+86-15123173615

דוגמה לכישלון מגדש טורבו ושיפור בספינה מסוימת

Nov 10, 2024

הפעולה הכלכלית של מנועי דיזל גדולים מודרניים מסתמכת על מגדשי טורבו של גז פליטה, שיכולים להגביר את ההספק של מנועי דיזל בכ-30%. על מנת לענות על הביקוש למגדשי טורבו במנועי דיזל בעלי הספק גבוה, ניצלה חברת MAN את הישגי הפיתוח העדכניים ביותר וטכנולוגיית הייצור, תוך הסתמכות על ניסיונה בייצור עצמאי של מנועי דיזל ומגדשי טורבו, לפיתוח סדרת מגדשי הטורבו TCA המתאימים ל מנועי דיזל עם הספק הנעים בין 5400 ל-30000 קילוואט.

 

ספינת הצלה מצוידת בשני מנועי דיזל הזרקת דלק אלקטרוניים מסוג MAN6L48/60CR, בהספק של 7200kW × 2, וכל מנוע ראשי מצויד במגדש טורבו אחד מסוג TCA55-42W. המהירות המקסימלית של רוטור מגדש הטורבו במהלך פעולה קצרת טווח היא 19800r/min, והמהירות המרבית של הרוטור במהלך פעולה רציפה היא 19400r/min. לחץ הדחיפה המרבי יכול להגיע ל-4 בר, וטמפרטורת היניקה המרבית המותרת של טורבינת הפליטה היא 600 מעלות.

 

יום אחד בזמן שהספינה שטה כרגיל, מחשב ניטור המנוע הראשי הימני בלוח הבקרה של חדר המנועים הציג פתאום אזעקה של "לחץ אוויר קירור דיסק טורבינה נמוך" והפעיל בקשה להפחית את העומס על המנוע הראשי הימני. המהנדס התורן הודיע ​​מיד לגשר על מצב זה, ויש להפחית את המנוע הראשי הימני עד מתחת ל-50% עומס לפעולה. לאחר קבלת ההודעה, הנהג ביצע מיד פעולת הפחתת עומס במנוע הראשי הימני. ברגע זה, המהנדס לוחץ על לחצן איפוס אזעקת השתקה במחשב הניטור הראשי הימני של לוח הבקרה, ואזעקת לחץ קירור האוויר הנמוך של דיסק הטורבינה של מגדש הטורבו נעלמת.

 

לאחר מכן, עיין במדריך ההוראות של מגדש הטורבו הראשי של המנוע. המדריך קבע כי העומס המרבי של דיסק טורבינת מגדש הטורבו של המנוע הראשי אינו יכול לעלות על 70% ללא קירור אוויר דחף כלשהו (היצרן מגדיר את לחץ הקירור של דיסק הטורבינה של מגדש הטורבו בהתאם למהירות מגדש הטורבו בתוכנת המחשב הניטור. לאחר לחץ הקירור הסטייה גדולה מהערך שנקבע ± 50mbar, האזעקה תופעל לאחר עיכוב של 60 שניות, בתנאי שמהירות מגדש הטורבו גדולה או שווה ל-11600r/min, וניטור לחץ הקירור של דיסק הטורבו של מגדש הטורבו ייכנס לתוקף). עם זאת, המדריך לא סיפק במפורש את הסיבה לאזעקת לחץ אוויר קירור נמוך עבור דיסק הטורבינה של מגדש הטורבו.

 

מערכת הקירור של דיסק הטורבינה של מגדש הטורבו מוצגת בתרשים.

info-589-524

 

מהתרשים, ניתן לראות שמערכת הקירור של דיסק טורבינת מגדש הטורבו מורכבת בעיקר מצינור צריכת אוויר לקירור של דיסק טורבינה 2 (8), חיישן לחץ צינור קירור 4, צינור כניסת חיישן לחץ קירור 3 ומערכת הבקרה המארחת. 5.

 

הסיבות העיקריות ללחץ קירור האוויר הנמוך של דיסק מגדש הטורבו במנוע הראשי הן כדלקמן: (1) חיישן הלחץ של צינור הקירור פגום, וכתוצאה מכך אזעקות שווא; (2) צינור היניקה של חיישן לחץ צינור הקירור דלף אוויר, מה שגרם לחיישן הלחץ להרגיש לחץ נמוך; (3) דליפת צינור קירור גורמת אזעקת לחץ קירור נמוך.

 

לאחר שהספינה עגנה, מפקח המנוע ערך לראשונה בדיקת כיול בחיישני לחץ צינור הקירור של מאיצי המנוע הראשיים השמאלי והימני. ערכי הבדיקה של חיישני הלחץ הימניים והשמאליים היו זהים, ותקלת חיישן הלחץ נשללה. לאחר מכן, נערכה בדיקה בצינור היניקה של חיישן צינור הקירור של המנוע הראשי הימני, ונמצא שהצינור תקין ללא כל דליפת אוויר.

 

צינור צריכת צינור הקירור מחולק לשני חלקים: החלק הפנימי והחיצוני. צינור כניסת אוויר הקירור לדיסק הטורבינה בצד החיצוני קל לבדיקה, מחובר היטב, ואין לו אפשרות לדליפת אוויר. לאחר מכן, מפקח המנוע פירק ובדק את צינור הקירור של דיסק הטורבינה בתא כניסת גז הפליטה של ​​מגדש הטורבו הימני של המנוע הראשי. נמצא שמפרק השרוול המושחל במרפק הזווית הימנית של צינור כניסת הקירור של דיסק הטורבינה בתא גזי הפליטה נפל ונתקע בטבעת הזרבובית יחד עם מפרק צינור הקירור השבור בשורש הקירור. מִקטֶרֶת.

 

מטעמי בטיחות נערכה בדיקה גם בצינור קירור האוויר של דיסק טורבינת מגדש טורבו המנוע הראשי השמאלי, ונמצא כי הברגים של שרוול קירור האוויר בתא היניקה של טורבינת מגדש הטורבו השמאלי של המנוע הראשי היו רופפים בלבד לא פגום.

 

כאשר מתרחשות התקלות הנ"ל, הספינה לא יצאה מהמפעל במשך פחות משנה, והמנועים הראשיים השמאלי והימני פועלים יותר מ-1000 שעות ועדיין נמצאים באחריות. אנשי הנהלת הספינה דיווחו מיידית על המצב לעיל למפקח על תחזוקת הצי ולספק שירותי המנוע הראשי. לאחר קבלת המשוב, יצרן המנוע הראשי ייחס חשיבות רבה ושלח לספקי שירותים רלוונטיים להחליף את מכלול שרוול היניקה הימני של המנוע הראשי ולהדק מחדש את שרוול קירור האוויר של מגדש הטורבו של המנוע הראשי. רכיב צינור קירור האוויר של דיסק הטורבינה המנותק נחסם על ידי טבעת הזרבובית ולא נכנס לקצה רוטור הטורבינה הפליטה של ​​מגדש הטורבו, מה שלא גרם לתאונות מכניות חמורות.

 

ברגע שקוטר החלק המנותק קטן מהפתח של תעלת יציאת האוויר של טבעת הזרבובית, החלק המנותק נכנס ללהבי הטורבינה, מה שעלול לגרום לנזק בלהבים או אפילו להפוך את מגדש הטורבו כולו לחסר תועלת, וכתוצאה מכך הפסדים משמעותיים.

 

חיבורי הברגה מועדים לכישלון בטמפרטורות גבוהות עקב חומר והרכבה לא תקינים, כמו גם הרפיית מתח. הרפיית המתח של ברגים בטמפרטורות גבוהות היא תופעת הרפיה אופיינית. הפינה האמצעית של צינור קירור האוויר של דיסק הטורבינה בספינה זו מחוברת באמצעות שרוול מושחל. ברגע שהחוט המחובר משתחרר, הרטט של השרוול המשוחל הרופף יתעצם תחת העברת רטט המנוע הראשי ורטט פגיעת הגז. האוויר הלחץ שמסתובב בתוך קנה הנשימה מקורר, בעוד שהחלק החיצוני של קנה הנשימה נתון לשחיקת זרימת גז פליטה בטמפרטורה גבוהה, הגורם לא רק ללחץ תרמי אלא גם ללחץ פועם על צינור הקירור של דיסק הטורבינה.

 

בהתבסס על הנזק של צינור קירור האוויר של דיסק מגדש הטורבו, ניתן להסיק שהגורם לתקלה זו הוא שצינור קירור האוויר של דיסק מגדש הטורבו של המנוע הראשי הימני השתחרר לראשונה בחיבור השרוול האמצעי. צינור הקירור הרופף סבל מכשל עייפות תחת לחץ תרמי מחזורי ומתח פועם.

 

לאחר מתרחשת התקלה הנ"ל, יצרן הציוד שולח נותן שירות להחליף את מכלול צינור קירור האוויר של דיסק מגדש הטורבו במנוע הראשי הימני, והשרוול הברגה הרופף של צינור קירור האוויר במגדש הטורבו השמאלי של המנוע הראשי יתבצע מחדש. הידק. העיצוב של צינור קירור האוויר של מגדש הטורבו כולל פגמים חמורים ויש לשפר אותו לפני שניתן יהיה להשתמש בו. לפני שהיצרן ביצע שיפורים כלשהם במגדש הטורבו, הפתרון היחיד היה לקצר את מרווח הבדיקה של צינורות קירור האוויר של דיסק הטורבינה, לבדוק ולהדק את שרוולי ההברגה המחברים כדי למנוע מהם להתרופף.

 

קיימות שתי תוכניות שיפור: (1) תכנן מחדש את צינורות קירור האוויר של דיסק הטורבינה של מגדש הטורבו, תוך שימוש בחומרים בעלי התנגדות עייפות חזקה יותר ואימוץ שיטות חיבור אמינות יותר; (2) הסר את צינורות קירור האוויר של דיסק הטורבינה והחלף את דיסק הטורבינה שאינו דורש קירור.

 

שלח החקירה