FY轮主机增压器喘振及故障排除
孟昭玉+徐书文
○ 引言
涡轮增压器的喘振是船舶柴油机的常见故障，尤其在老旧船舶的主机中故障发生率较高。喘振产生的机理是，在柴油机运转过程中，当涡轮增压器的压气机流量减少到一临界流量时，气流在压气机叶轮进口和扩压器叶片内产生强烈的气流分离，同时产生强烈的脉动，且有气体倒流，引起压气机振动和异常声响，导致压气机不能正常工作。喘振不仅致使无法达到设定的增压比，而且会引起压气机的叶轮叶片振动，造成叶片疲劳断裂、增压器轴系的损坏等。下面几种因素都可能引起喘振，包括空气流通阻力的增加、压气机或柴油机本身的故障，柴油机运行工况不良、运转中的增压器和柴油机暂时失配和船体阻力增大等。
1 故障的产生及现象
我司FY轮是有27年船龄、78752.00载重吨的巴拿马型散货船，主机为B&W6L67GA，配两台VTR454.11型增压器，No1-No3缸接No1增压器，No4-No6缸接No2增压器。
FY轮29航次自地中海空放南非装煤，在顺利通过苏伊士运河，抵达沙特的吉达港加油后继续在红海中航行。离开吉达港定速后不久，主机No2透平出现间断性喘振现象。降速冲洗废气端及全速冲洗压气端后，喘振现象仍没消除，且间隔时间缩短，喘振时间加长，并引起No1透平喘振，只好停车查找原因检修。
2 故障分析及排除
从本轮情况看，因是在正常航行过程中停车加油几小时就恢复航行，且是在风平浪静的红海水域，柴油机工况良好，各缸负荷均匀，参数正常，不可能是因柴油机引起；压气机各运转参数也正常，没有异常声音，也不可能是由压气机故障引起；综合判断，可以判定故障是由空气流通阻力增加引起的。
我们知道，柴油机工作时，气体的流动路线是：进气滤网（包括消音器）→压气机叶轮→压气机扩压管→空气冷却器（中冷器）→扫气箱气缸进气口（阀）→气缸排气口（阀）→排气管（包括隔栅）→废气涡轮喷嘴环→废气涡轮叶片→废气炉及烟囱。在上述气体流动路线中，任一环节若因污染、变形、积碳、结垢严重或其他原因引起阻塞，就会使流阻增大，压气机负荷增大，引起压气机流量减小，背压升高，导致柴油机和增压器的联合运行工况接近喘振线而发生喘振。其中最容易脏污的部件是进气滤网、压气机叶轮与扩压管、空冷器和废气涡轮喷嘴环、叶轮、气缸进出口（阀）容易积碳。而本轮十几天前在卸港刚刚对空冷器、扫气道、气缸进口、废气炉进行过清洁清洗检查，不可能这么快脏污，而且在停车前测量空冷器及废气炉前后压差也在合理范围内，喘振又是在航行中突然发生的，很有可能是上述气体流动路线的某一处突然有部件损坏或脱落引起阻塞。
通过以上分析，结合在启动及低转速运转时No5、6缸后的排烟总管内有轻微的敲击声，我们判断极有可能是排烟总管中耐火材料或部件损坏脱落而阻塞透平进气口（隔栅）。基于以上判断，我们在停车强制通风一小时后打开排烟总管后道门，结果发现在透平进气口隔栅处有铁板样的异物，且排烟总管在No5、6缸间的连接波纹管处也有没完全脱落铁板。由于排烟总管内温度较高，在充分做好各项安全措施的情况下（石棉衣裤、棉帽、消防安全绳、通风机、垫脚木板、灭火器等），安排人员交替进入排烟总管内将已脱落的铁板取出，将没完全脱落的也割下取出，在确认没有其他脱落物及遗留物后，装复道门。经试车，未发现异常，加速后，主机恢复正常航行工况运转，透平也未出现喘振情况。
经查看检修记录，该波纹管是在某船厂修船时更换的国内产品，原船配波纹管的导流护板是互相重叠双方向的两层，而新换波纹管的导流护板只是单方向的一层，由于焊接工艺及单方向，护板受到的气流冲击更大，极易在高温高压燃气的冲刷下脱落。此故障后，通过重新定制两层导流护板的波纹管予以更换，再也没有发生同类故障，彻底消除了此隐患。
3 结论
喘振是增压器的固有特性，是无法从根本上绝对避免的。作为轮机管理人员，平时要加强对柴油机及增压器的运行监测和维护管理，对主机和增压器主要的运行参数进行测量和记录，如各缸的排烟温度，涡轮端前后的温度，增压器的转速，空气滤器和空气冷却器前后的压降，扫气压力等一些重要参数，以便于发现问题及时分析排查。在海况恶劣或长时间采用减速及机动航行时间较长时，就应对易引起压气机喘振的关键部位缩短检修周期，只有这样，才能减少航行中出现喘振现象。当增压器发生喘振时，应保持清醒的认识和判断，才能迅速找到症结所在，采取正确的应对措施，从而保证柴油机正常工作，保证船舶的安全营运。
另外，在船舶进厂修理时，特别是在更换一些重要部件时，一定要加强责任心，严把更换件的质量关，至少应对比更换下的备件，看是否缺少工艺或偷工减料，防止船厂将一些不良备件或翻新、改装件更换到船上，给船舶安全造成隐患。
○ 引言
涡轮增压器的喘振是船舶柴油机的常见故障，尤其在老旧船舶的主机中故障发生率较高。喘振产生的机理是，在柴油机运转过程中，当涡轮增压器的压气机流量减少到一临界流量时，气流在压气机叶轮进口和扩压器叶片内产生强烈的气流分离，同时产生强烈的脉动，且有气体倒流，引起压气机振动和异常声响，导致压气机不能正常工作。喘振不仅致使无法达到设定的增压比，而且会引起压气机的叶轮叶片振动，造成叶片疲劳断裂、增压器轴系的损坏等。下面几种因素都可能引起喘振，包括空气流通阻力的增加、压气机或柴油机本身的故障，柴油机运行工况不良、运转中的增压器和柴油机暂时失配和船体阻力增大等。
1 故障的产生及现象
我司FY轮是有27年船龄、78752.00载重吨的巴拿马型散货船，主机为B&W6L67GA，配两台VTR454.11型增压器，No1-No3缸接No1增压器，No4-No6缸接No2增压器。
FY轮29航次自地中海空放南非装煤，在顺利通过苏伊士运河，抵达沙特的吉达港加油后继续在红海中航行。离开吉达港定速后不久，主机No2透平出现间断性喘振现象。降速冲洗废气端及全速冲洗压气端后，喘振现象仍没消除，且间隔时间缩短，喘振时间加长，并引起No1透平喘振，只好停车查找原因检修。
2 故障分析及排除
从本轮情况看，因是在正常航行过程中停车加油几小时就恢复航行，且是在风平浪静的红海水域，柴油机工况良好，各缸负荷均匀，参数正常，不可能是因柴油机引起；压气机各运转参数也正常，没有异常声音，也不可能是由压气机故障引起；综合判断，可以判定故障是由空气流通阻力增加引起的。
我们知道，柴油机工作时，气体的流动路线是：进气滤网（包括消音器）→压气机叶轮→压气机扩压管→空气冷却器（中冷器）→扫气箱气缸进气口（阀）→气缸排气口（阀）→排气管（包括隔栅）→废气涡轮喷嘴环→废气涡轮叶片→废气炉及烟囱。在上述气体流动路线中，任一环节若因污染、变形、积碳、结垢严重或其他原因引起阻塞，就会使流阻增大，压气机负荷增大，引起压气机流量减小，背压升高，导致柴油机和增压器的联合运行工况接近喘振线而发生喘振。其中最容易脏污的部件是进气滤网、压气机叶轮与扩压管、空冷器和废气涡轮喷嘴环、叶轮、气缸进出口（阀）容易积碳。而本轮十几天前在卸港刚刚对空冷器、扫气道、气缸进口、废气炉进行过清洁清洗检查，不可能这么快脏污，而且在停车前测量空冷器及废气炉前后压差也在合理范围内，喘振又是在航行中突然发生的，很有可能是上述气体流动路线的某一处突然有部件损坏或脱落引起阻塞。
通过以上分析，结合在启动及低转速运转时No5、6缸后的排烟总管内有轻微的敲击声，我们判断极有可能是排烟总管中耐火材料或部件损坏脱落而阻塞透平进气口（隔栅）。基于以上判断，我们在停车强制通风一小时后打开排烟总管后道门，结果发现在透平进气口隔栅处有铁板样的异物，且排烟总管在No5、6缸间的连接波纹管处也有没完全脱落铁板。由于排烟总管内温度较高，在充分做好各项安全措施的情况下（石棉衣裤、棉帽、消防安全绳、通风机、垫脚木板、灭火器等），安排人员交替进入排烟总管内将已脱落的铁板取出，将没完全脱落的也割下取出，在确认没有其他脱落物及遗留物后，装复道门。经试车，未发现异常，加速后，主机恢复正常航行工况运转，透平也未出现喘振情况。
经查看检修记录，该波纹管是在某船厂修船时更换的国内产品，原船配波纹管的导流护板是互相重叠双方向的两层，而新换波纹管的导流护板只是单方向的一层，由于焊接工艺及单方向，护板受到的气流冲击更大，极易在高温高压燃气的冲刷下脱落。此故障后，通过重新定制两层导流护板的波纹管予以更换，再也没有发生同类故障，彻底消除了此隐患。
3 结论
喘振是增压器的固有特性，是无法从根本上绝对避免的。作为轮机管理人员，平时要加强对柴油机及增压器的运行监测和维护管理，对主机和增压器主要的运行参数进行测量和记录，如各缸的排烟温度，涡轮端前后的温度，增压器的转速，空气滤器和空气冷却器前后的压降，扫气压力等一些重要参数，以便于发现问题及时分析排查。在海况恶劣或长时间采用减速及机动航行时间较长时，就应对易引起压气机喘振的关键部位缩短检修周期，只有这样，才能减少航行中出现喘振现象。当增压器发生喘振时，应保持清醒的认识和判断，才能迅速找到症结所在，采取正确的应对措施，从而保证柴油机正常工作，保证船舶的安全营运。
另外，在船舶进厂修理时，特别是在更换一些重要部件时，一定要加强责任心，严把更换件的质量关，至少应对比更换下的备件，看是否缺少工艺或偷工减料，防止船厂将一些不良备件或翻新、改装件更换到船上，给船舶安全造成隐患。
