[发明专利]一种绞吸式挖泥船管线变径施工方法

说明书

技术领域

本发明属于疏浚工程技术领域，特别是涉及一种绞吸式挖泥船管线变径施工方法。

背景技术

目前，绞吸式挖泥船具有连续作业、生产效率高、施工成本低等特点。绞吸船施工过程中，泵～管线～泵机的匹配决定施工的工况。常规情况下，每一条绞吸船所配的排出管径是一定的。由于土质条件无法改变，输送工况的调整多是靠改变泵机转速，泵的串联数量来实现，更换叶轮，浓度控制，管头加缩口等方式。以上方法操作都很简单方便，然而都具有很大的局限性，泵性能的改变只能在一定范围内起作用，相同流量下功率油耗都不可能有大的改变；高浓度施工很难控制，降低浓度疏浚施工并不可取；加缩口的方式可以改变管线特性，但只会增加管线阻力增加油耗，不利于节能减排。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题，提供了一种绞吸式挖泥船管线变径施工方法。

本发明目的是提供一种具有施工设备利用率高、时间利用率高，使工程工期提前，节省了大量人力物力成本，社会经济环保节能减排效益显等特点的绞吸式挖泥船管线变径施工方法。

本发明绞吸式挖泥船管线变径施工方法采用如下技术方案：

一种绞吸式挖泥船管线变径施工方法，挖泥船采用泵和管线进行绞吸挖泥施工，其特点是：泵和管线绞吸挖泥施工时，采用管线变径方式来适应泥泵特性，达到挖泥船相匹配的施工工况。

本发明绞吸式挖泥船管线变径施工方法还可以采用如下技术措施：

所述的绞吸式挖泥船管线变径施工方法，其特点是：采用管线变径方式来适应泥泵特性时，依据泥泵工况、泥泵驱动特性、土质临界流速、管线磨阻系数，改变排泥管径进行输送施工。

所述的绞吸式挖泥船管线变径施工方法，其特点是：土质临界流速为鹅卵石土质临界流速。

所述的绞吸式挖泥船管线变径施工方法，其特点是：管线磨阻系数采用细粉砂土质沿程阻力系数。

具体来说本发明针对工程土质、船舶设备等现场情况，管径的变换分增大或减小两种情况，其解决的问题特点有：

A、管径增大施工

1）输送距离较长，用原管径施工排压较大，流量较低；

2）原始管径施工时流速高于土质临界流速有较大余量，即流速可以适度降低，不会低于临界流速，不易产生堵管现象。

3）泵机负荷有较大裕量，泵机低负荷运行。

B、管径缩小施工

1）用原设计管径施工时排压较高，流速较小；

2）土质粒径较大或易成团块，临界流速较高，原始管径施工时流速不明显大于土质临界流速；

3）输送距离较短，泵机负荷不足。

当本方法采用后以上问题均相应解决，并且显著提高产量减小万方油耗，具体表现有：

A、管径增大施工

1）当长吹距施工时增大了施工流量，提高了泵机负荷，充分利用了泵机的功率储备，增加了产量，主机功率发挥更充分，燃油更经济。

2）所以增加管径即增加了水力半径，同时由于流速下降，磨阻及磨损将明显减小，相同浓度，万方产量的油耗会显著降低，管线的耐磨寿命也将延长。

3）降低了输送压力，使封水泵压力能够满足运行，泥泵结构承压可以满足要求，管线，泥泵压力都有明显降低，利于保护设备。

4）通过换管径施工，增加了船舶的适用性，变单船长距离高浓度吹填不可能为可能，在一定吹距范围内可以不用接力泵船进行施工，节约了大量的人力、物力、安全等方面成本。

B、管径缩小施工

1）增加了流速，降低了临界流速，从而使水流携沙的粒径及浓度可以增加。

2）减小了流量，进而可以降低泵机负荷，可以避免超负荷现象发生。而相比之下加缩口的施工方式不能提高管道内的整体流速，不能降低临界流速，不利于提高携沙粒径及施工浓度，并且在输送大颗粒或易成团块泥质时，加缩口容易产生堵塞。

3） 避免使用极低的浓度施工，增加了产量，从而提高生产率，缩短施工总工期，提高经济效益。

4）通过换管径施工，变不可能为可能，增加了船舶的适用性，尤其适于泵或泵机设计功率相对较小的船舶。

本方法应用的分析技术有：

绞吸船管线变径施工是综合考虑输送系统的浓度、流量、排压、泵转速等各种工艺参数之间相互影响，相互制约关系而提出的，事实上根据具体情况，变径施工又可分为增加管径与缩小管径两种。但其基本原理是相同的，都需要进行泥泵工况的分析、泵机功率分析与临界流速的分析。

本发明具有的优点和积极效果：