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央视焦点访谈:超级“心脏”如何打造?从零到一如何实现?
来源:中国船舶集团     日期:2023-02-17    字体:【大】【中】【小】

  万吨巨轮在大海上航行时,需要一个强劲有力的“心脏”,也就是发动机。同时,为了保证稳定性和行驶安全,船上还需要有一个能够根据船舶装载状态进行装载和排放的压载水系统。这两个装置都是船舶制造的核心技术。经过多年攻关,我们不仅掌握了国际领先的技术,产品在全球的市场占有率也处于领先水平,有的产品甚至是占了百分百的市场。这是怎么做到的呢?

  上海临港工业区,中国重要的船舶动力制造基地。巨型集装箱船的超级“心脏”,也就是发动机,正在这里打造。
  中国船舶集团旗下中船动力集团前身是上海船厂的柴油机事业部和沪东造船厂的柴油机事业部。在改革开放以前,由于生产设备和技术的限制,当时我国只能生产一些小型的船舶发动机,产品的性能不高,不具备国际竞争力。
  改革开放后,我国开始引进国外的技术专利,引进大量先进的数控装备,船用发动机的制造技术和生产方式发生了革命性变革。
  中船动力集团党委副书记、总经理邵煜:“随着中国船舶工业开始赢得海外订单,我们的船用动力发动机跟着中国的出口船走向了世界,逐步打破了世界市场壁垒。” 
  凭着过硬的产品质量和生产规模,中国生产的船用发动机在国际市场的占有率逐步提升,但当时的设计和核心技术都没有掌握在我们自己手中。
  党的十八大之后,我国的船舶动力行业全面转向自主创新、自主研发,步入快速皇冠新址2的阶段。
  2015年,当时的中国船舶集团收购了海外一家设计公司,建立了自己的海外设计团队,开始了自主研发大尺寸缸径船用发动机的征程。在这段征程上,中国在不断刷新着尺寸和重量的世界纪录。
  2015年底,中国船舶集团接到了法国达菲海运集团的一个订单,想要开发出世界上首个能使用柴油和液化天然气双燃料低速发动机的巨型集装箱船。这双燃料发动机研发的艰巨任务,就交给了中船动力。

  双燃料发动机采用的是一套双燃料系统,在系统切换时,液化天然气将会逐渐取代燃油,成为发动机的核心燃料。在保证动力的前提下,它的二氧化碳排放可以减少20%,颗粒物、硫氧化物的排放量可以减少99%。   
  经过中船动力海内外设计团队的通力协作,经过将近两年的漫长的设计过程,2017年下半年,双燃料低速发动机进入制造环节。
  经过四个多月的紧张工作,克服了一系列机械故障、系统联动等问题,整个机器的状态趋于平稳。

  邵煜:“就当我们认为这台机器已经快要成功的时候,一个重大问题摆在了我们面前。这是一个非常难于突破的国际性难题,我们在测试的时候,发现缸套快速磨损。”
  气缸缸套的快速磨损是发动机的致命伤,而对于世界第一台巨型双燃料低速发动机来说,这更是一个从没碰到过的重大难题。
  为了解决这个难题,中船动力的研发团队、工程技术人员、一线工人和设备供应商,组成了庞大的联合研发团队,光团队的核心人员就有近百人。
  一个方案一个方案去实践,每一次方案的修改,都意味着推翻重来和巨大的工作量。
  邵煜:“一个气缸套的重量将近20吨,而气缸套上面还组装有气缸盖、排气阀、喷油器等一系列组件,加起来大约就有一百多个。”
  一台柴油机12个缸套全部换下来,24小时不停,最快也要2到3天时间。
  一次次修改方案,一次次重新制造、反复调试,整个团队通力协作。
  在各方共同努力下,2020年5月,世界首台最大的船用双燃料低速发动机终于研制、安装成功,并通过了法国船东的验收。
  这款发动机的成功只是中船动力在船舶发动机制造领域不断迎接挑战、不断超越自我的一个缩影,经过不断开拓,如今中船动力生产的各种型号大型双燃料发动机已经完全领先于世界,在这个产品领域,市场占有率为百分之百。

  船舶在航行时,为了保证稳定性和行驶安全,会根据船舶装载状态进行压载水的装载和排放。船舶压载水是造成海洋外来有害生物入侵的主要传播途径。
  2004年,国际海事组织通过《压载水管理公约》,规定所有远洋船舶必须安装压载水管理系统。
  青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司党委书记、总经理付洪田:“2004年《公约》提出以后,全球没有一个成熟的压载水处理技术。当时我们有一个技术叫电解制氯技术,已经在核电站和火电站应用了将近20年,非常成熟的技术,感觉到我们有能力在中国带头率先突破这个技术。”
  2006年,青岛双瑞正式立项,成立研发团队,开始研制压载水管理系统。研发团队信心满满,但实际工作一开始,他们就发现自己想简单了。
付洪田:“要求是完全不一样的,船上空间非常小,体积缩到了几十倍。”
  研发团队深入到各种船上去实地考察,了解船舶各种设备和布置格局,经过半年多的研发,经过无数版的设计和技术创新,把各个部件体积缩小,攻克了体积的难题。
  体积的缩小只是第一个拦路虎,更大的难题还在等着他们。
  付洪田:“这个技术有一个副产物是氢气,它有爆炸的危险,在陆地上比较空旷。我们通过一些简单的手段,把氢气稀释掉,但船上是个密闭的空间,所以不可能自然稀释掉。如果氢气聚集,见到明火就会产生爆炸,所以这个是非常大的安全隐患,怎么确保安全?”
  青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司副总经理郭宇:“我们进行了大量实验方法的论证,在电解的过程中把氢气收集起来并不容易,大家就设计了一个收集装置,采用了很笨的方法。我们上面用手动葫芦拉动,让氢气随着设备的提升进到收集装置里面去,很多人做一天试验下来,整个胳膊都是酸的。”
  正是通过这种笨拙的人工的办法,技术人员确定了利用旋风分离来除掉氢气的技术路径。
  付洪田:“专门设计了旋风的除氢设备,增加了风机,所以使它强制排风,加上这个设备,一个是设备的复杂度增加了很多,第二个成本增加了很多,但是为了安全我们义无反顾。”
  郭宇:“最终的效果也证明,实船的除氢效率达到了99%以上,这也充分证明了我们的产品在实船应用中的可靠性和稳定性。”
  经过两年的攻关,攻克了一系列关键技术。2008年,青岛双瑞设计制造出第一台样机。
  经过两年漫长的实际应用试验和各种考核,2010年9月,中国青岛双瑞的压载水管理系统获得国际海事组织的最终批准,完全拥有中国自主知识产权的船舶压载水管理系统从此诞生。
  付洪田:“我们的压载水到现在已经更新到第三代了,第三代的技术和前两代相比,一个是体积更小;第二个性能更可靠,运行更稳定;第三个降低成本,现在成本大大下降。”
  郭宇:“在全球,我们还建立了五大售后服务中心,覆盖全球七十多个港口和地区,可以为我们的客户提供高效快捷的商船服务。”
  在船舶压载水管理系统这个领域,中国与世界其他国家同步研发、同台竞争。凭着过硬的产品质量和售后服务,青岛双瑞的船舶压载水管理系统的综合市场占有率,在全球排名第一。

  党的二十大报告指出:必须坚持科技是第一生产力、创新是第一动力,深入实施创新驱动皇冠新址2战略,开辟皇冠新址2新领域新赛道,不断塑造皇冠新址2新动能新优势。这几年,我国已经成为了世界第一造船大国,每年全球建造船只的将近一半是中国制造。正是依靠自主创新,中国的船舶产业实现了从跟跑到并跑,一些产品甚至达到领跑,而在创新驱动下,我们也正在一步步实现由造船大国向造船强国的华丽转变。



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