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我国自主研制和建造的亚洲最大绞吸挖泥船——“天鲲号”成功下水
发布时间:[ 2017-11-20 14:56 ] 文章来源:< 综合 > 浏览量: 3723
2017年11月3日,我国自主设计并建造的亚洲最大、最先进的绞吸挖泥船“天鲲号”在江苏启东成功下水。“天鲲号”融合了当前世界最新科技,各项性能指标均超过现役亚洲第一大自航绞吸挖泥船“天鲸号”。 标志着中国疏浚装备研发建造能力进一步升级,已处于世界先进水平。
  从2011年起,由中交天津航道局有限公司(以下简称“天航局”)投资,联合中国船舶工业集团公司第708研究所、上海交通大学、广州文冲船厂、招商局重工(深圳)有限公司等单位历时5年完成了“天鲲号”的研发,上海振华重工启东造船厂2016年年初开始建造,用时不到两年时间,于今年11月3日成功下水。
  根据天航局方面提供的数据资料,“天鲲号”船长140米,宽27.8米,最大挖深35米,总装机功率25843千瓦,设计每小时挖泥6000立方米,绞刀功率6600千瓦。“天鲲号”船头有泥管接口,泥泵输送功率达到17000千瓦,为世界最高功率配置,且其远程输送能力15000米,为世界之最。
  “天鲲号”在建造过程中,每个关键设备技术和安装工艺都精益求精,确保了这艘亚洲最先进的重型自航绞吸挖泥船成功下水。据了解,下一步船舶将进行舾装和设备、系统调试试验阶段,预计2018年6月投入施工生产。
  一、领先世界的“造岛神器”
  被誉为“造岛神器”的亚洲最大绞吸挖泥船“天鲲号”,是国家工信部立项的重点科研项目。是国内首艘从设计到建造拥有完全自主知识产权的重型自航绞吸船。“天鲲号”为全电力驱动、双定位系统、全球无限航区的重型自航绞吸挖泥船。
   “天鲲号”技术标准非常高。全船布置的柔性钢桩台车系统等技术国际先进,三缆定位系统、航行视线问题解决等技术国际领先。
  “天鲲号”的装备水平也超高,装备了亚洲最强大的挖掘系统、最大功率的输送系统和当前国际最先进的自动控制系统,泥泵输送功率达到17000千瓦,为世界最高功率配置,且其远程输送能力15000米,为世界之最。
  这样超高的装备水平,使“天鲲号”可实现自动挖泥、监控及无人操控,将极大提高作业效率,适用于沿海及深远海港口航道疏浚及围海造地。
  如此巨大的家伙,工作起来却很平稳,不仅船员的居住生活很舒适,设备运转也很安全。这是怎么做到的?在船的上层建筑与主船体的连接处,安装了一个主动气动减震装置,可以有效减少和隔绝船舶施工期间低频振动对上层建筑的影响。
  同时,为保证高标准的节能环保要求,“天鲲号”在船上专门配备了低硫转换装置、具有自主知识产权的新型泥泵封水泵、智能海水冷却系统。
  “天鲲号”根据地质条件,配置通用、粘土、挖岩及重型挖岩4种不同类型的绞刀,每小时挖泥6000立方米,总装机功率25843千瓦,绞刀功率6600千瓦,可以开挖单侧抗压强度50兆帕以内的岩石,挖掘功率堪称亚洲第一。
  拥有世界最大波浪补偿系统,可保证在大风浪工况下安全施工,大幅提升施工效率。
  拥有新型智能三维土质建模与显示、实时潮位推算、能效管理、大数据分析和智能自动挖泥控制。
  “天鲲号”能以每小时6000立方米的速度将海沙、岩石以及海水混合物输送到最远15公里的地方,成为建设中国海疆的国之重器。
  二、“天鲲号”与“天鲸号”相比有何区别?
  “天鲲号”被誉为是亚洲最大的造岛神器,而且技术各个方面都要领先于国外,那么这艘船到底有多么的厉害,和之前的“天鲸号”比的话又有什么样的特色?让我们来一探究竟。
  “天鲲号”对比”天鲸号”到底厉害了多少,其实最为直观的表现就是:“天鲸号”在执行吹填作业时,能以每小时4500立方米的速度将海沙、海水的混合物排放到最远6000米外。
  而“天鲲号”呢,从个头上看,甲板面积就有9个篮球场大小,最大挖掘深度可达35米,能以每小时6000立方米的速度将海沙、岩石以及海水混合物输送到最远15000米的地方。从这两个输送米数,就可以看出“天鲲号”厉害的不得了,15公里啊,这个实力让世人惊叹,太厉害了。
  凭借着强大的挖掘和吹填能力,“天鲸号”自航绞吸挖泥船自2011年投产以来,在很多的重点项目建设中显示出了巨大威力,特别是在挖掘岩石与长排距疏浚工程中发挥了极佳的经济效益和极大的社会效益,在南海岛礁施工中一战成名,被网友称为“造岛神器”——每小时挖掘的海底混合物可填满一个标准足球场大、半米深的坑,可谓削岩如泥;能以每小晨4500立方米的速度将沙水混合物排放到6000米外,每天吹填十多万立方米。
  而“天鲲号”的各项性能已全面超越这艘现役的旗舰,而且更加高效智能、绿色环保;绞刀电机额定功率6600千瓦,最大可达9900千瓦,居亚洲第一、世界前列;配备了四型绞头刀,可挖掘抗压强度50兆帕的岩石,尤其适用于沿海及深远海疏浚吹填及岛礁建设;35米的最大挖掘深度居亚洲第一;标准疏浚能力6000立方米/小时,最大排距15公里,输送系统能力为世界第一。
  与之前的挖泥船相比,“天鲲号”的性能提升和技术创新点非常多。以挖泥船作业时的“支点”钢桩为例,“天鲸号”的钢桩98吨,而“天鲲号”的重型钢桩则是183吨,几乎翻了一番。以前的钢桩可以扎入海底泥沙来定位,“天鲲号”则能扎入岩石。对于“天鲲号”的挖掘能力,如果用“天鲲号”挖相当于一座水立方的泥沙,功率最大的情况下只要6天半。
   “天鲲号”定位为全电力驱动、双定位系统、全球无限航区的重型自航绞吸挖泥船。具有以下特点:第一,技术标准高,全船布置的柔性钢桩台车系统、三缆定位系统、航行视线问题解决等技术国际领先。第二,装备水平高,装备了亚洲最强大的挖掘系统、最大功率的输送系统和当前国际最先进的自动控制系统,泥泵输送功率为世界最高功率配置,且远程输送能力为世界之最。可实现自动挖泥、监控及无人操控,将极大提高作业效率,适用于沿海及深远海港口航道疏浚及围海造地。第三,环保要求高、设计人性化,相关节能技术具备自主知识产权,并可保证船员居住生活的舒适和设备的安全运转。
  三、建造重型自航绞吸船的必要性
  为什么要建造重型自航绞吸船?
  以往通过炸礁可以完成的工程,由于生态环境保护和岛礁偏远等原因,不得不转由重型自航绞吸船来承担。随着世界和国内经济的快速发展,疏浚行业面对的挑战越来越严峻,土质坚硬、输送距离长、工况恶劣使得传统绞吸船已不能完全适应。
  2011年10月,国家工信部、财政部联合批复关于“5000kW绞刀功率绞吸式疏浚船关键技术”研究项目。历经五年艰苦卓绝的不懈努力,参研单位圆满完成了研发任务,为建造“天鲲号”奠定了技术基础。
  2015年,中交天航局就启动了新一代重型自航绞吸船“天鲲号”的建造工作,此时距离赫赫有名的“天鲸号”交付使用不过5年左右。其原因主要在于近年来疏浚和吹填造地工程在推动社会经济发展中的作用日益显现,同时也是积极响应“一带一路”倡议,打造建设海洋强国之重器,提升中国在国际高端疏浚市场的竞争力,天航局进一步提速重型自航绞吸船的研发创新工作。
  挖泥船除了在航道疏浚和港口码头建设领域发挥重大作用外,其吹填造地功能实现了人类“向海洋要地”的愿望。相比“天鲸号”,“天鲲号”无论在技术性能上,还是装备国产化程度上都更进一步。“天鲲号”不仅是国内首艘从设计到建造拥有完全自主知识产权的重型自航绞吸船,也是国内首艘采用全电力驱动型式的自航绞吸船。
  “天鲲号”如此强大的能力,正是来自于科研设计工作者不懈的努力。组建于1950年的708研究所正是其中之一。
  公开资料显示,它是我国规模最大的船舶设计技术国家工程研究中心,全所共有职工近700余名,专业技术人员600余名,覆盖了20多个专业。
  他们有多牛?或许从一个个例子之中可以管窥一二。目前正在执行中国首次环球海洋综合科学考察任务的“向阳红01号”、10月刚刚下水的千吨级海监船“中国海监1001”、 3000吨级出口护卫舰都是他们设计的。
  至于“天鲲号”,其中一位副总设计师丁勇,正是来自于708所。今年7月,他刚获评首批全国疏浚行业专家。
  2001年,丁勇进入708所,担任了多个重点项目或高难度项目的专业主任设计师和副总师,参与解决多个关键技术问题。他南下北上,频繁现身于国内各大疏浚作业现场。
  2005年,他先后担任国内首艘3500立方米/时大型绞吸挖泥船“新海鳄”号的机械专业主任设计师、多艘3500立方米/时绞吸挖泥船的机械专业主任设计师或兼副总设计师的工作。
  在大型耙吸挖泥船领域,他担任天津航道局13000立方米大型耙吸挖泥船“通旭号”机械专业联系人,担任中港11888立方米、南通港闸船厂12000立方米等大型耙吸挖泥船设计的副总设计师兼专业联系人。其中,“通旭号”荣获中国航海科技奖二等奖。
  2014年开始至今,他担任国内最先进的自航绞吸挖泥船“天鲲号”的副总设计师,参与设计并解决该船多种技术难点。
  四、我国疏浚船舶“三步走”的发展历程
  中国交建是目前世界最大的疏浚企业。中国交建负责人介绍,中国是世界疏浚大国,中国的疏浚船舶先后经历了整船进口、国外设计国内建造、国内自主设计建造“三步走”的发展历程。
  资料显示,作为中国第一家专业疏浚机构,拥有120年历史的天航局一直在引领推动中国疏浚装备国产化发展。
  2006年,天航局成功建造中国第一艘拥有完全自主知识产权的现代化大型绞吸挖泥船——“天狮”船,彻底打破了国外挖泥船的技术垄断。以此为开端,天航局自主设计建造各种类型挖泥船30余艘,其中包括现役亚洲最大的自航绞吸挖泥船“天鲸号”。
  疏浚因水而生,因装备进步而发展。然而,疏浚行业太窄,挖泥船是技术密集、资金密集型装备,往往需要多学科合作,因而国内相应的基础研究比较薄弱。这注定了国家不会像大飞机那样投入巨大资金进行研发。
  那么,可以从国外进口嘛。
  但仅靠进口,花天价诚然买得来设备,却买不来技术!建国初期,中国主力疏浚船主要以改造、引进国外设备为主,为此付出了高昂费用。仅1964年引进的“航津浚102”轮就花费黄金约4吨。
  糟糕的是,国外厂商对中国进行技术封锁,所有参数严格保密。花重金买来的挖泥船施工中若出现问题,外国厂商售后服务慢、要价高,从而严重耽误工期。走疏浚装备国产化之路,是唯一提高作业效率和使用寿命之路。
  作为中国第一家专业疏浚机构,天航局扛起了疏浚装备国产化大旗,引领着中国疏浚装备自主创新发展。多年来,天航局通过走引进、吸收及产学研结合的自主创新之路,逐步摆脱以往挖泥船依赖进口的局面,搭建起了中国疏浚业研究、设计、制造和应用产业链,逐步形成了关键装备的研发体系、队伍及产学研用联合攻关机制。
  随着整体工业体系的完善、综合国力的提升,中国疏浚船舶经历了从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程。特别是自2000年至今的十几年间,通过“国轮国造”、自主创新,国产挖泥船陆续建成,带动了我国挖泥船绞刀、耙头、泥泵等关键机具、装备及零部件的国产化。
  这其中,天航局扮演着重要角色。多年来,秉承共荣共促、合作创新原则,天航局联合有关设计单位、院校、船厂自主设计建造了各类挖泥船30余艘,逐步突破并掌握了关键技术,实现了我国疏浚装备从中国制造到中国创造的转变,也带动疏浚设备产业链发展。
  “天鲲号”的成功研制,标志着国产疏浚船舶设备的科技创新体系、系统工程管理体系、内部分工协作体系等经受住了实践检验,很多技术精度都达到毫米级。
  五、坚持自主研发提高国际竞争力
  历史的经验告诉我们,打造大国重器,必须靠自力更生,必须走自主研发的道路,核心技术靠花钱是买不来的。
  过去在无法自己造船的年代,国家特批从荷兰换来一艘耙吸船,花了4吨黄金。船舶制造业是技术和资金密集行业,以前想要进口一个泥泵,整条船就都得按照人家的设计来造。现在“天鲲号”是自己设计、自己建造,标志着我们国家的关键技术、制造水平都达到了世界先进水平,这是买不来的!
  “北冥有鱼,其名为鲲。鲲之大,不知其几千里也”。这艘亚洲最大、技术最先进的绞吸挖泥船取名“天鲲号”,寄托了中国当代疏浚人深厚的希望与期待,高端核心装备是国家参与并赢得国际竞争的“重器”。
  总跟在别人后面甘做“小学生”,就是放弃了自主的权利,也就放弃了竞争的先机!疏浚企业之争,很大程度上是核心装备之争。随着世界和国内经济的快速发展,疏浚行业面临的挑战越来越严峻,土质坚硬、输送距离长、工况恶劣等施工条件,使得传统绞吸船已不能完全适用,需要重型自航绞吸船担此重任。而从国际市场来看,无论是苏伊士运河开挖、巴拿马运河的拓宽,还是远海岛礁建设,超大型疏浚及填海造陆工程都离不开重型绞吸船。目前,国内疏浚市场下滑,需要中国疏浚企业更大广度、深度地海外求发展,在国际市场打响中国疏浚的响亮品牌。
  近年来,国产疏浚装备凭借“一带一路”倡议的东风积极出海,远赴马来西亚、俄罗斯、乌克兰等地,在海外擎起了中国疏浚的旗帜。从这个意义上来说,“天鲲号”的下水,也必将提升我国疏浚企业的国际竞争力。
  中国交建旗下年轻的专业化子集团、天航局的母公司——中交疏浚集团成立以来,借助中交全产业链优势,扛起了振兴中国疏浚业的大旗,不断提升疏浚装备自主创新能力,占据全球疏浚及相关产业价值链中高端,打造具有国际竞争力、高综合效益、绿色环保的一流疏浚船队,推动着我国由疏浚大国向疏浚强国迈进。
  “天鲲号”下水,坚定了我国重型疏浚设备国产化的信心,也坚定了我们在新时代真正实现疏浚大国向疏浚强国迈进的信心!
  下一步,“天鲲号”将接受调试、试航、试挖,预计明年6月投入施工生产。可以预见,它将在助力海洋强国建设、维护国家安全和发展利益的征程中立下汗马功劳。(白林)