Турбокомпрессоры BBC в работе

Турбокомпрессоры BBC в работе

Работа турбонагнетателя дизельного двигателя заключается в подаче сжатого воздуха в двигатель. Воздух, нагретый компрессией, проходит через охладитель, который снижает его температуру и увеличивает его плотность.
Воздушная масса сжимается в цилиндре двигателя до высокого давления. Топливо впрыскивается и сжигается. Обычно небольшая часть смазочного масла цилиндра также сжигается во время сгорания. Образующиеся выхлопные газы поступают в турбину турбокомпрессора, которая приводит в движение компрессор.

Как турбокомпрессор загрязняется?

Частицы в воздухе осаждаются на лопатках компрессора и диффузора, со временем образуя слой, который снижает эффективность компрессора (рис. 1). Эти частицы имеют несколько источников. Воздух, забираемый компрессором через фильтр из машинного отделения корабля, часто смешивается с масляными парами. Кроме того, система вентиляции машинного отделения всасывает воздух снаружи, и это может быть заполнено пылью, например, в портах, где обрабатываются руды. Другим фактором является соль в морском воздухе.

Что делать, если турбокомпрессор загрязняется?

Чтобы противодействовать падению эффективности, во время работы при полной нагрузке периодически вводят определенное количество воды (один раз в неделю или один раз в день, по мере необходимости) (рис. 2). Эта мера значительно удлиняет интервалы между очистками турбокомпрессора, требующими демонтажа (рис. 3 и 4).

Как турбокомпрессор загрязняется?
Устройство для промывки воды для очистки компрессора.
Как турбокомпрессор загрязняется?
Снижение эффективности компрессора из-за загрязнения.

Со временем воздух, проходящий через охладитель, также вызывает образование грязи на ребрах и трубах, в результате чего увеличивается потеря давления на охладителе и воздух, подаваемый в двигатель, становится более горячим. Это влияет на поведение компрессора в том смысле, что рабочая кривая в характеристиках компрессора приближается к точке, в которой может произойти помпаж.
В зависимости от качества сжигаемого в двигателе топлива (MDO, HFO или смеси) и компонентов смазочного масла могут образовываться остатки, которые вместе с выхлопными газами попадают в турбину.
Состав этих остатков определяет, осажден ли слой грязи на кольцах сопел и лопатках турбины. Слои грязи можно перемещать путем периодической очистки (один раз в неделю или один раз в день, по мере необходимости), что позволяет увеличить интервалы между очистками, требующими демонтажа турбонагнетателя.

Пример: снижение давления зарядки со временем.
Пример: снижение давления зарядки со временем.
Чистка компрессора в сервисе. Пример: уборка каждый второй день.
Чистка компрессора в сервисе. Пример: уборка каждый второй день.

Проверенными методами очистки являются промывка турбины водой во время работы с частичной нагрузкой, а также очистка путем дробеструйной обработки измельченными ореховыми скорлупами и т. Д. Остатки от горения могут содержать твердые и химически агрессивные компоненты, которые могут вызвать эрозию и коррозию турбины, а также сопло и крышку. кольца. При выборе специальных материалов или нанесении покрытий на соответствующие детали срок службы этих компонентов может быть существенно увеличен.
Важность чистоты
Процессы, описанные выше, подчеркивают необходимость поддержания турбины в чистоте, чтобы обеспечить бесперебойную работу. Загрязнение уменьшает площадь проходного сечения и эффективность турбины. Следовательно, помпаж компрессора может произойти и в случае двухтактных двигателей.
Эрозия и коррозия также увеличивают зазор между подвижными лопастями и защитным кольцом, вызывая снижение эффективности турбины, а также скорости турбокомпрессора. При условии надлежащего ухода за установкой, то есть во время работы компрессор и турбина периодически очищаются, а фильтр глушителя поддерживается в чистоте, эффективность снижается очень медленно. Сегодня нормальная цифра для интервала между двумя очистками, требующими демонтажа, составляет от 8000 до 16000 часов, в зависимости от условий эксплуатации и размера агрегата.
Турбокомпрессор, который был разобран, очищен и заменены его изношенные детали, будет иметь эффективность «как новую». Около 80 станций технического обслуживания доступны по всему миру, чтобы помочь владельцам поддерживать высокую эффективность своих турбокомпрессоров.
Загрязнение турбокомпрессоров и работа двигателя
Последствия снижения эффективности турбокомпрессора для двигателя:
— Более высокие температуры выхлопных газов
— более низкое давление зарядки
— Меньший поток воздуха

Обычная жалоба судовых инженеров касается высоких температур выхлопных газов, хотя на самом деле это результат более низкого давления и меньшего массового расхода воздуха. Как уже было сказано, эффективность турбокомпрессора со временем снижается очень медленно. Несмотря на это, поставщики турбокомпрессоров часто слышат жалобы на высокие температуры выхлопных газов, ошибочно сообщаемые как вызванные турбокомпрессором.
Часто высокие температуры выхлопных газов вызваны изменениями свойств системы впрыска топлива двигателя в течение
его жизнь. При впрыске топлива повышение давления происходит не так быстро, а сгорание происходит медленнее из-за износа и утечек в топливных насосах.
АББ Турбо Системс исследовала эти факторы в некоторых деталях. Было видно, что сам двигатель может вызывать более высокие температуры выхлопных газов даже при высокой эффективности турбокомпрессора. При частичной нагрузке это влияние гораздо менее выражено. Первая реакция — запустить машину с пониженной производительностью.
Часто звучащий запрос в связи с жалобами
высокие температуры выхлопных газов предназначены для адаптации спецификаций турбокомпрессора для обеспечения большего потока воздуха. Прежде чем принять решение о модификации турбонагнетателя, стоит сначала проанализировать, почему температура такая высокая. При определенных обстоятельствах это может сэкономить значительную сумму денег.
Описанные причины более высоких температур выхлопных газов обычно проявляются в комбинации того или другого. Со временем турбокомпрессор подает меньше давления и воздуха, и сгорание двигателя начинается позже и длится дольше.
Для более старых установок часто лучше ограничить выходную мощность до требуемого максимума и адаптировать характеристики турбокомпрессора к новой ситуации или заменить старый агрегат новым современным с более высоким КПД.
Это позволит значительно улучшить «производительность» установки, которая в противном случае была бы не способна к «новым» эксплуатационным значениям.