主机增压器喘振故障排除

​ 增压技术对于船用柴油机的发展有重要的推动作用,它有效提高了柴油机的功率,同时也显著提高了其经济效益。 所谓增压,就是用提高气缸进气压力的方法,使进入气缸的空气密度增加,从而增加喷入气缸的燃油量,提高柴油机功率。

高强轮是一艘45000吨级散货船,1998年在日本建造。第54航次接班开航后,主机增压器发生喘振故障,致使主机不得不减速至104r/min维持运转,且主机各缸排气温度分别高达370℃、365℃、370℃、370℃、370℃、370℃,透平前温度为450℃,透平后温度为350℃。这一状况不但严重影响了船期,而且还对船舶的航行安全构成了威胁。

该轮主机型号为MAN B&W 6S50MC,额定转速120r/min,额定功率9750B.H.P,常用转速114r/min,配有型号为NA-48的独立定压废气涡轮增压器一台。低负荷时有两台辅助鼓风机来满足扫气的需要。
根据压气机的工作特性线可知,当增压器压气机的工作点落入喘振线B的左侧时,压气机就会发生喘振。一般认为,压气机的喘振是由於压气机通流部分出现脱离现象引起的,当压气机的流量小于设计流量时,在压气机叶轮的进口和扩压器中,气流与叶片就会发生撞击和脱离,当流量减少到某一邻界流量时,流量在压气机中就发生了不稳定流动,此时增压器就会发出沉重的吼叫声,并伴有强烈的振动,这就是增压器的喘振。

增压系统流道堵塞是引起增压器喘振的最常见原因,增压系统流道的各个环节,如压气机进气滤网和消音器、压气机叶轮、扩压器、空气冷却器、扫气箱、进气口、排气口、排气管、喷嘴环、涡轮叶轮、废气锅炉烟道等某个或多个环节的堵塞,如脏堵、结碳、变形等,均会因流阻增大而使压气机的背压升高,流量减少,从而引发喘振。

  • 2004年11月23日,高强轮利用在新加坡加油的机会对该增压系统流道各环节用先易后难的方法进行了检查,采取了以下措施:
    • 用增压器自带的冲洗装置对废气涡轮叶轮进行了冲洗;
    • 用空气冷却器喷淋装置对空气冷却器进行化学冲洗,并清洗压气机进气滤网;
    • 打开空气冷却器上侧道门检查,未发现异常;
    • 检查废气锅炉烟道烟管,未发现异常;
    • 打开扫气箱道门,对各缸进气口及扫气箱内部进行了检查,并彻底清洁扫气箱和各缸进气口;
    • 排气总管及各缸排气口及进透平的保护栅栏检查,未发现异常;
    • 拆除增压器废气端进气管,对喷嘴、涡轮叶片进行了检查,涡轮叶轮检查未发现异常,发现喷嘴环有结碳、脏堵。

于是对喷嘴环进行彻底清洁,装复后试车。当主机转速至104.8r/min时,主机透平未出现喘振,主机转速稳步升至113.8r/min,透平转速为13800r/min,扫气压力升至0.16Mpa,各缸排气温度分别为350℃、350℃、355℃、355℃、355℃、360℃,透平前温度为420℃,透平后温度为310℃,主机工况恢复正常。

主机各缸排气温度比原来温度均降低15-20℃,透平前后温度比原来温度均降低30-40℃,达到主机正常排气温度。

至此,增压器喘振故障排除。

文章作者: WuYongzhi
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