原创：细心老轨例析YANMAR副机透平的喘振与排温

致歉： 本公众号2016年9月3日的《电喷机超低速运行的8个注意要素》一文，作者名称应为：徐文彬，为太平船务PIL在船老轨；我们错写为徐文斌，在此致歉。

关注机务之家，和全国1000个机务照顾您的船：chuanbojiwu

欢迎投稿，每千字200元。优秀文章价更高哦。

前言：本文由张文晓老轨原创，通过自己实际操作中的经验分享，为我们很详细地剖析了YANMAR 6EY18ALW副机透平喘振的部分原因。尽管这只是特例，但是对于同类型的问题有很好的借鉴意义。机务之家在此对张老轨的无私奉献深表感激。也欢迎其他同仁发表不同意见。

某轮副机型号为YANMAR 6EY18ALW，增压器型号为三菱MET18SRC，额定功率为615Kw。某航次离港后不久，NO.1副机在较高负荷（约 430Kw）时，其透平发生了连续的喘振。换用NO.3副机，仅仅几个小时后，其透平也发生了连续的喘振。转为NO.1&NO.3双机并电运行，不久后，NO.3副机在负荷仅300KW时，就开始喘振。此外，这两台副机在喘振前，扫气压力明显较之前高，但其排温不仅没有得到改善，而且还有不降反升的现象。

由于距上次透平检修仅仅约500小时左右，毕竟检修后使用时间还不长，透平拆开后发现，涡轮非常干净，涡壳也不脏，只是喷嘴环的叶片上堆积着一层厚薄不一的、在气道较窄的地方凸起来较高的、不算很硬的、像土一样的灰垢，见后附图片。清除喷嘴环叶片上的积垢后，装复试车，喘振现象消除。

查记录，该轮副机透平检修频繁：NO.1副机透平1年半内（约5300h）共计拆检了4次，最近2次的拆检间隔仅仅500小时；NO.2副机透平1年内（约3500h）共计拆检了4次；NO.3副机透平1年半内(约5600h)共计拆检了6次，最近2次的拆检间隔也仅仅500小时左右。

此外，NO.2副机最近一次透平拆检后，扫气压力相对于拆检前偏低了一些（较之前约低0.02MPa），而总体排温却又异常偏高了许多，被迫航行中很少使用，仅作为停泊时使用。

增压器脏堵后，在高负荷下发生喘振比较容易理解。可为什么在相对较低负荷下，也会发生喘振？更意外的是，喘振前，扫气压力明显较之前高，但排温不降反升，又是为什么？还有，又是什么原因，使得透平在使用较短的时间内就发生喘振，导致需要频繁拆检？而NO.2副机在透平拆检后，排温却异常升高，又该如何解释？

以上种种疑问，深究其中原因，大致分析如下：

相对其它机型，YANMAR 6EY18ALW副机之所以能制造成如此“小巧玲珑”，无疑是靠提高增压来提高单缸功率。也因此，无论高低负荷，它的运行都非常依赖透平的运行状态，扫气压力对排温影响相对较大。

但是，对于既定匹配的增压器和发动机，使用中，扫气压力并不是越高越好。

因为，清洁干净后而技术状况良好的透平，在之后的使用中，相同负荷下，扫气压力越高，表明透平转速越高，通常也就表明透平内废气流道越窄（即透平越脏）。那么，透平前排气总管的压力（即排气背压）也就越高。同时，由于该机型有较大的进排气重叠角（80°），因此，排气背压也近视等于扫气背压。

一方面，随着透平越来越脏，扫气背压也就越来越高，使透平在越来越低的负荷下就进入了“高转速高背压”的运行状态，一旦负荷略有变动，就极易失衡而产生喘振。这也就是之所以“较高负荷下，透平发生了连续的喘振”，而逐渐发展到“相对较低负荷下，也会发生喘振”的原因。

另一方面，随着透平越来越脏，尽管扫气压力越来越高（注：扫气压力随着透平内部废气流道的变窄而升高，但当达到某一峰值之后，就会开始下降，并且会越来越低），同时，排气背压也越来越高。由于换气质量的好坏，取决于扫气压力与排气背压之间的压差，而不是扫气压力。因此，在这两者同时增大的情况下，换气效果未必变好，甚至可能变差。这也就是之所以“副机在透平喘振前，扫气压力明显较高，但其排温不仅得不到改善，而且还有不降反升的现象”的原因。

显然，对于本机型，透平使用中，如果扫气压力明显升高，但排温却不相应降低，甚至不降反升时，那么，透平就该拆检清洁了。否则，透平很快就可能发生喘振。

既然脏堵使透平喘振，拆检清洁透平常常就能解决问题。当然拆检过程中拆检清洁方法和步骤以及安装精度必须满足说明书的相关要求。否则，一旦清洁不当，可能适得其反，亦或使透平喘振更快再次发生，或使排温异常升高。

如前所述可知，透平内部排气流道的阻力，直接影响扫气背压。因此，对于透平的拆检和清洁，应针对不同情况分别加以区别对待：

    1、对涡轮上的积垢，毫无疑问，必须彻底清除。

    2、对喷嘴环上的积垢，也必须彻底清除，以保证气道平滑畅通。这样，即使透平效率相对略有降低，扫气压力因而有所降低，但扫气背压也相对降低，从而对换气质量影响不大，那么，对排温的影响也就不大；反之，如果清洁不足，虽然对换气质量和排温影响不大，然而，却肯定会缩短透平的检修周期。

    3、对涡壳上的积垢，应以轻磨平顺为主，以保证各处合适的间隙。否则，间隙过大，尽管排气背压相对有所降低，但通过这些间隙的漏气量也会大幅度增加从而降低透平效率，使扫气压力下降过多，对换气质量的影响相对也较大，极有可能会导致排温异常升高。

综上所述，该轮副机之所以透平频繁检修，主要的原因是燃油品质恶劣、柴油机长期低负荷运行、燃烧不良等导致增压器喷嘴环等部件积碳较多，而检修时对喷嘴环“清洁得不够彻底”；而NO.2副机透平自上次检修后，扫气压力相对偏低了一些，而排温却异常升高，极有可能是因为对涡壳又“清洁得太过干净”所致。

总之，YANMAR 6EY18ALW副机运行非常依赖透平的运行状态，因此，对透平的使用与检修，万万不能掉以轻心。

当然，不得不提及的是，副机总体排温偏高或透平喘振，还与空冷器的技术状况以及缸头进气管口的脏堵等息息相关。通常，空冷器气侧或进气管脏堵越厉害，不仅排温会越高，同时透平的背压也会越高而越易发生喘振。

目前，很多船舶采用了中央冷却系统，空冷器使用淡水冷却，水腔基本能长期保持清洁，扫气温度通常也就保持在正常范围。但是，对于常常装运散煤或散矿的散货船，空冷器气侧的脏堵并非罕见。然而，副机空冷器气侧很少有设置仪表监控压降，因此，是否脏堵并不易被发现。也因此，千万别被一些表面现象所误导。例如，检查看到，空冷器芯子表面很干净，或空冷器后扫气温度很正常等，这些现象并不能真正表明气侧很干净。如果副机的总体排温偏高，或者透平不怎么脏时就再次发生喘振，在问题解决之前，千万别放弃对空冷器气侧的拆检与清洁。即使不能彻底解决问题，至少也有助于降低排温，绝不会徒劳无功的。无疑，这对任何型号的主机或副机都适用。

作者注：副机气缸、气阀、油头或高压油泵等技术状况，以及喷油、进排气定时或扫气温度等对排温的影响，本文不作探讨。

        专家点评：增压器脏赌的根本原因在于目前燃料油市场的油品越来越差，加上柴油机长期低负荷运行，以及燃烧不良才是增压器积碳脏赌的根本原因，但作者想表达的观点是关于增压器脏赌的运行管理这一个视角，从学术上尽管不能说作者的观点完全正确，但是至少也有供大家学习、借鉴和参考的地方！