关键词:涡轮增压器;柴油机;喘振;维护与保养
一、引言
随着我国国民经济的迅猛发展,为了进一步提高和强化柴油机的工作,以适应船舶发展的需要,近年来,船用柴油机普遍采用了增压技术。废弃涡轮增压器已经获得了广泛应用,并取得了显著的成效。大量实践已经证明,采用“增压”方法是提高柴油机功率最有效的方法,当柴油机基本结构尺寸保持不變,如果采用增压技术,柴油机功率一般可提高50-100%。但是在涡轮增压器的使用过程中,难免会出现一些问题,而这些问题会直接影响发动机的动力性,分析研究增压器故障、现象具有重大的现实意义。本文通过分析船用涡轮增压器出现的喘振现象及一些日常维护,正确认识增压器故障,更好的使用和维护增压器。
二、涡轮增压器的日常应用
涡轮增压器由两部分组成,即由装在同一轴上的混流涡轮和径向压气机组成。柴油机或燃气机废气流经燃气进气壳,涡轮利用废气能量带动压气机,使压气机吸入新鲜空气,把经压缩的空气排入气缸。
三、涡轮增压器出现喘振的表现
在正常工作条件下,涡轮增压器依据以下三个指标沿着工作线运行:
当运行点穿越喘振线时,即发生喘振。增压器无法持续运行。
空气径向流速的减少改变了气流的速度方向,靠近边界处产生湍流。
因此产生的湍流会减少空气自由流动的区域。
这样就不会发生扩压效应,空气速度依然保持高速,也就是说速度没有渐变为压力。
因为扩压器的下游压力比正在制造的压力高,气流由高压处向低压处流动。就会发生气流回流撞击叶轮-喘振。
四、涡轮增压器出现喘振的危害
在喘振期间运转部件承受额外负荷,易导致增压器损坏
在喘振期间涡轮增压器的转速瞬间可以升高15%!
增压器严重,频繁的喘振会引起压气机叶轮叶片强烈的振动,导致叶片高周疲劳而断裂。
影响轴承的寿命。
运行时的喘振引起增压器的运行超速,从而降低压气机叶轮和涡轮的寿命。
五、涡轮增压器出现喘振的原因及应对措施
出现喘振的原因:
1.燃油系统:
循环压力或供给泵压力过低
燃油中混有空气
燃油中混有水
预热温度过低
透气柜顶端的通气阀故障
2.涡轮增压器:
空气滤清器/消声器脏污
压气侧脏污或损坏
涡轮侧脏污或损坏
规格有误
3.排气系统:
排气阀没有正确打开
透平前的保护隔栅损坏或堵塞
透平后的背压增大
4.扫气系统:
中冷器、水雾探测器和/或通风管脏污
中冷器的冷却水循环脏污
5.其他原因:
调速器不稳定
发动机负荷剧烈变化
转速剧烈变化
应对喘振措施:
1.临时措施:
打开扫气集管顶端的泄放阀
打开废气旁通阀(如果安装的话)
保持辅助鼓风机运转时间更长
(加速期间的喘振)
2.根治措施:
修理/调整系统中有缺陷的部件
六、涡轮增压器使用期间的建议
船舶由于经常会使用到重油,在船用涡轮增压器使用中,重油对涡轮增压器的工作会出现多种影响:
降低增压器效率
更大的燃油消耗
柴油机扫气压力更低(DpEngine 降低)
废气排气温度和热负荷增加
所以,在涡轮增压器的使用中,需要及时清洗,以保证涡轮增压器的正常运转。
参考文献
《柴油机涡轮增压技术》 陆家祥
《涡轮增压器》 无锡动力机厂
《涡轮增压器操作手册》 重庆江津ABB涡轮增压系统有限公司
(作者单位:天津海事局)
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