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央視焦點訪談:超級“心臟”如何打造?從零到一如何實現?
來源:中國船舶集團     日期:2023-02-17    字體:【大】【中】【小】

  萬噸巨輪在大海上航行時,需要一個強勁有力的“心臟”,也就是發動機。同時,為了保證穩定性和行駛安全,船上還需要有一個能夠根據船舶裝載狀態進行裝載和排放的壓載水系統。這兩個裝置都是船舶制造的核心技術。經過多年攻關,我們不僅掌握了國際領先的技術,產品在全球的市場占有率也處于領先水平,有的產品甚至是占了百分百的市場。這是怎么做到的呢?

  上海臨港工業區,中國重要的船舶動力制造基地。巨型集裝箱船的超級“心臟”,也就是發動機,正在這里打造。
  中國船舶集團旗下中船動力集團前身是上海船廠的柴油機事業部和滬東造船廠的柴油機事業部。在改革開放以前,由于生產設備和技術的限制,當時我國只能生產一些小型的船舶發動機,產品的性能不高,不具備國際競爭力。
  改革開放后,我國開始引進國外的技術專利,引進大量先進的數控裝備,船用發動機的制造技術和生產方式發生了革命性變革。
  中船動力集團黨委副書記、總經理邵煜:“隨著中國船舶工業開始贏得海外訂單,我們的船用動力發動機跟著中國的出口船走向了世界,逐步打破了世界市場壁壘。” 
  憑著過硬的產品質量和生產規模,中國生產的船用發動機在國際市場的占有率逐步提升,但當時的設計和核心技術都沒有掌握在我們自己手中。
  黨的十八大之后,我國的船舶動力行業全面轉向自主創新、自主研發,步入快速發展的階段。
  2015年,當時的中國船舶集團收購了海外一家設計公司,建立了自己的海外設計團隊,開始了自主研發大尺寸缸徑船用發動機的征程。在這段征程上,中國在不斷刷新著尺寸和重量的世界紀錄。
  2015年底,中國船舶集團接到了法國達菲海運集團的一個訂單,想要開發出世界上首個能使用柴油和液化天然氣雙燃料低速發動機的巨型集裝箱船。這雙燃料發動機研發的艱巨任務,就交給了中船動力。

  雙燃料發動機采用的是一套雙燃料系統,在系統切換時,液化天然氣將會逐漸取代燃油,成為發動機的核心燃料。在保證動力的前提下,它的二氧化碳排放可以減少20%,顆粒物、硫氧化物的排放量可以減少99%。   
  經過中船動力海內外設計團隊的通力協作,經過將近兩年的漫長的設計過程,2017年下半年,雙燃料低速發動機進入制造環節。
  經過四個多月的緊張工作,克服了一系列機械故障、系統聯動等問題,整個機器的狀態趨于平穩。

  邵煜:“就當我們認為這臺機器已經快要成功的時候,一個重大問題擺在了我們面前。這是一個非常難于突破的國際性難題,我們在測試的時候,發現缸套快速磨損。”
  氣缸缸套的快速磨損是發動機的致命傷,而對于世界第一臺巨型雙燃料低速發動機來說,這更是一個從沒碰到過的重大難題。
  為了解決這個難題,中船動力的研發團隊、工程技術人員、一線工人和設備供應商,組成了龐大的聯合研發團隊,光團隊的核心人員就有近百人。
  一個方案一個方案去實踐,每一次方案的修改,都意味著推翻重來和巨大的工作量。
  邵煜:“一個氣缸套的重量將近20噸,而氣缸套上面還組裝有氣缸蓋、排氣閥、噴油器等一系列組件,加起來大約就有一百多個。”
  一臺柴油機12個缸套全部換下來,24小時不停,最快也要2到3天時間。
  一次次修改方案,一次次重新制造、反復調試,整個團隊通力協作。
  在各方共同努力下,2020年5月,世界首臺最大的船用雙燃料低速發動機終于研制、安裝成功,并通過了法國船東的驗收。
  這款發動機的成功只是中船動力在船舶發動機制造領域不斷迎接挑戰、不斷超越自我的一個縮影,經過不斷開拓,如今中船動力生產的各種型號大型雙燃料發動機已經完全領先于世界,在這個產品領域,市場占有率為百分之百。

  船舶在航行時,為了保證穩定性和行駛安全,會根據船舶裝載狀態進行壓載水的裝載和排放。船舶壓載水是造成海洋外來有害生物入侵的主要傳播途徑。
  2004年,國際海事組織通過《壓載水管理公約》,規定所有遠洋船舶必須安裝壓載水管理系統。
  青島雙瑞海洋環境工程股份有限公司黨委書記、總經理付洪田:“2004年《公約》提出以后,全球沒有一個成熟的壓載水處理技術。當時我們有一個技術叫電解制氯技術,已經在核電站和火電站應用了將近20年,非常成熟的技術,感覺到我們有能力在中國帶頭率先突破這個技術。”
  2006年,青島雙瑞正式立項,成立研發團隊,開始研制壓載水管理系統。研發團隊信心滿滿,但實際工作一開始,他們就發現自己想簡單了。
付洪田:“要求是完全不一樣的,船上空間非常小,體積縮到了幾十倍。”
  研發團隊深入到各種船上去實地考察,了解船舶各種設備和布置格局,經過半年多的研發,經過無數版的設計和技術創新,把各個部件體積縮小,攻克了體積的難題。
  體積的縮小只是第一個攔路虎,更大的難題還在等著他們。
  付洪田:“這個技術有一個副產物是氫氣,它有爆炸的危險,在陸地上比較空曠。我們通過一些簡單的手段,把氫氣稀釋掉,但船上是個密閉的空間,所以不可能自然稀釋掉。如果氫氣聚集,見到明火就會產生爆炸,所以這個是非常大的安全隱患,怎么確保安全?”
  青島雙瑞海洋環境工程股份有限公司副總經理郭宇:“我們進行了大量實驗方法的論證,在電解的過程中把氫氣收集起來并不容易,大家就設計了一個收集裝置,采用了很笨的方法。我們上面用手動葫蘆拉動,讓氫氣隨著設備的提升進到收集裝置里面去,很多人做一天試驗下來,整個胳膊都是酸的。”
  正是通過這種笨拙的人工的辦法,技術人員確定了利用旋風分離來除掉氫氣的技術路徑。
  付洪田:“專門設計了旋風的除氫設備,增加了風機,所以使它強制排風,加上這個設備,一個是設備的復雜度增加了很多,第二個成本增加了很多,但是為了安全我們義無反顧。”
  郭宇:“最終的效果也證明,實船的除氫效率達到了99%以上,這也充分證明了我們的產品在實船應用中的可靠性和穩定性。”
  經過兩年的攻關,攻克了一系列關鍵技術。2008年,青島雙瑞設計制造出第一臺樣機。
  經過兩年漫長的實際應用試驗和各種考核,2010年9月,中國青島雙瑞的壓載水管理系統獲得國際海事組織的最終批準,完全擁有中國自主知識產權的船舶壓載水管理系統從此誕生。
  付洪田:“我們的壓載水到現在已經更新到第三代了,第三代的技術和前兩代相比,一個是體積更小;第二個性能更可靠,運行更穩定;第三個降低成本,現在成本大大下降。”
  郭宇:“在全球,我們還建立了五大售后服務中心,覆蓋全球七十多個港口和地區,可以為我們的客戶提供高效快捷的商船服務。”
  在船舶壓載水管理系統這個領域,中國與世界其他國家同步研發、同臺競爭。憑著過硬的產品質量和售后服務,青島雙瑞的船舶壓載水管理系統的綜合市場占有率,在全球排名第一。

  黨的二十大報告指出:必須堅持科技是第一生產力、創新是第一動力,深入實施創新驅動發展戰略,開辟發展新領域新賽道,不斷塑造發展新動能新優勢。這幾年,我國已經成為了世界第一造船大國,每年全球建造船只的將近一半是中國制造。正是依靠自主創新,中國的船舶產業實現了從跟跑到并跑,一些產品甚至達到領跑,而在創新驅動下,我們也正在一步步實現由造船大國向造船強國的華麗轉變。



| 來   源:中國船舶集團

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