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Electric & Hybrid DrivesEngine & Turbine Management

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Bild 1: Kostenreduzierungspotentialkann mehr als 50 % betragen

HEINZMANN Lösungen zur Senkung von Kraftstoffkosten und Emissionen

Dual-Fuel-Erweiterung für Common-Rail-basierte DieselmotorenStark ansteigende Kraftstoffkosten und zunehmend strengere Abgasgrenzwerte drängen Diesel -motorenhersteller wie auch Betreiber von dieselbetriebenen Bestandsanlagen zu neuen Lösungswegen. Abhilfe für beide Problemstellungen verspricht die Umrüstung des Dieselmotors auf Erdgas betrieb, für die HEINZMANN modular aufgebaute Komplettlösungen anbietet.

Senkung der Betriebskosten durch Dual-Fuel-UmrüstungJe nach gaspreis, der in vielen ländern weit unter dem Dieselpreis liegt, kann durch diese maßnahme eine deutliche senkung der Betriebskosten erzielt werden. Dabei ist die Verfügbarkeit von erdgas mittlerweile fast überall gewährleistet. Aufgrund der Zusammensetzung des erdgases sowie dessen Verbrennungseigenschaften kann hinsichtlich ruß, CO2, nOx, HC und sOx eine Abgasqualität erreicht werden, mit der ohne nachbehandlung aktuelle und künftig absehbare grenzwerte eingehalten werden können. Die umrüstkosten amortisieren sich in vielen Fällen innerhalb kurzer Zeit.

Der sogenannte Dual-Fuel-Betrieb bietet darüber hinaus die möglichkeit, den mit einem gas-system ausgerüsteten oder umgerüsteten motor biva-lent zu betreiben. Bei eventuellem Ausfall der gasversorgung ist weiterhin uneingeschränkter Dieselbetrieb möglich und somit bleibt die Verfügbar-keit jederzeit gesichert.

gasbetriebene motoren fi nden ihren Platz in zahlreichen Anwendungen wie stationär-Anlagen, Fahrzeugen und zunehmend auch in lokomotiven und schiffen. Dabei kommen für die gasspeiche-rung technologien wie Hochverdichtung (Compressed natural gas, Cng) oder gasverfl üssigung (liquefi ed natural gas, lng) zum einsatz. Diese Verwendungsgebiete eignen sich ebenso für den Dual-Fuel-Betrieb.

Dual-Fuel-Erweiterung gewinnt an Bedeutung im Marine-BereichBesondere Bedeutung wird künftig im marine-Bereich liegen. Vor allem die bevorstehende weltweite einführung von soge-nannten eCA-Zonen (emission Controlled Areas) im küstennahen Bereich wird sich hier auswirken. Das damit verbundene betriebskostenrelevanten Verbot von schwerölbetrieb erfordert für den schiffsverkehr entsprechende maßnahmen, denn es wird auch für Bestandsmotoren gelten. Begünstigt wird der gasbetrieb zusätzlich dadurch, dass im unterschied zur Hoch-see kürzere entfernungen gefahren werden und somit keine großen tankkapazitäten bereitgestellt werden müssen.

Nachteile konventioneller Einspritzung im Dual-Fuel-Betrieb Dual-Fuel-Betrieb ist dadurch gekennzeichnet, dass die entzündung des zugeführten gas-luft-gemisches nicht durch einen Zündfunken, sondern durch eine geringe eingespritzte Diesel-Kraftstoffmenge erfolgt. Ziel ist, diese sogenannte Zündölmenge im sinne eines günstigen Verbrauchs- und Abgasverhaltens so niedrig wie möglich zu halten. Bei einfachen systemen wird für die Zündölmenge lediglich die einspritzmenge der vorhandenen Dieseleinspritzanlage reduziert. Aller-dings sind dieser methode enge grenzen gesetzt. grund hierfür ist die typischen ungleichstellung konventioneller einspritz-anlagen bei kleinen einspritzmengen. Deshalb muss bei solchen Anlagen die Zündölmenge relativ hoch eingestellt werden,

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um für alle Zylinder die Zündfähigkeit sicherzustellen. Der Dieselanteil liegt dann typischerweise im Bereich von 10…30 % des gesamtkraftstoffverbrauchs was das einsparpotential bei Betriebskosten und emissionen entsprechend einschränkt. ein weiterer nachteil ist, dass der einspritz- und damit der Zündzeitpunkt für den gasbetrieb nicht verändert werden kann. Optimierung von Wirkungsgrad und emissionen ist daher nicht möglich.

HEINZMANN bietet modularen Komplettlösungen für exakte Dual-Fuel-Umrüstungeine ideale lösung stellt die mit der Dual-Fuel-umrüstung verbundene umstellung der Diesel-seite auf ein Common-rail-system dar, beziehungsweise die Dual-Fuel-Ausrüstung eines motors mit bereits vorhandenem Common-rail-system. HeinZmAnn bietet hierzu modular aufgebaute Komplettlösungen an, welche auf die jeweiligen Anwendungen exakt zuge-schnitten werden können. Die offene Architektur bietet jederzeit erweiterungsmöglichkeiten für zusätzliche Funktionen etwa zur lambda-regelung, Abgasrückführung oder Abgasnachbehandlung.

Reduktion des Zündölanteils durch Gleichstellung der Diesel-Einspritzmenge und KlopfregelungAufgrund der gleichstellung der Diesel-einspritzmengen im gesamten Betriebsbereich des motors kann mit geringsten Zündölanteilen bis herunter auf 1 % gefahren werden. Wird für die gasseite eine gaseinblasung als multi-Point-injection gewählt, lässt sich die regelung diesel- und gasseitig völlig zylinderindividuell realisieren. in Verbindung mit einem Klopf regelmodul, welches die einzelnen Zylinder erfasst, wird optimale Verbrennungsführung für jeden Zylinder erreicht. Über die freie Parametrierung des Dieseleinspritzzeitpunktes ist immer der jeweils günstigste Brennverlauf für Diesel- wie für gasbetrieb sichergestellt. Zusammen mit der zylinderbezogenen Abgastemperaturmessung und einer Zündaussetz erkennung bietet das gesamtsystem eine weitreichende Überwachung des motors und schützt ihn zuverlässig.

Optimales Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch Ladedruckregelungmit einer zusätzlichen ladedruckregelung über ein Wastegate- oder ein Verdichter-Bypass-Ventil kann zur Verbesserung des Abgasverhaltens für jeden Betriebspunkt das optimale luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden. insbesondere die nOx-emissionen können so weiter reduziert werden. Auch Klopfverhalten und maximale leistung im gasbetrieb werden auf diese Weise günstig beeinflusst.

Reduktion des Stickoxidausstoßes durch AbgasrückführsystemZusätzlich kann über die nachrüstung eines Abgasrückführsystems der stickoxidausstoß noch einmal deutlich verringert werden. Auch die künftigen tier 4-grenzwerte, welche für nOx eine weitergehende reduzierung vorsehen, können damit eingehalten werden. teure Abgasnachbehandlungssysteme entfallen.

Dual-Fuel-Lösungen für zukünftige Emissions verordnungen Die jederzeit mögliche erweiterbarkeit des HeinZmAnn systems bietet ein hohes maß an Zukunftssicherheit. Je nach Ausbaustufe ist die Abdeckung jeweils geltender emissionsvorschriften gewährleistet. Die Anbindung an übergeordnete Anlagensteuerungen oder anwendungsbezogene Funktionseinheiten wie etwa für generatoranlagen oder lokomotiven ist über standard-Busschnittstellen problemlos möglich.

Bild 2: Dual-Fuel-Umrüstung

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HEINZMANN Motorenmanagement KompetenzHeinZmAnn verfügt über langjährige erfahrungen im motormanagement sowohl im Diesel- als auch im gasmotoren-bereich. Dual-Fuel-umrüstungen werden seit 20 Jahren für die verschiedensten Anwendungen erfolgreich durchgeführt.

nahezu alle Komponenten werden im Hause entwickelt und gefertigt. Zusammen mit der umfassenden systemkompetenz können so anwendungsgerechte lösungen aus einer Hand für die neuausrüstung von motoren, wie auch für die umrüs-tung von Bestandsmotoren angeboten werden.

Firmenprofilim Bereich motor- & turbinenmanagement ist HeinZmAnn einer der weltweit führenden systemanbieter und beherrscht alle relevanten technologien:

Í Komplette Common-rail-systeme

Í elektronische einspritzsysteme

Í elektronische und mechanische Drehzahlregelungssysteme

Í gemischregelungs-, Zünd- und Überwachungssysteme für gasmotoren

Í Dual-Fuel-systemlösungen

Í generatormanagement

Í Digitale und analoge Kontrollgeräte

Í elektrische, mechanische und hydraulische stellgeräte

Í management von motoremissionen

Í sicherheitssysteme für Verbrennungsmotoren

unsere systemlösungen optimieren das management von Diesel-, gas-, Dual-Fuel-motoren, gas-, Dampf- und Hydroturbi-nen. Für jede Anwendung hat HeinZmAnn die passende steuerungs- und systemlösung: schiff- und lokomotivantriebe, generatoren, Baumaschinen, landwirtschaftliche Fahrzeuge und Kraftmaschinen aller Art.

seit ende 2005 gehört regulAteurs eurOPA zur HeinZmAnn gruppe und liefert elektrohydraulische stell geräte und Dieselmotorregler höchster Qualität. 2011 folgte die Übernahme von DAtA PrOCess. schwerpunkte sind hier Alarm-, Kontroll- und Überwachungsysteme für die marine.

Pressekontakt:Martina Denhard-Aisenpreis

Heinzmann GmbH & Co. KGAm Haselbach 1D-79677 schönau/germanytel: +49 7673 8208 - 0Fax: +49 7673 8208 - 188 e-mail: info@heinzmann.de

www.heinzmann.com

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