某轮副机增压器故障致全船失电的原因分析和应对措施

摘 要：船用透平增压器是非常精密的机械设备，也是船舶主机、副机上的重要设备，而现在航运界为了节能减排，大都要求船舶实行单机航行，这样一来就加大了船舶航行风险。为了减少、降低该风险，我们船舶轮机管理人员也就必须勤加拆检、保养，确保其处于良好工况。但部分轮机管理人员觉得增压器是很精密、复杂的设备而不敢动手去拆。本文选取了一种在远洋船舶副机上广为使用的增压器，通过分析其结构原理、结构特征、故障实例，再结合实际工作经验提出应对措施，以减少、降低船舶航行风险。

关键词：船舶 透平增压器 涡轮 蜗壳 密封环

某轮是2004年8月由日本KOYO DOCKYARD CO.，LTD建造的载重量为18万吨的散货船。主机型号：MAN B&W 6S70MC-C 一台；副机型号：YANMAR 6N18AL-EV 三台；副机增压器型号：IHI RH143。航行时只用一台副机，即单机航行。

1.故障现象

航行中NO.2副机排烟管突然冒出浓烟（当时仅NO.2副机在用），随即跳闸，全船失电。

2.故障原因分析

检查NO.2副机，发现增压器转子卡死不能旋转。解体该增压器，两个半浮动轴承磨损严重、涡轮端叶轮与涡壳摩擦、燃气叶轮边缘磨损超标、涡

轮侧燃气密封环已由原来的一小矩形活塞环磨损成一圆环（拆卸时断成两节）。由此可以判断该故障是由于该燃气密封环过度磨损不能有效密封，燃气进入透平轴承室使轴承室内的油变质、结炭，致使两个铜质半浮动轴承磨损，透平转子下沉，转子上涡轮叶片接触到涡壳、发生摩擦，而致使增压器不能正常工作、副机脱闸发生跳电事件。

联想到中海香港航运“峰”字号船舶也经常发生副机增压器故障而造成全船失电等紧张局面，其副机增压器型号也是日本IHI生产的RH133，两者都属于IHI的RH..3系列，结构、原理基本上都是一样的，对此我通过仔细阅读其说明书、分析其结构原理发现了它结构上的一点特征，现写出来与大家共同探讨。下面首先简述该增压器的基本工作原理。

RH133、143型增压器采用的是废气涡轮增压系统中的脉冲涡轮增压。它把副机（6缸）的1、2、3缸的排烟管组成一组，4、5、6缸的排烟管组成另一组，把副机燃气导入增压器的涡轮端；高温燃气带动固定有涡轮叶片的转子旋转并从涡室端部排出；透平转子由两个半浮动轴承（RH133是全浮动轴承）和一组推力轴承支撑、定位；转子的输出端再带压气机叶轮；空气经空气滤网罩、消音器由压气机叶轮带动压缩，并排入副机空冷器冷却，再进入扫气总管供各缸工作用。如图1。涡轮室的燃气与轴承室的分隔由一密封环来完成，如图2。

轴承室的由副机系统油来，没有单独的供油泵和滑油系统。涡轮端、压气端产生的轴向力由安装在轴承室近压气侧的推力轴承来平衡。正常状态下，该增压器工作平稳、高效，但从其结构上我们可以看出其燃气与轴承室的分隔是一薄弱环节，仅由一小密封环来密封，该环安装在转子的环槽中，与涡轮室的一个小台阶

和转子环槽内面形成密封面。由于它工作环境的恶劣，又没有，加上它本身机构上的简单、脆弱，使它变成一极易损坏的部件。而它的工作不正常、不能有效密封就会导致更严重的隐患的产生：使轴承室的滑油变质、炭化，使铜质浮动轴承产生过度磨损，而致转子下沉、涡轮叶片与涡壳和压气机叶轮与压气机室间隙变小，甚至直接接触，进而影响转子的正常旋转与压缩空气，严重的会导致整台增压器的报废。

3.应对措施

（1）缩短其检修周期，以减少故障发生率。每次使用前都要检查一遍；每天做一次外观检查，看有无松动、漏油、漏气，有无异常噪音；副机在使用时要连续分离、洁净系统油，当油质变差时要及时更换，滑油滤器及时清洗；每隔400小时检查一次各紧固部件，看有无松动；每720小时检查一次转子转动情况，拆下空气滤器罩、消音器，用手转动转子看是否平稳、有无摩擦声音；每2160小时拆检增压器一次，解体、清洁、检查，更换磨损元件。

（2）及时订购易损部件，以便在检修中发现超耗部件时能及时更换。特别是燃气侧密封环1009和浮动轴承7001，基本上要有3套在船作备用。

（3）培训轮机部人员，多动手拆检。有部分轮机员会觉得增压器是很精密、复杂的设备而不敢动手去拆。实际上这种副机增压器每用2～3月就必需拆检一次，清洁、检查、更换磨损元件。因此我们轮机员都必须学会正确拆装该增压器。第一次拆检时，最好对照说明书中的分解图一步一步来进行，每拆一步都要考虑到怎样装复。见图3。

在整个拆装过程中有几点要特别注意：在拆涡室与轴承室的螺栓4004时，涡室和轴承室间要先准确做好记号，如没装正确则在安装到副机上时排烟管会装不上或发生扭曲；拆螺栓3003时压气室和轴承室间也要做好记号，也是没有定位装置可旋转，如装不正则装上副机后不能密封其排气口；螺栓4004是耐高温的，有时较紧拆不下来，而且位置有限，不好用力，这时就不能大力硬拆，以防打滑损坏螺栓而致解体不了，应用锤子和铁棒敲打该螺栓头部，震松一下再拆；压气机叶轮2001是锁紧在转子轴上的，拆时不能直接拿下，这时应用火加热叶轮，使其受热膨胀，这样就可很轻松的直接用手拿下了，装复时只要清洁好后把反牙锁紧螺母1008上到标定扭矩（32.4N. m）就可以了；装复时燃气侧密封环1009和压气侧密封环1010要注意使其开口朝上；浮动轴承的定位环5002在安装时要注意使它光滑的那面与轴承接触，燃气侧轴承的卡环的开口（从透平侧看）要向左，压气侧轴承的卡环的开口要向右（从压气侧看）；装复后再检查转子是否转动灵活自如，并测量其轴向间隙（0.06～0.12mm）和径向间隙（0.37～0.57mm）。