LENZ BHKW. LENZ BioPower. by LENZ Motorentechnik. Januar Vorabversion

Transkript

1 LENZ BHKW LENZ BioPower 1.3 by LENZ Motorentechnik Januar 2007 Vorabversion Weitere Informationen zu Lenz - Systemen und zur Lenz Software erhalten Sie bei Lenz Motorentechnik Ottostraße 2 D Feldkirchen bei München Tel.: Fax: info@lenz.de Web: TÜV ZERTIFIKAT für QM Systeme in der Fahrzeugindustrie R. Nr.: TMS Weitergabe sowie Vervielfältigung dieser Unterlage, Verwertung und Mitteilung ihres Inhaltes sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich zugestanden. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte vorbehalten, insbesondere für den Fall der Patenterteilung oder GM-Eintragung. The reproduction, transmission or use of this document or its contest is not permitted without express written authority. Offenders will be liable for damages. All rights, including rights created by patent grant or registration of an utility model or design, are reserved.

2 Inhaltsverzeichnis 1. Beschreibung Allgemein des BHKW Aufbaus Verbrennungsmotor BHKW - LBP Leistungsdaten LENZ BioPower Dieselmotor als Basis Motorsteuerung Kraftstoffsystem Kraftstoffauslegung Kühlwasser Motor Heizkreislauf Ankopplung Ölversorgung Motor Öl Ausgleichsversorgung Die Abgasanlage Wärmeauskopplung Abgas Flussdiagramm der Wärmeversorgung Die Wärmenutzung Wärmeübergabe aus dem Motorkühlwasser Wärmeübergabe aus der Abgaswärme Generator zur Stromerzeugung Stromgenerator Stromgenerator Regelung Einkopplung von Strom ins Netz Anschluss an das Niederspannungsnetz Niederspannungsnetz Überwachung Die Systemüberwachung Lenz BioPower Lenz LambdaMeter Redundantes Energie Management Verpackung und Transport Verpackung der Anlage Transport der Anlage Inbetriebnahme und Abnahme der Anlage Installation der Anlage Lenz Installation der Heizungs-Anlage Installation der Strom-Anlage Inbetriebnahmevoraussetzung der Anlage Die Abnahme der Anlage Vorbereitung und Bereitstellung durch den Betreiber Installation der Kraftstoffversorgung Betriebsraum Vorbereitung Wartung der Anlage bei Wartungsvertrag Motorwartung Generatorwartung Tankanlagenwartung Gesamtanlagenwartung Alle mit gekennzeichneten Produkte sind eingetragene Warenzeichen der Firma Lenz Motorentechnik LENZ Motorentechnik 2 / 15 Version 1.3 Januar 2007

3 LENZ BioPower 160A/B/C Block-Heiz-Kraft-Werk Vorwort: Diese betrifft das BHKW LENZ-BioPower 160, das es in der Ausführung A / B / C gibt. Es beinhaltet die Beschreibung die einzelnen Komponenten und ihre Funktionen. Weitere und zusätzliche Informationen gibt es unter LENZ-BP160 Technische Daten. Die Berechnungen, Konstruktionen und die Tests der einzelnen Bauteile sind in der LENZ-BP160 Spezifikation niedergelegt und beschrieben. Wir sind bemüht, größte Qualität in unseren Produktionen zu liefern. Josef Lenz 1. Beschreibung Allgemein des BHKW Aufbaus Grundrahmen: Ist mit verwindungssteifem Profilstahl inkl. einer Bodenwanne mit Spezial entwickelten, elastischen Maschinenfüßen zur bestmöglichem Vermeidung von Körperschallübertragung ausgestattet. Lagerungen: Der Motor und der Generator sind elastisch mit entwickelten Schwingungsdämpfer und Schwingungselementen auf dem Grund-Rahmen gelagert. Kupplung: Der Motor und der Generator sind durch einen SAE-Zwischenflansch und einer drehelastischen Kupplung direkt gekoppelt und verbunden. Die Kupplung ist auf das Frequenzverhalten des Antriebsmotors und des Generators genau abgestimmt. Verbindung: Der Motor ist komplett bis an die Schnittstellen wie, Kühlwasser-Wärmetauscher bis zum Vor- und Rücklauf der Heizungsanlage, Ölanschluss und Kraftstoffanschluss, Abgasanlage ausschließlich mit Aktiv PowerKatalysator, mit Abgaswärmetauscher und soweit erforderlich in isolierte Ausführung ausgerüstet. Abgaswärmetauscher: Diesen gibt es in stehender oder liegenden Ausführung. Separate Wärmeauskopplung ist somit möglich. Elektrische Ausrüstung: Ist komplett verkabelt bis zum zentralen Klemm- und Schaltkasten. Schnittstellen: Die Schnittstellen befinden sich an der Rückseite oder an der Vorderseite des BHKW Schaltschrank: Ist wahlweise für Wandmontage oder direkt am BHKW angebracht Schalldämmung: Gibt es in der Ausführung A / B / C, also wahlweise mit geringer Schalldämmung, mit Schalldämmhaube und als Container LENZ Motorentechnik 3 / 15 Version 1.3 Januar 2007

4 2. Verbrennungsmotor BHKW - LBP Leistungsdaten LENZ BioPower 160 Gesamt Motorleistung P Abtrieb Motorleistung P e Generator Nutzleistung P gen 160 kw 157 kw 150 kw Wärmeleistung MW P wm 95 kw Wärmeleistung MA P wa 105 kw 2.2 Dieselmotor als Basis Ausführung: Deutz TCD 2013 L06-4V Hubraum: 7,2 Liter Hub / Bohrung: 130 / 108 Modifizierung: Motor Brennraum Ansaugrohr AktivPowerRam Neu! (reduziert bis verhindert krebserregende Verbrennungsstoffe) Nockenwelle Systemanpassung Auspuffsystem AktivPowerFlow 2.3 Motorsteuerung BioTronic für Common Rail Einspritzung Überwachung der Verbrennung mit LambdaMeter 2.4 Kraftstoffsystem Filter mit Heizung und Vorförderpumpe Überwachung von Temperatur und Druck (BioTronic) Kraftstoffvorheizung bei Pflanzenöl Kraftstoffvorheizung bei Palmöl 2.5 Kraftstoffauslegung Pflanzenölbetrieb alle Sorten Qualität von Rapsöl nach DIN Notbetrieb mit Diesel oder BioDiesel (RME) Qualitätsüberwachung auch im Betrieb LENZ Motorentechnik 4 / 15 Version 1.3 Januar 2007

5 2.6 Kühlwasser Motor Kühlwassersystem mit Wärmekopplung zur Heizungsanlage (70-80 C) Kühlwassersystem mit Notkühlung mit automatischer Umschaltung Kühlwasser Motor wird mit einer elektrischen Pumpe umgewälzt Kühlwasser Umwälzpumpe mit elektronischer Mengenregelung Kühlwasser mit Reserve- und Ausgleichversorgung Überwachung von Temperatur und Druck (BioTronic) Kühlwasserwärmetauscher zum Motoröl Wasser Melder bei Mindestwerten Notkühlung mit Lüftersteuerung 2.7 Heizkreislauf Ankopplung Wärmekopplung Kupfer/Aluwärmetauscher zum Motorkühlwasser Kreislauf Heizkreis Versorgungsleitungen ist der Vor- und Rücklauf farbig markiert Temperaturregelung mit Regulierventil und Motortemperaturkopplung Ankopplung an die Abgaswärme für Wasser oder andere Medien 2.8 Ölversorgung Motor Wärmetauscher zum Motorkühlwasser Mit Überwachung von Pflanzenöleintrag Neu! Schmierölsystem mit Druckumlaufschmierung Ölfilter im Ölhauptstrom und als Nebenstromfilter Überwachung von Temperatur und Druck und Pöl Eintrag (BioTronic) 2.9 Öl Ausgleichsversorgung Verwendung von Hochleistungs-Spezialöl Schmierölsystem mit Ausgleichsversorgung Öl-Bevorratung für Neuöl Ausgleich Öl-Bevorratung für Altöl LENZ Motorentechnik 5 / 15 Version 1.3 Januar 2007

6 2.10 Die Abgasanlage System Lenz PowerRam Dynamisches Turbolader System Krümmer mit spezial Wärmeisolation Druck und Temperaturmessung (BioTronic) Abgas mit Aktiv-LambdaMeter Überwachung Lenz Aktiv PowerKatalysator mit Feinstaubfilter > neu! 2.11 Wärmeauskopplung Abgas Heißgas nach Heißwasser - Wärmekopplung Separate Auskopplung für eine Wärme/Kälte Anlage Separate Auskopplung für Wärme Heißwasser ( C) 2.12 Flussdiagramm der Wärmeversorgung Abbildung 1: LENZ Motorentechnik 6 / 15 Version 1.3 Januar 2007

7 3. Die Wärmenutzung 3.1 Wärmeübergabe aus dem Motorkühlwasser Wärmeübergabe sekundär zum Plattenwärmetauscher Geregelte Auskopplung der benötigten Wärme 3.2 Wärmeübergabe aus der Abgaswärme Auskopplung von Abgaswärme mit Heißgas Wasser Wärmetauscher Verbindung zur Heizungsanlage oder Verbindung zur Kältemaschine LENZ Motorentechnik 7 / 15 Version 1.3 Januar 2007

8 4. Generator zur Stromerzeugung 4.1 Stromgenerator Die Generatorentechnik geeignet für den Netzparallel und Inselbetrieb Mit bürstenloser, mit selbstregelnden Synchrongeneratoren und entsprechender Innenkühlung und 2-Lagerausführung von namhaften Herstellern. Reagiert sehr schnell auf plötzliche Last Änderungen und sorgt jederzeit für stabile und ausreichende Leistung Die Kraftübertragung erfolgt über eine drehelastische Kupplung. Mit minimalem Verschleiß und maximalem Wirkungsgraden Sie bieten Zuverlässigkeit und erfüllen strenge Qualitätsvorschriften. Jeder Generator ist werksseitig konfiguriert auf 400/230 V, drei Phasen oder 230V eine Phase. Darüber hinaus entsprechen sie allen geltenden europäischen Normen. Generator-Kenndaten entnehmen Sie bitte dem jeweiligen technischen Datenblatt für Ihre gewünschte BHKW Anlage. 4.2 Stromgenerator Regelung Netz und Generatorschutz gem. VDEW Richtlinien, Anzeigen Generator: - 3 Außenleiterströme, 3 Spannungen, Frequenz, Wirkleistung, cos-phi - Netz: Netzleistung, Netzspannung und cos-phi an der Übergabestelle - Fehler - und Betriebszustandsmeldungen - Synchronisierungsanzeige Anzeigengeräte - Grafikdisplay Lenz AktivLambdaMeter - Digitales Anzeige aller Relevanten Daten Ausgänge für - Ladepumpe - Störmeldung - Elektrische Kraftstoffpumpe - Frei belegbare Aus und Eingänge Eingänge für - externe Anforderungen - Heizraum Notschalter Bedienungselemente - Hauptschalter - Not Aus Taster - Taster Kraftstoffpumpe - Tastenfeld an der BHKW Steuerung LENZ Motorentechnik 8 / 15 Version 1.3 Januar 2007

9 5. Einkopplung von Strom ins Netz 5.1 Anschluss an das Niederspannungsnetz Die Ausführung entspricht den VDEW Richtlinien für Eigenerzeugeranlagen, Ausgabe , Bild 5-5, Seite 44, Einzelne Eigenerzeugungsanlagen im Parallelbetrieb mit Inselbetriebsmöglichkeit, dreiphasige Einspeisung. Zuschaltbedingungen der Synchronisiereinrichtung - Spannungsdifferenz +20V, -20V - Frequenzdifferenz + 0,2 Hz, - 0,10 Hz - Phasenwinkel + 5, - 5 Netzschutzfunktion - Spannungsrückgangsschutz 365 V - Spannungssteigerungsschutz 435 V - Frequenzrückgangsschutz 49,5 Hz - Frequenzsteigerungsschutz 50,5 Hz - Vektorsprungüberwachung 12 - Kurzschluss Schutz mit Sicherungsautomat K 1000 A - Überlastungsschutz mit Generatorschutzrelais 1000 A - Leistungsüberwachung durch die BHKW Steuerung - Stromüberwachung durch die BHKW Steuerung - Der Zugang zu den Einstellwerten ist durch ein Passwort geschützt 5.2 Niederspannungsnetz Überwachung Mit Betriebsstundenzähler Stromzähler / kwh Wartungszähler Startzähler LENZ Motorentechnik 9 / 15 Version 1.3 Januar 2007

10 6. Die Systemüberwachung 6.1 Lenz BioPower Steuerung mit Überwachung der Einspritzung Steuerung mit Überwachung aller Schalt und Regelventile Steuerung mit Überwachung von Lüfter und Notkühlung Steuerung mit Überwachung aller Temperaturen und Drücke 6.2 Lenz LambdaMeter Überwachung der Kraftstoffqualität Überwachung der Sensoren und Aktoren Überwachung der Füllstände Öl und Wasser Überwachung der Abgaswerte mit Störmeldung 6.3 Redundantes Energie Management Doppelt ausgelegtes Energiemanagement Aufzeichnung von aller Vorgänge im Ringpuffer Störmeldung auf das Telefonnetz oder im Internet Ermöglicht lückenlose Überwachung Gesamtsystem LENZ Motorentechnik 10 / 15 Version 1.3 Januar 2007

11 7. Verpackung und Transport 7.1 Verpackung der Anlage keine Verpackung spezieller Art Transport Eckenschutz 6.2 Transport der Anlage Ausgerüstet mit Kranzugösen gesamte Anlage kann mittels Kran sicher angehoben werden Die Lieferung erfolgt ab Werk LENZ Motorentechnik 11 / 15 Version 1.3 Januar 2007

12 8. Inbetriebnahme und Abnahme der Anlage 8.1 Installation der Anlage Lenz Vorinstallation bei LENZ Motorentechnik Der Verbrennungsmotor wird 3 Stunden eingefahren Der restliche Zusammenbau der Anlage wird dann vor Ort vorgenommen 8.2 Installation der Heizungs-Anlage Anschluss Vorinstallation bei LENZ Motorentechnik Anschluss erfolgt durch den örtlichen Heizungsbauer 8.3 Installation der Strom-Anlage Anschluss Vorinstallation bei LENZ Motorentechnik Anschluss erfolgt durch den örtlichen Elektriker 8.4 Inbetriebnahmevoraussetzung der Anlage Wärmeverteilung Heizungsanschluss Kraftstofflager mit Pflanzenölanschluss Hebezeug für Abladung und Einbringung Fundament für Container nach Statik bei Bedarf Elektrische Anlage zum Netz mit Leistungszähler Hydraulische Installation des kompletten Heizsystems ISDN / DSL Anschluss für Fernwartung mit freier MSN Netzleistungsschalter für Notstrombetrieb/Inselbetrieb bei Bedarf Zuluft - Leitungen für die Motoransaugung und Generatorkühlung Abgasleitungen für den Anschluss von Abgaswärmetauscher und Schalldämpfer 8.5 Die Abnahme der Anlage Probelauf und Abnahme im Werk und vor Ort LENZ Motorentechnik 12 / 15 Version 1.3 Januar 2007

13 9. Vorbereitung und Bereitstellung durch den Betreiber In Abhängigkeit des Kaufvertrages sind dann unterschiedliche Vorbereitungen vom Käufer sicherzustellen. Die einzelnen Vorbereitungsstufen sind im Kaufvertrag festgehalten. 9.1 Installation der Kraftstoffversorgung Die Lagertemperatur des Kraftstoffs nicht unter +5 C absinken Bei Einsatz von Pflanzenöl sind mindestens 2 Tanks notwendig Bei der Lagerung muss das Eindringen von Schmutz und Wasser auf alle Fälle verhindern werden Der Tank darf nicht direkter Sonnenstrahlung ausgesetzt sein und somit darf der Tank nicht lichtdurchlässig sein (ausgenommen in der Erde) Der Lagerraum sollte möglichst Witterungsgeschützt sein, um starke Temperatur-Änderungen zu vermeiden (Wasserdampf-Kondensationsgefahr) Mit Vorförderpumpe auszurüsten wird bereitgestellt bzw. ist im System enthalten 9.2 Betriebsraum Vorbereitung Anschluss Vorinstallation bei LENZ Motorentechnik Anschluss durch den örtlichen Heizungsbau Anschluss an das örtliche Stromnetz Anschluss an die Tankanlage LENZ Motorentechnik 13 / 15 Version 1.3 Januar 2007

14 10. Wartung der Anlage bei Wartungsvertrag Der Betrieb der gesamten Anlage unterliegt in der Regel einem All-inclusive-Wartungsvertrag Nur dieser stellt den Dauereinsatz des gesamten Systems dauerhaft sicher. Nachfolgend werden die einzelnen Einsatzpunkte festgelegt. Die einzelnen Punkte werden in einem All-inclusive- Wartungsvertrag zusätzlich genau festgehalten. In Sonderfällen kann eine andere Wartungsvereinbarung getroffen werden. Anschließend sind die einzelnen Aktionspunkte zum All-incusive-Wartungsvertrag aufgeführt Motorwartung In einem vorgeschriebenen Interwall wir das Motoröl gewechselt Wartung der Verbindungsleitungen Wasser und Öl Wartung der Kraftstoffversorgung Wartung der Ölversorgung 10.2 Generatorwartung Wartung der Generator Anschlüsse Wartung Der Generatorsteuereinheit Anschluss an das örtliche Stromnetz Anschluss an die Tankanlage 10.3 Tankanlagenwartung Tankreinigung nach dem Entleeren von Pflanzenöl immer notwendig Alle Anschlüsse werden regelmäßig auf Dichtigkeit optisch überprüft Gesamtanlagenwartung Wartung der Wärmeeinspeisung Wartung der Stromeinspeisung Überprüfung der Stromleitungen Überprüfung der Umgebung, Schall, Wärme usw. LENZ Motorentechnik 14 / 15 Version 1.3 Januar 2007

15 Weitere Informationen zu Lenz Systemen und zur Lenz Navigation Software erhalten Sie bei Lenz Motorentechnik e.k. Ottostraße 2 D Feldkirchen bei München Tel: Fax: service@lenz-bhkw.de Web: LENZ Motorentechnik 15 / 15 Version 1.3 Januar 2007