謝建軍
摘 要:電機渦輪增壓器在航行過程中的重要性不言而喻,但是由于渦輪端采用蝸殼式結構,其日常維護保養簡單,而一旦由于長時間低負荷運轉或使用劣質燃油會使得蝸殼積碳嚴重,就容易造成透平喘振和渦輪卡阻不能正常運轉。如何正確拆解,清洗,重新安裝好輪機,是作為一個優秀輪機人員的必修課。
關鍵詞:電機渦輪增壓器 拆解 清洗 安裝
1.引言
由日本石川島播磨重工業株式會社(Ishikawajima Harima Heavy Industries Co.,Ltd.IHI)制造的電機渦輪增壓器,其結構簡單、材質輕、增壓效果好,負荷大范圍波動運行穩定可靠,平時維護保養簡單。但其渦輪端采用蝸殼式結構,電機長時間低負荷運轉或使用劣質燃油會使得蝸殼積碳嚴重,造成透平喘振和渦輪卡阻不能正常運轉。某類型大型礦砂船發電機使用RH183增壓器由于機動航行較多電機長期低負荷運轉,致使該電機透平頻繁拆撿(大約1000小時),有些輪機人員沒有經過專門培訓往往拆撿安裝時出問題,打爛透平造成較大的經濟損失或影響航行安全。該類型增壓器系列:有RH183/183L/203三種型號。
2.拆解
電機渦輪增壓器出現問題,首先需要進行拆解,拆解過程中要注意以下要點。
(1)關停預潤滑油泵,移除透平絕熱保護層拆后拆掉消音器10001。
(2)拆掉透平蝸殼四個螺帽4008以及連接排煙管的四個螺栓,用葫蘆吊緊固定透平,拆掉透平底座三個螺栓,然后將透平整體移出。用干凈的破布將進、出油口及空氣進口封住。
(3)拆掉壓氣端外殼3001,注意要平行托出,不要碰到壓氣葉輪,否則容易損壞葉輪(拆之前做好記號)。
(4)拆掉透平蝸殼4001(拆之前做好記號),同樣蝸殼要平行托出,不會損傷到廢氣端葉輪。
(5)用專用工具固定好透平軸渦輪端,將螺帽1008(反牙)拆掉,用手拔出葉輪2001。
(6)將密封盤6001做好記號,拆掉螺絲5003后,并用該螺絲將密封盤6001頂出。將密封村套1006拔出放好。
(7)(拆推力軸承)依次將1002、7002、1004、1002做好記號拿出并依次擺放好。
(8)將透平軸1001平行托出,千萬要注意不要刮到或碰到浮動軸承,從而損傷到浮動軸承。
(9)將熱防護罩5005拆掉。
(10)用卡簧鉗拆掉卡簧5002后,將浮動軸承7001拿出。
3.清洗、清潔
電機渦輪增壓器拆解后,由于其結構復雜,而且造工精密,如何清洗、清潔也有一定講究。
(1)將透平軸1001上的密封環1009用專用工具拆掉,把軸上涂一層防銹油,然后將渦輪浸泡在專用UNITOR除碳劑中,除碳劑剛好浸沒渦輪即可。船上如果沒有除碳劑,可在一容器內裝入鍋爐熱水井的水,倒入適量的洗衣粉和金屬清潔劑混合物浸泡,浸泡時間8小時以上。(圖2所示)
(2)用同樣的方法將蝸殼4001用除碳劑或洗衣粉+金屬清潔劑浸泡。
(3)葉輪2001用洗衣粉水清洗即可。
(4)將浸泡好的透平軸渦輪和蝸殼上的碳除去,千萬別用榔頭敲擊,以免遭到損壞。清潔干凈后用水沖洗,除掉表面的藥劑。
(5)將透平軸1001密封環槽清潔干凈,測量環槽寬度并記錄,更換密封環1009,千萬要注意每次拆檢必需更換密封環。將密封村套1006清潔干凈,更換密封環1010。
(6)將軸承座5001清潔干凈,特別是軸承座放置密封環1009的密封區域,一定要小心清潔,以免遭到損傷,破壞密封導致漏油。
(7)浮動軸承、推力軸承等所有部件清潔好后將安裝。
4.安裝
清洗好的電機渦輪增壓器在安裝時候也要特別小心,稍有不慎就容易導致機器損壞,因此重新安裝過程中需要考慮以下十點。
(1)軸承座放置浮動軸承的區域涂上滑油,浮動軸承7001也涂上滑油并放入軸承座內。安裝卡簧時注意:從廢氣端看該卡簧開口朝左,從壓氣端看卡簧開口朝右??ɑ砂惭b好后浮動軸承能輕微滑動。
(2)將熱防護罩5005安裝好,把透平軸上圖滑油,將密封環1009搭口朝上,從浮動軸承7001中間把透平軸1001平行插入。注意千萬別碰到浮動軸承。
(3)涂上滑油按記號依次裝好推力軸承1002、7002、1004、1002,更換密封膠圈5006,按記號安裝密封盤6001并用螺絲鎖緊(29.4N.M)。注意安裝上述部件時一定要固定透平軸1001,不要讓它旋轉和移動,以免透平軸上的密封環的搭口移位。
(4)將密封村套1006插入密封盤6001,并讓密封環1010搭口朝上。
(5)將葉輪2001裝好,用反牙螺帽鎖緊,鎖緊力矩是127.5N.M。
(6) 測量軸向間隙和徑向間隙并記錄。(圖3所示)
軸向間隙:0.08—0.15mm
徑向間隙:0.45—0.60mm(小于0.80mm)
透平軸環槽寬度:﹤3.37mm
渦輪與蝸殼間隙:R1+R 3、R2+R4=1.80mm
注:壓氣端葉輪上緊后,透平軸伸出的螺牙大概長15.6mm。
(7)按記號安裝壓氣端外殼3001(38.2N.M)和廢氣端蝸殼4001(78.5N.M),并用螺絲鎖緊。安裝時千萬要注意不要碰到壓氣端葉輪2001和透平軸渦輪。
(8)測量透平軸渦輪與蝸殼間的間隙并記錄。
(9)將安裝好的透平整體吊上裝入電機。
(10)安裝好后開預潤滑油泵,待試車運行。
5.管理要點
由于電機渦輪增壓器對于船舶來說非常重要,因此在發現機器因長時間低負荷運轉或使用劣質燃油導致蝸殼積碳嚴重,造成透平喘振和渦輪卡阻不能正常運轉,需要進行拆解清洗時,特別要注意幾個細節。
(1)該類型透平潤滑是使用電機系統油,對滑油的潔凈度要求較高,船上一般 采 用電機使用中溢油分油法(利用電機滑油溢油柜)和電機停用中獨立分油法兩種,一般采取溢油分油法較好能保持電機在使用中滑油比較干凈且減少濾器的臟污。每三個月取樣化驗,根據化驗結果更換系統滑油,電機系統滑油使用2000來小時可考慮更換。
(2)每次拆檢透平必需更換密封環,可減少透平軸環槽的磨損;同時,環槽磨損超過極限,必需考慮更換備件,否則會造成比較嚴重的后果。不動的密封環1009和軸承座5001形成靜密封,和旋轉的透平軸1001環槽形成動密封,如果環槽磨損超過極限形成圓弧,那么密封環很容易套在環槽外的圓弧上,和透平軸一起旋轉,從而將軸承座磨壞;由于摩擦的作用,密封環也會和環槽邊緣有相對的旋轉,又加劇透平軸環槽的磨損。靜密封和動密封同時被破壞,導致大量的滑油泄漏,后燃嚴重成為爆燃,將軸承損壞。(圖4所示)
(3)消音器10001定期拆掉,用手轉動壓氣端葉輪看是否旋轉平滑、穩定;用手上下、左右搖動透平軸鎖緊端,看是否有明顯的晃動位移,正常情況沒有感覺,如果徑向間隙大于0.80mm,則晃動感覺明顯。
(4)單缸排溫不高,排煙總管溫度高,可考慮透平漏少量滑油后燃所致。平時定期對排煙管的泄放檢查很關鍵。
(5)根據以下的冷卻曲線可知,電機停車之前必需空轉15分鐘以上。這樣可逐漸冷卻密封環的溫度,減少積碳現象,從而減少密封環和環槽的磨損。(圖5所示)
(6)測量軸向間隙、徑向間隙,一定要清潔完畢組裝好后再測量。因為這樣,測量值比較真實。徑向間隙大于極限,可考慮更換浮動軸承7001;軸向間隙大于極限,可考慮跟換推力軸承7002(包括1002、1004)。
(7)運轉中的電機,平時要多聽透平聲音,最好能用金屬棒探測聽??;多注意掃氣壓力的變化。按照說明書要求定期清洗壓氣端葉輪。
(8)透平沖洗,電機通常運行150-200小時或一周沖洗壓氣端和渦輪端各一次。電機運行在75%以上負荷時沖洗壓氣端,電機在低負荷時透平前排溫在300℃-350℃沖洗廢氣端。
6.結束語
目前航運市場雖說持續低迷,但保持船舶設備良好的狀態可以讓船東和租家滿意,能在低迷的市場中掙得一席之地,優秀的輪機人員管理尤為重要。船舶在排放壓載水或機動航行時均要使用兩臺發電機,某臺發電機增壓器沒有提前檢查修理往往造成很被動的局面,科學的管理、正確的拆裝能保證電機透平良好的運行,合理的備件庫存也是相當重要的。