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Interessen Gemeinschaft Biogasmotoren

Damit Biogasmotoren problemlos laufen

Know-How für Betreiber: Optimaler Biogas-BHKW-Betrieb

14. Dezember 2018 by Michael Wentzke

Motordemontage nach Schaden

Das neue Tagesseminar für Biogasanlagen-Betreiber ist im Oktober 2018 in Schwerin und Anfang Dezember in Rendsburg mit sehr guten Bewertungen der Teilnehmer und Veranstalter angelaufen. Der Wunsch nach einem optimalen Biogas-BHKW-Betrieb ist bei Betreibern nach wie vor hoch.

Zielsetzung der Anlagenbetreiber mit Blick auf das BHKW unverändert

Was Betreiber unter optimalen Biogas-BHKW-Betrieb verstehen, war in den beiden durchgeführten Seminaren nahezu identisch:

  • Keine ungeplanten Stillstände des BHKWs
  • geringe Instandhaltungskosten
  • Hohe Verfügbarkeit des BHKWs
  • Präsente und kompetente Servicemannschaft
  • Hohe Zuverlässigkeit des Aggregates
  • Mehr Informationen vom Servicepartner zum Zustand des Aggregates

Michael Wentzke von der IG Biogasmotoren schärfte den Blick der Teilnhmer dafür, dass Motorenprobleme häufig nur das Symptom bilden für Schadensursachen, die sich in der Peripherie des Aggregates verbergen. Das können die Nebenaggregate des Packages sein, wie z.B. die Raumklimatisierung oder die Biogasaufbereitung.

1. BHKW-Schnittstellen als Schadensursachen ausschalten

Das Biogas-BHKW steht ja nicht für sich allein auf der Biogasanlage, sondern hat zahlreiche Schnittstellen, die auf den Biogasmotor einwirken. Ein BHKW-Hersteller ist gut beraten, diese Schnittstellen bei der Planung und Projektierung eines Biogas-BHKWs zu berücksichtigen. Nur so lassen sich später im Betrieb des BHKWs Probleme vermeiden, die der Lieferant zu vertreten hat.

Ein großes Thema ist in diesem Zusammenhang auch die Wärmeauskopplung, die gerade bei Vergrößerung der Wärmeabnehmer eine Wärmeplanung erfordern, um Motorenprobleme und nicht ausreichend versorgte Wärmekunden zu vermeiden.

2. Showstopper für optimalen Biogas-BHKW-Betrieb

Leider gibt es in der Praxis beträchtliche Mängel der Errichtung gerade von Flex-BHKWs. Diese führen zu Betriebsstörungen und schlechten Leistungen der BHKWs, da Biogasverbräuche zu hoch sind oder ausgekoppelte Wärmemengen zu niedrig sind. Hier scheitert es an der Parametrierung der Steuerungstechnik, die offenbar manche Serviceteams schlichtweg überfordern, obwohl die „Hardware-Ausstattung“ des BHKWs eigentlich vollständig und richtig ausgelegt ist.

In Einzelfällen verzögert sich dadurch die Inbetriebnahme von Aggregaten um mehrere Monate mit den negativen Konsequenzen für den Betreiber. Dies hat seine Ursache oftmals in unzureichenden Kapazitäten und Qualifikationen der Errichter- und Inbetriebnahmeteams.

3. Servicekonzepte vieler BHKW-Anbieter unzureichend

Für optimalen Biogas-BHKW-Betrieb ist ein individuell abgestimmtes Servicekonzept unerläßlich. Hier wird häufig übersehen, dass ein Biogas-BHKW nicht nur aus Motor, Generator und Schaltschrank besteht, sondern eben auch Lüfter, Gasgebläse, Pumpen etc. erfordert. Diese Komponenten verschleißen auch und sind ebenfalls wartungsbedürftig.

Es ist verwunderlich, dass BHKW-Packager ihre Kunden oft nur mit Wartungsdienstleistungen für den Biogasmotor bedienen und alles andere nicht ansprechen, obwohl dies im Lieferumfang des Biogas-BHKWs enthalten war. Anbieter sollten zu beiderlei Nutzen darüber nachdenken, wie die Lücken im Serviceumfang schnellstmöglich abgedeckt werden, damit für den Betrieb des BHKWs wichtige und zum Teil sicherheitsrelevante Komponenten nicht vergessen werden.

BHKW-Hersteller können ihr Serviceangebot für Biogas-BHKW-Betreiber deutlich verbessern, indem sie ihre Leistungen im Service mit Kooperationspartnern guter Qualität ergänzen. Der Markt ist hierfür vorhanden, viele Betreiber beklagen zu Recht unzureichende Servicevertrags-Angebote. Lücken im Service der wartungsbedürftigen Komponenten führen zu Schäden, zu hohen Betriebskosten und zu (persönlichen !) Haftungsrisiken des Betreibers, wenn dadurch die Betriebssicherheit leidet.

4. Motor-Betriebsdaten: Zahlenfriedhof oder Instrument zur Vorsorge?

Täglich sammeln Motorsteuerungen und Betreiber Motorbetriebsdaten, häufig auch Daten der angebundenen Peripherie wie Gasaufbereitung und Wärmeauskopplung. Man kann darüber im Einzelfall streiten, ob es jeweils die richtigen und relevanten Daten sind. Aber über einen Mangel an Daten muss man sich eher nicht beklagen. Was fehlt, ist die Interpretation der Betriebsdaten mit Blick auf Betriebskosten und Schadenprävention.

Temperaturschwankungen des Tages sowie im jahreszeitlichen Wechsel belasten die Motoren und Nebenagregate, hinzu kommt die eigene Wärmeproduktion des Motors im Brennraum und dem nachfolgenden Abgastrakt. Im Flexbetrieb kommen täglich zwei Heiß- und Kaltwechsel hinzu. Dies ist dann für einen optimalen Biogas-BHKW-Betrieb zu bewältigen, wenn Betreiber die Frühindikatoren für den Motorenverschleiß im Zeitablauf bewerten lassen.

Hier wäre Hilfe der Servicepartner notwendig, die z.B. die Ölanalyse mit Blick auf die nächsten Wartungsmaßnahmen interpretieren. Die Stadandardtexbausteine der Schmieröllabore sind leider häufig nicht ausreichend, um den Betreiber vor teuren Schäden zu schützen. Den Wartungsteams fehlt hierfür oft die Zeit vor Ort, vereinzelt auch das profunde Wissen. Für einen guten Service, der vom Kunden so erlebt wird, ist eine entsprechende Zahlungsbereitschaft durchaus vorhanden.

Es gibt die (wenigen) Leuchttürme guten Vorortservices, die Betreiber zu guten wirtschaftlichen Ergebnissen führen. Dort rechnen sich die Serviceaufwendungen sehr wohl. Es überwiegen leider die Klagen über das Preis-Leistungsverhältnis und die Verfügbarkeit von Serviceeinheiten im Markt. Für Anbieter eines umfassenden BHKW-Services ist dies Chance und Herausforderung zugleich angesichts des Fachkräftemangels und der hohen Fachkräfte-Fluktuation.

Welche Inhalte die Teilnehmer des Seminars „Optimaler Biogas-BHKW-Betrieb“ erwarten, lässt sich unter diesem Link abrufen.

Anlagenoptimierung, Betriebsführung, Betriebsmittel, Instandsetzung, Schadensursachen, Veranstaltung, Wartung Tagged: Abwärmeführung, BHKW-Projektierung, Biogas-BHKW-Betrieb, Fundament, Gasaufbereitung, Inbetriebnahme, Package, Raumklimatisierung, Schadenfrüherkennung, Schnittstellen, Servicevertrag, Steuerungstechnik

Gastbeitrag HGS: Schwingungsmessung im BHKW

Gastbeitrag HGS: Schwingungsmessung im BHKW

26. Januar 2017 by Michael Wentzke

Wie H.G.S. Schwingungsmessungen in der Praxis durchführt
Schwingungsmessung an einem Biogas-Aggregat

Die Schwingungsmessung ist nach DIN ISO 8528-9 seitens des Lieferanten der Gasmotoreinheit mit Generator (Caterpillar Energy Solutions – MWM) nach der erfolgten Inbetriebnahme des BHKWs vorgeschrieben.

Für die Durchführung der Messung sind entsprechende Meßgeräte und -Fühler sowie speziell geschulte Servicetechniker erforderlich. Für die Messung wird eine Vorlage von MWM, in der bis zu 60 Meßpunkte graphisch und tabellarisch dargestellt sind, verwendet.

Die Messung ist nach der Inbetriebnahme notwendig, um unter anderem die korrekte Aufstellung des Gensets z.B. im Container oder auf einem Fundament in Raumaufstellung zu kontrollieren. Es werden die Einhaltung der Grenzwerte für Schwingungen am Gasmotor und Generator, die Wellen-Ausrichtung vom Generator zum Gasmotor, die Funktion der einzelnen Komponenten zur Schwingungsreduzierung (z.B. Federelemente, Schwingungsdämpfer am Motor, Kompensatoren, etc.) überprüft und ein Referenzwert für spätere Messungen festgestellt.

Praktische Durchführung einachsiger Schwingungsmessungen
Messwertaufnehmer mit einem mobilen Schwingungsmessgerät

Die Schwingungsmessung und Dokumentation der entsprechenden Meßwerte ist Bestandteil der Inbetriebnahme nach MWM-Hersteller-vorgabe und einschließlich der restlichen Inbetriebnahme-Dokumente bei MWM einzureichen.

Bei den folgenden, größeren Wartungsstufen des GenSet (Gasmotor und Generator) ist ebenfalls eine Schwingungsmessung vorgeschrieben. Die entsprechenden Wartungsintervalle und dazugehörigen Umfänge sind der jeweils beigefügten Dokumentation von MWM zum Marelli-Generator zu entnehmen.

Um nun zu erkennen ob sich das Schwingungsverhalten des BHKWs verändert hat, ist ein Vergleich mit den Referenzwerten aus der Messung nach der Inbetriebnahme unumgänglich. Nur durch den Vergleich mit dem Neuzustand ist zu erkennen, ob und wo sich Werte verändern, so daß man dann gegebenenfalls darauf reagieren und eine weitere Diagnose der Fehlerquelle einleiten kann.

Stellt man nun bei einer Schwingungsmessung im Rahmen einer Wartung fest,  daß sich die Werte verändert haben, sollte man an den entsprechenden Meßpunkten erneut eine Messung durchführen,  um sicherzustellen, daß es sich nicht um einen Meßfehler handelt.

Werden die Abweichungen zum damaligen Referenzwert in der Vergleichsmessung bestätigt, so sollte man vor Ort direkt folgende Punkte kontrollieren:

  • Einstellung der Federelemente und Kontrolle, ob diese vollständig auf dem Boden aufliegen sowie
  • Sichtkontrolle der Kompensatoren

Wenn diese Punkte alle in Ordnung sind, so sollte im Anschluß die Wellenausrichtung vom Gasmotor und Generator kontrolliert werden. Des weiteren kann man weitere Messungen, z.B. an anderen Meßpunkte, oder eine Spektrumanalyse durchführen.

Ein verändertes Schwingungsverhalten kann natürlich auch von einem „unrunden“ Motorlauf hervorgerufen werden. Ein „unrunder“ Motorlauf ist zum Teil zu hören und zu sehen oder kann auch an analogen Leistungs- oder Stromanzeigen sichtbar sein. Stellt man nun fest, daß der Motor nicht ruhig läuft, kann man zum einen in der MWM TEM-Steuerung die jeweilige  Zündenergie ablesen und per Zündlichtpistole die einzelnen Zylinder auf korrekte Zündimpulse hin kontrollieren.

Weiterhin sollte der korrekte Zündzeitpunkt ebenfalls direkt kontrolliert werden. Eine Messung der Abgaswerte nach Motor sowie vor Katalysator kann ebenfalls hilfreich sein, um zu erkennen, ob der Motor in seinen richtigen Parametern läuft.

Zu hohe Schwingungen können zu kurz- und langfristigen Schäden am gesamten BHKW führen. Wenn diese Schäden eintreffen, ist meistens eine kostenintensive Reparatur, verbunden mit einer längeren Ausfallzeit, unumgänglich. Welche Leistungsumfange für Schwingungsmessungen angeboten wird und wie groß der Zeitaufwand für die Messung ist, erfahren Interessenten hier.

Autor: Arnd Dietrich, Leitung Elektrotechnik H.G.S. GmbH & Co KG in Krefeld

Anlagenoptimierung, Betriebsdatenanalyse, Instandsetzung, Schadensursachen, Wartung Tagged: Biogas-BHKW, Federelemente, H.G.S., Inbetriebnahme, Kompensatoren, Schäden, Schwingungsmessung, Schwingungsverhalten

Mit einem Klick auf das Bild geht es zu den Details:

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