如何处理柴油发电机组排烟管和增压器发红现象

摘要：深圳某用户反映，其选取的康明斯发电机组涡轮增压器的涡轮壳变得通红通红的。因为涡轮壳材料为铸铁，康明斯发电机组正常排气温度下涡轮壳根本不会产生发红现状，所以cummins公司判断该机组为温度偏高引起的。以下是康明斯以实例说明来对柴油发电机组排烟管和增压器发红现象进行剖析，并将修理过程公布在本文中，详细内容请阅读本文。

      排烟管红，是指柴油机排气温度超过了技术规定的范围。技术规定标定功率时的气缸盖出口排烟温度为：≤540℃；排气管的废气温度为：≤630℃。从这两个数字看出：

（1）废气在气缸盖出口和排烟管里的温度是不同的且排气管温度比汽缸盖出口温度要高，其缘由是废气具有的总能量包括势能(热能)和动能在气缸、汽缸盖出口、排气管中均保持不变。 由于支管的通道较小，排烟管的容积较大，因此废气通过较短的支管时具有较高的流速，到达排气管后，废气的流速有较大幅度的下降，根据能量守恒定律，流速下降的这一局部动能转变为势能，即用来增加热量，使排气管的废气温度高于汽缸盖出口温度；

（2）显而易损的是在正常状况下，排气管内的废气温度是比拟高的，一块铁加热到这种温度以上，也会发红的。因此，判断排气管真正发红，应当用参数说话。即采取热电偶检测排气温度来确定。如超过技术要求规定的范围，那么属于排烟管红，按损坏排除；如没有超过技术规定的范围，那么不该当认为排气管发红，不应当当作故障对待。但由于现在柴油机上没有实测排烟温度的工具，因此，在实际应用中判断柴油机是否出现排气管发红只能用肉眼凭经历观察。一般说来在可见度良好的情形下排烟管产生暗红色和可见度差的情形下排气管出现发亮的红色，那么认为产生排烟管发红的事故。

（1）因为排气管红的实质是排烟管内的废气温度超高。也就是说，废气具有较大的能量，这将使增压器转子的速度提升，在进气量不变的情形下，造成增压器出现喘振现状，使得局部空气与压气机叶片之间产生脱离、蜗旋，空气波动而发生刺儿的尖叫声，引起增压器前的进气管道振动，增压器转子轴也产生高频的轴向颤抖，并使柴油机的作业状态趋于不稳定，缩短了柴油机和增压器的使用年限。

（2）因为排烟管内废气温度超高，排烟管长时间在发热下作业，容易发生变形、裂损及密封垫破损，发生漏烟和喷火。

（3）排烟管红也意味着排烟管外围有过高的辐射热，给柴油机应用中带来不平安的要素，一旦柴油机燃油装置〔如高压油管〕或机油机构发生漏泄，极多发生火灾，造成车毁人亡，损失不可估量。

（4）排气管发红根本因由是燃烧状态差，燃油在气缸内没有充分燃烧，大局部燃油的燃烧在排气管内进展，未能完成热能与机械能的切换就排入大气。从而使柴油机的经济性下降。

      柴油机的作业步骤是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气四个冲程五个作业程序构造。其中进气、压缩和排气是辅助冲程，燃烧膨胀是做功冲程。从理论上解析正常的燃烧膨胀流程应是在气缸内完成，而排气管红说明燃烧没有完全在汽缸内完成，局部燃烧在气缸外进展的发电机维修保养记录表，即在排气总管内进展的。从而造成后燃严重，使排烟管温度太高。造成这一现象的起因取决于两个方面，即燃油和空气。包括燃油的质量、燃油的压力、雾化状态、喷油时机和进入汽缸的空气量、压力、温度以及燃油与空气的混合程度等。详细分析如下：

① 因为喷油咀针阀偶件无法按25.5MPa的规定压力开启，或低或高，一局部发生二次喷射〔易见生在高速重载〕或间隔喷射〔多见生在低速空载〕甚至滴漏〔针阀卡滞在开启位或密封锥面损伤超限〕等异样喷射现状，造成喷油泵燃油雾化不良，燃烧状态不佳，排温升高；同时有局部燃油来不及燃烧而到排烟管内燃烧，进一步提高排烟管内的温度。

③ 喷油提前角偏小，为使燃烧在上止点开场进展，燃油一般在上止点前喷入气缸，确保燃油在气缸内充分燃烧。假设喷油过迟〔针阀弹簧压力过量、出油阀行程过长等〕造成燃油在上止点以后才开场燃烧，那么燃烧未完时已进入到排气步骤，未燃烧的燃油随废气进入排烟管内继续燃烧，致使后燃严重而增高排温。

④ 各喷油器供油量超差。单体式喷油泵各缸供油量与供油提前角的一致性是通过在喷油泵下体与上体之间加减调节垫片来保证的。在一次供油总量不变的情形下各缸齿条刻线的超差直接发生某缸的喷油量增大，供气量相对缺乏，使某缸燃烧不完全柴油发电机多久保养一次，形成后燃，致使排气管发红。

      新鲜空气进入汽缸前需要进展二级滤清〔离心功能的旋风式过滤器和油浴式的板网式滤清器〕，清洁的空气进入增压器压气机，增压后的压缩空气进入中间冷却器再经进气总管、进气支管进入气缸；燃烧做功后的废气经气缸盖出口、排烟支管、排气总管进入增压器涡轮机带动与压气机同轴的转子旋转；将废气的热能转换为动能后排入大气。完成这些任务的设备工作不佳，也会发生排烟管红的现状。如：

① 空气滤清器脏污，进气量缺乏，在供油量不变得状况下，造成燃烧不充分，导致排温高。

② 空气中间冷却器脏，冷却效率差，进入稳压箱内的空气温度高，使空气密度低，进入燃烧室内的空气量缺乏，燃烧不充分，造成排烟管发红。

③ 进气支管垫漏泄，中冷器密封垫漏泄或中冷器与增压器软连接漏泄等造成稳压箱内的空气压力缺乏，进入燃烧室内的空气量少，使燃烧不充分，造成排气管发红。

④ 排气管漏泄使增压器涡轮侧燃气量减轻，热能切换少，使得增压器转速低，造成进入汽缸的空气量减少，引起排气温度高。

      废气在排入大气前为进一步利用其能量被送入增压器涡轮机带动同轴的压气机工作以增强进入压气机内新鲜空气的压力。因此，涡轮机和压气机的正常工作与否直接影响进入气缸的空气品质。

      一般在选配增压器时，已根据选取不一样的增压机构（图1）的作业特征将压气机配合作业线采用在喘振线B右侧的适当位置。此时既可保证柴油发电机达到预定的增压指标和增压器在有效率区作业，又保证在柴油发动机全部作业范围内增压器不产生喘振。

      由于供油量增多，废气能量增大，必然导致增压器转速提高，压气机排量和排出压力升高。而此时柴油发电机速度低，耗气量少，使增压器供气与柴油发电机耗气之间的供需平衡被打破。压气机背压升高，流量降低，从而致使增压器温度过高而发红。

      当空冷器冷却能力下降时，柴油发电机排烟温度升高，压气机转速升高，配合运转点移向高处，喘振余量减轻会造成增压器温度太高。

      燃油具有自燃性，即到达一定的压力、温度的要素下燃油自行着火燃烧。喷入气缸的雾状燃油自行燃烧依靠的是汽缸内被压缩的新鲜空气的压力和气缸内的温度来实现。也就是说，压缩过程终了时气缸内必须具有足够大的压力和足够高的温度。一般情况下，压缩终了时的气缸内的温度应在200℃—300℃。

      正常运用油、水温度下，柴油机速度400r/min，压缩压力达不到2.65—2.84MPa的规定范围，也就成为造成燃烧不良的一个重要条件。如气缸串气，气门间隙〔进气0.40mm、排气0.50mm〕调节错误，气门弯曲或气门盘裂损，气环和油环与环槽间隙超过禁用限度〔气环 ＞0.30mm，油环＞0.25mm〕也会使排烟管发红。

      根据上述对损坏因由的解析总结出预判及处理的方式。

（2）测压力：用压力表测增压器的扫气压力，压力偏低予以更替；用爆发压力表测各缸的压缩压力，不合标准，及时拆检。

（8）配合调整：使装机的增压器与柴油机匹配。较大概的方法是调整喷嘴环出口截面积或改变扩压器进口角度和叶片高度。一般情形下选用减轻喷嘴环出口截面积或增大扩压器叶片进口角度和叶片高度以使柴油机的运转线进入增压器的高效区。

（9）测定压铅值：检测活塞到达上止点时，活塞顶面距汽缸盖底面间的较小距离〔3.8—4.0mm〕。可用撤除局部缸盖垫片来提高压缩压力。

       另外，新配属的柴油机因产地和使用地的海拔不同，柴油机的功率需进展修正。修正容量的程序是调整联合调整器中的功调螺栓的载入深度使柴油机的容量略低于标定容量。这主要因为西部地区海拔高，空气稀薄，等量燃油进入气缸无法完全燃烧，造成排气管红，同时油耗增大，柴油机经济性变差。或移动悬挂点在联合杠杆中的位置，调节各转速下柴油机的功率。注意的时，这些调整须相互配合，单一进展局部调节有时会适得其反。

      增压器烧红的原由可能是因为操作过大或者故障导致的。如果你的增压器烧红了，以下是一些可能的解决方案：

      如果增压器已经过大操作，它可能会过热并致使燃烧。如果增压器已经烧红， 那么你需要停止使用它并等待它冷却，这样可以防止进一步的损坏。

      散热器可能会由于灰尘和污垢而阻塞，引起增压器发热从而烧红。因此，你需要检查并清洗散热器，这样可以让增压器正常工作。

      电源电压不稳定可能会引起增压器过载，从而导致烧红。因此，查看电源电压并确保它稳定。

      如果增压器产生了事故，例如故障的继电器或故障的电容器，那么你需要将这些部件替换掉，这样可以防范增压器再次烧红。

      总之，当增压器烧红时，需要立刻停止操作，并进行查看和维修。如果你不确定如何解决，较好请专业人士帮助你修理。

      以上对产生排烟管和增压器发红的事故起因进展了解析并提出了一些主要的排除步骤。上述步骤对柴油机运行中产生的此类事故根本得到控制。不过，从中我们也看到，虽然事故起因是针对柴油机自身作业状态提出的，但设备的检查是通常由用户的使用人员完成的。因此，须进一步提高一线操作员的自身素质和技术水平，只有精检细修、防患于未然，才能保证柴油机平安运行。另外，文中未提但在运用中不容无视的是也有人为因素造成的排气系统发红现状。如某段为增强空气的滤清质量，减小气缸拉伤，自行在增压器进口又加装了一级滤清同时未对容量进展相应调节造成柴油机燃烧恶化、排气冒黑烟、增压器喘振甚至排气管喷火等情形。这不仅使柴油机经济性差、运行本钱提高而且给行车平安带来隐患。最后，提到的是造成排烟管和增压器发红的要素还有很多，有待我们在实践中进一步摸索，积累经历重庆康明斯发电机官网，以使这一难题彻底解决。