耙吸挖泥船高效节能耙头的研发与应用

摘要

耙吸挖泥施工船舶属于高能耗船舶，对疏浚设备进行节能研究和应用来降低其能耗，不仅可以节省疏浚工程燃油费用，降低成本，还可以降低挖泥船的废气排放量，在经济和环保双方面获得效益。
　　耙头安装在挖泥船耙吸管的最下端，挖泥作业时将耙头紧靠水底待挖掘的泥面，在船的拖拽作用力下将泥土松动，由此形成泥水混合物，再由泥泵将泥水混合物一起排往泥舱或者抛待处理区域两侧，达到清淤、疏浚、工程开挖的目的。因此，耙头作为耙吸挖泥船的主要设备之一，其性能的好坏直接影响到耙吸挖泥船的生产效率和生产成本。
　　在世界疏浚行业耙头新技术的不断发展背景下，针对长江口疏浚工程的特殊地理环境和特殊的土质等实际情况，本文对新型高效节能系列耙头进行了理论研究以及相关的结构设计，并以航浚9002、新海虎、新海马船舶在上海长江口三期12.5米深水航道维护工程中的运用为试点验证，采用该系列耙头，疏浚工程施工效率大大提高，取得了良好的生产效果。
　　本文从耙头的基本结构和工作原理入手，找出了旧式耙头的存在的缺陷，对比分析了主动型高效耙头节能的原理。在此基础上，利用CFD模拟软件研发了主动型高效耙头，并且将该系列耙头应用于实际生产中，分析了其节能减排的效果。通过对2012年～2013年航浚9002、新海虎、新海马在国家重点工程长江口三期深水航道疏浚维护工程试点中的旧挖泥船耙头和高效节能耙头实际应用对比，高效节能耙头运行良好，在同种施工环境下，较旧式耙头施工效率提高了30％～40％，为该项目节约能源共4875.53吨标煤，同时减少二氧化碳排放量11977.72吨。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 耙头的发展及类型

1．3 国内外研究现状

第2章 耙头的结构及挖掘原理

2．1 耙头的基本结构

2．2 耙头挖掘的原理

2．3 常规耙头存在的问题

2．3．1 效率低、能耗大

2．3．2 磨损严重

2．4 本章小结

第3章 主动型高效耙头的开发及应用

3．1 主动型高效耙头节能减排的原理

3．1．1 高效耙头节能的原理

3．1．2 高效耙头减排的原理

3．2 高效耙头研发及应用

3．2．1 降低耙齿切削阻力

3．2．2 耙头结构尺寸优化

3．2．3 高压冲水系统优化

3．2．4 提高耙头破土能力研究

3，2．5 可拆式可调节耙齿齿杆研制

3．2．6 耙头耐磨材料研究

3．2．7 耙头备件统一

3．3 实物图对比

3．4 本章小结

第4章 高效节能耙头应用节能减排效果

4．1 项目实施前能耗基本情况

4．1．1 航浚9002轮能耗情况

4．1．2 新海虎轮能耗情况

4．1．3 新海马轮能耗情况

4．2 项目实施后能耗基本情况

4．2．1 航浚9002轮能耗情况

4．2．2 新海虎轮能耗情况

4．2．3 新海马轮能耗情况

4．3 节能减排量测算的依据和方法

4．3．1 单船万方节能量

4．3．2 项目各船总节能量

4．4 项目实施后的节能减排量

4．5 本章小结

第5章 总结及展望

5．1 本文所做的工作

5．2 结论

5．3 展望

参考文献

致谢

作者简介