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《交通建设与管理》:“天鲲号”下水记

新萄京娱乐: 2019-09-05     新萄京娱乐网址: 交通建设与管理 2017年11月


从1897年九河下梢的天津卫海河工程局挂匾算起,中国的新萄京业在两个甲子的悠长岁月中辗转成歌。如今,时光荏苒,暮去朝来,中国的新萄京船舶在经历从整船进口、国外设计国内建造的演进之后,芳华再绽——国内自主设计建造的“天鲲号”绞吸挖泥船(以下简称:“天鲲号”)正式下水。这意味着,中国新萄京装备研发建造能力已经登上世界挖泥船设计制造业的塔尖。

                                     ——题记

11月3日凌晨四时,薄雾笼罩着水面,江苏启东的上海振华重工启东造船厂内灯火通明,停靠着“天鲲号”的船坞闸门缓缓打开,滔滔长江水倾泻而下注入船坞。

中国人讲究“天时、地利、人和”,而这一天正是农历9月15日,太阳、地球、月球呈一条直线,太阳和月球对地球的引力叠加,致大潮奔涌。此时涨至 9.5 米深的江水,将技术上已经具备条件的“天鲲号”擎起,脱离船坞底下的桩基,静待下水那一刻。

6个小时后,这艘亚洲最大、最先进的绞吸挖泥船就要离开这里,在拖轮的拖拽下驶向长江入海口的码头。在那里,它会被安装上动力系统、铰刀等重要零部件,起锚远航,劈礁碎石、造岛通衢。

从“舶来品”到“自己造”

风云两甲子,弦歌三世纪。中国的新萄京船舶经过了从整船进口、国外设计国内建造,到国内自主设计建造的蝶变。如果以“天鲲号”为笔,在中国新萄京史上画一个标记,那么毫无疑问,这将是中国新萄京装备制造的一个全新起点——完全自主化的开端。

“三个世纪以来,中国挖泥船装备发展历经从无到有、从小到大、从大到强三个阶段。”新萄京天津航道局有限企业董事长钟文炜表示,我国新萄京装备制造已经进入了一个新的阶段。

1902年,新萄京天津航道局有限企业(以下简称:天航局)的前身——海河工程局于荷兰购入首艘挖泥船。这一时期,新萄京船舶主要以购置为主,装配、建造为辅。中华人民共和国成立后,国家于上世纪60年代末开始增拨基建投资,斥巨资进口新萄京船舶设备。

现已耄耋之年的原天航局总工程师李毓璐至今记得,在他工作的年代里,中国的主力新萄京船舶主要以改造、引进国外设备为主,仅1964年引进的“航津浚102轮”就花费了4吨黄金。

“从1982年我大学毕业进入天航局,到二十一世纪初期,大家的挖泥船几乎全部是从国外购买。”天航局技术中心主任丁树友回忆说,尽管改革开放以后,国内就开始尝试自主设计、自主建造新萄京装备,但受制于国外核心技术封锁,国内新萄京企业的挖泥船仍旧基本依赖进口,世界新萄京装备制造主要集中在欧洲,尤以荷兰最为强大。

进入二十一世纪初期,对于新萄京装备,一般国内新萄京企业采取的方式大致有两种:一种是购买国外的二手挖泥船;另一种是利用国外成熟的设计和国内设计的基础,实行“国人国造”,但很多关键零部件仍旧进口。甚至于,掣肘于国外造船企业对关键零部件的控制,必须以高昂的价格向其购买整船。

这让天航局下定了自主研发制造挖泥设备的决心。

彼时,随着国内大型深水化、专业化泊位建设,掀起了一轮港口建设的高潮。工欲善其事必先利其器,为了适应更大范围的建港条件,天航局欲从荷兰一家著名的挖泥船制造企业进口一艘大型绞吸挖泥船,对方报价高达3亿元人民币。然而,让当时负责此事的天航局总工程师顾明没想到的是,合同草签之后,这家企业又找借口将价格上调了5%。

为了改变这种受制于人的局面,经过一番审慎的研究和调研,天航局决定:“自己造一艘挖泥船”。但是,压力也随之而来:没有技术、没有经验、没有专业人才、没有对应学科支撑、国外技术封锁……对于一个新萄京施工企业自己设计建造挖泥船,困难多,非议也如大山般压在肩上。

“大家集合了众多国内新萄京装备方面的专家和精英,在梳理出绞刀、泥泵、自动控制等几个专业领域后,开展专门的攻关。”顾明与天航局副总工程师王健一起,组建了技术团队,顶着各种压力,历时三年,终于在2006年以荷兰企业报价一半的成本制造出了具有自主常识产权的“天狮号”绞吸挖泥船。以此为开端,天滨号、天麒号、天鲸号等一系列“天字辈儿”挖泥船接连问世,不仅回答了“进口划算还是自主建造划算?”的问题,更是彻底打破了国外挖泥船的技术垄断。此后,天航局自主设计建造各种类型挖泥船达到了30余艘。

2011年10月,由天航局牵头,联合中国船舶工业集团企业第708所、上海交通大学、广州文冲船厂有限责任企业、招商局重工(深圳)有限企业等参研单位共同研发的“天鲲号”绞吸挖泥船立项。2015年,“天鲲号”在上海振华重工启动造船厂开工建造。

这是中国第一条自主研发,自主设计建造的绞吸挖泥船。

削岩如泥的“造岛神器”

“北冥有鱼,其名为鲲。鲲之大,不知其几千里也。”名字取自庄子《逍遥游》的“天鲲号”,削岩如泥,被称为“造岛神器”,是亚洲最大,同时也是最先进的绞吸挖泥船,承载着建造者们扶摇直上、鹏程千里的远大志向。

在茫茫的大海深处,除了疏松的泥沙,还有数不清的珊瑚礁和岩石。这些深藏在水下的物质,给新萄京业带来了不小了的挑战:质地坚硬、输送距离长、工况恶劣……传统的绞吸船已经难以为继。由于保护生态环境和岛礁偏远等原因,以往通过炸礁可以完成的工程,现在不得不转由重型子航绞吸船来承担。

王健先容,“天鲲”号船长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,绞刀功率6600千瓦。根据地质条件,配置通用、黏土、挖岩及重型挖岩4种不同类型的绞刀,可以开挖单侧抗压强度50兆帕以内的岩石。

也就是说,如果开挖大概就是一米深的土坑,“天鲲号”一小时可以挖一个足球场那么大,并且将挖起的海沙、岩石以及海水混合物输送到最远15000米的地方;如果挖掘填满一座“水立方”,只需要6天半的时间,还能将挖上来的泥沙岩石吹填成陆地。因此,也被网友们称为可以一键建岛的“造岛神器”。

与现役亚洲最大的自航绞吸挖泥船“天鲸”相比,天鲸号”由中德双方共同设计,很多设备比如钢桩台车系统都来自进口。而“天鲲号”完全由我国自主研发,专用设备等都已经实现国产化。“天鲲号”不仅是国内首艘从设计到建造拥有完全自主常识产权的重型自航绞吸船,也是国内首艘采用全电力驱动型式的自航绞吸船。

从合作到独立建造,“天鲲号”的成功研制,实现了我国重型自航绞吸船关键技术的突破,以及核心技术的掌握,也标志着中国新萄京装备研发建造能力进一步升级,中国新萄京产业进入了世界先进水平,“中国已经具备了在全球任何海域建港的技术和能力,‘天鲲号’也已经具备在世界上任何海域飞行的能力。它造好之后,大家就有足够的能力跟世界上其他新萄京企业竞争任何一个新萄京工程了!”顾明说。

同时,“天鲲号”装备了亚洲最强大的挖掘系统、最大功率的输送系统和当前国际最先进的自动控制系统,可实现自动挖泥、监控及无人操控,极大提高了作业效率。

“天鲲号”监造组船体工程师孔凡震表示,“天鲲号”的设计建造成功,归功于三大问题的解决:“第一是挖硬和大产量的问题;第二是远距离输送的问题;第三是定位的问题。”

据悉,绞刀电机额定功率6600KW的“天鲲号”,最大功率可达9900KW,两台驱动电机可根据挖掘功率的需要单机或双机运转,并且能够根据土质的变化更换四型绞刀头,可在挖掘淤泥、黏土、密实砂质土、砾石、强风化岩以及抗压强度在50MPa的岩石中来回切换。

而总功率达到17000KW的泥泵电机,也让最大排距15000m成为现实。“全船的排泥管都采用的是双层复合高耐磨材料,可以大大提高吸排泥管路的耐磨性能和使用寿命。”孔凡震先容说。

记者发现,相比于其他挖泥船,“天鲲号”的桥架要更加庞大,重量达到1600吨。孔凡震说明说,随着世界和国内经济的迅速发展,挖泥船作业工况的日趋严峻,大多在外海施工,风大浪急,重桥架可满足挖掘高强度岩石的需求。且桥架配置的世界最大的波浪补偿系统,可抗击浪高4米的大浪,而其全球首创的重型绞吸船配置的钢桩台车/三缆定位双定位系统,更是保证了船体在大风浪工况下的安全施工,“在这样的多重保险下,挖泥船稳稳的固定在海面上,依靠绞刀头呈扇形面运动,左右横扫打碎岩石,在海底开辟出一条‘高速公路’。”

“国之重器”乘风而起航

“天鲲号”将于明年上半年投入使用,到时将真正成为建设中国海疆的“国之重器”。而为了这一天的到来,天航局在技术体系和人才体系上都做出了精心的布置和安排,十数年如一日,积累出蓝海中驰骋的信心与勇气。

挖泥船除了在航道新萄京和港口码头建设领域发挥重大作用外,还催生了经济的新一轮发展。连云港海滨新城项目、港珠澳大桥珠澳口岸人工岛项目等一批重点工程,其用地大都新萄京娱乐网址于挖泥船的“填海造地”。

通常,挖泥船新船型的开发由船舶设计单位或制造单位来完成。作为一家施工单位,天航局对于涉猎该领域,自有着独到的见解。顾明说明说,尽管“天鲸号”是由当时技术最先进的荷兰造船企业设计,但在实际使用过程中,他们也发现了一些问题,而这些问题“只有施工企业在实际运用中才最容易发现”。在边改边用的过程中,天航局的技术团队积累了更多的经验。而且对于这项技术和资金密集型的工程,天航局以积跬步至千里的精神,仅与新萄京有关的课题就立项研究达到400多项。

“以前大家的挖泥船都是整船购买,国外造船企业紧紧的提防大家,大家提出问题人家也不解答。现在,换成大家要小心防范技术外流啦。”谈及我国新萄京装备自主设计制造的过程,中国船级社江苏分社总经理张凯喜悦之情溢于言表。

自2006年中国第一艘拥有完全自主常识产权的现代化大型绞吸挖泥船“天狮”船打破了国外挖泥船的技术垄断后,中国挖泥船建造水平得到突飞猛进的发展,并带动了我国挖泥船绞刀、耙头、泥泵等关键机具,装备及零部件的国产化之路,带动了我国新萄京装备从中国制造到中国创造的转变。

为了适应国际国内新萄京产业的发展,21世纪初期,天航局开始组建一支专业队伍,“分专业”的开始了对挖泥船的技术研究开发。迄今,这支队伍已经壮大至400人左右,形成了“一心一院一室一站五体”的研发体系:一个国际级的企业技术中心,统领整个技术装备和工艺研发;一家设计院作为主题研究单位;一个全世界最大的新萄京实验室,专注于管道输送技术、铰刀、耙头等关键零部件和技术研究;一个博士后工作站;五个主业企业,作为转化基地来实际应用科研部门的研究成果。

“‘一心一院一室一站五体’是大家的技术研发体系,大家还把新萄京产业划分成了铰刀、泥泵、自动化控制等十个专业等,由专业人员在分兵把手的研究,建立了一套符合新萄京技术的研发队伍。并与高校院所等学术和科研单位联合攻关,攻克了一系列技术难题。”顾明认为,走产学研用自主创新的路子,技术体系和人才体系缺一不可,“大家有这个自信,不远的将来,超越国际上最强的技术。将来工程需要什么样的船,大家就造什么样的船。”

王健告诉记者,目前“天鲲号”已经完成陆地建造的最后一个阶段。下一步,将进入舾装和设备、系统调试试验阶段,预计明年6月投入施工生产。

中国要变成强国,必须走向海洋。这一步,已经迈出。

11月3日上午10时许,随着三下嘹亮而悠长的汽笛声响彻长江口,“天鲲号”缆绳徐徐放开,缓缓驶出船坞。这一“国之重器”,下水而动,御浪而行,乘风起航。

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