王 超
(“中國(guó)漁政號(hào)”漁政船 哈爾濱 150018)
現(xiàn)代船舶上已普遍采用渦輪增壓的方式來(lái)提高柴油機(jī)的功率。所謂增壓,就是用提高汽缸進(jìn)氣壓力的方法,使進(jìn)入氣缸的空氣密度增加,從而可以增加噴入汽缸的燃油量,以提高柴油機(jī)的平均指示壓力及平均壓力。通過使用廢氣渦輪增壓器將柴油機(jī)所排放的廢氣通入增壓器的渦輪端,廢氣中的能量通過渦輪機(jī)將其轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能,從而帶動(dòng)同軸的壓汽機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。壓氣機(jī)將壓縮空氣進(jìn)入掃汽箱的空氣密度增大壓力升高,由于進(jìn)氣壓力提高密度增加,進(jìn)入氣缸的進(jìn)氣量便增多,這樣不僅可以使噴入汽缸的燃油得到更充分的燃燒,還可以向汽缸噴入更多的燃油,從而可以大幅度提高柴油機(jī)的功率。因此用廢氣渦輪增壓器不僅可以提高柴油機(jī)的功率,而且提高了柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。
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,常常會(huì)出現(xiàn)故障,本文通過其運(yùn)行中的常見故障,闡述了故障原因并加以分析,提出了排除故障的方法及預(yù)防建議。
渦輪增壓器工作時(shí),當(dāng)壓氣機(jī)的排出壓力和流量減少,其工作點(diǎn)落在壓氣機(jī)的喘振區(qū)時(shí),壓氣機(jī)排出壓力忽高忽低,空氣流量忽正忽負(fù),引起機(jī)器強(qiáng)烈振動(dòng),并發(fā)出沉重的喘息聲或吼叫聲。發(fā)生喘振的基本原因是壓氣機(jī)通流部分出現(xiàn)脫流,壓氣機(jī)的氣流出現(xiàn)強(qiáng)烈的振蕩,引起葉片振動(dòng)所致。原因主要有:
1.增壓系統(tǒng)流道阻塞是引起增壓器喘振最常見的原因;
2.柴油機(jī)低速高負(fù)荷運(yùn)行;
3.柴油機(jī)各缸負(fù)荷嚴(yán)重不均勻;
4.柴油機(jī)負(fù)荷巨變;
5.增壓器與柴油機(jī)運(yùn)行匹配失調(diào)。
1.增壓器壓力下降
當(dāng)增壓器壓力降低時(shí),柴油機(jī)進(jìn)氣量減少,功率大大下降,耗油量增加,冒黑煙,排煙溫度升高。造成增壓壓力下降的可能原因有:
(1)壓氣機(jī)空氣濾器、葉輪、擴(kuò)壓器及渦輪噴嘴長(zhǎng)期使用而臟污;
(2)供油正時(shí)、氣閥正時(shí)不正確;
(3)廢氣渦輪噴嘴環(huán)變形。
2.增壓壓力升高
增壓壓力升高會(huì)給柴油機(jī)的運(yùn)行帶來(lái)不利影響,如柴油機(jī)壓縮終點(diǎn)壓力過高,最高燃燒壓力相應(yīng)升高,柴油機(jī)機(jī)械負(fù)荷增大等。為使最高燃燒壓力維持在允許值,往往需將柴油噴油開始時(shí)間推遲,但又會(huì)造成燃料消耗率的增加和排氣溫度上升。因此增壓壓力過高是不希望有的。大多數(shù)的增壓壓力升高是由柴油機(jī)方面的原因引起的。遇到增壓壓力過高,必須調(diào)整,首先應(yīng)查明原因,采取相應(yīng)措施,否則未必能得到良好的效果。導(dǎo)致增壓壓力升高的原因主要有:
(1)柴油機(jī)負(fù)荷過大;
(2)柴油機(jī)共有系統(tǒng),如噴油系統(tǒng)故障;
(3)排氣閥(口)漏氣或開啟過早;
(4)增壓壓力調(diào)解閥失靈。
軸承在增壓器中很重要,不僅保證轉(zhuǎn)子安全可靠的運(yùn)行,還保證轉(zhuǎn)子準(zhǔn)確固定增壓器是在高溫、高速和輕負(fù)荷條件下工作的,漏油、油量過少或短時(shí)間斷油均會(huì)造成軸承器至整臺(tái)增壓器損毀的重大事故。
船舶柴油機(jī)在長(zhǎng)期使用中,由于滑油沉積的臟污在滑油觀察鏡中變成污痕,造成虛假滑油油位,工作中易造成視覺上的失誤而致使增壓器油量不足,滑油壓力過低,甚至斷油,而造成軸承燒損。軸承燒損時(shí),出現(xiàn)聲音異常,增壓器轉(zhuǎn)速急速下降,而失去工作能力。所以在航行值班時(shí),如發(fā)現(xiàn)增壓器轉(zhuǎn)速急劇下降,運(yùn)轉(zhuǎn)聲音異常,應(yīng)及時(shí)對(duì)增壓器停車檢查,否則會(huì)造成嚴(yán)重事故,甚至使增壓器整體毀損。若處理及時(shí),僅軸承燒壞,可更換軸承。若轉(zhuǎn)子燒損嚴(yán)重,無(wú)法修復(fù),而處于特殊海況不允許停車時(shí),可采取應(yīng)急措施把損壞的增壓器停掉,讓柴油機(jī)降低負(fù)荷,以較低轉(zhuǎn)速繼續(xù)運(yùn)行。
平時(shí)維護(hù)管理,特別是值班巡回檢查時(shí),注意檢查軸承潤(rùn)滑油的壓力溫度,通過觀察鏡檢查潤(rùn)滑油的流動(dòng)情況,不允許流量減少和斷油,當(dāng)油量不足時(shí)及時(shí)補(bǔ)充。
增壓器經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行,渦輪機(jī)密封襯套間隙增大,機(jī)端軸封損壞致使排氣漏入軸承箱,造成軸承箱壓力過高,箱蓋螺栓松動(dòng)而潤(rùn)滑油漏失。
機(jī)艙值班人員在機(jī)艙巡回檢查時(shí),增壓器潤(rùn)滑油溫度和冷卻水溫度是檢查內(nèi)容之一,通常造成渦輪增壓器超溫主要原因有:
1.潤(rùn)滑油溫度超出正常值范圍
2.增壓器冷卻水溫度過高
渦輪增壓器是船舶動(dòng)力裝置的重要部件,其工作狀況是否良好,對(duì)改善氣缸的燃燒條件,降低燃油消耗,提高柴油機(jī)的功率有著十分重要的意義。渦輪增壓器安裝在柴油機(jī)的進(jìn)排氣支管上,處以高溫高壓和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的工作狀況,工作環(huán)境惡劣,易發(fā)生故障,渦輪增壓器發(fā)生故障后,會(huì)造成柴油機(jī)功率下降,冒黑煙,耗油量增多,噪聲大等現(xiàn)象,因此,對(duì)渦輪增壓器常見故障進(jìn)行分析,根據(jù)故障分析來(lái)探索其排除方法十分有必要。渦輪增壓器是船舶主動(dòng)力裝置的關(guān)鍵部件,渦輪增壓器工作狀況良好,可使柴油機(jī)大大提高輸出功率,降低燃油油耗,同時(shí)也可減少?gòu)U氣中有害、有毒氣體的含量。因此,輪機(jī)日常維護(hù)管理人員,應(yīng)重視渦輪增壓器的正確使用及日常維護(hù)、保養(yǎng)工作,以保證柴油機(jī)處于最佳工作狀態(tài)。