废气涡轮增压器
毕业设计（论文）设计题目：浅析发动机废气涡轮增压技术
姓名姚伟
学院（系）交通与物流学院
专业交通运输
年级 2011级
指导教师郭晋明朱燃燃
2014年12 月25 日
目录
摘要
关键字
引言
一．发展历史
二．涡轮增压器概述
2.1涡轮增压系统
2.2增压作用和目的
三．涡轮增压器的结构及工作原理
3.1结构及组成部分
3.2离心式压气机
3.3径流式涡轮机
3.4涡轮增压器基本工作原理
四．涡轮增压的优缺点
4.1涡轮增压器的优点
4.2涡轮增压器的缺点
五．涡轮增压器在汽油机上的应用
六．涡轮增压器的发展现状及前景
七．参考文献
浅析发动机废气涡轮增压技术
摘要：涡轮增压，英文名为Turbo，一般来说，如果我们在轿车尾部看到Turbo 或者T，即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了。当今时代，科学技术的迅猛发展，极大的促进了汽车技术和汽车工业的高速发展，汽车正日益广泛地深入到社会和人们的日常生活，为了满足驾驶者的驾驶需求，提高汽车的动力性和燃油经济性显得尤为重要，涡轮增压技术就是这么一项技术。本文主要研究发动机蜗轮增压技术的应用现状、工作原理、技术特点及发展前景，阐述了发动机蜗轮增压技术的作用和目的，介绍了涡轮增压系统中各组成部件的作用及工作原理，提出了目前汽油机增压的难点、可能遇到的问题和针对这些问题应采取的措施，论述了发动机涡轮增压技术发展趋势及前景。
关键字：涡轮，废气，增压
引言
随着现代科学技术的高速发展，对于发动机的功率要求也越来越高，因此就需要不断提高发动机的动力性。提高发动机升功率的最有效措施是提高发动机进气管中的冲量密度，即采用增压技术。增压按其定义是在增压器中压缩进入发动机进气管前的冲量，增加进气管中冲量的密度，使得进入汽缸的实际进气量比自然吸气发动机的近气量多，来达到增加发动机功率的目的。增压器所需能量来源的不同，一般可分为机械驱动式增压和废气涡轮增压两类。机械增压将使内燃机的机械效率降低，废气涡轮增压是最有效的增压方式。经过百年的不断发展，涡轮增压技术已经日趋成熟和完善。随着涡轮增压技术的普及、深入，有关涡轮增压方面的新技术、新工艺、新材料、新理念开始不断涌现。涡轮增压器根据废气在涡轮机内不同的流通方向，可分为径流式涡轮与轴流式涡轮两大类。大中型柴油机多采用轴流式涡轮增压器，而对于车用内燃机则采用径流式涡轮增压器。径流式涡轮增压器由离心式压气机和径流式涡轮机这两个主要部分，以及支承装置、密封装置、冷却系统、润滑系统所组成。车用汽油机的速度和功率范围宽广，工况变化频繁，扭矩储备要大，这些在采用废气涡轮增压后，不采取特殊措施，会限制它的推广。汽油机的过量空气系数比较小，所以工作温度比柴油机高，增压
后尤为突出。而且汽油机空燃比由于工作循环的性质决定，仍需限制在较浓的狭窄范围内，又不能用较大的气门重叠角使较多的扫气空气来降低燃烧室零件和排气的温度。随着新材料、新技术、新理念的出现，发动机增压技术正朝着高效率趋势不断发展。
一．发展历史
上。20世纪70年代成为了涡轮增压器的一个转折点，装配增压发动机的保时捷911问世。但让涡轮增压技术焕发青春的非瑞典SAAB萨博公司莫属，它于1977年推出的SAAB99车型将涡轮增压技术传播的更广泛，但那时的涡轮增压器仅限于装配在小车的汽油发动机上面。一直到80年代中期，欧美的卡车制造商才将涡轮增压技术应用在各自的柴油发动机上面，而国产车是在这10年才开始逐渐流行带涡轮增压器车型的。
二．涡轮增压器概述
2.1涡轮增压系统
涡轮增压系统分为单涡轮增压系统和双涡轮增压系统，只有一个涡轮增压器的增压系统为单涡轮增压系统，如图2.1。涡轮增压系统除涡轮增压器之外，还包括进气旁通阀，排气旁通阀和排气旁通阀控制装置等。
图2.1 单涡轮增压系统
2.2增压作用和目的
所谓增压，就是借助于装在发动机上的专用增压装置，预先压缩进入气缸的空气，以提高进入气缸中的空气密度，增加进气量的一项技术。由于进气量增加，可相应的增加循环供油量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲，可以得到驾驶员所期望的良好的加速性，同时，增压还可以改善燃油经济性。一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够输出更大的功率。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到2.4L 发动机的水平，但是耗油量却并不比1.8L发动机高多少，在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。
三．涡轮增压器的结构和基本工作原理
3.1结构及组成部分
车用涡轮增压器一般由单级离心式压气机和单级轴式涡轮机或径流式涡轮机组成为机组，并分别称为轴流式涡轮增压器和径流式废气涡轮增压器。此处介绍径流式涡轮机。压气机和涡轮机二者的工作轮装在同一根轴上，称为转子，转子由发动机排出的废气驱动。这种涡轮增压器工作的条件，除压气机和涡轮机的转速相同外，在任何工况下其效率也是相同的。增压器轴通过两个浮动轴承支撑在中间体内，中间体有润滑和冷却轴承的油道，如图2.2所示。
图2.2 涡轮增压器结构图
3.2离心式压气机
离心式压气机由进气道，压气机叶轮，无叶式扩压管及压气机蜗壳等组成，如图3.1所示。叶轮包括叶片和轮毂，并由增压器轴带动旋转。
图3.1 离心式压气机
当压气机旋转式，空气经进气道进入压气机叶轮，并在离心力的作用下沿着压气机叶片之间形成的流道，从叶轮中心流向叶轮的周边。空气从旋转的叶轮获得能量，使其流速，压力和温度均有较大的提高，然后进入叶片式扩压管。扩压管为渐扩形流道，空气流过扩压管时减速增压，温度也有所升高，即在扩压管中空气所具有的大部分动能转变为压力能。
扩压管分叶片式和无叶式两种，无叶式扩压管实际上是由蜗壳和中间体侧壁所形成的环形空间。蜗壳的作用是收集从扩压管流出的空气，并将其引向压气机出口，空气在蜗壳中继续减速增压，完成其由动能向压力能转变的过程。
3.3径流式涡轮机
蜗轮机是将发动机排气的能量转变为机械功的装置，径流式涡轮机由蜗壳，喷管，叶轮和出气道等组成，如图3.2所示。
图3.2 径流式涡轮机
蜗壳的进口与发动机排气管相连，发动机排气经蜗壳引导进入叶片式喷管，喷管是由相邻叶片构成的渐缩形流道。排气流过喷管时降压，降温，增速，膨胀，使排气的压力能转变为动能。由喷管流出的高速气流冲击叶轮，并在叶片所形成的流道中继续膨胀做功，推动叶轮旋转。与压气机的扩压管类似，蜗轮机的喷管也有叶片式和无叶式之分，涡轮机的蜗壳除具有引导发动机排气以一定的角度进入涡轮机叶轮的功能外，还有将排气的压力能和热能部分的转变为动能的作用。
3.4涡轮增压器的基本工作原理
涡轮增压器连接到发动机的排气歧管，将发动机排出的废气引入涡轮机，利用废气所包含的能量推动涡轮机叶轮旋转，涡轮通过轴与安装在空气过滤器与吸气管之间的压缩机相连，此时带动与其同轴安装的压气机叶轮工作，新鲜空气在压气机内增压后进入气缸，当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了，并且可以大幅度降低有害气体的排放和噪声水平，如图3.3
图3.3 涡轮增压示意图
四．涡轮增压器的特点
4.1涡轮增压器的优点
（1）发动机重量和体积增加很少情况下，发动机不需作重大改变很容易提高功率和扭矩。
（2）降低油耗。由于废气能量的收回发动机经济性会明显的提高，一般由于废气能量的回收能提高经济性3%-4%，再加上相对地减少了机械损失及散热损失，提高了发动机机械效率和热效率，使发动机涡轮增压后油耗率降低5%-10%。（3）涡轮增压发动机对海拔高度的变化有较高的适应力，在高原地区工作时比非增压发动机功率下降要少的多，故涡轮增压除了用来提高发动机功率，外还可用作高原发动机恢复功率。
（4）涡轮增压后排气噪声相对减少，排气烟度及排气中有害成分也减少，故对减少污染是有利的。
4.2涡轮增压器的缺点
（1）低速时转矩增加不多，而且在发动机工况发生变化时，瞬态响应差，致使汽车加速性，特别是低速加速性较差。
（2）与机械增压相比，涡轮增压时热负荷问题较严重。
（3）对大气温度及排气背压比较敏感，故经常在高背压下工作的发动机不宜采用涡轮增压。
五．涡轮增压器在汽油机上的应用
在柴油机上采用涡轮增压已经有半个多世纪了，但在1980年以前，一直没有广泛的应用于汽油机，汽油机增压比柴油机要困难的多，其主要原应是：（1）汽油机增压后爆燃倾向增加。
（2）由于汽油机混合气的过量空气系数小，燃烧温度高，因此增压后汽油机和涡轮增压器的热负荷大。
（3）车用汽油机工况变化频繁，转速和功率范围宽广，致使涡轮增压器与汽油机的匹配相当困难。
（4）涡轮增压汽油机的加速性差。当节气门突然开大要求混合气量迅速增加时，却由于增压器转子的惯性，使增压器加速迟缓，发动机进气量的增加将滞
后一段时间。完全消除涡轮增压器对发动机工况变化的响应滞后现象比较
困难。
但是，近些年来，车用汽油机，特别是轿车汽油机的涡轮增压得到了较大的普及和发展。这是因为随着高速公路的发展，车主对汽车高动力性能的追求日益强烈，另外，汽油喷射式发动机和电控技术的发展，以及小型增压器性能的改善，都为普及和发展汽油机增压技术创造了有利条件。为了克服汽油增压的困难，在汽油机增压系统中采取了许多措施，其中有：
（1）在电控汽油喷射式发动机上实行汽油机增压。电控技术的应用，可以极其方便的对汽油机增压系统进行爆燃控制，放气控制和排放控制等。
（2）应用点火提前角自适应控制，来克服由于增压而增加的爆燃倾向。利用装在发动机上的爆燃传感器监测爆燃信息，并将其传给电控单元（ECU），电
控单元则发出指令推迟点火时刻以消除爆燃，带爆燃消除后，自适应的逐
步加大点火提前角，使发动机在比较理想的状况下工作。
（3）对增压后的空气进行冷却。应为空气增压后温度升高，密度减小，如果温度过高，不仅会减少进气量，消弱增压效果，还可以引起发动机爆燃。实
践证明，对增压空气进行中冷，对提高功率，降低油耗，降低热负荷和减
轻爆燃都十分有利，因此，不仅在汽油机增压系统中设置中冷器，而且在
高增压柴油机增压系统中也设有中冷器。
（4）采用增压压力调节装置。增压压力与涡轮增压器的转速有关，而增压器转
速又取决于废气能量。发动机在高转速，大负荷工作时，废气能量多，增
压压力高；相反，低转速，小负荷时，废气能量少，增压压力低。因此涡
轮增压发动机的低速转矩小，加速性差。为了获得低速，大转矩和良好的
加速性，轿车用涡轮增压器的设计转速常为标定转速的40%。但在高转速
时增压压力将会过高，增压器可能超速。过高的增压压力使汽油机热负荷
过大并发生爆燃，为此必须采用增压压力调节装置，以控制增压压力。最
为简单而又十分有效的这类装置是进，排气旁通阀或放气阀。
六．涡轮增压器的发展现状及前景
经过80多年的不断发展，特别是20世纪90年代以来，由于CAD/CAM，电控、材料和制造技术等科学技术的迅速发展，许多相关学科领域的成果被用于增压技术领域，从而出现多种增压方式。针对不同的车用发动机，使用不同的增压方式才能达到最佳的匹配。由于废气涡轮增压器结构简单，而目前对提升发动机性能效果很好，当1台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器的相比，可增加大约40%甚至更多，或者说1台小排量的发动机经增压后，可以产生较排量发动机相同的功率，试验证明由于涡轮增压发动机的燃烧比较完全，排烟浓度降低，废气中CO和HC含量明显减少，NOx含量也大为改观，对减少汽车排气污染有利。此外，由于燃烧压力升高率降低，发动机工作柔和，噪声比较小，而且在高原地区也可以恢复功率减少油耗。由于装在汽油机上爆震倾向大大增强，而且汽油机的转速和功率范围宽，系统比较复杂，所以目前应用较少，只有少数高级轿车安装，但是随着技术的不断提高，应用会越来越广。装在柴油机上不存在什么大难题所以普及很广，在重型柴油机上已经达到了100%，而且目前已向小型柴油机迅速发展。涡轮增压是目前全世界汽车厂商运用最为广泛的发动机增压技术。国内非常常见的国产的奥迪、帕萨特、宝来的1.8T发动机就是采用的这种技术。这种技术的优势很明显，它可以利用发动机排出废气产生的能量，来大幅度提高发动机的动力输出。最早的汽油涡轮增压发动机运用在量产车型是在60年代。当时，这个车有一个让人很难容忍的缺点，那就是在低转速的时候动力非常差，甚至还比不上一台同等排量的自然吸气式发动机，这种强烈的涡轮迟滞使得这台发动机的动力输出很不流畅。近些年来，由于计算机辅助设计的广泛应用和加工水平的飞速发展，尤其是前倾后弯叶片的应用使压气机效率提
高了7%～10%，发动机的经济型和动力性都得到大幅提高。目前，中，重型车辆已经普遍选用增压柴油机作为动力，涡轮增压技术已成为提高发动机动力性、经济型和降低废气、噪声排放的最有效措施之一，特别是为了应对新的发动机排放法规，增压技术的应用范围进一步扩大，增压技术进入了黄金发展时期。
七．参考文献
1 林建生，燃气轮机与涡轮增压内燃机原理与应用，天津大学出版社，2005
2机械出版社，汽车新能源详解，2007
3人民交通出版社，汽车发动机维护及检修，2005
4陈家瑞，汽车构造，第五版，人民交通出版社2005,9
浅析船舶涡轮增压器喘振机理及其预防措施
浅析船舶涡轮增压器喘振机理及其预防措施 发表时间：2019-07-23T12:14:57.237Z 来源：《知识-力量》2019年9月34期作者：顾卫标 [导读] 涡轮增压器是船舶增压系统的核心部件，它的可靠性是保证船舶动力装置正常安全运行的主要环节，增压器最容易出现的故障即为喘振。本文首先介绍了增压系统的工作原理，然后阐述了增压器喘振的机理。最后，分析了喘振发生的原因并提出相应的预防措施。（江苏省海洋渔业指挥部，江苏南通 226006） 摘要：涡轮增压器是船舶增压系统的核心部件，它的可靠性是保证船舶动力装置正常安全运行的主要环节，增压器最容易出现的故障即为喘振。本文首先介绍了增压系统的工作原理，然后阐述了增压器喘振的机理。最后，分析了喘振发生的原因并提出相应的预防措施。 关键词：涡轮增压器；增压；喘振；预防措施 作为当今热效率最高的动力机械，柴油机以其良好的经济性广泛应用于远洋船舶和内河船舶。为了增加功率，改善热效率，提高经济性，柴油机增压程度不断提高。增压技术使柴油机的动力性、经济性上了一个台阶，增压也成为提高柴油机功率的主要途径。船用柴油机增压器一般应用废气涡轮增压的方法，利用柴油机排出的废气能量驱动涡轮高，带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转，压气机将空气压入柴油机的气缸，增加了柴油机的充气量，可供更多的燃油完全燃烧，不仅柴油机工作过程得到改善，燃油消耗下降，经济性提高，排放也得到改善。因此，其工况的好坏直接影响柴油机的工作。 涡轮增压器工作时，当压气机的排出压力和流量减少时，其工作点落在压气机的喘振区时，压气机排出的压力忽高忽低，空气流量忽正忽负，引起机器强烈振动，并发出沉重的喘息声和吼叫声。如果增压器轴承处于良好保养的状态，这种偶尔发生的喘振是没有危害的。但是应该避免进一步喘振的发生，因为那将损坏转子，引起增压器转轴振动和整个增压器的机械颠簸，对增压器的安全运行危害极大。发生喘振的主要因素： 1.增压系统流道阻塞 增压器系统流道阻塞是引起增压器喘振的最常见的原因，增压系统的气体流动线路为：“空气滤器---压气机---中冷器---进气管---气缸---排气管---废气涡轮---废气锅炉---烟囱---大气”特别是外来杂质，如油气、粉尘等赃物进入进气管道排气管道积碳，进气管道变形等，使流道阻力增大，压气机流量减小，背压升高，特性线左移（如右图）引起喘振。此外，柴油机长期燃烧不良，涡轮喷嘴、涡轮叶片、轮盘及气封间隙两旁壁面等地方聚集大量未燃尽的碳粒的油垢，增压器停车后，油垢会冷却凝固，加大增压器运转时的机械阻力，使涡轮性能下 降，最后使增压压力下降而导致喘振。 在日常管理中，应周期性清除汽缸进气口和排气口的积碳，并经常对空气滤清器、压气机进气流道、空气冷却器、涡轮喷嘴环和叶轮等进行清洗。当增压器流道阻塞严重时，须将增压器拆开进行清洗。而在运行时对压气机和涡轮机进行清洗，既可以减少增压器的拆装次数，有可避免此类原因引起的喘振。 2.增压器和柴油机的运行失配 柴油机与增压器匹配良好是指：柴油机达到预定的增压指标，增压器在柴油机全部工作范围内能稳定低运行，既不喘振也不超速，并尽可能在高效区工作。对于设计时选配良好的柴油机和增压器，在正常情况下是不会发生喘振的。但是，由于柴油机本身的某些故障或者由于装载、顶风、污底、大风浪航行或者轮机员操作不当，都可能导致柴油机和增压器匹配不良，引起喘振。柴油机喷油系统出现故障，会使柴油机燃烧不良，引起严重的后然；柴油机的活塞环断裂或者粘着，气阀烧损气阀间隙过小，都可能导致汽缸漏气，热负荷增大，排烟温度升高。若柴油机供油量不变，因而有功功率减小，柴油机转速下降。而排烟温度升高引起废气能量增加增压器转速增高，供气量增多，从而破坏了柴油机与增压器的正常匹配关系，导致压气机处于高背压小流量状态，容易发生喘振，但此种情况下，排除了柴油机的故障，也就消除了喘振。 船舶满载、顶风航行时，主机处于高负荷、低转速状态。柴油机燃油系统供油量增加，后燃引起废气能量增加，增压器转速升高，而汽缸耗气量却因为柴油机转速降低而减少，这同样容易引起增压器与柴油机匹配不佳而出现喘振。此情况下，减小柴油机油门就可消除喘振。 3.柴油机负荷骤变 如船舶遇到大风浪，螺旋桨出水，柴油机负荷骤然减少，转速升高，各缸供油大量减少，使供给增压器的废气量减少，增压器转速下降，从而是压气机空气流量减少，达到一定程度时会发生喘振，为防止这种情况，应避免飞车现象的发生。 4.环境温度的变化 当航行在不同温度的海域或季节，增压器与柴油机的配合运行点不同；气温升高，空气密度降低使进入压气机的空气流量减小，尽管排烟温度升高，排气管冷却能力下降，涡轮获得的能量反而减少，这样增压器转速降低将进一步导致空气流量减小，从而发生增压器喘振。持续的喘振可以通过调节扫气总管顶部的阀来临时处理。 结语 增压器出现故障，不要匆忙地更换增压器，应该寻找和判断故障原因和部位，并尽可能地加以排除。这样可以避免换上增压器后同样
船舶动力装置
第一章 绪论 一、 船舶动力装置的含义及组成 船舶动力装置是保证船舶正常航行、作业、停泊及船上人员正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。 船舶动力装置的任务是产生各种能量，并实现能量的转化和分配，以利于船舶正常航行和作业。有船舶“心脏”之称。 船舶动力装置也称“轮机”，主要由推进装置、辅助装置、船舶管路系统、船舶甲板机械、机舱的机械设备遥控及自动化组成。 1. 推进装置 推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证一定航速前进的一整套设备。包括： 1) 主机：指推动船舶航行的动力机。 2) 传动设备：包括离合器、减速齿轮箱、联轴器、电力推进专用设备。 3) 船舶轴系：包括传动轴、轴承、密封件。 4) 推进器：能量转化设备。 2. 辅助装置 辅助装置：除供给推进船舶的能量之外，用以产生船舶上需要的其他各种能量的设备。包括： 1) 船舶电站：作用---供给辅助机械及全船所需要的电能。 组成---发电机组、配电板、其他电气设备。 发电机组主要由柴油发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组、余热发电机组。 2) 辅助锅炉装置：作用---民用船舶用它产生低压蒸汽，以满足加热、取暖及其他生活需要。 组成---辅助锅炉及为其服务的燃油、给水、鼓风、送气设备及管路、阀 件等。 3) 船舶管路系统：作用---用来连接各种机械设备，并传递有关工质。 组成---动力管路、船舶系统。 4) 船舶甲板机械：作用---保证船舶航向、停泊及装卸货物所需要的机械设备。 组成---锚泊机械设备（锚机，绞盘）、操舵机械设备（舵机及操纵机械、 执行机构）、起重机械设备（起货机，吊艇机及吊杆）。 5) 机舱的机械设备遥控及自动化：组成---对主、辅机和有关机械设备等的远距离控制、调 节、检测和报警系统。 二、船舶动力装置的类型及特点 类型：柴油机动力装置、汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置、联合动力装置、核动力装置 三、船舶动力装置的基本特性指标 动力装置的基本特性指标是指技术指标、经济指标和性能指标。 1. 技术指标：标志动力装置的技术性能和结构特征的参数。包括：功率指标、质量指标、 尺寸指标。 2. 经济指标：包括：主机燃料消耗率e g 、动力装置燃料消耗率εg 、推进装置的有效热效 率e η、每海里航程的燃料消耗量n g （船舶航行1n mile ，装置所消耗的燃料量）。 3. 性能指标：包括：可靠性、机动性、使用寿命、振动噪音以及机舱自动化等。 第二章 船舶轴系 一、推进装置型式及其特点
无眼界 中国船舶废气脱硫技术
作为目前亚洲首家生产船舶废气清洗系统设备的企业，威海普益船舶环保科技有限公司继2015年11月份取得中国船级社CCS原理认可证书之后，5月13日又获得法国BV船级社、英国劳氏船级社(LR)的认可证书。这标志着这家中国企业的船舶废气清洗系统技术突破国际技术封锁，产品跻身世界一流。 这家中国企业采用的是“镁基-海水法”船舶废气清洗系统，由普益公司协同大连海事大学共同研发，先后在两艘集装箱船上进行多次船上试验，最终取得在船舶最大燃油硫含量3.5%m/m(摩尔/摩尔)情况下，经废气清洗系统后达到《国际海事公约》规定的硫含量最严 社(LR)原理认可证书的可靠依据。 与国外“钠碱法”比较，同功率的“镁法”设备占地面积减 过测算，镁法脱硫设备投资回收期约1年左右，国外的“钠碱法”投资回收期在1.9年左右。 这一自主创新、拥有自主知识产权的专利技术，充分满足了《国际海事公约》船舶废气脱硫排放最严格标准。国际海事部门调查数据表明，全球65%-70%的悬浮颗粒物(PM2.5)和硫氧化物来自于船舶。为此，国际海事公约纳入“防止船舶造成大气污染规则”，对船
2025年，0.5%的硫氧化物排放上限新规将在全球范围内生效。至2030年，将最终提高到0.1%。 2015年11月26日，中国交通运输部出台《珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》，在亚洲率先设立船舶排放控制区。目前，中国大多数船舶经过排放控制区时都采用“换油法”来满足公约的要求。但综合评价，采用船舶废气脱硫装置来满足公约的要求更切实际。 面对国际环保海事新规和中国环保政策的密集出台，业内预计未来几年全球至少30%-40%的船舶将安装废气洗涤器。到2020年或2025年，0.5%的限硫量上限新规在全球范围内生效，国内外市场将进入爆发期。未来10年，全球市场需求在1万亿人民币左右。
船舶大趋势一船舶废气处理
2017船舶大趋势（一）船舶废气处理 国际海事组织IMO下属的海上环境保护委员会第70次会议通过决议，确定2020年在全球海域实行船舶燃油%含硫上限的规定,之前划设的四大排放控制区仍然实行%的限制。船舶尾气排放中含有大量的硫氧化物、氮氧化物等颗粒物，对大气环境造成的污染已日趋受到国际社会的广泛关注。 在世界货物运输中，海洋运输占据了很大的比例。海洋货物运输具有通行能力大、运输量大、运费低廉、对货物的适应性强、速度较低、风险较大等特点。目前，国际贸易总运量中的三分之二以上，我国进出口货物运输总量的90%都是利用海洋运输。随着运输船舶数量的剧增，船舶排放污染物对大气环境和海洋环境造成的污染和危害也日趋严重。船舶柴油机燃烧排放的尾气主要以二氧化硫SO2和氮氧化物NO2为主，根据2014年国际海事组织(IMO)统计数据显示，船舶尾气年排放SO2、NO2分别约占全球排放总量的13%和15%。相关报告也指出，船舶产生尾气所造成的大气污染约占整个大气污染总量的5%～11%。为了减少船舶尾气中硫氧化物SO2、氮氧化物NO2及颗粒物对大气环境的影响，最直接的方法就是减少船舶燃料油中的硫含量和氮含量，IMO和欧美发达国家通过制定相关法规，对船用燃料油中的硫含量和氮含量设定了限值标准，并加以施行。除此之外，近年来国内外一些船用设备厂商及科研院所在船舶硫氧化物、氮氧化物排放控制技术方面开展了大量的研究工作。本文概述了船
舶硫氧化物、氮氧化物排放控制的相关法规，重点介绍了船舶脱硫脱硝技术的现状，并分析了船舶尾气排放控制技术的未来发展趋势。1 船舶尾气排放控制法规介绍船舶硫氧化物排放控制法规由于船舶排放尾气中含有大量的硫氧化物SO2，这些硫氧化物的排放造成了严重的大气污染，国际社会与地区性组织纷纷立法限制船舶硫氧化物排放。降低燃油中的硫含量是最有效最直接的减排措施，因此，国际海事组织(IMO)、美国环保局(USEPA)、欧洲环境署(EEA)等针对全球和局部海域船舶燃油硫含量做出了日趋严苛的限值规定。MARPOL 公约附则Ⅵ2005 年起开始生效，船舶在欧美地区硫排放控制区(SECA)航行时，船舶燃油硫含量限值标准为%(质量分数)，然而从2015 年起，当船舶进入SECA 时，燃油硫含量标准相比之前需降低90%以上，这使得从事国际贸易的远洋船舶面临严峻的减排压力。此外，除目前IMO 规定的SECA外，墨西哥海岸、香港、澳大利亚、中国珠三角、长三角、环渤海(京津冀)等地区的近岸海域也都已成为SECA，未来全球范围内所有近岸海域均有可能划为SECA 范畴，因此这将对船舶硫氧化物排放控制技术的发展产生重要的促进作用。船舶氮氧化物排放控制法规MARPOL 公约附则VI对氮氧化物NO2的排放针对低速级(N<130r><2000r>根据表1-1所示，2016年1月1日以后，对于低速级、中速机、高速机三种柴油机，其相应的氮氧化物NO2的排放标准将比现阶段分别降低%、%和%。鉴于IMO对船舶柴油机燃烧排放的二氧化硫SO2和氮氧化物NO2的排放量已作出的明确规定，许多国家和地区也都在积极采取各种
第九章船舶主要部件的检修
第九章 船舶主要部件的检修 ?一、增压器的检修 ?废气涡轮增压器的作用是利用柴油机废气能量驱动涡轮带动同轴上的压气机，把空气压力提 高送入气缸，使柴油机功率大幅度提高。 ?由于增压器高速运转，它属于精密机械。 ?废气涡轮增压器使柴油机的功率增加1倍，而重量只增加10％。 ?轴承在增压器中居重要地位，它不仅保证转子安全可靠地高速回转，还必须保证转子准确定位 ?废气涡轮增压器转子两端轴承一般采用透平油，由自带油泵进行润滑。 ?增压器自带油泵工作的可靠性与其安装质量有关，安装时应保证油泵轴线与转子轴线同轴。?滚动轴承具有摩擦系数小，产生热量少，润滑油消耗量少，拆卸方便，起动性能好，效率高 等优点,缺点是使用寿命有限。 ?滚动轴承累积工作时间达到其额定使用寿命时即应换新轴承，一般累积工作时间约为8000小时。 ?压气机端的轴承中装有径向和轴向两级减振弹簧片。其中轴向减振弹簧片除应具有减振作用 外，还应具有调整和确定转子轴向位置的作用 ?在涡轮端轴承中只装有径向减振弹簧片，以减轻振动。 ?转子变形会使增压器产生振动。 ?消除增压器振动的方法首先应是换新轴承。 ?增压器的转子或叶片经修理或更换后均应进行动平衡试验并合格。 ?零部件D/L≤1时,应进行动平衡试验，以保证其平稳、无振动的运转。 ?零部件(D/L≥5)应进行静平衡试验，以保证运转平稳，如螺旋桨。 ?修后的增压器转子、电机转子应进行动平衡试验，以保证平稳运转。 ?新造或经修理的增压器转子应进行动平衡试验。
?增压器转子需做动平衡试验的情况： ?转子部件受机械损伤； ?转子轴及涡轮叶片经修理后； ?涡轮叶片部分或全部更换后； ?压气机叶及导风轮经修理或更换后。 ?增压器转子转动时产生的离心力空间汇交力系。 ?动平衡试验是在2个平面上检测。 ?增压器转子动平衡试验合格之后： ?两平面内的离心力的向量和近似为0 ?离心力引起的力偶矩的向量和近似为0 ?偏心矩近似为0 ?回转件的重心相对其回转中心的距离称为偏心距e。 ?平衡精度是反映回转件平衡后的不平衡程度的指标。 ?增压器转子的平衡精度又称为偏心距。 ?反映回转件回转时不平衡惯性力的大小和方向的指标是不平衡度。 ?对于质量分布在同一平面内，轴向长度较小的回转件，其不平衡度用不平衡度或称重径积表 示,即距回转半径Ｒ处有一不平衡重Ｆ(或不平衡力Ｆ)时，回转件的不平衡度用Ｆ·Ｒ(牛·米) ，或称重径积。 ?平衡精度是用来度量回转件动平衡的物理量，回转件的平衡精度是其经平衡后的不平衡程度，用回转件的重心相对其回转中心的距离称为偏心矩e。 ?偏心距用回转件的不平衡度(重径积) 与其质量中心上的重力之比耒表示，即e＝FR/G(mm) 。?对于质量分布在同一平面内，轴向长度较小的回转件，其平衡精度用e 表示。 ?对于质量分布不在同一平面内，轴向长度较大的回转件，其平衡精度用e ·ω表示，其中ω为 回转件的角速度。 ?平衡精度的等级按照［e］·ω来划分。
船舶废气排放控制技术
船舶废气排放控制技术 1.2排放控制标准MARPOL73/78附则VI对于船舶废气中的硫氧化物和氮氧化物的排放含量作了限制，禁止故意排放消耗臭氧的物质，附则规定了燃油中硫的含量不超过4.5%m/m的全球上限，并呼吁国际海事组织在议定书生效后监控全球燃料的平均含硫量。附则还设立波罗的海区域、北海区域为硫氧化物排放特别控制区，从而对硫的排放进行更严格的控制，在上述区域，船舶使用的燃油中硫的含量不得超过1.5%m/m，或者，船舶必须要安装废气清洁设备或者使用其它技术手段控制硫氧化物的排放。附则VI规定2000年1月1日起输出功率超过130kW的柴油机，其NOx排放限制如下：1.对转速低于130r/min 的低速柴油机NOx≤17.0g/kw·h。 2.对转速在130r/min N2000R min时，NOx≤45.0×n(-0.2)g kW•；h。 3.对转速n 2000r/min， NOx≤9.8g/kW•；h。国际海事组织(IMO)防止大气污染规则的生效，导致各国对船舶柴油机排放的进一步认识，出台一系列地方排放标准或国家船舶排放控制计划，如瑞典提出，国内船舶(如渡轮)NOx排放限制为24kW•；h。挪威的目标为国内航线每年减少10000tNOx(大约总量的20%)，估计波罗的海国家也会有类似的计划。如果不符合IMO规则，就可能以增加港口使用费的手段加以控制。2船舶废气SOx、NOx的生成特征SOx主要是燃料中的含硫的燃烧产物，以废气的形成排放于大气，尤其SO2容易氧化形成酸雨危害人类，因此主要是取决于柴油机所燃用燃料的含硫量。而NOx包括NO、NO2、N2O4等，其中对环境危害最大的是NO和NO2，通常所提及的氮氧化物的污染，即指NO及NO2污染。在柴油机的排气中，NO2的浓度仅占5%，而的N2O4浓度更低，因此，主要研究的氮氧化物便是NO，NO可由空气中的氮生成(称为热NO)，也可由燃料中含氮的成分生成(称为燃料NO)，对于柴油机来说，由于其所使用的燃料中一般含氮量不到0.02%，因此，排气中的NO主要是由空气中所含氮在高温下氧化而成(热NO)其氧化过程为(扩充的捷尔杜维 奇)N2+O→NO+N O2+N→NO+O N+OH→NO+H上述反应中的氧原子是氧气(O2)在高温分解时所产生的，氧原子的存在诱发了NO生成的连锁反应。整个反应过程中第一个式子起决定作用，所以，氧原子浓度以及反应温度对NO生成最为重要。NO生成量还与反应时间有关，如果燃气在高温富氧环境下停留时间长，NO生成量就会增加。因此，高温、富氧和氮与氧在高温环境中长时间停留，是柴油机燃烧过程中促进NO生成的三要素。对柴油机，即使是增压柴油机来说，其压缩行程的气体温度仍不能达到形成NO的程度。在燃烧过程中，由于
第十三章 废气涡轮增压
第十三章废气涡轮增压 发动机能发出的最大功率受汽缸内能燃烧的燃料的限制，而燃料量又受每循环汽缸内能吸人空气量的限制。如果空气在进入汽缸前受到压缩使其密度增大，则同样汽缸工作容积就 可以容纳更多的新鲜充量，从而可以供给更多的燃料，得到更大的输出功率。 按照提高进气密度增加功率的设想，早在1905年，瑞士的艾尔弗莱德·布奇(Alfred Biichi)就提出了涡轮增压方案，并进行了早期的柴油机定压增压及脉冲增压系统实验，1925年取得成功并获得专利。此后瑞士的布朗·保弗利(BrownBoveri)公司在船用发动机上采用了废气涡轮增压，继之航空活塞式发动机也采用了增压技术。而车用发动机采用涡轮 增压技术较迟，主要原因是车用发动机对涡轮增压器的要求较高，不仅要求效率高，流量范 围宽，能满足车辆发动机变工况的要求。而且还要求结构简单，体积小，质量轻，造价低廉。直到20世纪50年代后期，增压技术才广泛应用到车用柴油机上，并逐步推广到汽油机 中。目前绝大部分的大功率柴油机、半数以上的车用柴油机以及相当比例的高性能汽油机，均已采用增压技术。一般而言，增压后发动机功率可比原机提高40％一60％，甚至更多，发动机的平均有效压力可达到3MPa。增压技术特别是增压中冷技术，被视为提高车用发动 机动力性、经济性及降低排放的有效措施。 §13—1 发动机增压的基本概念及增压类型 一、发动机增压的基本概念 1．增压是提高发动机升功率的有效措施 提高发动机功率，特别是升功率，是提高车用发动机性能的重要途径。发动机有效功率的表达式为：． 户。’牛巍严(13—1) 式中只——有效功率； Pm*--平均有效压力； Vh--汽缸工作容积； i——汽缸数； n——转速； ，——冲程数，四冲程t：4，二冲程f’2。 发动机升功率为： PL‘号lien' (13—2) 由升功率的定义可以看出，升功率越大，发动机的强化程度越高，发出一定有效功率的 动机的尺寸越小，它是评定发动机动力性能和强化程度的重要指标之一。 提高发动机升功率有三个途径：采用二冲程；提高转速；提高平均有效压力。采用二冲 虽然能提高发动机的有效功率，但由于经济性差、热负荷高等缺点，在车用发动机中不能 到广泛应用。而提高转速也会带来运动件惯性增大、燃烧过程恶化等问题。因此，提高平
烟气脱硫装置系统在船舶上的应用
烟气脱硫装置系统在船舶上的应用 发表时间：2019-08-08T09:16:03.577Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：程琳[导读] 摘要：随着科技的发展，越来越多的新鲜事物应用到各个领域，当然最重要的还是科技领域他组织创新方面的任务，科技的创新给我们带来了许多的好处，也带来了许多的弊端，现在我们所需要做的就是把这些弊端一一去除，使得他对人类的危害降到最低，当然这些弊端是不可能完全去除的，只能使它得到最大的限制，这是人类当前首要做的任务。 中船澄西船舶修造有限公司江苏江阴 214433 摘要：随着科技的发展，越来越多的新鲜事物应用到各个领域，当然最重要的还是科技领域他组织创新方面的任务，科技的创新给我们带来了许多的好处，也带来了许多的弊端，现在我们所需要做的就是把这些弊端一一去除，使得他对人类的危害降到最低，当然这些弊端是不可能完全去除的，只能使它得到最大的限制，这是人类当前首要做的任务。而且随着科技的发展使得越来越多的有害物质产生对我们所处的环境造成危害，所以我们需要想想尽办法去解决这些危害，给我们营造一个好的将来。烟气脱硫从字面上的意思就很好理解，就是去除掉工业废气中的硫氧化物，这些烟气物体对人体的危害还有环境的危害是极其大的。所以说要很好的控制住这些气体，避免其对周边造成危害。 一、烟气脱硫的基本原理 烟气中的硫氧化物都具有很强的酸性，所以他们需要通过一些碱性物质来与烟气中的硫氧化物进行反应，去除其中的酸性。所以在脱硫的过程中，我们通常所用的碱性化物质是石灰石，生石灰，还有熟石灰比较常见的碱性物质。由于这些碱性物质制作过程比较简单，而且产量丰富，价格便宜，所以在很多方面都有所应用，如果在一些特殊的环境中也会用到碳酸钠碳酸镁等比较贵的碱性化物质。这些碱性矿物质通过与烟气中的硫化物进行反应产生一些亚硫化物质和硫酸盐等混合物。这些混合物的比例完全取决于在某些工艺条件下的需要，它们的主要作用是为工艺中提供有效的物质来保障工作可以进行下去。首先烟气中的硫氧化物先溶解于水，然后形成一种被稀释的酸溶液，然后这些酸溶液在于碱性物质所溶解的水中发生中和反应。吸收情况取决于溶液中所存在的各类元素的相对比例还有溶解性。例如碳酸钙一些极其难于溶于水的物质，所析出的碳酸钙固体就比较多，像氯化钠这种盐是极易溶于水的，所以被析出的也就很少。如果需要这些盐性物质的话，需要再加热通过蒸馏的方式把这些盐性物质在析出。 二、烟气脱硫所用的工艺方法现在最多是的，工厂而言他们说用的商业化技术是钙法，还有极其小的一部分是通过其它方法来进行对烟雾的脱硫不过这种技术需要高成本高耗量的能源。对于烟雾脱硫技术主要分为三种方法一是湿法脱硫，二是干法脱硫，三是半干法脱硫，湿法脱硫的技术是需要在某些溶液的状态下所需物品进行脱硫和处理，虽然这样的脱硫技术比较快，效率高，设备极其简单，但是存在很大的技术方面问题，例如腐蚀性严重运行工艺品质维护费高还易造成对环境的二次污染。干法的脱硫技术需要在没有潮湿的条件下进行，在这种条件下对产物进行处理分工。这种方法虽然不会对我们的环境造成污染，也不会对设备造成极其严重的损失，但是会产生温度极其高的烟雾，不利于对温度要控制，而且效率低需要一些比较大型的设备。半干法技术指的是在干燥的状态下进行脱硫，然后再潮湿的状态下进行再生。这种方法不仅效率高，反应快，而且不会对环境造成污染以及处理产物，所以这种方法是极其受到人们欢迎的。按照产物可以分为两种，一种是抛弃物，一种是回收物。 在我国目前主要使用的烟气脱硫的方法按工艺可分为四种：干湿法脱硫工艺、煤灰法脱硫工艺、湿法脱硫工艺、喷雾干式脱硫工艺，这四种工艺虽然方法有所差异，各有所长各有所短，但综合起来都达到了对烟气脱硫良好的效果。就比如干湿法脱硫工艺，这种工艺方法的运行费用是比较低的，他最大的优点是对设备没有腐蚀性，不易产生一些残渣来使设备造成短路等问题，不过这些工艺也是存在一定缺陷的，就好比人无完人一样，它的吸收效率远远低于实时的烟气脱硫法，所以具有很高的经济差，而且环境中的菲菲与这些产物进行混合可能影响对脱硫氧化物的利用，并且对环境的干燥问题具有很高的要求，一旦有一点的潮湿就会影响整个工艺步骤。相对于这种工艺方法，煤灰脱硫工艺对待操作步骤的要求就低了，这种脱硫剂的水平高，而且对脱硫剂的经济要求也比较低，用水量少，无需进行的处理和对排烟气体的加热。设备对费用的应用是施法脱硫的3/4，而且它所用的脱硫剂可以重复利用，没有对其他材料的浪费，对设备的维护也极易简单操作可靠。 在中国，所用脱硫工艺最多的是湿法脱硫工艺，这种工艺占到了90%，所以相对于美国而言，中国在这方面的技术是比较完善的。而且在中国的台湾，还有日本所运用的处理技术采用的是镁法脱硫，占到了他们的总95%以上，不过这种方法有很大的缺陷，就是经济成本比较高，无法适应绝大部分的地区，所以说这种方法是并不完善的。镁法脱硫技术首先是通过氧化物与水反应生成的氢氧化物再将氢氧化物通入硫化物中产生硫氧化物对应的盐，再使这种烟与氧气进行完全的反应生成完全盐，这种盐的特性要远远高于其他盐的特性。再使这种盐充分与水还有硫氧化物进行反应，生成一种硫氧氢化物质。它的复合产物具有很高的商业价值，不过所需要的元气也是极其严格的。无论是什么样的煤所产生的。烟气都有很高的脱硫率，均可以达到98%以上。当然事物不可能仅仅有他单方面的好处也有多方面的坏处。这种方法对吸收单价较高，副产品设备的要求比较严格。而在中国，喷雾干式脱硫工艺就是用的很少了，但根据这种工艺在实验中得到了一些经验总结并研制出一种新型的脱硫技术，这种技术就是采用旋转喷雾，干法烟气脱硫使得脱硫的效率更加的高，为后来大功率的脱硫机器的参数提供了依据。 三、船舶业脱硫技术的应用对于运输行业，随着现在科学技术的水平发展，我们对运输行业所需求量也越来越大。我们在手机上所购买的许多物品都需要经过运输行业来进行运输。在我们所知的运输行业中，海洋运输也占了绝大部分的比例，相对于铁路公路运输的海洋运输所运货量大，运费比较低廉而且载货适应能力强，虽然运送速度比较低，风险也大于其他的运输，但是他的说运输量巨大占据了中运输量的90%，而且在国际交易上，海洋运输行业占到了总运量的2/3以上。这都源自于随着我国运输行业的迅速发展。然而随着船舶数量的剧增，使得船舶所排放的污染物对周边环境还有海洋环境造成的危害也是日益严重。在前几年的调查中发现船舶烟气排放量占到了全球有害气体排放量的15%以上，而且这些气体对大气所造成的污染约占总污染量的5~%15%之间，这对于许多人而言是极其庞大的数字，对于环境而言这些危害就是无法估计的。所以近年来为了减少烟气中硫氧化物的排放，我国还有世界各国都对船舶进行了一些减少污染物的控制。通过对烟气脱硫的方法来减少对周边的污染，这是在船舶行业中极其常见的一种减少污染的方式。 四、船舶烟气脱硫的控制规定
项目十四：废气涡轮增压器的拆装与维修
江苏海事职业技术学院教案 项目（教学单元）名称项目十四：废气涡轮增压器的拆装与维修任务一废气涡轮增压器的拆装 授课教师周卫杰、张英华 授课 班级 轮121301/2 教学 地点 航307 授课日期 年月日 第周周第节 学时 4 教学目标 知识目标技能目标 1、能描述废气涡轮增压器的结构组 成和功用 2、能分析废气涡轮增压器的工作原 理 能对废气涡轮增压器进行正确拆装，工艺方法符 合技术规范 教学重点1.废气涡轮增压器的结构组成和功用 2.废气涡轮增压器的工作原理 教学 难点 废气涡轮增压器进行正确拆装，工艺方法符合技术规范 教学任务或 案例掌握拆装涡轮增压器的要求、顺序和拆装的注意事项，对废气涡轮增压器进行正确的拆装。 教学资源1、文本资源：1）教材：《船舶柴油机结构与维修》，江苏海事职业技术学院项目化教学配套教材2）辅助材料：《船舶柴油机结构与维修》习题集，本院自编教材 2、电子资料：1）课件：废气涡轮增压器的拆装教学课件2）图片：废气涡轮增压器图片和工作原理动画3）船舶柴油机网络课程： 3、设备资源：1）废气涡轮增压器2台2）废气涡轮增压器拆装、检测工具、量具2组3）配有船舶柴油机及零部件的柴油机教、学、做一体化多媒体专科教室1个。 教学体会要认真研读拆装说明书，对设备结构和配合间隙要充分认知，拆装测量要认真，充分交流，发挥团体智慧，提高团队意识。
教学过程设计 教学步骤教学内容教学活动设计教学时间（min） 项目引入1. 知识回顾 2. 任务描述 3. 明确目标 教师活动：复习增压柴油机工作原理，柴油机的 换气过程 学生活动：预习柴油机废气涡轮增压器基本结构 组成，工作原理。 1课时 废气涡轮增 压器拆装前的准备拆装的要求 集中讲解：教师根据说明书结合增压器的类型对 增压器的内部结构进行详细的讲解，明确增压器 的拆装要求，随即专用工具的使用，拆卸顺序及 注意事项，安装顺序与要求，间隙的检验与调整。 学生学习讨论：学生认真阅读增压器说明书，对 增压器结构进行学习，讨论拆装的步骤及主要事 项。 模拟拆装：观看增压器拆装视频动画，进行模拟 拆装。 增压器的拆 卸1.拆卸压气机端 1.学生拆卸：学生根据教师的指导拆除闷头，放 掉滑油，拆下压气机端盖；拆除油泵和轴承；拆 除压气机进气道的螺栓，吊出消声器。 巡回指导：教师对学生的拆卸进行指导并讲解其 注意事项 1课时2.拆卸涡轮端 2.学生拆卸：学生根据教师的指导拆除闷头，放 掉滑油，拆下涡轮端盖；拆除油泵和轴承。 巡回指导：教师对学生的拆卸进行指导并讲解其 注意事项 3.固定部件的解体 3.学生拆卸：学生根据教师的指导松开压气机涡 壳与涡轮排气涡壳之间的连接螺栓；吊出压气机 进气道和压气机涡壳。 巡回指导：教师对学生的拆卸进行指导并讲解其 注意事项
船舶主机增压器喘振故障原因及排除
船舶主机增压器喘振故障原因及排除 摘要: 现代船舶主机几乎全部采用废气涡轮增压技术来提高柴油机功率, 而喘振是船 舶主机增压器的常见故障之一, 文章通过介绍一起主机增压器喘振故障的排除过程, 从理 论上分析了增压器喘振的原因, 并对其日常维护管理提出了建议。 关键词: 增压器; 喘振; 管理; 船舶 中图分类号: U672. 2 文献标识码: C 文章编号: 1001 - 8328 (2006) 01 - 0017 - 04 Abstract: Pantting oscillation is one of the usual faults on supercharger ofmarine main engine. And the power of the diesel engine is always raised by supercharging technique from waste steam turbine. This paper analyses the cause for pantting oscillation on theory and gives view on daily maintenance through removing such a fault. Key words: supercharger; pantting oscillation; management; ship 1 概述 增压是提高柴油机功率的主要途径, 柴油机功率随增压压力的增加成比例地增加。现代船用柴油机几乎全部采用废气涡轮增压, 由于利用废气能量, 不仅柴油机工作过程得到改善, 燃油消耗下降, 经济性提高, 排放也得到改善, 因此, 采用废气涡轮增压技术后, 柴油机 的性能得到了全面的、大幅度的提高。某集装箱班轮航行于中、日、韩间, 1996 年韩国建造, 主机型号MAN B&W6L35MC, 功率3352 kW (4 560HP) , 额定转速206 r /min, 目前常用转速185 r/min左右; 采用定压废气涡轮增压,1台增压器, 另有两台辅助鼓风机, 增压器型号ABBV342, 正常航行时增压器转速一般在18 000～19 000 r /min 之间, 增压空气压力在1. 8 MPa 左 右。该轮从国内某港开航后主机逐渐加速, 当加至140 r /min左右, 辅助鼓风机自动停止后, 增压器压气机出现喘振, 同时伴随增压器转速降低, 增压空气压力降低, 主机排烟温度升高。最后只得强制启动辅助鼓风机, 主机维持低速航行, 不但严重影响了船期, 而且还对船舶的航行安全构成了威胁。 2 喘振原因分析 压气机与涡轮机同轴相连, 构成涡轮增压器。涡轮机在排气能量的推动下, 带动压气机工作, 实现进气的增压。 2. 1 离心式压气机的工作原理 废气涡轮增压器的压气机采用单级离心式压气机, 其工作原理如图1所示。它由进气道、压气机叶轮、扩压器和排气涡轮组成。压气机工作时, 空气经滤器和消音器后沿进气道轴向进入压气机叶轮, 进气道是渐缩流道, 在进气道中, 压力、温度略有降低, 流速提高, 空气被吸进压气机叶轮。叶轮旋转时, 空气因离心力作用而被抛向叶轮四周,加上叶片之间的流道从进口到出口是收缩的, 因此空气一边被抛出叶轮, 一边被压缩, 使空气流速、温度、压力都升高, 其中流速提高很多, 这是由于叶轮对气体作功, 把叶轮的机械能变成气体的动能 和压力能。气体被压缩时也提高了温度。空气流经扩压器时由于扩压作用将空气的动能转换成压力能和热能, 流速降低, 压力和温度升高。排气蜗壳中的通道也是渐扩的, 因而空气流过时继续将动能转换成压力能和热能。
木屑船柴油机排气系统的制作流程
本技术公开了一种木屑船柴油机排气系统，包括柴油机、与柴油机排气管相连的混合管、与混合管相连的高压选择性催化还原反应器以及与高压选择性催化还原反应器相连的增压器，混合管、高压选择性催化还原反应器、增压器沿排气方向依次设置，排气管、混合管、高压选择性催化还原反应器与增压器之间通过若干个膨胀节和虾壳弯连接，高压选择性催化还原反应器与增压器之间通过支管相连；柴油机的长向轴线、增压器的长向轴线及高压选择性催化还原反应器的长向轴线呈平行或呈一小于10°的夹角，混合管与支管呈平行或呈一小于10°的夹角；柴油机排气管末端管口内壁上设置一对插轴，与插轴适配设有球状金属网。本技术所需空间小，符合环保要求。 权利要求书 1.木屑船柴油机排气系统，其特征在于，包括柴油机、与柴油机排气管相连的混合管、与混合管相连的高压选择性催化还原反应器以及与高压选择性催化还原反应器相连的增压器，混合管、高压选择性催化还原反应器、增压器沿排气方向依次设置，排气管、混合管、高压选择性催化还原反应器与增压器之间通过若干个膨胀节和弯曲连接件连接，高压选择性催化还原反应器与增压器之间通过支管相连；柴油机的长向轴线、增压器的长向轴线及高压选择性催化还原反应器的长向轴线呈平行或呈一小于10°的夹角，混合管与支管呈平行或呈一小于10°的夹角；柴油机排气管末端管口内壁上设置一对插轴，与插轴适配设有球状金属网。
2.根据权利要求1所述的木屑船柴油机排气系统，其特征在于，所述混合管与排气管呈垂直设置，柴油机的长向轴线、增压器的长向轴线及高压选择性催化还原反应器的长向轴线呈平行设置，高压选择性催化还原反应器的长向轴线垂直于混合管的长向轴线。 3.根据权利要求2所述的木屑船柴油机排气系统，其特征在于，所述增压器，混合管、高压选择性催化还原反应器通过固定支架与柴油机或柴油机置放平台固定相连；膨胀节通过滑动支架与柴油机或柴油机置放平台相连。 4.根据权利要求3所述的木屑船柴油机排气系统，其特征在于，所述球状金属网的球径与柴油机排气管末端管内径相适配，球状金属网上设有与插轴适配的开口，一对插轴包括一根固定轴和一根伸缩轴；固定轴固定在柴油机排气管末端管口内壁上，伸缩轴包括一根固定在柴油机排气管末端管口内壁上的圆管以及滑动设置在圆管内的圆柱体，圆柱体底部一体设有圆形限位板，圆管管口一体设有与限位板适配的环形挡板。 技术说明书 木屑船柴油机排气系统 技术领域 本技术涉及一种木屑船柴油机排气系统。 背景技术 选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N2和H2O。木屑船譬如64000DWT如此
船舶柴油机涡轮增压器
船舶柴油机涡轮增压器 现代柴油机上越来越多地使用了涡轮增压器，涡轮增压器能提高发柴油机功率和改善经济性能。 柴油机使用了涡轮增压器后发动机具有升功率高，油耗率低，排污较少,指示功率和有效功率都提高了，也就是提高了机械效率，自然可以明显改善高负荷区运行的经济性。涡轮增压器不仅使功率范围增大，而且高负荷的经济运行范围也扩大了。在低负荷区，涡轮增压器对经济性没有明显改善。涡轮增压器这一特点，对于经常满负荷高速运转的重型柴油机船舶十分有利。涡轮增压器由于滞燃期短，压力升高率低，可以使燃烧噪音降低。对于中、轻型载货柴油机船舶及经常处于中等负荷或部分负荷运转的柴油机船舶也是有利的 涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。他们的作用分别如下： 1 废气涡轮增压器是利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀作功，废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮，在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。废气涡轮与压气机通常装成一体，便称为废气涡轮增压器。其结构简单，工作可靠，一般柴油机合理地加装废气涡轮增压系统后，可提高功率30% ～50% ，降低比油耗5% 左右，有利于改善整机动力性能、经济性能及排放品质，因而得到广泛应用。 2 复合式废气涡轮增压器。废气涡轮增压器是将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串联起来工作，称为复合式废气涡轮增压器。在某些增压度较高的柴油机上，废气能量除驱动废气涡轮增压器外，尚有多余的能量用于驱动低压废气动力涡轮，该动力涡轮通过齿轮变速器及液力耦合器与发动机输出轴联接。这样，废气涡轮增压器达到增压的目的，而废气动力涡轮将废气能量直接变为功率送给曲轴。复合式废气涡轮增压器可充分利用废气能量，使动力性能、经济性能大为改善，但结构复杂，成本高且技术难度大。 3 组合式涡轮增压器。组合式涡轮增压器由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。在该增压系统中，除废气涡轮增压器外，还有由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性增压系统，利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。该系统使柴油机加速性能变好，并对改善柴油机的低速转矩有利。 柴油机废气涡轮增压器故障原因 柴油机进气压力降低的主要原因： ①压气机的滤清器沾污。 ②叶轮、叶片扩压器沾污。 ③增压器涡轮内存有较多积炭，使旋转阻力增加。 ④中冷器沾污，增加了进气阻力。 ⑤涡轮排气不畅通，这是由于排气管堵塞、变形等引起转子转速升不高。; ⑥增压器出口压力突然下降，一般是由于轴承损坏所引起。（2）压气机喘振的主要原因： ①柴油机紧急熄火或突然卸载（急收油门）。 ②大气温度变化引起喘振。在夏季对增压器进行了配合试验，在冬季有可能发生喘振，这是因为气温变化使工作点发生变化而引起的。 ③压气机沾污，特别是叶片扩压器沾污。 ④一台发动机装置两台增压器，共用一根进气总管，当一缸不工作时，即可引压气机喘振。 （3）柴油机进气压力过高。一般来说，进气压力过高不是增压器本身的问题，而是由发动机引起的，其主要原因有： ①排气阀漏气。