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Dieselkraftstofffiltration

Mit steigenden Betriebskosten und strengen Umweltvorschriften steht die Bergbaubranche im Flottenbetrieb großer Dieselmotoren vor schwierigen Herausforderungen. Für eine optimale Motorleistung und -zuverlässigkeit muss die Partikel- und Wasserverunreinigung im Dieselkraftstoff auf akzeptable Grenzen...

Partikel- und Wasserabscheidungslösungen für Dieselkraftstoffanwendungen

Produkt: Ultipleat Dieselkraftstofffilter

 

Einleitung

 

Mit steigenden Betriebskosten (z. B. Kosten für die Kraftstoffnutzung, Ausfallkosten) und strengen Umweltvorschriften (z. B. in Bezug auf die Emission von Treibhausgasen) steht die Bergbaubranche im Flottenbetrieb großer Dieselmotoren vor schwierigen Herausforderungen. Für eine optimale Motorleistung und -zuverlässigkeit muss die Partikel- und Wasserverunreinigung im Dieselkraftstoff auf akzeptable Grenzen (Spezifikationen) kontrolliert werden.

 

Die serienmäßig vorhandenen Kraftstofffilter sind für ein hohes Niveau der Kontaminierung nicht ausgelegt. Damit ein vorzeitiges Verstopfen und häufige Wechsel der integrierten Filter vermieden werden können, sollte die Reinheit des Kraftstoffes über die gesamte Lieferkette kontrolliert werden. Dieselkraftstofffiltration für den Bergbau muss eine standortweite Investition sein und über moderne Partikel- und Wasserfiltrationstechnologien erfolgen, ab dem Lieferort, über die Lagerung bis hin zur Dosierdüse.

 

Die Auswirkungen einer Partikelkontamination auf Dieselmotoren

 

Es gibt drei Arten von Defekten des Kraftstoffeinspritzsystems des Motors, die auf eine Verunreinigung mit harten Teilchen zurückzuführen sind:

 

• Mechanische Ausfälle durch Komponentenverschleiß und eine Blockierung der Komponenten

• Elektrische Defekte (typisch ist eine Zerstörung des Magnetventils des Einspritzsystems) durch eine Ablagerung am Tellerventilschaft und sich daraus ergebende Blockierung

• Leistungsdefekte durch eine Blockierung der Einspritzdüsen und eine Änderung der Sprühmuster des Einspritzsystems

 

Kraftstoffeinspritzsysteme des Dieselmotors

 

Mit dem Fortschreiten der Motorkraftstoffeinspritztechnologie hat sich auch die Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen erhöht.

 

Elektronisch gesteuerte Kraftstoffinjektoren (EUIs, Electronically Controlled Unit Injectors)

 

Die Öffnungen der Einspritzdüse von EUIs haben einen Durchmesser von 6–7 µm. Diese Öffnungen können verstopfen oder eine Erosion durch eine Partikelverunreinigung erleiden, da Dieselkraftstoff unter hohem Druck durch sie strömt. Die Düsenform kann modifiziert oder Sprühmuster geändert werden, was sich negativ auf die Motorleistung in Form von geringerer Leistung und einem hohen Kraftstoffverbrauch auswirkt.

 

Common-Rail-Hochdruckeinspritzung (High Pressure Common Rail System, HPCR)

 

Die HPCR-Systemtechnologie bietet eine bessere Leistungs- und Kraftstoffeffizienz und geringere Abgase. Um diese Ergebnisse zu erreichen, werden HPCR-Systeme unter Drücken über 2000 bar betrieben und haben Einspritzdüsenöffnungen mit einem Durchmesser im Bereich von 2–3 µm. Dies erfordert um 30 Mal saubereren Diesel als für Standard-EUIs und über 100 Mal sauberer, als die Pumpe normalerweise ausgibt. Dieser Grad an Reinheit kann nicht allein über die integrierte Filtration erzielt werden; es sind eine zusätzliche Bulkfiltration und Filtration an der Einfüllstelle erforderlich.

 

Definierung akzeptabler Reinheitsgrade für Kraftstoff

 

Während sich die Reinheit von Diesel über die Lieferkette des Kraftstoffs leicht unterscheiden kann, definiert ein Motorhersteller die typische ausgelieferte Kraftstoffreinheit mit einem Reinheitsgrad von 22/20/17 je ISO 4406. Für EUI-Kraftstoffeinspritzsysteme erfordern OEMs normalerweise eine Kraftstoffreinheit von 18/16/13 je ISO 4406. Neue HPCR-Motoren erfordern Dieselreinheitsgrade von 12/9/6 je ISO 4406.

 

Wie hoch ist die Verunreinigung wirklich?

 

Um diese Werte etwas mehr zu veranschaulichen, zeigt die folgende Tabelle die jeweilige Verschmutzungsmenge und das Wasservolumen, das für ein großes Bergwerk in einem Jahr gepumpt werden würde, das 137.000 Liter Diesel/Tag verbraucht, für verschiedene Grade an Kraftstoffverunreinigung. 

Tabelle zur Dieselkraftstoffanwendung

Die Tabelle zeigt die jeweilige Verschmutzungsmenge und das Wasservolumen, das in einem Jahr bei einem großen Bergwerk gepumpt werden würde (137.000 Liter Diesel/Tag)