Ersatz der 2 Blockheizkraftwerke durch 1 BHKW Avesco Liebherr TBG 924-2k


BHKW 1973 - 2001 BHKW 1985 - 2001 BHKW 1993 - 2007 BHKW 2002 - 2007 BHKW 2007 - 2017 BHKW 2017
Feststellungen:

Im Jahr 2006 wurden 2 neue Blockheizkraftwerke der österreichischen Firma Etaone, einer Tochterfirma der ebenfalls österreichischen Firma GE Jenbacher AG, bestellt und eingebaut.
Nach der Montage und der Inbetriebsetzung wurde, schon bald über die Firma Etaone, der Konkurs verhängt.
Der Zweckverband ARA Untermarch stand mit zwei nicht fertigen Blockheizkraftwerken da, wobei auch finanziell eine Einbusse zu verzeichnen war.
Wie nachträglich festgestellt, wurde bei der Inbetriebsetzung gemogelt.
Vor diese Tatsachen gestellt mussten viele Überstunden geleistet werden um die 2 Gasmotoren-Anlagen im Betrieb zu halten.
Anfragen bei mehreren Herstellern zur Übernahme von Serviceleistungen der Anlagen endeten alle in Absagen.
Anlässlich der damaligen Betriebskommissions- und Vorstands-Sitzungen wurden zwei Beschlüsse gefasst:
Das Betriebspersonal der ARA ist in der Lage die Anpassungen an den Steuerungen, der zwei BHKW-Anlagen, in Eigenregie vorzunehmen.
Der zweite Beschluss: Die Betriebszeit der 2 Anlagen auf max. 10 Jahre zu beschränken.

Betriebsjahre 2007 bis 2012

Nach den Anpassungen der Steuerungen folgten 5 praktisch störungsfreie Betriebsjahre.
Anfangs November 2012 also nach 6 Betriebsjahren musste ein Maschienenschaden beim BHKW 1 festgestellt werden.
Der Schaden wurde durch eine Totalrevision des Gasmotores behoben.

Zerstörter Kolben Gasmotor des BHKW 1 Demontierte Zylinderköpfe mit sichtbarem Schaden BHKW-1 gereinigter-Kolben

Zerstörter Kolben BHKW Etaone
G 924-TI Gasmotor des BHKW 1
am 09.11.2012

Demontierte Zylinderköpfe mit
Schäden an den Zylinderbüchsen
am 09.11.2012

Kolben des BHKW 1
nach der Reinigung
am 10.11.2012


Erneuter Ausfall BHKW 1 (Juni 2015) und Ausfall BHKW 2 (September 2015)

Am 05. Juni 2015 musste beim Blockheizkraftwerk 1 ein erneuter Maschinenbruch festgestellt werden.
Trotz Revision vor 1 Jahr ist nun nach ca. 7‘000 Betriebsstunden ein Kolben zerbrochen und eine Zylinderbüchse gespalten. Dies führte zum Stillstand von BHKW 1.
Da die Gasmotoren sehr tiefen Abgasnormen unterliegen, muss man sie mit einem hohen Ladedruck laufen lassen. Dabei braucht es relativ wenig, bis die Verbrennung eine kritische Temperatur erreicht.
Anscheinend haben wir höhere Siloxananteile im Klärgas und dadurch mehr Verbrennungsrückstände im Verbrennungsraum, die grössere Motorschäden verursachen.
Während das Betriebspersonal das BHKW 1 revidiert hat, trat am 04. September 2015 beim BHKW 2 plötzlich (mit blauem Rauch am Abgasrohr) genau die gleiche Störung auf.
In der Folge musste aufgrund dieser Situation eine schnelle Reparatur des BHKW 1 erfolgen.
Das Betriebspersonal, unter der Führung von Noldi Kistler, musste bis in die späten Nachtstunden die anstehenden Motorenrevision durchziehen.
Nur durch diese schnelle Reparatur, durch unser Betriebspersonal, konnte vermieden werden dass Klärgas in die Atmosphäre entweichen musste.
Nachdem das revidierte Blockheizkraftwerk 1 im Betrieb gesetzt war folgte unmittelbar die Reparatur des BHKW 2.
Nach Fertigstellung der zwei Revisionen konnte die alle drei Jahre durchzuführende, obligatorische Abgaswartung erfolgreich durchgeführt werden.

Aufgrund dieser drei Motorschäden veranlassten wir eine Analyse des Klärgases. Im Labor der Envilab und des SVGW wurde das Klärgas zur Beurteilung in Auftrag gegeben.
Obwohl die Abgasmessungen nur geringe Schadstoffwerte aufwiesen, hat die Betriebskommission beschlossen im Betriebsjahr 2016/2017 einen Siloxanfilter einzubauen.

BHKW-1 Totalschaden BHKW-1 Totalschaden an den Zylinderbüchsen Zerstörter Kolben Gasmotor des BHKW 1

BHKW 1 Totalschaden
Gasmotor des BHKW 1
am 02.07.2015

BHKW-1 Totalschaden
Schäden an den Zylinderbüchsen
am 02.07.2015

Zerstörter Kolben
Gasmotor des BHKW 1
am 02.07.2015


Nächster Zwischenfall Totalschaden BHKW 1 (November 2016)

Im Betriebsjahr 2015 traten an beiden Blockheitskraftwerken Motorschäden, durch Ablagerungen von Siloxan, auf.
Rund ein Jahr nach der Behebung der Schäden am Blockheizkraftwerk 1 + 2, musste beim BHKW 1 in der Nacht vom 20. auf den 21. November 2016 ein Totalausfall von BHKW 2 festgestellt werden.
Wie vorgängig dargelegt, ist die Geschichte der 2 Blockheizkraftwerke Baujahr Ende 2006 auf der ARA Untermarch unter einem unglücklichen Stern abgelaufen.

BHKW 1 Motorblockdefekt BHKW 1 blockierter Kolben Durchschlag im Motorgehäuse

Totalschaden am Motorblock
Etaone Gasmotor des BHKW 1
am 23.11.2016

Totalschaden am Gasmotor
BHKW 1 blockierter Kolben
am 23.11.2016

Durchschlag im Motorgehäuse
Gasmotor des BHKW 1
am 23.11.2016


Seit Ende 2016 ist die 10 Jahresfrist bereits abgelaufen.
Der Totalschaden des BHKW 1 in der Nacht vom 20. auf den 21. November 2016 ein Totalausfall ist zu einem denkbar ungünstigen Zeitpunkt aufgetreten.
Denn der Entscheid, ob das Biogas zukünftig aufbereitet und in das Erdgasnetz eingespeist werden soll, war noch nicht gefällt worden.
Wird das Biogas eingespeist, kann auf die Reparatur beziehungsweise der Ersatz des BHKW 1 verzichtet werden.
Bis allerdings die baulichen Massnahmen ausgeführt sind, muss die Verwertung oder Entsorgung des anfallenden Klärgases auf einem anderen Weg sichergestellt werden.
Die naheliegende Möglichkeit ist die Installation einer Gasfackel.

Der Ersatz beziehungsweise die Erneuerung der Gasverwertungsanlage ist seit längerem in die Langzeitplanung aufgenommen.

Die 2 Blockheizkraftwerke Baujahr 2006 haben ihre Lebensdauer erreicht.
Das eine der beiden hat im Betriebsahr 2016 wegen eines Motorschadens seine Betriebsbereitschaft verloren.

Massnahmen 2008 - 2017:

Damit die Betriebssicherheit der Klärgasverwertung weiter gewährleistet werden kann, musste die Totalsanierung an die Hand genommen werden.
Um die gestiegenen Siloxanwerte in den Griff zu bekommen wird eine Anlage zur Ausscheidung von Siloxan eingebaut.

Energie-Feinanalyse

Als Folge der Energie Grobanalyse im Betriebsjahr 2014/2015, wurde im darauffolgen den Betriebsjahr eine Energie Feinanalyse in Auftrag gegeben.
Das Ingenieurbüro Hunziker Betatech AG hat im Mai 2016 die Ergebnisse der Energie Feinanalyse vorgestellt.
Zusammenfassend ergibt sich die folgende Beurteilung.

Beurteilung der Energie Feinanalyse

Die ARA Untermarch wird energiebewusst betrieben.
Der im Oktober 2014 durchgeführte Grobcheck hat aufgezeigt, dass dennoch Potenzial zur Energieeinsparung in den einzelnen Verfahrensstufen und zur besseren Energieverwertung des Klärgases besteht.
Aufgrund dieser Erkenntnis wurde die hier vorliegende energetische Feinanalyse ausgeführt.

Der Strombedarf der ARA Untermarch liegt deutlich höher, als der Richtwert gemäss‚ Energiestudie des VSA-2010.
Die Biologie weist auf allen Abwasserreinigungsanlagen den höchsten Anteil am Strombedarf auf.
Auf der ARA Untermarch liegt der Strombedarf der Biologie 27% höher als der Richtwert VSA-2010.
Ein erhöhter Strombedarf bei dieser Verfahrensstufe hat einen massgebenden Einfluss auf den totalen Strombezug der ARA.

Die BHKW werden abhängig vom Gasometerstand auf 94% oder 38% Teillast gefahren.
Theoretisch wird ein elektrischer Wirkungsgrad von 23% erreicht, was deutlich unter dem Richtwert von 31% des VSA-2010 liegt.
Begründen lässt sich dies durch den Teillastbetrieb und das Alter der Aggregate.
Das Problem tiefer Wirkungsgrad lässt sich durch die Massnahme lösen die Blockheizkraftwerke nur im Vollast-Betrieb laufen zu lassen.

Der erhöhte Strombedarf und die verhältnismässig tiefe Stromproduktion durch die Blockheizkraftwerke resultieren in einem tiefen elektrischen Eigenversorgungsgrad.
Im Rahmen der energetischen Feinanalyse wird der erhöhte Strombedarf im Detail eruiert und entsprechende Massnahmen vorgeschlagen.
Die Massnahmen werden anhand des Kosten-Nutzen-Verhältnis kategorisiert und in den Finanzplan eingegliedert.
Durch Umsetzen der vorgeschlagenen Massnahmen kann der Energieverbrauch um 13% gesenkt werden und der elektrische Eigenversorgungsgrad um 25% gesteigert werden.

Aufbereitung und Einspeisung Biogas ins Erdgasnetz / Gasverwertungsstudie

Die Energie Zürichsee Linth AG (frühere Erdgas Obersee AG) hat im Frühjahr 2016 aus eigener Initiative Kontakt mit der Betriebskommission der ARA Untermarch aufgenommen.
Ziel dabei war es, abzuklären, ob Möglichkeiten bestehen, das Klärgas der ARA aufzubereiten und direkt in das Erdgasnetz einzuspeisen.

An der Vorstandsitzung vom 24. Juni 2016 wurde das Projekt vorgestellt.
Im Vorstand wurde nach langen und intensiven Diskussionen der wegweisende Entscheid gefällt.
Man verzichtet auf die Möglichkeit das anfallende Klärgas, durch die Firma Energie Zürichsee Linth AG zu veredeln und, in dessen Erdgasnetz einzuspeisen.
Gründe eine langjährige Verbindlichkeiten, und Fragen zur Wirtschaftlichkeit standen dabei im Vordergrund.
Der Vorstand beschloss dass von einen unabhängigen Fachplaner eine Gasverwertungsstudie zu erstellen sei, die die offenen Fragen beantwortet.
Die Ergebnisse wurden an der Vorstandssitzung vom 23. Januar 2017 behandelt und das weitere Vorgehen entschieden.

Wichtige aber wegweisende Entscheide

Nach Abwägung aller Vor- und Nachteile wurde beschlossen einen Total-Ersatz der BHKW Anlage vorzuziehen.
Jede weitere Investition in das veraltete System würde sich niemals rechnen.
Neu wird ein grösseres Blockheitskraftwerk erstellt.
Aufgrund diser Tatsachen wurde der Firma ........... AG der Auftrag für die Lieferung und Installation der Gasfackel erteilt.

Unsere Gasfackel ist am 03.09.2017 zum ersten mal in Betrieb.

Basis zur Entscheidfindung wird die Gasverwertungsstudie des Ingenieurbüros Hunziker Betatech AG Winterthur bilden.
Diese wird im folgenden Geschäftsjahr fertig gestellt sein.

Die Gasfackel ist eine Anlage zur gezielten Verwertung von Klärgas im Notfall.
In solchen Notfall-Situationen muss, die zuviel anfallene Menge Faulgas die energetisch nicht genutzt werden kann, mit der Gasfackel eliminiert werden.

Das im Faulgas enthaltene Methan ist 32 mal klimaschädlicher als Kohlendioxid.
Daher muss bei Störungen an einem Verbraucher das anfallende Methangas der Umwelt zuliebe, die nicht verwertbare Klärgasproduktion, umweltgerecht mit der Gasfackel Anlage abgefackelt werden.


Das neue BHKW Liebherr TBG 924-2k wird installiert

An der Vorstandssitzung vom 23. Januar 2017 wurde verhandelt und das weitere Vorgehen entschieden.
Es wird ein neues grosses Notstromtaugliches BHKW inklusive Siloxanfilteranlage angeschafft.
Lieferfirma des neuen Blockheizkraftwerkes ist die Firma Avesco AG aus Bubendorf BL.
Die zwei BHKW 80kW werden durch ein grosses Blockheizkraftwerk 115kW ersetzt.
Damit ein möglichst grosser elektrischer Wirkungsgrad erreicht werden kann wird der neue Gasmotor vorwiegend in der Vollast betrieben.
Vorrangig während der Hochtarifzeit des Elektrititäs Lieferanten EW Lachen AG.

Schnittstelle Motor Steuer Box X-350 BHKW Avesco TBG 924-2k Angeschlosser Steuerschrank UV-350 BHKW Avesco TBG 924-2k Heizungsinstallationen BHKW Avesco TBG 924-2k

Schnittstelle Motor Steuer Box bereit für die
elektrischen Anschlüsse BHKW Avesco TBG 924-2k
am 30.10.2017

Angeschlosser Steuerschrank
UV-350 BHKW Avesco TBG 924-2k
am 07.11.2017

Heizungsinstallationen Heizungskreis und
Notkühlkreis des BHKW Avesco TBG 924-2k
am 10.11.2017


Das neue BHKW Liebherr TBG 924-2k wird in Betrieb genommen

Am Montag 13. November 2017 werden letzte Kontrollarbeiten durchgeführt. Und bereits am späteren Nachmittag ist das neue BHKW 1 Stunde in Betrieb.
Die ersten 250 Betriebstunden wird das BHKW ohne Katalysator betrieben. Nach diesen ersten 250 Betriebstunden wird der erste Ölwechsel ausgeführt.

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Seite erstellt:  28.10.2017

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letztes Update:  27.11.2017

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