Ihr vertrauenswürdiger Partner für saubere Energielösungen

Integriertes DOC-DPF-SCR-Abgasnachbehandlungssystem für die 5-MW-Bahnstromerzeugung

Erstellt Heute

Integriertes DOC-DPF-SCR-Abgasnachbehandlungssystem für die 5-MW-Eisenbahnstromerzeugung

Große industrielle Metallstruktur mit kreisförmigen Öffnungen, gelegen in einer Fabrikumgebung.

Projektübersicht

Kunde	Vertraulicher Auftragnehmer für Eisenbahninfrastruktur und Stromversorgung
Anwendung	5-MW-Dieselgenerator — Notstromversorgung für Bahnhöfe
Produkt	Kundenspezifisch entwickeltes integriertes DOC- + DPF- + SCR-System
Standort	Vertrauliches Eisenbahnprojekt
Inbetriebnahme	2026

Die Herausforderung

Ein großes Eisenbahninfrastrukturprojekt erforderte ein 5-MW-Dieselgeneratoraggregat als primäre Notstromquelle für einen Hochgeschwindigkeitsbahnhofskomplex. Bei Volllast erzeugt der Generator ein erhebliches Abgasvolumen von etwa 45.000 m³/h mit hohen Konzentrationen an NOx, Feinstaub (PM) und Kohlenmonoxid (CO).

Das Projekt stand vor drei kritischen Einschränkungen:

· Strenge Emissionsgrenzwerte — Die örtliche Umweltbehörde verlangte, dass das System die EU-Stufe-V-äquivalenten Emissionswerte für stationäre Motoren erfüllt, mit einer geforderten NOx-Reduktion von ≥95 %, einer PM-Filtrationseffizienz von ≥95 % und einer CO-Oxidation von ≥90 %.

· Platzbeschränkung — Der für die Abgasbehandlung vorgesehene Technikraum war nur 12 m × 6 m × 4,5 m groß, was es unmöglich machte, drei separate Behandlungseinheiten mit herkömmlichen Kanalübergängen zu installieren.

· Betriebszuverlässigkeit der Eisenbahn — Als Notstromversorgung für Signal- und Stationssysteme muss der Generator innerhalb von 15 Sekunden starten und die volle Last erreichen. Das Abgasnachbehandlungssystem durfte keinen übermäßigen Gegendruck erzeugen, der das Motoransprechverhalten oder die Leistungsabgabe beeinträchtigen würde.

Unsere Lösung

Unser Ingenieurteam entwickelte ein vollständig integriertes, skidmontiertes DOC- + DPF- + SCR-System, das als kompakte Einheit verpackt ist. Das System wurde auf das spezifische Abgasprofil des 5-MW-Motors ausgelegt, mit numerischer Strömungsmechanik (CFD)-Optimierung in jeder Phase.

Systemarchitektur

Motorabgas  →  DOC-Modul  →  DPF-Modul  →  SCR-Modul (mit Harnstoffeinspritzung)  →  Kamin

Alle drei Behandlungsstufen sind in einem einzigen Gehäuse aus Edelstahl 304 untergebracht, das auf einem schweren Kohlenstoffstahl-Skid montiert ist. Dadurch entfällt die Notwendigkeit von Zwischenkanälen und der Platzbedarf wird im Vergleich zu modularen Einzelgeräten um 40 % reduziert.

Wichtige technische Merkmale

1. DOC-Modul (Dieseloxidationskatalysator)

·  Metallischer Träger mit hoher Zelldichte und Pt-Pd-Washcoat

·  Wandelt CO und HC mit einem Wirkungsgrad von ≥95 % in CO₂ und H₂O um

·  Erhöht die Abgastemperatur, um die DPF-Regeneration und das SCR-Anspringen zu unterstützen

2. DPF-Modul (Dieselpartikelfilter)

·  Wandstromfilterelemente aus Siliziumkarbid (SiC) mit einem Filtrationswirkungsgrad von ≥99 %

·  Integriertes Druckluft-Pulsreinigungssystem mit 12 Magnetventilen zur aktiven Rußentfernung ohne Abschaltung

· Differenzdrucküberwachung für den Echtzeit-Rußbeladungsstatus

3. SCR-Modul (Selektive Katalytische Reduktion)

· Vanadium-Titan-Katalysator, optimiert für ein Betriebsfenster von 250–450 °C

· Mehrpunkt-Harnstoffeinspritzgitter mit CFD-optimierter Mischkammer

· Perforierter Edelstahl-Strömungsverteiler für eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung über die Katalysatorfläche — NH₃-Schlupf < 10 ppm

4. Vorteile des integrierten Designs

· Einzel-Skid-Grundfläche: 6,5 m × 2,2 m × 2,8 m

· Geflanschter Einlass/Auslass: DN800, direkter Anschluss an die Motorabgasrohrleitung

· Verschraubte Zugangstüren an beiden DPF- und SCR-Kammern für Katalysatorinspektion und -austausch

· Alle benetzten Oberflächen aus Edelstahl für Korrosionsbeständigkeit in Außen-/Industrieumgebungen

· Vorkonfektionierte Sensorkabelbäume und Anschlusskasten für Plug-and-Play-Inbetriebnahme

Industrielle Wärmetauscher-Einheiten in einer Fabrikumgebung mit großen Fenstern und Metallrahmen.

Technische Spezifikationen

Parameter	Wert
Nennmotorleistung	5.000 kW
Abgasvolumenstrom	~45.000 m³/h (bei Volllast)
Eingangsgastemperatur	350–480 °C
Systemgegendruck	≤ 2,5 kPa (bei Volllast, sauberer Zustand)
NOx-Reduktionswirkungsgrad	≥ 95 %
PM-Filtrationswirkungsgrad	≥ 95 %
CO-Umwandlungswirkungsgrad	≥ 90 %
NH₃-Schlupf	< 10 ppm
Gehäusematerial	Edelstahl SUS304
Skid-Material	Baustahl (epoxidbeschichtet)
Gesamtabmessungen (L×B×H)	6.500 × 2.200 × 2.800 mm
Ungefähres Gewicht	~8.500 kg

Projektdurchführungszeitplan

Phase	Dauer	Wichtiger Meilenstein
Technik & Konstruktion	2 Wochen	CFD-Simulationsbericht & GA-Zeichnungsfreigabe
Fertigung	4 Wochen	Materialbeschaffung, Fertigung, Katalysatorbeladung
Werksabnahmetest (FAT)	1 Woche	Druckprüfung, Dichtheitsprüfung, Funktionstest
Versand & Installation	1 Woche	Positionierung vor Ort, Kanalanschluss, Verkabelung
Inbetriebnahme	1 Woche	Lastbanktest, Emissionsüberprüfung, Übergabe
Gesamtvorlaufzeit	~9 Wochen

Ergebnisse & Leistung

Nach der Inbetriebnahme wurde das System einem 72-stündigen Volllast-Dauertest mit kontinuierlicher Emissionsüberwachung unterzogen. Die Ergebnisse übertrafen die vertraglichen Anforderungen des Projekts:

· NOx am Kamin: 180 mg/Nm³ (Grenzwert: 400 mg/Nm³) — 55 % Marge

· Partikel am Kamin: Unter der Nachweisgrenze (< 5 mg/Nm³)

· CO am Kamin: 120 mg/Nm³ (Grenzwert: 500 mg/Nm³)

· Gegendruck bei Volllast: 2,1 kPa — deutlich unter dem Grenzwert des Motorenherstellers von 3,0 kPa

· Generator-Startzeit bis Volllast: 12 Sekunden — keine Beeinträchtigung durch das Nachbehandlungssystem

· DPF-Regenerationsintervall: > 500 Betriebsstunden unter typischem Lastprofil

"Das integrierte Design sparte uns kritischen Platzbedarf im Maschinenraum, und das Plug-and-Play-Skid reduzierte unsere Installationszeit vor Ort um fast die Hälfte. Der Emissionstest wurde beim ersten Versuch bestanden." — Projektleiter des Kunden

Große industrielle Metallstruktur mit einer kreisförmigen Öffnung, platziert in einer Werkstatt mit hohen Fenstern.

Warum es wichtig ist

Dieses Projekt demonstriert unsere Fähigkeit, kundenspezifisch entwickelte, leistungsstarke Abgasnachbehandlungslösungen für anspruchsvolle Infrastrukturanwendungen zu liefern. Durch die Integration von DOC, DPF und SCR in eine einzige skid-montierte Einheit haben wir Folgendes erreicht:

· Platzersparnis von 40 % gegenüber separaten modularen Systemen

· Geringere Installationskosten durch vormontierte, vorgeprüfte Lieferung

· Nachgewiesene Emissionsleistung, die die strengsten Standards für stationäre Motoren erfüllt

· Betriebszuverlässigkeit, die unter realen Bedingungen der Notstromversorgung von Bahnanlagen validiert wurde

Bereit, Ihr Abgasbehandlungsprojekt zu besprechen? Kontaktieren Sie unser Ingenieurteam für eine maßgeschneiderte Lösung, die auf Ihre Motorspezifikationen und Emissionsanforderungen abgestimmt ist.