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燃料動(dòng)力散貨船“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洿瑔卧峦旯た偭?18萬載重噸,實(shí)現(xiàn)了提前發(fā)力、提前快進(jìn)的目標(biāo),為完成年度交船任務(wù)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
全球首艘紐卡斯?fàn)栃碗p燃料動(dòng)力散貨船“碧璽山”輪
船東EPS駐廠組經(jīng)理姜明煥、中船貿(mào)易船海業(yè)務(wù)一部副總經(jīng)理鄭民勝、外高橋造船市場營銷部部長葉杰代表各方簽署交船文件。租家必和必拓(BHP)鐵礦市場經(jīng)理井匯,英國克拉克森上海代表處董事周吉樑,美國船級(jí)社華中區(qū)高級(jí)驗(yàn)船師Han Young Bae,外高橋造船副總經(jīng)理張啟鵬等見證簽約。
“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)的雙燃料動(dòng)力船型,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),入級(jí)美國船級(jí)社。在當(dāng)前碳達(dá)峰、碳中和背景下,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,能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)相比基線降低41%,滿足國際海事組織IMO第四階段規(guī)范要求,具有“綠色、環(huán)保、節(jié)能、安全”等顯著特色。
數(shù)年磨利劍,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。
一是創(chuàng)新大型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。
二是形成雙燃料供氣系統(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)的變化和供氣過程可設(shè)計(jì)、可計(jì)算、可控制,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,形成雙燃料供氣系統(tǒng)集成自主設(shè)計(jì)能力。
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三是測算液罐周圍溫度場并完成鋼材等級(jí)選定。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(jí)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),但由于二者距離很近導(dǎo)致局部區(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(jí),確保基座區(qū)域安全可靠。
四是合理布置低溫管路。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《國際散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則》(ICG)要求對低溫管路的應(yīng)力情況進(jìn)行計(jì)算和分析,使管路的布置和路徑更為合理和安全。
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。
一是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;二是圍繞液罐吊裝,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;三是吊裝作業(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;四是針對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”。
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2022年1月13日,項(xiàng)目開展LNG加注工作
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(jí)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(jí)再加速,一直在路上
在中國船舶集團(tuán)的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下,外高橋造船堅(jiān)持推進(jìn)落實(shí)“郵輪引領(lǐng)、一體兩翼”的發(fā)展戰(zhàn)略,持續(xù)加大科技創(chuàng)新研發(fā)力度,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(jí)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。
外高橋造船推動(dòng)高技術(shù)、高附加值船型儲(chǔ)備,產(chǎn)品線結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化升級(jí),高端船型占比突出。隨著2021年大型郵輪二號(hào)船、FPSO四號(hào)船、26艘7000箱集裝箱船等訂單的相繼生效,加上各類雙燃料船舶訂單達(dá)16艘,公司手持雙高船舶訂單修載比由2019年初的0.19大幅提升至2021年底的0.33,訂單比重持續(xù)提升,轉(zhuǎn)型發(fā)展取得顯著進(jìn)展。
未來,外高橋造船將根據(jù)國內(nèi)外市場發(fā)展情況,做好市場研判,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,不斷開展郵輪領(lǐng)域的能力建設(shè),進(jìn)一步向價(jià)值鏈中高端邁進(jìn),為我國船舶工業(yè)的升級(jí)發(fā)展作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。