大型接力泵船的装备方法

摘要

大型接力泵船的装备方法，涉及绞吸挖泥船的辅助工程船。本发明采用非自航、无挖掘能力、疏浚工程吸、排泥船，船上配备泥泵及驱动系统、吸排泥管系、定位锚，其特征是全船肋距为600mm，龙骨、肋板局部加强，中内龙骨和肋板均采用⊥12×850/14×220的T型钢；冷却水海底总阀设计在船侧水线下1.0～1.5m处；接力泵船配备的泥泵是两台与3500m3/h大型绞吸挖泥船泥泵性能相同的泥泵；接力泵船工作时，吸排泥管系串联至绞吸挖泥船排泥管系，接力泵船的吸泥管接在大型绞吸挖泥船排泥管余压1.0～3.0bar处。

权利要求

1.大型接力泵船的装备方法，采用非自航、无挖掘能力、疏浚工程吸、排泥船，根据中国船级社《钢质海船入级规范》中“挖泥船”的要求进行结构设计和计算，船上配备泥泵及驱动系统、吸排泥管系、定位锚，其特征是全船肋距为600mm，龙骨、肋板进行局部加强，中内龙骨和肋板均采用⊥12×850/14×220的T型钢，或由纵桁、横桁进行局部加强，以增加船底钢结构强度；冷却水海底总阀设在船侧水线下1.0～1.5m处，使接力泵船同时具备浅水或坐3

滩施工作业条件，满足各类工况施工所需；接力泵船配备的泥泵是两台与3500m/h大型绞吸挖泥船泥泵性能相同的泥泵；接力泵船工作时，吸排泥管系串联至绞吸挖泥船排泥管系，接力泵船的吸泥管接在大型绞吸挖泥船排泥管余压1.0～3.0bar处。

2.根据权利要求1所述的大型接力泵船的装备方法，其特征是大型接力泵船配备的两台泥泵与两艘大型绞吸挖泥船排泥管串联进行长排距施工。

3.根据权利要求1所述的大型接力泵船的装备方法，其特征是用连接管将一台泥泵排出端出口连接至另一台泥泵吸入管线中，并将连接处前闸阀关闭，实现两台泥泵的串联。

说明书

大型接力泵船的装备方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及一种绞吸挖泥船疏浚作业中用的辅助工程船舶。背景技术：

[0002] 目前大型绞吸挖泥船作业大多采用单船作业，将挖掘的泥沙利用船舶上所配备泥3
泵增压作用，通过管道输送至指定区域进行围海造地作业。但是国内最大的3500m/h绞吸挖泥船利用船上三台泥泵串联，单船最大排距均不超过10km，无法满足10km及更长排距的工程施工需要。

[0003] 如在同一挖泥船上采用多台泥泵组成系统进行串联工作，将导致最后一、二级泥泵末端排出压力过高，对设备机构、强度(特别是系统过流部件)等要求更高，且极易磨损或损坏，维护困难，影响整个系统正常工作及施工效率的发挥。发明内容：

[0004] 本发明的目的是建置一种具有增压功能的接力泵船，解决大型绞吸挖泥船在施工中无法满足泥浆超长排距输送的问题。

[0005] 本发明的技术方案采用非自航、无挖掘能力、疏浚工程吸、排泥船，并根据中国船级社《钢质海船入籍规范》中“挖泥船”的要求进行结构设计和计算，船上配备泥泵及驱动系统、吸排泥管系、定位锚，其特征是全船肋距为600mm，龙骨、肋板进行局部加强，中内龙骨和肋板均采用⊥12×850/14×220的T型钢，或由纵桁、横桁进行局部加强，以增加船底钢结构强度；同时将冷却水海底总阀设计在船侧水线下1.0～1.5m处，使接力泵船同时具备浅3
水或坐滩施工作业条件，满足各类工况施工所需；接力泵船配备的泥泵是两台与3500m/h大型绞吸挖泥船泥泵性能相同的泥泵；接力泵船工作时，吸排泥管系串联至绞吸挖泥船排泥管系，接力泵船的吸泥管接在大型绞吸挖泥船排泥管余压1.0～3.0bar处。

[0006] 本发明的突出特点是根据泥浆在管道输送过程中能量消耗特点，合理确定与大型绞吸挖泥船之间串联距离，大幅度提高了整个系统泥浆输送距离，使施工排距可达到20.0km左右，能满足疏浚工程超长排距管道泥浆输送工程施工需要。同时有效解决大型绞吸挖泥船多级泥泵局部排出压力过高的问题，解决了在疏浚工程超长排距施工中所遇到的设备、材料、工艺等技术难题，改变以往在超长排距施工中采用泥砂二次转运的施工方法，避免了施工区海域污染，不仅节能降耗，而且节省疏浚船舶建造成本。本发明还可用于其他超长排距管道介质输送。
附图说明：

[0007] 附图为大型接力泵船机舱两台泥泵机组串联工作原理图。具体实施方式：

[0008] 本发明的技术方案采用非自航、无挖掘能力、疏浚工程吸、排泥船，船上配备泥泵及驱动系统、吸排泥管系、定位锚。根据中国船级社《钢质海船入籍规范》(2006版)中“挖泥船”的要求进行结构设计和计算，将全船肋距缩小为600mm(绞吸挖泥船肋距一般为700mm)，并对龙骨、肋板采用结构强度更大的型材进行局部加强，如中内龙骨和肋板均采用⊥12×850/14×220的T型钢，或设计短纵桁、短强横桁进行局部加强，以增加船底钢结构强度；同时将冷却水海底总阀设计在船侧水线下1.0～1.5m处，使接力泵船同时具备浅水或坐滩施工作业条件，满足各类工况施工所需。

[0009] 在接力泵船机舱内配备两套性能相同泥泵机组，泥泵机组可单独工作，也可通过3
连接装置串联后进行更远距离的泥浆管道输送，该泥泵与3500m/h大型绞吸挖泥船的泥泵性能相同，使其满足配套要求；接力泵船的吸泥管串联在绞吸挖泥船排泥管余压1.0～
3.0bar处，能合理有效分配输送系统压力，使其与大型绞吸挖泥船之间串联距离达到合理，
3
避兔泥泵局部排出压力过高；接力泵船的吸泥管的管径与3500m/h绞吸船的排泥管管径相同，可避免产生流速紊乱而导致泥泵气蚀和管道水锤现象损坏船舶泵送设备。

[0010] 接力泵船采用柴油机1驱动离心式泥泵2转动，将由吸入管线3输送来的泥浆经离心式泥泵2增压后，经泥泵排出端出口6排入排泥管中，同时，可通过调节柴油机1运行转速来满足施工排距在允许范围内变化时的需要。

[0011] 大型接力泵船配备的两台泥泵可同时与两艘大型绞吸挖泥船排泥管串联进行长排距施工。当施工排距过长，需更多的泥泵串联工作时，可利用连接管4(参见附图)将一台泥泵排出端出口6连接至另一台泥泵吸入管线3中，并将连接处前的闸阀5关闭，实现两台离心式泥泵2的串联，同时，可通过调节柴油机1转速来满足施工排距在允许范围内变化时的需要。

[0012] 本发明通过管路清水摩阻系数换算管路泥浆摩阻系数，来评估泥浆在管道输送过程中能量消耗，求得绞吸挖泥船在施工中排泥管路压力降，最终确定能保证在各种施工工况、施工浓度条件下接力泵前余压均保持在1.0～3.0bar左右的接力泵安放位置。

[0013] 砂性土泥浆摩阻系数λm采用式1、式2换算：

[0014] (式1)

[0015] (式2)

[0016] 式中：λw——清水管路摩阻系数；

[0017] v——管路泥浆平均流速(m/s)；

[0018] D——管路内径(m)；

[0019] g——重力加速度(m/s2)；

[0020] C——土颗粒体积浓度；

[0021] ds——颗粒平均直径(m)

[0022] dsi——颗粒级配曲线上过筛量为10％、20％、50％、70％、90％时的相应粒径；

[0023] vss——土砂粒沉降速度(m/s)；

[0024] KD——实验系数，取121。

[0025] γs——土颗粒密度(t/m3)；

[0026] γm——泥浆密度(t/m3)；

[0027] 淤泥及粘土泥浆单位长度(m)的管路水头(m水柱)损失值 采用式3换算：(式3)。