海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發與產業化
2019年05月24日15:49
海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發與產業化
項目簡介
海上大型絞吸疏浚裝備是遠海島礁大規模高效吹填造陸的國之重器，是南海資源開發、一帶一路港口建設等國家戰略任務和重大工程的緊迫需求。絞吸疏浚裝備具有同步完成海底巖土快速挖掘和長距離管道連續輸送的可靠作業能力，需要作業定位、巖土挖掘、物料輸送和疏浚監控四大系統的高度集成，其核心技術長期被歐洲壟斷并嚴格封鎖。項目組圍繞海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發與產業化，歷經15年產學研用攻關取得如下創新成果：
一、多自由度順應式重載精確定位技術：針對漂浮作業裝備高效穩定定位的挑戰，提出主體、挖掘、定位等系統的多體耦合動力學分析方法，揭示了海洋環境與疏浚作業載荷的復合作用機理，發明了多自由度順應式重載鋼樁臺車定位系統，保障了惡劣海洋環境中“定得穩”的疏浚作業要求，使得作業抗風等級從6級提高到9級，南海作業窗口期從約120天增加到約180天。
二、多參數自適應重型大挖深挖掘技術：針對海底堅硬巖石快速挖掘的挑戰，提出大挖深傾斜彈性結構超長軸系設計方法，解決了機構運動和巖石挖掘的強沖擊載荷導致系統失效的難題，研制出特種重型挖巖絞刀、超長軸驅動裝置及多參數自適應控制技術，實現了36米水深下快速挖掘單軸抗壓強度超過60MPa的堅硬巖石，滿足了國家重大工程“挖得快”的需求。
三、多介質高濃度長距離連續輸送技術：針對大顆粒物料高濃度長距離連續輸送的挑戰，提出多級顆粒混合流態分析技術，攻克了扭曲葉片型葉輪和對數螺旋線泵殼內流道設計難題，研制出高效輸送大顆粒物料的系列疏浚泵和驅動裝置，實現“排得遠”的強大能力，將高濃度管道連續輸送距離由6公里提高至15公里。
四、多系統集成優化總體設計技術和裝備研制：針對各類型疏浚工程的不同需求，攻克了多系統集成總體設計、多工況功率平衡動力配置、裝備綜合控制與信息化管理等關鍵技術，構建了大型絞吸疏浚裝備數字化集成設計平臺，研制出電軸、變頻等五大類56座絞吸疏浚裝備，形成“系列化”產品自主設計和制造能力。
本項目授權發明專利34項、實用新型專利21項、軟件著作權33項，制修訂國家標準5項，發表論文112篇，構建了我國大型絞吸疏浚裝備自主研發與產業化應用的完整體系，研制的“新海旭”、“天鯨號”、“天麒號”等裝備打破國外技術壟斷、不斷創造中國記錄，中國機械工程學會和機械工業聯合會組織的成果鑒定會認為：“海上大型絞吸疏浚裝備在總體上達到了國際領先水平。”
獲獎等級：特等獎
完成單位：上海交通大學、中交上海航道局有限公司、長江航道局、中交疏浚技術裝備國家工程研究中心有限公司、中國船舶重工集團公司第七一一研究所、江蘇科技大學、江蘇海新船務重工有限公司
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