某轮主机增压器喘振原因及对策

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船舶废气涡轮增压器喘振故障分析及排除

船舶废气涡轮增压器喘振故障分析及排除

图 2
喘 振 故 障 树 图
由图 2可 知 , 于二 冲程柴 油机 来讲 , 对 增压 器 产生 喘振 一般 是 由于空 气 流 通 阻力 的增 加 、 压 增 器本 身故 障 、 油 机 长期 低 速 运 行 以及 增 压 器 和 柴 柴 油机 的运行 失 配 等 , 而最 主要 的 原 因就 是 气 流 通道 的 堵 塞 。气 流 行 进 过 程 为 : 气 机 进 口滤 压
出“ 隆” 轰 的响声 , 致柴 油 机 的 工作 不 稳 定 。压 导 气 机产 生 喘振 的原 因 , 由于流量 过小 时 , 叶片 是 在
扩 压器 和 叶轮进 口产生 强烈 的气 流分离 引起 的。
( ) 计 工 况 1设
象, 而此 时叶轮 的 气体 惯 性 力 和 进入 扩 压 器 的气
( ) 压 器 的 空 气流 动 情 况 b扩
图 1 空 气 流动 情 况
图 1中 , l 为绝 对 速度 ; l为 相对 速 度 ; l Ca  ̄ o t i
为叶轮 剖切处 圆周 速度 ; 2 C u为 工作 轮 圆周 速度 ; Cr 2 为气 流相 对速 度 ; 2为气 流绝 对速 度 。 C
不会 引起压 气机 的工作 不 正常 。 ( ) 速不 变而 空气量 减少 3转
Cl a
航 行性 能 , 因此 , 有必要 对 涡轮增 压器 喘振 故障进
废 气 涡轮 增 压 器 由废 气 涡 轮 和 压 气 机 所 组
成 , 油机 的废 气驱 动涡 轮来带 动压 气机 , 柴 以来 压
当压气 机在 设计 工况 运 转 时 , 流 能 平顺 的 气 进 入 叶片通 道 , 会产 生 冲击 。 不 ( ) 速不变 而空 气量 增大 2转

喘振的原因及解决方法

喘振的原因及解决方法

喘振的原因及解决方法喘振的原因及解决方法1、负荷过低喘振是离心式压缩机的固有特性。

当压缩机吸气口压力或流量突然降低,低过最低允许工况点时,压缩机内的气体由于流量发生变化会出现严重的旋转脱离,形成突变失速(指气体在叶道进口的流动方向和叶片进口角出现很大偏差),这时叶轮不能有效提高气体的压力,导致压缩机出口压力降低。

但是系统管网的压力没有瞬间相应的降下来,从而发生气体从系统管网向压缩机倒流,当系统管网压力降至低于压缩机出口压力时,气体又向管网流动。

如此反复,使机组与管网发生周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象。

离心冷水机组在低负荷运行时,压缩机导叶开度减小,参与循环的制冷剂流量减少。

压缩机排量减小,叶轮达到压头的能力也减小。

而冷凝温度由于冷却水温未改变而维持不变,则此时就可能发生旋转失速或喘振。

2、冷凝压力过高当机组负荷过高时,冷却水温度不能及时降低,就会造成冷凝温度增高,冷凝压力也就随之增高,当增加至接近于排气压力时,冷凝器内部分制冷剂气体会倒流,此时也会发生喘振。

对于任何一台离心式压缩机,当排量小到某一极度限点或冷凝压力高于某一极度限点时就会发生喘振现象。

冷水机组是否在喘振点区域运行,主要取决于机组的运行工况。

喘振运行时离心式制冷机的一种不稳定运行状态,会导致压缩机的性能显著恶化,能效降低;大大加剧整个机组的振动,喘振使压缩机的转子和定子原件经受交变力的动应力;压力失调引起强烈的振动,使密封和轴承损坏,甚至发生转子和定子元件相碰等;叶轮动应力加大。

1、改变压缩机转速对压缩机加装变频驱动装置,将恒速转动改为变速转动。

在低负荷状态运行时,通过同时调节倒流叶片开度和电机转速,调节机组运行状态,可控制离心机组迅速避开喘振点,避免喘振对机组的伤害,确保机组运行安全。

同时,变频离心机运行在部分负荷工况时,低转速运行,降低了电机噪音,并能缓解与建筑物产生共振现象。

2、降低冷凝温度发生喘振时,一般会认为是吸入口压力过低造成的,但机组在80%以上负荷运转时也会产生喘振,则是由于冷凝压力过高引起的,这时就要想法降低冷却水温度来降低冷凝压力。

浅析增压器喘振及管理

浅析增压器喘振及管理

浅析增压器喘振及管理作者:李书霖来源:《珠江水运》2017年第10期摘要:涡轮增压器是现代大型柴油机提高功率的主要方式,随着科技的不断发展,高增压技术在现代船舶中应用越来越广泛,而喘震是船舶主机增压器常见故障之一。

因此涡轮增压器在船舶机械中的地位越来越重要,其工况的好坏直接影响柴油机的正常工作。

增压器的喘振不仅使压气机达不到预期的增压比,而且还有可能因为喘震,而造成转子、叶片及轴承的损坏。

因此,了解船舶柴油机增压器喘振的原因,在操作中尽量消除喘振是我们轮机工作的重要内容。

本文结合笔者曾经工作的“德翔轮”出现的喘振现象,对喘振的原因作出分析,并提出了日后维护和管理中应对的防措施。

关键词:增压器喘振措施1.引言笔者所在的“德翔轮”是交通部九五期间建造的最大的远洋救助拖轮,其配备两台,WartsiLa 8L38 主机,持续最大功率为14361BHP,额定转速为600rpm,增压器型号为:VTR454P11,增压器采用等压增压。

某次在进行大行拖航时,当主机负荷加到90%时,右主机突然出现剧烈喘振现象。

本文根据故障的实际情况,对右主机增压器故障进行了全方面的分析,较好地解决了这个问题。

故障现象:一次在进行大型拖航时,双车负荷加到90%时,突然右车增压器发生剧烈的喘振,此时右车排温明显的比左车要高50°C左右,且增压器转速也明显的要比左车高1000RPM 左右,此时,为了保证船舶的正常航行,只好将右车的负荷降到85%左右,此时喘震现象消失,排温有所下降,拖行到目的地,再具体解决问题。

2.喘振原因分析压气机与涡轮机同轴相连构成废气涡轮增压器,其基本原理是利用柴油机排出的废气的能量,带动增压器涡轮叶轮旋转。

涡轮叶轮带动压气机叶轮旋转,对进入的气体进行压缩,提高其压力,从而提高了空气密度,增加了空气量,这样就可以燃烧更多的燃料,使平均有效压力提高,进而提高了柴油机的功率。

压气机在工作中,由于种种原因使进入压气机的空气流量减少,导致气流在扩压器中发生漩涡分离,从而产生压力波动.因而引起涡轮增压器的结构震动,并发出嚎叫声.这种喘振现象产生的根本原因是在压气机出口产生了较高的背压,由于流量小于设计值很多时,叶轮进口和扩压器叶片内,产生了剧烈的气流分离引起的宏观现象.当分离现象较轻时,分离区域内气压与排量虽有波动,但对整个压气机来说,气压与排量基本上还是稳定的.但严重时,分离现象可以扩展到所有叶片及全部通道,甚此时出口压力急剧下降,甚至发生倒流,随着分离和倒流的发生,出口压力也随之上升,但只要此时的诱发因素只要还存在,就会再次发生分离.如此反复,并同时出现呼噜呼噜的声音,由此可见增压器喘振的发生不但是增压器本身有关,还与整个柴油机的匹配有很大关系,下面就本人曾在船多年的管理主机经验及其增压器工作实际,来谈一下自己解决此问题的思路。

柴油发电机组增压器喘振的原因分析

柴油发电机组增压器喘振的原因分析
2015年08月23日
潍坊华全动力机械有限公司
柴油发电机组增压器喘振的原因分析
速下降快;增压器转子质量小,当废气能量加大时转速上 升快,废气能量减少时转速下降慢。 如在柴油机高转速下大幅度降速,或低转速下大幅度增 速,或风浪天航行发生飞车时,都会引起压气机背压升高、 流量减少而发生喘振。 外部环境温度的变化 当进入低温海域时,空气密度 因环境温度变低而变高,则压 气机进气量变大,使涡轮获得 的能量增大,增压器转速升高 使配合运行线向低处移动,
2015年08月23日
潍坊华全动力机械有限公司
柴油发电机组增压器喘振的原因分析
喘振余量增大;而进入高温海域则相反,即喘振余量减小 易发生喘振。而对于一些舰船在低温航区匹配的不带空 冷器的增压柴油机航行于高温海域时,或在高温航区匹 配的带空冷器的增压柴油机航行于低温海域时,由于两 者的匹配关系发生变化 ,运行点容易靠近喘振区,引起喘 振。 喷油系统故障 当喷油系统发生故障、燃用 劣质重油,后燃加重、排气温 度偏高。无论是全负荷还是 部分负荷,无论后燃有多严重,
2015年08月23日
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柴油发电机组增压器喘振的原因分析
其中各组成部分的流通面积都是固定的。若上述流动路 线中任一环节发生堵塞,如脏污、 结碳、 变形等,都会 因流阻增大使压气机背压升高,流量减少,引起喘振。其 中容易脏污的部件是压气机进口滤器、 压气机叶轮和 扩压器、空气冷却器、 柴油机进(扫)气口和排气口 (阀)、 废气涡轮喷嘴环、废 气涡轮叶轮。通常情况下,涡 轮增压器气流通道的阻塞是 造成其喘振的主要原因。管 理中应定期检查上述部件是 否污损,并加以清洁,由此而
柴油发电机组增压器喘振的原因分析

大型增压机组的喘振分析与对策

大型增压机组的喘振分析与对策

运行等压控制。在 工作点非常接近喘振线时 ,由于在A 。
点极 易引起喘振 ,使该控制方案带有一定的风险 而 不
宜采用。
2 等流量控制 .
等流量 控制 依靠出 口放 空或循 环阀完 成 ,当压缩 机入 口流量减少时 ,打开放空阀或防喘振 阀,使机组工 作点返 回到原处 。此时将 压缩后 的气体放空 或返 回人 口,相 当于对这部分 气体做的功 白白浪 费,故而产生 了
图4 转速 影响下的性能 曲线图
由于原料 中携带的硫 、氯等离 子腐
中石 油前郭石化 公司 曾发生 因为蒸汽量不 足 ,压力 降至0 MP ,机组 . a 7
转速降至设定值的8 %~9 %,导致机组发生喘振 。 0 0
蚀设备 及管线 ,大量腐蚀物堆 积在 设备及管线 内壁使其堵塞 ,管路性
定时减/ I I GV (  ̄ 进气可转导叶)开度会使工作点靠近喘
遵一 工一 区,流量一定时加 大I V 度则会使工作点靠近喘振 . 删 振 G 开
区。

四.防喘振方案
压缩 机喘振控 制的 方法有 等压控制 和等流 量控制
两种 ,实际生产 中常用等流量控制 。
1等压控制 .
的C 0 B 6 2 压缩机 由于段 间冷 却器冷却不良 ,造成二 、三级进 口温度超高 ,使 两级叶片的特性 曲线下移而发生 了喘振 。
的开度 。而 负旋 绕则可以使性能 曲
线上移 ,压 力和 流量都会增加 ,对 应于入 口导 叶开 度的增加 。压 力一

趣用棚誓
21年 第2 w wtxn t 00 期 w .j.e y
能 曲线上移 ,造成 了压缩机发 生喘

3 进气状态影响 .

船舶柴油机废气涡轮增压器喘振故障分析与排除

船舶柴油机废气涡轮增压器喘振故障分析与排除

54交通科技与管理技术与应用0 引言 为了提高船舶柴油机的功率以及废气能量的再利用,世界各国的船舶柴油机多数采用废气涡轮增压器。

但随着船龄的增加,废气涡轮增压器不免会产生故障[1]。

其中废气涡轮增压器最常见的故障—喘振是很难分析和排除的故障。

喘振事故一旦发生,就会严重影响柴油机的正常运行,甚至会产生破坏性的事故,影响船舶的正常航行。

1 喘振的故障机理 废气涡轮增压器由压气机和废气涡轮两部分组成如图1所示。

柴油机的废气驱动涡轮来带动压气机来压缩空气,并送入气缸,可以看出废气涡轮增压器与柴油机本体无任何的机械联系。

只要增压器与柴油机匹配合适在正常工作范围内,压气机是不会发生喘振现象的。

但当空气流量减少到某一值时,压气机工作变得不稳定,流过压气机的气流产生强烈的振荡,引起叶片强烈振动并发出噪声,而此时压气机出口压力明显下降并伴随波动,进气管发出“轰隆”的响声,导致柴油机的工作不稳定如图1所示。

图1 废气涡轮增压器图2 废气涡轮增压器喘振原因分析 压气机产生喘振的原因,是由于流量过小时,在叶片扩压器和叶轮进口产生强烈的气流分离引起的。

喘振的根本原因就是小流量,高背压。

对于二冲程柴油机来讲,增压器产生喘振一般是由于空气流通阻力的增加、增压器本身故障、柴油机长期低速运行原因以及增压器和柴油机的运行失配等[2],而最主要的原因就是气流通道的堵塞,气流行进过程为:压气机进口滤网—压气机—中冷器—扫气箱—扫气口—排气口—排气管—涡轮机—废气锅炉,各部分的通道面积是固定的,虽然进、排气口按发火顺序,但不管什么时候总有1或2缸的换气通道是相通的,在整个管路中气流是不会受堵的,但如果在通道中产生脏污、结炭、变形、结垢等,就会增加空气流通的阻力,造成压气机喘振。

2.1 增压器离喘振故障机理的数学分析 离心式压气机的特性曲线可用一条抛物线来描述。

该特性曲线描述在低流量范围内,可压缩流体的绝热压头H 与吸入气体流量Q 之间的关系,在低压缩比下,H 与压缩比(p 2/p 1)近似成线性关系。

喘振的原因及解决方法有哪些

喘振的原因及解决方法有哪些

喘振的原因及解决方法有哪些喘振是一种常见的故障,那么喘振是什么原因造成的呢?下面是店铺精心为你整理的喘振的原因及解决方法,一起来看看。

喘振的原因烟风道积灰堵塞或烟风道挡板开度不足引起系统阻力过大。

(我们有碰到过但不多);两风机并列运行时导叶开度偏差过大使开度小的风机落入喘振区运行(我们常碰到的情况是风机导叶执行机构连杆在升降负荷时脱出,使两风机导叶调节不同步引起大的偏差);风机长期在低出力下运转。

喘振的解决方法风机在喘振区工作时,流量急剧波动,产生气流的撞击,使风机发生强烈的振动,噪声增大,而且风压不断晃动,风机的容量与压头越大,则喘振的危害性越大。

故风机产生喘振应具备下述条件:a)风机的工作点落在具有驼峰形Q-H性能曲线的不稳定区域内;b)风道系统具有足够大的容积,它与风机组成一个弹性的空气动力系统;c)整个循环的频率与系统的气流振荡频率合拍时,产生共振。

旋转脱流与喘振的发生都是在Q-H性能曲线左侧的不稳定区域,所以它们是密切相关的,但是旋转脱流与喘振有着本质的区别。

旋转脱流发生在图5-18所示的风机Q-H性能曲线峰值以左的整个不稳定区域;而喘振只发生在Q-H性能曲线向右上方倾斜部分。

旋转脱流的发生只决定叶轮本身叶片结构性能、气流情况等因素,与风道系统的容量、形状等无关。

旋转对风机的正常运转影响不如喘振这样严重。

风机在运行时发生喘振,情况就不相同。

喘振时,风机的流量、全压和功率产生脉动或大幅度的脉动,同时伴有明显的噪声,有时甚至是高分贝的噪声。

喘振时的振动有时是很剧烈的,损坏风机与管道系统。

所以喘振发生时,风机无法运行。

防止喘振的措施1)使泵或风机的流量恒大于QK。

如果系统中所需要的流量小于QK时,可装设再循环管或自动排出阀门,使风机的排出流量恒大于QK. ;2)如果管路性能曲线不经过坐标原点时,改变风机的转速,也可能得到稳定的运行工况。

通过风机各种转速下性能曲线中最高压力点的抛物线,将风机的性能曲线分割为两部分,右边为稳定工作区,左边为不稳定工作区,当管路性能曲线经过坐标原点时,改变转速并无效果,因此时各转速下的工作点均是相似工况点。

船舶废气涡轮增压器喘振现象浅析

船舶废气涡轮增压器喘振现象浅析

船舶废气涡轮增压器喘振现象浅析作者:周海洋来源:《中国科技博览》2017年第35期[摘要]本文讲述了可能影响船上增压器喘振的因素。

主要有柴油机因素,中冷器因素,增压器因素,环境因素。

提出了可能导致喘振的具体原因和解决方法。

[关键词]柴油机;废气涡轮增压器;喘振中图分类号:TP251 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)35-0039-011.增压器喘振的机理增压器喘振现象是发生在增压器偏离工况的情况下的。

喘振的具体现象为压气机振动并发出异常的响声。

到底有什么因素会导致增压器的喘振现象呢?经过分析,当气流很微弱时,会导致增压器喘振现象的发生。

例如:增压器中气流不通畅会引起增压器喘振。

当流道阻塞时,增压器内的压力会急剧增高,导致流量减少,破坏了增压器正常工作时的特性曲线。

在设计流量下,气流会平静地流进压气机端,气流与其中的部件不会发生撞击,也不会发生分离。

如果流量大于设计流量会怎样呢?气流会产生分离现象。

经分析可以知道,压气机喘振的主要因素是扩压器叶片内气流的分离。

通过学习废气涡轮增压器可以知道,增压器喘振的根本原因是压气端与废气端的能量不平衡导致的。

但是,其中的原因也是非常多的。

比如:气道和滤网阻塞,柴油机自身零部件问题。

一般刚出厂的柴油机,通常没有喘振现象的发生,因为增压器是新的,慢慢地,时间长了,增压器各个部件就可能发生损坏,导致增压器和柴油机的匹配性能会逐渐恶化,愈发恶劣,从而压气机气流流量会减少,从而引起喘振现象。

引起喘振现象的原因很多,一般来讲并不会是单方面的原因,也有可能是由其他因素造成的或者由其二者共同引起的。

2.影响增压器喘振的因素2.1 柴油机因素柴油机转速或载荷波动引起喘振假如柴油机转速突然从高速降速那么会引起喘振吗?答案是肯定的。

因为增压器转子转速非常大,它所具有的能量非常高,短时间能量并不能随着转速的减少而减小,此时柴油机内气体量急剧增多造成喘振现象。

当柴油机内的气体变少后,柴油机与增压机匹配良好后,喘振现象消失。

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某轮主机增压器喘振原因及对策黄步松李碧桃(福建交通职业技术学院,福州350007)摘要目前,船用低速二冲程柴油机大都采用减速运行的节能措施,由此引起的增压器喘振时有发生。

本文根据增压器喘振产生的机理,对某轮二冲程柴油机增压器喘振的原因进行了分析,并针对该事故的原因对增压器喘振提出相应的预防措施,供轮机管理人员参考。

关键词船用二冲程柴油机增压器喘振原因分析预防措施1 引言现代海船主机多采用大型低速二冲程柴油机。

上世纪90年代以后,随着燃油价格的不断上涨,船用低速二冲程柴油机大力发展推行减速及烧重渣油的节能措施以提高经济效益。

由于柴油机长期处于低负荷运行,偏离其最佳工况太多,使燃烧工况恶化,造成增压器喘振时有发生。

连续性的增压器喘振对增压器的转子、轴承损害极大,特别是对压气机叶轮的损害最大,会严重威胁着船舶和人身的安全,也会给船公司造成较大的经济损失。

因此如何消除和预防增压器喘振,保证柴油机安全正常的运行是轮机管理人员必须十分注意的问题。

2 事故经过某轮主机为MAN B&W 6L60MC大型低速二冲程直流扫气柴油机,6缸,缸径为600mm,行程为1944 mm,额定功率为9878kW,额定转速为111r/min,常用转速为82r/min,使用1500s(RedNo.1),增压器型号BBC VTR564A-32,单级定压增压。

在一次航行中,值班大管轮经常发现2号增压器压气机端会发出周期性的“呼嗤、呼嗤”的气流声,主机转速骤然降低,主机第六缸排气高温报警,排气冒黑烟,立即报告轮机长后采取减速检查的紧急措施。

检查中发现第6缸扫气箱道门温度过高,扫气箱过热,打开扫气箱放残阀有火花冒出,判断为扫气箱着火,便切断第6缸燃油供油量,同时加大第六缸汽缸油注油量,进一步将主机减速微速航行。

但由于火势较大,为防止出现更严重的机损事故,轮机长决定首先采用高温热水喷淋扫气箱外壁,以降低其表面温度,之后开启蒸气阀进行灭火,经上述处理之后,火被扑灭。

为查明扫气箱着火原因,避免今后再次发生次类事故,轮机长将上述主机状况告知船长后要求停车检修。

3 喘振的机理与原因分析我们知道,增压器喘振的机理是当压气机流量减少到一定限值时,气流在压气机叶轮进口和扩压器叶片内产生强烈的气流分离,造成空气流量忽大忽小,压力值剧烈波动,同时伴随着压气机叶轮产生剧烈振动,并发出沉重的喘息声或吼叫声。

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工作,从而引起喘振。

3.1空气流通阻力的增加柴油机增压系统由柴油机、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,压气机的负荷增加,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。

3.2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。

(3)压气机端油封、气封的密封圈严重老化损坏。

大家知道,在废气涡轮增压器中,有压气机和废气涡轮两个油池,用轴环飞溅或泵压注油,润滑油受到增压器轴环或轴面每分钟几千到上万次的冲击,使润滑油凝聚的油珠破碎而生成油雾。

在废气涡轮增压器油池中的油雾,因受到压气机的气体高速流动的影响,向油封和气封运动,由于该密封环失去密封作用,使压气端漏油,漏出的透平油进入了压气的气流混入扫气,而后随扫气运动,与扫气箱的碰撞,油雾分子结聚在一起,落在扫气箱底部。

另外,当扫气箱放残阀进行放残而无法放残时,导致扫气箱积聚大量可燃物。

当这些可燃物遇到高温热源时,会造成扫气箱着火。

而扫气箱着火使气缸内温度增加,废气能量增加,增压器转速增加,增压压力增加,配合运行点移向喘振线的高处,喘振裕量减小,使增压器喘振。

(4)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。

为此要查明主机排烟温度高的原因,并做相应保养和调整,使主机在良好的工况下运行。

(5)长期低速运行的原因。

该轮采用减速节能措施,主柴油机长期处于低速运行状态,而长期低速运行的后果是:①使增压压力下降。

节能减速运转,柴油机往往在低于额定功率的50%(转速约为额定的80%)以下运行,造成增压空气压力降低。

增压空气压力过低,会使进入气缸的空气量较少,过量空气系数减小,压缩终点压力温度降低,导致燃烧不良,不良燃烧产生的烟垢积碳、油垢等污染、脏堵排气通道(透平喷嘴环和动叶片、废气锅炉烟道等)和扫气通道(空冷器、口琴阀、扫气箱、扫气口等),严重时将引起增压器喘振。

②使喷油雾化不良。

由于每循环喷油量减少及柱塞运动速度减小,喷射系统难于适应大幅度供油量变化,喷油压力下降,燃油雾化变差,雾化形状、雾花在燃烧室的分布不均匀。

增压压力下降,压缩终点压力变低,也会使燃油雾化变差,使混合气混合质量变差,造成燃油燃烧缓慢,燃烧不充分,后燃加剧,容易形成结碳。

③使气缸油量过多。

作为船舶推进动力的柴油机,其转速与功率之间的关系是:Pe=cne3。

由于MAN B&W型柴油机气缸注油量是随转速进行调节,假设柴油机在标定转速nb下工作,发出标定功率为Pb,而当转速为0.8nb时,其功率降为0.83 Pb=0.512 Pb。

这样当柴油机在低负荷运行时,由于它的功率大为减少,注油量就变得相对过大,容易形成结碳和粘环。

④使劣质燃油燃烧不良。

由于每循环喷油量减少及单位时间内燃烧次数减少,气缸热状态变差,压缩终点压力和温度进一步降低,会导致燃油着火困难并阻碍燃烧的进行。

这对劣质燃油影响更严重,滞燃时间加长并更易导致燃烧不完全。

燃用的燃油品质越低劣,低负荷运行能力就越差,气缸温度越低,劣质燃油的差别就越大,进一步导致燃烧缓慢,燃烧不充分,后燃加剧,容易形成结碳。

因此,主柴油机长期在低负荷慢车运行是相当有害的。

低负荷时,柴油机的工况远离设计工况,从而燃烧不良,燃烧缓慢,燃烧不充分,后燃加剧,容易形成结碳。

气缸内结碳增加使活塞环粘环。

引起活塞环异常磨损,造成废气能量增加,增压器转速增加,增压压力增加,而柴油机对空气的需求量不变,造成压气机背压越变越大,压气机流量减小,使增压器喘振。

3.3运转中的增压器和柴油机暂时失配和船体阻力增大(1)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。

(2)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。

(3)水下船体外表面附生物太多,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。

此时应进坞清除附生物并重新油漆。

4 故障排除从上述的故障现象我们可以判断出造成增压器喘振的原因是由于扫气箱着火引起的。

而造成扫气箱着火的原因是压气机端油封、气封的密封圈严重老化损坏,使压气端漏油,漏出的透平油进入了压气的气流混入扫气,而后随扫气运动,与扫气箱的碰撞,油雾分子结聚在一起,落在扫气箱底部形成可燃物;加上柴油机长期低速运行,柴油机的工况远离设计工况,而使燃烧不良,燃烧缓慢,燃烧不充分,后燃加剧,形成结碳,引起活塞环异常磨损,高温的燃气漏到扫气箱造成的。

通过上述分析,我们制定了如下的检修措施:(1)检查并试验了改进的6个气缸的油头。

(2)检查并调整了气阀间隙。

(3)对增压器涡轮喷嘴环、叶轮和压气机的叶轮和扩压器进行了清洗。

(4)更换增压器的油封和气封,清除第6缸扫气箱的残油和油泥。

(5)第6缸进行吊缸检修,清除活塞环内的积碳,活塞环全部换新,消除燃气下漏。

(6)增加主机的转速至102r/min,增压器喘振消除。

5 预防措施从以上分析中可以看出,造成增压器的原因是由于管理不当引起的,尤其是采用降速航行,更增加了管理的困难,因此,除了一般的维护保养外,还应特别注意以下的预防措施。

(1)在缸套上部加装活塞清洁环。

有条件的话,可以对主机缸套进行改造,在缸套上部加装活塞清洁环。

清洁环的内径一般比缸套直径小0.4~0.5mm,其下部保持锐利刃角,如图1所示。

由于清洁环的内径比缸套直径小,组合后形成了阶梯形,活塞头上的积碳在往复运动中不断被清洁环的刃口刮除,减少了活塞和缸套的磨损,从而减少燃气向扫气箱下窜。

(2)保持合适的负荷。

应避免柴油机长时间低速运行,尽量使主机在高转速下运行,负荷不应低于额定负荷的70%,如确要开经济航速节约燃料,主机也应保持额定转速的90%左右,以免燃烧不良,造成积碳,引起活塞环缸套异常磨损,高温燃气下窜。

(3)定期清除扫气箱的油泥。

一般主机扫气箱内的残液,含油大量3~5 mm 的颗粒,这些颗粒和残油混合在一起,粘度大,流动性很差,很难通过又长又细且水平放置的放残总管,再通过内径很小的节流孔,进入扫气箱放残柜,造成可燃物的堆积。

针对本船不合理的放残阀管路,建议采取必要的改进,改用直径较大(不能过大,过大会使扫气压力降低过多)且弯头少的放残管路及阀件替换,减少扫气管路脏堵。

同时定期清洗扫气箱及疏通放残管路,每天航行中至少两次手动放出扫气箱下部的残油,以减少可燃物的堆积。

(4)定期清洗涡轮增压器。

涡轮端每星期用清水冲洗十分钟,而压气机端每三天用清洁剂化学冲洗一次,冲洗时主机应在高速下运行,以保证增压器良好的工作状态。

根据废气透平进、出口温度和温差,及时解体清洁检查透平喷嘴环、涡轮叶片以及压气机叶轮、扩压器等,同时应按说明书规定对增压器的油封和气封进行及时更换,防止密封圈长期使用出现老化失效而产生漏油。

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