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    柴油发电机组增压器喘振的原因

    浏览 247 发表于:2013-08-16

    摘要

        通常在选配增压器时 ,已根据采用不同的增压系统的工作特性将压气机配合工作线选择在喘振线B右侧的适当位置。此时既可保证柴油机达到预定的增压指标和增压器在高效率区工作 ,又保证在柴油发动机全部工作范围内增压器不发生喘振。因此在正常情况下一般不会发生喘振。但是当工作条件发生变化 ,例如当出现增压系统通道堵塞、 负荷过高或过低、 柴油机负荷不均以及负荷突变等情况时 ,配合工作线就会部分地或全部地进入喘振区 ,从而引起喘振。下面介绍一些可能导致增压器喘振的原因。 增压系统流道阻塞因素的影响增压器流道阻塞的直接后果之一就是会增加气流在系统中的阻力。柴油机运行时 ,增压系统的气体流动路线是: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 → 柴油机进气口(阀) → 排气口(阀) → 排气管 → 废气涡轮喷嘴环 → 废气涡轮叶轮 → 烟囱。其中各组成部分的流通面积都是固定的。若上述流动路线中任一环节发生堵塞 ,如脏污、 结碳、 变形等 ,都会因流阻增大使压气机背压升高 ,流量减少 ,引起喘振。其中容易脏污的部件是压气机进口滤器、 压气机叶轮和扩压器、空气冷却器、 柴油机进(扫)气口和排气口(阀) 、 废气涡轮喷嘴环、 废气涡轮叶轮。通常情况下 ,涡轮增压器气流通道的阻塞是造成其喘振的主要原因。管理中应定期检查上述部件是否污损 ,并加以清洁 ,由此而引起的喘振就会被防止或被排除。
        非流道阻塞因素的影响
        柴油机运行工况(负荷、 转速)变化柴油机在低转速高负荷下运行 ,当柴油机发生故障或舰船满载、 顶风、 污底使外负荷增大时 ,柴油机转速下降 ,此时调速器自动增加供油量 ,使柴油机在低转速、 高负荷下运行。由于供油量增多 ,废气能量增大 ,必然导致增压器转速提高 ,压气机排气量和排出压力升高。而此时柴油机转速低 ,耗气量少 ,使增压器供气与柴油机耗气之间的供需平衡被打破。压气机背压升高 ,流量减少 ,从而引起喘振。
        运行中的暂时失配
        在变负荷运行时 ,若操作不当 ,或风浪天航行发生飞车时 ,可能使增压器与柴油机之间的供需平衡被暂时打破而发生喘振。由于柴油机运动部件质量大 ,当供油量增加时转速上升慢 ,供油量减少时转速下降快;增压器转子质量小 ,当废气能量加大时转速上升快 ,废气能量减少时转速下降慢。如在柴油机高转速下大幅度降速 ,或低转速下大幅度增速 ,或风浪天航行发生飞车时 ,都会引起压气机背压升高、 流量减少而发生喘振。
        外部环境温度的变化
        当进入低温海域时 ,空气密度因环境温度变低而变高 ,则压气机进气量变大 ,使涡轮获得的能量增大 ,增压器转速升高使配合运行线向低处移动 ,喘振余量增大;而进入高温海域则相反 ,即喘振余量减小易发生喘振。而对于一些舰船在低温航区匹配的不带空冷器的增压柴油机航行于高温海域时 ,或在高温航区匹配的带空冷器的增压柴油机航行于低温海域时 ,由于两者的匹配关系发生变化 ,运行点容易靠近喘振区 ,引起喘振。
        喷油系统故障
        当喷油系统发生故障、 燃用劣质重油 ,后燃加重、 排气温度偏高。无论是全负荷还是部分负荷 ,无论后燃有多严重 ,其配合运行点均在正常配合运行线上。随着燃烧终点延后 ,排气温度升高 ,增压器转速升高 ,压气机流量增大 ,压比升高 ,配合运行点往该曲线高处移动 ,喘振余量较少。
        空冷器冷却能力变差
        当空冷器冷却能力下降时 ,柴油机排气温度升高 ,压气机转速升高 ,配合运行点移向高处 ,喘振余量减小。
        总之 ,非流道阻塞影响因素不会影响通流特性 ,不会改变增压器与柴油机配合运行线的位置 ,仅改变增压器与柴油机配合运行点在该配合线上的位置 ,是引起柴油机增压器喘振的次要原因。



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