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TIPPS ZU AUSWAHL, EINBAU, BETRIEB, UNTERHALT UND STÖRUNGSBEHE-BUNG

Wollen Sie Ihre Baumaschinemit dem richtigen Partikelfilter-system ausrüsten, problemlosmit der Maschine arbeiten, denFilter richtig warten oder kleineStörungen am Filter beheben?

Dann müssen Sie auf ein paareinfache, aber sehr wichtigeDinge achten. In diesem Falt-blatt sind die entscheidendenTipps zusammengestellt.

becoBerner Wirtschaft

Economie bernoise

SCHRITT 1

Baumaschinenlieferant kontaktierenWenn Sie eine Baumaschine mit Partikelfiltersystemausrüsten wollen, nehmen Sie Kontakt auf mit IhremBaumaschinenlieferanten oder Ihrer Servicestelle. Es istempfehlenswert, vorher die wichtigsten Angaben überdie Maschine zu erfassen. Ein entsprechendes Formularfinden Sie unter www.be.ch/luft (Maschinenangaben_Filternachrüstung.pdf).

SCHRITT 2

Maschinendaten erhebenEs gibt kein Partikelfiltersystem, das sich für jede Bau-maschine eignet. Das Partikelfiltersystem muss nichtnur zur Maschine, sondern auch zu ihrem Einsatz-bereich passen: Hat die Maschine eine hauptsächlichtiefe Arbeitsintensität, braucht sie ein anderes Filter-system, als wenn sie immer unter Volllast läuft. DerMaschinen- oder der Filterlieferant wird Ihnen daher ra-ten, vor der Wahl des Partikelfiltersystems die wichtigenFragen mit Hilfe eines (am vorgesehenen Filterplatzmontierten) Datenloggers genau abzuklären. Datenblät-ter oder Erfahrungen mit gleichen Maschinentypen sindoft nicht ausreichend.

Frage «Arbeitsintensität»: Wie sind die Betriebs-zustände der Maschine? Regelmässiger Einsatz derMaschine unter immer gleichen Bedingungen oder un-regelmässiger Einsatz und wechselnde Bedingungen?Was hat die Maschine normalerweise für eine Einsatz-dauer? Schichtbetrieb, sporadischer Einsatz?

Frage «Abgastemperaturen»: Wie sieht das Abgas-temperaturprofil im regelmässigen Einsatz aus? Wiebei unregelmässigem Einsatz? Wie viel Prozent derArbeitszeit steht die Maschine unter Volllast, wie vielunter Teillast?

SCHRITT 3

Infrastruktur abklärenWie sieht die Infrastruktur am Einsatzort aus? Hat eseinen Stromanschluss? Ist ein geeigneter Standort füreine Abbrennstation vorhanden?

SCHRITT 4

Filter auswählenWelches Filtersystem können Ihnen der Baumaschinen-lieferant beziehungsweise der Filterlieferant empfehlen?Ist es ein VERT-zertifiziertes System oder ein bezüglichEmissionen gleichwertiges Filtersystem?

Erklärungen für Schritte 2 bis 4AbgastemperaturDie Abgastemperatur entscheidet, ob der Filter mit einemaktiven oder einem passiven System regeneriert werden soll.Unter Regeneration versteht man das Abbrennen der imFilter zurückgehaltenen Russteilchen. Die Filterregenerationist nötig, damit der angesammelte Dieselruss den Filter nicht«verstopft» und wegen zu hohen Abgasgegendrucks Schädenam Filter oder am Motor verursacht.

Passive RegenerationssystemeBei konstant hoher Abgastemperatur (mindestens 60% derBetriebszeit Abgastemperatur zwischen 260 und 400 °C)kommt vorzugsweise ein passives System zum Einsatz. Diehohe Abgastemperatur brennt den Russ ab und regeneriertso den Filter. Drei Varianten: Additive: Ein Additiv im Treib-stoff senkt die Verbrennungstemperatur des Russes (600 °C)so weit, dass er schon bei gängigen Abgastemperaturen (260bis 400 °C) verbrennt. Katalytische Beschichtung: DieRussteilchen treffen auf eine beschichtete Filteroberflächeund verbrennen bei relativ tiefen Abgastemperaturen von300 °C. CRT: Aufgrund einer chemischen Reaktion verbrenntder Russ bereits ab 250 °C kontinuierlich.

Auswahl des Partikelfiltersystems

Dieses Faltblatt ist eine Arbeitshilfe für Unternehmen,die ihre Baumaschinen mit einem Partikelfiltersystemausrüsten wollen. Es enthält die wichtigsten Erkennt-nisse und Erfahrungen für das Vorgehen bei der Nach-rüstung oder der Neuanschaffung von Partikelfiltersys-temen sowie für deren Einbau, Betrieb und Unterhalt.

Ziel ist, die Funktionstüchtigkeit der Partikelfiltersyste-me zu gewährleisten. Insbesondere Unternehmen, diedamit noch keine Erfahrungen haben, finden mit die-sem Faltblatt schnell den Einstieg in die Materie.

Aktive RegenerationssystemeWenn die Abgastemperatur nicht genügend hoch ist, kommtein aktives Filtersystem zum Einsatz. Es regeneriert den Filter,indem es den Russ mit zugeführter Wärme abbrennt. DreiVarianten: Brenner: Ein mit Dieselöl betriebener Brennerführt die Regeneration durch. Abbrennstation für Wechsel-filter: Der Filter wird ausgebaut und auf einer elektrisch be-heizten Abbrennstation so stark erhitzt, dass der Russ ab-brennt. Regeneration an der Maschine: Die Maschine wirdan eine externe Stromquelle angeschlossen und der Russdurch elektrische Beheizung abgebrannt.

Anforderungen RegenerationssystemElektrisch regenerierende Systeme brauchen einen externenStromanschluss, Wechselfilter eine Abbrennstation.

VERT-ZertifizierungEs dürfen nur Filter verwendet werden, die auf der VERT-Filterliste stehen, sowie Filtersysteme, die bezüglich Emissio-nen gleichwertig sind. Das Bundesamt für Umwelt (BAFU)und die Suva geben die VERT-Filterliste heraus. Sie enthältdie geprüften und erprobten Partikelfiltersysteme für dieNachrüstung von Dieselmotoren.

Die Maschine muss vor der Partikelfilter-nachrüstung in technisch einwandfreiemZustand sein. Nur dann kann das Filter-system später richtig funktionieren.

TIPP 1

Motorenservice vornehmenLassen Sie vor der Montage des Filters einen Motoren-service durchführen (Ventile einstellen; Luftfilter, Öl undÖlfilter wechseln; Öl mit niedrigem Aschegehalt verwen-den). Der Motor muss die Vorschriften gemäss Abgas-dokument erfüllen, insbesondere:

Öl- und Treibstoffverbrauch. Vor der Partikelfilternach-rüstung ist der Schmierölverbrauch zu prüfen. Heutigemoderne Motoren haben einen Ölverbrauch von etwa0,1% des Brennstoffverbrauchs. Bei älteren Motoren mithöherem Verschleiss kann der Verbrauch bis über 1%steigen. Das ist ein sehr hoher Wert und muss als dieGrenze für die Verwendung von Partikelfiltern betrach-tet werden. Bei höherem Ölverbrauch ist eine Motor-revision zwingend, bevor Partikelfilter nachgerüstet wer-den. Ermitteln Sie auch den Treibstoffverbrauch.

Abgastrübung. Mit einem Opaziometer kann die Abgas-trübung gemessen werden. Sie muss kleiner sein als1,6 m-1 oder 60%.

TIPP 2

Filter isolieren Oft ist es nötig, den Filter zu isolieren.

Wärmeabstrahlung minimieren Die Hitzeabstrahlung des Partikelfilters darf an der Maschinekeine Installationen beeinträchtigen, sonst könnten Leitun-gen spröde werden oder Aggregate wie der Alternator ver-sagen. Bei passiv regenerierenden Systemen verhindert dieIsolation der Abgasrohre, dass für die Regeneration nötigeWärme verloren geht.

Filtereinbau

PARTIKEL-FILTER-SYSTEM

FILTERsammeltRussteilchen

REGENE-RATIONS-VERFAHRENverbrennt gesammelten Russ

KONTROLL-SYSTEMüberwacht Filtergegendruck und Regeneration

= + +

TIPP 3

In Motorennähe einbauenAchten Sie darauf, dass der Filter bei passiven Systemenmöglichst nahe beim Motor eingebaut wird.

Abgastemperatur erhaltenDie Filterregeneration benötigt hohe Abgastemperaturen.Mit der Distanz zum Motor nehmen diese ab.

TIPP 4

Filter dämpfenAchten Sie darauf, dass sich keine Schwingungen vomMotor auf das Partikelfiltersystem übertragen können:Filter vom Motorenchassis durch Silentblöcke und vomMotor durch Flexschläuche entkoppeln.

Vibrationen vermeidenVibrationen können am Partikelfiltersystem Schäden verur-sachen, insbesondere bei Keramikelementen.

TIPP 5

Überwachungssystem einbauenJede Maschine braucht ein Filterüberwachungssystemmit Warnanzeigen im Sichtbereich des Fahrers. DieserDatenlogger mit Druck- und Alarmanzeige misst Abgas-gegendruck, Temperatur und Motorendrehzahl, speichertdie Daten und löst ein Warnsignal in der Fahrerkabineaus. Bei Maschinen mit Wechselfilter ersetzt ein ein-faches Manometer den Datenlogger. Es zeigt nur denAbgasgegendruck an.

Filter- und Motorenleistung sicherstellenDie Abgastemperatur und der Gegendruck sind für dasFunktionieren des Partikelfiltersystems entscheidend undmüssen überwacht werden. Der Abgasgegendruck ist ab-hängig von der Russmenge im Filter. Steigt er bei Vollgas(unbelastet) über 200 Millibar, muss der Filter vom Russ ge-reinigt werden. Ein Partikelfilter kann den Motor nur überden Abgasgegendruck beeinflussen. Er verursacht eineunmerkliche Leistungseinbusse des Motors sowie eineunmerkliche Zunahme des Brennstoffverbrauchs. Neben derÜberwachung von Abgastemperatur und Gegendruck er-kennt das elektronische Kontrollsystem ein allfälliges Filter-versagen.

TIPP 6

Maschine kennzeichnen Die für den Filtereinbau zuständige Person klebt dasVERT-Filterlabel mit Prüfmarke und eine Notfalltelefon-nummer auf die Maschine. Zudem macht sie einen Ein-trag im Abgaswartungsdokument.

Arbeit erleichternDas VERT-Filterlabel ist ein Qualitätszeichen und erleichtertden Vollzugsbehörden die Kontrollarbeit. Ist bei einer Stö-rung der Maschinenverantwortliche nicht zur Stelle, hilft dieNotfalltelefonnummer weiter.

Die Tipps auf dieser Seite sind nützlich für den Be-trieb aller Baumaschinen mit Partikelfiltersystemen,egal, ob sie ab Werk oder nachträglich damit aus-gerüstet wurden.

TIPP 1

Verantwortlichkeit bestimmenBestimmen Sie eine Person, die für das Partikelfilter-system zuständig ist. Beispielsweise einen Polier, einenMaschinisten oder einen Vorarbeiter.

TIPP 2

Schulung sicherstellenUm einen optimalen Betrieb des Partikelfilters zu ermög-lichen, sorgen Sie für eine gründliche Schulung undMotivation der Fahrzeugführer und des Werkstattper-sonals. Einführungskurse bieten Filterlieferanten, Ma-schinenhersteller oder der Schweizerische Baumeister-verband in Sursee an.

TIPP 3

Alarm beachtenWarnlampen und Anzeigen sind immer zu beachten unddie nötigen Massnahmen sind zu treffen.

TIPP 4

Störungen erkennenWird eine oder mehrere der folgenden Beobachtungengemacht, wissen Sie, dass der Filter nicht optimal funk-tioniert: – Russablagerungen im Endrohr des Auspuffs– Schwarzrauch beim Beschleunigen des Motors– spürbare Abnahme der Maschinenleistung– Materialverfärbung durch Überhitzung– Risse im Gehäuse– ungewöhnliche Geräusche

Beim elektronischen Kontrollsystem zeigen Ihnen folgende Ereignisse eine Störung an: – verkürzte Regenerationsintervalle– Druckanstieg– Häufigkeit von Druckspitzen nach

oben und nach unten– erhöhte Temperaturdifferenzen

vor/nach dem Filter– Alarmmeldungen

Übrigens: Partikelfilter entfernen «nur» schwarze Russ-teilchen aus dem Abgas. Auf blauen, durch Öl verur-sachten Rauch hat der Filter keine Wirkung.

Betrieb Unterhalt

TIPP 1

Wartung durchführenSorgen Sie für eine sorgfältige, termingerechte und vor-schriftsgemässe Wartung des Filtersystems. Auch derMotor muss regelmässig gewartet werden. Eine Opazi-tätsmessung vor und nach dem Service verdeutlicht dieWirksamkeit der Wartungsarbeiten.

TIPP 2

Filterelemente kontrollierenLassen Sie bei jedem Motorenservice kontrollieren: – Dichtigkeit der Abgasleitungen– Aufhängung des Filters– elektrische Anschlüsse– Materialverfärbung– Geräusche

TIPP 3

Emissionen kontrollierenPeriodisch zu kontrollieren sind:– emissionsrelevante Bauteile– Rauchstoss bei freier Beschleunigung– Dichtheit und FiltergegendruckTreffen Sie nach der Kontrolle die erforderlichen Massnahmen.

TIPP 4

Filter reinigen Wenn das Manometer über 200 mbar steigt oder die ent-sprechende Warnlampe leuchtet, ist der Abgasgegen-druck zu hoch. Sie müssen den Filter reinigen lassen.Der Abgasgegendruck steigt mit der Zeit, weil sich Asche imFilter ablagert. Die Asche stammt aus verbrannten Russpar-tikeln (Regeneration) und aus verbrauchtem Motorenöl. Siekönnte den Filter verstopfen und muss nach etwa 2000 Be-triebsstunden entfernt werden.

Reinigen Sie den Filter nicht in Eigenregie mit Pressluft,Dampf oder Wasser. Es ist besser für Filter und Umwelt,wenn Sie ihn bei einem Filternachrüster professionellreinigen lassen. Die Filterasche enthält hochgiftige Substanzen. Sie darf nurin Kleinstmengen in der Kehrichtverbrennung entsorgt wer-den. Bei grösseren Mengen entscheidet die kantonale Be-hörde über den Entsorgungsweg.

TIPP 5

Aschenarme Schmieröle verwendenDie Reinigungsintervalle des Partikelfilters verlängernsich, wenn Sie aschenarme Schmieröle verwenden.

Störungen

Störung

Druckanzeige über langeZeit überraschend tief.

Druckanzeige hoch, geht im Stillstand nicht auf null.

Rauchemission sichtbarund Gegendruck hoch.

Rauchemission sichtbarund Gegendruck tief.

Geräusch auffallend.

Kontinuierlicher Druckanstieg, keine Regeneration.

Rascher Druckanstieg.

Druck bleibt hoch trotz aktiver Regeneration.

Grunddruckniveau steigttrotz Regeneration.

Ursache

Anschluss oder Leitung verstopft,vereist oder leck.

Druckgeber defekt.

Anschluss oder Leitung verstopft.

Druckgeber defekt.

Filter extrem überlastet.

Regeneration unwirksam.

Filterelement beschädigt.

Canning Bypass.

Zündfrequenz.

Pfeifgeräusch.

Rasselnd, bei Leerlauf höher.

Tieffrequentes Brummen.

Temperatur zu tief.

Brennertemperatur zu tief.

Sauerstoff unzureichend.

Regenerationszeit zu kurz.

Graffitisierung des Russes.

Schmierölasche.

Gipsbildung.

Additivasche.

Mineralstäube.

Schalldämpferfasern.

Motorabrieb.

Behebung

Leitung und Anschluss reinigen; Dichtheitskontrolle.

Leitung fallend verlegen; Kondensatabscheider.

Presslufttest mit Reduzierventil bei 500 mbar.

Leitung und Anschluss reinigen; Dichtheitskontrolle.

Leitung fallend verlegen; Kondensatabscheider.

Presslufttest mit Reduzierventil bei 500 mbar.

Filter durch Volllastbetrieb regenerieren.

Regenerationsverfahren an Einsatz anpassen.

Filter reinigen (extern ausbrennen, auswaschen).

Filter austauschen.

Filter austauschen.

Flansch-Leckage, Riss in der Zuströmung.

Leckage, Riss in der Zuströmung.

Filterelement locker.

Entkopplung von Motor und Filter schlecht,

Balgentkopplung.

Einsatzbedingungen ändern.

Isolation kontrollieren.

Förderbeginn kontrollieren.

Filter regenerieren.

Regenerationsvorgang aufzeichnen.

Sauerstoffgehalt messen.

Hersteller konsultieren.

Regenerationstemperatur anheben plus Additiv.

Schmieröl wechseln; Motorrevision.

Schwefelgehalt in Diesel/Schmieröl reduzieren.

Additivkonzentration reduzieren.

Luftfilter mit feinerer Porosität, Vorfilter, Zyklon.

Luftfilterejektor nie vor Filter münden.

Schalldämpfer nie vor Filter.

Sofortige Motorrevision.

So lassen sich Störungen vermeiden

– Richtiges Filtersystem wählen – Filtersystem technisch einwandfrei einbauen – Alarme berücksichtigen– Filtersystem gut warten– Motor gut warten und so unnötigen Schmierölanfall vermeiden– Richtigen Treibstoff verwenden– Einsatzintensität der Maschine nicht zu stark verändern,

da Filterregeneration beeinträchtigt werden könnte.

Störung

Regenerationsintervall wirdimmer kürzer.

Druck nach Reinigung nicht vermindert.

Funken im Abgasstrom.

Flammen im Abgasstrom.

Temperatur nach Filter ungewöhnlich hoch.

Abfall Motorleistung.

Erhöhter Brennstoffverbrauch.

Erhöhte Wassertemperatur.

Weissrauchphase lang.

Blaurauch.

Russablagerung im Auspuff.

Rauch nur bei Beschleunigung.

NOx hoch oder tief.

NO2 hoch.

HC hoch.

CO hoch.

O2 tief.

Rauch vor Filter hoch.

Ursache

Vermehrt Ascheeinlagerung.

Rohemission stark erhöht.

Regeneration unvollständig.

Verkokung in den Poren.

Ablagerungen verklebt.

Ascheversinterung.

Überbeladen.

Ablagerung auf der Reinseite.

Extrem hohe Regenerations-temperaturspitzen.

Massive Ölablagerung auf der Reinseite durch Überlastung oderSchaden plus viel unverbrannte Kohlenwasserstoffe.

Unkontrollierte Regeneration mit zuhohen Russmengen.

Zu schnelle Regeneration.

Filtergegendruck.

Filtergegendruck.

Filtergegendruck.

Wasserdampfbildung durch Kondensation im kalten Filtersystem.

Hoher Ölverbrauch bei Motor oderTurbolader.

Beginnender Filterschaden.

Einspritzmenge zu hoch.

TL-Ansprechen zu langsam.

Beginnender Filterschaden.

Förderbeginn früh/spät.

Katalytische Einlagerungen.

Düsen tropfen, Ringschaden.

Turbolader/Volllastanschlag.

Turbolader/Volllastanschlag.

Turbolader/Volllastanschlag.

Behebung

Filter reinigen.

Motor kontrollieren.

Regeneration überprüfen.

Vor der Reinigung ausbrennen.

Filter wechseln.

Filterelement wechseln.

Druckkontrolle überprüfen.

Regeneration verbessern.

Filterelement ersetzen.

Regeneration überprüfen.

Motorrohemission überprüfen, Düsen kontrollieren, LDA kontrollieren.

Druckkontrolle überprüfen.

HC-Rohemission überprüfen.

Filtergegendruck prüfen.

Falls Gegendruck i. O., muss die Ursache anderswo gesucht werden.

Filtergegendruck prüfen.

Falls Gegendruck i. O., muss die Ursache anderswo gesucht werden.

Filtergegendruck prüfen.

Falls Gegendruck i. O., muss die Ursache anderswo gesucht werden.

Bei Brennersystem und bei elektrischer Beheizung: Filter vorheizen.

Im Übrigen unbedenklich.

Motor kontrollieren.

Opazität messen.

Kaltstartvorrichtung kontrollieren.

LDA kontrollieren.

Filterelement austauschen.

Förderbeginn einstellen.

Filterelement auswaschen.

Düsen kontrollieren.

Ladedruck kontrollieren und VL-Anschlag.

Ladedruck kontrollieren und VL-Anschlag.

Ladedruck kontrollieren und VL-Anschlag.

Bundesamt für Umwelt (BAFU) Allgemeine Informationen und VERT-Filterlistewww.umwelt-schweiz.ch/luft

VSBM/SBITechnische Anleitung:Abgaswartung und Kontrolle von Maschinen und Geräten auf Baustellen www.vsbm.ch/literatur/LRV-Empfehlung_d.pdf

suvaPartikelfilter im Untertagebauwww.suva.ch (Suchbegriff Partikelfilter)

beco Immissionsschutzsiehe Impressum

Impressum

Herausgeber und Bezugsquelle beco, Berner Wirtschaft, ImmissionsschutzLaupenstrasse 22, 3011 Bern www.be.ch/luftstefan.schaer@vol.be.chTelefon 031 633 57 89

Projektgruppe Stefan Schär, beco Immissionsschutz René Blunier, Airclean Engineering AGHeinz Riesen, Frutiger AG Sabine Frommenwiler, frokomm Umweltkommunikation

In Zusammenarbeit mit dem Kantonal-BernischenBaumeisterverband, Florastrasse 13, 3000 Bern 6

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