摘 要

我国拥有广阔的水域和海域面积，江河湖泊众多，在河湖疏浚、海滩吹填造陆、航道维护以及港口开挖等工程中疏浚工程越来越重要，提高疏浚效率，降低疏浚能耗，提高疏浚工程的经济效益也越来越重要。在疏浚工程中使用较多的是绞吸式挖泥船，因为它具有比较高的工作效率和对工况适应性比较强，但是在挖泥船工作过程中，影响疏浚效率的因素很多，因此，对绞吸式挖泥船的疏浚优化非常重要。

本设计通过分析挖泥船实际施工的大量数据，对管路特性、泥泵特性以及泥泵和管线的匹配特性等进行了相关研究，针对特定的施工参数，能够根据不同的泥浆浓度、泥泵功率以及土质类型要求，选择合理的泥泵组合进行输送，并通过计算得出泥泵和管线的最佳匹配工况，为挖泥船的现场施工提供参考。

本论文的研究结果，主要是通过分析泥泵和管路的匹配特性曲线得出某一施工下的最佳施工工况点。这对提高工程效率、提高疏浚的经济性提供了依据。

关键词：挖泥船；泥泵；管道输送；匹配优化

Abstract

Our country has a vast water area and sea area, numerous lakes and rivers, in the river and lake dredging, beach blow filling reclamation, waterway maintenance and port excavation engineering in dredging engineering is becoming more and more important, to improve the dredging efficiency, reduce energy consumption of dredging, improve the economic benefits of the dredging engineering is becoming more and more important. Cutter suction dredger is widely used in dredging engineering, cutter suction dredger has high work efficiency and good adaptability, but dredger working process, there are many factors affecting the efficiency of dredging, the dynamic characteristics of the system complex. Therefore, the cutter suction dredger dredging optimization is very important.

This design by analysis of vast amounts of data in the actual construction of dredger, the mud pump characteristics and pipeline characteristic and mud pump and pipeline matching characteristics, according to the specific construction parameters, can according to the requirements of the different concentration of mud, mud pump power and soil types, choose reasonable mud pump for conveying, and through the calculation of mud pump and pipeline optimal matching conditions, to provide the reference for the dredger construction site.

The research result of this paper is to draw the best working condition point of a construction by analyzing the matching characteristic curve of mud pump and pipeline. This provides the basis for improving dredging efficiency and reducing the energy consumption.

Key Words： Dredger；Dredge pump；Pipeline transportation；Matching optimization

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 疏浚业发展概况 1

1.1.1 疏浚的作用和应用 1

1.1.2 疏浚的种类和设备 2

1.1.3 国内外疏浚业的发展概况 4

1.2 提高疏浚效率降低能耗的研究 5

1.2.1 挖泥船工作效率的优化研究 5

1.2.2 管道输送技术研究 5

1.2.3 泥泵-管线匹配优化研究的意义 5

1.3 本文的研究重点及结构 6

第2章 管路阻力损失计算 7

2.1 管道内浆体流动的阻力特性 7

2.2 阻力特性的影响因素 9

2.3 管道阻力损失计算 9

2.4 总的阻力损失计算 11

2.5 实例计算 13

2.6 本章小结 14

第3章 泥泵特性 16

3.1 泥泵的主要工作参数 16

3.2 泥泵性能曲线 17

3.2.1 泥泵清水特性曲线 17

3.2.2 泥浆工作特性曲线 21

3.3 实例计算 22

3.4 本章小结 24

第4章 泥泵-管线系统的匹配优化 25

4.1 疏浚产量模型 25

4.2 实际施工相关参数 26

4.3 管路扬程特性曲线 26

4.4 泥泵扬程特性曲线 27

4.5 泥泵和管线的匹配 31

4.5.1 约束条件 31

4.5.1.1 施工工况管路扬程 32

4.5.1.2 管路临界流速的确定 32

4.5.1.3 泥泵额定功率 33

4.5.2 泥泵-管路匹配计算 34

4.6 本章小结 35

第5章 结束语 36

参考文献 37

致 谢 38

第1章 绪论

1.1 疏浚业发展概况

1.1.1 疏浚的作用和应用

疏浚工程就是对河湖水域进行清淤、挖深或者河道扩宽等，是利用人力或者机械的方式进行水下开挖的一种工程。广义的疏浚始于1600年，在荷兰鹿特丹港施工中出现链斗式挖泥船的雏形。之后，随着船舶、机械、仪器等相关行业的发展为疏浚业的发展提供了理论支持和技术条件[^[1]]。

疏浚工程的目的包括：港口、航道的开挖和维护、吹填造陆、码头的建设、沿海区域和城市用地、海滩的养护、水库清淤、防洪设施建设、内陆水域生态环境的改善和各种水下施工项目的填埋等。因此，疏浚工程在环境改善、社会进步及经济发展等方面有巨大的作用。