關(guān)于船舶主機(jī)增壓器喘振的探討

摘 要：現(xiàn)代船舶上已普遍采用增壓方式來提高柴油機(jī)的功率，增壓是用提高氣缸進(jìn)氣壓力的方法，增加氣缸的空氣密度，從而增加噴入氣缸的燃油量，提高柴油機(jī)平均指示壓力和柴油機(jī)平均有效壓力。廢氣渦輪增壓器雖已得到廣泛的應(yīng)用，但由于日常管理不善，常會出現(xiàn)故障，如掃氣箱的進(jìn)氣壓力異常升高或者降低，軸承的燒損尤其是增壓器的喘振等常見故障。

文章編號：1674-3520（2015）-12-00-01

一、增壓器喘振故障現(xiàn)象

某日，天津港“某拖輪”輪正在對一艘馬士基的遠(yuǎn)洋船舶拖靠港操作，不久右舷主機(jī)的增壓器發(fā)生“噠噠”異常響聲和振動(dòng)，即增壓器發(fā)生喘振現(xiàn)象。隨后右舷主機(jī)排煙溫度發(fā)出高溫報(bào)警。

二、導(dǎo)致渦輪增壓器喘振的具體因素

（一）增壓器系統(tǒng)阻力增加

壓氣機(jī)經(jīng)過濾網(wǎng)從大氣中吸入空氣，把從廢氣渦輪得到的機(jī)械功加給吸入的空氣使其壓力升高，燃燒后廢氣通過渦輪將廢氣中部分的廢熱能和壓力能傳遞給渦輪，之后排出。具體分析如下：

1、壓氣機(jī)的進(jìn)口濾網(wǎng)很臟或是消音器的羊毛氈松脫

壓氣機(jī)的進(jìn)口濾網(wǎng)很臟或是消音器的羊毛氈松脫，使進(jìn)氣空氣阻力增加，減少壓氣機(jī)的空氣流量，導(dǎo)致進(jìn)入掃氣箱的空氣量減少，氣缸中的燃油不能完全燃燒，增壓器的轉(zhuǎn)速升高容易引起喘振

2、壓氣機(jī)葉輪和、或擴(kuò)壓器積垢嚴(yán)重

增壓器工作一段時(shí)間后，工作葉輪以及擴(kuò)壓器上的葉片常會積累一些污垢，厚度可達(dá)0.5-1.5mm，如果不及時(shí)清楚掉，在同樣的轉(zhuǎn)速下，壓氣機(jī)的效率和壓縮比都會降低。

3、空氣冷卻器發(fā)生臟污或是堵塞

空氣冷卻器發(fā)生臟污或是堵塞，空氣的流動(dòng)阻力加大，導(dǎo)致壓氣機(jī)的背壓升高，同時(shí)流經(jīng)壓氣機(jī)的空氣流量減少，易引起喘振。

以上所述都是關(guān)于某個(gè)部件發(fā)生臟賭，使流體阻力增大，最終造成流經(jīng)壓氣機(jī)的空氣流量減少而導(dǎo)致喘振。

（二）增壓器自身故障

由于增壓器本身故障，工況改變，增壓器壓氣機(jī)可能會工作在喘振區(qū)內(nèi)，而發(fā)生喘振。一般原因有：

1、壓氣機(jī)的葉輪損壞或過量腐蝕

由此造成壓氣機(jī)對空氣的壓縮能力減弱，從而使流經(jīng)壓氣機(jī)的進(jìn)氣流量減少，而發(fā)生喘振現(xiàn)象。

2、渦輪葉片頂部及噴嘴環(huán)罩內(nèi)表面腐蝕

侵蝕或是渦輪葉片損壞，使兩者之間的配合間隙增大引起渦輪效率下降，導(dǎo)致流經(jīng)壓氣機(jī)的氣體流量減少而發(fā)生喘振。

（三）柴油機(jī)本身的故障

1、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器負(fù)荷限制不當(dāng)

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器負(fù)荷限制不當(dāng)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)起壓氣機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)可能位于喘振區(qū)，而導(dǎo)致壓氣機(jī)喘振。

2、采用脈沖增壓系統(tǒng)的柴油機(jī)一缸熄火

采用脈沖增壓系統(tǒng)的柴油機(jī)一缸熄火，對于一缸熄火增壓器的壓氣機(jī)端的背壓與正常情況下的背壓相比，就顯得過高，而最終導(dǎo)致喘振

三、發(fā)生喘振的原因分析及排除過程

輪機(jī)長要求起動(dòng)主機(jī)，將主機(jī)負(fù)荷加到30%時(shí)，用水管對增壓器的渦論和壓氣機(jī)分別進(jìn)行水洗，并要求在水洗時(shí)觀察泄水孔，觀察是否有積炭被沖出。觀察結(jié)果只要少許的顆粒被洗出，輪機(jī)長判定增壓器內(nèi)部一定有大量的積炭，要求對其解體徹底清楚內(nèi)部的積炭。解體后發(fā)現(xiàn)，積炭嚴(yán)重，將葉輪葉片放到里面加入ACC清洗劑的清水里浸泡4小時(shí)后（同時(shí)也將軸承取下浸泡在新透平油里4小時(shí)），清除表面的積炭，同時(shí)也殼體上的積炭也清楚干凈。清潔工作完成后，將增壓器重新裝復(fù)（安裝時(shí)要特別注意保證軸承的間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)），并將透平油換新。一切工作結(jié)束后，起動(dòng)主機(jī)（此時(shí)應(yīng)注意觀察增壓器上面的觀察鏡，是否有油泡噴出，如有在說明潤滑正常，如沒有應(yīng)立即停車），逐漸加負(fù)荷。加至全負(fù)荷后，排煙溫度，掃氣溫度和壓力和空氣冷卻器的進(jìn)出口溫差逐漸恢復(fù)正常，增壓器不在發(fā)生喘振，故障排除。為了避免左舷機(jī)的增壓器發(fā)生故障，隨即也對其檢查徹底清潔。

至此原因也已經(jīng)查明，由于輪機(jī)員對增壓器的日常管理不規(guī)范，沒有按說明書上的要求及時(shí)的對增壓器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，以至造成增壓器內(nèi)部嚴(yán)重積炭，致使渦輪通道截面積減小和流量下降，噴嘴環(huán)的通道截面機(jī)減小，會使增壓器的轉(zhuǎn)速提高，壓氣機(jī)端背壓升高，流量減少，同時(shí)進(jìn)氣濾網(wǎng)的臟堵進(jìn)一步使進(jìn)氣流量的減少，最終導(dǎo)致增壓器喘振。

四、總結(jié)及增壓器日常維護(hù)管理

總之增壓器的喘振是其固有的屬性，是沒有辦法從根本上絕對避免的，因此只能預(yù)防和加強(qiáng)管理，盡量避免喘振的發(fā)生。對于輪機(jī)管理人員不僅要搞清楚引起增壓器喘振的原因，還要盡可能多的的了解引起喘振的因素，判斷主要由那些引起的，然后從可能性最大的原因開始排除故障，正確及時(shí)處理喘振問題，避免增壓器的機(jī)損事故的發(fā)生。

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