自航绞吸式挖泥船“天鲸号”电力系统设计

＂天鲸号＂是目前亚洲最大、中国第一艘大型自航绞吸式挖泥船,不仅挖掘能力强、疏浚产量高,而且电站和驱动方式的设计达到国际先进水平。通过＂天鲸号＂在不同工况下供电情况的分析,具体阐述了功率的分配和电站的管理;并通过各种电压系统的对比确定了本船的电压;针对不同变频设备的特点,详细介绍了直流母线技术和有源前端（AFE）变频技术的具体应用。同时介绍了本船电缆和配线的特点,以及各种辅助电源的适用范围,为国内开展自主设计提供参考和借鉴。     

“宇大1号”大型绞吸式挖泥船设计要点

介绍"宇大1号"的基本技术状态,包括船型与总布置、动力设备配备与电力系统、吸排泥系统、绞刀驱动系统和桥架形状与布置,特别是其技术特色与先进性,以期为同类船舶的设计与建设提供参政。     

长江下游感潮河段造床流量计算研究

针对长江下游大通至长江口的感潮河段,借助潮流数学模型,计算造床流量,研究其特点及变化规律。研究表明:计算感潮河段造床流量时,流量输沙率法使用方便,计算结果较为合理;对于天生港以上河段,存在两个造床流量,而对于徐六泾以下河段,则存在一个造床流量群;大通至仪征河段的造床流量沿程变化较少,自仪征开始造床流量沿程逐渐提高,主要应与纳潮量沿程增加有关。     

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。     

绞吸挖泥船抗风能力研究

绞吸式挖泥船在远海施工常常面临恶劣的环境条件,研究利用现场实际情况提高船舶的抗风能力至关重要。以绞吸式挖泥船"天凯"为研究对象,通过对环境力的分析,包括风、海流、波浪等环境因素,研究船舶在各种环境条件下受力情况,对船舶锚机建立物理模型进行数值模拟,提出锚机座改进方案,提高了船舶的抗风能力,提出船舶外海抗风方案,提高了船舶外海施工适应性和安全性。     

绞吸挖泥船施工受波浪作用研究

绞吸挖泥船在风浪较大的环境施工时,风浪对绞吸挖泥船施工影响较大,严重时会造成钢桩断裂等安全事故。目前的主要措施是根据气象情况及时避风,但波浪对绞吸挖泥船施工的影响一直没有办法定量评估。采用AQWA软件对波浪力进行计算,再把作用力传递到船体和钢桩上,利用有限元软件计算钢桩的承载能力。研究结果表明,"电天牛"系列绞吸挖泥船在波高为1 m,波的频率为0.167 Hz的波浪条件下能正常施工,但钢桩在此波浪条件下的受力接近安全许用应力,因此当波高或周期再增大时,应考虑停止施工。     

大型绞吸式挖泥船定位钢桩插销孔应力及疲劳分析

对定位桩插销孔处的结构进行研究,分析插销孔的应力及疲劳问题。首先分析插销孔处易发生断裂的定位钢桩的结构形式,对销孔处的结构提出2种改进方案;然后,对2种改进的插销孔进行强度计算,根据计算结果并结合实际生产确定出较好的结构形式;最后,对改进后的销孔进行疲劳分析,得到其疲劳寿命,并指出最易发生疲劳失效的部位。     

基于能量修正的SPT在疏浚吹填中的应用

为了保证项目工期和控制吹填砂细颗粒含量小于20%,在开工前及施工过程中采用海上标准贯入实验SPT,并通过N值和室内筛分试验结果,对地层的土质类别及细颗粒含量等情况进行研究。同时,通过现场挖泥船实际吹填效率分析,得到实际疏浚吹填中SPT标准贯击数与不同类型挖泥船的挖掘能力的关系:当N值大于30时,现场7025型绞吸船较难开挖,需引入大型绞吸船或耙吸船开挖。相同土质耙吸船吹填料的细颗粒含量远远低于绞吸船。因此,根据SPT钻孔资料合理安排施工船舶和施工工艺,对项目顺利实施、节约成本具有重大意义。     

疏浚管系作业全自动控制系统

针对耙吸挖泥船提高施工效率、减少人工成本和燃油消耗问题,进行疏浚管系作业全自动控制系统的研究。在挖泥船疏浚作业时,由于环境和操作流程复杂,传统的半自动疏浚集成控制系统,在多人操作时,会出现泥浆堵住疏浚管路的问题。设计了疏浚管系闸阀控制器(ADSS)、低浓度排放控制器(ALMO)、自动泥门控制器(ABMC)和高压冲水泵控制器(AJC),来实现疏浚挖泥管系全自动控制系统,提高泥浆流速、降低泥浆浓度,防止泥浆堵管,同时减少人工成本,降低燃油消耗,使耙吸挖泥船挖泥施工效率得到很大的提高。