嚴(yán)鵬  陸曉青  科技日報(bào)記者 王春

1月28日，由中國船舶集團(tuán)有限公司所屬上海外高橋造船有限公司，為新加坡EPS公司建造的全球首艘20.9萬噸紐卡斯?fàn)栃碗p燃料散貨船“碧璽山”輪順利簽字交付，標(biāo)志著中國船舶工業(yè)在大型散貨船設(shè)計(jì)建造領(lǐng)域正式邁入“雙燃料”時(shí)代。至此，自1月1日實(shí)現(xiàn)交船開門紅以來，外高橋造船1月共交付三艘21萬噸紐卡斯?fàn)栃统Ｒ?guī)動(dòng)力散貨船、一艘230萬桶“通用型”海上浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船（FPSO）以及一艘20.9萬噸雙燃料紐卡斯?fàn)栃蜕⒇洿?，單月完工總?18萬載重噸。

全球首艘紐卡斯?fàn)栃碗p燃料散貨船交付。主辦方供圖

“碧璽山”輪是外高橋造船自主研發(fā)設(shè)計(jì)的新一代具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高技術(shù)船舶，船型長299.50米，型寬50米，型深25.20米，設(shè)計(jì)吃水18.40米，設(shè)計(jì)吃水航速14節(jié)。當(dāng)前液化天然氣（LNG）因市場供應(yīng)成熟、經(jīng)濟(jì)性好等因素，是現(xiàn)階段最佳替代燃料的主要選擇。該船采用LNG燃料和傳統(tǒng)燃料油驅(qū)動(dòng)，共配置兩個(gè)C型LNG燃料罐，燃?xì)饫m(xù)航力達(dá)到20,000海里，可一次性滿足完成中國至澳大利亞航線兩個(gè)來回或者中國至巴西航線一個(gè)來回。在LNG燃料模式下，該船基本消除顆粒物和硫化物的排放，氮氧化物排放滿足國際海事組織IMO Tier Ⅲ要求，碳?xì)浠锱欧糯蠓档?，能效設(shè)計(jì)指數(shù)（EEDI）相比基線降低41%，具有“綠色、環(huán)保、節(jié)能、安全”顯著特色。

加快綠色船舶布局，攻克四大開發(fā)難關(guān)

外高橋造船有著綠色、節(jié)能、低碳、環(huán)保的發(fā)展基因，秉持著“生產(chǎn)一代、開發(fā)一代、儲(chǔ)備一代”的產(chǎn)品研發(fā)戰(zhàn)略，早在2012年，外高橋造船就通過深入研究國際航運(yùn)形勢趨勢和相關(guān)規(guī)則規(guī)范，提前布局雙燃料船型開發(fā)，先后攻克了四大技術(shù)研發(fā)關(guān)鍵難點(diǎn)，形成一整套獨(dú)立自主的大型雙燃料散貨船核心開發(fā)設(shè)計(jì)能力，并在“碧璽山”輪得到了完美驗(yàn)證。

據(jù)介紹，首當(dāng)其沖是完善大型LNG液罐艙總體布置。外高橋造船開發(fā)的大型雙燃料散貨船選用的C型LNG液罐布置于船艉部上建兩側(cè)，為滿足系泊系統(tǒng)安裝需求和操作安全性，提高甲板生活空間裕度，外高橋造船跨界引入集裝箱船甲板面的線型設(shè)計(jì)，將原始設(shè)計(jì)中船艉甲板線型由常規(guī)的向內(nèi)收縮式優(yōu)化為全寬式，在不影響船舶主尺度及船體結(jié)構(gòu)完整性基礎(chǔ)上，最大程度發(fā)揮外高橋造船原有的散貨船項(xiàng)目優(yōu)勢，減少改型對船體設(shè)計(jì)和建造帶來的巨大成本影響。

在技術(shù)攻關(guān)中，外高橋造船形成了雙燃料供氣系統(tǒng)（FGSS）集成自主設(shè)計(jì)能力。LNG供氣系統(tǒng)將液態(tài)LNG燃料經(jīng)過加壓、氣化、加熱等步驟，轉(zhuǎn)化為能夠被主機(jī)等設(shè)備使用的氣體燃料，需要在很短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷從-163℃的低溫液態(tài)到高溫氣態(tài)的轉(zhuǎn)變。為確保氣態(tài)的變化可設(shè)計(jì)、可計(jì)算、可控制，確保供氣過程穩(wěn)定可控，開發(fā)團(tuán)隊(duì)通過開展風(fēng)險(xiǎn)評估，分析各種潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素，持續(xù)加強(qiáng)FGSS核心關(guān)鍵技術(shù)研究，完善優(yōu)化技術(shù)解決方案。

如何測算液罐周圍溫度場并完成鋼材等級選定是擺在面前的第三大難關(guān)。溫度與鋼材的強(qiáng)度和韌性密切關(guān)聯(lián)，不同的溫度環(huán)境對于所使用的鋼的等級有著明確的規(guī)范。LNG內(nèi)裝載的LNG溫度低至-163℃，盡管有絕緣基座隔開罐體與船體結(jié)構(gòu)，但局部區(qū)域溫度變化十分復(fù)雜。開發(fā)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用專業(yè)知識(shí)對LNG形態(tài)和溫度變化過程進(jìn)行多次周密分析和模擬，選定最優(yōu)材料鋼級，確保基座區(qū)域安全可靠。

此外，還需要解決合理布置低溫管路的問題。LNG燃料低溫管在系統(tǒng)切換運(yùn)行或停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，管內(nèi)溫度會(huì)發(fā)生明顯變化，溫度變化幅度高達(dá)45℃或者低至-163℃，熱脹冷縮的作用會(huì)使管路產(chǎn)生額外的受力。開發(fā)團(tuán)隊(duì)按照ICG規(guī)則要求對低溫管路的應(yīng)力情況進(jìn)行計(jì)算和分析，對管路行徑進(jìn)行合理布置。

從圖紙到實(shí)船，實(shí)現(xiàn)零的突破

從圖紙到實(shí)船，還有很長的一段路要走。在實(shí)船建造方面，外高橋造船針對一個(gè)又一個(gè)的建造難點(diǎn)各個(gè)擊破，取得零的突破，在完美建造交付客戶的同時(shí)，也為后續(xù)雙燃料項(xiàng)目提供了重要數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)支持。

據(jù)了解，雙燃料船首次使用雙壁管、低溫管，由于較少涉足該領(lǐng)域，外高橋造船嚴(yán)格制定安裝工藝，嚴(yán)格按照施工工藝提前協(xié)同廠家進(jìn)行管材準(zhǔn)備、策劃統(tǒng)籌勞動(dòng)力配置，進(jìn)行計(jì)劃核對和施工協(xié)調(diào)，保障雙壁管、低溫管安裝。圍繞液罐吊裝，定期對數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤測量，制定詳細(xì)的吊裝方案和具體實(shí)施計(jì)劃，以滿足LNG液罐與鞍座的安裝搭載對于精度和焊接的極高要求。吊裝作業(yè)前，組織開展沙盤演練，進(jìn)行專項(xiàng)JSA分析，確保液罐順利吊裝。針對LNG加注作業(yè)，開展項(xiàng)目調(diào)研、編制加注方案并進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)及操作演練，確保加注過程萬無一失。

該船系統(tǒng)設(shè)備報(bào)警調(diào)試點(diǎn)有1500個(gè)之多，較常規(guī)散貨船多80%以上，調(diào)試報(bào)驗(yàn)周期更長。為了滿足報(bào)驗(yàn)需求，外高橋造船建造團(tuán)隊(duì)通過提高設(shè)備安裝完整性、提前達(dá)到調(diào)試狀態(tài)，組織兩組調(diào)試人員同時(shí)開展常規(guī)系泊項(xiàng)目和FGSS項(xiàng)目的調(diào)試等手段，順利實(shí)現(xiàn)公司首次FGSS供氣系統(tǒng)調(diào)試和常規(guī)項(xiàng)目調(diào)試任務(wù)“兩不耽誤”。

安全管理方面，外高橋造船針對該船型特別編制了焊接安全管理規(guī)定和LNG加注管控方案等多項(xiàng)安全專項(xiàng)制度，同時(shí)對液罐區(qū)域明火作業(yè)進(jìn)行提級管理，安排24小時(shí)全天候值班管理，確保LNG燃料的存儲(chǔ)應(yīng)用安全。

轉(zhuǎn)型升級再加速，一直在路上。外高橋造船以綠色、智能、低碳為導(dǎo)向，持續(xù)在散貨船、油船和集裝箱船領(lǐng)域推出符合最新國際規(guī)范規(guī)則的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，三大民船的主要性能指標(biāo)具備和國際頂尖船廠同臺(tái)競技的強(qiáng)大實(shí)力。企業(yè)自主研發(fā)設(shè)計(jì)21萬噸氨燃料動(dòng)力散貨船，獲得美國船級社（ABS）頒發(fā)的原則性認(rèn)可證書（AIP），為航運(yùn)業(yè)提供了零碳運(yùn)輸?shù)沫h(huán)保新方案；聯(lián)合多家國際巨頭，共同開發(fā)基于LNT A -box?貨物圍護(hù)系統(tǒng)的新型中大型液化天然氣（LNG）運(yùn)輸船設(shè)計(jì)方案；全球首制大型郵輪也采用全球首臺(tái)二氧化碳制冷機(jī)組、光伏電池組、能量回收系統(tǒng)等節(jié)能環(huán)保技術(shù)，適應(yīng)行業(yè)低碳潮流。

據(jù)悉，未來，外高橋造船將在“雙碳”背景下，加強(qiáng)康養(yǎng)郵輪研發(fā)，加強(qiáng)LNG、氨、氫燃料的船型開發(fā)，尋求在海上風(fēng)電和FPSO上部模塊相關(guān)領(lǐng)域突破，拓展培育國產(chǎn)大型郵輪產(chǎn)業(yè)鏈，為我國船舶工業(yè)的升級發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞： 紐卡斯?fàn)?/a> 全球 散貨船