天鲲号绞吸挖泥船挖岩作业配套船舶技术研究

随着全球经济增长和疏浚业的扩大,大型绞吸挖泥船已成为这一领域的关键装备。文章专注于提升超大型绞吸挖泥船“天鲲号”的效能。通过分析该船在挖岩工程中的挑战,引入了“挖-运分离”的高效物流策略。为实现这一目标,建议开发一艘专门与天鲲号配套使用的开体式耙吸挖泥船。文章详细讨论了开体式耙吸挖泥船在主尺度和舱容、快速靠泊、泥舱结构和强度、疏浚系统和船舶布局等方面与天鲲号的匹配问题。提出了一个新颖的开体式耙吸挖泥船方案,能够完全满足配合天鲲号挖岩装驳和运输的需求,实现“挖-运分离”物流策略;能够开展后期扫浅挖泥作业,减少天鲲号的占用期,从而显著提升整体经济效益。

深水港口航道疏浚中绞吸挖泥船施工工艺的优化探析

为探索绞吸挖泥船在土质条件复杂的深水航道疏浚开挖中优化应用的技术要点,以某港口航道工程为例,在疏浚船舶基本配置的基础上,从绞刀选型、绞刀防石形式比较、吸口格栅布置间距、泥浆浓度及流速等方面进行船机性能及施工工艺的优化。结果表明,对于土质条件复杂,密实、坚硬的航道底部土层而言,必须在设计阶段展开绞刀防石方案适用性论证,探寻泥浆流速、浓度和施工工效的平衡点,以保证航道疏浚清淤工效。

基于数据驱动的航道疏浚绞吸挖泥船施工优化

绞吸挖泥船是航道疏浚中重要工具,疏浚施工过程中,现场环境会不断变化,施工人员需要根据需要对挖泥船的工作参数进行调节,从而获取最大的挖泥效率,提升疏浚工作效率。本文探讨一种通过数据分析驱动绞吸挖泥船施工优化的方法,通过建立预测模型实现对不同工况下挖泥效率进行预测,帮助施工人员根据情况调整泥泵转速、横移速度、绞刀转速等参数,实现对疏浚施工过程的优化,满足疏浚工作的需求。

基于CFD的绞吸挖泥船风流载荷分析

绞吸挖泥船在作业过程中受到载荷影响的情况较为复杂。以某绞吸挖泥船为研究对象,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟模型对绞吸挖泥船风流载荷进行分析,得到无因次的风流载荷系数,总结绞吸挖泥船风流载荷规律。研究结果可为绞吸挖泥船的系泊分析和作业过程安全性分析提供一定参考。

配置LNG动力的巨型自航绞吸挖泥船

在国外公司对关键设备参数有所保留的大环境下,通过甄别收集的大量资料,分析和整理出Spartacus绞吸挖泥船电站、电气系统、主要施工设备的配置及主要参数等基本概况,分析绞吸挖泥船以液化天然气(LNG)为动力带来的优势与挑战。对Spartacus绞吸挖泥船主要配置和参数进行分析介绍,为我国发展同级别船舶提供参考,助力提升国内疏浚企业国际竞争力。

绞吸挖泥船施工经济性选型分析

为合理控制投资,需根据项目施工条件合理选择疏浚船型。以绞吸挖泥船为基础,依据现行疏浚定额,分析疏浚价格组成及影响因素,通过分析不同疏浚船型在不同吹距时的价格曲线得到单价的变化趋势,找出吹距相同时的经济船型;总结得出大中型绞吸挖泥船的经济适用的疏浚工程量范围。结果表明,当吹距相同时,采用大型绞吸挖泥船成本优势明显,更适合远距离吹填;当疏浚工程量较小时,中小型绞吸船疏浚成本优势明显;当工程量大于200万m 3时,大型船舶具有成本优势;当运(吹)距超过14 km时,选用抓斗挖泥船比耙吸挖泥船经济性更优。

超大型自航绞吸挖泥船发展现状及设计特点

随着疏浚事业的不断发展和科学技术的进步,为了适应各种不同工况的需要和满足海上施工的要求,绞吸挖泥船挖掘能力越来越强,疏浚距离越来越远,自动化程度越来越高,越来越节能和环保。文章介绍了国内外超大型自航绞吸挖泥船的发展现状和主要技术特点,通过对目前国内外自航绞吸挖泥船主要性能参数进行调研分析对比,有针对性地分析了各大型船舶的配置情况,提出了未来超大型自航绞吸挖泥船一些关键参数、技术指标和设计要点,为船舶设计提供理论和技术参考。

大型绞吸挖泥船性能提升研究

在中长周期波浪海况条件下,针对我国早期研制的大型绞吸挖泥船施工适应性差、长排距工程排距受限等难题。本文以“天杉”船为研究对象,通过理论分析、数值模拟、有限元分析计算、实船验证等方法,开展了大型绞吸挖泥船定位系统性能提升、输送系统性能提升、船舶动力系统升级研究,形成了一系列大型绞吸挖泥船性能提升的技术,并成功应用。为我国早期研制的大型绞吸挖泥船的性能改善提供参考。

新一代超大型自航绞吸挖泥船性能论证及设计方案

近年来随着工程建设对绞吸挖泥船的要求不断提升,绞吸挖泥船正在向总装机功率超大型化、强挖掘能力、高疏浚性能、智能自动化、节能和环保方向发展,结合国内外超大型绞吸挖泥船的特点和发展趋势,对新一代超大型自航绞吸挖泥船的船舶首尾方向、船型、主尺度、动力配置、疏浚设备配置、船舶主要功能和总布置等设计要点进行论证分析,形成了超大型绞吸式挖泥船船型论证分析的总体思路和设计方案,为超大型自航绞吸式挖泥船的总体设计提供参考。

基于克里金法的绞吸挖泥船泥泵磨损近似模型

针对绞吸挖泥船泥泵在工作中因泥浆含固体颗粒易磨损的问题,以某绞吸挖泥船泥泵为研究对象,综合考虑泥浆特性各因素对绞吸挖泥船泥泵磨损的影响,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟对绞吸挖泥船泥泵的磨损情况进行分析,得到由泥浆成分(质量分数)和泥泵磨损构成的样本集。在此基础上,采用克里金法建立绞吸挖泥船泥泵磨损分析的近似模型,并进行近似模型的误差分析。结果表明该近似模型具有一定的精度,可在不开展CFD数值模拟的条件下对泥泵磨损进行较准确的预测,为泥泵可靠性设计提供便利。

绞吸挖泥船疏浚仿真研究

疏浚系统仿真是目前疏浚从业人员技术培训、工艺辅助决策和疏浚科学研究的先进手段。主要针对绞吸挖泥船设备组成、作业环境和施工特点,提出了绞吸挖泥船疏浚系统仿真的基本构思,分析了实现该系统的重要环节和关键技术及难点。研制的多通道环形柱幕绞吸挖泥船施工模拟系统已投入使用,效果良好。

“新海旭”全球最大非自航重型绞吸挖泥船

文章介绍了国内自2010年以来建成的四型有代表意义的非自航大型绞吸挖泥船和国外最大的两艘非自航绞吸挖泥船,可以看到国内自主研制能力已经步入国际领先行列。集成船舶设计通用原理和绞吸挖泥船专业疏浚设备开发技术,用图形的方式表示了该船型设计的主要方面。扼要介绍了"新海旭"的总布置、航区、动力配置、疏浚输送系统和钢桩台车定位系统等,并对大型绞吸挖泥船的作业航区、动力配置方案和疏浚输送系统生产能力等进行了探讨和分析。论文提出的绞吸挖泥船设计原理和对"新海旭"的技术状态介绍可供开发大型绞吸挖泥船参考。

大型绞吸挖泥船挖岩绞刀切削力计算分析

考虑岩石疏浚和煤炭切削的共同特点,并结合绞刀切削的实际情况,借鉴煤炭切削中截齿的受力理论,提出绞刀水下切削岩石的数学模型,并对相关参数的选取进行了探讨.在此基础上,通过编程对4 200kW大型绞吸挖泥船的绞刀受力和功率进行了计算,并对不同横移速度和岩石单轴抗压强度下绞刀受力和功率变化的趋势进行了分析.

基于施工循环的绞吸挖泥船疏浚作业平稳度分析

绞吸挖泥船是水利工程疏浚施工领域广泛使用的一类工程船舶,安装在船上的工况监测系统能够实时记录船体的疏浚作业状态,但是所获得的实时监测数据并不能直接提供船体疏浚作业平稳度的关键信息。提出一种基于施工循环的绞吸挖泥船疏浚作业平稳度分析评价方法,通过选择合适的施工监测参数作为绞吸挖泥船疏浚作业平稳度分析指标,然后在预定义的施工循环内对平稳度指标进行计算分析,得到挖泥船在整个施工期间的疏浚作业平稳度变化情况,以及每个施工循环内的疏浚作业平稳度值。据所得的疏浚作业平稳度,能够判断挖泥船操作人员的疏浚作业平稳度优劣,并直观评价其相应的疏浚产量,为绞吸挖泥船的疏浚作业提供有效指导。同时,通过与传统的疏浚作业平稳度分析方法进行比较可见,所提出的方法能够定量地反映绞吸挖泥船在整个施工期间和每个施工循环中的平稳度变化情况,弥补了传统方法的不足,具有更强的实用性和优越性。

绞吸挖泥船绞刀片再制造技术及应用研究

为解决绞刀片耐磨性与焊接性的矛盾 ,提高绞刀片寿命 ,从易损件再制造的基本原则出发 ,根据挖泥船绞刀片疏浚作业工况对刀齿的耐磨性、工作可靠性的要求 ,对“吸扬 1 4号”1 75 0 m3/h绞吸式挖泥船前段绞刀片进行了再制造设计 .采用了梯度化再制造新工艺 ,较好地解决了刀齿耐磨性与抗折断能力的矛盾 .该工艺使绞刀片重量减轻、寿命延长、疏浚效率提高且使绞刀片具有良好的再制造性能 .文中对比了再制造绞刀片与原绞刀片的性能特点 ,分析了再制造绞刀片梯度层的组织和性能特征 .

“天麒号”和“天麟号”大型非自航绞吸挖泥船设计要点

"天麒号"和"天麟号"采用了可靠、灵活、节能、冗余的变频驱动技术,配置了带缓冲的重型钢桩台车系统,适应在较大的风浪中作业,是国内自行设计和建造的具有挖掘弱风化岩能的大型绞吸挖泥船。文章介绍了其主要特征,包括总布置、主要要素、动力配置、输泥系统、绞刀驱动系统和带缓冲的重型钢桩台车系统,特别介绍了挖岩试验的基本情况。

超大型绞吸挖泥船泥沙输送系统优化设计

绞吸挖泥船的大型化可以显著加快疏浚速度,提升疏浚效率,降低环境破坏,减少人员劳动。因此,超大型化向来是疏浚业界努力追求的一个方向。上海交大船舶设计研究所设计了当前世界上最大装机功率(2.4 MW)、最大生产能力(在目标工况:排距8 km、挖深30 m、排高10 m、输送d50=0.23 mm中砂,产量大于8 000 m3/h)的绞吸挖泥船。介绍该船泥沙输送系统设计时所采用的基于目标工作点优化设计方法。该方法在前人对泥沙管道输送能耗、泥沙对泥泵性能影响等相关方面的研究成果的基础上,首次提出了针对设计工况施工效率优化,用极限工况作业能力进行校核的设计优化方法。结果表明:目标工况下,泥泵效率高达84%,柴油机效率高达90%,取得良好的节能减排和经济效果。

绞吸挖泥船仿真训练系统的设计及实现

为了提高疏浚培训质量,发展疏浚新工艺,研发一种绞吸挖泥船仿真训练系统.根据对绞吸挖泥船的结构特点和施工过程的分析,设计基于PLC的仿真驱动模块;基于DirectX的三维视景模块以及与实船一致的硬件操作平台,阐述三维视景模块的硬件和软件实现方法;通过分析根据疏浚过程所建立的疏浚动态方程的特点,提出基于PLC实现仿真驱动模块的方法,并分析这种方法的优点.该系统已经投入使用,在教学实践中使用效果良好.

基于岩石切削理论的超大型绞吸挖泥船绞刀动载荷分析

针对绞吸挖泥船疏浚岩石的工作特性,基于绞刀几何模型、运动学模型和动力学模型对绞刀疏浚岩石时的受力及其载荷波动性进行数值仿真。通过数值仿真切削功率和实际切削功率的对比进行了结果可靠性验证。利用Matlab/VB编制了研究绞刀受力以及载荷波动性的仿真系统。所得结果可为研发疏浚岩石关键设备提供参考依据。

绞吸挖泥船横移系统多回路控制研究

为了提高绞吸挖泥船的施工产量,同时避免设备电流超限或管路浓度过高现象的发生,提出了混合多回路控制系统。建立了横移系统的多个制约因素和横移速度的数学模型,并分别设计了模糊PID和Smith预估器的控制方法。对于多个子回路之间的协调问题,设计了一个多回路自动切换控制器,并进行仿真。仿真结果表明,该控制器能根据横移系统的运行状态自动切换控制回路,实现了绞吸挖泥船横移系统对多回路的稳定、高效控制。