老設(shè)備改造中的新技術(shù)應(yīng)用

王守新

（中國(guó)電建集團(tuán)港航建設(shè)有限公司，天津 300467）

孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目是一個(gè)大型的工程項(xiàng)目，在項(xiàng)目施工中，邊坡疏浚施工是整個(gè)工程的關(guān)鍵工序。邊坡施工質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)超過歐美質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)收非常苛刻。疏浚施工是整個(gè)水上工程的第一項(xiàng)施工，直接影響后續(xù)工程的進(jìn)展。挖泥船的施工質(zhì)量是非常關(guān)鍵的，直接影響后續(xù)各項(xiàng)施工，它易受外界因素的影響。前期投入7025船型手動(dòng)階梯式邊坡開挖，受施工設(shè)備條件限制，以及人工手動(dòng)操作不可避免的施工誤差，施工質(zhì)量難以保證，精度無(wú)法滿足技術(shù)要求，存在施工效率低下的問題。為了更好地應(yīng)對(duì)這種情況，新船舶或舊設(shè)備改造不可避免，新技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)取決于節(jié)能、高效、環(huán)保，可以更好地完成工程的實(shí)際需要。

1 船舶的基本構(gòu)成

1.1 電控柴油機(jī)

電控柴油機(jī)是柴油機(jī)歷史上經(jīng)歷過的第三次革命，當(dāng)前這種技術(shù)在船舶上運(yùn)用也是最為出色和廣泛的。這種類型的電注入柴油引擎，經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)室和船測(cè)試和檢驗(yàn)，變得越來越成熟，已廣泛應(yīng)用于新船，其中最強(qiáng)烈推薦和廣泛應(yīng)用的是MAN B & W系列柴油機(jī)和瓦錫蘭蘇爾壽公司推出rt—flex系列柴油機(jī)。

在孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目過程當(dāng)中，其吸泥船在設(shè)計(jì)之初便有著一些較為顯著的思路，施工合同于2015年簽訂，2017年交付。三年多以來，主機(jī)在船舶節(jié)能技術(shù)迅猛發(fā)展的情況下更多以MAN B & W 5s60me—c7.1為主，然而，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)能夠讓船舶在節(jié)能、高效、環(huán)保方面發(fā)揮更好效果的卻是5s60me—c8.2。對(duì)比該模型的油耗及成本核算，有利于模型的持續(xù)改善和提升。更換較先進(jìn)型號(hào)的舊設(shè)備后，主機(jī)耗油量減少約1.9%。船舶油耗29噸/日，年航次280天，可節(jié)約燃油155噸，能夠?yàn)檎麄€(gè)孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目工程帶來10萬(wàn)美金的巨大經(jīng)濟(jì)收益。

1.2 新能源主機(jī)

在現(xiàn)代船舶當(dāng)中，新能源主機(jī)的運(yùn)用愈發(fā)頻繁，其節(jié)能性和環(huán)保性讓這一混合燃料躋身未來一段時(shí)間內(nèi)主流的船舶發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，在孟加拉國(guó)帕德馬大橋河道整治工程中其應(yīng)用也十分廣泛。在整治工程的船舶當(dāng)中，以液化天然氣(LNG)為動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)依舊有廣泛的應(yīng)用，尤其是me—gi雙燃料天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)為最常見，但是要數(shù)減排能力柴油機(jī)和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)疑是最優(yōu)質(zhì)的，其尾氣循環(huán)技術(shù)讓船舶可以在IMO III氮氧化物排放的標(biāo)準(zhǔn)下更好地作業(yè)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，符合國(guó)際海事組織排放標(biāo)準(zhǔn)III的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸出現(xiàn)在人們的事業(yè)當(dāng)中，其中MAN B & W 6s80me—c9這一型號(hào)尤為引人矚目。

1.3 組合式鍋爐

作為一種節(jié)能方法，鍋爐聯(lián)合回收發(fā)電機(jī)組余熱在新船舶或舊設(shè)備改造當(dāng)中的應(yīng)用十分廣泛。很長(zhǎng)一段時(shí)間,不使用氣體發(fā)生器直接排氣，由于改造減少了主機(jī)使用的電力，主機(jī)排氣溫度和排氣增壓器出口減少，導(dǎo)致蒸汽的主機(jī)廢氣鍋爐側(cè)難以符合船舶作業(yè)的需求。

孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目中的吸泥船為了更好地配合蒸汽動(dòng)力的需要，更多以組合式鍋爐來強(qiáng)化其動(dòng)力推進(jìn)，這種鍋爐主要包括了1臺(tái)主機(jī)以及2臺(tái)發(fā)電機(jī)。在根本原理上，這3臺(tái)機(jī)組排出的所有廢氣能夠以組合的形式被排放到廢氣鍋爐，然而發(fā)電機(jī)在鍋爐檢修時(shí)依舊能夠順利運(yùn)轉(zhuǎn)，從而確保船舶運(yùn)作能夠一直得到有效的電力供應(yīng)，所以組合鍋爐更多還是借助2臺(tái)機(jī)組的方式來展開。因?yàn)樵阱仩t內(nèi)的排氣管道里，發(fā)電機(jī)與主機(jī)處于完全剝離的狀態(tài)，所以額外的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)或者結(jié)構(gòu)問題便不復(fù)存在。

2 新結(jié)構(gòu)技術(shù)與新材料的運(yùn)用

2.1 結(jié)構(gòu)技術(shù)在現(xiàn)代船舶老設(shè)備改造及建造中的運(yùn)用

節(jié)能渦翼增加防渦翼，減少螺旋槳尾泡，減小空化效應(yīng)，讓水動(dòng)力性能和推進(jìn)效率進(jìn)一步提升。渦翼的關(guān)鍵作用在于更好地回收螺旋槳尾流場(chǎng)在旋轉(zhuǎn)過程成損失的大概5%的能量，所以大多數(shù)船舶在廠房維修時(shí)，都會(huì)著重改造和完善船舶的推進(jìn)裝置，從而讓船舶推進(jìn)效率更優(yōu)，當(dāng)前與之相關(guān)的舊設(shè)備改造原理以及改進(jìn)辦法在類似于孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目這樣的大型工程中逐漸普及。在經(jīng)過改進(jìn)的渦流翅片當(dāng)中，安裝步驟進(jìn)一步簡(jiǎn)化，有效地改善了節(jié)能效果以及節(jié)約了維護(hù)成本。在安裝鰭以后，在相同的功率條件下，0.1海里的速度比沒有鰭效果好，推進(jìn)效率更高，燃料節(jié)約更多。

2.2 新材料

在孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目的船舶中，Syladvance、Sigma Ecofleet這兩種材料的運(yùn)用最為廣泛，前者更多是為了防止水生生物污染，從而更好地提升其工作效率；后者則更多是以基于甲基丙烯酸有機(jī)硅聚合物樹脂的專利技術(shù)為基礎(chǔ)，能使船體表面光滑，具有優(yōu)異的防污性能。構(gòu)建σSYLADVANCE漆板，可以減少水下船體航行期間的摩擦和阻力，減少了船在實(shí)際應(yīng)用中的石油消耗。

Sigma Ecofleet 290為Sigma標(biāo)準(zhǔn)防污漆；Sigma SA800是一種先進(jìn)的防污涂料，其工藝為成膜樹脂全水解，這也是當(dāng)前技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要專利。Sigma SA800在拋光方面有著更好的均勻效果和線性特點(diǎn)，還有更為稀薄的防污涂料表面皂化層，讓整個(gè)涂料的活性成分在空氣釋放更為平穩(wěn)，防止水污染的效果也更好，在孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目其優(yōu)勢(shì)更是十分明顯。在船舶作業(yè)過程中，往往需要連續(xù)拋光防污涂料，在這種情況下σsa8000將會(huì)使相應(yīng)設(shè)備的表面更為光滑表面，σsa8000和防污涂料表面施工的特點(diǎn)，與普通的防污涂料相比，減少了船體摩擦阻力，在相同情況下，船舶荷載和主機(jī)推進(jìn)效率更高，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。

3 老舊設(shè)備中新技術(shù)創(chuàng)新改造的途徑

在孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目的吸泥船中，首當(dāng)其沖的便是讓船舶加寬，使船舶運(yùn)力增加、成本降低、效益提高，從而使孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目效率更高。加寬改造有效地提升了船舶的裝載能力、長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)能力以及和橫向穩(wěn)定性。除此外，隨著舊設(shè)備的進(jìn)一步改造，孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目當(dāng)中船舶作業(yè)過程中的的碳排放量也得到了有效的控制，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的效果。大型絞吸式挖泥船河道深水邊坡高精度開挖控制技術(shù)研究以及舊設(shè)備中新技術(shù)的運(yùn)用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，目前投入的9029絞吸式挖泥船使用邊坡自動(dòng)開挖技術(shù)，極大地提高了邊坡疏浚質(zhì)量，并確保了疏浚施工效率。該項(xiàng)目的研究，為孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目的順利實(shí)施提供了技術(shù)保障，并節(jié)約了施工成本。9029絞吸式挖泥船使用邊坡自動(dòng)開挖技術(shù)，開挖的邊坡質(zhì)量90%以上能達(dá)到+/-250mm的容差要求，對(duì)比手動(dòng)階梯式開挖或手動(dòng)直接開挖的+/-500mm容差，有很大的提高。9029絞吸式挖泥船邊坡自動(dòng)開挖技術(shù)的應(yīng)用，在邊坡疏浚時(shí)，減少了重復(fù)開挖率，正常情況開挖兩次即可形成高質(zhì)量的永久邊坡，極大地提高了疏浚施工效率，并降低了單位面積疏浚施工綜合油耗。該技術(shù)的應(yīng)用將綜合單方油耗超過1kg/m3降低至0.65kg/m3左右，為項(xiàng)目節(jié)約了大量的施工成本。

4 結(jié)語(yǔ)

上述船舶老設(shè)備中新技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)前船舶技術(shù)改革當(dāng)中只是其中的一部分內(nèi)容，還有更多的新技術(shù)已經(jīng)逐步在船舶改造當(dāng)中發(fā)揮重要的作用。在孟加拉國(guó)帕德瑪大橋河道整治工程中，類似于吸泥船這樣的船舶，其設(shè)備改造和新技術(shù)運(yùn)用一直是其常規(guī)使用最為重要的事情。總的來說，創(chuàng)新及技術(shù)革命是我國(guó)在大型項(xiàng)目工程建設(shè)過程中提升自身競(jìng)爭(zhēng)的必經(jīng)之路，也是孟加拉帕德瑪大橋河道整治項(xiàng)目這樣的大型項(xiàng)目中，我國(guó)船舶使用更廣泛的重要推動(dòng)力。