问题背景:
我国拥有长达18000公里的海岸线,江河湖库数量众多,具有非常庞大的疏浚市场。随着沿海地区的大型深水港、围海造地等工程建设不断开展;江、河、湖、库通航和清淤治理工程的持续推进。美丽中国的建设,需要各种挖泥船开展疏浚作业来实现。我国疏浚业有着100多年的历史,早在1895年荷兰IHC公司就为我国建造了第一艘疏浚船舶,用于河道的治理。如今,我国疏浚业已具有了较大的规模,疏浚力量主要分布在交通、水利等部门,有大小疏浚企业近百家,各种疏浚船舶上千艘,形成了较大规模的疏浚能力。交通系统拥有的年疏浚能力约为2145亿立方米。疏浚业已成为中国经济建设和社会发展的重要行业。由于我国疏浚业起步较晚,投入也不足,疏浚技术水平一直得不到快速提高,疏浚市场也多限于本国范围内,而国外先进的疏浚业经过长时间的发展,其技术水平已进入了一个较高的领域。因此,就技术水平而言,我国疏浚公司和国外先进国家的疏浚公司有着较大差距。为此,我国疏浚行业要立足市场必须不断进行设备更新,以适应国内外疏浚业发展的需要。而泥泵是挖泥船疏浚作业的核心装备,其效率和耐磨等综合性能直接决定着挖泥船的整体竞争力。目前,虽然我们国内也有不少厂家对泥泵的设计、制造和耐磨材料进行了较多的研究,积累了丰富经验,并取得了一定的成效,但是与国外相比,仍属于追赶阶段。水力效率高、耐磨性能好、寿命长、适应多种工况的高性能泥泵还是主要依靠进口,特别是大型高效泥泵。荷兰的IHC公司在高端泥泵方面一直处于垄断地位,例如,近年来已经完成建造交付船东的“天鲲号”绞吸挖泥船、“航浚6008/6009”耙吸挖泥船的泥泵均从荷兰IHC公司进口。最新进展: 随着我国经济的发展,疏浚市场的潜力被不断地释放出来,但由于疏浚装备缺乏,我国逐步从荷兰和日本等疏浚强国进口数十艘大中型挖泥船。我们通过对进口挖泥船关键设备进行研究,并在疏浚过程中积累了诸多经验,已逐步形成了自己的疏浚装备设计制造能力。从20世纪70年代初,我国自行设计、建造的首艘4500立方米自航耙吸挖泥船的投入使用,标志着我国在疏浚装备实现零的突破。该耙吸挖泥船配备的核心关键设备——泥泵,由江南造船厂研发制造并装船使用。从此开始,国内的泥泵研发、制造迎来了爆发期。在吸收、借鉴国外先进泥泵的基础上,各种型号的国产泥泵不断被开发出来,给我国的疏浚市场发展提供了重要支撑。但是由于我们基础薄弱,相关的固液两相流输送机理和试验研究较少,国内也缺少大型的疏浚装备实验室,我们的泥泵研发能力与发达国家相比还处于初级阶段,造成大型泥泵依赖进口和部分泥泵国内研制共存的局面。随着综合国力的上升,制造能力的提高,专业设计软件CFD和参数化三维软件的应用,以及高等院校和大型企业大力开展疏浚实验室建设和专业人才培养,国际访问学习的开展等,使得国内的泥泵研制得到了全面发展,并赢来了较大飞跃。计算流体力学(CFD)技术已经广泛用于泥泵内部流动分析及性能预测,具有成本低,效率高,方便快捷等优点。不仅可以模拟泥泵内部流动的全三维流场,还可以显示许多场特性细节。再通过实验室的模型试验验证。把数值模拟和实验验证有效结合,形成了较为先进的泥泵设计手段。数控机床等高精度加工设备的应用,给泥泵各部件的精确加工提供了重要保障,泥泵的配合间隙也越来越容易控制,使得泥泵的制造更能贴近原始设计,更容易达到预期的性能。泥泵在工作时,受到泥浆中砂、石等颗粒物的冲击、摩擦,其零部件材料的耐磨、耐海水腐蚀、韧性等综合性能,直接决定了泥泵的使用寿命。我国近年来对泥泵的材料进行了大量的研究,取得了较大的进展,已经有多种新型材料投入使用。应用较多是高铬系列材料和铬钼合金材料,与国外泥泵零部件材料的发展方向基本相同。虽然国产泥泵的综合性能得到了很大提高,并拥有了自主知识产权。但是,我们和国外先进疏浚公司的产品还有较大差距,为了缩小这种差距,主要从新技术、新材料、新工艺等几个方面突破:智能高效,提高泥泵的工作效率;拓展泥泵的适用性,针对不同挖深、土质、排距等工况,均能更为高效地工作;耐磨、耐蚀、抗压材质的配方和热处理不断优化,提升材料综合性能;加工精度和装配工艺的提高。重要意义: 泥泵是挖泥船的核心装备。不断研制效率高、寿命长的高性能泥泵,可以提高挖泥船生产能力、施工效率、工况适应能力,减少泥泵维修时间,从而降低生产成本,提高挖泥船的核心竞争力,打破高端泥泵国外垄断的局面,不断做强我国的疏浚事业。同时以优良的装备为基础,增强面对国外大型疏浚公司的底气,更顺利地开拓海外市场,创造更多经济价值,为我国疏浚公司向外走、树立疏浚强国形象提供有力支撑。大型高效泥泵研制的困难是什么?
问题年度:2020 问题类型:工程技术 学科领域:交通运输 学科细分归类:
推荐机构:中国疏浚协会
疏浚装备 泥泵 高效 耐磨