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《经济参考报》:从“天鲸”到“天鲲”:中国疏浚重器扬帆远航


来源:中交疏浚党委宣传部  2018-08-17


  位于长江入海口的江苏启东船舶工业园内,一艘钢铁巨轮静静地停泊在这里,船身上三个大字“天鲲号”格外醒目,这就是有“造岛神器”美誉的具有中国自主知识产权的亚洲最大重型自航绞吸挖泥船。


  无论是苏伊士运河开挖、巴拿马运河拓宽还是围海造陆建设,都离不开重型挖泥船。在业内专家看来,重型挖泥船属于高技术含量、资金密集型军民两用装备,其建造难度不亚于国产航母,世界上只有少数国家掌握核心技术。随着我国疏浚行业国企中交疏浚(集团)股份有限公司下辖的中交天津航道局有限公司(下称“天航局”)投资建造的“天鲲号”日前成功完成首次海试,我国在该领域的自主设计、建造也正式实现突破。如今,中国疏浚业不但实现了发展的独立自主,还有能力积极向“一带一路”国家延伸,助力其他国家的基础设施建设。


  “天鲸号”:
  迈出重型疏浚装备国产化第一步
  6月上旬,建造长达两年半的“天鲲号”驶离码头,成功完成首次海试,向着成为一艘真正的疏浚利器迈出了关键一步。直到今天,整个研发团队仍处于忙碌的状态,为正式交付做着紧张的准备。


  我国的重型挖泥船曾经一度依赖进口,研发团队对此感触颇深。据天航局技术中心常务副主任丁树友透露,1966年从荷兰引进自航耙吸船“津航浚102”轮时,天航局曾花费了折合4吨黄金的高价。


  “天鲲号”建造的主要发起人、天航局总工程师顾明感慨,从国外进口的重型挖泥船通常不是技术最先进的,在关键工程中有时难以担当重任。大家心里一直憋着一股劲,一定要造出具有完全自主知识产权的重型挖泥船。在顾明看来,中国只有实现重型挖泥船的自主研发建造,才能突破封锁,不受制于人。


  在“天鲲号”之前,同样由天航局投资建造的“天鲸号”,是上一代亚洲最大绞吸挖泥船,由国外设计、国内建造,迈出了中国重型疏浚装备国产化的第一步。

  “天鲸号”早已声名远扬。该船总长127.5米,型宽22米,最大挖深30米。船上曾装备亚洲最强大的挖掘系统,绞刀功率达到4200千瓦。技术先进性和结构复杂程度在世界同类船舶中位居前列。顾明介绍,它每小时可挖掘的海底混合物,可以填满一个标准足球场大、半米深的坑,称它削岩如泥毫不夸张。在执行吹填作业时,“天鲸号”能以每小时4500立方米的速度将海沙、海水的混合物排放到6000米外。

  “天鲸号”的成功坚定了我国重型疏浚设备国产化的信心。如今,疏浚大国制造再度起航,国之重器的接力棒从“天鲸号”交接到了“天鲲号”手中。


  说干就干,从2010年开始,顾明作为课题组组长,天航局副总工程师、“天鲲号”监造组组长王健为课题组副组长、技术总负责人,由天航局牵头,联合中船工业第708研究所、上海交通大学等多家单位,开始申报工信部组织的高技术船舶科研项目。2011年10月,工信部、财政部联合批复了“5000千瓦绞刀功率绞吸式疏浚船关键技术”研究项目,历时5年,该项目研发设计顺利通过工信部验收。

  “天鲲号”:
  苛刻要求成就新一代国之重器
  
“天鲲号”建造工作提上日程。首次建造这样一艘巨轮,对船厂来说压力不小。天航局成立了以总工程师顾明为组长的船舶建造领导小组,全程配合船厂负责船舶建造。“在设计最密集阶段,一度达到150人的团队联合攻关。”“天鲲号”总设计师、中船工业第708研究所副总工程师费龙回忆。

  2015年12月11日,“天鲲号”正式开工建造。在业内看来,其核心装备建造难度超乎想象。工程船舶建造周期一般在一年左右,监造组人员多为8到9人。“天鲲号”监造组配员则多达16人,建造周期远超一年。


  王健说,建造初期天公经常不作美,2016年整个6月只有6天不下雨,进入8月只有四五天气温在35摄氏度以下。诸如定制的柴油机尺寸不对、绞刀电机故障等技术问题始终不断。监造组不急不躁,在硬碰硬中一一克服,前8个多月有会议纪要记载的设计监造联席会议就多达20次。

  桥架双耳轴设计、油缸可倾倒设计……一系列科技创新点对船舶建造提出了更精密要求。监造组通常职责是对建造进度和质量总体把控,而为确保质量,“天鲲号”监造组转换角色,与船厂密切配合。

  “建造过程无法在实验环境下模拟,只能在实际生产中步步推进。”负责船体监造的孔凡震是最早进入监造组的成员之一,他透露,设计的中桥架耳轴材料,寻遍国内各大供应商最终无法买到,如果继续寻找必将影响建造工期。监造组灵活转换思路,联合设计单位和船厂经过三天通宵达旦的分析论证,终于找到了可行的替代材料。


  钢桩台车系统是绞吸挖泥船的标配。船舶作业时,需要将钢桩插入海底,从而实现精准挖泥。“钢桩台车系统的受力水平,直接决定着船舶适应恶劣海况的能力。”“天鲲号”监造组副组长冯长华表示。可就是这样一个关键设备,其建造过程充满了波折:柔性技术应用难、技术复杂厂家不愿接单、生产工厂资金链断裂……如今,柔性钢桩台车系统成功安装在了“天鲲号”上,系统技术实力可比肩甚至赶超世界先进水平。国家级期刊《航海技术》对该系统介绍说,“天鲲号”配备了由我国自主设计制造的目前世界上最先进的油缸式柔性重型钢桩台车系统。

  “天鲲号”设计研发团队不仅不辞辛苦,而且对待工作要求苛刻,在既往基础上不断升级创新,提升技术水平和施工工艺,使国之重器日臻完善。


  在“天鲲号”建造中,整个团队没有停留在只是借鉴上,而是在桥架波浪补偿系统、三缆定位系统等诸多方面继续往前推进,取得突破性创新,从而能够更好地适应环境的需要。“天鲲号”的建造过程也表明,来自中国的科技研发团队有能力驾驭重型挖泥船这一国之重器的设计建造。


  “天鲲号”设计建造团队中有不少人曾参与了“天鲸号”的建造,因而充分吸取了“天鲸号”的经验。“天鲸号”倒立桩需要三天时间,而经过改进的“天鲲号”缩短到了一天以内;“天鲲号”船体上层居住区域和主船体甲板之间有148只主动空气调节气囊进行隔离,气囊挖泥时充满气体,有效缓冲船体工作状态下的震动;“天鲲号”还配置了通用、黏土、挖岩和重型挖岩等四种类型的绞刀,适用于挖掘淤泥、黏土、密实砂质土、砾石、强风化岩。顾明说,这改变了挖泥船“一刀走天下”的老路子。


  最终诞生的“天鲲号”全船长140米,宽27.8米,最大挖深35米,总装机功率25843千瓦,设计每小时挖泥6000立方米,绞刀额定功率6600千瓦。它是当之无愧为亚洲最大自航绞吸挖泥船。


  从设计研发到成功海试,累计包含11项建造子课题的“天鲲号”,刷新了国产疏浚装备建造新纪录。“看着它一步一步成型,感觉就像看着自己的孩子在长大。”王健欣慰地说。


  新航向:
  疏浚重器向着“一带一路”起航

  随着国内疏浚市场日渐饱和,大国重器用武之地的空间在哪里?“一带一路”倡议无疑指明了新航向。


  巴基斯坦卡西姆港燃煤应急电站是“中巴经济走廊”首批项目,也是“一带一路”建设的重要组成部分。作为该项目配套工程,天航局承担了卡西姆发电厂港池与航道疏浚吹填工程。卡西姆发电厂所在的卡拉奇是当地工商业与文化中心,更被誉为840公里海岸线上的一颗耀眼“明珠”。不过,这颗“明珠”却由于能源不足引发的电力供应紧张而光芒黯淡。
 

  改变发生在“一带一路”倡议提出后。电力领域合作成为中巴两国加强互联互通的重要内容,随之卡西姆港燃煤应急电站正式启动建设,以缓解卡拉奇电力短缺的窘境。作为重要配套项目,天航局依托丰富的疏浚业经验,比原计划提前两个月完成了运煤船与电站之间“最后一公里”的港池与航道疏浚吹填工程。
 

  项目竣工后,卡西姆港务局官员法西姆兴奋地说:“新航道打通了燃煤电站与海上的连线,不仅有利于燃煤船舶的运输,也拓宽了卡西姆港大型船舶的水域活动范围。”

 

  乘着“一带一路”东风,中国疏浚业硕果累累。广航局在孟加拉国建设四座截留坝,助当地村镇摆脱贾木纳河洪灾困扰;上航局调配“新海凤轮”加入斯里兰卡科伦坡港口城建设,港口城项目一期填海造地投资14亿美元,形成土地面积269公顷,将把科伦坡打造为南亚地区重要商业中心。国内中交疏浚旗下的几大疏浚企业凭借过硬的技术实力,为当地发展注入了新鲜力量。
 

  其实,海外施工也不总是一帆风顺,有时还会面临安全考验。
 

  不久前,天航局签约纳米比亚鲸湾港油码头项目。该局调遣耙吸船“通力轮”出国施工。到达码头后船长李志发现,燥热的空气中散发着硫化氢的臭鸡蛋气味。“这一施工区域有大量海洋生物腐尸形成的硫化氢气体,一搅动泥层就会有气体散发出来。”而硫化氢是毒气,工程存在一定危险性。中交天航局一方面改进施工技术,另一方面做好大家思想工作,科学认识硫化氢。伴随着试挖、培训和演习,施工方案也不断优化,最终攻克在毒气中施工的难题。在缅甸原油管道项目上,更是经受住了遗弃炸弹的考验、风高浪急的洗礼。
 

  曾几何时,在国际疏浚市场,荷兰、比利时等国的四大疏浚公司拥有庞大的挖泥船队,长期垄断亚洲、非洲疏浚市场。然而,上世纪90年代以来,中国疏浚业海外足迹遍布亚洲、非洲、南美洲等十几个国家,合同额上亿美元,建设瓜达尔深水港、重返南美疏浚市场等亮点不断。如今,沙特、巴基斯坦、印尼、阿联酋、马来西亚……这一长串“一带一路”国家的名字,又将为“中国疏浚”这个民族品牌增添浓墨重彩的一笔。

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