5. und 6. BHKW ⇒ Neubau 2017
Die Entwicklungsgeschichte und Feststellungen
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Im Jahr 2006 wird das fünfte und sechste Blockheizkraftwerke durch die Lieferfirma Etaone Schweiz GmbH in Paternion (Kärnten) bestellt
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Der Aufbau der Anlage wird bei der Tochterfirma GE Jenbacher AG gebaut und in der ARA Untermarch eingebaut und in Betrieb gesetzt
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Nach der Montage und der Inbetriebsetzung wird, schon bald über die Firma Etaone, der Konkurs verhängt
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Der Zweckverband ARA Untermarch steht mit zwei nicht fertigen Blockheizkraftwerken da, wobei auch finanziell eine Einbusse zu verzeichnen ist
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Wie nachträglich festgestellt, wird schon bei der Inbetriebsetzung gemogelt
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Vor diese Tatsachen gestellt müssen viele Überstunden geleistet werden um die 2 Gasmotorenanlagen im Betrieb zu halten
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Anfragen bei mehreren Herstellern zur Übernahme von Serviceleistungen der Anlagen endeten alle in Absagen
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Anlässlich der damaligen Betriebskommissions- und Vorstands Sitzungen werden zwei Beschlüsse gefasst:
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Das Betriebspersonal der ARA ist in der Lage die Anpassungen an den Steuerungen, der zwei BHKW Anlagen, in Eigenregie vorzunehmen
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Der zweite Beschluss: Die Betriebszeit der 2 Anlagen auf max. 10 Jahre zu beschränken
Betriebsjahre 2007 bis 2012
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Nach den Anpassungen der Steuerungen durch unser Betriebspersonal folgen 5 praktisch störungsfreie Betriebsjahre
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Anfang November 2012 also nach 6 Betriebsjahren wird ein Maschienenschaden beim fünften BHKW festgestellt
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Der Schaden wird durch eine Totalrevision des Gasmotores behoben
Bilder vom ersten Motorschaden des 5. BHKW der ARA Untermarch 2012
Demontierte Zylinderköpfe mit
Schadenstellen an den Zylinderbüchsen
am 09.11.2012
Zerstörter Kolben BHKW Etaone
G 924-TI Gasmotor des fünften BHKW
am 09.11.2012
Erneuter Totalausfall des fünften BHKW (Juni 2015) und Ausfall des sechsten BHKW (September 2015)
Am Freitag, 5. Juni 2015 muss beim Blockheizkraftwerk 5 ein erneuter Maschinenbruch festgestellt werden.
Trotz der Totalrevision vor 1 Jahr ist bereits nach zirka 7'000 Betriebsstunden ein Kolben zerbrochen und eine Zylinderbüchse gespalten. Dies führt zum erneuten Stillstand des fünften BHKW.
Da Gasmotoren sehr strengen und tiefen Abgasnormen unterliegen, werden sie mit hohen Ladedruck betrieben. Dabei braucht es relativ wenig, bis die Verbrennung kritische Temperaturen erreicht.
Anscheinend haben höhere Siloxananteile im Klärgas, im Verbrennungsraum mehr Verbrennungsrückstände, die einen Motorschaden verursachen.
Während das Betriebspersonal mit der Reparatur des fünften BHKW beschäftigt ist tritt, am Freitag, 4. September 2015 beim in Betrieb stehenden sechsten BHKW, völlig unerwartet dunkel gefärbtes Abgas aus dem Abgasrohraus. Die Folgeauswirkung ist der genau gleiche Motorenschaden wie bereits beim fünften BHKW ist Tatsache.
In der Folge, aufgrund dieser Situation, muss die Reparatur des fünften BHKW Unterbruchslos durchgezogen werden. Das Betriebspersonal, unter der Führung von Noldi Kistler, ist bis in die späten Nachtstunden beschäftigt, die Motorrevision fertig zustellen.
Nur dank der Bereitschaft des initiativen Betriebspersonals, kann vermieden werden dass Klärgas ungenutzt in die Atmosphäre entweichen musste. Nachdem das revidierte fünfte Blockheizkraftwerk wieder in Betrieb steht, erfolgt unmittelbar die Reparatur des sechsten BHKW.
Nach der Fertigstellung des fünften und sechsten BHKW kann die obligatorische Abgaswartung, die alle drei Jahre gefordert wird, erfolgreich durchgeführt werden.
Aufgrund der drei Motorschaden Ereignissen veranlassen wir die Analysierung des Klärgases. Im Labor «Envilab» des Schweizer Verein des Gas- und Wasserfaches (SVGW) wird unser Klärgas zur Beurteilung in Auftrag gegeben.
Obwohl die Abgasmessungen nur geringe Schadstoffwerte, beschliesst die Betriebskommission im Betriebsjahr 2016/2017 eine Siloxanfilteranlage einzubauen.
Bilder des zweiten Motorschadens des 5. BHKW der ARA Untermarch 2015
Das fünfte BHKW hat bereits den 2. Totalschaden
schadhafte Stellen an den Zylinderbüchsen
am 02.07.2015
Der zerstörte Kolben beim
Gasmotor des fünften BHKW
am 02.07.2015
Nächster Zwischenfall Totalschaden beim sechsten BHKW (im November 2016)
Die im Betriebsjahr 2015 aufgetretenen zwei Motorschaden Ereignisse, aufgrund von Siloxan Ablagerungen, sind noch in Erinnerung.
Doch bereits ein Jahr später während der Behebung des Schadens am sechsten Blockheizkraftwerk, wird beim fünften BHKW in der Nacht vom 20. auf den 21. November 2016 ein Totalausfall von BHKW 6 festgestellt.
Wie vorgängig dargelegt, werden die von der Firma Etaone Schweiz, in Paternion (Kärnten), angefertigten Blockheizkraftwerke, in der History der ARA Untermarch, unter der Rubrik, sehr dumm gelaufen in Erinnerung bleiben.
Die Bilder sind fast die gleichen Erneuter Motorschaden BHKW 5
Total Schaden des fünften BHKW
der blockierte Kolben des Gasmotors
am 23.11.2016
Durchschlag beim Motorgehäuse
des fünften BHKW der ARA Untermarch
am 23.11.2016
Der Beschlussfassung der Betriebskommission
Seit Ende 2016 ist die 10 Jahres Frist bereits abgelaufen.
Der Totalschaden des fünften BHKW in der Nacht vom 20. auf den 21. November 2016 ein Totalausfall ist zu einem denkbar ungünstigen Zeitpunkt aufgetreten.
Der Entscheid das Klärgas aufzubereiten, in der Zukunft ins Erdgasnetz einzuspeisen, ist noch nicht gefallen. Sollte der Entscheid der Betriebskommission in diese Richtung gehen: Kann auf die Reparatur beziehungsweise den Ersatz des fünften und sechsten BHKW verzichtet werden.
Bis allerdings die baulichen Massnahmen ausgeführt sind, muss die Verwertung oder Entsorgung des anfallenden Klärgases sichergestellt werden.
Die naheliegende Möglichkeit ist die Installation einer Gasfackel.
Der Ersatz beziehungsweise die Erneuerung der Gas Verwertungsanlage ist seit längerem in die Langzeitplanung aufgenommen.
das fünfte und sechste Blockheizkraftwerk Baujahr Ende 2006 haben ihre Lebensdauer erreicht. Das eine der beiden hat im Betriebsahr 2016 wegen eines Motorschadens seine Betriebsbereitschaft verloren.
Massnahmen 2016 / 2017
Damit die Betriebssicherheit Klärgasverwertung gewährleistet werden kann, muss die Totalsanierung in die Wege geleitet werden. Um die gestiegenen Siloxan Werte in den Griff zu bekommen wird, eine Anlage zur Ausscheidung von Siloxan eingebaut.
Energie Feinanalyse
Als Folge der Energie Grobanalyse im Betriebsjahr 2014/2015, wird im darauffolgenden Betriebsjahr die Energie Feinanalyse in Auftrag gegeben.
Das Ingenieurbüro Hunziker Betatech AG hat im Mai 2016 die Ergebnisse der Energie Feinanalyse vorgestellt. Zusammenfassend die folgende Beurteilung.
Beurteilung der Energie Feinanalyse
Die ARA Untermarch wird energiebewusst betrieben. Der im Oktober 2014 durchgeführte Grobcheck hat aufgezeigt, es ist Potenzial für Energieeinsparung vorhanden. In den einzelnen Verfahrenssufen und zur besseren Energieverwertung des Klärgases besteht. Aufgrund dieser Erkenntnis wird die hier vorliegende energetische Feinanalyse ausgeführt.
Der elektrische Energiebedarf der ARA Untermarch liegt deutlich höher, als der Richtwert gemäss, Energiestudie des VSA-2010. Die Biologie weist auf allen Abwasser Reinigungsanlagen den höchsten Anteil am Strombedarf auf. Bei 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 der Gasometer Inhaltsmenge von 282 m3 94% nach 114 m3 38% Teillast gefahren. Theoretisch erreicht wird in diesem Szenario ein elektrischer Wirkungsgrad von 23% erreicht, was deutlich unter dem Richtwert von 31% des VSA-2010 liegt. Begründen lässt sich dies durch den Teillast Betrieb und das Alter der Aggregate. Der vom VSA 2010 genannte Wirkungsgrad kann nätürlich nur im Volllast Betrieb erreicht werden. 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 / Gas Verwertungsstudie
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 ist, abzuklären, ob Möglichkeiten bestehen, das Klärgas der ARA Untermarch aufzubereiten und direkt in das Erdgasnetz einzuspeisen.
An der Vorstand Sitzung vom 24. Juni 2016 wird das Projekt vorgestellt. Im Vorstand wird 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 sind langjährige Verbindlichkeiten, und Fragen zur Wirtschaftlichkeit stehen dabei im Vordergrund. Der Vorstand beschliesst dass von einen unabhängigen Fachplaner eine Gas Verwertungsstudie zu erstellen sei, die die offenen Fragen beantwortet. Die Ergebnisse werden an der Vorstands Sitzung vom 23. Januar 2017 behandelt und das weitere Vorgehen entschieden.
Wichtige aber wegweisende Entscheide
Nach Abwägung aller Vor- und Nachteile wird beschlossen einen Total-Ersatz der BHKW Anlage vorzuziehen. Jede weitere Investition in das veraltete System würde sich niemals rechnen. Neu wird ein grösseres Blockheizkraftwerk erstellt. Aufgrund diser Tatsachen wird der Firma Hofstetter 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 Gas Verwertungsstudie 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 Kohlen Dioxid. 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 Notstrom taugliches BHKW inklusive Siloxan Filteranlage angeschafft. Lieferfirma des neuen Blockheizkraftwerkes ist Avesco AG CH-4416 Bubendorf BL
Das fünfte und sechste BHKW wird durch das grosse siebte Blockheizkraftwerk 115 kW ersetzt. Damit ein möglichst grosser elektrischer Wirkungsgrad erreicht werden kann wird der neue Gasmotor vorwiegend in der Vollast betrieben. Vorrangig während der Hoch Tarifzeit des Elektrititäs Lieferanten EW Lachen AG.
Das siebte Blockheizkraftwerk 115 kW
Angeschlosser SteuerSchrank
UV-350 BHKW Avesco TBG 924-2k
am 07.11.2017
BHKW Avesco TBG-924-2k Generator
eingebaut in der Schallschutzkabine
am 01.01.2014
Installationen Lüftung BHKW Avesco TBG 924-2k
Ansicht des Schallschutzgehäuse von oben
am 10.11.2017
Heizungsinstallationen Heizungskreis
und Notkühlkreis des BHKW 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.