Instandsetzung

Fachsymposium Biogasmotoren am 11. und 12. Mai 2022

25. April 2022 by Michael Wentzke

Fachsymposium Biogasmotoren im Mai 2022 als Präsenzveranstaltung am 11. Mai in Büdelsdorf (bei Rendsburg) und am 12. Mai in Rotenburg (Wümme) — Fachsymposium Biogasmotoren
am 11. und 12. Mai 2022

Das diesjährige Fachsymposium Biogasmotoren wird als Präsenzveranstaltung am 11. Mai 2022 in Büdelsdorf und am 12. Mai 2022 mit dem gleichen Programm in Rotenburg (Wümme) durchgeführt. Im bewährten Format werden in 4 einstündigen Themenblöcken jeweils 4 Fachvorträge á 15 Minuten gehalten. Die Referenten bringen ihre Inhalte in dieser Zeit für die Teilnehmer auf den Punkt. Nach einer Stunde treffen sich Referenten und Teilnehmer zu einer der drei sehr großzügig bemessenen Pausen, um sich mit den Referenten zu weiteren Fachfragen auszutauschen . Dabei kommt natürlich auch das Gespräch mit den eigenen Berufskollegen nicht zu kurz.

Für einen sicheren Ablauf der Präsenzveranstaltung sorgen beide Tagungshotels mit überzeugendem Hygienekonzept. In Verbindung mit den in den beiden Bundesländern Niedersachsen und Schleswig-Holstein gelockerten Corona-Bestimmungen lassen sich Fachtagungen als Live-Veranstaltung wieder verantwortlich durchführen. Der Veranstalter und die Referenten freuen sich über die persönliche Kommunikation mit den Teilnehmern. Und natürlich über deren Rückmeldungen, die sich so intensiv nicht in Online-Veranstaltungen gewinnen lassen.

1. Positionierung von Biogas-BHKWs und aktuelle Entwicklung der Energiemärkte

Im ersten Themenblock greifen die Referenten die aktuellen Preisentwicklungen in den Beschaffungs- und Absatzmärkten für Strom und Wärme auf. Dazu werden unterschiedliche Handlungsoptionen beispielhaft dargestellt. Besonderes Interesse dürften die beiden Themen „flexibler BHKW-Einsatz mit Wärmeauskopplung“ und „Entwicklung eines Speicherkraftwerks zur nachhaltigen Quartiersversorgung“ gewinnen.

2. Biogas BHKWs im Betrieb optimieren

In diesem Themenblock geht es zum einen darum, mit maßgeschneiderten Lösungen die aktuellen Abgasvorschriften einzuhalten. Und zum anderen Biogasaggregate so zu modernisieren, dass diese bessere wirtschaftliche Ergebnisse durch eine effizientere Motorensteuerung bringen. Außerdem gibt es immer noch beträchtliche Schwachstellen in der Peripherie des Biogas-BHKWs, die für beträchtliche Schäden verantwortlich sind. An einem populären Beispiel zeigt ein Komponentenhersteller, wie sich teure Schäden vermeiden lassen. Mit einfacher Mess- und Steuerungstechnik lassen sich auch Betriebskosten für Instandsetzung und Eigenstrom beträchtlich senken.

Wegen der beträchtlichen Energiepreiserhöhungen für Eigenstrom gerät dieses Thema auch in den Fokus des dritten Themenblockes. Dabei kommt es sehr darauf, mit Hilfe präziser Messtechnik die Menge eingespeisten Stromes korrekt zu erfassen und von den Netzbetreibern in Anrechnung gebrachte Standardverluste zu verifizieren. Sind die eigenen tatsächlichen Kabel- und Transformatoren-Verluste kleiner als die abgerechneten Werte, winken Erstattungszahlungen des Netzbetreibers.

3. Neue Gasmotorentechnik für größere Wirkungsgrade und mehr Zuverlässigkeit?

Es heißt zwar, das Bessere ist des Guten Feind. Aber gerade in der Biogasbranche hat sich gezeigt, dass mit robusten Biogasmotoren höhere Erträge erwirtschaftet werden und dass ein hochwertiges Package des BHKWs mit vernünftigen Reserven vor bösen Überraschungen im Betrieb schützt. In der Diskussion um „grün“ produziertem Strom und Wärme hat Biogas eine gute Ausgangsposition. Das gilt auch für Beimengungen von Wasserstoff bis zur Aufmethanisierung von Wasserstoff mit aus dem Biogas gewonnenem Kohlendioxid. Außerdem sind die Potenziale von „grüner“ Wärme noch immer unzureichend erschlossen und stellen für Biogasanlagen-Betreiber ein beträchtliches Ertragspotenzial dar.

4. Fachsymposium Biogasmotoren am 11. und 12. Mai 2022 setzt Akzente

Die Biogas-Branche hat die Chance, im Konzert der erneuerbaren Energien gerade unter Berücksichtigung der aktuellen politischen Situation in Osteuropa ihr Potenzial deutlich zu machen. Dies gilt sowohl für Optimierungen im Anlagenbestand als auch für den Bau neuer Anlagen. Die Weiterentwicklung der Motoren-Technik zielt erfreulicherweise nicht nur darauf ab, Wirkungsgradsteigerungen herbeizuführen, sondern hat zunehmend auch eine bessere Zuverlässigkeit der Aggregate im Blick.

Die Veranstaltungsdetails für das Fachsymposium Biogasmotoren am 11. und 12. Mai 2022 finden Sie unter diesen beiden Links:

https://bit.ly/fsbgm115 für den 11. Mai in Büdelsdorf

https://bit.ly/fsbgm125 für den 12.Mai in Rotenburg (Wümme)

Biogas optimal verbrennen

14. November 2021 by Michael Wentzke

Wer sein Biogas-BHKW profitabel betreiben möchte, muss sein Biogas zu einem möglichst hohen Prozentsatz in elektrische und thermische Leistung umsetzen. Eine wichtige Voraussetzung hierfür ist, dass Biogas optimal verbrennen kann. Daher erhält der Verbrennungsprozess im Biogasmotor seine große Bedeutung. Die Anzahl der Störfaktoren ist in der Praxis leider groß. Neben dem Verschleiß der Bauteile im Brennraum spielen der Zustand und die Zusammensetzung von Biogas und Ansaugluft eine große Rolle. Ebenso der (Wartungs-) Zustand der dabei durchströmten Komponenten.

Biogas ist ein anspruchsvoller Kraftstoff, der problematische Bestandteile enthalten kann. Diese können dann im Biogasmotor zu Störungen führen. Die wichtigsten seien hier auf aufgelistet:

Schwefelwasserstoff führt zur Versauerung des Schmieröles (mangelnde Feinentschwefelung), Schäden der Lager und zu hoher Korrosion
Aus dem Fermenter mitgezogene feine Staubpartikel sorgen für hohen Laufbuchsenverschleiß
Substratbestandteile können im Brennraum zu Quarzverbindungen oxidieren und den Verschleiß erhöhen (u.a. auch in Klärgasanlagen)
Langkettige Kohlenwasserstoffe können die Klopfneigung des Motors erheblich verstärken (Abfallvergärung)
Auskondensierende Feuchtigkeit des Biogases sorgt für ein Absetzen der Partikel im Biogas im Nulldruckregler und Gemischregler und führt dort zu Störungen.

Damit sind noch nicht alle Störfaktoren erfasst, die verhindern, dass Biogas optimal verbrennen kann. Eine ganze Reihe von Wartungsmaßnahmen und Betriebsdaten-Auswertungen allein in der Biogasaufbereitung sind erforderlich, um einen störungsfreienn Verbrennungsprozess zu gewährleisten.

Ohne Raumluft- und Ansaugluft-KIimatisierung drohen Motoren-Probleme

Biogasmotoren sind „Sensibelchen“, was allein schon die Ansaugluft-Temperatur angeht. Diese darf nicht zu hoch sein, anderenfalls droht gefährliches Motor-Klopfen. Mehr hierzu gibt es in unserem Technik-Spezial Motorklopfen. Die Temperatur darf aber auch nicht zu tief sein: mit frostkalter Luft und einem sehr dichten Biogas-Luftgemisch in Richtung Volllast zu fahren, bedeutete den sicheren Tod der Lager und damit einen Totalausfall des Motors. Deshalb verhindern kluge Motorsteuerungen genau dies und erzwingen eine starke Lastreduktion. Oder unterbinden gar den Motorbetrieb mit mehr als niedriger Teillast, bis ein ausreichend hohes Temperaturniveau im BHKW-Betriebsraum durch die Strahlungswärme des Motors erreicht ist.

Die üblicherweise im Sommerhalbjahr verstärkt auftretende Staubbelastung ist ein Verschleißtreiber der Laufbuchsen und hat neben erhöhtem Schmierölverbrauch und größerer thermischer Belastung des Motors auch zur Folge, dass eine Revision früher fällig wird. Eine zuverlässige Raumluftfilterung ist daher kein Luxus, sondern ein Beitrag zur Senkung der Instandsetzungs- und Betriebskosten.

Gut eingestellte Gasregelstrecke, damit Biogas optimal verbrennen kann

Selbst ohne Probleme bei der Gasaufbereitung und Nacherwärmung kann auf dem Weg durch die Gasregelstrecke in den Eintritt des Turboladers noch so viel passieren, dass es zu Störungen der Gemischbildung kommen kann. Kondensatbildung schon im Gasfiltergehäuse und saures Kondensat im Nulldruckregeler sorgen dort für starke Korrosion und Belastung mit Schmutzpartikeln des Biogases. In der Praxis zeigen sich dann Startschwierigkeiten und Leistungsschwankungen des Motors.

Die Magermixmotoren mit ca. 50 bis 80% Luftüberschuss zeigen nur dann ein ruhiges Laufverhalten, wenn alle Komponenten der Gasregelstrecke bis hin zur Zündanlage und zum Gemischkühler gut gewartet und korrekt eingestellt sind. Häufig werden Gemischregler zu „fett“ eingestellt, um ein unruhiges Laufverhalten des Motors mit Zündaussetzern zu kompensieren, was auf der anderen Seite eine höhere thermische Belastung des Motors (bis hin zum Motorklopfen) mit sich bringt.

Was noch zum optimalen Verbrennungsprozess gehört

Wird der Gemischkühler nicht auf seine Kühlleistung überprüft und korrigiert, droht Ungemach. Dann überschreitet gerade im Sommerhalbjahr die Gemischtemperatur die zulässige Temperaturgrenze. Entweder reduziert die Motorsteuerung die Leistung oder es entsteht im schlimmsten Fall ein Motorschaden, der durch Motorklopfen verursacht wird. Dies tritt ein, wenn z.B. keine Klopfsensorik zum Motorschutz eingreifen kann.

Kolben thermisch überlastet durch Überhitzung im Brennraum — Kolben benötigt Schutz vor thermischer Überlastung

Soll Biogas optimal verbrennen, müssen Ölnebeldämpfe vom Brennraum ferngehalten werden. Dies erfolgt über eine Ölnebeldampfabscheidung mit entsprechendem Filter, der regelmäßig gewechselt werden muss. Ölnebel bildet sich nicht nur im Kurbelgehäuse des Motors, sondern auch bei undichtem Turbolader im Ausgang der Verdichterstufe und bei versprödeten Ventilschaftabdichtungen der Einlassventile des Zylinderkopfes.

Es gibt also viel zu tun – sowohl für den Betreiber, als auch für den Servicepartner, um einen störungsfreien und wirtschaftlichen Verbrennungsprozess des Biogases sicherzustellen. Ausführliche Tipps zur Abhilfe und Schadensprävention gibt es daher in unserem Online-Seminar „Optimaler Verbrennungsprozess im Biogasmotor“. Termine werden hierfür in Kürze freigeschaltet.

BHKW-Probleme

11. Oktober 2021 by Michael Wentzke

Zunächst sind es nur Schwachstellen des BHKWs, die nicht weiter auffallen. Doch früher oder später kommen dann doch BHKW-Probleme, die sich im Betrieb störend bemerkbar machen. Anfangs sind diese einfach nur lästig und hartnäckig. Schwachstellen gehen nicht von allein wieder weg. Sie kennen nur in eine Richtung, wenn sie keine Aufmerksamkeit erhalten: sie werden zum Problem (die Fehlermeldung kommt immer wieder) und wollen behandelt werden.

Im Hintergrund droht noch eine weitere Gefahr: BHKW-Probleme zeigen sich anhand von Symptomen wie z.B. zu hohen Betriebstemperaturen oder Störungen des BHKW-Betriebes bis zur Notabschaltung. In der Praxis zeigt es sich immer wieder, dass selten eine einzige Ursache für ein derartiges Symptom verantwortlich ist.

Dies ist immer dann der Fall, wenn durchgeführte Instandsetzungsarbeiten des Servicepartners am BHKW nicht zum Erfolg führen. Oft bleibt das Symptom weiter bestehen – häufig sogar unverändert. Dies ist für beide Seiten dann ein großes Ärgernis: der Betreiber kann das BHKW-Problem nicht verabschieden und der Servicepartner riskiert großen Ärger mit seinem Kunden.

Ursachenanalyse mit System löst BHKW-Probleme

Wer – als Betreiber oder Servicepartner – auf Nummer sicher gehen möchte, sollte ein (Prüf-) Konzept haben. Um hiermit die Schwachstellen einer BHKW-Installation als Ursache für Störungen und Schwierigkeiten zu identifizieren. Für das Motorklopfen beispielsweise gibt es mindestens ein Dutzend Ursachen. Bestimmte Gründe treten mehr im Sommer, andere eher im Winter auf. Geprüft werden müssen sie alle, damit nicht eine Ursache übersehen wird. Die Folgen könnte durchaus ein kapitaler Motorschaden sein. Zumindest aber ein Betrieb des BHKWs mit zu hohem Biogasverbrauch oder geringerer Leistung als gewünscht. Ein Blick auf die Ursachen des gefürchteten Motorklopfens ermöglicht dieses Technik-Spezial.

Voraussetzung für erfolgreiche Fehlersuche

Das Biogas-BHKW hat viele Schnittstellen zur „Außenwelt“. Zwei besonders wichtige sind die Biogasversorgung mit ihrer Gasaufbereitung und die Netzanbindung für Strom und Wärme. Diese dürfen bei der Fehlersuche nicht vernachlässigt werden. Stimmt es an der Peripherie nicht, äußert sich der Biogasmotor mit Krankheitssymptomen. Da hilft es nicht, über mögliche Ursachen zu spekulieren oder Mutmaßungen anzustellen. Zahlen, Daten und Fakten führen dann sicher zu Usachenausschlüssen. Und diese lassen sich nur mit passender Messtechnik gewinnen.

Entweder ist diese „an Bord“ der eigenen Motorsteuerung und hilft bei der Beurteilung des Motorzustandes. Oder es wirdl die Messtechnik des Serviceunternehmens genutzt, das das BHKW betreut. In der kalten Jahreszeit wächst wieder die Gefahr der Kondensatbildung des Biogases vor Eintritt in die Gasregelstrecke. Wasser im Gehäuse des Gasfilters ist genau so unerwünscht wie die Wirkung des Kondensats auf die Membran des Nulldruckreglers (Verschmutzung und Korrosion im Bauteil). Kondensat in der Gasleitung ist aber nicht sichtbar. Eine einfache Temperaturmessung des Biogases nach Passieren des Aktivkohlefilters in Verbindung mit der Temperatur nach der Gaskühlung würde Gewissheit darüber verschaffen, ob Kondensat ausfällt oder nicht. Der Aufwand hierfür ist nicht sehr hoch, aber der Erkenntnisgewinn enorm: mollig warmes Biogas (> 35°C) nicht nur im Akivkohlebehälter (die Aktivkohle hält dann länger..) sondern auch in der Gasregelstrecke schützt vor den Gefahren der Kondensatbildung.