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【船机帮】吸沙船动力系统匹配


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船机故障心莫慌,遇事不决船机帮

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导读

随着国家逐步加大城乡一体化建设和基础设施的投入,所以对河沙的需求量不断上升。

我国内湖采砂主要集中于长江流域及鄱阳湖、洞庭湖两大湖区。

由于长期以来的开采,表面沙量骤减,深层的沙土需要更大功率的吸沙船才能采吸。

而且随着排放意识、排放法规的进一步提高,之前的吸沙船动力总成无法满足大功率、低排放的要求。 

急需更换成大功率低排放的柴油机。

在船舶市场整体持续低迷的形势下,吸沙船市场仍具有很大的潜力空间和可持续性发展的广阔前景。

而对新造吸沙船的动力总成,提出了节能、减排、动力性能强劲的更高要求。

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吸沙船介绍

吸沙船具有自航能力,到达采沙区域后,其利用高压水泵(吹沙泵)产生压力水,通过高压水枪冲击泥沙,经过水的湿化崩解流动作用,使沉积的泥沙形成泥浆。

然后将泥沙通过吸沙泵及管道输送至作业区,分离杂质后,由链斗将沙从水中分离出来送到皮带输送机上,最后由输送机送到运输驳船上运走。

吸沙船系统由船体、主推进装置、冲沙装置、移动装置等组成。

该吸沙船各动力装置的发动机和驱动类型见 表 1。

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吸沙船的主要工况分别为船舶移位工况、吸沙作业工况、停泊检修工况。

吸沙船的主机输出端通过减速箱驱动螺旋桨,吸沙船正常航行,其最大运用总功率 为1968kW。

此时辅助装置处于空载状态。

辅机驱动高压水泵(吹沙泵)和吸沙泵完成采沙过程,发电机组带动移动装置等辅助设备完成运输、筛选过程,其最大运用总功率 7842kW。

停泊检修工况下,仅需少量照明、辅助设备等开启,电力负载较小。

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吸沙船动力系统介绍

该吸沙船配备两台推进主机、两台吸沙泵机、一台发电机组,还有侧推等辅机。

推进装置、吸沙泵组、发电机组均由我公司柴油机担当。

各动力装置,为其匹配了公司成熟的240系类产品,分别为6240ZC、12V240ZC、16V240ZC 型柴油机,具体柴油机的参数规格见表 2。

12V240ZC 发电机组性能参数见表3。

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吸沙船动力系统匹配

推进装置、吸沙泵组、发电机组柴油机均是我公司柴油机,对于三套系统的匹配存在很高的难度。 

推进主机有两种用途,一是更换施工工地的航行,去别的区域或湖区作业。二是施工时,给吸沙船一个向 前的动力,发挥吸沙泵的高效率。

所以主机、齿轮箱、螺旋桨的匹配非常重要。

柴油机的标定转速是1000r/min,要兼顾施工和航行,对于齿轮箱速比的匹配非常重要,螺旋桨的最高转速控制在130-150r/min,齿轮箱传动比为6.6-7.7。

在湖区作业,需要经常转弯。而且随着施工地的砂质不同,需要单桨调整船体的方向,寻找好的河沙。

根据近年来对于运输船的主机匹配经验和双机双桨的运用特性、双桨转弯特性,我们给定了推进主机的运用范围,1区是可持续运转,2 区是短时工作区域。(图 1)

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图1 柴油机功率范围

为了满足航行和吸沙两种工况,尤其是一边吸沙,一边推进的工况。

该机在采用脉冲增压系统的同时,在增压器的匹配上,根据运用特性,降低了增压器的转速储备,提高大负荷下的增压压力,同时在低负荷时增压压力自然提高,解决了低转速大扭矩带来的负面影响。 

吸沙船每天的利润相当可观,所以吸沙泵组的稳定性、可靠性就非常重要。

在满足这些前提条件的同时,最终确定了该柴油机匹配三次方线特性。

并针对水泵效率曲线,确定了高效区,将柴油机的增压器高效区匹配在950-1000r/min范围。

这样可以获得更大的泵量,而且燃油消耗率同样很低。

双向增加吸沙船的利润。

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其他

为推进主机配备马鞍式油底壳。

横摇20.5度,纵倾10度(船级社7.5 度),满足吸沙船吸沙作业时船体向前的倾斜。

并且设计了在失电状态下的柴油机控制机构,保障主推进动力。


结论

该项目根据吸沙船的运用特点,完成吸沙船机-桨、机-泵匹配、实现了湖区内双机双桨运行和机泵的经济运行,建立了国内大功率吸沙船动力系统技术平台。

吸沙船通过船级社的检验,并且在鄱阳湖进行施工作业,为用户取得了良好的经济效益。

吸沙船动力系统的开发,搭建了一个以柴油机为核心,多系统打包成套的技术创新平台。

切合了国家主导船型标准化以及加快淘汰老旧船舶的政策。

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本文原创作者系:

大连中车柴油机有限公司

刘艳朝  赵慧恩  张双成

END

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来源:船机帮

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