我國挖泥船現(xiàn)狀概述與絞吸式吹泥船

1、我國挖泥船現(xiàn)狀概述與絞吸式吹泥船特征簡介劉大路1，于欣1，張亞1，呂偉2，范大偉2，(1 大連水產(chǎn)學(xué)院 海洋工程學(xué)院， 2 遼南造船廠）摘要：本文首先對挖泥船在我國的設(shè)計和建造現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要的敘述，然后通過對某2500立方米絞吸式吹泥船的主要要素、總體布置、船體結(jié)構(gòu)以及疏浚裝置的介紹，敘述了該類型疏浚工程船舶的主要特點，以便為該類型挖泥船的論證、設(shè)計、建造和使用提供參考和幫助。關(guān)鍵詞：挖泥船；絞吸式吹泥船；疏浚裝置自2008年3月，大連水產(chǎn)學(xué)院與某船廠技術(shù)部門聯(lián)合開展了鉸吸式吹泥船生產(chǎn)設(shè)計工作。兩年來，查閱了大量的相關(guān)專業(yè)資料，經(jīng)歷了工程設(shè)計實踐，對該類型工程船舶的了解和認(rèn)識得到了一定程度的提

2、高。本文旨在對該類型船舶目前在國內(nèi)設(shè)計、建造和使用的現(xiàn)狀，以及船舶的主要特征做一個簡單的總結(jié)，以提供工程設(shè)計參考。1 國內(nèi)挖泥船設(shè)計和建造能力概述我國海岸線綿長，江河湖泊眾多，自古以來水運一直是我國一個重要的交通運輸手段。但是由于歷史上的各種原因，包括自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭和人為因素，造成了我國航運河道和入海口水域淤塞嚴(yán)重，航道水深和港口水深標(biāo)準(zhǔn)偏低，清淤疏浚工程負(fù)債累累，有待實施的疏浚工程量極大。這些不利因素一方面嚴(yán)重地影響了人民的生產(chǎn)生活活動，妨礙了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，另一方面又促使我國疏浚工程業(yè)和挖泥船制造業(yè)，務(wù)必在原有的基礎(chǔ)上得到迅猛發(fā)展和提高。為滿足江河湖海清淤疏浚工程的迫切需要，1999年國家啟

3、動了“江湖疏浚挖泥船建造”項目，簡稱“百船工程一期”。此后我國挖泥船設(shè)計和制造能力得到了快速發(fā)展，到2008年年底，我國共有十幾個船舶科研設(shè)計單位和高等院校參與到挖泥船的設(shè)計行列，形成了強(qiáng)大的設(shè)計力量。包括武昌船廠、江新船廠、遼南船廠和鎮(zhèn)江船廠在內(nèi)的近20家船舶建造廠，共建造14種船型、15個建造標(biāo)的挖泥船50艘左右，使我國擁有的各類新老疏浚工程船總數(shù)接近500艘，形成了比較強(qiáng)大的清淤疏浚工程作業(yè)能力。2 挖泥船的分類和絞吸式吹泥船工作原理挖泥船的類型主要有絞吸式、耙吸式、斗輪式、鏟斗式/抓斗式、氣力泵式和噴射式等多種類型。絞吸式吹泥船，由于挖泥效率高、工程適應(yīng)性強(qiáng)等特點，成為當(dāng)前港口和航道疏

4、浚工程作業(yè)中被廣泛使用的一種工程船舶。據(jù)不完全統(tǒng)計，在全世界現(xiàn)有疏浚船舶中，絞吸式吹泥船所占有的比例在50%以上，在我國絞吸式吹泥船的數(shù)量也絕對處于各類疏浚工程船舶的首位。絞吸式吹泥船一般自身無航行動力，由拖船或其它船舶拖曳進(jìn)行作業(yè)地點轉(zhuǎn)換，整船由船體結(jié)構(gòu)、舾裝設(shè)備、行走系統(tǒng)、挖泥系統(tǒng)、吸揚系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣設(shè)備和控制系統(tǒng)等組成。絞吸式吹泥船挖泥吸泥工作原理是，利用安裝在船底的吸泥管前端并圍繞吸泥管設(shè)置的旋轉(zhuǎn)絞刀裝置，將水底的泥沙進(jìn)行切割和攪動，再經(jīng)吸泥管將被絞起的泥沙物料，借助強(qiáng)大的泵力，輸送到泥沙物料堆積艙，或直接輸送到輔助運泥船上。以下以某2500立方米絞吸式吹泥船為例，對該

5、類船舶的具體特征做簡要敘述。3 2500立方米絞吸式吹泥船簡要介紹3.1 船體形狀與布置示意圖某2500立方米絞吸式吹泥船，專用于我國長江口水域航道的疏浚作業(yè)，挖泥區(qū)域?qū)傺睾Ｕ诒魏絽^(qū)。該船型的總體設(shè)計，主要考慮到作業(yè)工況對穩(wěn)性和干舷的要求以及對挖泥設(shè)備布置的要求，合理地選擇了船舶主要尺度和總體布置，使該船具有大挖深、淺吃水以及在高海況環(huán)境工作能力強(qiáng)等特點，是一種比較優(yōu)良的疏浚工程船舶。同時該船設(shè)計上還充分地顧及了人員的適居性，設(shè)有寬敞的船員生活艙室，齊全的生活設(shè)施，為船員生活提供了極大的方便條件。圖1船體形狀與布置示意圖3.2 船舶主要要素和特征尺度橋架水平狀態(tài)時的總長度：約84.20 m船體

6、長度：68.00 m型 深：4.90 m型 寬：18.20 m設(shè)計吃水：3.00 m橋架傾斜45°最大挖深：18.00 m吹泥管直徑：750 m m排泥管直徑：750 m m艙內(nèi)泥泵柴油機(jī)最大持續(xù)功率：1825 kw水下泵發(fā)電機(jī)組柴油機(jī)最大持續(xù)功率：1825 kw主發(fā)電機(jī)組柴油機(jī)最大持續(xù)功率：1717 kw停泊發(fā)電機(jī)組柴油機(jī)常用功率：336 kw水下泥泵電動機(jī)最大持續(xù)功率：1640 kw絞刀轉(zhuǎn)速28rpm時的軸功率：500 kw3.3 船體結(jié)構(gòu)概述主船體為縱骨架式全焊接結(jié)構(gòu)，縱向強(qiáng)度主要由船體和兩道縱艙壁實現(xiàn)，縱骨、加強(qiáng)筋、縱向構(gòu)件和艙壁等主要結(jié)構(gòu)部件，均采用雙面連續(xù)焊接方式建造。船

7、體舷側(cè)結(jié)構(gòu)，設(shè)多道水密橫艙壁，將之分隔為若干水密艙室，并由強(qiáng)框架加強(qiáng)。舷頂列板主要采用ccs-a級厚鋼板（最小屈服強(qiáng)度235n/mm2，抗拉強(qiáng)度400490n/mm2）建造，部分結(jié)構(gòu)部件采用高強(qiáng)度鋼。主甲板采用縱骨架式結(jié)構(gòu)形式，縱骨采用球扁鋼制造。所有甲板和底板的艙口角隅、橋架開槽和設(shè)置絞車等區(qū)域，采用加厚鋼板進(jìn)行加強(qiáng)。機(jī)艙、泵艙及其他設(shè)備艙的地板表面，均鋪設(shè)有花鋼板，采用角鋼支持，由螺釘固定。甲板室外部圍壁和內(nèi)部間隔圍壁，均采用鋼板建造，并由球扁鋼和桁材加強(qiáng)，使甲板室具有足夠的橫向強(qiáng)度和局部強(qiáng)度。3.4 疏浚設(shè)備概述2500立方米鉸吸式吹泥船配置了優(yōu)質(zhì)、高效和可靠的疏浚設(shè)備：（1）水下泥泵及

8、驅(qū)動裝置：單殼高效離心泵，葉輪為3葉片，材質(zhì)為耐磨材料，由最大持續(xù)功率1640 kw的電動-機(jī)驅(qū)動，發(fā)電機(jī)組柴油機(jī)最大持續(xù)功率1825 kw。（2）艙內(nèi)泥泵及驅(qū)動裝置：雙殼高效離心泵，葉輪為3葉片，材質(zhì)為耐磨材料，驅(qū)動裝置的最大持續(xù)驅(qū)動功率為1825 kw。（3）橋架、絞刀驅(qū)動裝置和絞刀：橋架為鋼質(zhì)箱型結(jié)構(gòu)，通過帶關(guān)節(jié)軸承的耳軸與船體鉸接。絞刀由一臺低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動。絞刀與軸采用多頭梯形螺紋連接，刀臂上安裝可更換扁齒，采用錳鋼制造。絞刀可在挖泥控制室無級調(diào)速控制，并可在首甲板進(jìn)行低速雙向轉(zhuǎn)動控制。（4）三纜定位絞車：安裝在艉絞車平臺上，每臺三纜定位絞車均由一個電動機(jī)通過齒輪箱驅(qū)動，電動機(jī)

9、軸上配有剎車裝置。在電動機(jī)和齒輪箱之間設(shè)置有彈性聯(lián)軸器。三纜定位絞車配有機(jī)械制動裝置。絞車齒輪箱為閉式，采用合金正齒輪、滾動軸承和強(qiáng)力潤滑。滾筒采用高強(qiáng)度鋼，安裝在齒輪箱的主軸上。（5）三纜定位裝置：設(shè)置在船尾中部，由錨絞車、錨、鋼索、向?qū)Щ?、三纜定位筒體、固定結(jié)構(gòu)和升降機(jī)組成。三纜定位裝置用于挖泥時船的定位，其應(yīng)在挖泥控制室控制，實現(xiàn)挖泥進(jìn)刀，也可以機(jī)旁控制，用于維修和更換鋼絲繩。三纜定位裝置的筒體為鋼質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)，在其頂部設(shè)置有三個固定安裝的滑輪，在其底部設(shè)置有三個可以擺動的滑輪。（6）橋架絞車和橫移絞車等：橋架絞車安裝在艏絞車平臺上。由電動機(jī)經(jīng)齒輪箱驅(qū)動，電動機(jī)軸和齒輪箱輸入軸上配有剎車

10、裝置。在電動機(jī)和齒輪箱之間設(shè)置有彈性聯(lián)軸器。橋架絞車配有機(jī)械制動裝置。橫移絞車安裝在艏絞車平臺上，每臺橫移絞車均由一個電動機(jī)通過齒輪箱驅(qū)動，電動機(jī)軸上配有剎車裝置。在電動機(jī)和齒輪箱之間設(shè)置有彈性聯(lián)軸器。橫移絞車配有機(jī)械制動裝置。（7）吸排管系統(tǒng)：吸排泥管直徑750 mm。目前在我國相對其它船舶來說，工程船舶特別是挖泥船的設(shè)計和建造能力相對較弱，但隨著市場需求的增大和潛在市場的存在和發(fā)掘，其設(shè)計和制造能力將會得到快速的發(fā)展，挖泥船的種類和功能在多樣性、綜合性和先進(jìn)性等方面也必將得到迅速增加和提高。高等院校的船舶與海洋工程專業(yè)，應(yīng)該對這類船舶給予一定程度的重視，并結(jié)合教學(xué)和科研活動，使該類船舶的設(shè)

11、計能力和建造工藝得到比較廣泛的發(fā)展和提高。參考文獻(xiàn)1 郭宗博. 百船工程一期挖泥船動力介紹及二期動力推薦. 全國第十五次疏浚與吹填技術(shù)交流會論文集，上海，2001：61792 張文波，何希杰. 挖泥船與挖泥泵技術(shù)發(fā)展概述. 通用機(jī)械，2008（8）：20243 張淑杰，王慶. 350m3/h（分體）絞吸式挖泥船. 船舶，2002（8）：23254 胡樹光. 7021絞吸式挖泥船設(shè)計. 江蘇船舶，2006（6）：1112，445 向宏. 國內(nèi)外挖泥船結(jié)構(gòu)設(shè)計方法探討. 廣東造船，2005（1）：1115a general description of current status of dred

12、ger in china & a brief introduction to characteristics of cutter suction dredgerliu dalu1 yu xin1 zhang ya1 lu wei2 fan dawei2 (1. ocean engineering institute, dalian fisheries university, dalian, liaoning, 116023; 2. liaonan shipyard, dalian, liaoning, 116023)abstract: firstly, the current capa

13、bilities of design and construction of dredger in china is mentioned briefly, then the principal characteristics of cutter suction dredger are illustrated by means of an introduction to main factors, general arrangement, hull structure and dredging instruments of a cutter suction dredger with a mud-

14、capacity of 2500 cubic meters, so as to provide with reference and help needed in the investigation, design, construction and operation of this sort of engineering vessel.key words: dredger; cutter suction dredger; dredging instrument 作者信息第一作者：劉大路，1963年5月22日出生，男，漢族，遼寧省沈陽市人，工學(xué)碩士，副教授，研究方向：漁船性能研究，大連水產(chǎn)學(xué)院船舶工程教研室，大連市沙河口區(qū)黑石礁街52號，郵政編碼：116023，聯(lián)系電話e-mail：zhangya1909第二作者：于欣，1980年2月12日出生，男，漢族，遼