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高压水射流技术在疏浚工程应用中的五大特点

更新时间:2023-03-30   点击次数:1133次
  近十几年来,高压水射流技术发展非常迅速,超高压清洗机以其清洗质量好、清洗成本低、效率高、对环境无污染、安全性高、应用范围广等优点,广泛应用于工业清洗、采矿、化工等行业,特别是通过使用标准的超高压泵,我们已经可以获得高达300MPa的超高压水射流,这在疏浚领域中的辅助切削作用尤为显著。目前在疏浚领域中已经开始使用超高压清洗机进行辅助切削,并展示出无限光明的未来。
 
  目前,尤其是从环保和安全角度出发,使用已经受到越来越多的限制,这导致疏浚工程中对岩石铁板沙和粘土的切削会遇到不少麻烦。如果采用超高压水射流进行辅助切削,即可以解决疏浚过程中遇到的不少难题。以下主要介绍高压水射流技术在疏浚工程应用中的五大特点。
 
  高压水射流技术在疏浚工程应用中的五大特点:
 
  1、降低耙头的切削力
 
  在挖泥船疏浚硬质土壤时,为了得到高浓度泥浆,必须要让耙齿嵌入土壤中,这就需要耙头和耙臂具有足够重的重量,如果重量不够,耙齿就不能深入到土层中去切削土壤,从而导致挖泥船产量降低。若将高压水射流的喷嘴和耙齿结合起来,在耙齿插入土层前先使用超高压水射流切削土壤,冲击破坏硬土的结构,便可使耙齿嵌入土层所需要的力降低,从而提高切削效率。
 
  2、预防耙头堵塞
 
  挖泥船疏浚粘土时,耙头很容易被大块粘土所堵塞。为了防止堵塞现象的发生,须尽可能将粘土切削成小块。若在耙头罩壳内也就是耙齿上方安置一个高压水射流喷嘴,使得超高压水射流直接射向耙头的吸口,这样就可以预防耙头堵塞。
 
  3、预切削
 
  耙头上的超高压水射流还可作为水里翻挖器使用,当超高压水射流垂直射向土壤时,土壤即被切削,其作用与土壤翻挖器相类似,一方面可降低耙齿的切削力,另一方面可减少耙头堵塞。
 
  早期耙吸式挖泥船的自航耙是利用泥泵产生的高速水流冲刷底土,从而达到浚深的目的,但其冲刷效果较差,且泥泵压头损失很大,因此对泥浆的输送非常不利。而今自航耙头设计的趋势越来越不依赖于冲刷,取而代之的是利用超高压水射流开挖底士,而泵产生的真空全部用于泥浆的输送。应用超高压水射流开挖底土的基本原理是基于高压水使砂液化,从而大大提高砂的渗透性,既可有效破坏底土结构达到开挖目的,又保证了泥泵输送压头的需要。
 
  4、破岩切割
 
  在挖泥船在疏浚矿石、岩石这类硬度较强的材料时,如果单纯使用绞刀进行切割,须产生相当大的切削力才能破碎岩层,因此必须使用很大的功率才能驱动绞刀。另外,在切割岩石时,绞刀和岩层接触引起的激烈振动很容易对挖泥船造成损害,特别是容易产生疲劳裂缝,并使其他零部件发生故障。由于岩石的密度较大,材料被绞刀切割下来却没有被泵吸走,这就需要额外进行切割和清扫工作,从而大大影响疏浚的效率。
 
  采用高压水射流技术进行辅助切削,一方面水射流能以较低的输入功率使得材料被破碎到超细的粒度范围,易于高压泵系统输送;而另一方面,通过高压水射流破碎岩层,可以延长绞刀及挖泥船等疏浚设备的使用寿命。因此,这项新技术具备了安全、节能、高效等优点。
 
  5、冲刷式清淤
 
  疏浚工程中,还有一个问题已经困扰人们多年却一直没有得到解决,那就是高挟泥沙水流道的淤积问题。在含沙量较高的水域,由于水中泥沙的自然沉降,使得河道局部区域淤积严重,不仅影响了河道洪水的排泄,而且还影响到了船舶的正常通航。在挖泥船耙头上安装高压水射流系统,利用大流量高压脉冲水射流(俗称水炮)进行水下冲刷式清淤作业,可使河床上沉积的细沙扬起并悬浮于天然水流中,天然水流便可作为载体将悬浮的泥沙带走。这种作业方式,设备无需与淤泥直接接触,不产生相对磨损,因此具有寿命长、维护简单、费用低等优点。
 
  综上所述,我们总结了高压水射流技术在疏浚工程应用中的五大特点,由此可以看出,超高压清洗机非常适合在疏浚行业推广应用。