航浚1003轮疏浚泥泵技术改造经济成果分析.doc

航浚1003轮疏浚泥泵技术改造经济成果分析 吕德柞 （航道二公司，宁波 315200） 摘要：为提高航浚1003轮的生产效率，航道二公司应用疏浚技术理论，针对该轮疏浚泥泵技术参数与主机不匹配，导致能耗浪费的状况，通过不同方案的比较，选择了拆除一个气胎离合器、增装一只减速齿轮箱的方法，这一改造仅投入24万的费用，每年却可增加100多万的收益。说明老旧生产设备的技术改造是施工企业走靠内涵发展的重要途径之一。 一、技术改造方案简介 航浚1003轮是一艘83年建造的国产1500m3自航双耙挖泥船，在泥泵舱装有2套疏浚泥泵组。泵机选用广州柴油机厂生产6300ZC-1，疏浚泥泵由柴油机直接驱动，泥泵柴油机系统的轴系由短轴，推力轴推力轴承，XL100高弹性联轴器，中间轴，中间轴承，气胎离合器和隔舱填料函组成。6300ZC-1柴油是废气锅轮增压柴油机，额定转速400rpm，额定功率441kW；泥泵额定转速285rpm，相应的轴功率为239KW。由于柴油机直接驱动泥泵，轴系不设减速齿轮箱，且柴油机和泥泵额定转速又不一样，所以柴油机必须降速到285rpm时才能与泥泵相配。查柴油机的全功率外特性曲线，在285rpm时，柴油机扭矩为最大功率为312kW，可满足泥泵使用要求，但存在柴油机长期低转速大转扭运行状态，由于柴油机长期使用转速远低于额定转速(仅为额定转速的71%)，所以柴油机增压器扫气压力不足，进气量少，造成柴油机燃烧不良，冒黑烟，加急积碳，引起活动机件磨损过快，同时柴油机又有110kW的功率未能利用，功率富裕高达25%，也造成一定的资源浪费，由于柴油机在285rpm不是燃油消耗率最低点，又有进一步降低能耗的潜力。另外，由上海船舶设计院设计的3000-15型泥泵，它在额定转速285rpm时，流量为3000m3/h，压力为15米水柱，吸口直径φ550，排口直径φ550。经计算耙管内的最大清水流速为3.51米/秒，因此，泥浆的流速不可能达到3.5米/秒以上。泥泵的流量和耙管内的流速是直接影响疏浚泥浆浓度和生产效率的重要技术指标，经查阅有关资料，泥浆在管内的流速3.5米/秒为接近监界流速，多数耙吸船耙管内流速都大于4米/秒，近几年国际上新建的大耙为适应各种疏浚工况，耙管流速有高达10米/秒的。因此过去该轮疏浚泥浆浓度不够理想与耙管流速偏低也有一定关系。有关部门也曾在船上作过试验，当泥泵转速再提高5-10转时，泥浆浓度及生产效率将有明显的提高，所以想改造1003轮泥泵配置一直是船上和公司有关部门的一致要求。以上叙述，说明了泵机与泥泵匹配不合理，那么如何改善上述的配置，使投资最少，效果最好呢？ 方案一：选择一个新泥泵，因为柴油机功率有富裕，目前配置的泥泵流量又小，所以选择一个更合理的泥泵是最可靠和方便的途径，当然所选作泥泵必须要与柴油机参数相匹配。即该泵的额定转速应该是400rpm，功率低于400kW，这样泵机和轴线可以不作改动，经市场调研预计投资100万元以上。 方案二：泥泵和轴线不动，便换泥泵柴油机。因为柴油机已使用20多年，由于长期低转速大扭矩使用，柴油机性能已有所下降，提出这样方案也是非常合理的。但是经调研，市场没有额定转速为285rpm机型的柴油机，如选用接近使用要求的机型，也存在投资大和同样存在配置不合理的现象。 方案三：泥泵和泵机同时更新。比较近几年所建造的1500方小耙所配置的泥泵和泵机选用的排量和功率都比我们1003轮大。本船是80年代建造的，80年代我国技术水平当然不能与现在相比，所以选用能代表现在技术水的柴油机和泥泵更新旧机型当然是一个很好的方案。但预计投资在500万元以上，对于20多年老旧船，却不是一个可取的方案。 方案四：直接提速柴油机使用转速。由于泥泵轴功率变化与转速成3次方关系，泥泵轴功率上升速率大大高于柴油机外特性指示功率，当柴油机在300rpm时，它能提供的功率为328kW，而当泥泵泥浆浓度为20%需要的轴功率已为333kW，所以，直接提速方案也是不可行的。 方案五：泵机和泥泵都利用原机，在泵机和泥泵轴线中，拆除一只气胎离合器，在原气胎离合器位置上增装一只减速比为1：1.12的减速齿轮箱。使柴油机在额定转速400rpm运转，输出额定功率441kW；通过减速齿轮箱使泥泵转速提高到320rpm，该时当泥泵的泥浆浓度为20%需要的轴功率为400kW，这时柴油机富裕功率41kW，约为额定功率9.3%，当然该方案同样存在一定的技术风险，这里就不作介绍。 经过上述五个方案的比较，决定采用第五个改造方案。 二、技术改造经济成果分析 1、技术改造一次性投入费用 序号 设备(费用)名称 数量 单价 总价 1 泥泵减速齿轮箱 2 9万 18万 2 齿轮箱备用滑油泵 1 0.5万 0.5万 3 安装费 2 2万 4万 4 合 计