Welche Kraftstoffanforderungen gelten für einen Erdgasmotor?

Um Erdgaskraftgeneratoren sicher zu betreiben und ihre Teile vor Beschädigungen zu schützen, ist die Reinheit des Brennstoffs entscheidend. Das zugeführte Gas muss eine minimale Anzahl an Verunreinigungen enthalten, und die Schadstoffe müssen bestimmten Richtlinien entsprechen, insbesondere bezüglich Schwefelverbindungen, Feuchtigkeit und Partikeln. Die Konzentration von Schwefel beispielsweise muss unter 20 mg/m³ gehalten werden, um Korrosion an Motorteilen und Verstopfungen der Kraftstoffeinspritzdüsen zu vermeiden. Bei zu hoher Feuchtigkeit könnte das Kraftstoffsystem durch Eisansatz bei kaltem Wetter blockiert werden, was den Kraftstofffluss einschränken und die Leistungsabgabe beeinträchtigen würde. Staub- und Schmutzpartikel können die inneren Motorbauteile zerkratzen, wodurch die Lebensdauer des Generators verringert und der Wartungsbedarf erhöht wird. Wenn die Reinheitsstandards eingehalten werden, arbeitet der Generator effizient, und Ausfälle einzelner Bauteile sind vorhersehbar.

Durchflussrate und Druckvorgaben

Ein ausreichender Gasdruck und Durchfluss sind entscheidend, damit Erdgasmotoren zuverlässig arbeiten können. Unterschiedliche Größen und Typen von Generatoren haben unterschiedliche spezifische Anforderungen an den Gasdruck. Die meisten Generatoren benötigen jedoch einen Gasdruck von 3,5 psi bis 7 psi an den Eintrittspunkten. Wenn der Gasdruck zu niedrig ist, erhält der Generator nicht genügend Kraftstoff, um die Leistungsanforderungen zu erfüllen, und verliert entweder die Leistung oder schaltet sich vollständig ab. Wenn der Gasdruck zu hoch ist, kann dies den Kraftstoffregler und andere Schutzteile beschädigen. Außerdem muss die zugeführte Kraftstoffdurchflussmenge dem maximalen Kraftstoffverbrauch des Generators entsprechen. Beispielsweise benötigen 100-kW-Erdgasgeneratoren im Volllastbetrieb Durchflussraten von 10 Kubikfuß pro Minute (cfm). Für eine zuverlässige Generatorleistung sollte die Gasversorgung ausreichende Durchflussraten und Druck sicherstellen.

Anforderungen an verschiedene Erdgasgemische

Jede Art von Erdgasgemisch verwendet unterschiedliche Verbrennungsverfahren; die Zusammensetzung des Erdgases muss für eine effiziente Verbrennung im Generator und geringe Emissionen geeignet sein. Für ein effizientes Brennstoffgemisch muss Erdgas mindestens 85 % Methan enthalten, da dies der Hauptbrennstoff ist, der sauber und effizient verbrennen muss, um strenge Emissionsvorgaben bei der Verbrennung zu erfüllen. Äthan und Propan können im Brennstoff enthalten sein, sollten jedoch nur in geringen Anteilen, meist unter 10 %, vorhanden sein, da ein höherer Anteil die Verbrennungseigenschaften brennbarer Gase verändert. Wenn die Verbrennung brennbarer Bestandteile unvollständig ist, steigen die Emissionen an NOx und CO und die Verbrennungseffizienz des Generators sinkt. Außerdem muss der Brennstoff im Erdgas vollständig verbrannt werden.

Verträglichkeit von Erdgas mit Generatorbauteilen

Um die langfristige Zuverlässigkeit des Kraftstoffsystems eines Generators zu gewährleisten, muss Erdgas mit den im Kraftstoffsystem verwendeten Materialien und Komponenten kompatibel sein. Rohre, Schläuche und Dichtungen sowie andere Bestandteile des Kraftstoffsystems bestehen aus rostfreiem Stahl, Messing oder einem speziellen Polymer. Erdgas ist nicht korrosiv, doch Verunreinigungen im Gas, wie zum Beispiel Schwefelwasserstoff, können Eisen angreifen und korrosive Verbindungen bilden. Diese Korrosion könnte zu einem gefährlichen Leck führen und den Betrieb des Generators stören, da geschwächte Rohre gefährlich werden und lecken können. Antikraftstoffe, die Lösungsmittel oder Öle enthalten, können Dichtungen und Schläuche des Kraftstoffsystems auflösen. Generatorkomponenten verbessern die Lebensdauer des Kraftstoffsystems und sparen Wartungskosten.

Sicherheits- und Konformitätsaspekte

Die Verwendung eines Erdgasgenerators bedeutet, dass stets die Sicherheits- und Konformitätsstandards für Gas eingehalten werden müssen. Die Gasversorgung muss sowohl auf lokaler als auch internationaler Ebene den Sicherheitsstandards entsprechen. Die Richtlinien der National Fire Protection Association der Vereinigten Staaten und der Internationalen Organisation für Normung (ISO) legen sichere Verfahren für die Lagerung, den Transport und die Bereitstellung von Gas an den Generator fest. Zudem müssen die Kraftstoffsysteme des Generators gegen Gasaustritt und Explosionsgefahren geschützt sein. Beispielsweise müssen Gaspipelines ordnungsgemäß isoliert sein, regelmäßig druckgeprüft werden und an strategischen Stellen schnelle Absperreinrichtungen enthalten, um im Notfall die Gaszufuhr sofort zu unterbrechen. Der Generator muss die örtlichen Umweltvorschriften hinsichtlich seiner Emissionen von Stickoxiden (NOx), Kohlenmonoxid (CO) und Feinstaub erfüllen. Sicherheits- und Konformitätsstandards beim Einsatz des Brennstoffs schützen Personen und Eigentum und ermöglichen es den Vollzugsbehörden, den Generator rechtlich zulässig am Ort der Gasversorgung zu betreiben.