大流量、高扬程、超大轴径泥泵机械密封的研制及优化

“天鲲号”的投产使用,极大地提高了疏浚工程的施工效率,但目前“天鲲号”泥泵采用的L型橡胶密封在高排压下很快磨损失效引起泄漏停机,严重影响施工进度。针对这一问题,提出采用机械密封代替L型橡胶密封的方法。通过技术参数计算,对密封部位进行仿真,对机械密封进行设计、制造,并通过2次实船测试对机械密封的性能开展验证。研究结果为解决疏浚装备泥泵密封在大流量、高扬程、超大轴径及高压下寿命短的问题提供了一种新的方案。

重型绞吸挖泥船挖掘砂岩混泥岩施工工艺优化

针对重型绞吸船挖掘砂岩混泥岩的复杂工况,以钦州港东航道扩建工程为例,开展“天鲲号”绞吸船挖掘与输送砂岩混泥岩土质的施工工艺研究。通过7G与8G 6臂绞刀的对比试验,综合比较不同绞刀型号的生产效率及刀齿损耗,对挖泥机具进行比选;通过对绞吸船施工时进尺、切厚等关键施工参数的分析优化,结合砂岩混泥岩的土质特性,确定了最佳挖掘施工工艺;通过对泥泵性能的分析计算,确定了绞吸船输送的最佳控制浓度;从挖掘、输送2方面进行施工工艺优化,总结了重型绞吸船挖掘砂岩混泥岩的施工技术。研究成果可为类似工况的绞吸船施工提供参考。

Xbar-R控制图在绞吸挖泥船疏浚施工中的应用

针对施工硬质土时绞吸船横移操作难以控制的问题,验证更换七臂绞刀后“新海豚”轮在滨海LNG项目疏浚施工中的生产率与稳定性,以水下泵吸入真空为研究对象,提出基于Xbar-R控制图的绞吸挖泥船横移挖泥操作参数范围的设定方法,并将测算结果应用于后续工程实际中。结果表明,该方法能够科学、直观地帮助操作人员掌控最佳参数范围,进而提高船舶生产率。

绞吸式清淤与气力泵式清淤效果比较研究

以太湖竺山湖清淤工程中的气力泵清淤与绞吸式清淤施工为对象,分析清淤工程中2种船型对周围水体的悬浮物、总磷、总氮以及氨氮等指标的影响,比较分析了绞吸式与气力泵清淤船清淤中余水污染物以及含水率质量浓度变化趋势,研究了2种船型清淤后对底泥界面层理结构的影响。结果表明,气力泵清淤船扰动距离、扰动强度均小于绞吸式清淤船,气力泵式清淤中淤泥含固率较高,余水量小,对底泥界面层位结构影响小。

海底天然气水合物绞吸式开采方法研究

根据海底天然气水合物藏特点,结合绞吸式挖泥船工作原理和大洋多金属结核开采技术,提出了一种全新的绞吸式海底天然气水合物开采方法,克服了海底天然气水合物开采依赖构筑封闭开采环境的技术瓶颈;然后根据管道输送原理和两相流理论,对绞吸式开采方法的提升系统进行了水力参数分析。由分析结果可知,将体积浓度为15%~25%天然气水合物流体从1 000 m海底提升到海面所需泵的扬程为30~50 m;将体积浓度为10%~20%天然气水合物流体从4 000 m海底提升到海面所需扬程为90~150 m,现有的矿浆泵就能满足要求;由于天然气水合物和海底沉积物硬度较低,并且其混合流体的密度与海水密度相差不大,采用矿浆泵进行直接输送其对泵的磨损不会严重,能保证系统长期稳定的工作,证明了该开采方法在理论上是可行的。

长狮7号绞吸式挖泥船泥泵的改造升级

在长狮7号原船动力系统不变的前提下,设计开发了高效水下泥泵和舱内泥泵,通过新旧泥泵对比可以发现,改造后2台泥泵的清水效率由不到75%提高到86%以上,本次改造达到了提高该船泥泵效率、降低能耗的目的,实现了挖泥船泥泵的升级。

基于数值模拟和模型试验的泥泵优化设计

结合数值模拟和模型试验,基于流体仿真软件,采用标准k-ε湍流模型,模拟大型泥泵的三维流场,预测泥泵的水力性能,并采用增大叶片包角,减小叶片出口角、调整叶片型线等方法对叶片进行优化,最高水力效率达到86%;基于相似定律,按照1∶4的比例设计制造模型泵,在试验台上进行外特性试验。结果证明,优化设计的大型泥泵效率与预测相符,验证了高效泥泵的设计方法。

绞吸挖泥船泥泵组合及转速匹配

对于相同的输送工况,泥泵的数量及各泵之间不同转速组合可能对泥泵效率、燃油成本产生影响,这种情况对于转速调节范围更大的变频电机驱动泥泵尤为明显。针对此问题,分析泥泵的相关特性以及泥泵组合和转速匹配原理,并以燃油消耗率为参考基准,对特定工况条件下泥泵组合和转速匹配案例进行深入研究。结果表明,在某特定工况条件下,必然存在一种最佳的泥泵数量和泥泵转速组合方案,可达到节省燃油的目的。

应用可编程序控制器的船舶主机遥控系统设计

介绍一种应用可编程序控制器实现的船舶主机遥控的系统结构及其功能特点。系统适用于不可反转柴油机带顺倒车离合器推进装置的遥控 ,可以替代同类进口产品。对于主机遥控系统的国产化 。

进口直径800 mm泥泵小叶轮开发与应用

绞吸挖泥船的输送距离较短时会引起驱动机(柴油机或电机)超负荷,影响系统运行稳定性,虽然可以通过降低转速、加装缩口缓解,但是降低了系统运行的经济性。采用理论分析设计了一款小叶轮初始形状,通过数值模拟计算其性能并且反复迭代优化完成了小叶轮的最终设计,对比了优化设计后的小叶轮和直接采用切割外径小叶轮的差别。实船测试小叶轮的清水运行特性,验证了水力设计的结果可靠,最后对比绞吸船采用原叶轮和小叶轮施工短排距疏浚工程的施工参数。经现场测试和挖泥应用,发现小叶轮在短排距工况时施工效率明显高于原叶轮,开发的小叶轮达到了设计目的。

400m^3/h绞吸式挖泥船水下泥泵技术改造

通过对某400 m3/h绞吸式挖泥船泥泵吸入性能进行研究,指出了原泥泵的不足,并提出双泵串联的方案对该泥泵进行技术改造,使其挖深达18 m,排距3000 m,疏浚能力达1250 m3/h.

挖泥船泥泵驱动技术及其应用

对配置不同驱动形式泥泵挖泥船的经济性和施工能力展开研究,基于泥泵及其驱动装置的调速特性和效率特性,比较分析各种传统驱动方式的优缺点,提出基于整个疏浚公司船队建设和主要业务特点的方案决策方法,为船舶方案设计中泥泵驱动设备的选型以及施工管理中不同类型船舶的调度提供参考。

大型绞吸挖泥船开发设计

结合七○八研究所自主研发设计的数艘装机功率超过10 000 kW的大型绞吸挖泥船,分别从船型及布置特点、动力驱动形式、疏浚系统配置以及定位形式共四个部分对大型绞吸挖泥船开发设计进行详细论述。

清淤疏浚中接力泵船位置确定及施工方法探讨

在采用绞吸式挖泥船进行河湖清淤疏浚施工时,通常需串联拉力泵船来加大疏浚泥土的输送距离,为提高施工效率,需合理确定接力泵船的布置位置。结合厦门集美皮划艇赛道清淤吹填工程,提出一种确定接力泵船位置的理论计算方法,该方法是根据泥浆杨程、输送阻力损失、泵串联特性推导出接力泵船位置的计算公式。针对工程实际提出了提高疏浚生产效率的措施,取得了较好施工效果。

绞吸式挖泥船电力驱动系统建模与仿真研究

为了研究直接转矩控制(DTC)调速策略在电力驱动绞吸式挖泥船上的适用性,基于饱和沙二维切削理论建立绞刀切削模型,基于泥泵特性及管道流体力学理论建立泥浆输送系统模型,在此基础上基于异步电动机数学模型和直接转矩控制理论建立绞刀和泥泵电力驱动系统模型.根据施工实际建立仿真模型并基于典型工况对直接转矩控制系统进行仿真实验,分析绞吸式挖泥船在典型工况下驱动系统的调速性能和船舶电站的稳定性.仿真结果表明,直接转矩控制系统具有良好的调速性能,同时能保持电力系统的稳定性,在绞吸式挖泥船疏浚设备驱动系统中有良好的适用性.

疏浚船用离心式泥泵叶轮改型研究及应用

针对绞吸挖泥船短排距施工工况,结合CFD数值模拟对泥泵叶轮进行叶片改型优化,在减少叶片数的同时,将圆柱叶片改型为三维扭曲叶片,模拟清水效率达到了83%,与切割叶轮相比,清水效率提高了18%。改型叶轮在福建莆田石门澳疏浚工程中得到应用,“新海鲲”轮泥泵更换改型叶轮后,可以在1.5 km排距下采用双泵串联的方式作业,而且排管无缩口,与采用直径600 mm的缩口施工相比,生产率提升约34.1%,提高了绞吸挖泥船在短排距工况下的生产率。

绞吸挖泥船串联接力泵船远距离输送工艺

绞吸船串联接力泵施工为目前长排距施工的主要方案,得到广泛的应用。针对如何能够使泥泵间的输送能力相匹配、达到稳定运行并发挥合理的生产能力的问题,以华能曹妃甸5000万t/a煤码头项目围海造陆吹填工程为例,通过对施工中各种典型工况的分类与计算,探索施工的变化趋势,分析接力泵船的船位合理布置范围。

模糊-PID控制在绞吸船水下泥泵自动调速中的应用

绞吸挖泥船装驳施工中,操作人员频繁调节水下泥泵电机转速以稳定管路内泥浆流速。针对这一问题,采用模糊-PID技术设计水下泥泵电机自动调速控制系统。该控制方法以流速作为自变量,以泥泵转速作为因变量,并将吸入真空、泥泵机功率及泥浆浓度作为安保条件,可以保证在装驳施工过程中泥浆流速持续维持在设定区间内。实际应用表明,模糊-PID控制在水下泥泵调速过程中具有反应快速、控制精准、鲁棒性好等特点,具有较好的推广价值。

装备900泥泵的绞吸船长排距适应性分析

针对装备900泥泵的绞吸船功率储备设置不合理、船舶不适应长排距工程的现状,采用CFD仿真分析方法确定合适的泥泵转速增加量,使舱内泥泵扬程增加16.5%,水下泥泵扬程增加17%,进而提升船舶长排距施工性能;并对增加转速后的泥泵本体、轴系、泵盖连接螺栓及附属封水泵的适应性进行分析,确保泥泵在水力、结构与附属设备3方面均能满足船舶长排距的要求,为其他同类绞吸船舶提升排距提供方法借鉴。

绞吸式挖泥船泥泵及其驱动装置的工况分析

绞吸式挖泥船的泥泵与驱动装置的合理匹配会大大提高挖泥船的生产效率。文章通过对笔者所在单位绞吸式挖泥船闽福州浚1002船的泥泵及其驱动装置的特性进行分析,确定泥泵与驱动装置的最佳工况。