航浚1003輪疏浚泥泵技術(shù)改造經(jīng)濟(jì)成果分析

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1、航浚1003輪疏浚泥泵技術(shù)改造經(jīng)濟(jì)成果分析呂德柞（航道二公司，寧波315200）摘要：為提高航浚1003輪的生產(chǎn)效率，航道二公司應(yīng)用疏浚技術(shù)理論，針對(duì)該輪疏浚泥泵技術(shù)參數(shù)與主機(jī)不匹配，導(dǎo)致能耗浪費(fèi)的狀況，通過不同方案的比較，選擇了拆除一個(gè)氣胎離合器、增裝一只減速齒輪箱的方法，這一改造僅投入24萬的費(fèi)用，每年卻可增加100多萬的收益。說明老舊生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)改造是施工企業(yè)走靠?jī)?nèi)涵發(fā)展的重要途徑之一。一、技術(shù)改造方案簡(jiǎn)介航浚1003輪是一艘83年建造的國產(chǎn)1500m3自航雙耙挖泥船，在泥泵艙裝有2套疏浚泥泵組。泵機(jī)選用廣州柴油機(jī)廠生產(chǎn)6300ZC-1，疏浚泥泵由柴油機(jī)直接

2、驅(qū)動(dòng)，泥泵柴油機(jī)系統(tǒng)的軸系由短軸，推力軸推力軸承，XL100高彈性聯(lián)軸器，中間軸，中間軸承，氣胎離合器和隔艙填料函組成。6300ZC-1柴油是廢氣鍋輪增壓柴油機(jī)，額定轉(zhuǎn)速400rpm，額定功率441kW；泥泵額定轉(zhuǎn)速285rpm，相應(yīng)的軸功率為239KW。由于柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)泥泵，軸系不設(shè)減速齒輪箱，且柴油機(jī)和泥泵額定轉(zhuǎn)速又不一樣，所以柴油機(jī)必須降速到285rpm時(shí)才能與泥泵相配。查柴油機(jī)的全功率外特性曲線，在285rpm時(shí)，柴油機(jī)扭矩為最大功率為312kW，可滿足泥泵使用要求，但存在柴油機(jī)長(zhǎng)期低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)扭運(yùn)行狀態(tài)，由于柴油機(jī)長(zhǎng)期使用轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于額定轉(zhuǎn)速(僅為額定轉(zhuǎn)速的

3、71%)，所以柴油機(jī)增壓器掃氣壓力不足，進(jìn)氣量少，造成柴油機(jī)燃燒不良，冒黑煙，加急積碳，引起活動(dòng)機(jī)件磨損過快，同時(shí)柴油機(jī)又有110kW的功率未能利用，功率富裕高達(dá)25%，也造成一定的資源浪費(fèi)，由于柴油機(jī)在285rpm不是燃油消耗率最低點(diǎn)，又有進(jìn)一步降低能耗的潛力。另外，由上海船舶設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的3000-15型泥泵，它在額定轉(zhuǎn)速285rpm時(shí)，流量為3000m3/h，壓力為15米水柱，吸口直徑φ550，排口直徑φ6550。經(jīng)計(jì)算耙管內(nèi)的最大清水流速為3.51米/秒，因此，泥漿的流速不可能達(dá)到3.5米/秒以上。泥泵的流量和耙管內(nèi)的流速是直接影響疏浚泥漿濃度和生產(chǎn)效率的重要

4、技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)查閱有關(guān)資料，泥漿在管內(nèi)的流速3.5米/秒為接近監(jiān)界流速，多數(shù)耙吸船耙管內(nèi)流速都大于4米/秒，近幾年國際上新建的大耙為適應(yīng)各種疏浚工況，耙管流速有高達(dá)10米/秒的。因此過去該輪疏浚泥漿濃度不夠理想與耙管流速偏低也有一定關(guān)系。有關(guān)部門也曾在船上作過試驗(yàn)，當(dāng)泥泵轉(zhuǎn)速再提高5-10轉(zhuǎn)時(shí)，泥漿濃度及生產(chǎn)效率將有明顯的提高，所以想改造1003輪泥泵配置一直是船上和公司有關(guān)部門的一致要求。以上敘述，說明了泵機(jī)與泥泵匹配不合理，那么如何改善上述的配置，使投資最少，效果最好呢？方案一：選擇一個(gè)新泥泵，因?yàn)椴裼蜋C(jī)功率有富裕，目前配置的泥泵流量又小，所以選擇一個(gè)更合理的泥泵

5、是最可靠和方便的途徑，當(dāng)然所選作泥泵必須要與柴油機(jī)參數(shù)相匹配。即該泵的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)該是400rpm，功率低于400kW，這樣泵機(jī)和軸線可以不作改動(dòng)，經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研預(yù)計(jì)投資100萬元以上。方案二：泥泵和軸線不動(dòng)，便換泥泵柴油機(jī)。因?yàn)椴裼蜋C(jī)已使用20多年，由于長(zhǎng)期低轉(zhuǎn)速大扭矩使用，柴油機(jī)性能已有所下降，提出這樣方案也是非常合理的。但是經(jīng)調(diào)研，市場(chǎng)沒有額定轉(zhuǎn)速為285rpm機(jī)型的柴油機(jī)，如選用接近使用要求的機(jī)型，也存在投資大和同樣存在配置不合理的現(xiàn)象。6方案三：泥泵和泵機(jī)同時(shí)更新。比較近幾年所建造的1500方小耙所配置的泥泵和泵機(jī)選用的排量和功率都比我們1003輪大。本船是80

6、年代建造的，80年代我國技術(shù)水平當(dāng)然不能與現(xiàn)在相比，所以選用能代表現(xiàn)在技術(shù)水的柴油機(jī)和泥泵更新舊機(jī)型當(dāng)然是一個(gè)很好的方案。但預(yù)計(jì)投資在500萬元以上，對(duì)于20多年老舊船，卻不是一個(gè)可取的方案。方案四：直接提速柴油機(jī)使用轉(zhuǎn)速。由于泥泵軸功率變化與轉(zhuǎn)速成3次方關(guān)系，泥泵軸功率上升速率大大高于柴油機(jī)外特性指示功率，當(dāng)柴油機(jī)在300rpm時(shí)，它能提供的功率為328kW，而當(dāng)泥泵泥漿濃度為20%需要的軸功率已為333kW，所以，直接提速方案也是不可行的。方案五：泵機(jī)和泥泵都利用原機(jī)，在泵機(jī)和泥泵軸線中，拆除一只氣胎離合器，在原氣胎離合器位置上增裝一只減速比為1：1.12的減速

7、齒輪箱。使柴油機(jī)在額定轉(zhuǎn)速400rpm運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出額定功率441kW；通過減速齒輪箱使泥泵轉(zhuǎn)速提高到320rpm，該時(shí)當(dāng)泥泵的泥漿濃度為20%需要的軸功率為400kW，這時(shí)柴油機(jī)富裕功率41kW，約為額定功率9.3%，當(dāng)然該方案同樣存在一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，這里就不作介紹。經(jīng)過上述五個(gè)方案的比較，決定采用第五個(gè)改造方案。二、技術(shù)改造經(jīng)濟(jì)成果分析1、技術(shù)改造一次性投入費(fèi)用序號(hào)設(shè)備(費(fèi)用)名稱數(shù)量單價(jià)總價(jià)1泥泵減速齒輪箱29萬18萬2齒輪箱備用滑油泵10.5萬0.5萬3安裝費(fèi)22萬4萬4合計(jì)24萬2、技術(shù)改造后泥泵技術(shù)參數(shù)6通過改造提高了泥泵的排量，我們知道泥泵的特性曲線都