“浚江”船泥泵与短排距管路匹配分析

针对“浚江”小型绞吸挖泥船施工中，输泥管路较短、泥泵柴油机在额定转速工作时转速高和负荷高的问题，分析泥泵与标准管路输送清水时的匹配特性、泥泵与短排泥管路输送泥浆时的匹配特性。采用改进泥泵、管路工况条件的措施，达到泥泵与管路匹配的工况点，并对应用效果进行分析。结果表明,调整泥泵转速、使用小直径叶轮可充分发挥柴油机和泥泵的性能，保证工程的总体经济效益。     

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.     

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。     

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。     

耙吸式挖泥船泥浆与管道输送的建模与仿真

建立耙吸式挖泥船泥浆与管道输送的数学模型,在MATLAB/SIMULINK下建立相应的仿真模型.实例仿真结果表示,根据不同情况,通过控制泥泵的转速以控制泥浆在管道串的流速,可以提高其工作效率.     

基于DELFT模型的砂性土管线输送数模研究

管道输沙阻力损失计算是港口航道疏浚工程中的基本问题，是合理确定整个输送系统的重要环节，直接关系到动力设备的选型和运行的能耗。需要能够预测所需的压力和功率，以便在一个有一个或多个泥泵（通常是离心泵）系统中，在有或没有管道倾斜和或升高的情况下，将固液混合物输送到很短到很长的距离。本文根据厦门大小嶝工程的实际工程土质情况和施工设备，采用DELFT模型对管道内泥浆输送的重要参数进行数模研究，从而指导实际施工。     

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。     

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.     

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。     

绞吸挖泥船短排距工况下泥泵节能技术

针对3500 m3/h系列绞吸挖泥船在较短管线输送距离时采用缩口减小流量的问题,通过对舱内泥泵和水下泥泵的叶轮进行叶片改型优化,实现泥泵扬程和功率的降低,并将改型叶轮应用于南通海门某疏浚工程.结果表明,"新海鹭"轮泥泵更换改型叶轮后,在3.4 km排距下采用双泵串联输送粉砂土质泥浆,两泵功率降低约500 kW,油耗减少...     

多石底质下耙吸船小流道泥泵的性能调整

针对耙吸船在俄罗斯布朗克工程中疏浚多石底质工况时,频繁出现块石堵泵、堵耙口等严重影响施工生产的难题,对耙吸船泥泵通道的通过能力及耙头格栅进行研究。采用泥泵相似性原理,从泥泵叶轮球面通道尺寸、叶轮切割对泥泵性能影响、叶片切割长度计算、叶轮切割操作等方面进行分析,调整泥泵叶轮通径以适应多石底质复杂工况。通过实施该方法,有效解决了多石底质下耙吸船小流道叶轮施工效率低的难题,单船过泵量平均提高44%,装舱生产率平均提高17%,周期生产率提高11. 5%。     

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。     

大型耙吸挖泥船艏吹中粗砂造陆施工技术

大型耙吸挖泥船艏吹中粗砂施工对船机设备、临界流速、管线配置等的要求与常规的吹填工艺不同。针对中粗砂的特性,开发专用软件计算确定不同粒径中粗砂的临界流速和最低实用流速;结合泥泵特性和管线摩阻特性,测算典型耙吸挖泥船艏吹中粗砂的最佳效率;研究快速接管工艺,结合吹填区初平和后整平,提高大型耙吸挖泥船艏吹中粗砂造陆施工效率。     

新型高效扭曲叶片的叶轮研制

针对原泥泵叶轮采用柱形叶片,导致过流通道较小、泥泵效率低的问题,在不改变叶轮外形尺寸的前提下,设计一款扭曲叶片的三叶片叶轮,对不同叶片数的叶轮输送清水和泥浆进行水力特性试验,分析泥泵的清水特性和泥浆特性,并且将两款不同叶轮的性能进行对比。结果表明,新开发的扭曲叶片的叶轮最大过流通道的直径增加了40%,泥泵效率提高了10%。研究成果可为类似工程提供参考。     

绞吸挖泥船大功率挖岩绞刀的荷载分析*

针对绞吸挖泥船在挖岩施工过程中绞刀荷载难以定量确定的问题，建立刀齿的坐标模型，根据施工参数判定刀齿大圈切削状态，利用单齿切削岩石的荷载模型建立绞刀整体的荷载分析模型，计算绞刀在不同转动速度、横移速度、姿态角度和岩层厚度等工况下的横向力、竖向力、纵向力以及绞刀功率情况，每种工况以正刀和反刀两种姿态进行分析。结果表明，无论正刀还是反刀施工，绞刀的转动速度和横移速度都对绞刀的功率消耗产生正相关影响，绞刀的姿态和泥层切削厚度对绞刀荷载的影响最大。     

远距离输送砂浆充填砂袋施工技术

以肯尼亚拉姆港项目疏浚及吹填工程为例,针对临时围堰及引堤建设中陆地砂源与充砂袋施工区域距离远的问题,对远距离输送砂浆充填砂袋施工技术进行研究。创造性地提出通过优化泵机组合、合理设计远距离砂浆输送管线及适用于该管路系统的合流器及分流器,实现安全、高效的远距离输送砂浆充填砂袋施工。可减少船机设备的投入,降低施工成本,保障施工进度,取得良好的经济和社会效益。目前国内针对远距离输送砂浆充填砂袋施工技术尚无成熟的施工工艺,该技术的成功实施对类似工程有重要的参考意义。     

6500m3/h绞吸船用泥泵四叶片叶轮研发

为适应绞吸挖泥船超长排距时的施工需要,在6500m³/h绞吸挖泥船原三叶片高效高压泥泵的基础上,保证叶轮外形尺寸不变、叶轮流道通过能力不下降的情况下,分别对叶轮轴面和轴面流线进行水力设计,设计叶轮为四叶片扭曲叶片,并结合数值模拟对叶片包角进行优化计算,确定叶片包角为138°。通过模型泵试验,对比测试与模拟计算结果,验证叶轮的水力性能。通过对比四叶片与原三叶片高效高压泥泵的性能参数,预测两者在不同土质、不同排距下的生产率与能耗情况。结果表明,四叶片泥泵扬程比原三叶片高效高压泥泵提高了18 m以上,最高效率达到86%,且通过球径均为425 mm;土质为0.2 mm细砂时,研发泥泵的生产率提高了9%以上,排距提高了14%以上,耗功最小值降低了约3.5%。     

极限工况条件下围堤充砂袋施工技术

针对温州鳌江口涌浪大、距离远的极限工况,在普通吹砂船无法施工的情况下,采取了自行改造吹砂驳船,陆地建造砂库配合泥浆泵、高压冲水及接力泵站等一系列措施,成功实现了将皮带砂1 500 m以上距离直接灌袋、吹砂库,克服了远距离充砂袋无法实施的困难,取得了重大突破,对我国沿海地区类似工况的充砂袋施工具有借鉴意义。