Með hraðri þróun hnattvæðingar og hagkerfis, gegna sjóflutningar, sem aðalleiðin í farmflutningi á heimsvísu, mikilvægu hlutverki í vöruflutningahagkerfi heimsins í dag. Meira en 90% af núverandi heimsviðskiptum er lokið með sjóflutningum. Í þessu víðfeðma flutningakerfi þjóna dísilvélar skipa sem „hjarta“ skipa, sem bera ábyrgð á því að sjá fyrir nauðsynlegri knýju fyrir skipin. Með aukinni eftirspurn eftir skilvirkni og afköstum í sjóflutningaiðnaðinum hefur hagræðing af afköstum dísilvéla skipa orðið að vandamáli sem ekki er hægt að hunsa.
Sem lykilbúnaður sem getur á áhrifaríkan hátt bætt varmanýtni dísilvéla, dregið úr eldsneytisnotkun og losun, er viðhalds- og þróunarþróun útblásturslofts í nánum tengslum við sjálfbæra þróun alls skipasmíðaiðnaðarins.
Algengustu vörumerkin af forþjöppum fyrir útblástursloft eru eins og er TCA röð og TCR röð forþjöppu frá MAN í Þýskalandi; TPL röð og TPS röð turbochargers frá svissneska fyrirtækinu Ausnutria (áður ABB); MET-SD/SE/SR túrbóhlöðurnar sem Mitsubishi Corporation hefur sett á markað í Japan.
Miðað við kjarnastöðu útblástursgasforþjöppu í skipadísilvélakerfum er skilvirkt og stöðugt viðhald og viðhald orðið mikilvægur hluti af því að tryggja örugga og skilvirka rekstur skipa. Vegna flókinna aðstæðna hás hitastigs, mikils þrýstings og mikils raka meðan á útblásturslofthleðslu stendur, eru þau líklegri til að verða fyrir ýmsum bilunum eins og ójafnvægi í snúningi, slit á legum og leka skeljar. Þess vegna getur það að framkvæma ítarlegar rannsóknir á þessum málum og kanna árangursríkari viðgerðar- og viðhaldsaðferðir ekki aðeins lengt endingartíma útblásturslofts og dregið úr rekstrarkostnaði, heldur einnig bætt heildaröryggi og áreiðanleika skipsreksturs.
1, Yfirlit yfir forþjöppu fyrir útblástursgas
1. Vinnureglur
Forþjöppu fyrir útblástursloft er tæki sem notað er til að bæta skilvirkni brunahreyfla. Grundvallarreglan er að veita háhita og háhraða gasi sem losað er frá strokka brunahreyfilsins til túrbínu túrbóhleðslunnar í gegnum útblástursrörið, sem knýr túrbínuna til að snúast og knýr síðan þrýstiloftshjólið. samás við það til að snúast. Þjöppan þjappar innöndunarloftinu saman og þrýstiloftið streymir í gegnum inntaksrör brunavélarinnar til að veita strokknum og ná þannig þeim tilgangi að auka. Þannig geta brunahreyflar andað að sér meira lofti og eldsneyti og þannig náð meiri afköstum og hitauppstreymi. Vinnuskilvirkni útblástursgastúrbóhleðslutækja er undir áhrifum af ýmsum þáttum, þar á meðal hönnun útblástursgastúrbínu og þjöppuhjólsins, vinnuumhverfisaðstæðum og vinnuástandi sjálfs brunahreyfilsins. Þess vegna, í hagnýtri notkun, þarf að fínstilla og fínstilla afköst útblásturslofts fyrir forþjöppu til að laga sig að mismunandi vinnuskilyrðum og kröfum.
2. Uppörvunaraðferð
Samkvæmt þrýstingsskilyrðum í útblástursrörinu og nýtingu útblástursorku, er útblásturslofts túrbóhleðslukerfi almennt skipt í tvo flokka: stöðugt þrýstings túrbóhleðslukerfi og púls túrbóhleðslukerfi.
(1) Stöðugt þrýstingshækkunarkerfi
Útblástur allra strokka dísilvélarinnar í þessu kerfi er tengdur við stóra útblástursgrein og rennur síðan inn í útblásturstúrbínuna. Útblástursgreinin gegnir í raun stöðugleikahlutverki til að halda gasþrýstingnum inni í greininni í grundvallaratriðum stöðugum. Þannig starfar útblástursgastúrbínan undir stöðugu loftflæði, sem leiðir til meiri skilvirkni hverfla. Hins vegar, þegar þetta kerfi er notað, er hröðun og lághleðsla dísilvélarinnar léleg, þannig að hún hentar aðeins fyrir aðstæður með mikla túrbóhleðslu og lágmarksbreytingar á rekstrarskilyrðum. Tvígengis dísilvélar í sjó nota venjulega stöðuga þrýstingsaukningu.
(2) Púlsuppörvunarkerfi
Einkenni þessa kerfis er að búa til eins mikinn þrýstingspúls og mögulegt er í útblástursrörinu. Af þessum sökum er útblástursrörið gert þunnt og stutt og túrbínan sett eins nálægt strokka brunavélarinnar og hægt er. Útblástursrör nokkurra strokka (venjulega tveggja eða þriggja strokka) sem ekki trufla hvert annað eru tengd við eitt útblástursrör og mynda tvær eða þrjár samfelldar útblásturspúlsbylgjur í hverju útblástursröri. Stúthringir hverflans eru flokkaðir og aðskildir eftir fjölda útblástursröra, án þess að trufla hver annan. Notkun púlsuppörvunarkerfis getur fullnýtt útblástursorka og bætt breytilegan rekstrarafköst; En hverflinn starfar í púlsandi loftflæðisástandi, þannig að skilvirkni hverflans er tiltölulega lítil. Til að vinna bug á göllum beggja kerfanna hafa púlsbreytingarkerfi og fjölpúlskerfi verið þróuð. Þeir eru aðallega notaðir í dísilvélum með strokkanúmer sem eru ekki margfeldi af þremur. Fjögurra takta dísilvélar í skipum nota almennt púls túrbóhleðslu.
(3) Frammistöðubreytur
Afköst færibreytur útblásturslofts forþjöppu eru mikilvægur þáttur í huga sem hefur bein áhrif á skilvirkni, stöðugleika og umhverfisárangur dísilvéla í skipum. Almennt séð eru helstu afköst breytur útblásturslofts forþjöppu meðal annars örvunarhlutfall (π c), virkt loftstreymi, skilvirkni (η TC), o.s.frv. Aukahlutfall er ein mikilvægasta færibreytan sem lýsir frammistöðu útblásturslofts forþjöppu. Sem dæmi má nefna að túrbóhleðslur úr TCA-röðinni sem settar eru á aðalvélina af MAN í Þýskalandi eru með aukahlutfall sem er yfir 4.0, en sumar litlar og meðalstórar túrbóhleðslur sem settar eru upp á hjálparvélina eru með aukahlutfall yfir 5.{ {4}}. Hátt uppörvunarhlutfall þýðir venjulega meiri skilvirkni og afköst. Virkt loftflæði táknar magn lofts sem fer í gegnum útblástursforþjöppuna á hverja tímaeiningu. Virkur loftflæðishraði algengrar tvígengis forþjöppu TCA55 fer yfir 10,0 m³/s. Rekstrarhraðinn er einnig mikilvægur breytu sem ekki er hægt að hunsa, þar sem mismunandi gerðir og stærðir af útblásturslofthlöðum hafa mismunandi hraðasvið. Til dæmis er hámarkshraðinn sem hannaður er fyrir litla útblástursloftforþjöppuna NR12S 75.000 sn./mín., venjulega í notkun á milli 50.000 og 60.000 sn./mín., en vinnuhraði stórra fjölþrepa forþjöppu fyrir útblástursloft getur verið allt að 8000 til 20000 t/mín.
2, Marine dísilvél
Viðgerðir og viðhald á útblástursgasforþjöppu
1. Algengar gallar og lausnir
Sem mikilvægur þáttur í dísilvélakerfum í skipum hefur rekstur útblásturslofthleðslutækja bein áhrif á afköst og öryggi skipa. Þess vegna er skilvirkt viðhald og viðhald lykilatriði. Algengar gallar á forþjöppum fyrir útblástursloft eru meðal annars vélrænt slit, smurning á olíu, hátt útblásturshitastig osfrv., sem kemur venjulega fram sem minnkuð skilvirkni, aukinn hávaði, mikill rekstrar titringur og aukið útblásturshitastig útblásturs forþjöppunnar.
2. Viðhaldsstefna
Fyrir útblástursgasforþjöppur fyrir skipadísilvélar eru viðeigandi viðhaldsaðferðir lykillinn að því að tryggja stöðugan, stöðugan og skilvirkan rekstur þeirra. Í viðhaldsferli útblásturslofthleðslutækja eru tvær aðferðir almennt notaðar: fyrirbyggjandi viðhald og skilyrt viðhald.
1) Fyrirbyggjandi viðhald, einnig þekkt sem reglubundið viðhald, er reglubundið og skipulagt viðhald. Þessi viðhaldsstefna felur aðallega í sér að framkvæma samsvarandi skoðanir og viðhald áður en vandamál koma upp með útblástursforþjöppu til að auka möguleika á skyndilegum bilunum. Sérstakar ráðstafanir fela venjulega í sér tímanlega skiptingu á viðkvæmum hlutum eins og legum, olíuþéttingum og gasþéttingum í samræmi við hönnunarlíftíma framleiðanda, hreinsun á þjöppuhjólum og útblásturshverflum og sannprófun á kraftmiklu jafnvægi. Með þessari aðferð er hægt að skilja ástand hvers íhluta forþjöppunnar tímanlega og draga í raun úr bilunum af völdum vélrænna vandamála og þar með bæta rekstrarskilvirkni útblástursloftsins og lengja endingartíma þess.
2) Skilyrt viðhald er viðhaldsstefna sem byggir á raunverulegum rekstrarskilyrðum búnaðarins, sem krefst uppsetningar á ýmsum skynjurum og vöktunarkerfum til að safna rauntíma rekstrargögnum útblástursforþjöppunnar, svo sem rekstrarhitastig, hreinsunarþrýstingur, hraði, olíuþrýstingur, olíuhiti o.s.frv. Þegar óeðlileg gögn eða fara yfir fyrirfram ákveðna vinnusviðið hafa fundist, ætti að framkvæma bilanagreiningu og nauðsynlegar viðhaldsskoðanir tafarlaust. Ef eftirlitskerfið greinir stöðuga hækkun á rekstrarhitastigi útblástursforþjöppunnar er nauðsynlegt að slökkva strax til skoðunar og viðhalds. Helsti kosturinn við skilyrt viðhald er að það getur veitt sveigjanlegri og nákvæmari viðhaldsáætlanir og dregur þannig úr óþarfa viðhaldskostnaði og niður í miðbæ. Árangursrík viðhaldsstefna fyrir útblástursloftforþjöppur ætti að vera alhliða beiting fyrirbyggjandi viðhalds og skilyrts viðhalds. Fyrirbyggjandi viðhald getur komið í veg fyrir og leyst hugsanleg vandamál fyrirfram, en skilyrt viðhald veitir nákvæmari og tímanlegri viðhaldsáætlun.
Sanngjarn samsetning þessara tveggja viðhaldsaðferða getur ekki aðeins tryggt stöðugan rekstur útblástursforþjöppunnar, heldur einnig í raun lengt endingartíma þess og dregið úr rekstrarkostnaði.
3, Marine dísilvél
Þróunarþróun afgasforþjöppu
1. Tækninýjungar
Sem ómissandi hluti af dísilvélum í skipum gegnir tækniframförum útblásturslofts forþjöppu mikilvægu hlutverki við að kynna allt sviði skipaverkfræðinnar. Í framtíðinni mun þróun útblástursgasforþjöppu í sjó aðallega endurspeglast í eftirfarandi tækninýjungum:
1) Stöðugt auka aukahlutfall og virkt flæði. Með því að fínstilla stöðugt lögun blaðsins og útlínur túrbínublaða og þjöppuhjóla er hægt að ná fram hærra aukahlutföllum og skilvirkum flæðishraða, sem bætir skilvirkni dísilvéla til að draga úr orkunotkun og auka rekstrarhagkvæmni skipa.
2) Notkun breytilegra stúthringa. Á undanförnum árum, vegna mikillar sveiflur á skipamarkaði, hafa margir skipaeigendur dregið úr skipum sínum til að draga úr eldsneytisnotkun og lækka rekstrarkostnað. Til að tryggja stöðuga rekstur skipa við lághleðsluskilyrði hefur breytileg stúthringatækni forþjöppu komið fram. Vinnureglan breytilegs stúthringsins er að stilla flæðissvæðið með því að breyta opnun stúthringsins við mismunandi notkunarskilyrði dísilvélarinnar, til að ná ákjósanlegu samsvörunarástandi milli dísilvélarinnar og túrbóhleðslunnar og bæta þannig vinnu. skilvirkni.
3) Meiri skilvirkni og þéttari uppbygging. Undanfarin ár hefur MAN Þýskaland sett á markað TCA röð túrbóþjöppu. Samanborið við fyrri kynslóð NA röð forþjöppu, þarf sama 7S70MC-C dísilvél uppsetningu á tveimur NA57T9 forþjöppum, en aðeins þarf eina TCA88-21 forþjöppu. TPL röð turbochargers sem svissneska Ausei Energy hefur hleypt af stokkunum samþykkja innri stoðbyggingu samanborið við fyrri ytri studdu VTR röð turbochargers, sem dregur verulega úr ytri stærðum turbochargers.
2. Sjálfbærni og umhverfisáhrif
Framtíðarþróun útblástursgasforþjöppu í sjó er ekki takmörkuð við tækninýjungar, heldur krefst hún einnig átaks í sjálfbærni og umhverfisvernd. Þessi mál fá sífellt meiri athygli á heimsvísu, þannig að framtíðarútblástursgasforþjöppur í sjó munu gera verulegar umbætur í eftirfarandi tveimur þáttum.
1) Með aukinni alvarleika alþjóðlegra umhverfisbreytinga og sjávarmengunar verða takmarkanir á útblæstri skipa sífellt strangari. Þess vegna hefur hvernig á að draga úr skaðlegri losun dísilvéla skipa, sérstaklega köfnunarefnisoxíð og brennisteinsoxíð, orðið þungamiðja rannsókna iðnaðarins. Áhrifarík aðferð er að bæta hönnun útblástursgasforþjöppu, auka örvunarhlutfall og skilvirkt loftflæði forþjöppunnar og bæta heildar brunanýtni skipadísilvéla og ná þannig fullkomnari bruna og minni útblásturslosun. Samkvæmt tölfræði, með því að nota þessa háþróuðu hönnun nýrra útblásturslofthleðslutækja getur dregið úr losun NOx um 10% til 15%, en einnig bætt eldsneytisnýtingu um 5%.
2) Framleiðslu- og viðhaldsferlið fyrir útblástursgasforþjöppu þarf einnig að vera umhverfisvænna og sjálfbærara. Hefðbundið viðhald á forþjöppum fyrir útblástursloft felur venjulega í sér umtalsvert magn af varahlutum og vinnuafli. Samþykkt einingahönnunar og skiptanlegra íhluta bætir til muna sjálfbærni viðhalds, en bætt framleiðsluferli og efnisval túrbóhleðslunnar getur lengt viðhaldsferil þess og dregið úr neyslu aukahluta.
3. Markaðseftirspurn og áhrif
Framtíðarþróun útblástursgasforþjöppu til sjós fer ekki aðeins eftir sjálfbærniþáttum eins og tækni og umhverfi, heldur er hún einnig beint knúin áfram af eftirspurn og áhrifum markaðarins. Hröð þróun alþjóðavæðingar og alþjóðaviðskipta hefur knúið áfram vöxt alþjóðlegs skipaiðnaðar.
Samkvæmt tölum frá Alþjóðasiglingamálastofnuninni er gert ráð fyrir að sjóflutningamagn aukist um um það bil 30% á næsta áratug. Þessi þróun gefur til kynna að eftirspurnin eftir fleiri, stærri og skilvirkari skipum muni halda áfram að aukast og þar með ýta undir eftirspurn markaðarins eftir dísilvélum í skipum og samsvarandi útblástursgasforþjöppum.
Forþjöppur fyrir útblástursgas til sjós þurfa að laga sig að meiri flutningsgetu og lengri drægni, en uppfylla jafnframt sífellt strangari umhverfis- og öryggisreglur, sem veita gríðarlegt þróunarrými og markaðstækifæri fyrir tækni fyrir útblástursgasforþjöppu. Framleiðendur þurfa stöðugt að gera nýjungar og hagræða vörur sínar til að mæta þessum fjölbreyttu og flóknu þörfum.
Á undanförnum árum, vegna sífellt alvarlegri vandamála umhverfismengunar og loftslagsbreytinga, hafa græn skip og ný orkuskip smám saman orðið nýjar stefnur á markaðnum. Þessi skip nota oft tvinnkerfi eða full rafknúna kerfi og útblástursforþjöppu, sem mikilvægur hluti af þessum kerfum, þarf einnig að bæta og hagræða í samræmi við það. Rafmagnsaðstoð forþjöppu fyrir útblástursloft, í gegnum tengingu við rafmótorinn, veitir ekki aðeins frekari aukaáhrif á lágum hraða, heldur endurheimtir einnig umframorku á miklum hraða, sem bætir heildarorkunýtingu og umhverfisafköst. Því er spáð að árið 2030 muni að minnsta kosti 20% flutningaskipa um allan heim taka upp þessa skilvirku og umhverfisvænu nýju túrbóhleðslutækni.
4, Niðurstaða
Þessi rannsókn greinir ítarlega viðhalds- og framtíðarþróunarþróun útblástursgasforþjöppu skipa dísilvéla frá mörgum sjónarhornum og kannar lausnir og viðhaldsáætlanir fyrir algengar bilanir í útblástursforþjöppum hvað varðar viðhald og viðhald. Hvað varðar framtíðarþróunarþróun, fjallar þessi grein um tækninýjungar, sjálfbærni í umhverfismálum og eftirspurn og áhrif markaðarins.
Á heildina litið standa útblástursgasforþjöppur í sjó frammi fyrir mörgum áskorunum og tækifærum. Annars vegar hefur vöxtur hnattvæðingar og alþjóðaviðskipta knúið áfram eftirspurn eftir afkastameiri forþjöppum fyrir útblástursloft; Hins vegar krefjast umhverfismál og sjálfbærnisjónarmið að tækið sé orkunýtnara og umhverfisvænna í hönnun og rekstri. Þessir þættir veita ekki aðeins stefnu fyrir tækninýjungar í útblásturslofthlöðum, heldur bjóða framleiðendum og skipaútgerðum einnig upp á ný markaðstækifæri.
Í framtíðinni geta aðeins vörur fyrir útblástursforþjöppu sem geta fylgst með eftirspurn markaðarins, leyst umhverfis- og sjálfbærnivandamál náð árangri í harðnandi samkeppnismarkaði.