挖泥船主機(jī)增壓器壓氣端污染問題分析及對策

曹紅亮　唐龍

摘要：增壓器是挖泥船中用來提高發(fā)動機(jī)功率和減少排放的重要部件，它利用發(fā)動機(jī)排氣后的剩余能量來工作，向發(fā)動機(jī)提供更多的壓縮空氣，使之達(dá)到最佳運(yùn)轉(zhuǎn)性能。本文以3500M 3絞吸式挖泥船的主機(jī)事故為例，經(jīng)過試驗(yàn)分析后得出增壓器的壓氣端污染問題為該事故的最主要原因，進(jìn)而分析了增壓器的工作原理以及壓氣端污染形成的原因，并探討了其解決措施。

關(guān)鍵詞：壓氣端污染；挖泥船；分析；增壓器

增壓器是高轉(zhuǎn)速運(yùn)行設(shè)備，一旦故障，瞬間就會造成嚴(yán)重的機(jī)損事故，維修、更換備件等費(fèi)用巨大；而且增壓器損壞事故多發(fā)生運(yùn)行過程中，造成其后一系列工作也產(chǎn)生了許多間接損失。許多挖泥船的主機(jī)會存在功率降低，增壓壓力降低，油耗與排煙溫度變高，增壓器軸承出現(xiàn)異常等問題，而壓氣端污染是導(dǎo)致這些問題產(chǎn)生的根本原因。國外也有諸多關(guān)于壓氣端污染問題的研究，一些柴油機(jī)研究部門和生產(chǎn)增壓器的專業(yè)公司都曾介紹過增壓器壓氣端使用中的污染問題。因此對挖泥船主機(jī)增壓器壓氣端污染問題進(jìn)行研究已刻不容緩。

1.增壓器的工作原理

它是對發(fā)動機(jī)所排的廢氣慣性沖力加以利用進(jìn)而使渦輪室內(nèi)的渦輪得以運(yùn)轉(zhuǎn)，在渦輪的帶動之下同軸的葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)，葉輪負(fù)責(zé)對經(jīng)空氣濾清器管道輸送的空氣進(jìn)行壓送，使空氣增壓后輸送到氣缸。

2.具體案例及分析

2.1具體案例

某3500 M3挖泥船主機(jī)在持續(xù)1500 多小時(shí)的運(yùn)行之后，產(chǎn)生功率降低，煙色、油耗加重、排溫變高等問題。在測試之后發(fā)現(xiàn)其增壓器的增壓壓力有0.0l5Mp a的下降，各缸的平均爆發(fā)壓力有0.33gpa的下降，各缸的平均排氣溫度有32℃的上升，排煙顏色出現(xiàn)較大的變化，同時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重噪聲。我們拆檢增壓器的時(shí)候，看到壓氣機(jī)壓氣蝸殼的內(nèi)壁上與葉輪流道壁面上和存在的積垢很嚴(yán)重，又得污垢厚度竟有0.4～0.6 mm。污垢經(jīng)過徹底的清洗與去除后，再次測試，挖泥船的主機(jī)的每一項(xiàng)性能參數(shù)都變成了正常的水平。

2.2實(shí)驗(yàn)論述

從以上試驗(yàn)可知：增壓器的壓氣端污染是導(dǎo)致此主機(jī)的性能變差的根本原因?；覊m、水霧以及油霧跟著空氣到達(dá)壓氣機(jī)里進(jìn)而黏在了擴(kuò)壓器流道與壓氣機(jī)葉輪的壁面上，在長時(shí)間的堆積之后變成了嚴(yán)重的污垢，造成壓氣機(jī)的氣流通道變小變窄，并降低了增壓壓力與壓氣機(jī)效率，由于不足夠的空氣流量，造成了不完全的燃燒，進(jìn)而升高了排氣溫度、加重了煙色，降低了柴油機(jī)的功率。

2.3原因分析

在挖泥作業(yè)中，柴油機(jī)長期燃燒混合油導(dǎo)致燃燒不良，渦輪噴嘴、渦輪葉片、輪盤及氣封間隙兩旁壁面等地方積聚大量未燃盡碳粒的油垢，常存在幾臺機(jī)器共同運(yùn)行的狀況，機(jī)艙溫度經(jīng)常處于 4 5 ℃左右，機(jī)艙里的空氣較為渾濁，增壓器戲吸入了水氣、煙塵以及油霧，即使空氣濾清器能進(jìn)行相應(yīng)的過濾，但其余部分仍會對壓氣端形成污染。

3.解決壓氣端污染的措施

3.1排除故障

①過濾在空氣中的水霧、灰塵以及油霧。必須經(jīng)常清洗空氣濾清器，經(jīng)常對濾芯進(jìn)行更換，此方法雖不能完全消除污染，但也能對各種污染起到延緩作用。②縮短噴水清洗的周期。消除壓氣端污染經(jīng)常使用的方法是噴水清洗，通用清水大力沖擊高速運(yùn)轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)的葉輪，使葉輪的污垢得以掉落。使噴水清洗的周期合理縮短，雖不能使柴油機(jī)的性能參數(shù)變?yōu)樵瓉硭剑材苁乖鰤浩鞯臋z修保養(yǎng)周期延長；③使用室外吸氣的方法。

3.2預(yù)防措施

3.2.1提高船員的意識

增壓器屬于高轉(zhuǎn)速的運(yùn)行設(shè)備，具有較高的對拆裝要求，專業(yè)廠家主要負(fù)責(zé)周期性的維修；而船員主要負(fù)責(zé)正常的檢查，如清潔葉輪與壓氣端濾網(wǎng)、換油等工作因而船員對增壓器的探測與預(yù)防的的意識不高。

3.2.2加強(qiáng)日常維修與管理

第一，要經(jīng)常分析、比較增壓器 的工況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況；平時(shí)維護(hù)管理，特別是值班巡回檢查時(shí)，應(yīng)注意檢查軸承潤滑油的壓力溫度，通過觀察鏡檢查潤滑油的流動情況，不允許流量減少和斷油，當(dāng)油量不足時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。第二，在日常管理中，應(yīng)周期性的對汽缸進(jìn)氣口和排氣口的積碳加以清除，并重視清潔壓氣機(jī)進(jìn)氣流道、空氣冷卻器、空氣濾清器、葉輪以及渦輪噴嘴環(huán)等。第三，縮短增壓 器檢修間隔，每次廠修時(shí)應(yīng)對葉輪進(jìn)行探傷、對壓氣機(jī)葉輪實(shí)施硬度檢驗(yàn) ，葉輪清潔時(shí)禁止敲鏟，注意軸承的運(yùn)行時(shí)間，及時(shí)更換。

3.2.3具體預(yù)防事項(xiàng)

①及時(shí)發(fā)現(xiàn)和清除漆皮屑，在主機(jī)完車狀態(tài)下定期泄放，放出油池滑油和底部沉積的漆皮等雜物。②透平端應(yīng)禁止水洗，以避免放殘通道不通會造成葉片損壞。③對廢氣鍋爐定時(shí)吹灰和水洗以保證煙道暢通。④適量、合理使用燃油添加劑。⑤定期檢查煙道有無異物和堵塞。⑥在管理中應(yīng)多注意檢查透平轉(zhuǎn)子（透平葉輪和軸）的同心度。

4.結(jié) 論

根據(jù)挖泥船增壓器故障的具體事例的探討可知：增壓器是挖泥船的實(shí)際運(yùn)行中的主動力裝置的重要部件，增壓器工作的良好運(yùn)行，有利于柴油機(jī)的輸出功率提高，燃油消耗降低。因?yàn)樵鰤浩鞯膲簹舛宋廴荆瑢Σ裼蜋C(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放和噪聲都帶來不利影響，因此，管理人員必須采取有效措施減少壓氣端污染，加強(qiáng)對渦輪增壓器的正確使用及日常維護(hù)、保養(yǎng)工作的重視，以保證柴油機(jī)處于最佳工作狀態(tài) 。

參考文獻(xiàn)：

[1]TR 型系列渦輪增壓器的使用經(jīng)驗(yàn)一瑞士W depietro.

[2]高增壓廢氣渦輪增壓器和系統(tǒng)一瑞士Gzennder Emeler.

[3]6180 CZL 型柴油機(jī)鑒定會文件.