關(guān)于強(qiáng)化耙吸挖泥船輪機(jī)管理的有益探索

邱建馳

摘 要：挖泥船的類(lèi)型較多，其中耙吸挖泥船性價(jià)比較高，想要保證耙吸挖泥船的運(yùn)行效率，就要對(duì)輪機(jī)加強(qiáng)管理，完善相關(guān)設(shè)計(jì)，以此來(lái)提高輪機(jī)性能，確保挖泥船作業(yè)時(shí)，可以始終保持平穩(wěn)狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：輪機(jī)管理;耙吸挖泥船;優(yōu)化設(shè)計(jì)

0 引言

耙吸式挖泥船的實(shí)用性與應(yīng)用性較強(qiáng)，在工作期間不需要拋錨定位，所以其運(yùn)行階段不會(huì)影響其它船舶，使用效果非常理想。現(xiàn)如今經(jīng)過(guò)一系列改良，耙吸式挖泥船的適用范圍更廣，可用于圍海造田等高難度作業(yè)。在現(xiàn)實(shí)使用中，為了保證耙吸挖泥船發(fā)揮作用，需要對(duì)輪機(jī)管理進(jìn)行強(qiáng)化，確保實(shí)際運(yùn)行質(zhì)量。

1 “一拖三”復(fù)合驅(qū)動(dòng)模式

“一拖三”復(fù)合驅(qū)動(dòng)模式是現(xiàn)階段耙吸挖泥船應(yīng)用較多的一種模式，大型耙吸挖泥船在實(shí)際使用中有一個(gè)重要指標(biāo)，也就是常說(shuō)的裝機(jī)總?cè)萘浚ㄍ谀啻瑒?dòng)力系統(tǒng)），如果細(xì)致劃分，又可分為主機(jī)和輔機(jī)，同時(shí)還要考慮裝機(jī)總?cè)萘颗c現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中泥艙容積的科學(xué)比值，這一比值有學(xué)術(shù)上的叫法，稱(chēng)之為裝機(jī)功率。挖泥船除主推進(jìn)系統(tǒng)外，相關(guān)配套系統(tǒng)（像液壓、高壓沖水泵等）同樣都是能耗大戶。傳統(tǒng)的輪機(jī)設(shè)計(jì)思路，是讓主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)都由柴油機(jī)推動(dòng)，這種方法，不僅耗能較多，而且效率也比較低，經(jīng)濟(jì)性明顯下降。除此之外，傳統(tǒng)模式會(huì)讓艙室布置困難，無(wú)法發(fā)揮出合理性，并且有效裝載容積將會(huì)出現(xiàn)逐漸減少的趨勢(shì)[1]。為了規(guī)避此類(lèi)問(wèn)題，“一拖三復(fù)合驅(qū)動(dòng)”理論被提出并得到了驗(yàn)證，在疏浚作業(yè)期間，采用該種模式可以降低主機(jī)負(fù)載，留有富裕功率，經(jīng)濟(jì)性不言而喻。

2 智能化功率管理系統(tǒng)

目前的挖泥船輪機(jī)管理，普遍采用了高質(zhì)量的復(fù)合驅(qū)動(dòng)，借助這種模式，可將主柴油機(jī)的現(xiàn)實(shí)功率提升，并最大限度使用，在此基礎(chǔ)上搭配相關(guān)技術(shù)，還可以降低后續(xù)的營(yíng)運(yùn)成本，為挖泥船維修制造便利，實(shí)踐證明，智能化功率管理系統(tǒng)的應(yīng)用，會(huì)讓管理效果更加理想。在全新的復(fù)合驅(qū)動(dòng)先進(jìn)模式引領(lǐng)下，智能化功率管理系統(tǒng)的特殊地位逐漸顯現(xiàn)，借助這種智能化系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)電站負(fù)荷的有效調(diào)節(jié)，還可以完成合理分配，在節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)突出。實(shí)踐證明，泥泵的接合排將會(huì)影響主機(jī)運(yùn)行特性，具體來(lái)說(shuō)，就是主機(jī)的功率輸出并不是恒定的，隨時(shí)在變化，在某種情況下，甚至出現(xiàn)大功率變化。在實(shí)際應(yīng)用中，功率管理系統(tǒng)之所以能夠發(fā)揮作用，主要依靠的是起動(dòng)輔發(fā)電機(jī)，減少主推進(jìn)器功率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的主發(fā)電機(jī)配置，確保CPP和泥泵的平衡。

具體應(yīng)用表現(xiàn)如下：第一，主機(jī)全負(fù)荷航行階段，容易受多種因素影響，出現(xiàn)主機(jī)過(guò)載問(wèn)題，例如：航道水深或者是CPP螺距的變化，都將影響荷載量。此時(shí)，PMS會(huì)借助科學(xué)計(jì)算發(fā)出推進(jìn)控制系統(tǒng)的指令，從而減小螺距，保證主機(jī)持續(xù)運(yùn)行。第二，挖泥船疏浚作業(yè)階段，雙耙作業(yè)對(duì)主機(jī)負(fù)荷能力要求非常嚴(yán)格，要達(dá)到90%以上才能滿足作業(yè)要求，如果負(fù)荷不達(dá)標(biāo)，就會(huì)誘發(fā)主機(jī)過(guò)載事故。因此在泥泵接合排時(shí)，功率管理系統(tǒng)就可以發(fā)揮作用，通過(guò)信號(hào)的采集，編寫(xiě)系統(tǒng)程序，最終計(jì)算出富裕功率，確保泥泵合排開(kāi)展順利[2]。第三，吹填作業(yè)期間，當(dāng)挖泥船切換到雙泵串聯(lián)模式，就會(huì)讓泥漿濃度產(chǎn)生變化，這種情況下，也會(huì)誘發(fā)主機(jī)過(guò)載。因此在現(xiàn)實(shí)使用中，可以借助PMS計(jì)算，將側(cè)推螺距調(diào)整至合理范圍，并合理控制高壓沖水泵轉(zhuǎn)速，在兩者的配合下，確保挖泥船正常作業(yè)，滿足主機(jī)工況要求。

3 熱油系統(tǒng)的運(yùn)用

新型熱油系統(tǒng)在耙吸挖泥船中得到了有效運(yùn)用，現(xiàn)代化熱油鍋爐與過(guò)去蒸汽鍋爐相比，優(yōu)勢(shì)較為突出，這種優(yōu)勢(shì)可以通過(guò)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩個(gè)層次體現(xiàn)出來(lái)，具體可以歸納為以下幾點(diǎn)：第一，目前熱油系統(tǒng)所使用的熱油沸點(diǎn)相對(duì)較高，與此同時(shí)，還具有低壓高溫的顯著特性，可以長(zhǎng)期保持良好的低壓循環(huán)運(yùn)行狀態(tài)。但值得注意的是，蒸汽鍋爐所產(chǎn)生的飽和蒸汽溫度需要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。第二，熱油系統(tǒng)在應(yīng)用中，水的凝固膨脹現(xiàn)象并不會(huì)產(chǎn)生，即使溫度較低，也不會(huì)因系統(tǒng)長(zhǎng)期停用而讓相關(guān)管路性能降低，出現(xiàn)凍結(jié)反應(yīng)，最終導(dǎo)致設(shè)備爆裂，安全系數(shù)高。第三，系統(tǒng)中熱油占據(jù)主要空間，沒(méi)有汽、液等其他物質(zhì)，因此不易結(jié)垢，更無(wú)需經(jīng)常清洗，應(yīng)用較為便捷。第四，冷凝熱損失（蒸汽的）不會(huì)輕易發(fā)生，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，熱油的傳熱系數(shù)普遍較小，但是加熱整體效率還是比較理想的，由此可以將熱油系統(tǒng)視作新型節(jié)能設(shè)備。第五，熱油裝置布置并沒(méi)有十分繁瑣，反而操作簡(jiǎn)單，集中供熱系統(tǒng)靈活度高，便于調(diào)節(jié)，對(duì)溫度控制方便，更加容易維護(hù)。第六，環(huán)保性能優(yōu)越。在熱油鍋爐使用階段，可以維持良好性能，基本上不會(huì)發(fā)生漏泄，和蒸汽鍋爐相對(duì)，具有較高應(yīng)用價(jià)值，系統(tǒng)的保溫性能優(yōu)良，產(chǎn)生的污染少，值得大范圍推廣。

4 中央冷卻水系統(tǒng)

除了上面幾大模塊外，中央冷卻水系統(tǒng)同樣重要，以往的挖泥船作業(yè)，主要是借助海水完成冷卻，隨著挖泥船應(yīng)用需求的加大，傳統(tǒng)的冷卻手段顯然已經(jīng)不適用于新時(shí)期的使用要求。在科技發(fā)展的助力下，挖泥船相關(guān)設(shè)備增多，與之相匹配的冷卻水泵性能更加穩(wěn)定，其他附件如濾器等，選擇種類(lèi)較多，這給冷卻系統(tǒng)的完善提供了保障。在實(shí)際應(yīng)用中，由于海水腐蝕性較大，如果長(zhǎng)期用海水冷卻，勢(shì)必會(huì)縮短設(shè)備壽命，造成對(duì)管路及附件的重大侵蝕，并且冷卻處理過(guò)后的海水，因?yàn)闇囟壬?，腐蝕性會(huì)更嚴(yán)重，這對(duì)挖泥船的營(yíng)運(yùn)十分不利?；诖耍醒胫评浼夹g(shù)得以推廣，應(yīng)用程度越來(lái)越高，可以持續(xù)優(yōu)化中央冷卻水系統(tǒng)。

5 泥泵封水系統(tǒng)

在挖泥船的現(xiàn)實(shí)使用中，泥泵封水系統(tǒng)是必不可少的，優(yōu)化這方面的性能，可以讓挖泥船系統(tǒng)更加穩(wěn)定，持續(xù)保持高效運(yùn)行的狀態(tài)。耙吸挖泥船輪機(jī)采用的是雙殼泵設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)的主要特征集中體現(xiàn)在內(nèi)外泵殼可以相互輔助，在整體結(jié)構(gòu)中，內(nèi)泵殼的作用最為突出，屬于壓力補(bǔ)償型。正是因?yàn)檫@樣的功能分工，內(nèi)泵殼的壽命較長(zhǎng)，可使用至臨界磨穿狀態(tài)，并且當(dāng)內(nèi)泵殼裂開(kāi)后，泵艙也不會(huì)發(fā)生進(jìn)水情況，可以保證挖泥船持續(xù)作業(yè)[3]。除此之外，為了防止泥砂對(duì)軸封形成磨損，通常情況下，要對(duì)泥泵吸口進(jìn)行水封。通過(guò)連續(xù)、合理的封水，維持系統(tǒng)穩(wěn)定，并防止泥漿滲進(jìn)，借助科學(xué)設(shè)計(jì)，可避免泥漿水竄入軸封，影響正常作業(yè)。與此同時(shí)，在軸端封水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還可以配合使用吸入端封水系統(tǒng)，該系統(tǒng)的作用是幫助吸口端維持穩(wěn)定性能，提供有效、連續(xù)的封水保障，防止泵出的泥漿對(duì)吸口泵蓋產(chǎn)生影響。在應(yīng)用中，需要注意的是，泥泵封水系統(tǒng)的選擇和優(yōu)化要根據(jù)所選泥泵的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，并結(jié)合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用需求加以完善，只有重視設(shè)計(jì)選型，才能發(fā)揮出泥泵封水系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)，從而使其性能得到改善，使經(jīng)濟(jì)效益提升。

6 結(jié)論

綜上所述，近年來(lái)，因?yàn)榇笮汪挝谀啻瑧?yīng)用頻率的增多，其設(shè)計(jì)與建造受到重視，在國(guó)內(nèi)發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，已取得突出成績(jī)，相關(guān)研究正在深入。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在耙吸式挖泥船應(yīng)用階段，輪機(jī)管理尤為重要，可以進(jìn)一步保障吸式挖泥船的性能，讓挖泥船作業(yè)更加高效、平穩(wěn)。在輪機(jī)管理工作中，可以從需求出發(fā)，對(duì)泥泵封水、中央冷卻等系統(tǒng)逐步完善，運(yùn)用“一拖三”復(fù)合驅(qū)動(dòng)模式，保證挖泥船運(yùn)行效率，強(qiáng)化輪機(jī)管理效果，將耙吸式挖泥船的優(yōu)勢(shì)徹底發(fā)揮出來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡振邦.耙吸挖泥船在常回淤航道疏浚施工中的運(yùn)用分析[J].珠江水運(yùn)，2020（24）：63-64.

[2]于鼎，余龍，石啟正，等.耙吸挖泥船環(huán)保閥溢流效果試驗(yàn)與數(shù)值分析[J].造船技術(shù)，2020（6）：6-11.

[3]郝光杰，俞孟蕻，洪國(guó)軍，等.自航式耙吸挖泥船疏浚性能評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].水運(yùn)工程，2020（12）：212-216+227.