Характерные причины нарушения режима работы системы наддува и возможные меры по их устранению. Загрязнение проточной части.

При длительной работе двигателя на малых нагрузках и большом количестве маневров, а также при нечеткой работе топливной аппаратуры, недостаточном подогреве тяжелого топлива, неудовлетворительном техническом состоянии деталей ЦПГ и в силу других причин частицы несгоревшего топлива, масло и продукты его полимеризации заносятся с выхлопными газами в сопловый аппарат и на лопатки турбокомпрессоров. Постепенно эти отложения уменьшают проходное сечение проточной части турбины. В результате нарушаются условия совместной работы комплекса двигатель-турбокомпрессор, ухудшается снабжение двигателя воздухом.

С течением времени часть отложений с отдельных лопаток отрывается и уносится с выхлопными газами, что нередко приводит к разбалансировке роторов и появлению сильных вибраций. В результате могут быть повреждены лопатки, лабиринтовые уплотнения и подшипники. Первым признаком загрязнения турбокомпрессоров является рост температуры газов перед турбиной. Иногда турбо-компрессоры выходят из строя из-за коксования масла в лабиринтовом уплотнении турбины, проникающего в него из масляной ванны: при пуске двигателя ротор остается неподвижным, поскольку энергии газов недостаточно для преодоления дополнительных сил трения.

Коксование масла происходит если вследствие загрязнения и закупорки масляными отложениями канала (служащего для подачи уплотняющего воздуха) в лабиринт прорываются газы. Чтобы этого не происходило, необходим постоянный контроль за состоянием турбокомпрессоров и, в первую очередь, поступлением уплотняющего воздуха (путем наблюдения за выходом воздуха из выравнивающего канала).

Выход воздуха с небольшой примесью газов свидетельствует о нормальной работе уплотнения. Увеличение содержания газов является признаком повреждения лабиринтовых уплотнений или недостаточного поступления воздуха. Об интенсивном прорыве газов можно судить по быстрому потемнению смазочного масла и увеличению его расхода. К старению масла приводит также загрязнение фильтров разгрузочных каналов.

Помпаж компрессоров.

Явления помпажа связаны с уменьшением расхода воздуха через компрессор. По достижении минимально допустимого (критического) расхода воздуха для каждого скоростного режима на передних кромках лопаток рабочего колеса происходит срыв потока воздуха. Это приводит к резкому местном) понижению давления и обратному направлению движения воздуха. Срыв потока сначала происходит на одной лопатке, затем переходит на соседние, перемещаясь от одного канала к другому. В некоторых каналах может восстановиться нормальное течение воздуха, но затем снова происходит срыв. Работа компрессора становится неустойчивой, поток на выходе пульсирует: возникает вибрация лопаток и корпуса турбокомпрессора, что может привести к обрыву лопаток, повреждению проточной части компрессора, лабиринтовых уплотнений и подшипников.

В эксплуатации помпаж чаще всего возникает при загрязнении масляными отложениями лопаточного диффузора, выходной улитки компрессора и проточной части турбины при отложении масла на лопатках рабочего колеса и на воздухозаборной сетке; при закоксовывании продувочных и выхлопных окон двигателя и уменьшении сечения его выхлопного тракта.

Помпаж турбокомпрессоров происходит также при нарушении нормальной работы топливной аппаратуры одного из цилиндров (зависание плунжерной пары, клапанов топливного насоса, игл форсунок, закоксовывание сопловых отверстий и нарушение качества распыливания), вызывающей уменьшение мощности цилиндра или полное его отключение. Это приводит к резкому падению мощности турбины, особенно если она работает от группы цилиндров. Так, при импульсном наддуве и подаче газов к одной турбине от трех цилиндров отключение одного цилиндра вызывает снижение ее мощности примерно на 73,что обусловливает существенное падение числа оборотов ГТК. При этом давление воздуха за компрессором падает не столь существенно, поскольку остальные ГТК работают с полной мощностью.

Легко переходят в помпаж турбокомпрессоры, рабочие режимы которых находятся близко от номинальной зоны (двигатели K9Z 70/120А5 судов типа «Выборг»). Неравномерное распределение нагрузки по отдельным цилиндрам также приводит к помпажу.

Промывка турбокомпрессоров.

Загрязненную проточную часть турбокомпрессоров необходимо периодически промывать водой. Частицы воды, подаваемой во всасывающий патрубок компрессора, заносятся с воздухом в его проточную часть, и там происходит механическое отделение отложений. Одновременно пары воды и мелкие капли, проходя во время продувки через цилиндр, поступают в проточную часть турбины, очищая ее сопловый и лопаточный аппараты от отложений масла и топлива.

Более эффективная очистка турбины происходит при впрыскивании воды не только в компрессор, но и непосредственно в выхлопной тракт – на переднюю стенку предохранительной решетки, установленной перед патрубками турбины.

Фирмы «Зульцер» и «Броун-Бовери» рекомендуют осуществлять промывку чистой пресной водой, не содержащей солей и антикоррозионных присадок; заливать ее в небольшую емкость и подавать под давлением, создаваемым ручным насосом или сжатым воздухом. Использовать большие емкости и подключать к ТК общесудовую систему пресной воды не рекомендуется, так как при этом поступление воды трудно контролировать и возможны повреждения проточной части.

Промывка должна осуществляться при работе двигателя на режиме полной мощности. Продолжительность промывки 4-10 сек. Количество промывочной воды зависит от мощности компрессора Согласно рекомендации фирмы «Броун-Бовери», количество подаваемой воды в компрессор VTR-160 составляет 0,2 л, VTR-250 – 0,3 л, VTR-320 – 0,5 л и т. д. до 3 л для компрессора VTR-750. Более эффективна промывка с использованием дизельного топлива, но при этом в коллекторе наддувочного воздуха возможно образование взрывоопасной смеси в связи с аккумулированием в нем паров топлива.

Механические повреждения проточной части. Механические повреждения проточной части, главным образом лопаток турбин, возникают при попадании в турбину вместе с выпускными газами обломков поршневых колец, экранных стаканов выхлопных клапанов, части распылителей и пр.

Стержни защитных решеток (в выхлопном патрубке перед турбиной) под влиянием

пульсирующего потока газов и ударов обломков поршневых колец и других деталей, нередко заносимых в выхлопной тракт потоком воздуха и газов, подвергаются деформации и частично разрушаются. Часто в решетках застревают отдельные куски поршневых колец, которые в дальнейшем могут попасть в турбину и вызвать ее повреждение. Поэтому при осмотре застрявшие обломки нужно удалять, одновременно проверяя прочность решетки и особенно затяг стяжных связей.