Con il progresso dell'informatizzazione, le navi si stanno trasformando dal supporto tradizionale del servizio di trasporto a operazioni mobili congiunte. Ciò pone nuove richieste sulle prestazioni tecniche dei membri dell'equipaggio e delle attrezzature, in particolare requisiti più elevati sulle operazioni di manutenzione e sostituzione delle parti del motore diesel a causa della crescente manovrabilità delle navi.
Nel principio di riparazione di emergenza, è difficile combinare i professionisti con i membri dell'equipaggio in realtà. Pertanto, è necessario coltivare i membri dell'equipaggio in professionisti e attribuire importanza alla manutenzione e alla riparazione dei motori diesel, in modo da migliorare l'efficienza e la qualità della riparazione e migliorare l'efficienza di lavoro delle attrezzature di alimentazione della nave.
Il turbo di gas di scarico è comunemente usato nei motori diesel marini. Negli ultimi anni, la probabilità di problemi e malfunzionamenti dei turbocompressori nei motori diesel marini è aumentata in modo significativo.
Pertanto, è necessario analizzare e studiare l'uso del turbocompressore, determinare i guasti principali che possono verificarsi nel turbocompressore, combinare il meccanismo di guasto, esplorare metodi efficaci per ridurre il tasso di fallimento, estendere la sua durata di servizio, migliorare la sua affidabilità e garantire le prestazioni di navigazione della nave.
I. Struttura e meccanismo di lavoro del turbocompressore
Il turbocompressore a gas di scarico del motore diesel è composto principalmente da una turbina, un compressore e un cuscinetto intermedio.
In primo luogo, la porta di aspirazione della turbina è collegata al tubo di scarico e la porta di scarico è collegata al tubo di scarico.
La porta di aspirazione del turbocompressore è collegata al tubo del filtro dell'aria, la porta di scarico è collegata al collettore di aspirazione e la turbina e la girante sono rispettivamente installate nella camera della turbina coassiale e nel turbocompressore.
Un compressore centrifugo è composto da un silenziatore, un guscio di aspirazione d'aria, una girante del compressore e un diffusore.
Durante il funzionamento del compressore, il gas di scarico entra nel tubo principale di scarico e nella turbina del turbocompressore, funziona e viene quindi scaricato dalla porta di scarico. Successivamente, è collegato al silenziatore di scarico attraverso il gomito di scarico, il soffietto e il silenziatore di scarico.
L'aria fresca entra nel compressore attraverso il silenziatore e il filtro dell'aria.
② I cuscinetti adottano due costrutti - in cuscinetti galleggianti, che sono installati nell'alloggiamento del cuscinetto. L'olio lubrificante entra dal sistema di lubrificazione principale e poi scorre sul fondo dell'alloggiamento del cuscinetto.
③ Il funzionamento coassiale del compressore e della turbina può aumentare la pressione e la densità del gas in arrivo. Quando la velocità di rotazione rimane costante, può fornire una maggiore produzione di energia, raggiungendo l'effetto di migliorare il risparmio di carburante e ridurre le emissioni
Ⅱ. Guasti e cause comuni
Nei turbocompressori a gas di scarico, le aree di problema comune includono il compressore, gli assi delle ruote, i cuscinetti e le turbine.
Prima di iniziare e dopo aver interrotto la macchina, è necessario prestare molta attenzione alle variazioni della velocità, della temperatura e del suono operativo del turbocompressore.
Il turbocompressore funziona ad alta velocità in un ambiente di temperatura - elevato e lo stress termico e lo stress alternato che portano sono molto complessi.
Quando si opera ad alta velocità, la vibrazione della girante, dell'asse e dei cuscinetti del turbocompressore danneggeranno il gioco di adattamento e influenzerà le prestazioni del turbocompressore.
Inoltre, il gas di scarico contiene ossidi e vapori di zolfo e azoto. L'acido formato dopo la combinazione corroderà il turbocompressore e accorterà la sua durata di servizio.
Dopo l'indagine e l'analisi, il turbocompressore ha i seguenti guasti comuni.
1. Surge
Quando un motore diesel si interrompe improvvisamente o il carico viene rimosso, il rotore del turbocompressore non si fermerà a causa dell'inerzia.
A questo punto, la pressione di aspirazione è ancora molto alta, ma il motore diesel non richiede molta aria dopo lo scarico. L'eccessiva contropressione del motore diesel provoca l'aumento.
Quando un motore diesel è sovraccarico, l'energia del gas di scarico scaricato mostra una tendenza esplosiva. In questo momento, la velocità del motore diesel aumenta molto o per niente, e anche il fenomeno fisico dell'aumento è incline. Questo perché l'aria che entra nel compressore oscilla in larga misura, causando la vibrazione della sua girante, generando così un suono sibilante pesante.
Per i compressori centrifughi, questo fenomeno di aumento si verificherà quando la portata è bassa e il valore della pressione di scarico è maggiore di 2,5 kPa.
Ci sono principalmente tre cause di mancanza di respiro.
In condizioni operative normali, il percorso del flusso d'aria del turbocompressore:
ARIA → Filtro dell'aria sull'aspirazione del compressore → Moscher → girante del compressore → diffusore compressore → radiatore aria → scatola di aspirazione → aspirazione d'aria → cilindro del motore diesel → porta di scarico → tubo principale → anello ugello all'estremità della turbina a gas di scarico → boscaiolo a gas di scarico →
L'area di flusso di ciascuna parte è fissa.
Se uno dei malfunzionamenti dei collegamenti di cui sopra, influenzerà la circolazione del gas del motore diesel, causando un aumento del turbocompressore del motore diesel, una diminuzione dell'efficienza delle prestazioni del turbocompressore e della pressione di scavenging di spinta, nonché un aumento della temperatura di scarico del motore principale. Se la temperatura di scarico del motore principale sale a un certo valore, possono verificarsi allarmi di guasto, decelerazione automatica o arresto.
Tra i componenti attraverso i quali passa il flusso d'aria, la sporcizia di parti come filtri, cilindri e ugelli è il fattore principale che causa l'aumento.
2. Fuggi meccanici del turbocompressore
I guasti meccanici includono danni al cuscinetto e danno alla pala della girante.
Quando si verifica un malfunzionamento, controllare prima la schermata del filtro. Se è pulito, considera che ci sono danni ai componenti del turbocompressore. Se viene riscontrato un problema, arrestare immediatamente la macchina per la riparazione.
(1) Il cuscinetto del turbocompressore è danneggiato
L'asse del turbocompressore si è rotto.
Un'estremità dell'albero rotante è una turbina e l'altra estremità è collegata alla girante.
Se l'asse si rompe ad alte temperature, il motore diesel si spegne.
Le principali cause della frattura del cuscinetto sono:
① Sotto l'azione delle forze esterne, la superficie della turbina cambia o il compressore non viene fissata strettamente e non può funzionare normalmente e stabilmente. L'albero della ruota deformato si rompe sotto l'azione di sollecitazione e coppia.
② Quando il turbocompressore è in funzione, l'asse vibra quando la velocità di rotazione del turbocompressore cambia e la frattura della fatica si verifica sotto l'azione della sollecitazione alternata.
③ L'albero rotante manca di lubrificazione e aderisce al cuscinetto galleggiante. High - Temperatura e alta - Il gas di scarico a pressione influisce sull'albero della ruota fissa, causando la rottura dell'albero.
Se gli oggetti estranei cadono nell'ingresso del tubo e si muovono nell'alloggiamento della scatola della turbina, collisioni rigide tra oggetti duri come i bulloni e l'asse della ruota possono causare la rottura dell'asse.
Cattiva lubrificazione del turbocompressore.
L'olio lubrificante del cuscinetto del turbocompressore proviene dal sistema di lubrificazione e dalla padella. La scarsa lubrificazione e altri fattori possono portare all'erosione dell'albero della ruota. I motivi principali sono:
① Quando l'olio lubrificante è insufficiente o la pressione dell'olio non soddisfa i requisiti, l'asse verrà bruciato a causa di attrito e temperatura elevata quando la portata non è sufficiente o la pressione dell'olio è inferiore al valore specificato.
② Se la qualità dell'olio non soddisfa i requisiti, utilizzando olio lubrificante di gradi specificati - o con una grande quantità di impurità impure, la temperatura del cuscinetto aumenterà.
③ Quando l'anello di tenuta della turbina si consumano eccessivamente, generando una notevole quantità di calore e danneggiando il gioco del cuscinetto, il film olio irregolare nel divario tra la turbina e l'albero rotante è difficile ottenere un buon effetto di lubrificazione.
Quando la velocità di rotazione del turbocompressore supera la sua velocità massima, si verificherà un fenomeno in fuga.
All'aumentare della velocità di rotazione, la fornitura di olio lubrificante diventa insufficiente, l'effetto di raffreddamento si deteriora e l'asse della ruota viene bruciato a causa dell'incapacità di dissipare il calore.
Quando le temperature di ingresso e uscita dell'olio lubrificante sono troppo elevate e il raffreddamento non è puntuale, anche l'asse della ruota verrà bruciata.
Durante l'accelerazione, la velocità dovrebbe essere ridotta o il veicolo si è fermato per l'ispezione. Se l'asse è danneggiato, dovrebbe essere sostituito.
I danni comuni ai cuscinetti includono usura eccessiva, graffi, spalling, cracking e bruciatura.
Quando la pressione dell'olio non è sufficiente, si verificheranno problemi di vibrazione, deformazione del guscio e persino grave usura dei cuscinetti.
Quando viene installato un nuovo turbocompressore, l'olio e il filtro lubrificanti vengono sostituiti, la macchina è stata inattiva per molto tempo, non è stata avviata correttamente o la qualità dell'olio lubrificante è bassa, è facile causare guasti come una maggiore resistenza o rottura della conduttura di olio. Quando il livello dell'olio nella coppa dell'olio è basso, l'aria entra nel gasdotto di lubrificazione e provoca resistenza all'aria, oppure viene tagliata l'approvvigionamento di olio lubrificante nel turbocompressore, porterà all'usura e alla combustione della superficie del cuscinetto
(2) Danno a lama
Quando la turbina funziona ad alta velocità, anche se entrano i detriti molto piccoli, il suo angolo di guida aerea cambierà, il che avrà un impatto significativo sulle lame o sulla girante.
Oggetti grandi e duri possono lasciare graffi o persino crepe sulle foglie.
La causa principale della frattura della lama è l'insufficienza di fatica causata da ripetute stress di piegatura sulla lama.
Quando il turbocompressore aumenta, le punte della lama della girante della turbina si scontrano con l'involucro, causando deformazione della lama e avendo un impatto significativo sulla velocità di rotazione.
Suoni di bussare anormale spesso si verificano quando la girante si rompe.
Quando la vibrazione è anormale o il rumore è grande, la macchina dovrebbe essere fermata per l'ispezione.
Dopo aver sostituito o riparato la girante, è necessario condurre i test di equilibrio statico e bilanciamento dinamico.
(3) pressione di boost anormale
Quando l'assunzione d'aria è insufficiente, l'aria compressa può essere inviata al compressore dal dispositivo di rifornimento dell'aria per raggiungere lo scopo della pressurizzazione.
La lettura del manometro è più evidente quando la velocità di rotazione si avvicina o raggiunge la velocità nominale (ad esempio, la velocità nominale del motore diesel NTA855-M350 è di 1800 r/min).
Ad alte velocità di rotazione, l'efficienza meccanica è molto elevata e vari motivi possono causare cambiamenti significativi nella pressione.
La pressione aumenta.
Quando il carico rimane costante, la velocità eccessiva del turbocompressore porta spesso ad un aumento della pressione.
I motivi principali sono:
① Un fallimento del sistema di alimentazione ha portato a una cattiva combustione, a un grave dopo il combustione e ad un aumento della temperatura di scarico.
② Il turbocompressore stesso è sporco con la turbina, riducendo l'area del flusso e accelerando la velocità di espulsione del gas, che fa aumentare la velocità di rotazione del turbocompressore.
③ Quando un motore diesel è sovraccarico, il carico è troppo grande e la velocità di rotazione è relativamente alta, il volume di gas di scarico aumenta, la velocità di rotazione della turbina a gas di scarico aumenta, la velocità di rotazione della girante del compressore aumenta, il volume dell'aria compressa aumenta e aumenta completamente.
In questa condizione di lavoro, il volume di iniezione di carburante aumenta e il veicolo può bloccarsi in qualsiasi momento. È necessario rallentare e scaricare immediatamente per garantire la sicurezza.
La pressione è diminuita.
La combustione incompleta influisce sul potere.
Si manifesta in:
① Pipe di aspirazione sporca: ridotto volume di aspirazione, pressione di boost insufficiente e accompagnato da fischi. I depositi di carbonio o le macchie di olio che aderiscono al diffusore, alla girante e all'ugello della turbina aumentano la resistenza di rotazione del turbocompressore.
② Tempi di alimentazione del carburante impreciso: il tempo di alimentazione del carburante è indietro, causando after -combustione, combustione incompleta del diesel, energia di scarico indebolita e una diminuzione della velocità della turbina.
③ Perdita del tubo di scarico: ciò porta a una diminuzione dell'energia disponibile della turbina, influenzando la sua velocità di rotazione e anche la pressione del turbocompressore diminuisce di conseguenza.
④ Apertura tardiva e chiusura precoce della valvola di scarico: il volume di scarico diminuisce, la velocità di rotazione delle cadute del rotore della turbina, con conseguente riduzione della pressione di boost. La tabella corrispondente di guasti al turbocompressore e possibili cause è mostrata nella Figura 1.
Figura 1 Tabella dei guasti e possibili cause dei turbocompressori della nave
Attraverso l'analisi nella Figura 1, possono essere determinati i fenomeni rilevanti e le cause del fallimento del turbocompressore e è possibile prendere soluzioni mirate.