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　　本文以某轮主发电柴油机透平喘振故障为研究对象，通过对故障现象的捕捉、系统排查与深度分析，明确故障根源为喷嘴环叶片长期烧蚀导致的效能不均，并结合故障处理过程提炼透平日常管理要点与核心经验，为同类型柴油机透平喘振故障的诊断与解决提供实践参考。

　　本次发生故障的设备为某轮主发电四冲程柴油机，型号为 DAIHATSU-6DE23，额定功率 1345KW，额定转速 900rpm，配套增压器（透平）型号为 ABB TPS57-F32。该柴油机采ag真人官方 ag真人官网用 6 缸结构，发火顺序为 1-2-4-6-5-3，通过脉冲增压方式实现进气增压，保障柴油机高效运行。

　　某航次中，船舶从国外返航途径印度洋，即将进入龙目海峡水域时，№2 发电机透平突然出现异常现象：运行过程中间隔一段时间便发出 “砰” 的一声异响，伴随明显的喘振特征。喘振现象的出现不仅影响发电机的稳定运行，更对船舶动力系统的安全性构成潜在威胁。轮机技术团队立即对该故障展开监测与分析，以明确故障原因并及时处理。

　　透平（涡轮增压器，T/C）喘振是轮机运行中的常见故障，其核心机理通常可概括为 “高背压、小流量”—— 当压气机的供气流量偏离设计工况，运行点进入喘振区时，便会出现气流脉动、压力波动及异响等现象。基于这一机理，本轮技术团队从运行参数、废气路径、关联因素及部件拆检四个维度展开系统排查。

　　为判断故障是否源自柴油机本身，团队首先对№2 发电机喘振时的关键运行参数进行了全面记录，具体数据如下表所示：

　　从表中数据可见，各缸排温偏差控制在 15℃以内，爆压偏差在 2bar 以内，均处于柴油机正常运行的允许范围；扫气压力、扫气温度及透平进出口温度等参数无明显异常；同时检查发现空气滤网清洁无堵塞，排除了进气量不足导致的故障可能。综合判断，柴油机本体运行状态良好，故障并非由柴油机自身问题引发。

　　该发电机的废气排放路径为：透平出口→排烟总管→废气锅炉→脱硫塔→大气。废气锅炉作为废气路径中的关键设备，其烟管脏污会导致废气流动阻力增大，形成高背压，进而诱发透平喘振。团队通过监测废气经锅炉烟管的前后压差，发现当前压差为 6mmAQ，与历史运行参数记录对比基本一致，说明废气锅炉烟管无明显脏污，废气流动压差损失处于正常水平，排除了废气锅炉对透平喘振的影响。

　　除上述核心参数外，团队还对可能影响透平运行的其他因素进行了排查：一是检查机舱负荷变化，确认除间歇性小负荷设备启停外，无大功率设备突然启停，排除了负荷波动导致的喘振；二是检查透平压气端的机舱风筒，发现风量调节板处于全开状态，出风量正常，保障了压气机的进气环境稳定。综合来看，外部关联因素未对透平运行造成显著干扰。

　　结合该透平的预防性维护计划（PMS 工单），其运行时长即将达到 6000 小时维护节点，团队决定对透平进行拆检，以精准定位故障原因。拆检后发现，透平其他部件状态正常，但喷嘴环存在明显异常 —— 多个叶片烧蚀严重，已超出允许使用极限，需报废处理。查阅保养记录可知，该喷嘴环累计运行时长已达 26422 小时，长期处于高温废气冲蚀环境中。

　　该喷嘴环圆周上共设置 24 个叶片，形成 24 个喷嘴通道。为便于分析，团队对叶片进行编号，并将№1～№12 叶片所在区域定义为半圆环，№13～№24 叶片所在区域定义为半圆环，具体烧蚀情况如下：

　　半圆环（№1～№12 叶片）：仅№5 叶片无明显损坏，其余 11 个叶片均存在不同程度损伤。其中，№1、6、7、8、9、10、11 叶片的气流出口边缘烧蚀尤为严重，部分叶片出现穿透性蚀槽；部分叶片镀层局部脱落，直接影响废气能量转换效率。

　　半圆环（№13～№24 叶片）：损伤程度较半圆环轻。№13、14、23 叶片仅镀层局部微脱落；№15、16、19、20、22 叶片无明显损坏；№17、24 叶片气流出口边缘局部烧蚀；№18 叶片效能因烧蚀略有下降；仅№21 叶片存在长约 1cm 的穿透蚀槽。

　　通过对比可见，半圆环叶片整体损伤更严重，废气能量转换效率显著降低；半圆环叶片状态相对较好，效能损失较小。这种周向分布ag真人官方 ag真人官网的效能差异，成为诱发喘振的关键因素。

　　该型透平采用双涡壳结构设计，其结构与废气路径特性直接影响喷嘴环的受力状态：

　　双涡壳结构：透平外部涡壳的废气进口与柴油机№1、4、5 缸排气口相连；内部涡壳的废气进口与№2、3、6 缸排气口相连。这种设计基于脉冲增压原理，可避免同组内各缸排气时的相互干扰，保障排气脉冲能量的有效利用，其连接方式由柴油机发火顺序、排气角度等核心参数决定。

　　废气出口路径：涡壳内流向喷嘴环的废气流道沿圆周分为两个半圆环流道 —— 其中一个半圆环流道与外部涡壳相通，接收№1、4、5 缸排出的废气；另一个半圆环流道与内部涡壳相通，接收№2、3、6 缸排出的废气。废气经对应半圆环的喷嘴环叶片加速后，驱动涡轮转子旋转，最终经涡壳出口、排烟总管等路径排出。

　　结合喷嘴环损伤状况与透平结构特性，喘振原因可归纳为 “效能不均导致的转速波动累积效应”：

　　在正常运行状态下，双涡壳对应的两组排气通道（№1/4/5 缸与№2/3/6 缸）应通过喷嘴环将废气能量稳定转换为涡轮转子的驱动力，保障透平转速稳定。但本次故障中，半圆环叶片因严重烧蚀导致效能大幅下降，使得该半圆环对应的废气能量转换效率远低于半圆环。

　　同时，由于采用脉冲增压方式，柴油机各缸排气呈间歇性脉冲状态，№1/4/5 缸的排气脉冲进入半圆环后，因叶片效能不足，无法为转子提供稳定驱动力；而半圆环叶片效能相对正常，可提供较强驱动力。这种周向驱动力的不均衡，导致涡轮转子转速出现周期性波动，进而引发压气机供气量波动。

　　随着转速波动的持续累积，压气机运行点逐渐偏离设计工况，当进入喘振区时，便出现了 “砰” 声异响与喘振现象。因此，喷嘴环叶片的不均匀烧蚀是本次故障的根本原因。

　　明确故障原因后，团队立即实施针对性处理：将严重烧蚀的喷嘴环更换为新备件，严格按照透平说明书要求完成装配与调试。装机后启动№2 发电机进行试车，透平转速稳定在设计范围，未再出现喘振异响，各运行参数（排温、爆压、扫气压力等）恢复正常，故障成功排除。

　　为避免类似故障再次发生，结合本次案例经验，需强化透平的日常管理，重点关注以下方面：

　　透平压气机的进气质量直接影响设备寿命。机舱通风系统通常设有出风口对着压气端，为其提供新鲜空气。但船舶在装卸货期间，货物扬尘易随气流进入压气机吸气口，导致空气滤网脏污，影响进气量；若滤网破损，扬尘还会进入空冷器、燃烧室，最终随废气流入透平涡轮，对喷嘴环叶片造成冲蚀。因此，需根据航行环境定期检查并更换空气滤网，确保滤网完好清洁。

　　涡轮端清洗（干洗或水洗）是清除叶片积碳的重要手段，但操作不当易造成二次损伤：干洗次数过于频繁，会因固体颗粒的冲击对叶片产生额外冲蚀；水洗时若未控制好水温、水压或清洗时机，可能导致叶片因热应力过大出现裂纹与变形。因此，清洗必须严格遵循设备说明书要求，控制清洗频率与操作参数，避免盲目作业。

　　燃油品质直接影响废气中硬质颗粒含量，进而影响喷嘴环寿命：柴油机厂家要求进机燃油固体颗粒量≤15mg/kg、颗粒度≤5μm，需通过严格的燃油净化流程（储存沉淀、分油机净化、滤器维护）达标；同时，需根据燃油粘温特性调控进机粘度至 11~14 mm²/s，并定期维护高压油泵与喷油器，确保燃油雾化良好、燃烧完全，减少不完全燃烧产生的碳质硬颗粒。燃油净化越彻底、燃烧越充分，废气中硬质颗粒越少，对喷嘴环叶片的冲蚀强度越弱。

　　需严格执行透平 PMS 维护保养计划，定期拆检喷嘴环、转子叶片等关键部件，及时发现烧蚀、积碳等问题；同时避免柴油机长期低负荷运转，低负荷状态下燃烧不良易导致喷嘴环积碳堵塞，加速叶片损伤。通过定期维护与合理负荷控制，可保障透平长期稳定运行。

　　本次故障处理实践为同类型柴油机透平喘振故障的诊断与预防提供了多维度经验：

　　透平喘振原因复杂，但需紧扣设备结构与运行原理。本次案例中，双涡壳与脉冲增压的特性决定了喷嘴环周向效能的重要性，因此在排查时需重点关注部件周向状态差异，避免遗漏关键细节。

　　喷嘴环虽为非运动部件，但长期承受高温与废气冲蚀，是透平的易损件。需将其纳入重点维护清单，定期检查状态，同时船上应储备备品，确保故障时可及时更换。

　　空气滤网清洁、燃油净化、规范清洗等基础管理工作，直接影响喷嘴环等部件的损伤速度。强化日常管理可有效延缓部件老化，降低故障发生率。

　　换新透平喷嘴环后，需按要求在《氮氧化物排放控制》文件夹中做好记录，确保设备维护符合环保法规要求。

　　本次 DAIHATSU-6DE23 型柴油机透平喘振故障，根源在于喷嘴环叶片长期受废气冲蚀导致的周向效能不均，进而引发涡轮转速波动并进入喘振区。通过拆检发现问题、换新喷嘴环解决故障，并结合实践提炼出透平日常管理的关键要点，为同类设备的故障处理与预防提供了切实可行的参考。在轮机管理中，唯有紧扣设备特性、强化细节维护，才能保障动力系统的安全稳定运行。