmal als Verpflichtung verstanden, die Zeit und Geld kosten. Auf der anderen Seite zeigen die Schadensfälle, wie wichtig Grundlagenwissen in der Praxis ist. Es geht darum, unerwünschte Konsequenzen aus Personen-, Sach- und Umweltschäden zu vermeiden. Da die „Kurve des Vergessens“ bei jedem mehr oder minder stark zuschlägt, ist eine Auffrischung immer hilfreich. Zumal dann, wenn wichtige Themen in Form von neuen gesetzlichen Auflagen hinzukommen.

Beobachtungen zum Thema Betriebssicherheit

Die IG Biogasmotoren wird regelmäßig mit Blick auf das Biogas-BHKW in Schadensfällen angesprochen, die sehr unterschiedlichen Urspungs sind. Fehlerhafte Instandsetzungsarbeiten am BHKW führen oft zu Sachschäden am Motor und wegen seines Ausfalls auch zu einer Betriebsunterbrechung. Fehler sind menschlich und können überall passieren. Es kommt dann für den Betreiber darauf an, wer übernimmt hierfür die Verantwortung. Servicebetriebe sind gegen Mitarbeiterfehler beim Kunden im Regelfall versichert. Sodass in diesem Fall nicht die Versicherungen des Betreibers für einen Instandsetzungsfehler einspringen, sondern die Haftpflichtversicherung des Servicebetriebes. Diese Fälle lassen sich besonders gut aufklären, wenn die Betriebsdaten des BHKWs gut dokumentiert sind.

Routine im Schadensfall wünscht sich keiner,

Auffrischungs-Seminar Betriebssicherheit gemäß TRGS 529 und TRAS 120 am 6.11.2020 in Rotenburg (Wümme) — Auffrischungs-Seminar Betriebssicherheit
in Rotenburg (Wümme) am 6.11.2020

aber sie wäre oftmals hilfreich. BHKW-Brände sind ausgesprochen unangenehm, da diese oft in der Nähe von gasgefüllten Fermentern passieren. Als betroffener Betreiber steht dieser oft auch unter Schock, was nur zu verständlich ist. Wenn dann Alarmierungsketten ins Leere laufen und die Feuerwehr in großem Respektsabstand erst einmal vorsichtig sondiert, geht oft wertvolle Zeit verloren. Eine Feuerwehrübung als Bestandteil eines Konzeptes zur Betriebssicherheit ermöglicht auch sicheres Vorgehen der Feuerwehr bei der Brandbekämpfung, weil diese dann genau weiß, wie sie vorzugehen hat. Ein aktuell gehaltenes Telefonverzeichnis wird im Notfall geschätzt, die Ansage „kein Anschluss unter dieser Nummer“ dagegen eher nicht.

Wenn dann noch die Stromversorgung abgeschaltet werden muss oder unterbrochen ist, bekommt ein Notstromkonzept ein ganz anderes Gewicht. Die Notstromversorgung der Fackel und der Gebläse zur Stabilisierung der Fermenterhauben wäre dann sicherzustellen.

Versicherer schauen sich BHKW-Betriebsdaten gern an, um zu prüfen, ob Betreiber-Pflichten zur Betriebsführung des BHKWs erfüllt wurden. Darüber hinaus lassen sich Umsatzausfälle für Strom und Wärme sauber nachweisen, ebenso eine ordnungsgemäße Wartung des Aggregates. Hier sei der Hinweis erlaubt, dass nicht nur Motor und Generator der Wartung bedürfen, sondern auch die Peripherie. Das Gasgebläse, die Gasaufbereitung und die Schaltschränke sowie der Transformator sind ebenso regelmäßig zu warten, damit diese die Anforderungen an Betriebssicherheit erfüllen. Für Komponenten der Gärstrecke gilt dies natürlich ebenfalls.

Sicherheit auch für unsere Seminarteilnehmer

In der Vorbereitung der Präsenzseminare zur Auffrischung und Aktualisierung der geforderten Fachkunde sind wir auch mit den unterschiedlichen regionalen Sicherheitsbestimmungen zur Seminardurchführung konfrontiert. Die eingebundenen Tagungshotels können für unsere Seminare die Konformität zu diesen Vorschriften sicherstellen und verfügen jeweils über ein eigenes Hygienekonzept. Auch im Präsenz-Seminar zu Corona-Zeiten möchten wir, dass Sie gesund bleiben. Den Anmeldeflyer für das Seminar in Büdelsdorf und Rotenburg finden Sie im jeweiligen Ortsnamen verlinkt.

Optimaler BHKW-Betrieb

8. November 2019 by Michael Wentzke

Ganztages-Seminare zum Thema „Optimaler BHKW-Betrieb“ stießen in jüngster Zeit auf großes Interesse der Betreiber. Oft wurden auch auf Wunsch die Themen ergänzt, die beim Flex-Betrieb zu beachten sind.

In den Veranstaltungen stellte sich heraus, dass die Interpretation der Betriebsdaten oft Schwierigkeiten bereitet. Damit fehlen wichtige Informationen, um die Schadenprävention zu unterstützen. Mit den täglich erfassten Betriebsdaten des BHKWs hätte der Betreiber die Chance, frühzeitig gemeinsam mit dem Servicepartner vorbeugend einzugreifen.

Es geht dabei um Gefahren erhöhter Temperaturen in den Kühlkreisläufen und in der Gemischversorgung, die den Betreiber bei Nichtbeachtung viel Geld und ungeplante Stillstände kosten. Beispielhaft seien 6 Einflussfaktoren angesprochen, die in der Praxis immer wieder zu teuren Störungen führen.

1. Betriebstemperaturen in Kühlkreisläufen zu hoch

Hohe Kühlwassertemperaturen führen zu vorzeitiger Materialermüdung im Bereich der Zylinderköpfe, Laufbuchsen und Zündkerzen. Diese Bauteile erreichen früher ihre Verschleißmaße und erhöhen somit die Betriebskosten. Die Standzeiten dieser Bauteile sind bei den gleichen Motortypen sehr unterschiedlich und weisen auf die unterschiedlichen Arbeitsumgebungen der Motoren hin. Darauf hat schon der Anlagen-Planer und Projektierer einen großen Einfluss. Liefert die Inbetriebnahme des Aggregates keine Betriebstemperaturen im Sollbereich, sind die Wurzeln für vorzeitigen Verschleiß gelegt.

Es gibt mehrere Ursachen für zu hohe Betriebstemperaturen in Kühlkreisläufen, die auch in der zunehmenden Verschmutzung der Wärmetauscher liegen. Deshalb sind die Temperaturänderung der Kühlmedien wichtige Indikatoren für anstehende Reinigungsarbeiten an Wärmetauschern und Notkühlern.

2. Schmieröltemperatur im BHKW-Betrieb zu hoch

Schmieröl kann eine Menge Temperatuerhöhung ertragen, bevor der Schmierfilm reisst. Aber weit davor sind wichtige Additive schon zerstört. Und die Schmierölanalyse zeigt hohe Oxidationswerte, die einen vorzeitigen Schmiereölwechsel erfordern. Die Schmieröltemperatur zeigt ein Sympton an (im Motor herrschen zu hohe Temperaturen) und wirkt selbst auf die zu schmierenden Bauteile mit weniger Leistung als Schmieröl (Additive zerstört) ein.

Auch hier gibt es ein Ursachenbündel, das vom verschlammten Ölkühler bis zur klopfenden Verbrennung des Motors reicht. Oft wirken auch mehrere Ursachen gleichzeitig und erfordern daher eine saubere Auswertung der Motor-Betriebsdaten. Wer zu früh mit der Fehlersuche aufhört, wundert sich dann, dass die Temperatur immer noch zu hoch ist.

3. Hohe Gemischtemperatur führt zur Leistungsreduktion oder zum Totalschaden

Gute Motorsteuerungen schützen den Motor vor zu heißem Gemisch und reduzieren die Motorleistung. Bis die Gemischtemperatur wieder ein erträgliches Temperaturniveau erreicht hat. Wer keine Sensorik hierfür hat, läuft Gefahr, dass zu hohe Brennraum-Temperaturen und -Drücke den Motor massiv schädigen. Dies reicht dann bis zum einzelnen oder gemeinschaftlichen Kolbenfresser und Lagerversagen.

4. Ölnebeldämpfe im Brennraum

Der verborgene Champion mit starker Zerstörungskraft im Motor sind Ölnebeldämpfe. Als starke Brandbeschleuniger führen sie ausnahmslos zu massiven Motorschäden. Den Zustand der Ölnebeldampfabscheidung sauber im Auge zu behalten, ist daher eine wichtige Aufgabe im BHKW-Betrieb. Überhaupt hat Schmieröl nichts im Ansaugtrakt zu suchen, kommt es nun von undichten Turboladern oder von verschlissenen Einlassventilführungen.

Je nach Menge des in den Brennraum eingetragenen Schmieröles werden auch Bauteile im Abgastrakt durch harte Beläge und Ölkohleaufbau geschädigt, wie z.B. der Abgasturbolader.

5. Kondensatabführung

Gerade im Winterhalbjahr ist die Gefahr der Kondensatbildung in der Biogasleitung groß. Wenn durch unzureichende Erwärmung oder Rohrisolierung die Feuchtigkeit im Biogas ausfällt, bekommt im schlimmsten Fall der Motor durch die Wassermenge Schluckbeschwerden. Überdies hinaus erhalten die Komponenten wie Nulldruckregler oder Gemischregler mit dem Kondensat auch Schmutzpartikel, die sich in den empfindlichen Bauteilen ablagern und zu Störungen führen.

Freie Kondensatschächte und regelmäßige Entleerung der Kondensatabzüge von Abgaswärmetauschern sind wichtige Programmpunkte im BHKW-Betrieb, da anderenfalls dort auch große Korrosionsgefahr droht.

6. Biogasaufbereitung im BHKW-Betrieb oft vernachlässigt

Die Qualität der Biogasaufbereitung steht und fällt mit dem Fahren im optimalen Bereich der Aktivkohle. Im Seminar „Optimaler BHKW-Betrieb“ wird genau erläutert, welche Bestandteile (u.a. Sauerstoffgehalt) und Zustandsgrößen (Feuchte und Temperatur) zu einer optimalen Beladungsleistung der eingesetzten Aktivkohle führen. Für Schwefelwasserstoff gilt eine Null-Toleranz-Politik, um Lagerschäden, versauerndes Schmieröl und korrodierte Abgaswärmetauscher zu vermeiden. Die penible Überwachung wird mit höherer Verfügbarkeit des Aggregates und geringeren Betriebskosten (insbesondere Instandhaltung und Ausfallkosten) belohnt.

Technische Betriebsführung erfordert Hand am Puls des Biogasmotors

Die im BHKW-Betrieb gewonnenen Motor-Betriebsdaten geben klare Signale, was für einen weiteren störungsfreien Betrieb zu tun ist. Entweder für den Betreiber selbst oder den involvierten Service-Betrieb. Es gäbe also gute Chancen, die heute noch sehr unterschiedlich hohen Ausfallzeiten und Instandhaltungskosten auf ein günstiges Maß zu reduzieren. Wenn Betreiber und Servicepartner die kontinuierlich gemessenen Daten bewerten und dann rechtzeitig (nicht zu früh oder zu spät) gegensteuern.

Häufig sind es die kleinen Stellschrauben, die oft Wunder wirken und den Alltagsstress mit dem BHKW deutlich reduzieren. Wir unterstützen Betreiber hierin, z.B. mit den schon oben angesprochenen Seminaren, die insbesondere auch für den Flex-Betrieb wichtige Hinweise enthalten. Aktuelle Termine sind hier für Nienburg und Freiberg verlinkt.