Instandhaltungskonzept Archives - Interessen Gemeinschaft Biogasmotoren

Schlüssel zum optimalen Biogas-BHKW-Betrieb
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Ein neu konzipierter Tages-Workshop für Betreiber von Biogas-BHKWs der IG Biogasmotoren startet am 21.8.2018 in Nienburg an der Weser. In der rechten Spalte der Website gibt es Veranstaltungshinweise mit Details, der Link zur Anmeldung findet sich auch am Ende dieses Beitrages.

Es werden die vier Schlüsselthemen vorgestellt, die Betreibern helfen, die Ertragskraft im Biogas-BHKW-Betrieb zu verbessern.

Problemloser BHKW-Betrieb ist nach wie vor keine Selbstverständlichkeit bei vielen Betreibern. Die anfängliche Erwartung ist diesbezüglich oft genug enttäuscht worden. Und so ist es nicht überraschend, dass hierfür ein ganzes Bündel von Ursachen verantwortlich ist. In den veröffentlichten Betriebsvergleichen und in dem Schadensgeschehen, von dem wir erfahren, lassen sich vier Themenfelder ausmachen, die zu weniger guten BHKW-Ergebnissen führen.

1. Schnittstellen, die auf das BHKW wirken

Das Biogas-BHKW benötigt Ansaugluft und Biogas zur Gemischaufbereitung und ein Raum-Klima, in dem es weder den Hitze- noch den Kältetod stirbt. Das klingt zunächst einmal ziemlich einfach – leider gibt es nicht nur bei hochsommerlichen Temperaturen allein schon damit erhebliche technische Probleme. Die Temperaturwechsel vom Tag zur Nacht und Sommer bis Winter stellen für viele BHKWs in der Verbindung mit kondensierender Feuchte des Biogases eine erhebliche Herausforderung dar.

Durch übermäßiges Kühlen des Biogases und zu geringem Sauerstoffgehalt werden die Eigenverbräuche für Strom und Aktivkohle unnötig erhöht, um einmal zwei kleine Stellschrauben für wirtschaftlicheren Betrieb zu nennen.

2. Altlasten der BHKW-Planung und -Errichtung

Manche BHKWs laufen jahrelang mit thermischen Problemen und höherem Bauteilverschleiß, den es so nicht geben dürfte. Hätte ein Anlagenbauer z.B. Wärmetauscher korrekt dimensioniert und nicht Sommertemperaturen von nur maximal 25° Celsius berücksichtigt, bliebe dem Betreiber viel Ärger erspart. Erfreulicherweise lassen sich Planungsmängel oft auch später im Betrieb noch korrigieren, aber es kostet Zeit und Geld.

Im günstigsten Fall sind es nur Einstellungsmängel, die sich durch richtige Parametrisierung der Ventile und Regeleinrichtungen z.B. in Kühlkreisläufen korrigieren lassen. So lassen sich Wärmeumsätze erhöhen, wenn im Winter eben keine Notkühler mitlaufen.

3. Ein gutes Instandhaltungskonzept bringt mehr Nutzen, als es Kosten verursacht

Das Potenzial für kompetente Instandhaltungsdienstleistungen ist nach wie vor sehr groß. Leider ebenso groß ist die Spanne der angebotenen Dienstleistungsqualität, die oftmals die Zweifel der Betreiber rechtfertigt, umfassende Serviceleistungen einzukaufen. (Motoren-) Hersteller und Anlagenbauer geben vereinzelt schon für den klassischen Grundlastbetrieb der Biogas-BHKWs keine Dienstleistung ab, die den Betreiber überzeugen kann. Das gilt leider in noch viel stärkerem Maße für angefragte Wartungsarbeiten der Aggregate im Flexbetrieb.

Dies mag zum einen dem Fachkräftemangel geschuldet sein. Andererseits ist die Preispolitik für Ersatzteile teilweise überzogen, wie vereinzelt selbst Hersteller zugestehen. Betreiber weichen dann für Verbrauchsmaterialien und Verschleissteile auf den Fachhandel aus, der qualitativ hochwertige Ersatzteile zu deutlich attraktiveren Kosten liefern kann.

Die vorgestellten Detailthemen in diesem Themenfeld reichen vom zu reinigenden Abgaswärmetauscher über Filter-, Kühlmittel- und Schmierölwechsel bis zum Zylinderkopf-Tausch.

4. Betriebsdaten-Erfassung und -Auswertung

Moderne Motorsteuerungen stellen viele Betriebsdaten des Biogas-Motors dar. Aber durchaus nicht alle wichtigen Daten der Kühlkreisläufe. Ein Beispiel: Kühlmitteldrücke erlauben Aussagen, ob sich im Kühlkreislauf Dampfblasen bilden können oder nicht. Diese entscheiden darüber, ob klammheimlich durch Kavitation der Motorblock zerfressen wird. Früherkennung ist also durchaus wichtig, um sich vor teuren Totalschäden zu schützen.

Dieses kleine Beispiel zeigt, wie bedeutsam im Einzelfall eine harmlos erscheinender Kühlmitteldruck ist. Und – nicht zu vergessen – die dazugehörende Bewertung. In dem Tagesworkshop für den optimalen Biogas-BHKW-Betrieb gehen wir auf die relevanten Betriebsdaten und deren Bewertung ein, damit Betreiber ein Instrument zur Schadenverhütung erhalten.

Auf das Fachsymposium Biogasmotoren am 5.9.2018 sei hier gesondert hingewiesen, da mehrere Fachvorträge sich sowohl zu praktischen Themen der Schadenfrüherkennung als auch zu kostensparenden Instandhaltungsmaßnahmen äußern. Details zu dieser Veranstaltung sowie zur Anmeldung finden sich in den beiden Links.

Peter Krabbe und Dirk Goeman auf dem Fachsymposium Biogasmotoren **Randbedingungen für ein profitables Biogas-BHKW**

Am 5. September 2016 fand im Steigenberger Hotel Treudelberg in Hamburg das Fachsymposium Biogasmotoren statt. Unter der Moderation von Peter Krabbe, Vorstand der IG Biogasmotoren e.V. wurden 6 Fachvorträge gehalten. Alle Beiträge folgten dem Ziel, den Betrieb eines Biogas-BHKW mit weniger ungeplanten Stillständen und niedrigeren Instandhaltungskosten zu ermöglichen.

Mehr als 40 Teilnehmer kamen aus den Bereichen Biogasanlagen-Betreiber, Anlagenbauer undMotorenhersteller. Auch Instandsetzungsdienstleister, Versicherer, Schmierstoffhersteller und Berater für die Biogas-Branche waren vertreten. Die Teilnehmer diskutierten die Lösungsvorschläge für einen profitablen Betrieb von Biogas-BHKWs. Die Aufmerksamkeit galt in allen Vorträgen der Vermeidung von Schäden an wichtigen Komponenten des Biogas-BHKW. Umsatzausfälle in Verbindung mit notwendigen Instandsetzungsaufwändungen belasten die Gewinn- und Verlustrechnung des Betriebszweiges Biogas doppelt. Daher steht ein profitabler Betrieb der Biogasanlage mit dem Biogas-BHKW ganz oben auf der Wunschliste der Betreiber.

Das nachfolgende kurze Video zeigt in viereinhalb Minuten die Begrüßung der Teilnehmer durch Peter Krabbe, der neben der Einstimmung auf das Fachsymposium auch aus seinem eigenen persönlichen Erleben als leidgeprüfter Betreiber zweier Biogas-BHKWs erzählt, wie es vor drei Jahren zur Gründung der Interessen Gemeinschaft Biogasmotoren kam:

1. Randbedingungen für einen profitablen Biogas-BHKW-Betrieb

Michael Wentzke, Geschäftsführer der IG Biogasmotoren stellte in seinem Vortrag die Voraussetzungen für einen profitablen Biogas-BHKW-Betrieb vor und wies auf die Ertragspotenziale für Betreiber hin, die in der zustandsorientierten Instandsetzung liegen.

Neben den Anlagen-Problemen der Biogas-BHKWs bei Neuauslieferung müssen Betreiber auch für ihre Bestandsanlagen im laufenden Betrieb mit ihren Servicepartnern frühzeitig "die Hand am Puls" des Biogasmotors haben. So werden Betriebsdaten regelmäßig gemessen und ausgewertet, um ungeplante Stillstände mit rechtzeitigen Reparaturen vermeiden zu können.

Mit Blick auch auf die Flexibilisierung von Biogas-BHKWs wurden auch die wirtschaftliche Chancen von Full-Service-Verträgen dargestellt. Bei richtiger Gestaltung ermöglichen diese eine Risikoentlastung für den Betreiber und eine bessere Verhandlungsposition gegenüber Versicherern und Finanzierern.

2. Gasverdichterstationen: Probleme und praktische Lösung

Lars Freyer informierte die Teilnehmer über auftretenden Verschleiß und Fehlerursachen an Gasgebläsen und zeigte, welche Wartungsarbeiten in welchen Abständen an Gasverdichtern und Radialventilatoren durchzuführen sind. Sein Vortrag enthielt im ersten Teil die Themen Installation, Betrieb und Störungsursachen und im zweiten Teil viele praktische Hinweise zur Wartung und zum Service an Gasgebläsen.

Gemessen an den Ausfallkosten durch ein defektes Gasgebläse sind die Kosten z.B. für einen Reservegebläse gering. Bei den heute anfallenden Lieferzeiten sind je nach Fabrikat und Größe der Gebläse Lieferzeiten von mehr als 4 Wochen keine Seltenheit.

3. Schmieröl-Nebel im Biogas-Luft-Gemisch

Ölnebelabscheider von UT99 AG für Agenitor 406

Christian Stieler von der UT99 AG zeigte den Teilnehmern die Auswirkungen von Ölnebeldämpfen, die über die Kurbelgehäuse-Entlüftung und andere Wege in den Brennraum gelangen und dort für Störungen im Verbrennungsablauf mit hohem Schadenspotenzial sorgen, der sich auch auf den Abgasturbolader und den nachfolgenden Abgastrakt (Katalysator, Abgaswärmetauscher) erstreckt.

Der Blow-By aufgrund z.B. schlechter Abdichtung von Kolben und Kolbenringen zur Laufbuchse hin sorgt nicht nur für geringere Wirkungsgrade, er treibt auch Ölnebel aus dem Kurbelgehäuse in den Ansaugtrakt.Im Brennraum entsteht das gefürchtete Klopfen der Biogasmotoren. Mit Tips zur richtigen Installation und Wartung des Ölnebelabscheiders erfuhren die Teilnehmer, wie sie ihren Biogasmotor schützen und seinen Verschleiß senken können.

4. Neufassung TA-Luft und ihre Auswirkung auf Abgas- Nachbehandlungssysteme im Biogas-BHKW

Dirk Goeman, Geschäftsführer der Emission Partner GmbH & Co KG, informierte die Teilnehmer über die zu erwartende Verschärfung der Abgas-Grenzwerte nicht nur für Formaldehyd, sondern auch für NOx und Kohlenwasserstoffe.

Die Rohemissionen eines Biogasmotors sind je nach Typ und gewähltem Verbrennungsverfahren sehr unterschiedlich. Die Motoren mit hohen mechanischen Wirkungsgraden und hohem Luftüberschuss laufen oft Gefahr, dass Biogas nicht vollständig verbrannt wird und infolgedessen der Katalysator viel Arbeit mit der Nachoxidierung von Formaldehyd hat. Zukünftig werden sich nach Einschätzung von Herrn Goemann alternative Katalysatorkonzepte durchsetzen, die den Betreiber auch vor dem gefürchteten Durchbrennen der teuren Katalysatoren im Betrieb schützen.

Welche Katalysatortechnik auf Sicht zu präferieren ist, zeigte Herr Goeman in seinem Vortrag. Ebenso wurde vorgestellt, mit welchen Maßnahmen Abgas-Emissionsmessungen vorzubereiten sind. Außerdem wurde den Teilnehmern verdeutlicht, wie schädlich sich Schwefellasten im Abgas auf die Bauteile dort auswirken.

5. Schwingungsmessungen im Biogas-BHKW

Thomas Braase, Inhaber Braase Technische Prüfungen Ingenieurbüro, führte die Teilnehmer in die Grundlagen der Schwingungsbelastungen für Maschinen ein. Der Experte zeigte die Komplexität der Belastungen im Biogasmotoren-Betrieb für die Verbindung zum Generator aber auch für die Kurbelwelle und die Motorlagerung auf.

Die überragende Bedeutung eines richtig dimensionierten Fundamentes zur Vermeidung von Schwingungsschäden unterstrich Herr Braase in seinem Vortrag. Aus Kostengründen werde an der eingesetzten Fundamentmasse häufig gespart. Daher blieben auch die Dämpfungslager oft wirkungslos, weil sie Kräfte nicht ausreichend in das Fundament ableiten können.

Die schwingungstechnischen Mängel eines Biogas-BHKWs gefährden den Biogasmotor selbst und seine angeschlossenen Komponenten. Auch der Austausch von Kupplungen oder gerissenen Gemischkühlerhalterungen behebt nur das Symptom, aber nicht deren Ursache. Erst eine genaue Schwingungsmessung deckt diese auf. Mit gezielten Bauteilverstärkungen kann Abhilfe geschaffen werden, damit ein störungsfreier Lauf wiederhergestellt wird.

6. Welche Maßnahmen zu optimaler BHKW-Auslastung führen

Martin Laß, Geschäftsführer der Agrarservice Lass GmbH, schloss den Reigen der Vorträge ab. Er beschreibt, wie Betreiber und Servicepartner mit einem tiefen Blick in das Biogas-BHKW Ausfälle und Schäden vermeiden können.

Den Zustand der BHKW-Komponenten zu messen, ist für die Planung und Disposition der Instandsetzungsmaßnahmen wichtig. Damit wird das häufig starre System von festen Wartungsintervallen zugunsten zustandsorientierter Maßnahmen abgelöst. Der Anlage in ihrem jeweiligen Verschleißzustand wird so besser Rechnung getragen. Unnötige und damit teure Arbeiten werden vermieden. Zusätzlich werden Schäden in ihrem Entstehen entdeckt und können so kostengünstiger behoben werden.

Wir werden alle sechs Fachvorträge medial aufbereiten und den interessierten Lesern in Form von Fachwebinaren zur Verfügung stellen. So können Sie unabhängig von Zeit und Ort die Expertise der Referenten für Ihr Biogas-BHKW einsetzen.

Schlüssel zum optimalen Biogas-BHKW-Betrieb