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机淤固堤施工接力泵技术改进及应用

 

来源: 本站原创   录入人员: xumei 时间: 2016-09-14 [ ] [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

 

一、问题提出:

在机淤固堤施工中,有些淤区距离沙场较远,需要接力泵接力传送才能将泥浆输送到淤区。当前,随着机淤施工技术的不断发展进步,输沙距离有的达到十几公里以上者,这种突破主要是依靠增加接力泵接力传输来实现的。但接力泵也不是随意增加的,每增加一级接力泵从技术管理上就会增加一定困难,例如在淤沙船主机与一级接力间,以及上下级接力之间的联动配合就是一个十分突出的难题。按照传统方法,接力泵进出水管与输沙管道是直接组装连接在一起的,属于直接接力法,其不需要增加外部设备,方法简单。但各机组间的联动配合问题更为突出,也就是正常工作时船上主泵油门与接力泵油门相互同步的要求更高,否则,当主泵输送的泥浆到达接力泵时,而接力泵油门未提上来,接力泵叶轮转速慢,就会对管道内的泥浆形成很大阻力,易造成输沙管爆裂、管道淤积等较大事故发生。上下级接力泵直接同样存在此问题。为防止以上事故发生,施工人员只好采取如下措施:即当主泵根据含沙量大小调节油门时,接力泵始终保持大油门运转,而这必然又会使油料消耗大造成浪费。为此,我们在长期的放淤固堤施工中,通过对接力泵站进行技术改进,解决了船与泵或泵与泵之间的联动不协调问题,防止了管道爆裂、淤积等事故,提高了放淤固堤施工技术水平。

2、改进方法原理及作用

2.1改进方法原理

2.1.1增加泥浆罐,变直接接力为间接接力。用厚3mm的铁板焊接一个直径2米圆形泥浆罐,罐高2.5米,罐体上部可敞口,在罐体相向的两侧面各焊接上直径300mm的法兰盘,作为进水口和出水口,进水口与主泵输沙管相连,出水口与接力泵相连。泥浆罐设计为圆形使罐内水流循环更加顺畅,另外有意使进口管口略高于出水管口,更便于接力泵吸入泥浆,而泥浆罐底却不会产生沉淀。

2.1.2增设带刻度的连通器,方便随时指示罐内液面高度变化。连通管安设在泥浆罐外侧壁上,与接力机同方向一侧,便于机械操作手看到。连通装置采用直径为300mm的玻璃钢管,透过管体可直接显示罐内液面高度变化,便于机械操作手调整接力泵油门。

2.2改进后作用

2.2.1增加泥浆罐后,泥浆罐起到缓冲储水池的作用,避免了主泵送来的泥浆形成对接力泵叶片的直接冲击,消除了由于叶轮阻挡泥浆水头形成的对输沙管道的强大压力,使输沙管爆裂、淤积等生产事故的发生。

2.2.2泥浆从主泵或上级接力输送过来时不可避免带来一些空气,这些空气在管道中形成高压气流,增大阻力,严重阻碍了泥浆流的流态和流速,高压流还容易使输沙管道爆裂,造成停机检修和更换管道等费用。技改后,使泥浆先流入罐中,高压空气得到释放,避免了高压气流的连续传递和增大,从而消除了因汽蚀破坏形成的管道破坏。只要控制好罐中水位不低于最低水位线(出水口最高点+300mm保证线)就能防止接力泵再次吸入空气并再形成汽蚀流。泥浆灌的容积最好在6m3以上,具有一定的储备容量,这样在主泵满负荷工作状态下,接力泵始终保持中小油门就可以将送来的泥浆输送到淤区,而不会漫灌。

2.2.3增设水位指示连通器,便于机械操作手根据液面变化及时调整接力泵油门。使主泵和接力泵间形成良好协调联动,接力泵不必再始终保持大油门运转,所以节约了柴油消耗。主泵和接力泵间的良好联动配合也就是经济功率的实现过程,和谐的功率输出必然能带来高效的生产效率。例如当主泵油门过小时,接力泵罐内泥浆将处于较低液位,此时接力泵方可通知主泵方及时提速提效;当主泵油门过高,接力罐内泥浆液面就会长时间处于危险位置,接力泵就要通知主泵进行减速或自身进行提速,最终形成主泵与接力泵间长时间的和谐配合。

3、主要创新点

3.1该成果是一线治黄工人在机淤生产中,针对远距离输沙所存在问题进行的一项技术改进措施,其实践性强,实用效果好,操作方便。技术创新无止境。吸泥船机淤施工之所以能够实现远距离输沙,正是得益于接力泵应用和发展。虽经过了十几年发展,但接力泵应用技术还不完善,如关于船、泵之间功率配合问题的研究就十分缺乏,甚至不同施工队都有自己一套的经验。该接力泵施工改进技术,是淄博黄河施工人员在长期施工过程中,总结提炼出的一项行之有效地技术改进措施。

3.2改进技术先进合理,对船淤施工技术发展具有推进作用。通过改进,将原来的直接接力改变为间接接力,并增加了连通器水位标尺,提高了施工操作技术水平,增强了船和加力泵间的联动和谐指数,有效克服了管道汽蚀、管道压力过大、管道淤积等技术难题,提高了淤沙生产效率。

3.3结构简单,改进成本低,一次加工,长期重复使用。进行加工改进所用材料只要是部分钢板、角铁和碳化玻璃管,由电气焊工人在加工车间加工,施工现场组装即可。该技改整体造价在3000元左右。

3.4经技改前后对比,技术提升效果良好,经济效益明显。技术上对管道压力大、汽蚀等问题有明显改观,管道爆裂漏水现象明显减少,管道淤积问题基本得到控制。经济效益上表现为油料消耗减少,每淤沙一立方土可节约油料费0.38元。

 4、应用及经济效益

 4.1 2007年,高青黄河标准化堤防建设曹店淤区放淤固堤施工中,144+000-146+000段淤区离取土场3600m,必须用二级接力泵来完成,用上方法得到了实践应用,与改进前相比较,每生产立方土节约柴油费用0.38元。生产了30多万m3土,节约油料费11万余元

4.2  2013--2014年,淄博黄河标准化堤防机淤固堤工程中,共有6只船投入生产,其中有3只船所在沙场距离超过3公里以上,均采用了接力泵进行接力传送淤沙生产,所采用的接力泵均进行了增设接力罐改进。本工程中,采用接力泵生产土方累计80万方,以每立方土节约柴油费0.38元计算,共累计节约油料费 30万元,效益十分可观。

4.3  2013-2014淄博黄河标准化堤防机淤固堤工程中,采用该技改后,管道破裂、接缝漏水等施工故障明显减少,管道爆裂、淤积等较大生产故障基本杜绝,因管道问题而进行的停船检修次数大大减少,累计每天减少停船停机1.5小时,在8个月的生产期间,累计减少停机时间360小时,等于增加生产时间15天。以每天生产3000立方土方计算,那么可直接增加效益为:15x3000x6/m3=27万元;另外,可减少检修工人工资等费用为:360小时x2x25/=1.8万元。

4.4社会效益:该接力泵改进技术对促进机淤工程远距离输沙技术发展具有促进作用,对防止和减少淤沙管道爆裂、漏水、淤积等生产性故障提高生产效率具有积极意义。

该技术在黄河或社会上的远距离输沙机淤工程中都十分值得推广,因此具有一定积极的社会效益。(张传华   程传来   张琼琼)

责任编辑:田光   
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