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機淤固堤施工接力泵技術改進及應用
文章出處:  文章作者:  添加時間:2017-03-15 11:55:05  點擊次數:
 

一、問題提出:

在機淤固堤施工中,有些淤區距離沙場較遠,需要接力泵接力傳送才能將泥漿輸送到淤區。當前,隨著機淤施工技術的不斷發展進步,輸沙距離有的達到十幾公里以上者,這種突破主要是依靠增加接力泵接力傳輸來實現的。但接力泵也不是隨意增加的,每增加一級接力泵從技術管理上就會增加一定困難,例如在淤沙船主機與一級接力間,以及上下級接力之間的聯動配合就是一個十分突出的難題。按照傳統方法,接力泵進出水管與輸沙管道是直接組裝連接在一起的,屬于直接接力法,其不需要增加外部設備,方法簡單。但各機組間的聯動配合問題更為突出,也就是正常工作時船上主泵油門與接力泵油門相互同步的要求更高,否則,當主泵輸送的泥漿到達接力泵時,而接力泵油門未提上來,接力泵葉輪轉速慢,就會對管道內的泥漿形成很大阻力,易造成輸沙管爆裂、管道淤積等較大事故發生。上下級接力泵直接同樣存在此問題。為防止以上事故發生,施工人員只好采取如下措施:即當主泵根據含沙量大小調節油門時,接力泵始終保持大油門運轉,而這必然又會使油料消耗大造成浪費。為此,我們在長期的放淤固堤施工中,通過對接力泵站進行技術改進,解決了船與泵或泵與泵之間的聯動不協調問題,防止了管道爆裂、淤積等事故,提高了放淤固堤施工技術水平。

2、改進方法原理及作用

2.1改進方法原理

2.1.1增加泥漿罐,變直接接力為間接接力。用厚3mm的鐵板焊接一個直徑2米圓形泥漿罐,罐高2.5米,罐體上部可敞口,在罐體相向的兩側面各焊接上直徑300mm的法蘭盤,作為進水口和出水口,進水口與主泵輸沙管相連,出水口與接力泵相連。泥漿罐設計為圓形使罐內水流循環更加順暢,另外有意使進口管口略高于出水管口,更便于接力泵吸入泥漿,而泥漿罐底卻不會產生沉淀。

2.1.2增設帶刻度的連通器,方便隨時指示罐內液面高度變化。連通管安設在泥漿罐外側壁上,與接力機同方向一側,便于機械操作手看到。連通裝置采用直徑為300mm的玻璃鋼管,透過管體可直接顯示罐內液面高度變化,便于機械操作手調整接力泵油門。

2.2改進后作用

2.2.1增加泥漿罐后,泥漿罐起到緩沖儲水池的作用,避免了主泵送來的泥漿形成對接力泵葉片的直接沖擊,消除了由于葉輪阻擋泥漿水頭形成的對輸沙管道的強大壓力,使輸沙管爆裂、淤積等生產事故的發生。

2.2.2泥漿從主泵或上級接力輸送過來時不可避免帶來一些空氣,這些空氣在管道中形成高壓氣流,增大阻力,嚴重阻礙了泥漿流的流態和流速,高壓流還容易使輸沙管道爆裂,造成停機檢修和更換管道等費用。技改后,使泥漿先流入罐中,高壓空氣得到釋放,避免了高壓氣流的連續傳遞和增大,從而消除了因汽蝕破壞形成的管道破壞。只要控制好罐中水位不低于最低水位線(出水口最高點+300mm保證線)就能防止接力泵再次吸入空氣并再形成汽蝕流。泥漿灌的容積最好在6m3以上,具有一定的儲備容量,這樣在主泵滿負荷工作狀態下,接力泵始終保持中小油門就可以將送來的泥漿輸送到淤區,而不會漫灌。

2.2.3增設水位指示連通器,便于機械操作手根據液面變化及時調整接力泵油門。使主泵和接力泵間形成良好協調聯動,接力泵不必再始終保持大油門運轉,所以節約了柴油消耗。主泵和接力泵間的良好聯動配合也就是經濟功率的實現過程,和諧的功率輸出必然能帶來高效的生產效率。例如當主泵油門過小時,接力泵罐內泥漿將處于較低液位,此時接力泵方可通知主泵方及時提速提效;當主泵油門過高,接力罐內泥漿液面就會長時間處于危險位置,接力泵就要通知主泵進行減速或自身進行提速,最終形成主泵與接力泵間長時間的和諧配合。

3、主要創新點

3.1該成果是一線治黃工人在機淤生產中,針對遠距離輸沙所存在問題進行的一項技術改進措施,其實踐性強,實用效果好,操作方便。技術創新無止境。吸泥船機淤施工之所以能夠實現遠距離輸沙,正是得益于接力泵應用和發展。雖經過了十幾年發展,但接力泵應用技術還不完善,如關于船、泵之間功率配合問題的研究就十分缺乏,甚至不同施工隊都有自己一套的經驗。該接力泵施工改進技術,是淄博黃河施工人員在長期施工過程中,總結提煉出的一項行之有效地技術改進措施。

3.2改進技術先進合理,對船淤施工技術發展具有推進作用。通過改進,將原來的直接接力改變為間接接力,并增加了連通器水位標尺,提高了施工操作技術水平,增強了船和加力泵間的聯動和諧指數,有效克服了管道汽蝕、管道壓力過大、管道淤積等技術難題,提高了淤沙生產效率。

3.3結構簡單,改進成本低,一次加工,長期重復使用。進行加工改進所用材料只要是部分鋼板、角鐵和碳化玻璃管,由電氣焊工人在加工車間加工,施工現場組裝即可。該技改整體造價在3000元左右。

3.4經技改前后對比,技術提升效果良好,經濟效益明顯。技術上對管道壓力大、汽蝕等問題有明顯改觀,管道爆裂漏水現象明顯減少,管道淤積問題基本得到控制。經濟效益上表現為油料消耗減少,每淤沙一立方土可節約油料費0.38元。

 4、應用及經濟效益

 4.1 2007年,高青黃河標準化堤防建設曹店淤區放淤固堤施工中,144+000-146+000段淤區離取土場3600m,必須用二級接力泵來完成,用上方法得到了實踐應用,與改進前相比較,每生產立方土節約柴油費用0.38元。生產了30多萬m3土,節約油料費11萬余元 

4.2  2013--2014年,淄博黃河標準化堤防機淤固堤工程中,共有6只船投入生產,其中有3只船所在沙場距離超過3公里以上,均采用了接力泵進行接力傳送淤沙生產,所采用的接力泵均進行了增設接力罐改進。本工程中,采用接力泵生產土方累計80萬方,以每立方土節約柴油費0.38元計算,共累計節約油料費 30萬元,效益十分可觀。

4.3  2013-2014淄博黃河標準化堤防機淤固堤工程中,采用該技改后,管道破裂、接縫漏水等施工故障明顯減少,管道爆裂、淤積等較大生產故障基本杜絕,因管道問題而進行的停船檢修次數大大減少,累計每天減少停船停機1.5小時,在8個月的生產期間,累計減少停機時間360小時,等于增加生產時間15天。以每天生產3000立方土方計算,那么可直接增加效益為:15x3000x6/m3=27萬元;另外,可減少檢修工人工資等費用為:360小時x2x25/=1.8萬元。

4.4社會效益:該接力泵改進技術對促進機淤工程遠距離輸沙技術發展具有促進作用,對防止和減少淤沙管道爆裂、漏水、淤積等生產性故障提高生產效率具有積極意義。

該技術在黃河或社會上的遠距離輸沙機淤工程中都十分值得推廣,因此具有一定積極的社會效益。(張傳華   程傳來   張瓊瓊)

 
 
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