挖泥船主機增壓器壓氣端污染問題分析及對策

曹紅亮　唐龍

摘要：增壓器是挖泥船中用來提高發動機功率和減少排放的重要部件，它利用發動機排氣后的剩余能量來工作，向發動機提供更多的壓縮空氣，使之達到最佳運轉性能。本文以3500M 3絞吸式挖泥船的主機事故為例，經過試驗分析后得出增壓器的壓氣端污染問題為該事故的最主要原因，進而分析了增壓器的工作原理以及壓氣端污染形成的原因，并探討了其解決措施。

關鍵詞：壓氣端污染；挖泥船；分析；增壓器

增壓器是高轉速運行設備，一旦故障，瞬間就會造成嚴重的機損事故，維修、更換備件等費用巨大；而且增壓器損壞事故多發生運行過程中，造成其后一系列工作也產生了許多間接損失。許多挖泥船的主機會存在功率降低，增壓壓力降低，油耗與排煙溫度變高，增壓器軸承出現異常等問題，而壓氣端污染是導致這些問題產生的根本原因。國外也有諸多關于壓氣端污染問題的研究，一些柴油機研究部門和生產增壓器的專業公司都曾介紹過增壓器壓氣端使用中的污染問題。因此對挖泥船主機增壓器壓氣端污染問題進行研究已刻不容緩。

1.增壓器的工作原理

它是對發動機所排的廢氣慣性沖力加以利用進而使渦輪室內的渦輪得以運轉，在渦輪的帶動之下同軸的葉輪運轉，葉輪負責對經空氣濾清器管道輸送的空氣進行壓送，使空氣增壓后輸送到氣缸。

2.具體案例及分析

2.1具體案例

某3500 M3挖泥船主機在持續1500 多小時的運行之后，產生功率降低，煙色、油耗加重、排溫變高等問題。在測試之后發現其增壓器的增壓壓力有0.0l5Mp a的下降，各缸的平均爆發壓力有0.33gpa的下降，各缸的平均排氣溫度有32℃的上升，排煙顏色出現較大的變化，同時出現嚴重噪聲。我們拆檢增壓器的時候，看到壓氣機壓氣蝸殼的內壁上與葉輪流道壁面上和存在的積垢很嚴重，又得污垢厚度竟有0.4～0.6 mm。污垢經過徹底的清洗與去除后，再次測試，挖泥船的主機的每一項性能參數都變成了正常的水平。

2.2實驗論述

從以上試驗可知：增壓器的壓氣端污染是導致此主機的性能變差的根本原因。灰塵、水霧以及油霧跟著空氣到達壓氣機里進而黏在了擴壓器流道與壓氣機葉輪的壁面上，在長時間的堆積之后變成了嚴重的污垢，造成壓氣機的氣流通道變小變窄，并降低了增壓壓力與壓氣機效率，由于不足夠的空氣流量，造成了不完全的燃燒，進而升高了排氣溫度、加重了煙色，降低了柴油機的功率。

2.3原因分析

在挖泥作業中，柴油機長期燃燒混合油導致燃燒不良，渦輪噴嘴、渦輪葉片、輪盤及氣封間隙兩旁壁面等地方積聚大量未燃盡碳粒的油垢，常存在幾臺機器共同運行的狀況，機艙溫度經常處于 4 5 ℃左右，機艙里的空氣較為渾濁，增壓器戲吸入了水氣、煙塵以及油霧，即使空氣濾清器能進行相應的過濾，但其余部分仍會對壓氣端形成污染。

3.解決壓氣端污染的措施

3.1排除故障

①過濾在空氣中的水霧、灰塵以及油霧。必須經常清洗空氣濾清器，經常對濾芯進行更換，此方法雖不能完全消除污染，但也能對各種污染起到延緩作用。②縮短噴水清洗的周期。消除壓氣端污染經常使用的方法是噴水清洗，通用清水大力沖擊高速運轉的壓氣機的葉輪，使葉輪的污垢得以掉落。使噴水清洗的周期合理縮短，雖不能使柴油機的性能參數變為原來水平，但也能使增壓器的檢修保養周期延長；③使用室外吸氣的方法。

3.2預防措施

3.2.1提高船員的意識

增壓器屬于高轉速的運行設備，具有較高的對拆裝要求，專業廠家主要負責周期性的維修；而船員主要負責正常的檢查，如清潔葉輪與壓氣端濾網、換油等工作因而船員對增壓器的探測與預防的的意識不高。

3.2.2加強日常維修與管理

第一，要經常分析、比較增壓器 的工況，及時發現異常情況；平時維護管理，特別是值班巡回檢查時，應注意檢查軸承潤滑油的壓力溫度，通過觀察鏡檢查潤滑油的流動情況，不允許流量減少和斷油，當油量不足時應及時補充。第二，在日常管理中，應周期性的對汽缸進氣口和排氣口的積碳加以清除，并重視清潔壓氣機進氣流道、空氣冷卻器、空氣濾清器、葉輪以及渦輪噴嘴環等。第三，縮短增壓 器檢修間隔，每次廠修時應對葉輪進行探傷、對壓氣機葉輪實施硬度檢驗 ，葉輪清潔時禁止敲鏟，注意軸承的運行時間，及時更換。

3.2.3具體預防事項

①及時發現和清除漆皮屑，在主機完車狀態下定期泄放，放出油池滑油和底部沉積的漆皮等雜物。②透平端應禁止水洗，以避免放殘通道不通會造成葉片損壞。③對廢氣鍋爐定時吹灰和水洗以保證煙道暢通。④適量、合理使用燃油添加劑。⑤定期檢查煙道有無異物和堵塞。⑥在管理中應多注意檢查透平轉子（透平葉輪和軸）的同心度。

4.結 論

根據挖泥船增壓器故障的具體事例的探討可知：增壓器是挖泥船的實際運行中的主動力裝置的重要部件，增壓器工作的良好運行，有利于柴油機的輸出功率提高，燃油消耗降低。因為增壓器的壓氣端污染，對柴油機動力性、經濟性、排放和噪聲都帶來不利影響，因此，管理人員必須采取有效措施減少壓氣端污染，加強對渦輪增壓器的正確使用及日常維護、保養工作的重視，以保證柴油機處于最佳工作狀態 。

參考文獻：

[1]TR 型系列渦輪增壓器的使用經驗一瑞士W depietro.

[2]高增壓廢氣渦輪增壓器和系統一瑞士Gzennder Emeler.

[3]6180 CZL 型柴油機鑒定會文件.