浅谈“港航平9”多功能升降平台船的经济技术定位
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中国设备
工程
Engineer ing hina C P l ant
中国设备工程  2019.09 （下）1 应用市场概要分析
有关海上风电市场分析方面的论文资料很多，在此不做过多复述，但以下几方面的因素，对平台船的经济技术定位比较敏感，我们进行了分析。1.1 海上风电单机容量
目前国内风机都是“横轴式”机组（水平轴），单机容量有向大型化发展的趋势，但是否会形成今后的主流，需要由市场规则确定，实验性项目和市场化运作有很大的差异，浅谈“港航平9”多功能
升降平台船的经济技术定位
高永生
（天津港航工程有限公司，天津 300457） 
摘要：“港航平9”，是天津港航工程有限公司根据风电施工需求，并综合考虑了全回转起重船功能设计建造的升降平台船，该船已经投入使用，各项功能达到设计预期。该船设计从“突出主要功能，兼顾多功能，根据市场规则追求性价比”的技术路径下手，对吊机、抬升方式、桩靴承载比压控制、辅助推进功率确定、辅助吊机取舍等方面进行了分项分析，撰写此文，供同行参考。
关键词：平台船；市场规则；工艺优化；技术定位；性价比
中图分类号：TE95   文献标识码：A   文章编号：1671-0711（2019）09（下）-0151-03
目前市场规则是并网电价0.75元和0.85元，主流风机的规格以及综合成本需要顺应这个市场，否则就没有前景和生命力，我们定位是充分考虑我国的实际情况，兼顾考虑了国外的经验，按照海上风电市场必然朝着降低综合成本方向发展的思路，分析国内海上风电主流也应该是8MW 以下的风机，所以平台船主要指标定位是满足8MW 全工艺施工需求稍有冗余即可，这样可以满足国内海上风电绝大部分施工需求，在此基础上进行优化设计，研究施工工艺，以获得好的性价比，件下，因为转子离心运转而引起的泵内部摩擦影响并不大。3 全金属杆泵机械特性分析3.1 轴功率和机械效率
通过分析功率和扭矩相互间的关
系式，可以得知机械效率
，如
果工作压差接于无限
大或者无限小，机械效率则达到最大值，全金属螺杆泵机械性能则处理最优状态，相面的极限机械效率公式则为：
，单转理论排量和系数k 1影响因素可以看
出，该种螺杆泵极限效率是由泵体的结构决定的，和运行参
数并没有直接关系。针对实验所采用的泵型可以达到68.08%的机械效率，为了获取到更好的机械性能，对泵结构方式进行优化设计，并对定转子材料进行优选可以取得更好的效果。3.2 机械特性的修正
由于全金属螺杆泵机械特性受到了工作压差、运行速度和介质黏度等方面的影响，每个生产厂家一般在额定运行速度条件下测试清水举升的特性曲线。所以，需要对特定结构方式下的全金属螺杆泵机械特性进行修正分析，可以把轴功率和工作压差的公式简化为：
，公式中A 是与
运行速呈现正比例关系的轴功率曲线特征量，B 是与转速平
方呈现出正比例关系的轴功率曲线特征量。
哀怎么读特定泵型号下的清水举升特性曲线，A 、B 则代表着关系曲线的斜率和截距。再考虑介质黏度的影响方面可以看出，由于工作压差的不断提高，全金属螺杆泵机械效率会快速提高，后处于平缓状态，但无法突破机械效率。不同流体物质
黏度对泵体机械效率的影响可以看出，工作压差不变的情况下，机械效率会跟着流体介质黏度的提高而变小，运行速度变得越高则机械效率会变低。当前，研究人员认为全金属螺杆泵可以满足更高黏度油液的开采，通过提升运行速度来保证人工举升能力。如果流体黏度太大，会对机械性能造成影响，运行效率则无法得到保证。所以，全金属螺杆泵的应用环境和工作性能参数存在着合理区间，需要根据实际的采油情况来选用。4 节能效果分析
全金属螺杆泵在不同过盈程度条件下与传统螺杆泵性通进行比较，泵体定转子采取过盈配合后，极限机械效率会从原来的68.08%减小到51.6%。把节能率作为分析指标，与传统螺杆泵达到以的节能效果进行比较来看。运行速度保持在每分钟100转时，节电率会跟着工作压差的提高而减少，并达到平缓状态。低工作压差大于10MPa 时，节电率可以超过25%。但在8MPa 工作压力情况下，节电率会跟着转速的上升而不断减少，与不同过盈配合状态的传统螺杆泵进行比较来看，运行速度小于每分钟200转，全金属螺杆泵节电率可以大于20%。
参考文献：
[1]侯立泉，许洋，段志成.电动潜油螺杆泵技术现场节能应用[J].石油石化节能
,2019,9(02):37-40+10.
[2]朱益飞.高温螺杆泵采油技术在油田生产中的应用[J].变频器世界,2018(09):126-128.
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研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术
中国设备工程  2019.09 (下)
顺应市场降低综合成本的发展趋势。1.2 风机安装高度与吊机吊高
吊机吊高这个指标确定，与吊机价格有直接关系，满足风机设计施工要求即可，风机的设计轴高度主要考虑风力效能和风叶离水净高度两个主要因素，通过这两个主要因素的优化确定“轴高度”，目前国内海上风机轴高度多数在80～100m ，再加上风机结构高度以及工装高度推算出吊机吊高指标，目前国内比较认可的吊机吊高参数为“甲板以上有效吊高≥110m”，这个指标是平台船优化设计的关键指标之一，我们认为110m 比较合理。1.3 风机基础形式
目前国内海上风电基础主要有“单桩”和“桩”两种形式（其他基础形式在此不做分析），单桩基础具有重量大施工要求高的特点，平台船针对单桩基础施工，充分考虑兼有打桩功能是必要的，但打桩需要的起重能力对于控制建造成本也很敏感，需要综合考虑确定，我们确定主钩的吊重能力1200t，是基于8MW 风机以及对应的单桩施工需求。1.4 设计水深
有关资料介绍，我国海上风电主要在水深30m 左右沿海，实际中有些项目水深达到40m 左右，平台船作业水深和建造成本有直接关系，水深越深，成本越高，这一点上，我们认为，风机设计水深最终也要由市场规则决定，平台船作业水深也是一样，作业水深越大，造价越高，经过分析，认为平台船作业水深满足40m 基本可以适应我国海上风电市场。另外，根据国内沿海地质情况，我们认为桩腿长度
可以按照平均入泥深度8m 考虑，这样对于控制平台船造价有明显作用。2 主要功能的经济技术定位2.1 升降方式
我们首先对常见的用于风电施工以其他海洋工程平台船采用“液压缸、齿轮齿条、绞车钢丝绳”三种升降系统和机理进行了一些调研，概要因素的比较见表格1。
表1升降方式比较因素
液压缸升降系统齿轮齿条升降系统绞车钢丝绳升降系统抬升速度较慢较快较快可靠性较高适中较差使用寿命较高适中较低适应水深较低较高较低操作难度复杂简单简单风暴锁紧销轴自锁锁紧装置加工难度复杂复杂较简单保有量较多适中少量维修性复杂简单复杂系统重量较重较轻较轻日常管理复杂简单简单综合价格
适中
较高
较低
对表1的二种升降方式分别分析如下：
（1）液压缸升降。基本机理是通过液压缸往复运动，利用液压缸两端的动静销轴，在桩腿结构上的销孔转换配合，实现船体与桩腿之间的位置调整，完成船体的升降。具有较高的可靠性，寿命长，规格型号比较灵活，运动方式主要分为“步进式和连续式”两种，升降速度<20m/h 左右，价格适中，
清明手抄报内容素材大全市场保有量较多的特点，但是这种抬升形式效率较低，桩腿底部与海床接触时对波浪影响敏感，只能用在“筒形桩腿”结构，由于受到桩腿重量限制，适应作业水深有局限性，故障维修比较复杂，作业时每根桩腿需要安排人员监护，保证
与中控操作人员的实时联络。
（2）齿轮齿条升降。基本机理是通安装在船体结构上
带有减速箱驱动的齿轮动力装置，与固定在桩腿结构上的齿条之间双向旋转运动，实现船体结构与桩腿之间的位置变化，完成船体升降。齿轮驱动装置有电动和液压驱动两种方式，有多种规格，可以根据设计自由组合，齿轮齿条升降系统具有运行平稳，速度范围30～108m/h，速度越快桩腿底部与海床接触时的敏感性越低，结构紧凑，适用水深较大，日常维护保养方便，作业时每根桩腿无须安排人员实时监护，目前国内齿轮齿条升降系统生产厂家较多，各项技术日臻完善，使用寿命按照50次/年计算，耐久寿命可以达到20年，加上维修工艺简单，已经是成熟可靠的升降装置了，但目前综合价格较高。2.2 吊机选择
目前国内平台船主要有全回转甲板吊机和全回转绕桩吊机有两种形式，各有优缺点，其中：
（1）甲板吊。基本特点是，吊机通过“将军柱”固定在桩腿之间的甲板上，有两种布置方式：第一种是布置在船体的艏、艉端，位于两根桩腿之间并贴近船端，优点是吊机重量可以分散在两根桩腿上，对
于降低桩靴比压有好处，还有可能实现浮态兼做全回转起重船的可能，缺点是占用一些甲板有效面积，临近桩腿在全回转作业时有可能会有干扰。第二种是布置在舷侧两根桩腿之间，这种布置只在国外风电施工平台船应用，比较突出的优点是，对风机基础扰动最小，吊机重量和作业载荷可以分散到四根桩腿上，桩腿对吊机臂杆回转作业影响小，舷侧空间大便于安放辅助工装设施，但是船舶偏载平衡以及吊机臂杆在航行状态的封存搁置会比较麻烦。
（2）绕桩吊。基本特点是，吊机直接安装在一个桩腿加强的固桩室结构上面，可以绕着这根桩腿进行作业，优点是吊机回转受临近桩腿干扰较小，占用加板有效面积小，有三个方面缺点，首先吊机重量全部加在一根撞腿上，该桩腿对地比压较大，对升降效率有影响；其次绕桩吊臂杆回转中心到船艏距离较远，会限制船舶驻位，或影响吊机性能发挥；另外，作为浮态做起重船使用难度很大，且性能衰减幅度较大。2.3 吊机位置与桩基安全
目前国内外平台船吊机布置有艏、艉中间布置，舷侧布置和绕桩吊三种情况，实际使用中船舶安装驻位基本情况如桩位示意图。
图1
簇的拼音153
中国设备
工程
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中国设备工程  2019.09 （下）在整个物流体系中，小范围的物品搬运占据着十分重要的地位。为了提高搬运效率，已经出现了能够自动沿着固定路径行驶的无人搬运小车，也就是AGV 的一类特殊的机器人。AGV 发展至今，不仅仅是其功能越来越完善，在导引技术方面也有了很大的发展与进步。到现在，AGV 的导引技术不仅仅是最初的电磁导引，还有光学导引、激光导引、磁带导引，以及更为先进的惯性导引、视觉导引、GPS 导引。各种导引方式都有各自的优缺点，具体使用什么方式进行导引，还得根据实际的应用环境来判断。AGV 的路径号的多音字组词
全方位移动AGV 固定路径导引方案设计
潘世丽
（硅湖职业技术学院，江苏 昆山 215332）
摘要：随着现代工业的自动化程度进一步加深，具有可靠、安全、高效以及灵活等特点的自动导航小车（Automated Guided Vehicle，AGV）的应用也越来越广。本文研究了全方位移动 AGV 固定路径导引方案，介绍了磁带导引原理、传感器的安装与分布方案以及与S7-1200 PLC 的接线框图，
通过多次实验的对比不断优化控制程序，最终达到了比较理想的实验结果。
关键词：AGV；固定路径；磁带导引
中图分类号：TP242.6   文献标识码：A   文章编号：1671-0711（2019）09（下）-0153-02 
导引主要有两种：一种是自由路径导引，另一种是固定路径导引，也就是说，AGV 的路径是固定的，只能沿着固定的路径行驶，灵活度比之自由路径有很大的不足，但它的控制系统相对简单，制造容易，成本较为低廉，其中光学导航、磁导航是目前主要使用的路径规划方案。1 AGV 导引方式简介
由下表1可知，从路径规划的角度来说，GPS 导引、视觉导引、激光导引、惯性导引更加适合自由路径导引，但是它们的成本比较高昂，技术方面也不是非常成熟，控制方法也比较复杂。电磁导航由于实验室的场地问题，不能十分方便地进行安装和拆除。光学导引对于地面的清洁度非常敏感，十分容易产生误差。因此，本次设计选择了技术成熟、应用广泛的磁带导引作为导引方法。
2 磁带导引原理
磁带导引的具体原理如下图1所示，系统流程图如图2所示。首先按照设计的路线在地面上铺设相应的磁带，车载的传感器在检测到磁信号时，会从高电平转换到低电平或者从低电平转换到高电平，输出开关量，当PLC 接受到相应的开关量时，通过内部的算法便能判断当前AGV 相对于
名人的小故事
表1 导引方式对比
导引方式优点缺点应用场合
电磁导引稳定、成本低、不易损坏难以对线路进行调整路径简单、改动少且固定磁带导引调整方便、成本低易受干扰、磨损快路径固定且金属物质少光学导引调整方便、成本低对带污染过于敏感路径固定且不易受到污染惯性导引抗干扰能力强、柔性高技术复杂、精度不高精度要求不高、柔性高激光导引
导引和定位精度高成本高、难以实现路径需要随时更改视觉导引路径变更容易、精度高成本高、难以实现环境复杂、自由路径GPS 导引导引距离非常远成本高、精度不高室外远距离的导引和跟踪
图1 磁带导引原理图从图中不难看出，吊机在舷侧布置桩腿入泥后离风机基础最远，因此，扰动最小，而绕桩吊离桩基距离最近，在作业时应该注意离风机基础的距离。3 结语
“港航平9”立项初期，结合自身特点，面向海上风电市场的需求，本着遵循市场规则和优化工艺的思路，把建造成本控制在设计阶段，在广泛调研的基础上主要有以下几方面做法和体会：
（1）吊机选择。吊机布置采用了船艏中间偏右的设计，临近桩腿考虑了可拆卸，实现了600t 全回转浮吊功能，尽管牺牲少量甲板有效面积（<5%），吊机在使用中对本船甲板载货的覆盖也受到一些影响，但是浮吊功能的实现，对于
市场适应性有好处。
（2）辅助吊机。关于辅助吊机配置，根据国外风电施工
平台船绝大部分没有辅吊机的特点分析，施工中通过吊装工艺和专用工具，可以实现风电基础打桩以及风机安装全部需求，感觉辅助吊机并不是必须配置的关键设备，相反辅助吊机不符合轻型化设计思路，会加大对地比压，同时对整船造价影响很大，经过比选，我们选择了不配置辅助吊机的方案。
通过以上的经济技术定位，对一些主要设备的配置和参数，进行了反复的比选，形成了可以满足国内绝大部分风电施工要求的设计，建造中通过加大管理力度，化整为零，严格控制成本，最终实现了同类船造价最低、建造周期最短的成果。

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