Tilbageføring af krumtaphusudluftning på Caterpillar 3500 Prjektrapprt Maj 1999
Tilbageføring af krumtaphusudluftning på Caterpillar 3500 Prjektrapprt Lis Jacbsen Dansk Gasteknisk Center a/s Hørshlm 1999
Titel Rapprt kategri Frfatter Dat fr udgivelse Cpyright Sagsnummer Sagsnavn ISBN Tilbageføring af krumtaphusudluftning på Caterpillar 3500 Prjektrapprt Lis Jacbsen Maj 1999 Dansk Gasteknisk Center ais 716.0 l :h\716\0 l \rapp\krumtap4.dc Ti lbageføring af krumtaphusudluftning 87-7795- 127-1 Fr ydelser af enhver art udført af Dansk Gastek11isk Center a/s (DGC) gælder: at DGC er ansvarlig i henhld til "Almindelige bestemmelser fr teknisk rcldgivning & biswrul (A BR 89)", sm i øvrigt ansesfr vedtaget fr pgaven. ar erstatningsansvaret fr fej frsømmelser eller skader ver fr rekvirenten eller tredjemand gælder pr. ll/1 svarspådragende fejl eller frsømmelse g altid begrænses til l 00% af det vederlag, sm DGC har mdtaget fr den pågældende ydelse. Rekvirenten hlder DGC skadesløs fr alle w b, udgifter g erstatllingskrav, der meitre verstige DG C's hæftelse. at DCC skal- uden begrænsning - m levere egne ydelser i frbindelse med fejl g frsømmelser i DG C's materiale. Juni 1992
DGC-rapprt 1 Indhldsfrtegnelse Side Frrd................................... 2 2 Re urne g knklusin......... 3 2.1 Abstract........... 4 3 Udførel e af ændringer på mtr......... 5 3. J Gasreglementet.............. 5 4 Etablering af tilbageføring.............. 6 4.1 Indledende erfaringspsamling... 6 4.2 Valg af tilbageføring y tern til Caterpillar 3500...... 7 5 Målinger........... 8 5.1 Tryk i krumtaphus.............. 9 5.2 Oliefrbrug/liekvalitet....... 10 5.3 Slitage/til mud ning........................ 14 5.4 Ernis iner...... 16 6 V]dere arbejde... 17 7 Referencer.............. 19 Bilag l: Recirkulatinssystem...... 20 Bilag 2: Dagbg fr ændring på mtr.............. 27
DGC-rapprt 2 1 Frrd Emissin af krumtaphusudluftning kan være en kilde tillugtgener fra gasmtranlæg. Krumtaphusudluftning føres nrmalt ubehandlet ud i mgivelserne ved feks. et ånderør i taghøjde på mtrhuset Ved tilbageføring af krumtaphusluften til frbrændingsluftsystemet vil krumtaphusluften ikke længere emitteres til mgivelserne, men indgå i frbrændingsluften g føres ud med røggassen. Tilbageføring af krumtaphusluften i luftindtaget til frbrændingsluften anvendes i dag på ngle mtrtyper. Andre mtrtyper afstår fra at anvende denne teknik, af sikkerheds- g driftstekniske årsager. Specielt er der bekymring fr, at indhldet af lie i krumtaphusluften vil frringe turbladerens levetid g medføre kksdannelse på ladeluftkøler, indsugningsventiler g eventuelle frkammerventiler. Såfremt der anvendes åndefilter frud fr indføring af krumtaphusluften i turbladeren, må det antages, at det er muligt at pnå en acceptabel rensning af krumtaphusluften. Frmålet med denne rapprt er at dkumentere et frsøg med recirkulatin af krumtaphusudluftning på NESAs gasmtranlæg i Søllerød Park i Hlte. Det beskrives i rapprten, hvrdan tilbageføring på krumtaphusudluftningen til mtrens luftindtag kan gennemføres på frskellige måder g på mtrer af frskellige knstruktinsprincipper, g at lugtemissinen fra krumtaphusudluftningen herved kan reduceres på en teknisk- g emissinsmæssig frsvarlig måde. Effekten på driftsfrhld på mtren ved tilbageføringen af krumtaphusudluftningen krtlægges g analyseres. Udarbejdelsen af rapprten er financeret af gasselskabernes Fagudvalg 2. (større anlæg). Rapprten er udarbejdet af Lis Jacbsen, DGC i samarbejde med Vigg RapP7 kvalitetssikret af Bent Karli, DGC. ;,; Afdelingschef Pedersen g Allan Kjellin, NESA samt Peter Sørensen, ENMACO.
DGC-rapprt 3 2 Resume g knklusin Etablering af et recirkulatinssystem udført af Caterpillar på NESAs gasmtranlæg på Søllerød Park i Hlte er blevet fulgt ver en peride på ca. 3230 driftimer. I løbet af frsøgsperiden (7743-10973 driftimer med mtren) er der målt trykfald ver recirkulatinssystemets kmpnenter, liefrbrug g liekvalitet samt temperaturændringer i ind- g udløb af gasmtrens ladeluftskøler. Desuden er antallet af klager ver lugtgener fra mkringbende blevet registreret. Der har i frsøgsperiden været mnteret 3 lieudskillere (åndefiltre), men heraf er der kun registret en fuld brugsfase fr et åndefilter (7869-10973 driftimer med mtren). Der har været undertryk i krumtaphuset efter etablering af recirkulatinssystemet i størstedelen af de ca. 3100 driftimer, åndefilteret har været mnteret. Trykfaldet ver filteret er størst i tidsrummet umiddelbart efter mntering af det nye filter, efter en krt peride reduceres trykfaldet til ca. 5 mm H 2 0, g derefter stiger det i driftsperiden p til 23 mm H 2 0, hvr det udskiftes. Efter frsøget er der gennemført visuel inspektin af turblader g ladeluftkøler, g der er fundet tynde belægninger g liefilm. Effekten, arten (sammensætningen) g mængden af belægningerne er ikke yderligere analyseret. Mtrens liefrbrug er reduceret fra 0,91/driftime til 0,5 1/driftime efter etablering af recirkulatinssystemet, uden at dette har haft ngen effekt på liekvaliteten. Sammenhængen mellem ændringer i liefrbrug g kvalitet, g etablering af recirkulatinssystemet er ikke blevet udsat fr ydeligere undersøgelser, g det er derfr ikke muligt at begrunde ændringerne. Der er i frsøgsperiden på ca. l år mdtaget l klage ver lugt. Klagen skyldtes imidlertid en utæthed i røggassystemet Før etablering af recirkulatinssystemet var der hyppige klager. Antallet af klager før etablering af recirkulatinssystem er ikke registreret af NESA. Der er efter ønske fra NESA ikke gennemført yderligere undersøgelse af ændringer i de emissins- g sikkerhedsmæssige frhld.
DG C-rapprt 4 2.1 Abstract Emissin f ventilatin air frm the crankcase has been identified as a surce f dr immissin in the nearby envinment f a Caterpillar 3516 gas engine facility in Søllerød Park, Hlte. The slutin f this prblem has been t recirkulate the crankcase ventilatin air in t the intake cmbustin air f the engine and thereby eliminating the emissin f crankcase air. The primary cnserns have been t maintain a sufficiently lw pressure in the crankcase and t clean the crankcase air f particles and il drplets ptentially centaminating turbcharger and intercler. A breatherfilter was installed with manmeters t mnitr the pressure difference ver the filter and in the crankcase. This slutin has perfrmed well fr app. 4000 hurs at fulllad. The dr prblems have vanished and the visual inspectin f turbcharger and intercler has shw ed littie sign f cntarninatin. The breather filter was replaced after app. 3000 hurs f fulllad when the maximum allwable pressure difference ver the filter was reached.
DGC-rapprt 5 3 Udførelse af ændringer på mtr Ved udførelse af ændringer på gasmtrens krumtaphusudluftningssystem skal de sikkerhedsmæssige frhld afdækkes, g de gældende frhldsregler verhldes. Da ændringer af denne art påvirker mtrens driftsfrhld, verlades det nrmalt til mtrleverandøren at udføre ændringer. De sikkerhedsmæssige frhldsregler fr gasmtranlæg er beskrevet i Gasreglernenter afsnit B-41/1/. 3.1 Gasreglementet Gasmtrinstallatiner er mfattet af Gasreglementets afsnit B-4111/, sm mfatter alle installatiner på gassens vej fra gasledning til udføring ved skrsten eller udstødningsrør. Frskrifterne i nedenstående afsnit skal inddrages i de sikkerhedstekniske vervejelser ved etablering af tilbageføring af krurntaphusluften: 3.2.6 Udluftningsrør, afblæsningsrør g ventilatinsafkast, der kan føre brændbare gasser fra mtr g gasinstallatin, skal føres ud af bygningen, sm angivet i Gasreglementets afsnit B-4. Området mkring udmundingen af disse rør g kanaler klassificeres sm zne 2 indtil en afstand på 3 m. 6.1 Frbrændingsluft må ikke indsuges fra mråder, der er klassificeret sm eksplsinsfarlige. 6.6 Det skal sikres, at frbrændingsluft ikke kan trænge ind i gassysternet ved svigtende gastryk. 7.l Det skal hindres, at lækager fra frbrændingsluftsystemet eller langs mtrens stempler kan føre til brand eller eksplsin i mtrens krurntaphus. Dersm dette ikke er hindret gennem mtrens knstruktin, skal krumtaphuset ventileres. 7.2 Fr mtrer med et krumtaphusvlumen indtil 0,8 rn 3 kan ventilatinen etableres ved udsugning til mtrens frbrændingsluftsystern. Fr mtrer med et større krumtaphusvlumen skal der gøres rede fr, hvrledes brand/eksplsin i krumtaphuset er håndteret. 7.3 Er krumtaphusets vlumen større end 0,6 rn 3, skal det sikres md eksplsitinstryk med mindst en vertryksventil. Overtryksventilen kan afblæse til pstillingsrurnrnet, men skal frsynes med en deflektr, der hindrer, skade på persner g installatiner.
DGC-rapprt 6 4 Etablering af tilbageføring Nedenstående erfaringspsamling beskriver ngle eksempler på, hvrledes frskellige mtrfabrikanter gennemfører recirkulatin af krumtaphusluft Det beskrives, hvrledes recirkulatin af krumtaphusluft er udført på gasmtranlægget i Søllerød Park. 4.1 Indledende erfaringspsamling Tilbageføring af krumtaphusluft på gasmtrer er kendt teknlgi fr ngle mtrtyper. Heraf kan nævnes MWM (uden frkammer), Jenbacher (med g uden frkammer), MAN (uden frkammer), Wartsila (frkammer) g MAN-B& W (frkammer). Den tyske miljølvgivning kræver, ifølge T A luft, at der etableres recirkulatin af krumtaphusluft på gasmtrer. De gasmtrfabrikater, sm markedsføres på det tyske marked, er derfr frberedt fr dette. MWM indfører udluftningen fra krumtaphuset i indsugningsluften efter gas/luftblandesystemet Der er åndefilter g flammespærrer på ledningen fra krumtaphuset. Der er ingen trykregulering mellem krumtaphus g indføring, idet denne angiveligt vil tilstppes af lie. MAN-B& W indfører krumtaphusluften på turbladerens sugeside. Der er etableret åndefilter på krumtaphusluften, g åndefilterhuset kan gså anvendes til at regulere trykket i krumtaphuset. Hvis mtrens luftfilter er fr tilsmudset, kan der frekmme fr strt undertryk i krumtaphuset, sm medfører gennemslag af lie. Dette prblem søges løst ved regulering af trykket ved hjælp af luftfilteret Wartsila indfører krumtaphusluften før luftfilteret g har derfr ikke prblemer med varierende undertryk i krumtaphuset. Der er etableret en åndefilter på luftrøret fra krumtaphuset. Olieudskillerens papirfiltre udskiftes medjævne mellemrum. Der er ikke trykreguleringsfacilitet på åndefilterhuset Wartsila har efter 3000 timers drift ikke knstateret frringet virkningsgrad eller belægninger på ladeluftkøleme. Ladeluftkøleren er af ribberørstypen g er mnteret således, at der ikke er naturligt afløb af liekndensat Jenbacher har i kraft af sit stre antal mtrer i Tyskland lang tids erfaring med recirkulatin af krumtaphusluft Både frkammer g ikke frkammermtrtyper anvender recirkulatin af krumtaphusluft Krumtaphusluften
DG C-rapprt 7 indføres efter luftfilteret g før gasmixeren. Der er etableret åndefilter med trykreguleringsfacilitet på luftrøret fra krumtaphuset. Stålvævsfilteret i åndefilterhuset udskiftes med jævne mellemrum. Der er ikke knstateret lieeller kksbelægninger på hverken blandesystem, turblader eller ladeluftkøler eller fald i ladeluftkølerens effektivitet. Ladeluftkøleren er en ribberørsveksler af aluminium, sm er mnteret således, at udkndenseret lie har afløb til indsugningssystemet Olieindhldet i krumtaphusluften anvendes aktivt til bla. smøring af ventiler i indsugningsystemet ved cylinderen. DGC har talt med driftledere på et MAN-B&W anlæg fr at høre m driftserfaringer. MAN-B& W anlægget har ca. 5000 driftstimer med recirkulatinsystem, g i det tidsrum er der ikke knstateret belægninger eller frringet effektivitet på ladeluftkøleren. Derimd kan der frekmme mindre belægninger på turbladerens kmpressrhjul, sm dg ikke har givet anledning til driftændringer. Olieudskilleren brtkndenserer ca. 10 l lie pr. uge (mtrerne kører fuldlast i døgndrift). Den anvendte lietype er mineralsk af mærket Statil Pwerway GN 41. NESA har tidligere frsøgsvis mnteret en tilbageføring på et Caterpillar 3500 gasmtranlægget i Hlte, hvr krumtaphusluften blev ført ind i luftindtaget før luftfilteret Der var etableret åndefilter i krumtaphusluftstrømmen mellem krumtaphuset g luftfilter. Efter ca. 4 md. (ca. 1000 driftimer) faldt effektiviteten af ladeluftkøleren, g der blev fretaget et eftersyn af denne. Ved eftersynet knstateredes det, at der på luftsiden ved indsugningen var dannet kks belægninger, sm frringer varmevergangen. Løsningen blev derfr kasseret. 4.2 Valg af tilbageføringsystem til Caterpillar 3500 Den udvalgte gasmtr til frsøget er en Caterpillar 3516 placeret i Søllerød Park i Hlte, serienr. 4 EK 00231, ejet af NESA. Gasmtrer af denne type leveres pt. uden recirkulatinssystem. Caterpillar udfører parallelt med frsøget i Søllerød Park frsøg med recirkulatinssystem i egen udviklingsafdeling. Ved valg af tilbageføringgsystm skal der tages hensyn til følgende frhld, sm kan have indflydelse på driftsikkerheden af recirkulatinsystem:
DGC-rapprt 8 Krumtaphus: tryk g temperatur; Åndefilter: effektivitet g trykfald, Indføringssted: liepartiklers indflydelse på drift af feks. luftfilter, blandesystem g turblader Ladeluftkøler: risik fr afsætning af belægninger målt sm ændringer i tryk g temperatur (effektivitet). Det valgte recirkulatinssystem på NESAs gasmtranlæg i Søllerød Park er pbygget under vervejelse af de venfr angivne sikkerhedsmæssige frhld. Tegninger fr udførelsen af recirkulatinsystemet findes i Bilag l. Udtaget til krumtaphusudluftningen er placeret før den 3. cylinder fra bagenden af mtren. Dette fr at minimere trykfaldet i krumtaphusluftledningen ved at frmindske afstanden fra udtagsstedet til indføringsstedet mest muligt. Udtaget er placeret i knastakslens inspektinsdæksel Krumtaphusluften føres efter udluftningshullet til t flammefælder. Efter flammefælderne føres krumtaphusluften til åndefilterhuset, hvr der lige før indløbet hertil er placeret et trykudtag g en reguleringsventil til regulering af undertrykket i krumtaphuset. Åndefilterhuset har lufttilgang i midten g luftafgang på ydersiden af filteret. Kndenseret lie løber ned på ydersiden af filteret g afledes til en psamlingsdunk under åndefilterhuset Opsamlet lie fra filteret genanvendes ikke. Efter åndefilterhuset er placeret et trykudtag, g krumtaphusluften ledes herefter til mtrens luftindtag i luftfilterhuset før luftfilteret 5 Målinger Ved måling/registrering dkumenteres de ændringer der kan have indflydelse på gasmtrens lugtemissin g driftsøknmi ved registrering af nedenstående parametre: Ændringer i nabernes lugtpfattelse
DG C-rapprt g Driftsændringer ver en driftperide: smøreliefrbrug, ladeluftkølers effektivitet, slid på turblader (ved eftersyn, kan ikke måles) Åndefilters reduktinseffektivitet g levetid Trykfrhld i krumtaphuset. Målinger er udført af ENMACO (tryk i recirkulatinssystem g temperatur på ladeluftkøler) g Mbil Oil (liefrbrug g -kvalitet). I frbindelse med målinger g udtag af prøver registreres mtrens driftimer g liefrbrug. Fejlen på registreringen af driftimer g liefrbrug kendes ikke, derfr er der i det efterfølgende anvendt det pgivne timetal/lievlumen uanset antallet af decimaler ikke mdsvarer nøjagtigheden af registreringen. Der er ved analyse af data knstateret uverenstemmelser ved pgivelser af driftimer. Ved ændringer på mtren, hvr der ikke er registreret drifttimetal men dat, er der anvendt liniær interplatin. En "dagbg" ver udførte ændringer på mtren er angivet i bilag 2. Etablering af recirkulatinsystem til krumtaphusluftning, leveret af ENMACO, er fretaget ved mtrens drifttid på ca. 7743 h. Efter ca. 126 drifttimer (ved drifttid 7869) udskiftedes åndefilteret Dette åndefilter udskiftedes efter ca. 3104 drifttimer. Det anvendte åndefilter har en frventet levetid på 1500-2000 h. 5.1 Tryk i krumtaphus Der er målt differenstryk ver åndefilterhuset g trykbufferne. Differenstrykket er aflæst ved hjælp af et urørsmanmeter. Ændringerne i differenstryk ver åndefilterhuset sm funktin af antal driftimer med recirkulatinssystemet er afbildet i Figur l.
DG C-rapprt 10 45.. 40 GI 35 =..20 30 i 25 E 20 tn E åi 15 10 c 5 - - - - -...... 1000 L L / V" 2000 Driftid [timer] / 3000 4000 Figur l: Differenstryk ver åndefilterhuset sm funktin af antal driftimer med recirkulatinssystemet Åndefilteret udskiftet efter ca. 126 g 3230 drifttimer med recirkulatinssystemet Differenstrykket stiger med driftiden, dvs. trykfaldet ver filteret stiger, indtil umiddelbart før udskiftning af filteret, hvr differenstrykket falder. Differenstrykket i frhld til atmsfæretrykket i krumtaphuset, Figur 2, har været negativt, dvs. der har været undertryk i krumtaphuset, undtagen efter filterskift, hvr der i en krtere peride er frekmmet vertryk, indtil filteret er liemættet Umiddelbart før filterskift ved 3230 driftimer med recirkulatinsystemet er der knstateret vertryk i krumtaphuset. Ul 20 _g 10 c..!!! E q, -10 - :t: -20 E E -30 åi -40-50 c -60 n._ Ul?" nn.3c b 3 00 Driftid [timer] Figur 2: Differenstryk mellem krumtaphus g atmsfæretryk. Der er fretaget filterskift ved 126 g 3230 drifttimer med recirkulatinssystemet 5.2 Oliefrbrug/liekvalitet Oliefrbrug g liekvalitet måles g registeres af lieleverandøren g anvendes til fastlæggelse af tidspunktet fr nødvendigt lieskift. Data herfra anvendes i nedenstående analyse af ændringer i liefrbrug g liekvalitet efter etablering af recirkulatinssystem. Evt. påhæftede fejl g usikkerheder
DG C-rapprt 11 i frbindelse med måleresultaterne er derfr af en størrelse, sm må antages acceptabel i frbindelse med drift af mtren. Oliefrbruget sm funktin af antal drifttimer er afbildet i Figur 3. Data fra mtrens driftid 0-1674 h g 6977-8132 h (lieskiftperide ved etablering af recirkulatinsystem) er ikke medtaget i Figur 3. 1600 1400 1200 2 -e 1000 800 f! 3 600 E ::J 400 < 200 - - - - - - -:.- p v - /. -- -...,... - _ -... -.. /... --- --. 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Drifttid fra sidste lieskift [h] --før etab. af recirkulatinsystem - - - -efter etab. af recirkulatinsystem Figur 3: Akkumuleret liefrbrug mellem lieskift. Ved lieskift påfyldes der 41 O l lie. Oliefrbruget er ifølge Figur 3 faldet efter etablering af recirkulatin af krumtaphusluft Såfremt liekvaliteten ikke er ændret efter etableringen af recirkulatinsystemet, g før- g efter-situatinen derfr ikke er sammenlignelige med hensyn til liefrbrug, kan det knstateres, at der er sket et fald i liefrbrug i det målte tidsrum 1674-6977 g 8132-10681 driftimer på gennemsnitlig 0,9 lidrifttime før etablering af recirkulatinssystem til 0,5 lidrifttime efter etablering af recirkulatinssystem (ved beregning af gennemsnitligt liefrbrug mellem hele lieskift fr flere lieskiftperider). Variatinen i liefrbrug fr de registrerede lieskiftperider ses af Figur 4.
DGC-rapprt 12 1,6 1,4 ' 1,2 GI E -c li. 0,8.. Cl 0,6 ]! 0,4 0,2 2000... 4000 6000 8000 10000 12000 Driftimer mtr [h] Figur 4: Oliefrbrug pr. drifttime fr hele lieskiftperider. Recirkulatinssystem er etableret ved 7743 h. Datafra mtrens driftid 0-1674 h g 6977-8132 h ( lieskiftperide ved etablering af recirkulatinsystem J er ikke medtaget. Der er i periden fra etablering af recirkulatinssystemet psamlet ca. 6 l lie fra filteret samt en hel del vandig kndensat (ikke registreret). Oliekvaliteten vurderes primært ved måling af ændringer i visksitet g syretal. Øget visksitet kan medføre henhldsvis øget slitage på mtren g øget risik fr krrsin. Visksiteten kan stige, hvis lien nitreres eller xideres sm følge af frhøjet NO eller 0 2 indhld i røggas sen. Derfr måles xidatinen g nitratinen gså. Ændringer i liens surhedsgrad eller restalkalireserve, målt sm henhldsvis TAN-(ttal acid number) g TENtallet (ttal base number), skyldes bla. phbning af sure røggasbestandele i lien (S0 2, H Cl eller NO). T AN g TBN tallet måles af Mbil Oil efter ASTM D664 g ASTM D2896 i enheden mg KOH (kaliumhydrxyd) pr g. lie. Visksiteten måles sm den kinematiske visksitet i enheden mm 2 /s eller cst (centistke). Oxidatinen g nitratinen måles sm farveændring af lien med spektrftmetri i enheden cm- 1 eller ångstrøm. Gasmtren i Søllerød Park anvender lietypen Mbil Pegasus 480. Der har i mtrens levetid ikke været anvendt andre lietyper. Krt tid efter etableringstidspunktet på recirkulatinssystemet (driftimer ca. 8055) ændredes lieskiftstrategien, idet der nu udføres skift relativ til udtagne lieprøver i stedet fr sm tidligere skift efter l 000 driftimer på lien. Olieskift freta-
DG C-rapprt 13 ges nu, hvis liekvaliteten verskrider følgende grænseværdier eller en ikke plyst sammenhæng mellem disse: Måleparameter Udgangsværdi Grænseværdi Visksitet l 00 C 13,3 cst max. 3 cst. eller max. 25% stigning på udgangsværdi Visksitet 40 C 122 cst Ikke plyst antagelse: max. 25% stigning på udgangsværdi TBN 5,7 mg/g værdi min. 50% af udgangsværdi Oxidatin max. 20 cm- 1 Udgangsværdier er pgivet af Mbil Oil d. 17.7.98. Grænseværdier er pgivet afnesa d. 21.7.98. Der er ikke før ændringen af lieskiftstrategi g etablering af krumtaphusudluftning målt visksitet v. 100 C, hvrfr der alene kan gennemføres sammenligning af visksitetsmålingeme ved 40 C. Ifølge Figur 5 kan der antages en liniær sammenhæng fr ændringer i værdien fr visksiteten ved 40 C g ændringerne i visksitet ved l c fr brugt lie. Det kan derfr antages, at måleresultaterne fr visksiteten ved 40 C kan verføres til visksiteten ved l 00 C. 17 16,5 16 15,5 15 8 : 14,5.! u; 14 -l:.!!! 13,5 > 13 12,5-165 12 BODO 8500 9000 9500 10000 10500 11000 155 145 u..,. 135 ti m 125.!!! > 115 +------+----r------+----+ 105 Driftimer mtr [h] --Visksitet CST100C -?E-Visksitet CST40C Figur 5: Samtidig måling af kinematisk visksitet ved 40 g l 00 c afbildet sm funktin af antal driftimer.
DG C-rapprt 14 Oliekvaliteten sm funktin af drifttiden ses i Figur 6. 40 35 E' 30 c.g 25 lu 'C 20 Dl :g: 15. 10 z ID 1-5 - 800 --. 900 -u 1000 1100 1200 1300 6. 1400 162 160 158 ;;' "'.. 156 g J!! 154 ;; "' 152 > 150 148 Gennemsnitlig drittimer lie [h] e TBN mg/g Oxid. cm-1 A Visksitet CST40C Figur 6: Oliekvalitet ved lieprøve umiddelbart før lieskift sm funktin af drifttiden mellem lieskift. Fyldte symbler angiver tilstandfør etablering af recirkulatins system, symbler i kntur angiver tilstand efter etablering af recirkulatins system. Optrukket streg angiver grænseværdi fr TBN ved 2,85 mg KOH/g g xidatin ved 20 cm- 1 Der kan knstateres en verskridelse af grænseværdien fr xidatin på lieprøverne taget efter etablering af recirkulatinssystem. Denne grænseværdi blev gså verskredet i flere tilfælde før etablering af recirkulatinssystem. Grænseværdien fr TBN er ikke verskredet efter etablering af recirkulatinssystem. Værdierne fr visksitet ligger på niveau med eller under de tilsvarende værdier ved lieskift før etablering af recirkulatin. Kvaliteten af lien vurderes derfr ikke frringet ved ændring af strategi fr lieskift. En taiværdisættelse af liekvaliteten kan fretages af Mbil Oil, da algritmer til vægtning af liekvalitetsmålinger ikke er ffentlig tilgængelige. Herved kan liekvaliteten sm helhed sammenlignes numerisk. Årsagen til ændringen i liefrbrug er ikke yderligere undersøgt. 5.3 Slitage/tilsmudsning Ved inspektin på gasmtren d. 27.5.98 dvs. ved ca. 10973 driftimer fr mtren g ca. 3230 driftimer fr krumtaphusudluftningssystemet knstateredes der ved visuel inspektin følgende:
DGC-rapprt 15 Mtrdel Turblader kmpressrhus- g hjul Manifld mellem turblader g ladeluftkøler Ladeluftkøler luftsiden Observatin Tør pulverfrmig belægning, kan aftørres med en klud. Sammensætning ukendt. Gylden liefilmsbelægning. Sammensætning ukendt. Våd liefilms belægning i bunden af kølefladen. Køleflader belagt med tør fløjlslignende film. Film mest udtalt i samme side sm åndeluften indføres i højre side?. Sammensætning af liefilm g fløjlsbelægning ukendt. Belægninger på køleflader i ladeluftkøleren kan medføre reduktin af vekslereffektivitet Ladeluftkølerens temperatureffektivitet (mdstrømsveksler) beregnes efter måling af højeste g laveste tilstrømningstemperatur samt temperaturdifferensen på et af de t medier 11/.
DG C-rapprt 16 er temperaturfrskellen [ 0 C] på det medie der har den laveste C/h-værdi [J/sK] er den største temperaturfrskel [ C] ved vekslerens grænseflade mellem de t medier. er varmekapaciteten [J/kgK] ved knstant tryk fr mediet er massestrømmen [kg/s] fr mediet er vandtemperaturen [ 0 C] bh v. ind g ud af veksleren er lufttemperaturen [ 0 C] ind i veksleren Desværre er massestrømmen af de t medier g højeste tilstrømningstemperatur ikke målt i frbindelse med frsøget. 5.4 Emissiner Der er i frsøgsperiden indrapprteret en klage ver lugtgener fra anlægget. Det vurderedes at lugtgener skyldes utætheder i røggassystem.
DGC-rapprt 17 6 Videre arbejde Tilbageføring af krumtaphusudluftning kan medføre en reduktin i den samlede emissin af ufrbrændte kulbrinter. Det har ved målinger vist sig, at kulbrintekncentratinen i krumtaphusudluftningen svarer til kulbrintekncentratinen i karbureret blanding. Derimd er det ikke afklaret, hvr str en del kulbrinteemissinen fra krumtaphusudluftningen udgør af den samlede kulbrinteemissin fra gasmtren. Den nøjagtige sammensætningen af kulbrinteemissinen i krumtaphusluften er ikke kendt. Gaskrmatgrafiske analyser af krumtaphusudluftningen kan fastslå indhldet af drivhusgasser, lugtende g evt. tksiske stffer. Det bør endvidere undersøges, m sammensætningen af kulbrinter i røggassen ændres ved tilbageføring af krumtaphusudluftningen. Dvs. der bør gennemføres gaskrmatgrafiske analyser af røggassen før g efter etablering af krumtaphusluft tilbageføring. Da kulbrintekncentratinen i krumtaphusudluftningen svarer til kulbrintekncentratinen i karbureret blanding, bør mulighederne fr at øge brændstfudnyttelsen ved tilbageføring i stedet fr afkast til mgivelserne undersøges. Tilbageføring af krumtaphusluften kan gennemføres ved både under- g vertryk i krumtaphuset. De mtrtyper, sm på nuværende tidspunkt anvender tilbageføring af krumtaphusluften, anvender både under- g vertryk i krumtaphuset. Effekten heraf samt den generelle effekt af tilbageføring på emissin, virkningsgrad g driftssikkerhed er ikke kendt, men kan knstateres efter en længere driftperide. Fr hver mtr freslås gennemført en måleserie bestående af nedenstående måle-punkter g -parametre.
DG C-rapprt 18 Målepunkt Måleparameter Målemetde Måletidspunkt før etabl. efter etabl. Udtag krumtaphus O z paramagn. x x CO NDIR x x NOx kem.lum. x x UHC FID x x Lugt panel x Aldehyder HPLC x Flw pse x Flw blænde x x Olieindhld? x x Tryk Transducer x x Temperatur Termelement x x Efter åndefilter UHC FID x Olieindhld? x I skrsten O z paramagn. x x CO NDIR x x NOx kem.lum. x x UHC FID x x Lugt panel x x Aldehyder HPLC x x Olieindhld? x x Tryk Transducer x x Temperatur Termelement x x Ladeluftkøler luft ind Tryk Transducer x x Temperatur Termelement x x Ladeluftkøler luft ud Temperatur x x Ladeluftkøler vand ind Tryk Transducer x x Temperatur Termelement x x Elprduktin Elskab x x Gasfrbrug Gasrampe x x Smøreliefrbrug Driftsleder x x Smøreliekvalitet Driftsleder x x Registrering af klager x x Endvidere måles/fastlægges effekten af ændringer i trykket i krumtaphuset g andre sikkerhedsmæssige parametre feks. eksplsinsgrænser fr blandinger af lietåger g kulbrinter.
DGC-rapprt 19 7 Referencer /1/ Varmevekslere, Definitiner på varmeveksleres ydeevne g den generelle prøvningsmetde til bestemmelse af alle varmeveksleres ydeevne, DS/ENV 305, Januar 1991
DG C-rapprt 20 Bilag 1: Recirkulatinssystem Tegninger g installatinsvejledning udført af Caterpillar
DG C-rapprt 21 Bilag 1: Recirkulatinssystem Tegninger g installatinsvejledning udført af Caterpillar Installatin Guidelines The breathers shuld nt be munted frward f the third cylinder frm the rear f the engine. Tbis is t rninimize the length f hse frm the breathers t the PCV filter assembly. Three hles need t be punched in the air cleaner husing n the clean side f the filter element. Gasket ld-6489 may be used as a template fr making these hles. Tube assembly M2X-9540 and gasket 1D-6489 shuld then be munted t the air cleaner with wher 3F-I417 placed n the inside f the air cleaner husing fr added supprt. Nippie SP-7175, hse 6V-8523, and clamp SP-4961 are t be used as a drain frm the battm f the PCV filter assembly t a separate cntainer. This drain shuld nt be ruted t the il pan.. \ The three shut-ff valves shuld be instalied in the tapped hles in elbw assembly M2X-9545 and elbw M2X-9546. They will be used fr pressure measurements. Test Reguirements The valurne f cndensate cllected frm the filter assembly drain needs t be measured every il change. SOS shuld be perfrmedn this cndensate and the il in the sump at every il change als t cmpare cndemnatin limits. The drain cntainer shuld be emptied at each il change after vlume and S OS data have been recrded t ensure valid SOS data fr each subsequent interval. Crankcase pressure and pressure upstream and dwn.stream f the filter assembly need t be measured every week t track the life f the filter element. Upstrearn is the breather side f the fllter and dwnstream is the air cleaner side f the filter. These shuld be taken at the three pressure taps with the shut-ffvalves (elbw assembly M2X-9545 and elbws M2X-9546). The element shuld be examined and pssibly replaced if.6.p acrss the filter ges t.zer r crankcase pressure becmes psitive.
DG C-rapprt 22 PARTS LIST FOR PCV SYSTEM ITEM PART # PART NAME QTY. SHEET.1 REMARKS l ll-4490 TUBE l 2 3 l 2 2W-07S21 GASKET l 2 l 3 SS-0003 NUT (5/16) 4 l l J 4 SP-2230 ] CLAMP-HOSE 9 - l s l SP-82111 SEAL-0-RING l 2 2 l 6 7N-5337 HOSE-ELBOW l 3 l 7 7N-5339 HOSE-TEE l 3 l 8 l 8N-9743 BREATHER AS. l 2 2 l 9 SN-9993 1 COVER-CAMSHAFT l l 2 l 1.0 SP-0762 HOSE l 65 cm 3 lcut TO NECESSARY LENGTHS 11 9M-1974 W AS HER 8 l ]FOR (5/16) BOLT 12 M2X-9540 TUBE AS. l 3 l 13 M2X-9541 B RACKET l 3" l 14 OS-1617 BOLT (5/16) 4 l 13/4 IN LENGTH 15 2W-2072 SEAL-0-RING l 2 l 16 l 6V-8523 HOSE 150 cm - l 17 5P-7175 NIPPLE l - l 18 5P-4961 CLAMP-HOSE l - l 19 ld-6489 GASKET l 3 l 20 OS-1588 BOLT (3/8) 6 l 4 ll-1/4 IN LENGTH 21. 9S-8752 NUT (3/8) 6 2,4 l 22 SM-2894 W AS HER 12 l 2 4 IFOR ( 3/8) BOLT 23 3F-14l7l WASHER 2 4 ]FOR ( 3/8) BOLT-OVERSIZED 24 OS-1594 BOLT (3 /8) 2 4 l1 IN LENGTH 25 M2X-9545 ELBOW AS. l 2 l 26 M2X-9546 ELBO W 2 4 l 27 6V-0681 VAL VE 3 - l 28 M2X-9087 FILTER AS. l l 2 l 29 M2X-9088 ELEMENT l - IREPLACEMENT ELEMENT
DGC-rapprt 23 \ l l L / l In c l 1 l l l L u '- (O /(1 l \.. L ::--.,-'-" w l'-. i) L! r!@j '-.=.. @j - c:n -4 \\ i.:z, 1- (fj r-- æ \r......' i) ::j::- "' /,...---; f'\ l ' A. -,S: t- i) p '-- j u l '1\. i)... ji-- <.:) {l ([) {l ([)!(J \:> t4 " lej q t; 1--... i) - Ct: \ VL 7 /
DG C-rapprt 24
DG C-rapprt 25 l ED
DGC-rapprt 26 ' " t_j 1..1.. lu t::l... V) h. -...) - l l( 3' l > \ l, 1/-;
DG C-rapprt 27 Bilag 2: Dagbg fr ændring på mtr l. lieskift 576 2. lieskift 1674 3. lieskift 2603 4. lieskift 3608 5. lieskift 5102 6. lieskift 6977 Etabl. af l. recirkulatinssystem 7743 Skift l.filter 7869 126 Ændring af lieskiftstrategi 8055 312 7. lieskift 8132 389 8. lieskift 9578 1835 9. lieskift 10681 2938 Skift 2.filter 10973 3230 Begivenhed Driftimer Mtr Driftimer Recirkulatinssystem