关于我们 About us
联系方式
more
地 址:茌平县信发工业园  
联系人: 李国强 
手 机:15266864951 
电 话:0635-4285568 
传 真:0635-4285568 
E_mail:cpsanhe@163.com  
网址:http://www.cpsanhe.com
您现在的位置:新闻中心 >> 文章内容 文章内容
柴油机透平喘振的原因及增压系统维护保养
来源:本站 作者:匿名 发布:2017/3/16 修改:2017/3/16
隶属:企业新闻 点击:1500

增压器喘振是压气机的固有特性,在增压器和柴油机选配上,当柴油机在高效率区运行时,一般不会发生喘振。但当柴油机或增压器工作条件发生变化,例如当出现增压器系统空气的通道堵塞,柴油机负荷过高或过低、负荷不均或负荷突变,柴油机或增压器本身的故障等情况下,柴油机和增压器的平衡就会破坏,使工作点进入喘振区而发生喘振。在现代柴油机和增压器的选配上,根据压气机和柴油机的配合特性,运行配合时所留的余量较小,增压器或柴油机运行工况稍有变化,极易进入喘振区而发生喘振。
增压器喘振时气流强烈颤动,压气机出口压力、气体流量大幅下降,同时引起压气机叶片强烈震动并伴有噪音,有时会产生很大的“彭彭”声。喘振会不仅使增压器性能减低,影响柴油机的燃烧,严重时会使压气机零件和增压器轴承损坏。因此在运行过程中尽量避免增压器发生喘振。
 
1.  发生喘振的具体原因、消除方法
 
我们都知道,增压器喘振的机理是当压气机在某一小流量下工作,引起叶轮在扩压管的叶片通道内产生强烈的气流分离所致。下面各种因素都有可能引起压气机工作在小流量和高背压工况下,从而引起喘振。
1.1 空气流通阻力的增加
柴油机增压系统由柴油发动机、导气管、增压器、空气冷却器组成。柴油机运行时,气体的流动路线是:进气滤网(包括消音器)--压气机叶轮压气机扩压管空气冷却器(中冷器)扫气箱气缸进气口(阀)气缸排气口(阀)--排气管(包括隔栅)--废气涡轮喷嘴环废气涡轮叶片烟管废气锅炉烟囱。在上述气体流动路线中的任一环节,若因污染、变形、积炭、结垢严重或其他原因引起阻塞,就会使流阻增大,压气机的负担增加,引起压气机流量减少,背压升高,导致柴油机和增压器的联合运行工况接近喘振线而发生喘振。其中最容易脏污的部件是进气滤网、压气机叶轮与扩压管、空冷器和废气涡轮喷嘴环、叶轮,气缸进、出口(阀)容易积炭。
(1)由于机舱的油污,装卸货和空气中的灰尘,压气机进气滤网和消音器容易脏污阻塞。这不仅会使压气机进气阻力增大,供气量减少,压缩比减低,而且会导致柴油机排温上升,废气能量增大,增压器转速随之上升,容易引起超速和喘振。所以当压差超过100MM水柱时,要及时清洁进气滤网,对损坏的压差计要恢复使用。有的船舶进气滤网过厚,造成进气量不足,排温升高,必要时申请正规的进气滤网。拆检增压器时,检查消音器的污染、阻塞状况,必要时用化学剂清洁。
(2)压气机叶片和扩压器严重结垢。工作叶轮以及扩压器叶片在长期工作后,常会累积一些污垢。这时,在同样转速下,压气机的效率和压缩比都将减低。一方面,因阻力的增加而使流量减少;另一方面,又因效率下降使同样转速下的压缩比下降而影响压气机的流量特性。当结垢到一定程度,会发生喘振。所以除做好涡轮增压器的定期检修外,正常运行时做好压气端的清洗工作。压气端清洗虽然比较简单,但要严格根据说明书的要求进行,清洗程序要粘贴在增压器旁边。由于压气机在运转中清洗往往是将一定量的水或水和化学剂的混合物喷入压气机,使得扫气中带有水份,清洗时要加大气缸油的注油量一倍左右,清洗完柴油机运行一段时间后调回。
(3)空冷器分海水侧和空气侧脏堵。
A、当船舶航行在高温海域时,海水温度和外界环境温度升高,如果空冷器水侧脏堵时,空冷器冷却效果减低,换热效果较差,从而造成叶轮的空气入口温度较高,流量减少,增压器和柴油机二者匹配关系改变而引起喘振。这里要说明一点,在高增压柴油机系统中,运行时空气压力比海水压力高,如果空冷器管子因腐蚀而穿孔,空气会进入海水中,使冷却海水管充满气泡而影响冷却效果,扫气温度一直降不下来,这种现象不少船上发生过。
B、由于空气中灰尘、压气机的水洗,空气侧容易脏堵,引起气流的流通面积减少,气体流量减少,流动阻力增大,压气机背压升高而发生喘振。所以对空冷器空气面定期进行化学清洗,清除赃物,一般每条船都有专门的空冷器化学清洗管路和设备,要根据说明书的要求进行操作,空冷器的压差不超过200MM水柱,损坏的压差计要恢复工作。
(4)气缸进排气口(阀)积炭和油污,口琴阀脏污或阀片损坏等造成气口气流面积减少,使流阻增大。致使压气机的空气流量减少、背压升高和发生喘振。所以要经常检查清洁扫气箱和进气口;有口琴阀柴油机的要定期拆检清洁,保证进气畅通,如果口琴阀片损坏或断裂,会引起扫气倒流,使工作缸扫气压力不足,柴油机燃烧不良、排温升高,而且还会使扫气道压力升高,压气机背压升高。
(5)废气涡轮侧积炭。柴油机烧重油和长期燃烧不良,在涡轮的喷嘴环和叶轮的叶片上会有积炭和附有氧化物,导致涡轮通道截面减少和流量下降,喷嘴环截面的减少又促进增压器转速的提高,增压压力提高,因而结垢严重到一定程度时,也会使增压器工作点进入喘振区而发生喘振。所以除定期拆检清洁外,运行中要根据说明书的要求进行水洗或干洗。这里要说明一下的是:如果长期未冲洗的,不主张再进行冲洗,因为这时候的冲洗反而会因叶轮的局部位置冲洗不干净而造成转子的不平衡而使增压器振动,损坏轴承等增压器重要部件。目前的冲洗方法很多,设备和操作程序也较复杂,冲洗时的冲洗程序必须张贴在主机透平旁边,严格按照操作程序进行,不论那种型号的透平,水冲洗前检查透平的排污(放残)阀是否畅通?如果排污不畅通,万万不可冲洗透平,一旦冲洗透平,冲洗下来的烟灰水不能排出,就会造成透平液击,严重损坏透平。另一点要注意的是:冲洗后要让透平有足够的满负荷工作时间,以便透平内的烟灰水迅速蒸发干燥,这是因为烟灰的硫份与水混合后形成很强的酸性腐蚀,对增压器的喷嘴环、叶轮、叶片和蜗壳都会产生严重腐蚀,除使叶片顶部和喷嘴环罩间隙增大外,蜗壳会腐蚀而变薄而漏水。船舶副机的增压器水洗往往多是在停发电机时进行,冲洗后要保持运行一段时间,使增压器内彻底干燥,千万不能冲洗透平后马上停车。
(6)废气总管到涡轮前面的废气保护格栅因赃物或异物堵塞,引起涡轮效率下降,导致流经的压气机的空气流量减少而发生喘振。有些柴油机,由于燃烧不好等各种原因,很容易使格栅孔堵塞,有的甚至要用钻头去钻才能清通格栅孔。也曾发现格栅损害,起不到保护作用,而且损坏的格栅卡阻在喷嘴环处,碰到了叶片,使叶片受损。所以一定要定期检查排气总管和格栅,及时清除赃物或异物,发现格栅受损要更换。
(7)废气锅炉烟道积炭脏堵,涡轮后背压上升,引起涡轮效率下降,导致流经压气机的空气流量减少而发生喘振。所以要按时给废气锅炉吹灰和内部烟道打开清洗:目前生产的船用废气锅炉,都设计安装了蒸汽吹灰器或加药粉使烟灰松散,航行中,主管人员必须按说明书要求定时对废气锅炉进行吹灰或加药。
1.2 增压器或柴油机本身的故障,柴油机运行工况不良
(1)压气机叶轮损坏、变形或过量腐蚀,使压气能力减弱;涡轮叶片损坏,引起涡轮效率下降,导致流经压气机的空气流量减少,严重时增压器发生喘振。
(2)涡轮叶片和喷嘴环变形,涡轮叶片顶部及喷嘴环罩内表面被腐蚀,使两者之间配合间隙增大,都会引起涡轮效率下降,导致流经压气机的空气流量减少而发生喘振。对于有些老龄船,经常发生。
(3)柴油机本身原因。柴油机由于运行工况不良,各缸负荷严重不均,活塞环和缸套磨损漏气、主机排气阀泄漏、燃油雾化不良、喷油提前角太小、后燃严重等原因导致排温高,使主机在一定转速下,其排出的废气能量高,使增压器转速更高,压气机背压升高而发生喘振。所以要查明主机排烟温度高的原因,并做相应保养和调整,使主机运行在良好的工况下。
(4)增压器检修后发生喘振。有些老龄船,由于增压器拆修后运行工况变好,而柴油机保持原来的运行工况,使得两者失配,引起喘振。有的由于增压器拆检时各装配间隙没有调好,经重新检查、调整后喘振消失。
1.3 运转中的增压器和柴油机暂时失配和船体阻力增大
(1)在柴油机操作过程中,如果加速或减速过快,则可能因柴油机和增压器暂时的失配而发生喘振,当正常运转时,又恢复匹配关系,喘振现象自动消失,所以在非紧急情况下,轮机员或驾驶员操作时要避免紧急停车、加速或减速过快。
(2)船舶在轻载、大风浪情况下,螺旋桨时而露出水面,时而下沉时,柴油机转速和负荷发生突变,或在顶风、顶浪时,此时主机油门大而转速低,油门大废气能量就大,透平转速升高,压气机产生的扫气量就多,而此时柴油机的转速低,气缸耗气量少,从而使压气机在高背压小流量状况下工作,严重时增压器发生喘振。这时要适当压载或减低转速,防止柴油机发生飞车。
(3)船底脏污,使船体阻力增大,相当于主机运行在高负荷、低转速下,主机油门大而转速低,因进气压力的增加而流量变化不大,此时运行线有可能进入喘振区而发生喘振。需要刮船底或进坞清洁油漆船底。
1.4 其他原因
(1)增压器和流道的自身结构缺陷。这需要从设计上加以改善。
(2)有些大型柴油机或老龄船上配置有两台或两台以上的增压器,如果一台增压器发生喘振,必然会导致另一台增压器工作不稳定,从而使两台增压器交替喘振。
 
2.  增压系统的维护保养
 
除以上所述的增压器压气机、废气涡轮机的冲洗等外,还必须:
2.1 透平润滑油的定期更换:透平油如果混有杂质、浑浊变质或油量不足,会很快引起透平轴承的损坏,所以要根据说明书的要求定时更换和补充。如果运行时间不长透平油颜色变化,一定要找出原因消除隐患。
2.2 起动时检查透平油泵的泵油情况:当主机停车时间过长或刚更换完透平油,往往会发生油泵不供油,如果时间长了会严重损坏轴承。所以离港主机动车时,一定要检查油泵的工作情况,如果不供油,用油壶在油泵上加些油就可解决问题。
2.3 增压器拆装前,一定要详细阅读说明书,了解其内部结构、拆装顺序,准备好专用工具。组装时要注意装配间隙以及间隙的调整方法。
 
3.  总结
 
喘振是压气机的固有特性,是没有办法从根本上绝对避免的,只能通过加强维护管理和定期检修来预防喘振的发生。但喘振不只是取决于压气机的唯一特性,它的工作状况是由整个系统中各个部件协调配合所决定的,在船舶实际运行中,涡轮增压器、柴油机、废气锅炉等设备以及船体、海况等因素互相影响,涡轮增压器产生喘振的原因很复杂,有时由多种因素共同造成。船舶轮机员除加强柴油机、增压器、锅炉及其附属设备等的维修保养外,当增压器发生喘振时应从不同环节分析其原因,然后从可能性最大的原因开始排除故障,正确、及时处理喘振问题,保证船舶柴油机的正常运行,避免增压器大的机损事故的发生。

上一个新闻:冷却器的维修及走

下一个新闻:发电机对励磁体系
分享到:
About Us | Product Display | Content Us | Online Message
Copyright©2015-2016 版权所有:茌平县三和汽车零部件制造有限公司 地址:茌平县信发工业园  鲁ICP备10017987号-1
友情链接: 国内柴油机冷却器 | 国内工程机械冷却器 | 机油冷却器边盖 | 日韩柴油机冷却器 |