中國(guó)船舶重工經(jīng)濟(jì)研究中心 趙宇欣

2015年上半年，以挪威Ulstein公 司、芬蘭瓦錫蘭公司為代表的具備較強(qiáng)研發(fā)實(shí)力的設(shè)計(jì)公司和船廠紛紛發(fā)布了新型海洋工程船舶設(shè)計(jì)，除了具備更高作業(yè)性能外，大部分新型裝備都聚焦在節(jié)能減排、提升效率等方面。

Ulstein是 一 家 設(shè) 計(jì)、 制 造能力兼?zhèn)涞脑齑瘓F(tuán)，它設(shè)計(jì)的X-STERN型船在今年的挪威海事展上獲獎(jiǎng)，該設(shè)計(jì)采用弓形船身，有效保護(hù)工作甲板、減少運(yùn)輸途中的震動(dòng)、提高船員的舒適性，降低了油耗，并極大地提高了操縱性、靈活性。另外，Ulstein還在OTC展會(huì)上發(fā)布了兩型起重船、一型完井修井船和一型鉆井船設(shè)計(jì)。芬蘭瓦錫蘭公司也發(fā)布了新型平臺(tái)供應(yīng)船和三用工作船設(shè)計(jì)，兩款產(chǎn)品的最大特色是較其他產(chǎn)品可以大幅降低能耗；荷蘭Royal IHC船廠推出新型混合動(dòng)力三用工作船，配置了先進(jìn)的混合動(dòng)力系統(tǒng)，通過(guò)一個(gè)智能的PMS網(wǎng)絡(luò)，不斷優(yōu)化推進(jìn)系統(tǒng)，始終能夠以最節(jié)省燃料的方式管理所有動(dòng)力需求，顯著節(jié)省燃料；西班牙Sener公司開(kāi)發(fā)了新型多用途水下支持船，采用柴電混合推進(jìn)系統(tǒng)，提升效率。

圖1 “X-STER”船型和瓦錫蘭推出的新型平臺(tái)供應(yīng)船

新型船舶設(shè)計(jì)聚焦節(jié)能減排，其主要原因是環(huán)境保護(hù)問(wèn)題刻不容緩，許多國(guó)家和國(guó)際非政府組織都提高了對(duì)船舶氣體污染物排放控制的要求，且在未來(lái)幾年日益嚴(yán)格，而對(duì)于研發(fā)公司來(lái)說(shuō)這既是挑戰(zhàn)又是機(jī)遇，早一步攻破技術(shù)堡壘就可能早一步占領(lǐng)市場(chǎng)先機(jī)。另外，在海工行業(yè)低迷的情況下，船東和運(yùn)營(yíng)商也希望通過(guò)優(yōu)化船型設(shè)計(jì)，減少油耗的方式來(lái)節(jié)約成本，力爭(zhēng)在運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)占據(jù)一席之地。

圖2 “AkerARC 130 A”破冰船

2014年，國(guó)際海事組織海事安全委員會(huì)通過(guò)了《極地規(guī)則》，將于2017年1月1日生效，屆時(shí)航行在極地區(qū)域的大多數(shù)船舶需要通過(guò)獲取證書(shū)來(lái)獲得在極地航行的資格。北極海域存儲(chǔ)著世界上30%的海洋石油資源，吸引著各國(guó)爭(zhēng)相研發(fā)適用于極地作業(yè)的海洋工程裝備，《極地規(guī)則》的生效也讓船廠和研究機(jī)構(gòu)看到了市場(chǎng)機(jī)遇，今年上半年成交了4艘A1冰級(jí)多功能支持船和2艘B2冰級(jí)三用工作船，并有多型極地船舶和配套設(shè)備發(fā)布。

破冰船的研發(fā)方面，芬蘭AkerArctic公司開(kāi)發(fā)了具有革命意義的破冰救援與應(yīng)急船。該船首次采用不對(duì)稱(chēng)的船體結(jié)構(gòu)，不僅可以前后破冰，還可以以一定的傾角進(jìn)行破冰，克服了船寬尺寸相對(duì)較小的不足。該船型寬為20.5米，船上的3臺(tái)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器也呈不對(duì)稱(chēng)排布，在斜角模式時(shí)能破出50米寬的航道。上半年該公司與俄羅斯Vyborg造船廠、三星重工等簽訂合同，在現(xiàn)有船型的基礎(chǔ)上提供破冰船和破冰穿梭油輪的設(shè)計(jì)方案。

2015年以來(lái)海工船舶配套產(chǎn)品不斷更新，向著高效率、高可靠性、高操縱性等方面發(fā)展。許多公司和研究機(jī)構(gòu)發(fā)布了其優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域中的新型設(shè)備，擴(kuò)大其產(chǎn)品系列的范圍。

1. 推進(jìn)系統(tǒng)

ABB和Rolls-Royce掌握著船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)，上半年兩家公司均推出了新型推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)品。ABB推出了吊艙推進(jìn)系列的新成員——Azipod D型推進(jìn)器，提升了操縱性，能夠?qū)㈦姍C(jī)性能提升高達(dá)45%，從而降低最高可達(dá)25%的裝機(jī)功率，將為近海鉆探船、工程船、支援船和渡輪等船運(yùn)市場(chǎng)提供更多選擇；Rolls-Royce也推出了新型永磁技術(shù)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器，經(jīng)過(guò)在挪威科技大學(xué)“Gunnerus”號(hào)研究船上進(jìn)行的海試，與使用柴電混合技術(shù)的全方位推進(jìn)器相比，這對(duì)推進(jìn)器在不同船速下可以節(jié)約7 ～13%的功率。另外，Rolls-Royce上半年交付了它的第1000套推進(jìn)器產(chǎn)品，其業(yè)務(wù)能力可見(jiàn)一斑。兩家公司均在原有的系列推進(jìn)產(chǎn)品基礎(chǔ)上發(fā)布了更高端、更先進(jìn)的推進(jìn)裝備，為鞏固市場(chǎng)地位加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)備。

圖3 Azipod D型推進(jìn)器和Rolls-Royce新型永磁全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器

我國(guó)上半年在推進(jìn)系統(tǒng)方面也多有建樹(shù)，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)雖然起步較晚，但已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，目前國(guó)內(nèi)走在技術(shù)前沿的機(jī)構(gòu)包括中船重工第712研究所和中國(guó)南車(chē)株洲研究所。712所推出了低壓2800kW電力推進(jìn)系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備，基本可以覆蓋未來(lái)我國(guó)大多數(shù)海工船舶的動(dòng)力需求；4月，南車(chē)株洲研究所自主研制的船舶電力推進(jìn)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成功應(yīng)用在煙臺(tái)中集來(lái)福士海洋工程有限公司建造的一艘5萬(wàn)噸半潛船上，已經(jīng)通過(guò)美國(guó)船級(jí)社的認(rèn)證。兩家研究所再次打破國(guó)外壟斷，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)海工船舶高端配套設(shè)備自主化再進(jìn)一步。

2. 發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備

為應(yīng)對(duì)越來(lái)越嚴(yán)格的排放控制法規(guī)，各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)廠商紛紛推出不同渠道的解決方案，例如采用氣體燃料達(dá)到減排目的的燃?xì)廨啓C(jī)和雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，以及采用尾氣處理方式的SCR（催化還原法）技術(shù)、乳化油處理技術(shù)、廢氣再循環(huán)技術(shù)等。

瓦錫蘭、德國(guó)MAN和日本新瀉電力系統(tǒng)公司分別推出了新型雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，均滿(mǎn)足IMO排放控制區(qū)最嚴(yán)格的Tier III氮氧化物排放法規(guī)。瓦錫蘭50DF雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)在LNG、乙烷、液化燃油或重油之間無(wú)縫轉(zhuǎn)換，而不需要對(duì)硬件進(jìn)行任何修改并可以不中斷運(yùn)行，為使用燃油的靈活性建立了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)；MAN公司的L35/44DF中速發(fā)動(dòng)機(jī)在今年五月獲得型式批復(fù)證書(shū)，在氣體模式時(shí)滿(mǎn)足Tier III排放標(biāo)準(zhǔn)，能在100%全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)快速?gòu)臍怏w模式切換至柴油模式；新瀉28AHX-DF雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可同時(shí)減少柴油和LNG燃料消耗，額定功率320kW，轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分，已通過(guò)日本船級(jí)社的全型號(hào)認(rèn)證，即將用于日本首艘LNG燃料拖曳船。

3. 甲板機(jī)械

海工船舶對(duì)甲板機(jī)械的性能要求是非常高的，除了需要在有限空間發(fā)揮較強(qiáng)的工作能力，還要在復(fù)雜海況下保證高可靠性、操作性，以及盡量減小振動(dòng)、噪音，保護(hù)船員安全。

圖4 50DF發(fā)動(dòng)機(jī)和L35/44DF發(fā)動(dòng)機(jī)

荷蘭HUISMAN公司作為一流的老牌起重機(jī)企業(yè)，今年上半年成功完成第一臺(tái)繩索變幅折臂起重機(jī)，起重能力900噸，完全采用電氣驅(qū)動(dòng)，能在噪音低、維護(hù)少且無(wú)溢油風(fēng)險(xiǎn)的情況下，精準(zhǔn)控制起重機(jī)及負(fù)載運(yùn)動(dòng)。此款起重機(jī)融合了普通基座式起重機(jī)和傳統(tǒng)折臂式起重機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，其主臂和折臂結(jié)構(gòu)重量較輕，由而展現(xiàn)的負(fù)載曲線(xiàn)不亞于有固定起重臂的基座式起重機(jī)；并且它的可伸展折臂使其能在滿(mǎn)載時(shí)實(shí)現(xiàn)通常只有固定大臂才特有的起重高度。這款起重機(jī)在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)作方面的突出創(chuàng)新而獲得2015海上支持期刊獎(jiǎng)活動(dòng)中的“年度創(chuàng)新獎(jiǎng)”，未來(lái)有望廣泛應(yīng)用于海工支持船舶領(lǐng)域。

圖5 HUISMAN公司繩索變幅折臂起重機(jī)

油價(jià)低迷影響著海工市場(chǎng)，但油價(jià)不可能一直在低位徘徊，因此全球針對(duì)海洋工程的技術(shù)革新從未停下，更加嚴(yán)格的強(qiáng)制性公約、規(guī)范也起到推波助瀾的作用，復(fù)雜的市場(chǎng)環(huán)境將淘汰一批落后技術(shù)和產(chǎn)能，海工產(chǎn)業(yè)面臨洗牌。雖然短期內(nèi)難以復(fù)蘇，但海工市場(chǎng)被全球企業(yè)普遍看好，而穩(wěn)住腳跟的最好途徑就是在相關(guān)領(lǐng)域擁有壟斷性技術(shù)，由此可見(jiàn)，市場(chǎng)是引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的重要因素，沒(méi)有市場(chǎng)需求的技術(shù)無(wú)法得到發(fā)展，市場(chǎng)是新技術(shù)的試金石。