Einführung Deponiegasmotoren

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1 Tim McElligott CLS Schaeffer Technical Department Schmierstoff Standards Derzeit gibt es keine Standardklassifikationen oder Verfahren für Gasmotorenöle. Die Freigabe für ein spezifisches Öl wird normalerweise nach Beendigung von ausführlichen Feldversuchen bewilligt bis 7000 Stunden. Seite 1 von 18

2 Deponiegas Deponiegas wird von Haushalts- und Industrieabfällen abgeleitet. Gas wird durch den anaeroben Abbau organischer Abfallkomponente durch Mikroorganismen. Deponiegas Inhaltstoffe 40 60% Methan 20 40% Karbondioxid Bis zu 10% Nitrogen oder Sauerstoff Kann auch große Mengen enthalten von: Wasserstoffsulfide Chlorierte Wasserstoffsulfide Staubpartikel Siliziumverbindung Feuchtigkeit Methanzahl Methan ist der Hauptbestandteil vieler gasförmiger Treibstoffe Hohe Stoßresistenz und hat deshalb eine Methanzahl von 100 Wasserstoff ist kaum Stoßresistent und hat deshalb eine Methanzahl von 0 Methanzahl wird durch das prozentuale Volumen von Methan und Wasserstoff in einer Mischung ermittelt. Eigenschaften gasförmiger Treibstoffe Methanzahl Die Antistoßrate eines Treibstoffs ist das Maß seiner Resistenz gegen Selbstentzündung oder Detonation. Desto höher die Antistoßrate um so resistenter wird der Treibstoff gegen Stoß sein. Seite 2 von 18

3 Deponiegaskategorie Einführung Deponiegasmotoren Aggressives Gas enthält: ppm Wasserstoffsulfide ppm Chlorkohlenwasserstoff Nicht aggressives: < 500 ppm Wasserstoffsulfide < 50 ppm Chlorkohlenwasserstoff Deponiegasmotoren Niederdruckgas, Funkenzündung (Ottomotor) Hochdruckgas, Initial-/Vorkammerzündung (Dieselmotor) Niederdruckgas, Initial-/Vorkammerzündung Deponiegasmotoren Kategorien Stöchiometrische Verbrennung Ist der ideale Verbrennungsprozeß während welcher Treibstoff komplett verbrannt wird. Stöchiometrische Verbrennung Vollständige Verbrennung ist ein Prozeß, der folgendes komplett verbrennt Carbon (C) zu Carbondioxid (CO2), Wasserstoff (H) zu Wasser (H2O) Schwefel (S) zu Schwefeldioxid (SO2) Deponiegasmotoren Kategorien Magermotor Verwendet eine Vorkammer zur Verbrennung in welcher eine reichhaltige Mischung entzündet wird und in die Hauptkammer eingespritzt um das Magergemisch (Kraftstoff/Luft) zu entzünden. Entwickelt, um die NOx Emissionsanforderungen, ohne Auspuffkatalysator zu erfüllen. Seite 3 von 18

4 Niederdruck Ottomotor Einführung Deponiegasmotoren Verwendung einer Zündkerze an Stelle einer Zündöl, um das Gas-Luft- Gemisch zu entzünden. Bekannt als Ottomotoren Hochdruckgas Initialzündung arbeiten auf einem Gas-Diesel Prinzip. Eine Ladung Zündöl (5% der gesamten Kraftstoffmenge eines des Kraftstoffdestillats) wird durch ein Kraftstoffventil direkt vor die TDC beginnende Verbrennung eingespritzt. Das Verbleibende wird bei hohem Druck (3625 psi 250 bar) in den Zylinder gespritzt. Das Gas entzündet sich, wenn es in den Zylinder eintritt, ermöglicht eine saubere Verbrennung ohne Detonation oder Vorzündung. Niederdruck Initialzündung Bekannt als Dual-Kraftstoff-Motoren Das Gas wird, bevor es in den Zylinder eintritt, entweder im Zugang zum Luftverteiler, oder einer Vorkammer, mit Luft vermischt. Ein Zündöldestillat wird dann in den Zylinder eingespritzt, um die Verbrennung des Gas-Luft-Gemisch zu beginnen. Hauptparameter Phosphorgehalt: Resistent gegen Oxidation und Nitrierung. Regierungsgesetze geben strikte Grenzen für NOx und HC Emissionen für stationären Gasmotorenausstoß Katalysatorenhersteller haben spezifische Beschränkungen für Phosphor, um Katalysatorenvergiftung zu verhindern und dessen Standzeit zu verlängern. Korrosionshemmung: Speziell mit Deponiegas. Deponiegas enthält korrosive, organische Halogenid/Haloid. Seite 4 von 18

5 Sulfat Aschegehalt Einführung Deponiegasmotoren Ist die Menge an nicht verbrennbarem Material (Asche), die zurück bleibt wenn eine bestimmte Quantität von Öl verbrannt wird (ASTM D874) Sulfatasche Muss in korrekter Konzentration sein. Zu kleiner Aschegehalt kann dazu führen, dass die Ventilflächen starker Hitze und aggressiven Kraftstoffelementen ausgesetzt sind. Zu hoher Aschegehalt kann dazu führen, dass Ascheablagerungen in Verbrennungskammer, Kolben entstehen, Frühzündung, Zündkerzenverschmutzung/-bewuchs/-faulen, Ventilbrand verursachen. Schmierstoff Klassifikationen Aschelose Öle werden für 2-Takt Motoren verwendet Schmierstoffe mit niedrigem Aschegehalt werden in 4-Takt Motoren verwendet Schmierstoffe mit mittlerem oder hohem Aschegehalt sind bei aggressiven Kraftstoffen wie Deponiegas, saurem oder Klärgas üblich. Schmiereigenschaften Entsprechend ihres Aschelevels klassifiziert. Aschegehalt Klassifikation < 0.1 keine Asche wenig (0.91) mittel > 1.0 hoch Seite 5 von 18

6 Ascheablagerungen Einführung Deponiegasmotoren Die Resultate der Bildung von Ascheablagerung. Beachten Sie den Beginn der Ascheablagerung und Ventilrezession Seite 6 von 18

7 Von Ventilrezession abgebrochene Asche Seite 7 von 18

8 Ventilbrand Einführung Deponiegasmotoren Seite 8 von 18

9 Ventilbrand Seite 9 von 18

10 Cat 3516 Motor mit 975 Stunden Verwendung von 114LF Seite 10 von 18

11 Zylinderkopf Seite 11 von 18

12 Abgaskrümmer des Motors Abgaskrümmer des Motors. Wieder keinerlei Ablagerungen von Karbon. Seite 12 von 18

13 Abgaskrümmer Einführung Deponiegasmotoren Der Abgaskrümmer hat keine Karbonablagerungen Seite 13 von 18

14 Unterseite Kopf Einführung Deponiegasmotoren Keine Karbonablagerungen an den Ventilen Seite 14 von 18

15 Kolbenkopf Keine Karbonablagerungen am Kopf des Kolben. Seite 15 von 18

16 Nockenwelle Die Nocke ist frei von Verschleißspuren an der Pumpenwelle Seite 16 von 18

17 Kipphebeltrieb Einführung Deponiegasmotoren Seite 17 von 18

18 Stößelenden Beachten Sie den ausgeglichenen Öldurchgang und die Abschrägung Seite 18 von 18