關于強化耙吸挖泥船輪機管理的有益探索

邱建馳

摘 要：挖泥船的類型較多，其中耙吸挖泥船性價比較高，想要保證耙吸挖泥船的運行效率，就要對輪機加強管理，完善相關設計，以此來提高輪機性能，確保挖泥船作業時，可以始終保持平穩狀態。

關鍵詞：輪機管理;耙吸挖泥船;優化設計

0 引言

耙吸式挖泥船的實用性與應用性較強，在工作期間不需要拋錨定位，所以其運行階段不會影響其它船舶，使用效果非常理想。現如今經過一系列改良，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。在現實使用中，為了保證耙吸挖泥船發揮作用，需要對輪機管理進行強化，確保實際運行質量。

1 “一拖三”復合驅動模式

“一拖三”復合驅動模式是現階段耙吸挖泥船應用較多的一種模式，大型耙吸挖泥船在實際使用中有一個重要指標，也就是常說的裝機總容量（挖泥船動力系統），如果細致劃分，又可分為主機和輔機，同時還要考慮裝機總容量與現實應用中泥艙容積的科學比值，這一比值有學術上的叫法，稱之為裝機功率。挖泥船除主推進系統外，相關配套系統（像液壓、高壓沖水泵等）同樣都是能耗大戶。傳統的輪機設計思路，是讓主要動力系統都由柴油機推動，這種方法，不僅耗能較多，而且效率也比較低，經濟性明顯下降。除此之外，傳統模式會讓艙室布置困難，無法發揮出合理性，并且有效裝載容積將會出現逐漸減少的趨勢[1]。為了規避此類問題，“一拖三復合驅動”理論被提出并得到了驗證，在疏浚作業期間，采用該種模式可以降低主機負載，留有富裕功率，經濟性不言而喻。

2 智能化功率管理系統

目前的挖泥船輪機管理，普遍采用了高質量的復合驅動，借助這種模式，可將主柴油機的現實功率提升，并最大限度使用，在此基礎上搭配相關技術，還可以降低后續的營運成本，為挖泥船維修制造便利，實踐證明，智能化功率管理系統的應用，會讓管理效果更加理想。在全新的復合驅動先進模式引領下，智能化功率管理系統的特殊地位逐漸顯現，借助這種智能化系統，不僅可以實現電站負荷的有效調節，還可以完成合理分配，在節能方面的優勢突出。實踐證明，泥泵的接合排將會影響主機運行特性，具體來說，就是主機的功率輸出并不是恒定的，隨時在變化，在某種情況下，甚至出現大功率變化。在實際應用中，功率管理系統之所以能夠發揮作用，主要依靠的是起動輔發電機，減少主推進器功率的同時，實現高質量的主發電機配置，確保CPP和泥泵的平衡。

具體應用表現如下：第一，主機全負荷航行階段，容易受多種因素影響，出現主機過載問題，例如：航道水深或者是CPP螺距的變化，都將影響荷載量。此時，PMS會借助科學計算發出推進控制系統的指令，從而減小螺距，保證主機持續運行。第二，挖泥船疏浚作業階段，雙耙作業對主機負荷能力要求非常嚴格，要達到90%以上才能滿足作業要求，如果負荷不達標，就會誘發主機過載事故。因此在泥泵接合排時，功率管理系統就可以發揮作用，通過信號的采集，編寫系統程序，最終計算出富裕功率，確保泥泵合排開展順利[2]。第三，吹填作業期間，當挖泥船切換到雙泵串聯模式，就會讓泥漿濃度產生變化，這種情況下，也會誘發主機過載。因此在現實使用中，可以借助PMS計算，將側推螺距調整至合理范圍，并合理控制高壓沖水泵轉速，在兩者的配合下，確保挖泥船正常作業，滿足主機工況要求。

3 熱油系統的運用

新型熱油系統在耙吸挖泥船中得到了有效運用，現代化熱油鍋爐與過去蒸汽鍋爐相比，優勢較為突出，這種優勢可以通過經濟和技術兩個層次體現出來，具體可以歸納為以下幾點：第一，目前熱油系統所使用的熱油沸點相對較高，與此同時，還具有低壓高溫的顯著特性，可以長期保持良好的低壓循環運行狀態。但值得注意的是，蒸汽鍋爐所產生的飽和蒸汽溫度需要達到一定的標準。第二，熱油系統在應用中，水的凝固膨脹現象并不會產生，即使溫度較低，也不會因系統長期停用而讓相關管路性能降低，出現凍結反應，最終導致設備爆裂，安全系數高。第三，系統中熱油占據主要空間，沒有汽、液等其他物質，因此不易結垢，更無需經常清洗，應用較為便捷。第四，冷凝熱損失（蒸汽的）不會輕易發生，根據研究發現，熱油的傳熱系數普遍較小，但是加熱整體效率還是比較理想的，由此可以將熱油系統視作新型節能設備。第五，熱油裝置布置并沒有十分繁瑣，反而操作簡單，集中供熱系統靈活度高，便于調節，對溫度控制方便，更加容易維護。第六，環保性能優越。在熱油鍋爐使用階段，可以維持良好性能，基本上不會發生漏泄，和蒸汽鍋爐相對，具有較高應用價值，系統的保溫性能優良，產生的污染少，值得大范圍推廣。

4 中央冷卻水系統

除了上面幾大模塊外，中央冷卻水系統同樣重要，以往的挖泥船作業，主要是借助海水完成冷卻，隨著挖泥船應用需求的加大，傳統的冷卻手段顯然已經不適用于新時期的使用要求。在科技發展的助力下，挖泥船相關設備增多，與之相匹配的冷卻水泵性能更加穩定，其他附件如濾器等，選擇種類較多，這給冷卻系統的完善提供了保障。在實際應用中，由于海水腐蝕性較大，如果長期用海水冷卻，勢必會縮短設備壽命，造成對管路及附件的重大侵蝕，并且冷卻處理過后的海水，因為溫度升高，腐蝕性會更嚴重，這對挖泥船的營運十分不利。基于此，中央制冷技術得以推廣，應用程度越來越高，可以持續優化中央冷卻水系統。

5 泥泵封水系統

在挖泥船的現實使用中，泥泵封水系統是必不可少的，優化這方面的性能，可以讓挖泥船系統更加穩定，持續保持高效運行的狀態。耙吸挖泥船輪機采用的是雙殼泵設計，這種設計的主要特征集中體現在內外泵殼可以相互輔助，在整體結構中，內泵殼的作用最為突出，屬于壓力補償型。正是因為這樣的功能分工，內泵殼的壽命較長，可使用至臨界磨穿狀態，并且當內泵殼裂開后，泵艙也不會發生進水情況，可以保證挖泥船持續作業[3]。除此之外，為了防止泥砂對軸封形成磨損，通常情況下，要對泥泵吸口進行水封。通過連續、合理的封水，維持系統穩定，并防止泥漿滲進，借助科學設計，可避免泥漿水竄入軸封，影響正常作業。與此同時，在軸端封水系統的基礎上，還可以配合使用吸入端封水系統，該系統的作用是幫助吸口端維持穩定性能，提供有效、連續的封水保障，防止泵出的泥漿對吸口泵蓋產生影響。在應用中，需要注意的是，泥泵封水系統的選擇和優化要根據所選泥泵的標準來進行，并結合現實應用需求加以完善，只有重視設計選型，才能發揮出泥泵封水系統的最大優勢，從而使其性能得到改善，使經濟效益提升。

6 結論

綜上所述，近年來，因為大型粑吸挖泥船應用頻率的增多，其設計與建造受到重視，在國內發展態勢良好，已取得突出成績，相關研究正在深入。通過研究發現，在耙吸式挖泥船應用階段，輪機管理尤為重要，可以進一步保障吸式挖泥船的性能，讓挖泥船作業更加高效、平穩。在輪機管理工作中，可以從需求出發，對泥泵封水、中央冷卻等系統逐步完善，運用“一拖三”復合驅動模式，保證挖泥船運行效率，強化輪機管理效果，將耙吸式挖泥船的優勢徹底發揮出來。

參考文獻：

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

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

[3]郝光杰，俞孟蕻，洪國軍，等.自航式耙吸挖泥船疏浚性能評估系統設計[J].水運工程，2020（12）：212-216+227.