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改革開(kāi)放后,我國開(kāi)始引進(jìn)國外的技術(shù)專(zhuān)利,引進(jìn)大量先進(jìn)的數控裝備,船用發(fā)動(dòng)機的制造技術(shù)和生產(chǎn)方式發(fā)生了革命性變革。
中國船舶中船動(dòng)力(集團)有限公司黨委副書(shū)記、總經(jīng)理邵煜:“隨著(zhù)中國船舶工業(yè)開(kāi)始贏(yíng)得海外訂單,我們的船用動(dòng)力發(fā)動(dòng)機跟著(zhù)中國的出口船走向了世界,逐步打破了世界市場(chǎng)壁壘?!?/p>
憑著(zhù)過(guò)硬的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)規模,中國生產(chǎn)的船用發(fā)動(dòng)機在國際市場(chǎng)的占有率逐步提升,但當時(shí)的設計和核心技術(shù)都沒(méi)有掌握在我們自己手中。
黨的十八大之后,我國的船舶動(dòng)力行業(yè)全面轉向自主創(chuàng )新、自主研發(fā),步入快速發(fā)展的階段。
2015年,當時(shí)的中國船舶工業(yè)集團公司收購了海外一家設計公司,建立了自己的海外設計團隊,開(kāi)始了自主研發(fā)大尺寸缸徑船用發(fā)動(dòng)機的征程。在這段征程上,中國在不斷刷新著(zhù)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(gè)訂單,想要開(kāi)發(fā)出世界上首個(gè)能使用柴油和液化天然氣雙燃料低速發(fā)動(dòng)機的巨型集裝箱船。這雙燃料發(fā)動(dòng)機研發(fā)的艱巨任務(wù),就交給了中船動(dòng)力。
雙燃料發(fā)動(dòng)機采用的是一套雙燃料系統,在系統切換時(shí),液化天然氣將會(huì )逐漸取代燃油,成為發(fā)動(dòng)機的核心燃料。在保證動(dòng)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(jīng)過(guò)中船動(dòng)力海內外設計團隊的通力協(xié)作,經(jīng)過(guò)將近兩年的漫長(cháng)的設計過(guò)程,2017年下半年,雙燃料低速發(fā)動(dòng)機進(jìn)入制造環(huán)節。
經(jīng)過(guò)四個(gè)多月的緊張工作,克服了一系列機械故障、系統聯(lián)動(dòng)等問(wèn)題,整個(gè)機器的狀態(tài)趨于平穩。
邵煜:“就當我們認為這臺機器已經(jīng)快要成功的時(shí)候,一個(gè)重大問(wèn)題擺在了我們面前。這是一個(gè)非常難于突破的國際性難題,我們在測試的時(shí)候,發(fā)現缸套快速磨損?!?/p>
氣缸缸套的快速磨損是發(fā)動(dòng)機的致命傷,而對于世界第一臺巨型雙燃料低速發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō),這更是一個(gè)從沒(méi)碰到過(guò)的重大難題。
為了解決這個(gè)難題,中船動(dòng)力的研發(fā)團隊、工程技術(shù)人員、一線(xiàn)工人和設備供應商,組成了龐大的聯(lián)合研發(fā)團隊,光團隊的核心人員就有近百人。
一個(gè)方案一個(gè)方案去實(shí)踐,每一次方案的修改,都意味著(zhù)推翻重來(lái)和巨大的工作量。
邵煜:“一個(gè)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(lái)大約就有一百多個(gè)?!?/p>
一臺柴油機12個(gè)缸套全部換下來(lái),24小時(shí)不停,最快也要2到3天時(shí)間。
一次次修改方案,一次次重新制造、反復調試,整個(gè)團隊通力協(xié)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(fā)動(dòng)機終于研制、安裝成功,并通過(guò)了法國船東的驗收。
這款發(fā)動(dòng)機的成功只是中船動(dòng)力在船舶發(fā)動(dòng)機制造領(lǐng)域不斷迎接挑戰、不斷超越自我的一個(gè)縮影,經(jīng)過(guò)不斷開(kāi)拓,如今中船動(dòng)力生產(chǎn)的各種型號大型雙燃料發(fā)動(dòng)機已經(jīng)完全領(lǐng)先于世界,在這個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域,市場(chǎng)占有率為百分之百。
船舶在航行時(shí),為了保證穩定性和行駛安全,會(huì )根據船舶裝載狀態(tài)進(jìn)行壓載水的裝載和排放。船舶壓載水是造成海洋外來(lái)有害生物入侵的主要傳播途徑。
2004年,國際海事組織通過(guò)《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(huán)境工程股份有限公司黨委書(shū)記、總經(jīng)理付洪田:“2004年《公約》提出以后,全球沒(méi)有一個(gè)成熟的壓載水處理技術(shù)。當時(shí)我們有一個(gè)技術(shù)叫電解制氯技術(shù),已經(jīng)在核電站和火電站應用了將近20年,非常成熟的技術(shù),感覺(jué)到我們有能力在中國帶頭率先突破這個(gè)技術(shù)?!?/p>
2006年,青島雙瑞正式立項,成立研發(fā)團隊,開(kāi)始研制壓載水管理系統。研發(fā)團隊信心滿(mǎn)滿(mǎn),但實(shí)際工作一開(kāi)始,他們就發(fā)現自己想簡(jiǎn)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?!?/p>
研發(fā)團隊深入到各種船上去實(shí)地考察,了解船舶各種設備和布置格局,經(jīng)過(guò)半年多的研發(fā),經(jīng)過(guò)無(wú)數版的設計和技術(shù)創(chuàng )新,把各個(gè)部件體積縮小,攻克了體積的難題。
體積的縮小只是第一個(gè)攔路虎,更大的難題還在等著(zhù)他們。
付洪田:“這個(gè)技術(shù)有一個(gè)副產(chǎn)物是氫氣,它有爆炸的危險,在陸地上比較空曠。我們通過(guò)一些簡(jiǎn)單的手段,把氫氣稀釋掉,但船上是個(gè)密閉的空間,所以不可能自然稀釋掉。如果氫氣聚集,見(jiàn)到明火就會(huì )產(chǎn)生爆炸,所以這個(gè)是非常大的安全隱患,怎么確保安全?”
青島雙瑞海洋環(huán)境工程股份有限公司副總經(jīng)理郭宇:“我們進(jìn)行了大量實(shí)驗方法的論證,在電解的過(guò)程中把氫氣收集起來(lái)并不容易,大家就設計了一個(gè)收集裝置,采用了很笨的方法。我們上面用手動(dòng)葫蘆拉動(dòng),讓氫氣隨著(zhù)設備的提升進(jìn)到收集裝置里面去,很多人做一天試驗下來(lái),整個(gè)胳膊都是酸的?!?/p>
正是通過(guò)這種笨拙的人工的辦法,技術(shù)人員確定了利用旋風(fēng)分離來(lái)除掉氫氣的技術(shù)路徑。
付洪田:“專(zhuān)門(mén)設計了旋風(fēng)的除氫設備,增加了風(fēng)機,所以使它強制排風(fēng),加上這個(gè)設備,一個(gè)是設備的復雜度增加了很多,第二個(gè)成本增加了很多,但是為了安全我們義無(wú)反顧?!?/p>
郭宇:“最終的效果也證明,實(shí)船的除氫效率達到了99%以上,這也充分證明了我們的產(chǎn)品在實(shí)船應用中的可靠性和穩定性?!?/p>
經(jīng)過(guò)兩年的攻關(guān),攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)。2008年,青島雙瑞設計制造出第一臺樣機。
經(jīng)過(guò)兩年漫長(cháng)的實(shí)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(chǎn)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(jīng)更新到第三代了,第三代的技術(shù)和前兩代相比,一個(gè)是體積更??;第二個(gè)性能更可靠,運行更穩定;第三個(gè)降低成本,現在成本大大下降?!?/p>
郭宇:“在全球,我們還建立了五大售后服務(wù)中心,覆蓋全球七十多個(gè)港口和地區,可以為我們的客戶(hù)提供高效快捷的商船服務(wù)?!?/p>
在船舶壓載水管理系統這個(gè)領(lǐng)域,中國與世界其他國家同步研發(fā)、同臺競爭。憑著(zhù)過(guò)硬的產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù),青島雙瑞的船舶壓載水管理系統的綜合市場(chǎng)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(chǎn)力、創(chuàng )新是第一動(dòng)力,深入實(shí)施創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展戰略,開(kāi)辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道,不斷塑造發(fā)展新動(dòng)能新優(yōu)勢。這幾年,我國已經(jīng)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(chuàng )新,中國的船舶產(chǎn)業(yè)實(shí)現了從跟跑到并跑,一些產(chǎn)品甚至達到領(lǐng)跑,而在創(chuàng )新驅動(dòng)下,我們也正在一步步實(shí)現由造船大國向造船強國的華麗轉變。