绞吸式挖泥船泥泵装置特性分析

分析泥泵特性，柴油机特性，管路特性与泥泵装置工作点及范围等，合理确定泥泵与柴油机，泥泵装置与管路的匹配工况。     

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。     

耙吸式疏浚船泥泵特性分析与工况优化

介绍疏浚船泥泵特性和管路特性,并就泥泵运行过程中的转速、泥浆浓度、土质情况、输送管线等生产要素对泥泵产量的影响进行了分析,继而讨论了生产实践过程中使用较多的双泵串联工作状况,提出了双泵串联吹泥工作时的运行注意要点.     

泥泵驱动方式、齿轮箱配置及负荷控制对泥泵特性的影响

柴油机和变频电机工作特性不同，造成实际泥泵特性曲线存在差别。分析柴油机和变频电机的设备特性，并研究变频电机驱动、柴油机单速比齿轮箱及多速比齿轮箱驱动、柴油机功率受限驱动等对泥泵性能的影响，从传动效率、调速范围、经济性及对各输送工况的适应性方面进行对比分析。结果表明，柴油机驱动的传动效率比变频电机驱动更高，变频电机驱动的调速范围比柴油机驱动更宽，中等排距工况时柴油机能提供更大的功率，变频电机驱动系统的复杂程度、初始投资、能量利用率、安全性均较高。     

挖泥船泥沙输送系统的参数匹配问题

讨论了柴油机、泥泵、泥管等泥沙管道输送系统的主要设备及其性能参数,分析了各主要设备参数之间的匹配问题,给出了针对典型工况的最佳配备方案,并就一般工况下通过调节设备运行状态和改变运行参数提高效率和产量给出了建议,以供泥沙管道输送系统设计和泥沙水力输送施工参考。     

绞吸式挖泥船泥泵运行参数配置分析

结合算例分析了泥泵额定功率对其额定转速确定的影响,分析了泥泵运行在其驱动设备的恒扭矩区间比较合适的原因,指出按降低柴油机功率来配置泥泵额定转速并不能达到保护柴油机的作用,而是使水下泥泵负荷降低,应该按照泥泵的负荷特性来设计和配置其驱动设备。通过分析指出在额定功率确定的前提下,泥泵选取较高转速适应较长的排距。文中的分析与结论可供选配泥泵驱动装置和确定泥泵额定运行参数时参考。     

利用计算机设算绞吸式挖泥船施工工况

该文分析确认泥泵特性曲线和管路特性曲线均为二次方程曲线，介绍部分管路清水摩阻系数和将实测的泥泵特性曲线化算为很接近的二次方程式，提出对绞吸式挖泥船不同管径输送不同土质不同浓度可采用的施工流速，介绍利用计算机设算绞吸挖泥船施工工况的计算程序功能模块和工况设计模块的程序框图，并举例设算绘制一挖泥船施工工况的结果。     

泥泵装置及输泥系统的计算机软件计算

泥泵装置及输泥系统是水力输送式挖泥船的主要生产系统，通过编制计算机软件，计算吸泥管参数、泥泵参数和绞刀参数，并根据泥泵和柴油机的功率、减速比匹配进行多方案计算。     

挖泥船输送系统计算分析软件研制

基于矩阵实验室平台,将挖泥船输送系统的计算仿真程序进行封装处理,建立挖泥船输送系统计算分析软件系统(DTAS)。该系统首次汇集了多种泥泵管路特性曲线的计算方法,包括泥泵及管路数据文件的存储查询、泥泵管路特性曲线的计算以及多种计算模型的选择、施工现场数据反分析、接力泵船的计算等十几个计算模块,可以更加系统化、全面化地进行输送计算分析。DTAS系统界面操作简单,为施工及技术人员提供了便捷的计算工具,大大提高了工作效率,可广泛推广应用。     

泥泵装置特性探讨与泥泵功率的计算

泥泵由柴油机直接驱动,是现代吸扬式挖泥船上使用较广的一种挖泥驱动装置,为提高挖泥装置的经济效益与工作可靠性,本文试从泥泵与柴油机的特性分析着手,进而探讨泵-机、泵-管配合工况的合理选择及泥泵功率的计算。     

砂性土粒径与水力式疏浚施工输送产量的关系

砂性土输送生产率计算需要较为复杂的过程,其涉及泥泵特性、管路布设信息、驱动功率、天然土密度、沉降流速等数据,且往往其中部分量难以准确获取。为此,专门针对砂性土粒径对输送的影响进行研究,依据浆体管路输送原理,对疏浚施工水力式挖泥船砂性土输送生产率限制条件进行分析,得到简化的砂性土生产率计算方法,在已知某种砂性土粒径的情况下,可直接求出输送生产率,而不必经过泥泵特性曲线、管路曲线求取等复杂过程,该方法可为疏浚工程生产预测提供参考。     

绞吸船吹填中粗砂泥泵节能运行转速

大型绞吸船吹填中粗砂施工,难以确定最优的输送施工参数和泥泵机组转速.针对目前常用的计算公式对非均质中粗砂浆体水力输送计算精度不足的问题,采用实际施工参数对计算公式进行拟合修正,实现泥浆输送施工参数的精确计算.同时通过泥泵机组运行功率计算分析,确定了最经济输送施工参数条件下泥泵机组的低功耗运行转速.转速特征是在既定的泥浆流速、浓度和泥泵机组总扬程条件下,水下泵采用低转速、甲板泵采用高转速,有利于降低输送施工能耗.     

绞吸挖泥船吸扬系统数字仿真匹配计算

针对绞吸式挖泥船吸扬系统匹配选型不佳和产量预测不准等问题,利用数字仿真建模技术重构绞吸挖泥船吸扬系统的镜像数字模型。针对不同的绞吸挖泥船,通过调整模型参数可求解得到与之相对应的各子系统数字模型。在绞刀及其驱动系统中定量分析了绞刀转速、横移速度和吸口流速与泥浆比重的关系;在泥泵与管路系统中根据相似定律构建了泥泵-管路模型,研究了不同土质和泥浆浓度对泥泵扬程的影响,并求解预测出不同管道流速下的施工最佳工况点。将仿真系统应用到实验室小型疏浚平台上进行试验验证,试验结果显示数字系统能准确预测施工动态参数和产量,并能提前为施工策略提供指导性建议。     

绞吸挖泥船吸扬系统匹配优化设计

绞吸式挖泥船施工土质条件复杂,挖泥船操作人员往往无法选择正确的吸扬系统施工参数与之匹配,导致能耗高,产量低等问题。本文针对该问题,建立泥泵管线输送数学模型,提出了工况点自适应调整逻辑算法,开发了以土方量和比能耗为优化目标的最佳工况点寻优软件,可在对应施工条件下,实现了泥泵管线系统的动态寻优,对现场施工具有实际的指导意义。     

超大型耙吸式挖泥船泥泵运行区划分研究

超大型耙吸式挖泥船为适应复杂的工况变化,其要求泥泵工作时的转速、流量、扬程、功率的变化范围即运行区更加宽广,合理确定泥泵的允许运行区,保证泥泵的安全稳定运行是整个疏浚过程的关键.通过3D有限元仿真分析,确定出泥泵不发生结构破坏的最大承压、不发生轴系共振的最高转速及承受最高功率的泥泵最低转速,首次提出并实践图形表示泥泵的运行区的方法,为今后的相关研究及工艺指导提供参考.     

绞吸挖泥船轴扭矩及功率测试

针对绞吸挖泥船轴扭矩及功率测试的问题,进行了现场测试和泥泵性能试验,介绍了一种绞吸挖泥船轴扭矩及轴功率测试试验装置。采用船舶应变片式轴功率测量方法,得出泥泵在850、900、950、1 000 r/min共4个转速下的泥泵性能参数;并对柴油机在945 r/min转速下,油门刻度18时的瞬时扭矩和平均扭矩进行计算。得出结论：在流量不变的情况下,泵的转速越高,扬程越高、功率越高;在流速在1~1.51 m3/s时,泥泵在4个转速下的水功率十分接近;随着流量的增大,转速越大,泵的水功率越高。     

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。     

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。     

重型自航绞吸船天鲸号岩石输送分析

针对国内外疏浚业缺乏关于岩石输送分析资料的现状,立足于泥泵及管路输送系统原理,以亚洲第一大重型自航绞吸船天鲸号输送岩石的施工数据为基础,对泥泵泥浆扬程换算系数和管路沿程摩阻系数分别进行反分析.对于风化较为严重且混有大量细颗粒成分的岩石与风化程度较弱几乎全部由岩块构成的两种岩石的泥泵泥浆扬程计算方法进行研究,验证经验公式的适用性,同时反分析得出输送两种岩石时的管路沿程摩阻系数.由于岩石的单轴饱和抗压强度不同,沿程摩阻系数差距很大,建议针对性地对项目的土质进行反分析得出沿程摩阻系数.     

基于Fluent的输液管路压力波动仿真

流体压力波动是管道系统产生异常振动与噪声的主要根源之一。为了研究输液管道不同工况下的压力波动特性,利用计算流体动力学软件Fluent,对其内部流场进行三维非定常数值模拟,并分析在不同转速和背压工况下管路不同位置的压力波动特性。通过数值分析发现:管内流体的压力波动主要是由泵的周期性吸排作用引起,而且随着输液泵转速的增加而增加;管道不同位置的压力波动大小不同,在弯管密集处压力波动相对较大。最后利用实验验证了仿真模型的有效性。本文对于管路设计和振动治理有一定指导作用。