增压器喘振和常见故障分析.
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第四章增压器喘振的具体原因和解决办法4.1 增压系统气流通道堵塞(1)压缩机进口滤网脏堵,使压气机空气流量减小而发生喘振。
解决办法:清洗或更换滤网。
(2)消音器的羊毛毡松脱,使进气空气流动阻力增大流量减小而发生喘振。
解决办法:将松脱的羊毛毡重新铆好。
(3)压气机叶轮和扩压器严重积垢,使压气机空气流通面积变小;涡轮叶片及喷嘴环积垢严重,引起涡轮效率降低,导致压气机空气流量减小而发生喘振。
解决办法:在柴油机运行中对涡轮和压气机进行清洗工作。
(4)空冷器脏堵,使气流阻力增大,压气机背压升高,流量减少而产生喘振。
解决办法:对空冷器进行化学清洗,清除脏物。
(5)气缸进排气口结碳和油污,导致气口气流面积减小,压气机空气流量减少而产生喘振。
解决办法:定期清除进排气口的积碳和污物,确保气流通畅。
(6)废气锅炉烟道积碳脏堵,使涡轮后背压上升,导致压气机的空气流量减少而发生喘振。
解决办法:清洁疏通锅炉烟道。
124.2 增压器或柴油机故障,工况改变,增压器压气机工作点左移,处于喘振区(1)压气机叶轮损坏或过量腐蚀,压气能力减弱,涡轮叶片损坏,导致流经压气机的空气流量减小而发生喘振。
解决办法:换新或修复压气机叶轮或涡轮叶片。
(2)涡轮叶片顶部及喷嘴环罩内表面被腐蚀,使配合间隙增大,导致流经压气机的空气流量减小而发生喘振。
解决办法:换新或修复压涡轮叶片及喷嘴环罩。
(3)废气端或压气端有废气或空气泄漏,引起涡轮增压器效率下降而发生喘振。
解决办法:堵住泄漏。
(4)主机排烟温度高,其排出废气能量高,使增压器转速更高,压气机背压升高而产生喘振。
解决办法:查明主机排烟温度高的原因,并做相应的处理,使主机排温正常。
(5)二冲程柴油机的调速器负荷限位设置不当,当柴油机加速时,其压气机运行点位于喘振区,导致压气机喘振。
消除方法:调整调速器负荷限位。
(6)采用脉冲增压系统的柴油机一缸熄火,对于一缸熄火的增压器其压气机背压与正常增压器一样,就显得过高而引起喘振。
中国修船2024年4月经验集锦PA6柴油机涡轮增压器喘振故障分析中图分类号:U672文献标志码:Adoi :10.13352/j.issn.1001-8328.2024.02.0181柴油机增压工作方式PA6柴油机采用相继增压方式。
在低负荷情况下即“1TC ”模式,燃气阀和空气阀关闭,1#涡轮增压器工作,2#涡轮增压器不工作,同时,关闭燃气阀和空气阀来隔离B 排涡轮增压器,确保A 、B 排涡轮增压器的燃气满足1#涡轮增压器工作,以提高柴油机在低负荷情况下空气供给量,提高柴油机的输出转矩,同时也降低排气烟度、温度以及油耗。
在高负荷情况下即“2TC ”模式,燃气阀和空气阀打开,1#、2#涡轮增压器同时工作,满足柴油机在高负荷情况下的空气供给量。
柴油机增压工作方式示意图如图1所示。
2增压器喘振故障现象及处置1)故障现象。
PA6柴油机“1TC ”模式下,涡轮增压器经常发出轰鸣声,同时伴有相继增压控制系统综合报警;在“2TC ”模式下,涡轮增压器、相继增压控制系统工作正常。
2)故障分析。
PA6柴油机“1TC ”模式下工作时,所需进气量减少,若进气量少于设定值,气体进入叶轮和扩压器的方向偏离设计工况,进而导致气体压力产生极大的波动,喘振发生。
同时,结合相继增压控制系统综合报警则可初步判断STC 控制空气阀、燃气阀、旁通阀存在故障。
3)故障树图。
综合PA6柴油机涡轮增压器喘振故障原因,结合相继增压控制系统综合报警实际,梳理建立涡轮增压器喘振及相继增压控制系统综合报警的故障树,故障树图如图2所示。
PA6柴油机“1TC ”转“2TC ”时进排气由蝶阀控制,而蝶阀由0.7MPa 的空气启动执行机构完成,烟灰积聚或者控制空气压力不足易导致蝶阀开关度达不到要求。
若在“1TC ”时,蝶阀关闭不严,少量空气、燃气经蝶阀泄漏,则A 排涡轮增压器进气量减少,使增压器转子的转速下降,造成压气机的实际进气量减少发生喘振。
4)故障处置。
增压器喘振的原因是什么当增压器的流量减小到一定值后,气体进入工作叶轮和扩压器的方向偏离设计工况,造成气流从叶片或扩压器上强烈分离,同时产生喘振,下面是店铺精心为你整理的增压器喘振的原因,一起来看看。
增压器喘振的原因(1)气流通道堵塞[增压系统流道堵塞是引起增压器喘振最常见的原因]增压系统的气体流动路线:压气机进口滤器和消音器压气机叶轮压气机扩压器空气冷却器扫气箱柴油机的进气口(阀) 排气口(阀) 排气管废气涡轮喷嘴环废气涡轮叶轮废气锅炉烟囱上述流动路线中的任一环节发生阻塞,如脏污、结炭变形等都会因流阻增大而使压气机流量减小,背压升高,引起喘振。
其中易脏堵的部件是进口滤器,压气机叶轮和扩压器,空气冷却器,气缸进气口和排气口,涡轮喷嘴环和叶轮。
另外,涡轮的喷嘴环易发生热变形。
管理中应注意检查上述部件的污损,并加以清洁。
这样就可以防止和排除因流道堵塞而引起的喘振。
(2)增压器和柴油机的运行失配对于设计时选配良好的柴油机和增压器,在正常情况下是不会发生喘振的。
但是由于柴油机本身的某些故障或者由于装载、顶风、污底等原因,或者由于轮机员操作不当以及在大风浪天航行,都可能导致柴油机和增压器匹配不良引起喘振。
柴油机喷油设备出现故障;柴油机活塞环断裂或者粘着;气阀烧损,这时如果柴油机的供油量不变,就会破坏柴油机和增压器的正常匹配关系,导致压气机在高背压小流量的状态下工作,严重是就会发生增压器喘振。
这时只要排除了柴油机的故障也就消除了喘振。
当船舶满载,顶风,污底严重时,因阻力增加,主机负荷加大,柴油机在低转速高负荷下运行气缸耗气量降低而循环喷油量增加,废气能量增大,也会使增压器转速升高,供气量增多,这也容易引起增压器和柴油机匹配不良而出现喘振,此时降低油门即可消除喘振。
若轮机人员操作不慎,可能使增压器与柴油机失配而发生喘振,但不久又能恢复匹配关系,喘振即可自动消失,如高速下停车,需急速将操纵杆拉到停油位置,急速降低主机转速时也会出现类似情况;主机加速过快时增压器也会发生短暂喘振。
一、故障现象柴油机出厂前进行50h的磨合试验,一切正常后出厂交付使用,连续四天工作都正常,在最后一天使用中,突然右侧柴油机异常声音比较响,全船任何位置都能听到,并伴有轻微的振动,我们立即将转速降低到600r/min进行检查,没有发现异常情况,但在此转速时异常声音比较小,且周期性产生,经仔细观察和试听,发现是增压器出现了喘振。
二、故障原因与检查1、重启柴油机,再现故障在停机后,对柴油机进行全面的外观检查,未发现异常情况。
重新启动柴油机,右机在加速到将近600r/m in时故障出现,到920r/min时症状明显,并且随着转速升高,异常声音时间间隔缩短,由四五分钟缩短到用秒计算,声音强度增加,当时机舱温度大约45℃左右;转速降低,异常声音出现的时间间隔拉长,降低到600r/min以下时,异常声音消失。
根据重新开机的观察和分析,确实说明故障是增压器出现喘振。
在柴油机转速达到600r/min以上,增压器发生喘振; 600r/min以下,喘振消失,振动消失,船上异常声响也消失。
2、进行对比试验启动左侧柴油机,左机参数在正常范围,一切正常,没有发现有异常声音。
3、检查右机增压器既然是增压器发生喘振,因此首先检查增压器。
a.检查增压器的进气滤清器,进气管路,一切正常。
b.检查压气机叶轮也正常,转子运转灵活,无卡滞、摩擦等声响。
c.启动后检查润滑情况,滑油压力正常。
d.停机后,检查增压器怠转时间正常。
e.检查增压器的涡轮端,一切正常。
4、检查柴油机由于检查增压器没有发现故障,因此我们怀疑是柴油机出现故障,因此对柴油机进行全面检查,在冷机状态下:a.检查气门间隙,正常;又重新调整整机气门间隙。
b.重新调整喷油提前角。
c.检查燃油供给系统,检查喷油器,调整了喷油压力。
5、检查外围部件重新启动柴油机,故障依然存在。
在没有查找到故障的情况下,送修理厂检查,进修理厂后,排烟管口露出,这时才发现柴油机排烟管口的开关阀松脱,造成开关手柄在开的位置,但阀门只有部分开启。
某轮系泊试验主机增压器喘振原因分析第一篇范文某轮系泊试验主机增压器喘振原因分析船舶主机是船舶动力系统的心脏,其性能直接影响到船舶的安全和运行效率。
在某轮的系泊试验中,主机增压器出现了喘振现象,这不仅对船舶的性能造成了影响,也潜在地威胁到了船舶的安全。
因此,对这一现象进行深入分析,找出其原因,具有重要的现实意义。
喘振现象的基本理解在主机增压系统中,喘振是指增压器在特定工况下,由于流动的不稳定性而导致的一种振动现象。
这种现象表现为增压器进出口之间的压力波动,严重时会导致增压器性能下降,甚至损坏。
原因分析某轮系泊试验中主机增压器的喘振现象,可能是由以下几个因素引起的:1. 流体动力学特性:增压器内部流体的流动特性对喘振现象有直接影响。
流动的不稳定性可能导致压力波动,从而引发喘振。
2. 结构共振:如果增压器的结构设计存在缺陷,可能会在特定的工作频率下产生共振,进而引发喘振。
3. 控制系统问题:如果增压器的控制系统不能及时对工况变化做出响应,可能会导致增压器工作在不稳定区域,诱发喘振。
4. 材料特性:增压器内部零件的材料特性也可能对喘振现象有影响。
如果材料抗振性差,更容易在高速流动下产生振动。
解决方案针对上述可能的原因,可以采取以下措施来预防和解决喘振现象:1. 优化设计:通过流体动力学模拟,优化增压器内部结构设计,减少流动的不稳定性。
2. 加强材料选择:选用抗振性好的材料,提高增压器内部零件的抗振能力。
3. 改进控制系统:完善增压器的控制系统,确保其能够快速准确地对工况变化做出调整。
4. 定期维护:通过定期维护,及时发现并解决增压器内部可能出现的损伤或异物,保持流动的稳定性。
结论某轮系泊试验中主机增压器的喘振现象,是一个多因素共同作用的结果。
通过对流体动力学特性、结构共振、控制系统问题以及材料特性的深入分析,可以找出导致喘振的原因,并据此采取有效的预防和解决措施。
这不仅有助于保障船舶的安全运行,也对于推动船舶技术的进步具有积极的意义。
一故障某日,靠泊时正常更换第5缸排气阀后离港,海上全速航行约6小时,主机两台增压器突然同时喘振且吸气口冒出大量黑烟,No.1增压器压气机吸气口黑烟很多,No.2增压器压气机吸气口黑烟明显较少。
当值轮机员一时不能判明原因,立即将主机转速降到DEAD SLOW,同时报告驾驶台和轮机长;轮机长立即赶到机舱,见No.1增压器喘振消失,No.2增压器仍然有轻微喘振。
根据经验,两台增压器同时突然喘振,一般不会是增压器故障,燃烧故障引起喘振的可能性更大。
检查柴油机,发现第5缸排烟温度低于其他缸;进一步检查见该缸排气阀不能关闭。
更换第5缸排气阀,故障排除,恢复航行。
二脉冲增压器压气机喘振时吸入口冒烟如所周知,柴油机废气增压器,包括废气涡轮和离心压气机两部分,且二者同轴。
正是因为二者同轴,废气涡轮产生的能量与离心压气机消耗的能量相等。
增压器喘振,实际是增压器的压气机喘振,是气流在压气机叶轮进口和扩压器叶片内强烈分离及其扩展引起的,是增压器固有特性。
通常,扩压器叶片内气流分离及其扩展引发喘振;叶轮进口处气流分离加剧喘振。
气流强烈分离的原因有二,都是废气涡轮产生的能量与离心压气机消耗的能量失衡:●压气机空气流量过小,消耗能量减少。
主要原因可能有:(排气定时混乱、排气阀漏气甚至不能关闭等致使)扫气过程缸内压力过高,扫气箱着火,增加空气通道阻塞(常见空冷器气路阻塞、口琴阀粘着等),空冷器冷却严重不良温度高导致压力高,等。
●废气涡轮转速(亦即压气机转速)过高,产生能量过大。
主要原因可能有:柴油机严重超负荷(缸内燃油过多因而燃烧不良),缸内燃油后燃严重甚至排气(支)管内燃烧,排气管着火,等。
定压增压,进气通道设有限制气流单向流动的口琴阀,燃气不可能倒流至进气通道;而脉冲增压,进气通道没有口琴阀,燃气可能倒流至进气通道。
所以,压气机喘振时伴有空气吸入口冒烟,是脉冲增压特有的现象。
三故障原因和排除压气机喘振和吸入口冒烟,具体原因可能有:● 排气阀打不开●排气阀严重泄漏或根本不能关闭,●扫气箱着火,●排气道滤网结炭脏堵,等。
一增压系统故障成因及分析1.增压器喘振压气机如果在喘振的条件下工作,不仅达不到预期的增压效果,还会造成压气机叶轮叶片断裂,转子发生轴向振动,严重缩短增压器使用寿命。
一般产生喘振是由于增压系统流道阻塞、温度变化、船舶负荷变化,柴油机单缸熄火等。
(1)增压系统流道阻塞。
它是引起增压器喘振的最主要的原因。
在柴油机运行时,增压系统的气体是循着以下的流动线路进行:空气滤清器—压气机—空气冷却器—进气管—气缸—排气管—废气涡轮—废气锅炉—烟囱。
其中的任意一个环节出现故障,都有可能造成柴油机气路不顺或气体流量减少,背压升高,引起喘振,同时还可能造成柴油机油耗率升高等一系列其他的故障,通过分析发现其阻塞的原因主要有:脏污、结碳、变形。
其中在进口滤器、压气机叶轮和扩压器、空气冷却器、气缸的进排气口、涡轮的喷嘴环和叶轮部位容易堵塞。
在日常管理中,应关注检查上述部件的污损并经常加以清洁。
防止因流道阻塞而引起的喘振。
(2)环境温度变化。
由于增压器和柴油机与水域温度条件的匹配不同而造成的,比如可以匹配在低温条件下的不带空冷器的增压系统用在高温水域时,或者匹配在高温条件下的增压系统用在低温海域时,由于配合运行点的不同,气温升高时,空气密度降低,进入增压系统的空气流量减小,排气管压力下降,涡轮能量减少,导致增压系统转速降低,转速降低进一步减小空气流量,从此进入恶性循环,发生增压系统喘振。
(3)船舶负荷变化。
船舶负荷变化导致增压系统中增压器和柴油机的匹配不良,导致喘振。
当船泊满载、顶风遇阻严重时,由于船身阻力增加,主发动机负荷增大,柴油机长时间处于低转速高负荷运行状态,使得气缸耗气量降低但是同时循环喷油量增大,提升了增压器转速,使得供气量增多,出现喘振。
在风浪天航行中的船舶发生飞车时,也容易发生喘振。
(4)柴油机单缸熄火。
除了发生故障问题外,为了调整各缸负荷或检查压缩压力,一般会实施单缸停油。
由于在正常的脉冲增压系统中,三个气缸共同连接到一台增压器上面,三个气缸属于并联状态,同时向进气总管进行供气,如果某个单缸熄火,与之相连接的涡轮功率便会减小,供气能力下降,但是其他增压器工作正常,所以压气机的出口背压依旧不变,这样便导致熄火缸增压器的背压过高,压气机排量减小,涡轮所获能量不均匀,发生喘振。
管道配置引起增压膨胀机喘振的原因与排除方法摘要:对于管道配置不当引起增压透平膨胀机喘振的危害和原因,根据本人在现场处理过程中采取的措施,通过对故障的分析、判断、到最后排除故障,总结了在处理管路引起喘振故障的经验,谈谈对此问题的看法及如何避免此类问题的发生。
关键词:喘振管道排除引起喘振的原因是多种多样的,造成喘振的后果常常是很严重的,它引起的振动如不及时采取措施将会引起转子、轴承、密封套及相关部位的损坏,即使没有明显的危害发生,机组工作寿命和效率也会降低,给用户的正常生产及经济效益带来一定影响。
喘振的原因包含着内部和外部的因素,其中由管道外部因素引起的震动还未引起足够的重视,如在对某气体有限公司的一次安装、调试过程中,发现了因管道配置不当导致喘振,经过检查、排除,最后找到了喘振的原因,彻底解决了这一问题。
通过这次经历,加深了我对管道配置造成机组危害的认识,在技术上积累了一定宝贵经验,并对喘振发生的原因与排除方法进行了分析和总结。
一.故障发生的现象和原因分析膨胀机在现场调试过程中,当回流阀关小至70%,转速升到28000—30000转之间(工作转速31000),机组开始出现周期性气流的振荡,增压机出气管道也发出时高时低的噪声,并作周期性的变化,为避免机组振动继续加强,造成机器损坏,将回流阀关小至60%,转速控制在28000以内,周期性噪音消失,消除了对机器有破坏作用的喘振现象,并将喘振阶段的数据调出,发现进口流量与出口压力有较明显的波动,故确定了喘振的发生。
对比A号机组的运行情况(A机主运行正常)排除了机组因设计引起的喘振,按照以往故障的判断,新机组在试车阶段易引起焊渣及氧化皮堵塞过滤网,引起气流的波动,停机重新清理检查过滤网,复装后重新启动膨胀机。
相同状态下喘振现象依然继续出现,无任何好转,在排除了过滤器对气流的影响外,继续对外部管线作进一步的排查,当检查到增压机出口管道时,对比A号机组,B号机组增压端出口连续两个弯头,且两弯头间的直管较短,出口管700mm处第一个弯头,向左220mm的直管又一弯头接至增压机后冷却器,与A台机组相比弯头多且弯头间距较短,怀疑气流在此弯头处产生涡流阻塞了气流通道,造成机组及管道流量的减少并引起机组喘振,故将发生的现象向设计人员进行请教,同时也咨询了专业从事空分安装的安装人员,得到了进一步的确定。
柴油机增压器喘振的原因
嘿,你问柴油机增压器喘振的原因啊?这可有点复杂呢。
先说说进气不畅吧。
就像人呼吸不顺畅会难受一样,柴油机要是进气不顺畅,增压器也会出问题。
可能是空气滤清器堵了,或者进气管道有啥东西堵住了。
这样空气进不来,增压器就没法正常工作,就容易喘振。
就像你鼻子堵了,呼吸就会很费劲。
还有排气受阻也会导致喘振。
如果排气管堵了,或者排气阀门有问题,废气排不出去,就会影响增压器的工作。
就像你拉不出粑粑,肚子肯定不舒服嘛。
废气排不出去,增压器就得使劲儿,一使劲儿就容易喘振。
柴油机负荷过大也不行哦。
要是让柴油机干太多活儿,它就会累得喘不过气来。
增压器也跟着遭罪,就容易喘振。
就像你让一个小瘦子扛一大袋大米,他肯定累得不行,直喘气。
增压器本身有问题也会喘振。
比如说叶轮坏了,或者轴承磨损了。
这样增压器工作起来就不顺畅,就会喘振。
就像你的自行车轮子歪了,骑起来就会一颠一颠的。
我给你讲个事儿吧。
我有个朋友开卡车,有一次他的车增压器突然喘振得厉害。
他赶紧把车开到修车厂。
修车师傅检查了半天,发现是空气滤清器太脏了,堵住了进气。
师傅把空气滤清器清理干净,车就好了。
你看,增压器喘振可能是由很多原因引起的。
所以啊,柴油机增压器喘振可能是因为进气不畅、排气受阻、负荷过大或者增压器本身有问题。
咱要是遇到增压器喘振,就得赶紧检查,找出原因,对症下药。
加油哦!。
谈谈增压器喘振增压器工作状态正常时,即使转子转速极高,仍是平稳的,声音也是较柔和的。
当增压器发生喘振时,由于压气机进气端空气阻塞,部分空气与压气机叶片之间脱离、涡流、波动而发出刺耳的啸叫声。
:增压器产生喘振的原理较为复杂,气流以周期性的、强烈的脉冲形式表现出来,即气流的压力、速度和流量的振荡。
但通常认为是由于压气机进气流量大于出气流量,使进入压气机的空气流向与压气机叶片入口之间产生冲角,当达到17°~18°时,进气流与压气机叶片之间就会有较严重的气流-叶面分离,使得压气机进口处的部分空气始终在压气机的叶片之间涡旋、聚集,由于气流的涡旋不但产生刺耳的啸叫,还造成增压器前的进气管道振动、增压器的转子轴高频的轴向颤动,并使柴油机的工作状态趋于不稳定,增压器与柴油机的工作寿命也由此受到影响。
下面是对引起喘振的原因的具体分析:(1)柴油机突降转速或突卸负载时或载荷出现较大波动,由于增压器转子转速不能很快地跟随柴油机转速的下降而下降,造成柴油机过渡过程的喘振。
增压器与柴油机是需匹配工作的,压气机转速愈高,吸气量愈大,而柴油机发出的功率愈大,所需的空气量也愈多。
当柴油机降转速、卸负载时,气缸内所需的空气量也急剧减少,而增压器转子的转速却一时无法同步下降,使增压器压气机吸气量与柴油机气缸所需要的相比显得过多,反而使部分多余的空气堵塞在压气机进口处而发生喘振,只有增压器转子转速下降到与柴油机基本匹配时才会趋于正常。
在装车功率下,柴油机转速从1000r/min下降到430r/min,相当于增压器转子转速从23000r/min左右下降到3000r/min,根据联合调节器升、降速特性规定柴油机约需18s,增压器约需30s。
因此,两者本身转速下降的速率即有着很大的差异。
(2)联合调节器的降速针阀(有级调速)或减载针阀开度过大,也会造成短时喘振。
其原因也是由于针阀的开度过大,使柴油机降速减载过快,使增压器转子转速的下降跟不上。