長獅7號絞吸式挖泥船泥泵的改造升級

劉永明，孔華杰，魯寧斌，焦修勤，黃睿，徐蕓

（1.中國船舶重工集團公司第十二研究所，陜西 咸陽 713102；2.長江南京航道工程局，江蘇 南京 210011）

0 引言

挖泥船在港口建設、航道建設、填海造地工程中發揮著重要作用，如何提高絞吸式挖泥船的產量和排距，泥泵起著關鍵作用。

長獅7號絞吸式挖泥船是2007年購買的二手船，該船在設計、建造、設備配套等方面均存在諸多先天性不足，導致使用過程中挖泥船的時間利用率及施工效率低下，前期已進行了大量的技術改造工作，船舶性能有所提升，但泥泵效率仍然不高。

為了進一步提升該船施工效率，降低能耗，2016年設計開發了CS7-S（水下泵）和CS7-C（艙內泵）型泥泵，對該船泥泵進行升級改造。

1 原泥泵系統的主要問題

文中分析的長獅7號絞吸式挖泥船配置了2臺泥泵，包括1臺水下泵和1臺艙內泵。原泥泵系統存在的問題如下：

1）2臺泥泵葉片均為圓弧型圓柱式葉片[1]，泥泵效率較低，最高效率低于75%。

2）水下與艙內泥泵匹配性欠佳，串聯工作的兩泵在設計工況點3.5 m3/s時，水下泵工作在高效區，而艙內泵并沒有工作在高效區，泥泵系統整體效率低，原泥泵系統清水流量效率曲線如圖1所示。

圖1 原泥泵系統清水流量效率曲線Fig.1 The flow-efficiency curves for water of original dredge pump system

2 新泥泵數值分析

新泥泵葉片設計成效率更高的對數螺旋線形扭曲式葉片，同時葉片進口向泵吸口延伸，如圖2所示，這樣有利于提高泥泵的汽蝕性能。

圖2 新舊泥泵葉輪三維模型Fig.2 Impellers 3-D models for new and original dredge pumps

1）數值模擬

數值模擬采用三維定常不可壓縮雷諾時均NS方程和標準的k-ε湍流模型。……