導(dǎo)讀

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

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

　　由于廢氣渦輪增壓系統(tǒng)與柴油機(jī)之間無任何機(jī)械傳動，同時渦輪增壓系統(tǒng)利用的又是柴油機(jī)廢氣的能量，既提高了柴油機(jī)動力性，又提高了柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，所以獲得了廣泛的應(yīng)用。

　　通過本人多年來的船舶工作經(jīng)驗，同時結(jié)合輪機(jī)管理的要求，對廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)特點、工作原理進(jìn)行了簡要介紹，并且通過工作中的觀察與分析，結(jié)合實際情況，對廢氣渦輪增壓器喘振的原因與預(yù)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(jié)構(gòu)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(jì)九十年代后期開發(fā)的，主要用在大功率船舶主柴油機(jī)上，是定壓、軸流式內(nèi)支承式滑動軸承增壓器，比較 ABB 公司設(shè)計生產(chǎn) VTR 系列傳統(tǒng)增壓器有很大改進(jìn)。

　　該增壓器由一個軸流的渦輪機(jī)和一個徑流的離心式壓氣機(jī)組成。

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

　　離心式壓氣機(jī)主要由進(jìn)氣消音器、壓氣機(jī)進(jìn)氣殼、壓氣機(jī)葉輪、擴(kuò)壓器、空氣排氣殼等組成。

　　運(yùn)行中，渦輪機(jī)在排氣能量的推動下，帶動壓氣機(jī)工作，實現(xiàn)進(jìn)氣增壓。

　　如上圖1所示，主機(jī)的廢氣經(jīng)由進(jìn)氣殼，渦輪的噴嘴環(huán)，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，排氣殼，將廢氣能量轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子軸的動能，從而驅(qū)動了壓氣機(jī)工作。

　　與此同時，新鮮空氣依次通過壓氣機(jī)進(jìn)氣殼和消音器，壓氣機(jī)葉輪，擴(kuò)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(jìn)氣管，進(jìn)入主柴油機(jī)的氣缸。

　　這一過程使進(jìn)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(jī)的功率。

　　當(dāng)主機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行或者剛啟動時，排氣管壓力低。

　　廢氣能量較少，使渦輪機(jī)發(fā)出的功率滿足不了壓氣機(jī)所需的功率，因此要在此種情況下，要在主機(jī)邊設(shè)有輔助風(fēng)機(jī)來滿足其低負(fù)荷時的掃氣需要。

　　二、預(yù)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(chǎn)生喘振的根本原因是壓氣機(jī)的實際流量小于該轉(zhuǎn)速下引起喘振的限制流量，造成氣流與葉片的強(qiáng)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(jī)葉輪和擴(kuò)壓器、空氣冷卻器、氣缸進(jìn)氣口和排氣口、渦輪的噴嘴環(huán)和葉輪。

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

　　2、預(yù)防增壓器喘振的措施

　　(1)根據(jù)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(hù)保養(yǎng)中，首要的預(yù)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(jī)的干洗和壓氣機(jī)的水洗。

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

　　要求每 24-50 小時在全負(fù)荷下進(jìn)行渦輪機(jī)的干洗，在全負(fù)荷下進(jìn)行壓氣機(jī)的水洗。

　　▲圖2 增壓器渦輪機(jī)干洗系統(tǒng)氣機(jī)水洗系統(tǒng)

　　(2)廢氣渦輪增壓器運(yùn)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(jī)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(yīng)注意柴油機(jī)和增壓器的運(yùn)行失配。

　　這時只要排除了柴油機(jī)的故障，也就消除了喘振。

　　(5)當(dāng)船舶滿載、頂風(fēng)、逆流、涌浪較大、螺旋槳纏著異物以及污底嚴(yán)重時，柴油機(jī)在低轉(zhuǎn)速高負(fù)荷下運(yùn)行，這也容易引起增壓器和柴油機(jī)匹配不良而出現(xiàn)喘振，此時降低油門即可消除喘振。

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

　　如高速下停車和急速降低主機(jī)轉(zhuǎn)速等情況，盡量避免就可。

　　三、總 結(jié)

　　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(guān)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(xué)劑進(jìn)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(yīng)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(jī)管理人員，首先我們在日常管理中，要對主機(jī)增壓器的主要運(yùn)行參數(shù)定期進(jìn)行檢測記錄，如各缸排煙溫度、渦輪前后的溫度、增壓器的轉(zhuǎn)速、空氣濾器和空冷器的壓降、掃氣壓力等等一些重要參數(shù)及時檢查分析，發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。

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　　原創(chuàng)作者系：

　　青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院

　　趙云岷