Einführung Deponiegasmotoren

Transkript

1 Einführung Deponiegasmotoren Tim McElligott CLS Schaeffer Technical Department

2 Schmierstoff Standards Derzeit gibt es keine Standardklassifikationen oder Verfahren für Gasmotorenöle Die Freigabe für ein spezifisches Öl wird normalerweise nach Beendigung von ausführlichen Feldversuchen bewillig bis 7000 Stunden

3 Deponiegas Deponiegas wird von Haushalts- und Industrieabfällen abgeleitet. Gas wird durch den anaeroben Abbau organischer Abfallkomponente durch Mikroorganismen.

4 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

5 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.

6 Eigenschaften gasförmiger Treibstoffe Methanzahl Die Antistoßrate eines Treibstoffs ist das Maß seiner Resistenz gegen Selbstentzündung oder Detonation. Desto höher die Antistoßrate umso resistenter wird der Treibstoff gegen Stoß sein.

7 Deponiegaskategorie Aggressives Gas enthält ppm Wasserstoffsulfide ppm Chlorkohlenwasserstoff

8 Deponiegaskategorie Nicht aggressives < 500 ppm Wasserstoffsulfide < 50 ppm Chlorkohlenwasserstoff

9 Deponiegasmotoren Niederdruckgas, Funkenzündung (Ottomotor) Hochdruckgas, Initial- /Vorkammerzündung (Dieselmotor) Niederdruckgas, Initial- /Vorkammerzündung

10 Deponiegasmotoren Kategorien Stöchiometrische Verbrennung Ist der ideale Verbrennungsprozess während welcher Treibstoff komplett verbrannt wird.

11 Stöchiometrische Verbrennung Vollständige Verbrennung ist ein ein Prozess, der folgendes komplett verbrennt Carbon (C) zu Carbondioxid(CO2), Wasserstoff (H) zu Wasser (H2O) Schwefel (S) zu Schwefeldioxid (SO2)

12 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

13 Niederdruck Ottomotor Verwendung einer Zündkerze an Stelle einer Zündöl, um das Gas-Luft-Gemisch zu entzünden. Bekannt als Ottomotoren

14 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.

15 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.

16 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.

17 Hauptparameter Korrosionshemmung: Speziell mit Deponiegas. Deponiegas enthält korrosive, organische Halogenid/Haloid.

18 Sulfat Aschegehalt Ist die Menge an nicht verbrennbarem Material (Asche), die zurück bleibt wenn eine bestimmte Quantität von Öl verbrannt wird (ASTM D874)

19 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.

20 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

21 Schmiereigenschaften Entsprechend ihres Aschelevels klassifiziert. Aschegehalt < (0.91) > 1.0 Klassifikation keine Asche wenig mittel hoch

22 Ascheablagerungen Die Resultate der Bildung von Ascheablagerung. Beachten Sie den Beginn der Ascheablagerung und Ventilrezession

23 Ventilteller mit Lack/Ascherändern

24 Ventilbrand

25 Ventilbrand