廢氣渦輪增壓器故障診斷淺談

谷 偉

(中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程分公司 天津300452)

廢氣渦輪增壓器故障診斷淺談

谷 偉

(中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程分公司 天津300452)

廢氣渦輪增壓器被廣泛應(yīng)用于采油平臺發(fā)電機(jī)組中。描述了廢氣渦輪增壓器的構(gòu)造、原理及作用，提出采用正確的使用和保養(yǎng)方法。針對影響增壓器使用壽命因素加以診斷分析，并說明使用中的注意事項(xiàng)，意在減少增壓器故障，延長其使用壽命，降低維護(hù)費(fèi)用。

廢氣渦輪增壓器 增效環(huán)保 故障診斷 延長壽命

0 引 言

廢氣渦輪增壓裝置是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力，推動渦輪室內(nèi)的渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪又帶動同軸的葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸，通過壓縮空氣來增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，以提高進(jìn)氣壓力，增加充氣量。這種方法稱為廢氣渦輪增壓。實(shí)踐證明，提高發(fā)動機(jī)功率的措施有很多，但最有效的措施是增加充氣量和循環(huán)供油量，而發(fā)動機(jī)采用廢氣渦輪增壓技術(shù)，可增加發(fā)動機(jī)輸出功率 20%～40%，降低燃油消耗 8%左右，降低排氣煙度 20%～50%，廢氣中的有害有毒氣體含量如CO和HC明顯減少，NO含量也有所減少。另外在氣缸總排量不變的前提下增加了功率的輸出，可節(jié)約金屬材料，降低制造成本。因此渦輪增壓器是集節(jié)能、環(huán)保、節(jié)省材料為一體的高技術(shù)產(chǎn)品，目前采油平臺所使用的發(fā)動機(jī)均為廢氣增壓型(見圖1)。

圖1 廢氣渦輪增壓器工作示意圖Fig.1 Operation schematic diagram of an exhaust turbocharger

1 廢氣渦輪增壓器的特點(diǎn)

廢氣渦輪增壓的特點(diǎn)是在不增加發(fā)動機(jī)排量的基礎(chǔ)上，大幅提高功率和扭矩。發(fā)動機(jī)裝上廢氣渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器的發(fā)動機(jī)相比，可增加30%～50%，甚至更多。這意味著尺寸和重量相同的發(fā)動機(jī)經(jīng)增壓后可以產(chǎn)生較多的功率，或者說，一臺排量不大的發(fā)動機(jī)經(jīng)增壓后，可以產(chǎn)生與大排量發(fā)動機(jī)相同的功率。另外，發(fā)動機(jī)在采用了增壓技術(shù)后，還能提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放量。

2 渦輪增壓器常見的故障原因

2.1 廢氣渦輪增壓器喘振

如果廢氣渦輪增壓器在工作過程中向汽缸內(nèi)輸送壓縮空氣量不足，空氣壓力將產(chǎn)生極大的波動，在壓氣機(jī)端發(fā)出異響，如同氣喘的響聲，即為喘振。由于喘振的產(chǎn)生，將使發(fā)動機(jī)工作不平穩(wěn)，功率下降，排放黑煙。

廢氣渦輪增壓器產(chǎn)生喘振的原因是進(jìn)氣系統(tǒng)堵塞，如進(jìn)氣濾清器濾芯嚴(yán)重阻塞或進(jìn)氣總管阻塞，造成進(jìn)氣不暢，進(jìn)氣量減少，從而造成發(fā)動機(jī)燃燒不充分，導(dǎo)致功率下降。

2.2 廢氣渦輪增壓器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出雜音或產(chǎn)生振動

廢氣渦輪增壓器在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出雜音，如發(fā)出金屬的撞擊、摩擦聲或者產(chǎn)生振動。造成該現(xiàn)象的原因可能是增壓器支架鋼度不夠或連接螺釘松動；轉(zhuǎn)子有損傷；葉輪外緣與殼體發(fā)生摩擦；增壓器連接處局部漏氣等。應(yīng)及時(shí)拆卸增壓器轉(zhuǎn)子，并對其進(jìn)行檢修、調(diào)整，同時(shí)檢查各連接管道，緊固有關(guān)部件。

2.3 廢氣渦輪增壓器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)劇烈振動

增壓器出現(xiàn)劇烈振動是由于轉(zhuǎn)子組動不平衡或軸承損壞造成的。應(yīng)及時(shí)更換浮動軸承，并對增壓器轉(zhuǎn)子組進(jìn)行動平衡校驗(yàn)。

2.4 廢氣渦輪增壓器在運(yùn)行過程中突然停止運(yùn)行

造成該現(xiàn)象的原因是增壓器軸承損壞，轉(zhuǎn)子組燒機(jī)所致。應(yīng)更換增壓器軸承，如損壞嚴(yán)重應(yīng)更換增壓器總成。同時(shí)，油封漏油也應(yīng)及時(shí)檢修更換。

3 結(jié) 語

在現(xiàn)代工程機(jī)械維修中，要想正確、完整、快速地排除渦輪增壓器的各種故障，不但要具備渦輪增壓器的理論知識，還要掌握工程機(jī)械各系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。對于渦輪增壓器發(fā)動機(jī)來說，只要掌握了正確的操作方法并進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，將會大大延長渦輪增壓器的使用壽命，提高發(fā)動機(jī)的動力性能，從而提高發(fā)動機(jī)使用的經(jīng)濟(jì)性。

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Fault Diagnosis of Exhaust Gas Turbochargers

GU Wei
(CNOOC Energy Technology & Services Oilfield Construction Engineering CO.，Tianjin 300452，China)

Exhaust gas turbochargers are widely applied in the generator sets of oil platforms. In the paper，the structure，principle and functions of gas turbochargers were described and proper usage and maintenance methods were proposed. Moreover，factors affecting the service life of the turbochargers were diagnosed and analyzed and precautions were explained，aiming to reduce turbocharger failures，prolong theirservice life and reduce maintenance costs.

exhaust turbocharger；environmental efficiency；troubleshooting；prolong life span

TH138.9

A

1006-8945(2014)11-0030-02

2014-10-10