ABB涡轮增压器-中文版备课讲稿

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1、概念 基础 ABB涡轮增压器 现有增压器型号 长90 350CM长90 120CM长50 100CM重280 12500KG重340 720KG重60 300KG增压功率增压功率增压功率700 18500KW600 3500KW500 1800KW 增压器型号对比 增压器型号对比 E 高增压P 高效率D 高增压高效率 VTR 4型涡轮增压器名牌中额定转速示意 涡轮增压器的最大转速 rps 和最高废气排气温度 1 额定转速nMmax 最高废气排气温度tMmax 试验台或实际使用中以额定转速110 的速度运转不能超过10小时 2 实际操作中最高转速 nBmax tBmax VTR 4型涡轮增压器名

2、牌中额定转速示意 使用期限 单位1000小时 3 轴承 4 叶轮 5 带透平叶片的转子轴 规格简称 滚珠和滚柱轴承及独立滑油的增压器VTR184 VTR714 滑油急速色变可能是以下原因造成 1 滑油品牌更换 特别是矿物油更换为人工合成油 2 部分人工合成油的色变过程比矿物油快 人工合成油会在使用几千小时后变黑 而其润滑性依然良好 但此时已不能根据滑油颜色来判断问题或必要的更换 当船舶行驶到热带地区或轴承换新 如将LA34的轴承换为LA70 都会使压气端油温升高 3 LA70的轴承会使压气端滑油温度升高5 10度 当意外不平衡或部件损坏时透平操作情况会恶化 如有一台相似的增压器也在使用中 与之

3、相比 这些问题将显而易见 正常状况下的增压器滑油色变过程则更缓慢 4 请按照以下方法检查是否出现问题 更换滑油 仔细观察排出的滑油中的金属颗粒 如果滑油色变异常迅速 如5 20小时 则说明增压器内部出现问题 VTR涡轮增压器 拆解部件图 润滑系统 为了更好地润滑及冷却轴承 VTR 564的油泵已被优化 VTR 564及VTR0 1系列的增压器中任然使用直径12mm的油泵VTR 564E P D系列的增压器必须使用新型直径为18mm的油泵新型直径为18mm的油泵不能被直径12mm的油泵替代注意 因为吸油管的直径由12mm增至18mm 所以在更换油泵时不要忘记更换泵座 润滑系统 润滑系统 新 新

4、旧 旧 离心力 离心力 拆卸及安装 说明书明确要求转子轴的定位螺丝必须有特定的角度 拆卸及安装 检修中必须使用特定的专用工具轴承是被转子轴的定位螺丝而非其本身的定位螺母压到位 紧固角度 刻角度的套筒扳手将套筒扳手 90050 压入并在甩油盘 34180 上做径向角度标记无角度的套筒扳手先用千分尺测出玄的长度 如右表 在套筒扳手 90050 上标记 将套筒扳手 90050 压入并在甩油盘 34180 上做径向角度标记 从初始标记向右 紧VTR454 564 714型喷嘴环螺母时只需用紧固角 的2 3 间隙L M值的测量 请参考说明书的拆装指南 甩油盘的操作 请参考说明书的拆装指南 油泵的操作 请

5、参考说明书的拆装指南 L M值的计算方法及其公差参数表 L M值的公差必须在以下给出的参数表范围内 L K K1M K2 KVTR184214254304354L mm 0 54 1 280 55 1 270 56 1 350 68 1 500 79 1 70M mm 0 20 1 020 19 1 210 19 1 260 20 1 300 20 1 37VTR184P214P254P304P354PL mm 0 85 1 600 87 1 580 96 1 701 20 1 951 35 2 29M mm 0 50 1 260 04 1 050 06 1 100 05 1 100 05 1

6、 17VTR184214254304354B10 00 0 040 00 0 040 00 0 040 00 0 050 00 0 06内接头B20 00 0 030 00 0 030 00 0 030 00 0 030 00 0 04甩油盘 增压器检修后废气排气温度升高 增压器检修后 在其使用初期偶尔会发生增压前废气温度升高 有时甚至会引发高温警报 很明显 增压器在检修后运行之初其性能下降了 原因解释现代的增压器 尤其是大功率增压器 对燃烧过程中微小的偏差已经非常敏感 在理想状态下 透平叶片与扩压器之间没有间隙 此时其增压效果最强 但是实际运行中透平叶片和扩压器之间一定有间隙 这样转子轴才能

7、自如地运转 增压器运行过程中 透平端的组件 包括透平叶片和扩压器 均由于废气的腐蚀而磨损 这些磨损的碎屑形成污垢在增压器运行时将透平叶片与扩压器之间的间隙填满 增压器检修时 这些污垢被清洗掉 有时透平叶片与扩压器之间的间隙会超出公差范围 这会引起透平转速及效率下降 增压器运行中 这个间隙又很快被新的污垢填满 所以几天后也可以达到理想的增压状态 这些污垢的化学成分被证实是钠和钒酸盐 这些物质在高温530 到630 时 会加快对金属表面的腐蚀 另外 这些污垢非常坚硬 也会使透平叶片因腐蚀而磨损 增压器检修后废气排气温度升高 建议如果增压器检修后因废气温度而引发高温警报 解决办法是换新部件或翻新透平

8、叶片 第三种比较经济的办法是不要彻底清洁扩压器 只清洁扩压器特别脏的部分 用砂纸打 应保留部分污垢 但是在这种情况下 我们建议将扩压器和转子轴作为一个组件 人为地保留部分污垢 增压器运行几天后也会形成新的污垢 如果增压器运行中按时做常规清洁 污垢在积累到一定厚度时便开始脱落 一段时间以后 污垢形成的速度与其脱落的速度基本平衡 此时对透平叶片的磨损会减小或停止 除特别提出的其他方法外 本资料只作为提高增压器工作效率及维护其工作过程的建议 而不能推断出任何解决增压器问题的方法 ABB未对操作者做出任何基于此建议的保证 如有问题 责任将由操作者负担 运行中涡轮增压器的清洗步骤 涡轮端两种不同的清洗方

9、法湿式清洗法干式清洗法湿式清洗法步骤降低发动机输出功率使涡轮前废气温度小于430 在将水喷入涡轮增压器之前稳定负荷运行5 10分钟检查涡轮端废气温度稳定在430 以下 转子转速尽可能高检查增压压力高于0 3bar检查废气排气壳底部排污阀已打开并通畅接通水源按照发动机制造商的说明设置水压 打开针阀打开进水阀 30秒内 喷水时间约5 10分钟关闭进水阀 及针阀 若需重复清洗的话则重复以上步骤切断水源并关闭废气排气壳上的排污阀稳定发动机负荷运行至少15分钟以使水分完全蒸发 运行中涡轮增压器的清洗步骤 干式清洗法步骤如一台发动机配多台涡轮增压器 则应轮流清洗 如涡轮增压器带两个以上废气进气口则逐个进气

10、管清洗关闭安全阀 旋开密封帽 打开进口阀打开压缩空气阀至阀将连接管内的堆积物吹出 约3分钟后关闭截至阀关闭进口阀打开安全阀将罐内的废气泄放掉 关闭安全阀 旋开密封帽 将所规定容积的冲洗颗粒装入罐中 旋紧密封帽检查是否已关闭安全阀 涡轮前废气温度低于590 打开进口阀打开压缩空气截止阀 此前装入罐内的固体颗粒即被吹入涡轮增压器 1 1 5分钟后关闭压缩空气截止阀关闭进口阀打开安全阀 释放掉罐内废气后关闭安全阀对每一个废气进气口都应重复步骤1 10清洗频率为每24 48小时清洗一次压气机的清洗步骤发动机满负荷运行旋掉水罐帽 将所规定体积的清水注入水罐中注入清水后将水罐帽旋紧按动弹簧开关约10秒钟直

11、到罐里的清水全部喷入涡轮增压器 转子和轴承的负荷 压气端轴承 透平端轴承 径向跳动 轴向跳动 重量 不平衡 推力 动力 转子动平衡不平衡 例如 转子轴VTR354M 2gR 87mmU 2gX87mm 174gmm可接受的不平衡重量 透平端 33gmm 转子动平衡离心力 例如 VTR564转子轴M 10gR 130mmn 15 000rpmF 0 01kgx0 13mx 15 000 10 3 000N 相当于300kg 动平衡程序叶轮由两部分构成的转子 根据指示设置动平衡模式检查叶轮的可接受偏向范围检查平面P1 压气端 和平面P2 透平端 的不平衡值与公差值比较 研磨或采取其他方法使不平衡值

12、在公差范围内 涡轮增压器喘振 涡轮增压器喘振 内容 1 概述2 什么是喘振 3 喘振是怎样形成的 4 造成喘振的可能原因5 涡轮增压器的数量6 涡轮增压器噪音 概述 涡轮增压器的喘振原因可分为三类 1 空气 废气系统阻塞 流道不畅2 柴油机燃油系统故障3 发动机负荷快速变更现代增压器具有好的运转稳定性 无喘振倾向 喘振的发生通常是由于空气流动受阻 例如 1 空气滤清器脏2 透平后背压升高 废气锅炉或消音器脏 3 空气冷却器脏4 空气冷却器冷却水进口温度高5 喷嘴环或涡轮叶片积垢6 船舶外壳脏 导致发动机在高扭矩低转速工况下运行喘振会发生在单级或多级增压器上 多级增压器上更突出一些 什么是喘振

13、为什么会有喘振 喘振是当压力同流量不能相互维持时发生的一种现象当阶段不稳定发展成整个系统的不稳定时 喘振就会发生当临界操作状态与设计标准不符时 会导致系统不稳定而发生喘振在环境 产品条件上发生显著变化时 同增压器和柴油机相关的系统 就会导致喘振 喘振1 4 正常运行条件下 增压器按照运线运行 基于以下标准 1 压缩比2 空气流量3 增压器转速 扩压器 高压力 低流速 低压力 高流速 压气叶轮 喘振2 4 正常运行条件下 空气以扩压气叶片方向流动 在非正常运行条件下 例如 由于滤清器 空冷器堵塞 或是负荷快速变更 导致空气流动速度减小 速度角变小 造成空气边界层破坏 空气边界层破坏 并产生紊乱从

14、而减少空气自由流动面积 不再产生扩压效果 空气流动维持原来的速度没有压力产生 空气运行的速度 角度 相对的 次要的 结果 喘振3 4 空气 速度高 压力低 当扩压器后的压力大于扩压器前的压力时 空气倒流喘振发生了 空气倒流次数的多少 或者说喘振的频率将视空气受阻的程度及系统的稳定性而定 喘振4 4 1 正常工况 2 空气边界层破坏空气流速没有转化成压力 3 空气倒流 可能原因 燃油系统 燃油循环或供给泵压力低燃油中有空气燃油中有水预热温度低通气阀故障增压器空气滤清器淤塞压气端淤塞或损坏涡轮端积垢或损坏其他游车柴油机负荷快速变化转速变化过快 废气排气系统 排气阀打开不正确透平前隔栅损坏或堵塞透平

15、后背压升高扫气系统 TPL 设计特点 特点设计简便 结构紧凑 运行可靠的涡轮增压器组合式非水冷设计 灵活性强径向的压气叶轮和轴向的透平叶片均采用滑动轴承高流量 高压缩率 高效率轴承 转子 喷嘴环 扩压器均从压气叶轮端拆出透平端和压气端一体化清洗设置 设计理念及特点 重力油柜 灵活性 非水冷壳体 阻隔带 一体化密封体系 高效率大容量更耐用的压气叶轮 阻隔带 透平叶片及喷嘴一体化清洗 高效的透平叶片 耐用的滑动轴承 简便的速度探头 组合理念 TPL B型拆卸 方法1 1 消音器 2 压气罩壳扩压器 隔热墙 3a 压气叶轮 轴承 3b 废气进气壳 喷嘴环 4 转子轴 步骤3a 3b是不相关的 可以从3b开始拆也可从1 2 3a开始拆 TPL B型拆卸 方法2 1 消音器 4 喷嘴环 3 油筒 2 压气罩壳 隔热墙 扩压器