MAN主机涡轮增压器排气叶片损伤故障原因分析.docx

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1、一、主机增压器工作原理、故障现象及检杳动力值班人员在日常的主机房巡检时，发现2号主机BW1.增压器突然发生进气气潦不稳定，气流出现流向逆反并从进气漉棉侧反流出来;增压器振动和噪声瞬间增大。随后2号主机在几秒内自动紧急关停。1、MANNR34/S主机涡轮增压后的工作原理柴油机增压器运行中，利用发动机排出的废气来推动涡轮空内的涡轮，涡轮又带动同轴上的叶轮转动，叶轮的转动时会吸入空气并压缩，压缩后的空气压力增大,通过空气冷却器冷却后进入气缸，空气压力和密度增大可以烟加柴油主机的输出功率。NR34/S增压器包含一个一线径流式废气叶轮和一个一被径流式压气叶轮,整个转子通过2个滑动轴承支撑。废气叶轮与转子

2、轴是整合一体的，近气压缩叶轮通过外部锁紧螺母装配到转子轴上。图1NR34/S型增压器盛体结构NR34/S型增压器整体结构如图1所示，在柴油机的运行中，柴油机燃烧后的废气进入排烟总管后，从位置进人增压器废气涡轮入门，经过废气涡轮入口的喷嘴环叶片导向，推动废气涡轮转动，之后废气进入尾端的排烟管排到大气中。在废气涡轮转动同时，新鲜空气通过进气战器(6.1)、消音器62)进入进气海轮，通过进气涡轮的转动压缩空气，压缩后的空气通过扩压器和压气机外壳进入进气管内。增压罂转了轴承箱里有两个轴承支撑整个转了，个滑动轴承，个推力轴承,推力轴承靠近压气机叶轮侧，起到定位及支撑作用.两个轴承通过公用管线提供润滑油。

3、2、MAN主机增压器故障检查MAN主机停机后，首先检查了主机的现场控制盘故陈记录，从主机的运行记录中杳看,在主机A/B便排烟温度高关停前并无其他不正常的报警，因此初步判断为主机增压器故障，并且在主机关停前8S,增压涔转速助推气打开，说明因为某种原因，增压罂当时出现了转速降低的现象。随后对主机增压器B进行f拆卸检查，同时内出检查J主机缸头气门。气门及缸头并未发现异常。在主机增压器拆解中，增压器压气机叶片与导流罩之间有摩擦痕迹，叶片边缘解损严重，叶片整体无缺损，如图2所示。图2压气机进气叶片检隹增压器的轴向密量及径向跳动，数值超过正常值数倍。拆除增压器转子后对转子总成进行解体检查发现：废气端转了叶

4、片边绿都有磨损痕迹，其中片的转子叶片出现了4cmx6cm左右的缺损，缺损的叶片未在后边的排烟管中找到，如图3所示.图3废气端叶片检隹增压器主轴及轴瓦，主轴的表面有磨损痕迹,浮动轴承的外表面有磨损，推力轴承的压气机侧的推力面擀损严重，另一侧轻微磨损，如图4所示。图4增压器推力轴承二、主机增压器故障原因分析及改进措施1、主机EDS曲线分析增压器的进排气叶轮及轴承都出现了磨损，为了排隹叶轮和轴承损坏的先后顺序,对主机的EDS运行曲线进行分析，找出问题的根源。图5主机转速/油门刻度/功率曲线主机转速/油门刻度/功率曲线如图5所示，在主机增压器出现问网前，主机的各项参数无异常（图中数据标注从上到3参数依

5、次为主机转速/油门刻度/主机功率/增压器转速）。在6点19分33伙主机增压器转速（AB两侧）突然下降，转速从21000rmin左右下降至1600Orymin左右（A侧转速比B侧高400r/min左右），并持续下降。同时主机的功率从5800kW卜.降至4100kW,并在6点19分41秒主机功率突降为0,即主机关停;而主机转速在最初只是有点轻微下降，在主机关断后平缓下降为0；主机的油门为了保持转速不变，出现r小幅拉升,控制系统为保持增压器转速，开启了烟压器增速装置保持转速，但效果不明显.在6点19分41秒主机关停，说明增压器最早出现问题，而主机的控制系统做了一系列的稳速措施，所以其他的参数数据会延

6、迟几秒。图6主机增压器前/后排烟温度曲线主机增压冷前/后排烟温度曲线如图6所示（图中从上到下,参数标注依次为增压器前排烟问题/增压器后排烟问题）,红色为AfW,蓝色为B侧,在曲线的前段时间内增压耦的整个外烟温度参数都是比较平稳的。在6点19分33秒,增压器A/B网的前/后排烟温度都出现快速上升趋势，而增压器前的排烟温度上升更快;在6点33分41秒，主机增乐器前排烟温度高报警，并关停主机。从数据中判断，排烟温度的熠高是因为转速下降，导致排烟集聚进而高温关停。图7TE2580增压器轴承网油温度曲线TE258O增压器釉承回油温度曲线如图7所示，图中的TE258O指示为增压器轴承回油温度，用于检测增压

7、器轴承的状态。从图中可以看出，在6点19分38秒增压器的蓝色曲线（B侧）出现上升趋势，红色曲线相对比较稳定，蓝色曲线上升到最f点后又逐步下降;因此从时间上可以大致判断出，在6点19分33秒时，烟压制的叶片首先出现问题，造成增压器转子动平衡破坏，动平衡失效后造成转子运转不平稔，床气机叶片和废气端叶片与外侧的导潦罩发生了接触摩擦，造成增压器转子转速的快速下降，同时转子的不平衡进而影响轴承的稳定，轴承的推力轴承和浮动轴承出现了损毁，造成滑油的温度升高。2、增压卷叶片断裂问题分析增压器正常维保时间为12000h,上次维保后运转了约900Oh,维保时也对增压器叶片进行了探伤，未发现异常缺陷。增乐罂转子运

8、转时间为7200Oh左右，检查增乐罂转子尺寸参数，都在数据要求范围内;核对上次增压器转子安装时的控制参数，其安装间隙及尺寸在数据要求范围。于是对增压器损坏的断裂面进行了金相显微镜检查，检查是否有疲劳原因造成叶片脱落，从未动平衡损坏造成增压器轴承和进气叶轮的损坏。金相检查显示：增压器叶片断裂位置较平整，未见疲劳扩展延伸裂纹，出现叶片断裂较大可能为来自机体内异物撞击转子叶片造成的。随后对生机缸头气门及排烟管进行了内藏检查，检查是否有设备部件损坏后通过排烟管进入增压器转子处，也未发现部件损坏痕迹.同时对排烟管进行了拆卸清洁检杳，未发现物体撞击痕迹，也未发现积碳掉落痕迹，同时积碳清理时，发现集聚在排烟

9、管内壁的积碳厚度4mm左右，但比较松软，即便出现积碳掉落也不会对增压冷叶片造成损伤。对其他主机增压器进行状态检隹，在检查增压器废气端的喷嘴环时，发现个别主机增压器的喷嘴环根部有坚硬的积碳，这些枳碳与排烟管内的枳碳完全不一样，这些积碳坚硬，形状不规则,附着在喷嘴环缝隙处，粘合力比较强,而这么坚硬的积碳如果出现掉落,在增压器高速运转时是足以对叶片产生损伤的。随后对枳碳进行了化验分析，同时对主机的燃油进行化险分析。查找积碳在这个位置集聚的原因。图8增乐科崂喷环积碳分析数据/Ana1.ysisData/Cr.It动整度80t三1.ffS161C.W1.965.9AM.w0g*分/Uoitun,*(v)

10、O.I1.用口内点.r点.匕9在沈健.QWSOqBM.Ga)图9燃油化验报告图10枳碳化物报告如图810所示，积碳的物质分析为钙和疏,分别占比为41.31%、12.8%,燃油化验成分碳含量为0.261,硫含量超标，为4.3ImgKoH/G.3、叶片故障后的改进措施增压黯喷嘴环的坚饿枳碳是废气端叶片损坏的主要因素，同时叶片的长时间运行后，叶片的强度性能下降，有疲劳损伤的可能性。为保证增JK器的安全运转.采取以下措施。首先原油作为燃料油，需要筛选燃油，运用技术手段或者改变流程工艺等办法降低酸值降低燃油杂膜及硫类物质含量，提升燃油品质，降低积碳的产生。(2)在操作方面，减少低载荷下主机运转时间,提升

11、主机功率，降低枳碳产生和集聚。利用主机增压器原有的管线，将增压器废气端转子水洗纳入日常维护中，定期对增乐器废气端进行水洗，确保动力涡轮的清洁，在积碳积聚前能清理掉，防止大块积碳脱落损伤叶片。(3)在增压器维保时，增加增压涔动平衡检测工艺，消除增压器转子长时间运转后的叶片不平衡问题。将原有增压器的1200Oh维保中间，增加一次600Oh增压器清洁，主要观察增压器喷喘环处的积碳状态，在出现积碳后及时清理。(4)对比2号主机A/B侧增压器运转曲线，B侧增压器转速低于A侧4rmin左右，分析为喷嘴环出现枳碳后，通过增压器转子的气量受到减少，影晌到转子的转速。在以后主机运行时,观察同样工况下，各主机增压器参数对比，如果出现了400r/min左右的转速差异，尽量停机检杳，评估增压器的状态，避免增压器的损坏。三、结束语通过以上措施的实施，提高了主机增压器运行的稳定性，避免增压器问物的出现。这些措施，也可以借鉴推广，对其他发动机增压器设备的运行维保起到提示作用.主机增压罂是发动机设备的重要部件，其稳定及性能将极大地影晌发动机设备的稳定性和性能.同时增压器在高速运转时，如果出现动平衡失效，极可能对设备，乃至现场操作人员造成伤害。关注设备运行中的参数变化，分析设备问题后的影响因素、做好应对措施,就能减少设备故障，避免人身伤君0