導讀

　　船舶柴油機由于在各種動力機械中熱效率最高，功率范圍寬廣，啟動迅速，維修方便，運行可靠，使用壽命長，因而在運輸船舶上得到了廣泛的應用。

　　廢氣渦輪增壓器工作原理是利用柴油機廢氣的能量驅動增壓器的渦輪旋轉，同時帶動同軸上的壓氣機轉子旋轉，將空氣壓縮并送入柴油機燃燒室。

　　由于廢氣渦輪增壓系統(tǒng)與柴油機之間無任何機械傳動，同時渦輪增壓系統(tǒng)利用的又是柴油機廢氣的能量，既提高了柴油機動力性，又提高了柴油機的經濟性，所以獲得了廣泛的應用。

　　通過本人多年來的船舶工作經驗，同時結合輪機管理的要求，對廢氣渦輪增壓器的結構特點、工作原理進行了簡要介紹，并且通過工作中的觀察與分析，結合實際情況，對廢氣渦輪增壓器喘振的原因與預防提出了一些分析與措施。

　　一、廢氣渦輪增壓器的原理及特點

　　增壓器的工作原理與結構特點

　　▲圖1：廢氣渦輪增壓器簡圖

　　上圖1增壓器屬于 TPL 系列，是 ABB 公司在上世紀九十年代后期開發(fā)的，主要用在大功率船舶主柴油機上，是定壓、軸流式內支承式滑動軸承增壓器，比較 ABB 公司設計生產 VTR 系列傳統(tǒng)增壓器有很大改進。

　　該增壓器由一個軸流的渦輪機和一個徑流的離心式壓氣機組成。

　　軸流式渦輪機由廢氣進氣殼、噴嘴環(huán)、廢氣渦輪、渦端擴壓器、渦輪葉片、廢氣排氣殼等組成;

　　離心式壓氣機主要由進氣消音器、壓氣機進氣殼、壓氣機葉輪、擴壓器、空氣排氣殼等組成。

　　運行中，渦輪機在排氣能量的推動下，帶動壓氣機工作，實現進氣增壓。

　　如上圖1所示，主機的廢氣經由進氣殼，渦輪的噴嘴環(huán)，渦輪機轉子，排氣殼，將廢氣能量轉化為轉子軸的動能，從而驅動了壓氣機工作。

　　與此同時，新鮮空氣依次通過壓氣機進氣殼和消音器，壓氣機葉輪，擴壓器，排氣蝸殼，最終被壓縮的新鮮空氣通過中間冷卻器和進氣管，進入主柴油機的氣缸。

　　這一過程使進入氣缸的空氣密度增加，從而可以增加噴入氣缸的燃油量，從而大幅度的提高柴油機的功率。

　　當主機在低負荷運行或者剛啟動時，排氣管壓力低。

　　廢氣能量較少，使渦輪機發(fā)出的功率滿足不了壓氣機所需的功率，因此要在此種情況下，要在主機邊設有輔助風機來滿足其低負荷時的掃氣需要。

　　二、預防廢氣渦輪增壓器喘振的措施

　　1、增壓器喘振的原因

　　增壓器產生喘振的根本原因是壓氣機的實際流量小于該轉速下引起喘振的限制流量，造成氣流與葉片的強烈撞擊與脫流。

　　其中增壓系統(tǒng)流道堵塞是引起增壓器喘振最常見的原因。

　　主要部件有壓氣機葉輪和擴壓器、空氣冷卻器、氣缸進氣口和排氣口、渦輪的噴嘴環(huán)和葉輪。

　　此外，柴油機本身的某些故障或者由于裝載、頂風、污底、環(huán)境溫度的變化等原因，或者由于輪機員操作不當以及在大風浪天航行，都可能導致柴油機和增壓器匹配不良，引起喘振。

　　2、預防增壓器喘振的措施

　　(1)根據引起廢氣渦輪增壓器喘振的原因可知，在日常的增壓系統(tǒng)維護保養(yǎng)中，首要的預防措施是保證廢氣渦輪增壓器的清洗。

　　廢氣渦輪增壓器的清洗主要是渦輪機的干洗和壓氣機的水洗。

　　具體如下圖2(增壓器渦輪機干洗系統(tǒng))(增壓器壓氣機水洗系統(tǒng));

　　要求每 24-50 小時在全負荷下進行渦輪機的干洗，在全負荷下進行壓氣機的水洗。

　　▲圖2 增壓器渦輪機干洗系統(tǒng)氣機水洗系統(tǒng)

　　(2)廢氣渦輪增壓器運行中的清洗，不可替代的定期的拆檢和清洗增壓器。

　　(3)空氣及廢氣通道不暢，也易引起喘振，因此消音器、空冷器需要定期清潔以洗去壓氣機沖洗下來的積垢，噴嘴環(huán)要隨著增壓器的拆檢需要定期清潔。

　　(4)除了廢氣渦輪增壓器的清洗，在日常的管理中還應注意柴油機和增壓器的運行失配。

　　這時只要排除了柴油機的故障，也就消除了喘振。

　　(5)當船舶滿載、頂風、逆流、涌浪較大、螺旋槳纏著異物以及污底嚴重時，柴油機在低轉速高負荷下運行，這也容易引起增壓器和柴油機匹配不良而出現喘振，此時降低油門即可消除喘振。

　　(6)若輪機人員操作不慎，可能使增壓器與柴油機暫時失配而發(fā)生喘振，但不久又能恢復匹配關系，喘振即自動消失。

　　如高速下停車和急速降低主機轉速等情況，盡量避免就可。

　　三、總 結

　　增壓器的喘振不單純是單一原因，還可能是多個原因的疊加，是綜合性的;

　　所以就要求我們分析問題時要綜合考慮各項因素，全面分析。

　　所以，對增壓器的日常管理重點關注以下幾點：

　　氣體流道的清潔、暢通，保障空冷器對空氣的良好冷卻;

　　冷卻器的空氣面必須定期用化學劑進行清洗，海水冷卻面要定期人工清潔，保證冷卻良好;

　　在拆裝增壓器時應保證正確的安裝間隙，防止變形和安裝不正。

　　作為一名船舶輪機管理人員，首先我們在日常管理中，要對主機增壓器的主要運行參數定期進行檢測記錄，如各缸排煙溫度、渦輪前后的溫度、增壓器的轉速、空氣濾器和空冷器的壓降、掃氣壓力等等一些重要參數及時檢查分析，發(fā)現問題，及時解決。

　　參考文獻

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　　[5]滿一新.船機維修技術[M] 大連：大連海事大學出版社，2002.

　　原創(chuàng)作者系：

　　青島港灣職業(yè)技術學院

　　趙云岷