Kurbelgehäuseentlüftungssysteme erfassen gefährliche Blow-by-Emissionen (Ölnebel und Partikel), die aus den Kurbelgehäusen von Schiffs- und stationären Hubkolbenmotoren und Stromaggregaten austreten. Kurbelgehäuseentlüftungssysteme fördern die Einhaltung von Umweltvorschriften und tragen zum Umweltschutz bei, indem sie Luft, Wasser und Land in der Umgebung schützen. Die hocheffiziente Filtration in Kurbelgehäuseentlüftungssystemen schützt den Turbolader, den Ladeluftkühler und den Abgaskatalysator eines Motors vor Verunreinigungen. Das Ergebnis ist eine optimierte Motorleistung und eine Reduzierung kostspieliger Reparaturen für die Betreiber. Sowohl offene als auch geschlossene Belüftungssysteme regulieren das Vakuum/den Druck im Kurbelgehäuse über manuelle oder automatische Steuerungen, um Lecks und Ölverlust durch die Motordichtungen zu verhindern.
Der Einsatz von Kurbelgehäuseentlüftungssystemen bringt für eine Vielzahl von Anwendungen und Märkten enorme ökologische, finanzielle und betriebliche Vorteile mit sich, darunter die stationäre Stromerzeugung (Dauer- und Bereitschaftsbetrieb) für Erdgas- und Dieselmotoren, mechanische Antriebe, Schiffsantriebe, KWK (Kraft-Wärme-Kopplung) und die Energiegewinnung aus Biogas.
Die wichtigsten Konstruktionskriterien für jeden Motor sind die folgenden:
- Blow-by-Menge
- Erforderlicher Unterdruck oder Druck im Kurbelgehäuse
- Verfügbare Saugleistung vom Turbolader, sowie der Differenzdruck über dem Motorluftfilter
Allerdings bringt jede Anwendung ihre eigenen, einzigartigen Herausforderungen mit sich. In diesem Artikel werden Kurbelgehäuseentlüftungslösungen im Hinblick auf die Bewältigung einzigartiger Herausforderungen in verschiedenen Anwendungen und Branchen erläutert.
Weltweit werden die Umweltstandards für Kolbenmotoren und Stromaggregate in verschiedenen Regionen der Welt immer strenger. In den USA sind das TIER-Bewertungssystem und der RICE NESHAP-Emissionsstandard (Reciprocating Internal Combustion Engine National Emissions Standards for Hazardous Air Pollutants) zwei Paradebeispiele für Gesetze zur Reduzierung der Umweltauswirkungen von Erdgas- und Dieselmotoren. In Europa ist STAGE V der wichtigste Standard für stationäre Motoren, der die Emissionen von Stromaggregaten und mechanischen Antriebsmotoren regelt. Um die Zertifizierung zu erhalten, dürfen die gesamten Motoremissionen bestimmte Werte nicht überschreiten, und die Blow-by-Emissionen des Kurbelgehäuses können einen erheblichen Prozentsatz der Gesamtemissionen ausmachen (~25 %). Ohne ein wirksames Kurbelgehäuseentlüftungssystem zum Auffangen der Schadstoffe werden Motoren nicht den neuesten Standards entsprechen, was wiederum Auswirkungen auf die wirtschaftliche Rentabilität hat.
Geschlossenes Kurbelgehäuseentlüftungssystem, montiert an einem Dieselaggregat in einem Rechenzentrum, um zu verhindern, dass ölige Emissionen die umgebende High-Tech-Umgebung verunreinigen.
Neben der Gesetzgebung treiben auch die Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltrichtlinien von Kraftwerken/Energieerzeugern die Nachfrage nach Nachrüstungen und Modernisierungen von Kurbelgehäuseentlüftungssystemen voran. Aufgrund der großen installierten Basis von Diesel- und Erdgasaggregaten haben viele Anlagen mit ölhaltigen Kurbelgehäuseemissionen zu kämpfen. Der Trend für Betreiber geht dahin, diese Emissionen zu reduzieren, um ihr Anlagenpersonal, die Umgebung und ihre Ausrüstung zu schützen.
Ein hocheffizientes Kurbelgehäuseentlüftungssystem ist die beste Möglichkeit, das Ansaugsystem, den Turbolader und den Abgaskatalysator eines Motors zu schützen und gleichzeitig gefährliche atmosphärische Emissionen zu verhindern. Große globale Marken wie Caterpillar, Cummins, Hyundai, Jenbacher, Kawasaki, Mitsubishi, Wartsila, Waukesha usw. werden sowohl im Dauerbetrieb als auch im Standby-Betrieb eingesetzt. Bei Dauerbetriebsaggregaten und Motoren mit mechanischem Antrieb werden typischerweise vakuumunterstützte offene Kurbelgehäuseentlüftungssysteme verwendet, um die ölhaltigen Emissionen aufzufangen und die saubere Luft in die Atmosphäre abzulassen. Da die schmutzigen Emissionen normalerweise nicht durch den Motoreinlass zurückgeleitet werden, führt dies zu einer optimierten Motorleistung und einer Reduzierung kostspieliger Reparaturen aufgrund einer saubereren Verbrennung. Bei einer offenen Entlüftung zur Atmosphäre ist es jedoch wichtig, dass die Bediener den Ölnebel und die Partikelemissionen auffangen, um die Umgebung und das Anlagenpersonal zu schützen.
Vakuumunterstütztes offenes Kurbelgehäuseentlüftungssystem, installiert an einem Erdgas-Dauerbetrieb-Aggregat in einem Universitätskraftwerk.
Um effektiv zu sein, müssen vakuumunterstützte Belüftungssysteme für den abgenutzten Blow-by-Strom des Motors dimensioniert werden. Ein komplettes System kombiniert einen hocheffizienten Filter, eine integrierte Vakuumquelle mit Elektromotor sowie zugehörige Rohrleitungen und Ventile zur Regulierung des Vakuums oder Drucks im Kurbelgehäuse. Der Unterdruck/Druck im Kurbelgehäuse wird durch die Marke und das Modell des Motors bestimmt. Beispiele finden Sie in den SME- oder BAE- Modellen von Solberg, die für spezifische Anforderungen entwickelt wurden.
Für Notstrom-Dieselanwendungen wie Rechenzentren, Krankenhäuser und Universitäten sind geschlossene Kurbelgehäuseentlüftungssysteme am häufigsten. Diese Motoren sind auf die Ansaugung/das Vakuum vom Turbolader/Motoreinlass angewiesen, um Emissionen aus dem Kurbelgehäuse und durch den Hochleistungsfilter abzusaugen. Obwohl die Betriebsstunden dieser Stromaggregate begrenzt sind, ist die Emissionseffizienz von entscheidender Bedeutung, um eine nachgeschaltete Verunreinigung des Turboladers und des Motoransaugsystems zu vermeiden. Alle unbehandelten Kurbelgehäuseemissionen wandern durch den Motor und wirken sich negativ auf die Gesamtabgasemissionen des Motors aus. Angesichts der sensiblen und sauberen Installationsumgebungen ist außerdem die Emissionskontrolle von entscheidender Bedeutung.
Ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem wie die Solberg ACV-Serie ist eine geschlossene Kurbelgehäuseentlüftungskonstruktion, deren Größe auf der Blow-by-Strömung des Motors basiert. Bei diesem Typ wird Vakuum/Saugwirkung vom Motoreinlass und vom Turbolader genutzt, um die Ölnebelemissionen durch den hocheffizienten Ölkoaleszenzfilter zu leiten. Ein integriertes Membranventil regelt das Vakuumniveau auf der Kurbelgehäuseseite des Filters, um den Anforderungen des Motorenherstellers gerecht zu werden.
Ganz gleich, ob es sich um ein offenes oder geschlossenes Kurbelgehäuseentlüftungssystem handelt, die internen Ölkoaleszenzfilter von Solberg haben einen Wirkungsgrad von bis zu 99,97 % bei 0,3 Mikron. Beide fangen Ölnebel und Schwebepartikel auf und bieten so ein hohes Maß an Schutz für Motor und Umwelt.
Sowohl mit Erdgas als auch mit Diesel betriebene stationäre Motoren werden auch zum Antrieb mechanischer Geräte wie Gaskompressoren und Flüssigkeitstransferpumpen verwendet. Bei diesen Anwendungen handelt es sich in der Regel um Dauerbetrieb, da sie Gasleitungen, Wasseraufbereitungsanlagen und andere kritische Prozesse bedienen. Für die Motoren gelten häufig die gleichen Gesetze wie für die Motoren zur Stromerzeugung; Darüber hinaus liegt den Motorenbetreibern häufig der Schutz der Gesundheit und Sicherheit ihrer Mitarbeiter sowie der Umwelt am Herzen. Angesichts der Dauerhaftigkeit und kritischen Belastung dieser Anwendungen sind Motorleistung und Zuverlässigkeit von größter Bedeutung.
Vakuumunterstütztes offenes Kurbelgehäuseentlüftungssystem zur Beseitigung der Ölnebelemissionen eines mechanisch angetriebenen Erdgasmotors.
Aus diesen Gründen sind hocheffiziente Kurbelgehäuseentlüftungssysteme wichtig für den Schutz des Bedieners, der Umwelt und des Motors selbst. Sowohl die vakuumunterstützten (BAE- und SME-Serien) als auch die geschlossenen Kurbelgehäuse (ACV-Serie) von Solberg werden verwendet, um die entlüfteten ölhaltigen Kurbelgehäuseemissionen aufzufangen und gleichzeitig das erforderliche Kurbelgehäusevakuum oder den erforderlichen Kurbelgehäusedruck aufrechtzuerhalten.
Sicherheit, Betriebszeit und Minimierung des Wartungsaufwands sind vorrangige Ziele für Schiffsmotorenbetreiber. Zu den kritischen maritimen Anwendungen gehören Antriebe und elektrische Energie für Militärschiffe, Schlepper, Tanker, Bagger, Kreuzfahrtschiffe und mehr. Angesichts der beengten Verhältnisse für Besatzung und Passagiere ist die Emissionskontrolle von entscheidender Bedeutung. Da Kurbelgehäuseemissionen hauptsächlich aus Ölnebel bestehen, stellen sie auf Schiffsdecks eine Atem- und Rutschgefahr dar. Sobald sich das Öl auf dem Deck oder der Schiffsstruktur befindet, verursacht es Umweltschäden, indem es in die umliegenden Wasserwege gelangt.
Eine praktikable Lösung für die Herausforderungen von Schiffsanwendungen ist ein verbessertes vakuumunterstütztes offenes Kurbelgehäuseentlüftungssystem, wie die Solberg BAE-Serie. Unter dem Gesichtspunkt der Emissionen verfügen diese Systeme über Koaleszenzfilter mit einer Effizienz von 99,97 % für Ölnebel und Partikel mit einer Größe von 0,3 Mikron. Das Koaleszenzfilterelement trägt zu einer sauberen Atemluftumgebung auf dem Schiff bei und verhindert die Verunreinigung des Decks und der umliegenden Wasserwege durch Ölnebel.
Vakuumunterstützte offene Kurbelgehäuseentlüftungssysteme werden an Dieselantriebsmotoren (Meeresforschungsschiffe) nachgerüstet, um gefährliche Ölemissionen aufzufangen.
Schiffsmotorenmarken wie Caterpillar, Daihatsu, Hyundai, MaK, Man Diesel, Niigata und Wartsila werden häufig in den anspruchsvollsten Anwendungen eingesetzt. Ein Merkmal der meisten Schiffsdieselantriebsmotoren ist, dass diese idealerweise unter atmosphärischem oder leicht positivem Kurbelgehäusedruck arbeiten. Ein offenes Kurbelgehäuseentlüftungssystem im Rezirkulationsstil verfügt über integrierte Rohrleitungen zur automatischen Aufrechterhaltung des natürlichen Kurbelgehäusedrucks eines Motors und macht manuelle Einstellungen oder teure elektronische Steuerungen überflüssig.Sehen Sie sich Beispiele dieses Stils mit den Solberg-Serien BAE und SME an. Die einzigartige „Rezirkulations“-Rohrkonfiguration hält nicht nur den natürlichen Kurbelgehäusedruck aufrecht, sondern sorgt auch für eine natürliche Druckentlastung für den Fall, dass das interne Filterelement vollständig verstopft ist oder die Vakuumquelle ausfällt. Diese selbstregulierenden Funktionen ermöglichen es der Schiffsbesatzung, sich auf wichtige Schiffsaufgaben zu konzentrieren.
Nachrüstungen und Neuinstallationen erfordern die Berücksichtigung mehrerer Faktoren, um eine optimale Leistung sicherzustellen:
- Entlüftungsrohre: Wir empfehlen, den Durchmesser der Entlüftungsrohre zum und vom Kurbelgehäuseentlüftungssystem beizubehalten und gleichzeitig Krümmungen und Winkel zu vermeiden, um eine Ölansammlung zu verhindern.
- Ablassleitungen/-schläuche: Während des Betriebs koalesziert und sammelt sich Öl im Filter der Kurbelgehäuseentlüftung und muss kontinuierlich abgelassen werden. Wir empfehlen, die angeschlossene Ablassleitung unter den niedrigen Ölstand im Kurbelgehäuse-Ölsumpf oder Altölbehälter zu versenken. Der Bestimmungsort des Öls hängt von der Empfehlung des Motorenherstellers ab. Wenn das Öl nicht ordnungsgemäß abgelassen wird, wird das Öl um den Filter herumgeleitet und Nebel wird entweder in die Atmosphäre (Konfiguration mit offenem Kurbelgehäuse) oder in das Ansaugsystem des Motors (Konfiguration mit geschlossenem Kurbelgehäuse) abgegeben.
- Montagehöhe: Da das Kurbelgehäuseentlüftungssystem normalerweise unter Vakuum steht und eine Abflussleitung angeschlossen ist, ist die Installationshöhe entscheidend, um eine ordnungsgemäße Entwässerung zu gewährleisten und eine Ölumgehung zu verhindern. Das Engineering-Team von Solberg wird während der technischen Gespräche mit unseren Kunden die ideale Mindestmontagehöhe empfehlen.
Ob es sich um eine Anwendung für stationäre Energie, mechanischen Antrieb oder Schiffsenergie handelt, die Herausforderungen für Betreiber sind ähnlich: Emissionskontrolle und Motorleistung. Mit einem zweckmäßigen Kurbelgehäuseentlüftungssystem können Betreiber diese Herausforderungen meistern. Solbergs umfassende Erfahrung vor Ort mit Kunden und Interessenten hat zu einer umfangreichen Wissensbasis geführt, die wir kontinuierlich mit dem Markt teilen. Unsere Mission ist es, der führende Anbieter für den Stromerzeugungsmarkt zu sein und gleichzeitig leistungsstarke Kurbelgehäuseentlüftungssysteme anzubieten. Das Systemdesigns, das technische Wissen und die praktische Erfahrung von Solberg führen zur besten Lösung für Ihre Anwendung.
Kontaktieren Sie Solberg und erfahren Sie mehr darüber, wie unsere Kurbelgehäuseentlüftungssysteme Lösungen für Ihre individuellen Anwendungsherausforderungen bieten können.