Q8 Login
Vinderup Varmeværk anvender primært biogas som brændsel i sin gasmotor, og den varierende biogaskvalitet stiller store krav til gasmotorolien fra Q8, viser et langvarigt testforløb.
Af Joel Goodstein
70 procent af kraftvarmeproduktionen hos Vinderup Varmeværk sker på en biogasfyret JMS 620 Jenbacher-motor. Biogassen leveres af Maabjerg BioGas.
»Biogas som brændsel er vores bidrag til den grønne omstilling, men biogas er også et brændsel, som kan variere en del i kvalitet, ikke mindst når det drejer sig om indholdet af svovldioxid, som kan være meget hård ved den olie, vi bruger til at køle og smøre vores Jenbacher-motor,« fortæller Jørgen Sørensen, maskinmester og driftsleder hos Vinderup Varmeværk
Siden Vinderup Varmeværk tog Jenbacher-biogasmotoren i brug i 2011 har der været anvendt en ny type gasmotorolie – Q8 Mahler GR5, som er en olie specielt udviklet til biogasmotorer og udfordringerne med skiftende biogaskvalitet.
Forhistorien til anvendelsen af den nye gasmotorolie er et længere samarbejde mellem Vinderup Varmeværk og Q8. I forbindelse med den seneste opgradering af værkets Ulstein Bergen-motorer til olietypen G4 blev det tydeligt, at der skulle et bedre olieprodukt til for at styre belægninger i forbrændingskammeret, olieforbrug og motorbankning.
»Q8 kom ind i billedet med deres Q8 Mahler R 40 i 2010, som løste de daværende problemer med belægninger i forbrændingskamrene i vores Bergen-motorer, og da vi i 2011 udvidede værket med en Jenbacher 620-motor til at modtage biogas, aftalte vi en test af Q8’s nye gasmotorolie Q8 Mahler GR5,« fortæller Jørgen Sørensen.
Begge de nævnte produkter tilhører Q8’s topserie af gasmotorolier, der er resultatet af mere end 25 års udviklingsarbejde og beregnet til at eliminere ikke mindst motorbankning gennem bedre køling og minimale afsætninger i forbrændingskamrene. Derudover sikrer produkterne lange olieskifteintervaller og ikke mindst lige så lange filterlevetider.
Vinderup Varmeværk har også prøvet den standardolie, som anbefales af Jenbacher, i forbindelse med test af nye topstykker. På den måde er der foretaget en ”back-to-back”-test af de to olieprodukter: Standardolien vs. GR5.
»Da vi skulle teste en ny type topstykker, bad Jenbacher om, at vi anvendte den standardolie, som de anbefaler. Når vi sammenligner standardolien med Q8 Mahler GR5, må vi konstatere, at vi oplevede betydelig kortere levetid på standardolien, mindst 500 færre driftstimer, men derudover desværre også flere skift af oliefiltre i oliens levetid. Vi vil helst kun skifte oliefiltre, når vi laver det planlagte olieskift. At skulle skifte oliefiltre flere gange i oliens levetid giver nedetid for motoren og dermed mistet produktion og indtjening. Med GR5-olien holder vi 2.000 timers levetid og skal kun skifte filtre i forbindelse med de normale olieskift. Forbruget af olie ligger på under 0,1 g/kwh, så det er meget tilfredsstillende,« siger Jørgen Sørensen, efter at testen på mere end 12.000 timer nu er overstået, og Jenbacher-motoren efterfølgende har været i almindelig drift i nogle år.
Jenbachers godkendelsesprocedure kræver blandt andet to uafhængige motortest på mindst 10.000 timers drift, før et olieprodukt bliver frigivet til godkendt brug. Under testen udtages olieprøver for hver 250 timer til kontrol, og testen afsluttes med en slutinspektion, hvor to cylindre demonteres og dele sendes til Jenbacher for endelig inspektion og godkendelse.
Testen hos Vinderup Varmeværk blev afsluttet ved 12.500 timer, men Q8 Mahler GR5 kunne endnu ikke frigives officielt, da den 2. test ikke var færdig. Først efter en test på en biogasmotor i Holland er GR5-olien nu godkendt til kommerciel brug i Jenbachers biogasmotorer.
Q8 Mahler GR5 tilhører den seneste generation af gasmotorolier fra Q8. Produktet er formuleret med særligt udvalgte additiver med det formål at køle motoren bedre, forlænge levetiden på olie og filtre, samtidig med at motoren holdes ren. I testen viste olielevetiden sig typisk at være 35 procent længere på Q8 Mahler GR5 – sammenlignet med standardolien - ligesom filtrene holder et helt olieskift, hvad standardolien ikke kunne levere.
»Årsagen er, at en traditionel gasmotorolie oxideres i løbet af oliens levetid med det resultat, at olien fortykkes. Oxidationsprodukterne afsættes i filtrene, hvilket sammen med den tykkere olie betyder, at differenstrykket over filteret stiger hurtigere og medfører hyppigere filterskift,« siger Søren Junker, maskiningeniør og Key Account Manager hos Q8.
Ifølge Søren Junker er GR5-olien rigtig god til at køle de indvendige komponenter i motoren, ikke mindst stemplerne.
»Med ældre generationer af motorer kunne man tillade sig at anvende et bredere spektrum af olietyper, men i dag er motordesignet meget mere styret af ønsket om højere effektivitet, og det sætter motoren mere under pres. Middeltrykket i motoren er hævet. Når trykket stiger, stiger temperaturen også, og det nedbryder olien,« siger Søren Junker.
Høj viskositet i olien betyder, at der ikke bliver cirkuleret så meget olie og dermed bliver der ikke kølet og smurt så meget som ved en lavere viskositet, hvor olien nemmere kommer rundt i motoren og passerer filtre uden problemer.
»Med GR5-olien og vores endnu nyere olietyper til biogasmotorer ser man ikke fortykkelse af olien og dermed afledte filtertilstopninger. Traditionelt siger man, at tyk olie – med høj viskositet – smører motoren bedre, men smøring er kun en del af oliens funktion. Køling er lige så vigtigt, og det kræver højt olieflow. Over tid bliver traditionel olie fortykket, og så begynder motorbankningen på grund af manglende køling. Stemplerne skal køles, ellers detonerer forbrændingen, inden stemplet er i top. I værste fald må man tage motoren ud af drift på grund af motorbankning,« siger Søren Junker.
Der bliver hældt 1.100 liter olie på Jenbacher-motoren ved et normalt olieskift. Med cirka 7.000 driftstimer om året på Jenbacher-motoren og 2.000 driftstimer på olien betyder det 3-4 årlige olieskift.
»I løbet af testen oplevede vi faktisk, at GR5-olien var helt oppe at køre 4.000 driftstimer, inden den skulle skiftes. Men det var lige efter et skift til nye topstykker, så vi fik forbedret kølingen. Normalt afhænger oliens levetid meget af svovlbrinteindholdet i biogassen. Så fremadrettet er vores forventning 2.000 driftstimer, men forhåbentlig lidt mere,« siger Jørgen Sørensen.
Q8’s erfaring er, at målinger af syre- og base-indholdet i olien er forbundet med en vis usikkerhed: Når syreindholdet bliver højt og baseindholdet for lavt, skal olien normalt skiftes.
»Vi må erkende, at disse analyser er behæftet med usikkerhed, og konsekvensen er, at man nogle gange skifter olien unødigt og dermed ikke får de driftstimer på et olieskifte, som man burde. Men motorproducenterne sætter nogle grænser for syre-base-indholdet i olien, og derfor er det en vurdering, om man vil køre videre, når syre- og baseindholdet bevæger sig over grænserne. Da man opnåede 4.000 driftstimer på et olieskifte hos Vinderup Varmeværk, var det fordi man valgte at køre videre, selv om målingerne skiftevis viste, at syre og base var indenfor og udenfor grænserne,« siger Søren Junker.
Jenbacher-motoren hos Vinderup Varmeværk har i øvrigt noget nær Danmarksrekord i uafbrudte driftstimer: 40 døgns uafbrudt produktion uden problemer er det blevet til med anvendelsen af GR5-olien.
Men en ny gasmotorolie – Q8 Mahler GR8 - vil måske levere endnu bedre driftsresultater end GR5-olien.
»Vi er ved at teste GR8-olien på en Jenbacher-biogasmotor hos Lemvig Fjernvarme, og den test bliver en del af godkendelsen af den nye olie til brug på Jenbachers biogasmotorer. GR8 er allerede godkendt af andre motorfabrikanter,« siger Søren Junker.
En vigtig del af biogasoliens kvalitet er den rigtige balance mellem base og syre i additiverne. Basen bruges til at neutralisere svovldioxiden i biogassen, men for meget basisk indhold giver belægninger i motoren, så derfor udvikler Q8 hele tiden sine additiver i gasmotorolierne, som det er sket med GR8.
»Vi kan se, at vi har nogle meget rene og fine motorer, når vi kigger ind i dem. Det har vores leverandør Jenbacher også bekræftet: Der er ingen alvorlige belægninger her efter cirka 48.000 driftstimer. Så for os har GR5-olien været en rigtig god løsning, og det har vi også fået bekræftet efter sammenligningen med standardolien. Motoren skal hovedrenoveres efter 60.000 timer. Så bliver den skilt helt ad, og Jenbacher vurderer, hvilke dele der skal skiftes. Måske vil der være mindre behov end normalt for udskiftning af komponenter på grund af olien. Det må tiden vise. Til den tid vil vi også overveje, om vi skal prøve den nye GR8-olie, hvis den er blevet godkendt til biogasmotorer og måske på den måde opnå endnu bedre drift,« siger Jørgen Sørensen.
