“育鯤”輪主機(jī)增壓器的常見(jiàn)故障分析

1、<p><b>　　大連海事大學(xué)</b></p><p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　二 ○ 一 ○ 年 五 月</p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)增壓器的常見(jiàn)故障分析</p><p><b>　　及運(yùn)行中的管理</b></p>

2、;<p>　　專業(yè)班級(jí)： 輪機(jī)06級(jí)5班</p><p>　　姓 名： 韓冬峰 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 趙俊豪 </p><p><b>　　輪機(jī)工程學(xué)院</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要</b></p>&

3、lt;p>　　摘要:“育鯤”輪增壓器為MAN B﹠W公司生產(chǎn)的NA40/S型廢氣渦輪增壓器，其工作狀況對(duì)于提高柴油機(jī)的功率有著十分重要的意義。本文介紹了增壓器的工作原理，分析在使用過(guò)程中容易發(fā)生的故障并分析可能的故障原因，提出方法和建議。通過(guò)親身操作增壓器的清洗，自己總結(jié)了增壓器清洗的步驟及注意事項(xiàng)。希望能為輪機(jī)管理人員處理類似故障和正確使用增壓器提供參考和借鑒。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 廢氣渦輪增壓

4、器 故障 分析 清洗</p><p>　　ABSTRACT: “Yukun” ship is equipped with NA40/S turbocharger made by MAN B﹠W ,and it’s working state plays an important part in the improving the power of the diesel engine. This text in

5、troduces the operation principle of the turbocharger, analyzes the possible troubles that take place in the course of using, analyzes the possible trouble reasons and put forward methods and suggestion. Through personall

6、y operating the washing of the turbocharger, I summarized the steps and attentive matters of wa</p><p>　　Keywords: Turbocharger Troubles Analyses washing</p><p><b>　　目 錄</b>

7、;</p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　1廢氣渦輪增壓器的基本工作原理1</p><p>　　2廢氣渦輪增壓器的基本結(jié)構(gòu)1</p><p>　　2.1 廢氣渦輪2</p><p><b>　　2.2 壓氣機(jī)2</b></p>

8、<p>　　2.3 轉(zhuǎn)子和軸承2</p><p>　　3 廢氣渦輪增壓器的工作原理4</p><p>　　3.1 壓氣機(jī)工作原理4</p><p>　　3.2 渦輪機(jī)工作原理4</p><p>　　4 渦輪增壓器常見(jiàn)的故障分析4</p><p>　　4.1柴油機(jī)增壓器的喘振4</p>

9、<p>　　4.2增壓器強(qiáng)烈振動(dòng)6</p><p>　　4.3增壓壓力下降6</p><p>　　5 增壓器的保養(yǎng)與維修7</p><p>　　5.1日常管理要制定必要的章程7</p><p>　　5.2停車期間對(duì)增壓器的檢查7</p><p>　　5.3定期清洗和拆洗渦輪增壓器8</p

10、><p>　　5.3.1空氣濾網(wǎng)的清洗8</p><p>　　5.3.2渦輪端的清洗8</p><p>　　5.3.3壓氣機(jī)的清洗9</p><p>　　5.3.4空冷器的清洗10</p><p>　　5.4渦輪增壓器的效率的測(cè)量11</p><p>　　5.5定期進(jìn)行廢氣鍋爐吹灰工作1

11、2</p><p>　　5.6注意增壓器軸承的維護(hù)保養(yǎng)13</p><p>　　5.7注意增壓器的拆裝與校中質(zhì)量13</p><p>　　5.7.1轉(zhuǎn)子徑向間隙的檢查13</p><p>　　5.7.2轉(zhuǎn)子軸向間隙的檢查13</p><p>　　6增壓器損壞后的處理14</p><p>

12、;<b>　　7總結(jié)15</b></p><p>　　“育鯤”輪主機(jī)增壓器的常見(jiàn)故障分析及運(yùn)行中的管理</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　目前， 柴油機(jī)的渦輪增壓技術(shù)在20世紀(jì)中期得到廣泛使用，利用柴油機(jī)排出的廢氣能量驅(qū)動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)渦輪機(jī)同軸的壓氣機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn) ，壓氣機(jī)將空氣壓入發(fā)動(dòng)

13、機(jī)的汽缸，增加了空氣的密度，從而增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣量，可以多供給燃料，提高了柴油機(jī)的功率還充分利用了柴油機(jī)的廢氣能量，提高了柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。渦輪增壓器安裝在柴油機(jī)的排氣總管上，處于高溫高壓和高速運(yùn)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﹑耗油量增多噪聲增大等現(xiàn)象。因此對(duì)廢氣渦輪增壓器常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，并由此提出故障排除的方法是非常必要的。 今天，幾乎所有柴油機(jī)都采用渦輪增壓。如果增壓系

14、統(tǒng)出現(xiàn)某些故障，輕者將會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)性能下降，重者則無(wú)法正常工作。廢氣渦輪增壓器是柴油機(jī)增壓系統(tǒng)的主要設(shè)備，其性能良好與否將對(duì)柴油機(jī)性能產(chǎn)生舉足輕重的作用。多數(shù)故障主要是由于維護(hù)保養(yǎng)不良，管理使用不當(dāng)，甚至違章操作等人為因素造成的。</p><p>　　1廢氣渦輪增壓器的基本工作原理 </p><p>　　渦輪增壓器是用來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和減少排放的重要部件。渦輪增壓器本身不是一種動(dòng)

15、力源，它是利用柴油機(jī)排出的具有一定溫度和壓力的廢氣能量，經(jīng)過(guò)渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的機(jī)械能，從而帶動(dòng)與渦輪機(jī)同軸的壓氣機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，將空氣壓入汽缸，增加發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣量，可供更多燃油完全燃燒，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。增壓后發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可提高20%～40%左右同時(shí)改善了燃燒的條件，減少了廢氣中有害物質(zhì)的排放。</p><p>　　2廢氣渦輪增壓器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　從外部看，壓氣機(jī)部分主

16、要由進(jìn)氣消音器和排氣蝸殼組成，廢氣渦輪部分由廢氣的進(jìn)氣箱和排氣箱組成。育鯤輪采用的是MAN B＆W公司生產(chǎn)的NA40/S 型增壓器（如圖1）。主機(jī)各缸廢氣排放到排煙總管，在主機(jī)負(fù)荷一定的情況下，總管內(nèi)非氣壓力一定，這種增壓方式稱之為定壓增壓。廢氣從排煙總管經(jīng)過(guò)保護(hù)格柵，進(jìn)入到渦輪機(jī)進(jìn)氣殼。由于廢氣是從軸向進(jìn)入渦輪，這種增壓方式稱之為“軸流式廢氣渦輪葉片”。廢氣渦輪和封口環(huán)間隙極小，絕大部分廢氣進(jìn)入廢氣渦輪。廢氣渦輪壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闇u輪的動(dòng)能

17、，渦輪高速回轉(zhuǎn)，在主機(jī)額定負(fù)荷下轉(zhuǎn)速能達(dá)到18000r／min.通過(guò)廢氣渦輪后，廢氣流經(jīng)氣流擴(kuò)散器、渦輪機(jī)排氣殼，排入主機(jī)總煙管，再進(jìn)入廢氣鍋爐，最后通過(guò)煙囪排入大氣。</p><p>　　圖1 NA/40系列增壓器結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1-進(jìn)氣箱；2-消音器；3-排氣蝸殼；4-渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子；5-軸承；6-軸承箱；</p><p>　　7-噴嘴環(huán)； 8-封口環(huán)

18、；9-廢氣擴(kuò)散器；10-渦輪機(jī)進(jìn)氣殼；12-壓氣機(jī)進(jìn)氣殼</p><p><b>　　2.1 廢氣渦輪</b></p><p>　　廢氣渦輪增壓器的壓氣機(jī)采用離心式壓氣機(jī)，而廢氣渦輪有軸流式和徑流式渦輪機(jī)兩種?！坝H”輪增壓器為軸流式渦輪增壓器。廢氣渦輪有渦輪進(jìn)氣箱﹑噴嘴環(huán)﹑工作葉輪﹑排氣箱等組成。柴油機(jī)排出的廢氣經(jīng)進(jìn)氣箱送至噴嘴環(huán)。噴嘴環(huán)由噴嘴內(nèi)環(huán)，外環(huán)和噴嘴葉片組

19、成。噴嘴葉片形成的通道從進(jìn)口到出口呈收縮狀，其作用時(shí)將柴油機(jī)排除的廢氣的壓力能部分轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，并使氣流具有工作葉片所需要的方向。</p><p><b>　　2.2 壓氣機(jī)</b></p><p>　　離心式壓氣機(jī)主要由進(jìn)氣消音器﹑壓氣機(jī)葉輪﹑擴(kuò)壓器﹑排氣蝸殼等組成?？諝鈴南羝鳛V網(wǎng)處進(jìn)入。消音器中的空氣濾網(wǎng)﹑倒流盆對(duì)空氣起濾清﹑倒流﹑消音作用。經(jīng)過(guò)空氣濾器流速增加，

20、壓力升高，在擴(kuò)壓氣與壓氣機(jī)殼體使氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽瑝毫M(jìn)一步提高后經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸，從而使進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣密度增加。</p><p><b>　　2.3 轉(zhuǎn)子和軸承</b></p><p>　　增壓器的渦輪機(jī)、壓氣機(jī)葉輪安裝在同一根軸的兩端，構(gòu)成了增壓器的轉(zhuǎn)子（如圖2）。轉(zhuǎn)子的平衡非常重要，增渦輪軸與渦輪采用摩擦焊連成一體，壓氣機(jī)葉輪以過(guò)渡配合裝入

21、 渦輪軸上，并用自鎖螺母壓緊。整個(gè)轉(zhuǎn)子總成經(jīng)過(guò)非常精確的動(dòng)平衡，以保證高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下正常工作。</p><p>　　圖2 增壓器的轉(zhuǎn)子</p><p>　　轉(zhuǎn)子總成的支承采用內(nèi)支承（如圖3），即兩個(gè)全浮式浮動(dòng)軸承布置在兩葉輪之間的中間體上，轉(zhuǎn)子的軸向力由固定在中間體上的止推軸承裝置承受。其優(yōu)點(diǎn)是增壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸頸尺寸小、轉(zhuǎn)子的

22、重量輕、剛性好、對(duì)中性好、工作葉輪的可接近性好、清洗容易。本輪的增壓器采用滑動(dòng)軸承可以直接使用曲軸箱油進(jìn)行潤(rùn)滑，具有軸承對(duì)轉(zhuǎn)子的不平衡敏感性低，振動(dòng)噪聲小，工作壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　圖3 內(nèi)支撐軸承</b></p><p>　　在壓氣機(jī)段，由于葉輪出口的空氣漏至葉輪右側(cè)，其壓力大于葉輪左側(cè)的空氣壓力；在渦輪端，渦輪右側(cè)的壓力也大于渦輪左側(cè)，因此

23、在轉(zhuǎn)子上作用這一個(gè)指向壓氣機(jī)側(cè)的軸向推力。必須在壓氣機(jī)端設(shè)一個(gè)支持軸承承受轉(zhuǎn)子的徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，并起著轉(zhuǎn)子軸向定位的作用。渦輪端的軸承是個(gè)支持軸承，只承受轉(zhuǎn)子的徑向負(fù)荷， 并允許產(chǎn)生一定的軸向位移以保證轉(zhuǎn)子的熱膨脹。 </p><p>　　3 廢氣渦輪增壓器的工作原理 </p><p>　　3.1 壓氣機(jī)工作原理</p><p&

24、gt;　　本輪壓氣機(jī)采用單級(jí)離心式壓氣機(jī)。當(dāng)壓氣機(jī)工作時(shí)，新鮮空氣經(jīng)過(guò)氣道軸向進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪，由于導(dǎo)流作用，氣流能在最小的損失下均勻進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪。進(jìn)氣道是漸縮流道，在進(jìn)氣道中，壓力、溫度略有所降低，流速提高。正是因?yàn)閴毫档涂諝獠疟晃肴~輪。空氣進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪后，隨葉輪的高速回轉(zhuǎn)，因而產(chǎn)生離心力。這樣，空氣在葉輪葉片間隨葉輪作圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，在離心力的作用下向葉輪外緣流動(dòng)并壓縮。在葉輪中氣體的流速、壓力、溫度都升高了，其中流速提高了很

25、多。這是由于葉輪對(duì)氣體做功，把葉輪的機(jī)械能變成了氣體的動(dòng)能和壓力能。氣體被壓縮時(shí)葉提高了溫度。在擴(kuò)壓氣中，由于流道逐漸擴(kuò)大，使空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，流速降低，壓力升高。排氣蝸殼中的流道也是漸擴(kuò)的，因而空氣流過(guò)時(shí)繼續(xù)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能。</p><p>　　3.2 渦輪機(jī)工作原理</p><p>　　本輪渦輪機(jī)為單級(jí)軸流式渦輪機(jī)，主要元件是固定的噴嘴環(huán)和旋轉(zhuǎn)的工作葉輪。在工作時(shí)，具有一定壓

26、力和溫度的廢氣以一定得流速流入噴嘴，在噴嘴收縮型的流道中膨脹和加速，氣體壓力和溫度降低，而轉(zhuǎn)度升高，部分壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣饶?。從噴嘴出?lái)的高速氣流進(jìn)入工作葉輪，在離心力作用下，會(huì)在葉輪凹凸面上產(chǎn)生壓力差，該壓力差的合力即為作用在葉片上的沖動(dòng)力，沖動(dòng)力對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一個(gè)沖動(dòng)力矩。另外，由于葉輪葉片流道也是漸縮的，廢氣在其中加速，使渦輪又得到一個(gè)反作用力矩。兩個(gè)力矩方向相同，葉輪就在這兩個(gè)力矩的共同作用下回轉(zhuǎn)。</p><p&

27、gt;　　4 渦輪增壓器常見(jiàn)的故障分析  </p><p>　　增壓器出現(xiàn)故障，不要匆忙地更換增壓器，應(yīng)該尋找和判斷故障原因和部位，并盡可能地加以排除。這樣可以避免換上增壓器后同樣的故障重復(fù)出現(xiàn)。</p><p>　　4.1柴油機(jī)增壓器的喘振</p><p>　　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時(shí)，其工作點(diǎn)落在壓氣機(jī)的喘振區(qū)時(shí)，壓氣

28、機(jī)排出的壓力忽高忽低，空氣流量忽正忽負(fù)，引起機(jī)器強(qiáng)烈振動(dòng)，并發(fā)出沉重的喘息聲和吼叫聲。如果增壓器軸承處于良好保養(yǎng)的狀態(tài)，這種偶爾發(fā)生的喘振是沒(méi)有危害的。但是應(yīng)該避免進(jìn)一步喘振的發(fā)生，因?yàn)槟菍p壞轉(zhuǎn)子，引起增壓器轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和整個(gè)增壓器的機(jī)械顛簸，對(duì)增壓器的安全運(yùn)行危害極大。發(fā)生喘振的主要原因有：</p><p>　　1）增壓系統(tǒng)流道阻塞</p><p>　　增壓器系統(tǒng)流道阻塞是引起增壓器喘振的

29、最常見(jiàn)的原因，增壓系統(tǒng)的氣體流動(dòng)線路為：“</p><p>　　空氣濾器---壓氣機(jī)---中冷器---進(jìn)氣管---氣缸---排氣管---廢氣渦輪---廢氣鍋爐---煙囪---大氣”特別是外來(lái)雜質(zhì)，如油氣、粉塵等贓物進(jìn)入進(jìn)氣管道排氣管道積碳，進(jìn)氣管道變形等，使流道阻力增大，壓氣機(jī)流量減小，背壓升高，特性線左移（如右圖4）引起喘振。此外，柴油機(jī)長(zhǎng)期燃燒不良，渦輪噴嘴、渦輪葉片、輪盤及氣封間隙兩旁壁面等地方聚集大量未燃

30、盡的碳粒的油垢，增壓器停車后，油垢會(huì)冷卻凝固，加大增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的機(jī)械阻力，使渦輪性能下降，最后使增壓壓力下降而導(dǎo)致喘振。在日常管理中，應(yīng)周期性清除汽缸進(jìn)氣口和排氣口的積碳，并經(jīng)常對(duì)空氣濾清器、壓氣機(jī) </p><p>　　進(jìn)氣流道、空氣冷卻器、渦輪噴嘴環(huán)和葉輪等進(jìn)行清洗。 圖4 柴油機(jī)進(jìn)氣特性曲線<

31、;/p><p>　　當(dāng)增壓器流道阻塞嚴(yán)重時(shí)，須將增壓器拆開進(jìn)行清洗。而在運(yùn)行時(shí)對(duì)壓氣機(jī)和渦輪機(jī)進(jìn)行清洗，既可以減少增壓器的拆裝次數(shù)，有可避免此類原因引起的喘振。</p><p>　　2）增壓器和柴油機(jī)的運(yùn)行失配</p><p>　　柴油機(jī)與增壓器匹配良好是指：柴油機(jī)達(dá)到預(yù)定的增壓指標(biāo)，增壓器在柴油機(jī)全部工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定低運(yùn)行，既不喘振也不超速，并盡可能在高效區(qū)工作。對(duì)于

32、設(shè)計(jì)時(shí)選配良好的柴油機(jī)和增壓器，在正常情況下是不會(huì)發(fā)生喘振的。但是，由于柴油機(jī)本身的某些故障或者由于裝載、頂風(fēng)、污底、大風(fēng)浪航行或者輪機(jī)員操作不當(dāng)，都可能導(dǎo)致柴油機(jī)和增壓器匹配不良，引起喘振。柴油機(jī)噴油系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會(huì)使柴油機(jī)燃燒不良，引起嚴(yán)重的后然；柴油機(jī)的活塞環(huán)斷裂或者粘著，氣閥燒損氣閥間隙過(guò)小，都可能導(dǎo)致汽缸漏氣，熱負(fù)荷增大，排煙溫度升高。若柴油機(jī)供油量不變，因而有功功率減小，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降。而排煙溫度升高引起廢氣能量增加增壓器轉(zhuǎn)

33、速增高，供氣量增多，從而破壞了柴油機(jī)與增壓器的正常匹配關(guān)系，導(dǎo)致壓氣機(jī)處于高背壓小流量狀態(tài)，容易發(fā)生喘振，但此種情況下，排除了柴油機(jī)的故障，也就消除了喘振。</p><p>　　船舶滿載、頂風(fēng)航行時(shí)，主機(jī)處于高負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速狀態(tài)。柴油機(jī)燃油系統(tǒng)供油量增加，后燃引起廢氣能量增加，增壓器轉(zhuǎn)速升高，而汽缸耗氣量卻因?yàn)椴裼蜋C(jī)轉(zhuǎn)速降低而減少，這同樣容易引起增壓器與柴油機(jī)匹配不佳而出現(xiàn)喘振。此情況下，減小柴油機(jī)油門就可消除喘振

34、。</p><p><b>　　3）柴油機(jī)負(fù)荷驟變</b></p><p>　　如船舶遇到大風(fēng)浪，螺旋槳出水，柴油機(jī)負(fù)荷驟然減少，轉(zhuǎn)速升高，各缸供油大量減少，使供給增壓器的廢氣量減少，增壓器轉(zhuǎn)速下降，從而是壓氣機(jī)空氣流量減少，達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)發(fā)生喘振，為防止這種情況，應(yīng)避免飛車現(xiàn)象的發(fā)生。</p><p><b>　　4）環(huán)境溫度的變

35、化</b></p><p>　　當(dāng)航行在不同溫度的海域或季節(jié)，增壓器與柴油機(jī)的配合運(yùn)行點(diǎn)不同；氣溫升高，空氣密度降低使進(jìn)入壓氣機(jī)的空氣流量減小，盡管排煙溫度升高，排氣管冷卻能力下降，渦輪獲得的能量反而減少，這樣增壓器轉(zhuǎn)速降低將進(jìn)一步導(dǎo)致空氣流量減小，從而發(fā)生增壓器喘振。</p><p>　　持續(xù)的喘振可以通過(guò)調(diào)節(jié)掃氣總管頂部的閥來(lái)臨時(shí)處理，但是，這樣做排氣溫度將會(huì)升高，不允許其

36、超過(guò)極限值。</p><p>　　4.2增壓器強(qiáng)烈振動(dòng)</p><p>　　增壓器強(qiáng)烈振動(dòng)，將會(huì)加快增壓器的損壞而縮短壽命，應(yīng)該避免這種故障，以免造成不必要的損失，引起該故障的原因主要是：</p><p>　　1) 壓氣機(jī)喘振，包括徑向振動(dòng)和橫向振動(dòng)。</p><p>　　2) 柴油機(jī)燒重油和長(zhǎng)期燃燒不良，會(huì)在渦輪噴嘴環(huán)和葉輪上結(jié)碳和附著氧化

37、物。這些結(jié)碳和氧化物在葉片分布不均，會(huì)引起增壓器的強(qiáng)烈震動(dòng)。應(yīng)打開增壓器專門將結(jié)碳和氧化物清洗掉。</p><p>　　3) 增壓器裝配質(zhì)量不好。裝配不良，會(huì)引起增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子與固定部件發(fā)生摩擦引起振動(dòng)，應(yīng)重新裝配或更換軸承。</p><p><b>　　4.3增壓壓力下降</b></p><p>　　增壓壓力偏低，會(huì)使柴油機(jī)燃燒和掃氣的空氣

38、量不足，造成排氣溫度過(guò)高，煙度增大，燃油消耗率加大，柴油機(jī)熱負(fù)荷增大。主要原因：</p><p>　　1) 增壓器空氣濾器臟堵或堵塞，使壓氣機(jī)進(jìn)口阻力加大，進(jìn)口壓力下降，從而造成出口壓力降低。</p><p>　　2）中冷器贓污，空氣流通阻力增加，流動(dòng)損失增加，增壓壓力降低。</p><p>　　3）柴油機(jī)噴油提前角過(guò)大、排氣閥開啟較晚、缸套活塞漏氣等原因。應(yīng)查明原

39、因，將之排除。</p><p>　　5 增壓器的保養(yǎng)與維修</p><p>　　隨著柴油增壓器的機(jī)強(qiáng)化程度的提高和操作不當(dāng)，增壓系統(tǒng)尤其是增壓器的故障時(shí)常發(fā)生，如果處理不當(dāng)或不及時(shí)，將會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失。但是，許多故障是可以防微杜漸的，消除在萌芽階段，很大程度上取決于日常的維護(hù)和保養(yǎng)工作。增壓系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，其故障往往具有一定的規(guī)律性和聯(lián)系性。下面就日常運(yùn)行和維護(hù)管理中心需注意的若干

40、事項(xiàng)進(jìn)行闡述，以防止由于維護(hù)管理的疏忽或缺乏造成增壓器故障。</p><p>　　5.1日常管理要制定必要的章程</p><p>　　船舶在日常管理工作中應(yīng)依照各自實(shí)際情況制定出合理可行的規(guī)章制度，日常工作中就應(yīng)該做到有章可依，有章必依，違章必究。</p><p>　　柴油機(jī)運(yùn)行期間應(yīng)依照《輪機(jī)日志》格式要求，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)記錄下面運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)：各缸排溫，渦輪前后溫度，增

41、壓器轉(zhuǎn)速，中冷器進(jìn)出溫差和壓降，軸承滑油壓力，溫度和油位等，儀表應(yīng)完好，讀數(shù)應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤。要求管理者根據(jù)實(shí)際情況綜合分析判斷渦輪增壓器的工作狀態(tài)，以確定必要的檢修或檢驗(yàn)。</p><p>　　為了減少柴油機(jī)發(fā)生喘振現(xiàn)象，柴油機(jī)減速應(yīng)緩慢進(jìn)行，除非緊急情況下。</p><p>　　在風(fēng)浪中航行或船舶污底等高負(fù)荷條件下，不得為了保持轉(zhuǎn)速而加大油門，造成柴油機(jī)超負(fù)荷，而是應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)減油門。

42、</p><p>　　應(yīng)定期檢查氣閥（口）的密封性，不合格應(yīng)及時(shí)修復(fù)。</p><p>　　燃用輕油和重油應(yīng)適當(dāng)調(diào)整噴油提前角，以減少后燃，降低排溫。</p><p>　　渦輪殼體燃?xì)鈧?cè)低溫腐蝕，采取提高冷卻水溫，防止低溫腐蝕。冷卻水側(cè)電化學(xué)腐蝕、氣泡沖擊腐蝕，冷卻水應(yīng)有合理計(jì)劃采取化學(xué)處理，防腐蝕和結(jié)垢。</p><p>　　渦輪廢氣端吹洗

43、放殘（氣封用的）的三通閥，每天操作排放廢氣殘?jiān)：叫袝r(shí)正常處于掃氣至廢氣氣封端常開的位置。必須按操作說(shuō)明書正確使用此三通閥。</p><p>　　5.2停車期間對(duì)增壓器的檢查</p><p>　　擰開位于增壓器殼體底部的放殘旋塞或打開考克。從廢氣煙道內(nèi)的溢流箱/管放水（當(dāng)清潔廢氣蒸發(fā)器時(shí)也要這樣做）。這樣做可以防止雨水積聚的可能，雨水積聚會(huì)在煙道中造成腐蝕和沖掉局部的煙灰，這會(huì)造成增壓器轉(zhuǎn)

44、子的不平衡。打開檢查蓋或拆下增壓器廢氣端的廢氣進(jìn)口管，檢查渦輪轉(zhuǎn)盤和噴嘴環(huán)上的積炭。</p><p>　　5.3定期清洗和拆洗渦輪增壓器</p><p>　　增壓器轉(zhuǎn)速很高，非必要情況，不得隨意對(duì)增壓器進(jìn)行解體，當(dāng)因增壓器在運(yùn)行時(shí)器內(nèi)部流道被灰塵、油霧和炭粒所臟污時(shí)，會(huì)造成流阻增大，增壓器效率下降，增壓壓力降低，此時(shí)可在不全部解體的情況下進(jìn)行簡(jiǎn)單的清洗，運(yùn)行中清洗的時(shí)間間隔應(yīng)該由渦輪增壓器

45、上特殊設(shè)備上結(jié)垢程度決定。主要包括：</p><p>　　5.3.1空氣濾網(wǎng)的清洗</p><p>　　清洗周期取決于進(jìn)氣中污染物的多少，我輪一般有兩種方法判斷是否需要清洗。⑴增壓器濾網(wǎng)每工作250-500h需要清洗一次。⑵觀察濾網(wǎng)的顏色，當(dāng)濾網(wǎng)開始變成灰色時(shí)說(shuō)明雜質(zhì)過(guò)多，需要清洗，此時(shí)，濾器開始被浸透，污染物開始向壓氣機(jī)和中冷器蔓延。</p><p><b&

46、gt;　　清洗步驟：</b></p><p>　　1）松綁緊帶，卸下蓋、濾網(wǎng)。（依據(jù)型號(hào)，我輪安裝了2-3個(gè)綁緊帶）。</p><p>　　2) 空氣濾網(wǎng)清洗時(shí)用溫水沖洗，并在其中加入洗滌劑，隨后用增壓空氣吹干濾網(wǎng)。</p><p>　　3）把濾網(wǎng)放置在消音器打孔板上，蓋板扣在濾網(wǎng)連接處并用綁緊帶上緊。</p><p>　　★注意

47、：為防止嚴(yán)重污染，在清水中浸泡清潔濾網(wǎng)是必要的，因此，需準(zhǔn)備另一個(gè)濾網(wǎng)以備用。</p><p>　　5.3.2渦輪端的清洗</p><p><b>　　干洗法（如圖5）：</b></p><p>　　每24-50小時(shí)進(jìn)行以此清洗，依據(jù)觀測(cè)狀況。</p><p>　　干洗在全負(fù)荷時(shí)效果最好，負(fù)荷低于50％時(shí)不可

48、 清洗。 </p><p>　　關(guān)閉閥A 。 </p><p>　　開啟閥B,C,吹除連接管中各種可能的沉淀物和冷凝水。大約2分鐘后，關(guān)閉B，C.。</p><p>　　緩慢開啟閥A吹掃容器。

49、 圖5 渦輪端的干洗</p><p>　　倒入大約1-1.5mm的核桃粉1.0L。 </p><p><b>　　關(guān)閉閥A。</b></p><p>　　開啟B,C吹入顆粒，大約1-2分鐘后關(guān)閉閥B，C。</p><p><b>　　緩慢開啟閥A，</b></p&g

50、t;<p><b>　　水洗法（如圖6）</b></p><p>　　減少主機(jī)負(fù)荷到全負(fù)荷的90℅，及T.C.PRM=153RPM</p><p><b>　　等待大約10分鐘</b></p><p>　　設(shè)置三通考克A排除贓物</p><p>　　開閥E并設(shè)置減壓閥至規(guī)定壓力<

51、/p><p>　　扭轉(zhuǎn)噴嘴打開噴霧噴嘴</p><p>　　開排泄閥B至1-3位，開啟閥C</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)三通閥A進(jìn)行沖洗</p><p>　　沖洗10分鐘 </p><p>　　關(guān)閥E

52、 圖6渦輪機(jī)的水洗</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)閥A進(jìn)行短時(shí)間的沖洗，然后恢復(fù)到零位</p><p><b>　　關(guān)閉閥噴嘴D</b></p><p>　　關(guān)閉排泄閥B（2-1位）和排泄閥</p><p>　　主機(jī)以同樣負(fù)荷運(yùn)行大約十分鐘。然后緩慢增加負(fù)荷并在

53、下一次清洗前檢查確保不存在異常振動(dòng)。</p><p>　　14輕微的噪音是沒(méi)有問(wèn)題的，因?yàn)樾D(zhuǎn)的葉片會(huì)與水滴發(fā)生碰撞產(chǎn)生噪音。</p><p><b>　　15經(jīng)常檢查噴嘴</b></p><p>　　5.3.3壓氣機(jī)的清洗</p><p>　　每25-75小時(shí)進(jìn)行一次清洗。</p><p>　　

54、水洗在全負(fù)荷和正常溫度下進(jìn)行。 </p><p>　　清洗時(shí)用淡水進(jìn)行 。 </p><p>　　★注意：如果沉積物多并且硬，壓氣機(jī)必須解體手動(dòng)清洗。如果運(yùn)行中清洗時(shí)壓氣機(jī)側(cè)太臟了，那么松動(dòng)的沉積物將被吹進(jìn)空冷器元件的狹窄通道。 </

55、p><p>　　5.3.4空冷器的清洗（如圖7）</p><p><b>　　圖7空冷器清洗系統(tǒng)</b></p><p>　　對(duì)于空冷器而言，“空氣出口和進(jìn)水的溫差”、“冷卻水溫”、“流經(jīng)空氣冷卻器壓力降”三個(gè)參數(shù)為空冷器最重要的參數(shù)。對(duì)于這三個(gè)參數(shù)，改變?cè)囼?yàn)臺(tái)值的50℅可視為最大值。其中空冷器冷卻水的進(jìn)口溫度和增壓空氣的出口溫度直接按的差值可作為

56、鑒別空冷器效率的一個(gè)重要參數(shù)。</p><p>　　中冷器冷卻水側(cè)與空氣側(cè)結(jié)垢會(huì)導(dǎo)致冷卻效率降低，溫度差值增加，尤其是空氣側(cè)的積垢會(huì)減少進(jìn)入氣缸空氣量和提高掃氣溫度，導(dǎo)致排氣溫度升高熱負(fù)荷增加，燃油消耗率升高。</p><p><b>　　a)空氣端臟污</b></p><p>　　主機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)注意觀察空冷器進(jìn)出口增壓空氣壓差的變化，只要

57、在允許范圍內(nèi)，不要清洗空冷器。判斷是否需要清洗有兩點(diǎn)：⑴一般正常SCR負(fù)荷，增壓器通過(guò)空冷器進(jìn)出壓差為150mm水柱，當(dāng)空冷器壓差將達(dá)到200mm水柱時(shí)。⑵空冷器工作時(shí)間達(dá)到2000-2500h即進(jìn)行空氣側(cè)清洗。</p><p>　　清洗空冷器空氣側(cè)的方法是：⑴將化學(xué)液體注入到安裝在空冷器上方的噴射管系中。噴管裝置裝在空冷器元件上方的空氣腔處。⑵柴油機(jī)停車30分鐘后才可以開始清潔，不要斷開排氣閥的壓縮空氣供應(yīng)。需

58、</p><p><b>　　b)水側(cè)堵塞</b></p><p>　　正常情況下表現(xiàn)為冷卻水進(jìn)出口溫差減小，因?yàn)閭鳠崃拷档土恕Ｒ话愦先绻褂煤Ｋ鋮s，需要清洗。但“育鯤”上采用低溫淡水冷卻，故不需要進(jìn)行冷卻水側(cè)清洗。</p><p>　　一般船舶都安裝了專用管路和專用的清洗設(shè)備。按本輪說(shuō)明書操作專用管路和專用的清洗設(shè)備：操作完成后，不要忘記

59、對(duì)主機(jī)進(jìn)行盤車，檢查清洗空冷器的藥液是否到流到掃氣箱和主機(jī)缸套內(nèi)。如果忘記盤車，萬(wàn)一清洗空冷器的藥液流進(jìn)主機(jī)氣缸內(nèi)，遇到緊急備車，就會(huì)發(fā)生缸套內(nèi)液擊，直至損壞缸頭、缸套、活塞，后果十分嚴(yán)重。</p><p>　　5.4渦輪增壓器的效率的測(cè)量</p><p>　　渦輪增壓器的總效率是壓縮機(jī)、透平、機(jī)械效率的乘積。但是，機(jī)械因素對(duì)效率計(jì)算幾乎沒(méi)有影響，因此忽略。增壓器的效率可對(duì)增壓器的清洗及其

60、他維護(hù)提供幫助。</p><p>　　1）測(cè)量，在船上記錄了一些參數(shù)。</p><p>　　測(cè)量表1中列出的參數(shù)</p><p>　　表1 參數(shù) *)為表壓</p><p>　　bar的標(biāo)準(zhǔn)定義為“絕對(duì)壓力”<

61、;/p><p><b>　　2）轉(zhuǎn)換</b></p><p>　　將所有壓力值轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一單位</p><p><b>　　3）計(jì)算總效率</b></p><p>　　總效率ηtot由如下公式給定</p><p><b>　　表2 計(jì)算</b></p&g

62、t;<p>　　效率如果過(guò)低，標(biāo)明可能是增壓器臟堵，應(yīng)該清洗。</p><p>　　5.5定期進(jìn)行廢氣鍋爐吹灰工作</p><p>　　柴油機(jī)廢氣（余熱）鍋爐煙管使用一定時(shí)間之后，都會(huì)不可避免地積灰垢，既影響傳熱效果又減小氣道流通面積，嚴(yán)重者將可能造成排氣被壓升高，導(dǎo)致渦輪增壓器效率降低，增壓壓力降低。因此，需要對(duì)廢氣鍋爐進(jìn)行吹灰和清洗。</p><p&g

63、t;　　廢氣鍋爐煙氣流量大，比較容易積灰，其運(yùn)行期間通常每日需要進(jìn)行一次吹灰，一般用蒸汽吹灰器對(duì)廢氣鍋爐吹灰，必要是可用松灰劑。</p><p>　　按時(shí)對(duì)主機(jī)掃氣口清潔、掃氣箱清潔。更換這些工作看似主機(jī)的維修保養(yǎng)，其實(shí)對(duì)透平的維護(hù)至關(guān)重要，必須按說(shuō)明書的維修保養(yǎng)周期進(jìn)行認(rèn)真的維修保養(yǎng)，確保主機(jī)、透平保持良好的工作狀態(tài)。</p><p>　　5.6注意增壓器軸承的維護(hù)保養(yǎng)</p>

64、;<p>　　滾動(dòng)軸承采用主機(jī)滑油系統(tǒng)供油，經(jīng)U型進(jìn)口，維護(hù)保養(yǎng)較為簡(jiǎn)單，假如主滑油系統(tǒng)供油出現(xiàn)故障，例如，由于失電或系統(tǒng)故障，及其會(huì)停下來(lái)導(dǎo)致應(yīng)急停車。增壓器軸承的潤(rùn)滑由一個(gè)單獨(dú)的油柜來(lái)保障。關(guān)鍵是應(yīng)該特別注意保持潤(rùn)滑油的清潔，應(yīng)按規(guī)定時(shí)間更換規(guī)定品牌的滑油，“育鯤”上的滑油可持續(xù)用很長(zhǎng)時(shí)間不用更換。另外，應(yīng)定期檢查軸承供油齒輪泵的工作狀況；滾動(dòng)軸承總成應(yīng)按規(guī)定時(shí)間換新，。</p><p>　　5

65、.7注意增壓器的拆裝與校中質(zhì)量</p><p>　　增壓器是高轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)的精密機(jī)械，對(duì)其進(jìn)行拆裝與校中是一項(xiàng)技術(shù)要求較高的工作。必須注意以下事項(xiàng)：</p><p>　　拆裝之前認(rèn)真閱讀說(shuō)明書，了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，拆裝順序及所需的專用工具，千萬(wàn)不可盲目進(jìn)行。</p><p>　　拆裝時(shí)應(yīng)特別注意軸承的清潔，以保證軸承的壽命，注意保護(hù)各零件的配合面，保證兩端軸承的同軸度。&l

66、t;/p><p>　　拆裝時(shí)，轉(zhuǎn)子上的運(yùn)動(dòng)部件均有確定的位置，不可改動(dòng)，軸上的零件也不允許隨便更換，以免破壞轉(zhuǎn)子的平衡精度及其與固定件的配合間隙。</p><p>　　在每次檢修后必須認(rèn)真檢查壓氣機(jī)機(jī)葉輪前面軸向間隙和壓氣機(jī)背向間隙，并作記錄存檔，供以后參考。</p><p>　　5.7.1轉(zhuǎn)子徑向間隙的檢查（如圖8）</p><p>　　渦輪葉

67、片與噴嘴外環(huán)之間的徑向間隙，當(dāng)h=82mm時(shí)，徑向間隙為0.65-0.86mm，h=78mm時(shí)，徑向間隙為0.75-0.96mm，h=62mm時(shí)，徑向間隙為0.60-0.81mm。徑向間隙不能過(guò)大，過(guò)大則會(huì)造成漏氣，密封不好，使增壓器的效率大大降低。而過(guò)小也會(huì)造成磨損，輕者損壞零件，重者造成嚴(yán)重的事故。</p><p>　　5.7.2轉(zhuǎn)子軸向間隙的檢查</p><p><b>　

68、　圖8間隙的測(cè)量</b></p><p>　　該間隙為支撐軸承和支撐環(huán)之間的軸向間隙。測(cè)量方法為：</p><p>　　測(cè)量記錄間隙(K5)</p><p>　　測(cè)量記錄軸承寬度(B)</p><p>　　軸向間隙(8):實(shí)際值=（K5）-(B)</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，軸向間隙值在0.28mm-0.

69、37mm之間，如果間隙過(guò)大，會(huì)造成漏氣。</p><p>　　6增壓器損壞后的處理 </p><p>　　在航行中增壓器損壞又不能及時(shí)修復(fù)，只好采用應(yīng)急措施把損壞的增壓器停掉，讓柴油機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。采取應(yīng)急措施后，既要保證增壓器不會(huì)進(jìn)一步損壞，又要使柴油機(jī)排氣溫度不超過(guò)規(guī)定的數(shù)值。</p><p>　　在航行中發(fā)現(xiàn)增壓器損壞時(shí)，使損壞的增壓器停止運(yùn)轉(zhuǎn)的措施有兩種：如果允

70、許柴油機(jī)停車的時(shí)間很短，必須馬上恢復(fù)運(yùn)行，這時(shí)只需拆下壓氣機(jī)端和渦輪端的軸承蓋，用專用工具把轉(zhuǎn)子鎖住，并在壓氣機(jī)排出管路裝上密封蓋板防止增壓空氣流失，“育鯤”輪是定壓增壓，只需鎖住轉(zhuǎn)子的壓氣端。</p><p>　　如果允許柴油機(jī)停車時(shí)間較長(zhǎng)，可將轉(zhuǎn)子拆除，并用專用工具封閉渦輪增壓器，以防止燃?xì)夂驮鰤嚎諝馔庑埂?lt;/p><p>　　在航行中如果增壓器發(fā)生故障，也可將增壓器停止運(yùn)行，開輔助鼓

71、風(fēng)機(jī)，低負(fù)荷運(yùn)行。育鯤輪設(shè)有2臺(tái)輔助鼓風(fēng)機(jī)，與增壓器并聯(lián)運(yùn)行（如圖7）。</p><p>　　圖9增壓器與輔助鼓風(fēng)機(jī)</p><p>　　在起動(dòng)和低負(fù)荷狀態(tài)下，由于廢氣量較少而且溫度較低，增壓器提供的空氣量不能滿足柴油機(jī)的工作需要，設(shè)置輔助鼓風(fēng)機(jī)，在增壓器提供的供氣量不足時(shí)保證柴油機(jī)的正常工作。本輪的輔助鼓風(fēng)機(jī)的工作壓力范圍是0.5-0.7mpa，即當(dāng)進(jìn)氣總管掃氣壓力低于0.5mpa時(shí)輔助

72、鼓風(fēng)機(jī)開始工作，但當(dāng)掃氣壓力高于0.7mpa時(shí)，自動(dòng)停止工作。所以在增壓器損壞時(shí)，可以通過(guò)輔助鼓風(fēng)機(jī)維持柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　7總結(jié)</b></p><p>　　渦輪增壓器是船舶動(dòng)力裝置的關(guān)鍵部件，我們輪機(jī)員要在日常管理中做好渦輪增壓器的維護(hù)保養(yǎng)工作，使故障發(fā)生率降低到最低，是柴油機(jī)性能處于最好的狀態(tài)。在“育鯤”上寫論文期間，通過(guò)在值班期間對(duì)增

73、壓器的清洗以及跟輪機(jī)員的探討，讓我對(duì)增壓器有了更深的認(rèn)識(shí)和理解。由于關(guān)于增壓器原理的知識(shí)，課本上介紹的很詳細(xì)，所以我的論文主要側(cè)重于在實(shí)際工作過(guò)程中對(duì)增壓器的管理以及管理中應(yīng)該注意注意的事項(xiàng)，希望能給以后的增壓器管理提供幫助。</p><p>　　但由于船上資料和自己能力的局限，論文中或許有很多的不足.最后特別感謝“育鯤輪”上的老師在我寫論文期間對(duì)我的幫助。</p><p><b&g

74、t;　　【參考文獻(xiàn)】</b></p><p>　　[1]李斌.船舶柴油機(jī).大連:大連海事大學(xué)出版社.2008.</p><p>　　[2]孫培廷.船舶柴油機(jī).大連:大連海事大學(xué)出版社.2002</p><p>　　[3]滿一新.輪機(jī)維護(hù)與修理.大連:大連海事大學(xué)出版社.2000.</p><p>　　[4]李世臣.育鯤輪實(shí)習(xí)教材.