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0 摇臂式取水泵船介绍

一、船舶的广泛使用和管理
采用船舶取水,安全是否有保证呢?我的回答是肯定的。

七一年“9.13”事件前,我们就为重庆建设机床厂设计建造了一艘泵船,后来为本省设计制造多艏泵船。

06年我们成功设计制造了万盛电厂泵船。

綦江是长江支流属于山区急流河道,水面坡降大,取水地点又在河道的峡口处。

山洪暴发时,泊位处波涛汹涌,浪高达2米以上。

相比綦江,三峡库区的水情温和多了,现在万盛泵船已经过8年的安全使用,我想,只要我们按照科学规律设计、建造、使用泵船,安全是有绝对保障的。

更何况8年来,我公司在泵船设计、制造技术方面,又有了很大提高。

1、船舶的广泛使用,在座的各位并不生疏
就民用方面:各种大小和豪华游览船;各种运输船如集装箱船、滚装船、液化气运输船、化学品运输船;各种工程船,挖泥船、起重打桩船、布缆船、航天测量船等。

从船舶形式分,还有双体船、气垫船、半潜船等。

最近几年,各国还大力发展遥控或程序控制执行各种特别任务的无人微型船泊,用于沿海吃水极浅水域的地形测量,或执行各种军事任务。

在取水泵船方面,武汉是使用泵船最普遍的城市。

泵船取水,1955年首先在汉口应用,目前在武汉地区,沉井已经很少使用。

泵车取水系统已经极少见,武昌热电厂的泵车取水系统前年已经拆除。

目前在使用的泵船:取水能力最大已达42万m3/t;摇臂管通径最大达1600mm ——这是我公司04年产品,用于南昌晨鸣纸业热电厂。

2、船舶设计、建造管理
设计:建造地船舶检验机构审图、批准盖章;
建造:由当地船舶检验机构监造、发证;
3、船舶使用管理
由地方海事部门统一管理:管理方法,与汽车类似:
⑴对人员,需要查验各种岗位操作证,还要定期考试;
⑵对船泊,实行年检制度;按照《内河船舶法定检验技术规则—1999》规定,投入使用后第一次中间检验为4年,以后每隔2年进行一次中间检验;每8
年进行一次换证检验(需要测量外板厚度);3次换证检验后,换证检验间隔期是6年。

以上是一般规定。

各个航区,因安全重要程度不同,有可能还要严格。

二、船舶常识
1、船舶专业术语——打开《取水泵船平面和侧面图》
船总长、型长、总宽、型宽、型深、吃水(m)、干舷、排水量(m3)、
总吨位(709吨)——这个数据可以看出船舶的大小,是海事部门收费的依据之一;
航区:内河A、(长江口—江阴)B(江阴至宜昌及三峡库区大部分水域)、C、J1、J2 ——小河、急流,海洋Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ(无限航区);
2、稳性
⑴稳性概念:初稳性,大倾角稳性。

以木盆和木提桶装载干货为例,看看它们稳性的特点:木盆浅,比较稳不容易倾斜,但不能抵御大风浪;而木提桶窄而高,虽然容易晃动,但是很不容易翻)
⑵稳性校核:复原力矩>风力倾覆力矩+重量形成的倾斜力矩+船上液体自由液面倾斜力矩;
打开《泵船复原力矩计算图》——解释船舶产生回复力矩的原理;
液面的有害作用:液体罐车,装载一半就很容易左右晃荡,解决办法就是装满就不晃荡,但是从安全出发,大部分液体是不能装满的,解决的办法就是将液体舱内部价纵向隔板。

3、快速性和稳性:要想船快,就将船设计窄一点,但稳性就差了;
4、初稳性太好的船舶,在风浪中颠簸厉害,在航行中并不理想;
5、船舶迴转性要好,这是港作船端重要性能,提高迴转性能,除了采用机翼理论,设计先进的舵叶之外,减短船舶长度是关键,但却造成船舶阻力大了,航速降低了;而且还造成航向稳定性不好。

所以,船舶的很多性能是相互制约的,在设计时需要把握好各个性能的关系。

三、万州泵船设计
(一)泵船总体设计
打开《取水泵船平面和侧面图》——先介绍侧面图,再从下至上介绍各层;最后:
1、满足水泵、配电柜等设备布置和操控需要;
2、满足工作人员值班、生活起居需要;
3、具有足够的结构强度和稳性,本船为安全起见,结构和稳性都提高一个级别设计,满足内河A级航区的要求。

4、能抵御其它船舶碰撞的能力;满足一舱进水后仍能正常供水的要求;
5、系泊系统要能满足千年一遇洪水;
6、满足船舶在水位变化后,在甲板上操作需要;
7、值班人员上下船的交通需要;
8、充分考虑防范河道浮渣和垃圾;
9、依据船舶有关规范进行其它各项设计。

下面重点介绍几个问题
(二)输水管系统
查看《取水系统侧面图》:由万向摇臂接头、摇臂管和岸端平台组成;
打开公司产品全部产品照片…
1、摇臂式:有3种:
直管加强型;——打开《武汉宗关水厂3号》
实腹长摇臂;——打开《国电万盛电厂泵船》和《中电投宜宾电厂取水船》桁架型;——打开《川投泸州电厂泵船》
2、多级浮船型;——《国投曲靖电厂泵船1#》
3、水面漂浮型;——见贵州洪家渡水库《华润黔西电厂施工取水系统》
4、DN900 54.5m摇臂管打开照片《万州DN900长摇臂管》
DN900- L54.5m摇臂管是国内最大的,(石柱电厂摇臂管通径仅DN600)。

侧面呈纺锤形,外观漂亮。

摇臂管设计指标:最大拉应力为σ=734 kg/cm2 ,最大压应力为σ=492 kg/cm2 ;摇臂管在工厂已进行灌水负荷试验,其中部最大挠度仅58mm<L/900。

根据根据挠度公式反推,摇臂管的应力计算是准确的。

5、DN900摇臂接头打开照片《DN900》和图《DN900 总装配图》
两个方向摇动;两个方向可以转动;2个轨道面、滚轮组d72;向上的举力41.35t,一端含水总重37t;水位急剧变化后会产生的附加力矩;
(三)抗碰撞和抗沉性能:
1、泵船艏艉设置大型保险杠,可以抵御其它船舶碰撞。

设置6道水密舱壁,将泵船分隔成7个独立的水密舱,使泵船具备客船的防沉性能,即一舱进水后水不会涌入其它舱室;经计算,无论哪舱进水,其最小干舷都大于500mm,所产生的纵倾≯1°,此时水泵机组仍能正常工作。

(四)防渣清渣系统
打开《拦渣系统照片》
外层格栅阻拦大块浮渣,内层钻孔板网,阻拦细小浮渣;电动起吊,两层自动分开,便于采用高压水枪冲洗;
该产品是我公司首创!
(五)、泵船系泊设计
打开《锚泊布置图》
概况
7根锚链:左右4根,用于抵御左右舷风力;
前后3根,用于抵御水流作用,控制船舶位置;
右舷艏端的这根锚链用于平衡主锚链对摇臂管横向压力;
计算打开《水流阻力计算和地锚安全校核》
1、这是船舶专业计算船舶阻力的表格;
阻力分类计算,合成;其中“摩擦阻力”“兴波阻力”是主要部分
设计船舶的锚泊系统:在三峡库区铸钢锚抓不住河床,不可靠!要设置可靠的地锚:我公司和设计院联合设计:60t地锚+插入岩层的锚桩,绝对可靠。

主受力索为3根¢39钢丝绳,其破断总拉力为2036 kn,远大于809 kn,安全绝对有保障。

2、船舶行业锚链设计的传统方法就是,依据“舾装数”查表确定,这是方
法仅适用于航行船舶,不适用于取水泵船。

南盘江上游的开远电厂泵船,曾发生“走锚”事故。

四、泵船系泊操作和维护
(一)、取水泵船的使用
内容包括建立“锚更制度”和“锚更日志”,分汛期和非汛期。

汛期每小时检查一次;非汛期,每天检查一次。

具体任务是检查锚索的松紧程度,如果钢索松紧不确当,须立即调整。

一般水位标高变化1至2米时,须收放一次锚索。

如遇山洪暴发,须不分昼夜地随时监控水位变化,即时检查和收放锚索;
锚索的松紧程度一般是凭经验操作。

理论上锚链的松紧度可以通过悬链线公式计算。

见《艏艉钢索下垂量计算示意图》
(二)、取水泵船维护
内容包括对全船水线以上的所有部位,每年要进行一次除锈涂漆;对船舶外板定期测厚等。

(三)、舾装设备的维护
A. 原则要求
泵船系泊系统中的锚链,每年维护1次,一般安排在每年的4月上旬至5月下旬进行,此时水位较低,水线以下锚链长度也比较短,施工难度较小。

锚链维护时,取水船抵御突发事件能力降低,因此必须在现场配备专职安全员手持扩音器,警示航道上来往船舶,防止其它船舶接近本船。

先对锚链进行逐环检查,要用卡尺测量链环(或钢索)磨损和腐蚀程度;检查钢索断股的数量。

要提出锚链检查后维护的原则意见。

检查电动绞盘、带缆桩、导缆孔和系缆眼板是否有变形或较大磨损,分析原因,修复检查中出现的毛病。

(四)、摇臂接头运行维护
1、秋冬春三季,摇臂接头转动部位,要求每旬压入黄油或润滑油,夏季则为半旬一次;
2、填料处出现少量渗漏是正常现象,(正常渗漏参考值:DN500:0.5~
2.0 L/min,DN1600:2.0~10.0 L/min);
3、填料每2至3年左右更换一次,具体时间视填料的磨损状况而定;
4、每个月,或每次大风(6级以上)以后,或水位变幅达200cm时,都必须进行一次详细检查:
摇臂接头使用大忌:填料不可压得太紧。

否则,当泵船发生纵向移动或水位发生较大变幅时,联络管和摇臂接头将会受到额外力矩,这是非常危险的!
武汉江源汉船舶取水技术工程有限公司 2014.5。

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