深耕中國制造:自主設計建造亞洲最大自航絞吸船“天鯤號”
2019年3月12日,亞洲最大重型自航絞吸船“天鯤號”從江蘇連云港開啟首航之旅,這艘由我國自主設計建造、擁有完全自主知識產權的“大國重器”正式投產。“天鯤號”是天航局繼成功建造“天鯨號”后的又一疏浚利器,代表中國疏浚史上高新技術與重型裝備制造高度融合的里程碑,將成為建設中國海疆、共筑中國夢的國之重器,助力中國成為真正意義上的疏浚強國。
一、建造背景
隨著世界和國內經濟的快速發展,疏浚行業面對的挑戰越來越嚴峻,土質堅硬、輸送距離長、工況惡劣使得傳統絞吸船已不能完全適應。以往通過炸礁可以完成的工程,由于生態環境保護和島礁偏遠等原因,不得不轉由重型自航絞吸船來承擔。
2011年10月,國家工信部、財政部聯合批復關于“5000kW絞刀功率絞吸式疏浚船關鍵技術”研究項目,該項目由中交天津航道局有限公司牽頭組織,聯合中國船舶工業集團公司第七〇八研究所、上海交通大學、廣州文沖船廠有限責任公司、招商局重工(深圳)有限公司等單位聯合研發。經過參研單位艱苦卓絕的不懈努力,歷時五年,圓滿完成了全部研發任務,順利的通過了工信部組織的專家組驗收,為“天鯤號”的建造奠定了技術基礎。
為積極響應“一帶一路”倡議,打造建設海洋強國之重器,提升中國在國際高端疏浚市場的競爭力,2015年中交天航局啟動了新一代重型自航絞吸船“天鯤號”的建造工作。
二、技術特點
1.國內首艘從設計到建造擁有完全自主知識產權的重型自航絞吸船
本船為我國自主研制的一款綠色環保、高效智能的重型自航絞吸船。全船采用全電力驅動型式,船體艉部設置帶有波浪補償裝置的重型橋架,艏部設置柔性鋼樁臺車及三纜定位系統,機艙、泵艙位于船體舯部,上甲板以上設置帶有氣動減振裝置的5層甲板室,定員45人。
船舶主要參數:總長140.0 m,型寬27.8 m,型深9.0 m,吃水6.5 m,航速12kn,總裝機功率25843kW,標準疏浚能力6000m3/h。
2.國內首艘采用全電力驅動型式的自航絞吸船
本船采用全電力中壓驅動型式,配置3臺8000kW主發電機組,絞刀功率2×3300kW,水下泵功率5000 kW,艙內泵功率2×6000 kW,主推進功率2×4000 kW,艏側推功率550 kW,橫移絞車功率2×700 kW,起橋絞車功率2×700 kW。
全電力驅動型式可根據全船用電負荷需求以及泥泵排距長短合理選擇柴油發電機組的開啟數量,無需在排泥終端配置縮口,實現裝機功率的最有效利用。
3.挖掘系統能力位居世界前列
(1)本船絞刀電機額定功率6600kW,最大功率可達9900kW。絞刀轉速可根據土質的變化進行無極調速,兩臺驅動電機可根據挖掘功率的需要選擇單機或雙機運轉,其挖掘功率居世界前列,亞洲第一。
(2)本船配備了四型絞刀頭,適用于挖掘淤泥、粘土、密實砂質土、礫石、強風化巖以及抗壓強度50MPa的巖石。
4.輸送系統能力世界第一
(1)本船泥泵電機總功率17000kW,最大排距15000m。可根據輸送距離選擇單泵、雙泵串聯和三泵串聯等多種施工組合工作模式。
(2)本船配備最新型高效泥泵,每臺泥泵配備有不同葉片數、不同直徑的系列葉輪,可滿足不同輸送工況的要求。
(3)全船吸排泥管徑為1000mm,全部采用雙層復合高耐磨材料,可大大提高吸排泥管路的耐磨性能和使用壽命。
5.適應惡劣海況的能力全球最強
(4)本船橋架重量高達1600t,可滿足挖掘高強度巖石的需要。重型橋架采用上下雙耳軸形式,可實現6.5-35m挖深范圍,本船35m的最大挖掘深度居世界前列,亞洲第一。
(5)本船橋架配置的世界最大的波浪補償系統,可保證船舶在大風浪工況下的施工安全,大幅提升施工效率。
(6)全球首創在重型自航絞吸船配置鋼樁臺車/三纜定位雙定位系統
本船研制了世界上最先進的油缸式柔性重型鋼樁臺車系統,可適應3m高的波浪;三纜定位系統海況適應性更高,可適應4m高的波浪。
6.國際領先的自航絞吸船智能集成控制系統
本船在疏浚三維土質建模與顯示、實時潮位推算、能效管理、大數據分析和智能自動挖泥控制等方面進行創新研發,形成了國際領先的新型自航絞吸船智能集成控制系統。
7.其他
本船除上述先進技術以外,還在泥泵封水泵、智能海水冷卻系統、氣動減震系統、海水淡化裝置及折臂吊機等方面取得突破性的創新和應用新成果。
三、建造意義
我國的疏浚裝備先后走過了整船進口、國外設計國內建造、國內自主設計建造等階段的曲折道路,經歷了從無到有,從小到大,從弱到強的幾十年的發展歷程。“天鯤號”的成功研制,實現了我國重型自航絞吸船關鍵技術的突破和核心技術的掌握,填補了我國自主設計建造重型自航絞吸船的空白,使我國挖泥船設計和建造技術躋身世界前列。