油轮技术之变

whutcc · 发表于 2010-6-26 21:30

如果说自世界第一桶石油问世以来，没有哪一种物质像石油那样，深刻影响着人类社会的政治、经济和生活，那么油轮技术的不断升级，对石油诸多功能得以最大发挥，起到了推波助澜的作用。

whutcc · 发表于 2010-6-26 21:30

油轮船型之变

      世界上第一艘具有现代油船特征的散装油船是1886年英国建造的“好运”号机帆船，它将货舱分隔成若干长方格舱，可装石油2307吨。1966年，“出光”号20.9万DWT油轮成为世界上第一艘VLCC。随后，1967～1973年是油轮船东的黄金时期，这几年船东的利润超过了营运成本的8倍，巨大的利润推动了油轮尺度增长的同时也开创了建造超大型油轮的热潮。1981年，“海上巨人”号56万DWT油轮是迄今为止世界上建造最大的巨型油轮。不仅如此，它还是世界上最长的船舶与最长的人造水面漂浮物，比横躺下来的艾菲尔铁塔还长。20世纪90年代初，双壳VLCC登上历史舞台。2001年和2002年韩国大宇重工建造了四艘45万DWT的双壳油轮，它们是这个等级首批双壳油轮，标志着世界巨型油船双壳化进程的加快。
      中国首届“船舶设计大师”获得者、大连船舶重工副总工程师兼船研所所长马延德说，从现代油轮发展史我们可以看出，油轮从最初诞生至今，其船型和吨位一直伴随着世界石油消费量和石油海运量的不断增加而发展，实现了由小吨位到大吨位，由单壳到双壳的转变。在船型方面，当今油轮已由早期的“三岛式”发展为现代VLCC双壳油轮，与此同时在全球科学技术迅猛发展和运油量激增的推动下，油轮的载重量不断增大，目前无论从现有船队规模还是订单上看世界船队构成，VLCC都当仁不让地成为世界原油运输的主力船型。今天，在国际航运界，拥有VLCC数量的多寡代表着一个油轮船队的实力。据克拉克松提供的数据显示，截至2009年11月初，全球VLCC油船船队保有量为1.619亿载重吨。
      在船型不断变革期间，世界油轮设计制造的技术也发生了变革，例如，船舶设计者通过型线、系数的调整与优化，提高了同等尺度下船舶的装载量；以高强度钢为代表的先进材料大规模地使用极大地提高了油轮的载货量；高效大功率低速柴油机替代早期的蒸汽轮机，以及新型电喷柴油机的推广采用，在保障船舶快速性和经济性的同时，有效地改善着船舶的环保性能和双机双桨创新型VLCC研发等等。
      谈到双壳油轮，我们不能不提2006年4月1日生效的双壳油轮共同结构规范（JTP），20世纪90年代之前建造的VLCC基本全部为单壳油轮，而由单壳油轮频频引发的原油泄漏事故，使得全球谈“单壳”色变。因此，国际海事组织决定在JTP规范中规定2015年开始只有双壳油轮可以在海洋上运行。国际海事组织从防污染角度出发，对油轮船体提出了双壳体结构及其等效结构的多种方案。针对国际海事组织的新规定，由多国造船集团组成的欧洲造船公司最近提出了符合生态要求的欧洲经济型油船E-3(European、Ecological、Economical)方案,被称为21世纪的油船。这是当今VLCC最新发展的一个标志，也是西欧船厂联台起来欲与远东船厂在VLCC上进行竞争的一个新动向，这值得引起中国造船界的重视。
      对于中国油轮技术的发展，我们不得不提曾经被评为“中国十大名船”之一的中国第一艘VLCC“伊朗·德瓦尔”号。2002年8月31日，历时3年时间，大连新船重工有限责任公司为伊朗国家油轮公司建造的30万吨巨型油轮“伊朗·德瓦尔”号签字交付，与该船同型同订单的船还有4艘。从1999年项目合同正式签订，到2004年最后一艘船全部建成交工，经过近五年时间的艰苦努力，中国首次承造的VLCC项目取得了圆满成功。伊朗船东在接收该油轮时，称赞这艘超大型油轮是“Pioneer of China（中国先锋）”，并愉快地说：“伊朗船队中虽然有日本和韩国建造的VLCC，但中国建造的这艘是最好的。”“伊朗·德尔瓦”号等几艘VLCC的建成标志着中国造船工业在超大型油轮的设计建造上实现了零的突破，不仅实现了几代中国造船人的梦想，也打破了世界造船强国在该领域的垄断，从而使中国进入世界仅有的几个能够设计建造超大型油轮国家的行列。目前，大连船舶重工集团有限公司、上海外高桥造船有限公司、渤海船舶重工有限责任公司等国内多家船厂都已具有生产VLCC的能力，其中大连船舶重工30万吨超大型油轮、11万吨成品油轮已形成了规模化、系列化、批量化生产。在金融危机冲击下的2009年，大连船舶重工凭借深厚的技术底蕴，批量获得国外6艘最新型的VLCC订单。

whutcc · 发表于 2010-6-26 21:30

造船模式之变

      随着科学技术的不断进步，造船生产技术也在不断升级。目前，世界造船业采用以区域和中间产品为导向的现代造船模式。现代造船模式是以统筹优化理论为指导，应用成组技术与信息技术原理，以中间产品为导向，按区域组织生产，壳、舾、涂作业在空间上分道，时间上有序，实现设计、生产、管理一体化，均衡连续地总装造船模式。当前国际上先进造船技术已处于现代造船模式（第四级水平），而不断发展的现代造船模式和污染治理技术已逐渐催生出绿色造船模式（第五级水平），绿色造船模式以消耗少、污染小、效率高等特点必将成为造船业发展的新方向。
      在造船生产技术方面，日本和韩国等造船强国凭借其工业化的良好基础，走到了技术革命的前沿。他们把过去按工程串行作业的生产方法，转变为按总段和模块多工程并行作业，使大量舱室中的工作，从船坞和舾装码头转移到专门的工厂或生产车间进行，大大缩短了建造周期。进入21世纪，全球船舶订造出现历史性高峰。为了更快、更多地造船，韩国船厂开始应用巨型总段建造法。相对于大型分段造船法，巨型总段造船法有以下3个重要变革：一是巨型总段吊入船坞，通常由巨型浮吊完成。为此多数韩国大船厂添置了起吊能力为3000吨以上的浮吊；二是巨型总段既可以在船厂内制造，也可以由厂外专业分段厂甚至国外分段厂制造，分段制造完成后，通过海上拖航到船坞边，直接吊入坞内；三是巨型总段建造法可以方便地与“平地造船法”、“浮坞造船法”、“驳船造船法”结合使用，进一步提高了造船效率和产量，并具有减少投资费用、较快形成产能等优点。这种造船方法能进一步缩短船舶坞内建造周期（例如由3个月缩短到1.5个月），大大提高造船产量。目前，该方法已经在中国和日本的一些船厂得到应用。
      据马延德介绍，中国的造船企业从20世纪90年代逐渐开始引进现代造船模式，通过十几年的发展，已基本建立了现代造船模式，而且正在不断地改进中，并有了一定的超越，这也造就了一些技术尖兵和优秀团体，全国劳模、大连船舶重工集团船坞总装二部部长林吉明，就是这其中的典型代表。在他的手中，曾诞生我国第一艘VLCC，从而打破了以日本、韩国为主的造船强国对VLCC建造技术的垄断。从8年前第一艘VLCC顺利交付到现在，林吉明先后参与了十几艘VLCC的建造，质量越来越好，而建造周期却越来越短，其中水下建造周期已由首制船的303天缩短到38天的国际领先水平。2008年，林吉明带领团队通过借鉴国外先进造船模式，改变了坞内船舶建造普遍采用的塔式建造法而大胆推行更先进的“层式建造法”，使船舶底部压载舱提前成型，提前整体舾装、密性试验、涂装等等，极大地促进了坞内周期的缩短和坞内船只施工完整性的提高。林吉明是从生产建造第一线成长起来的VLCC建造项目经理，更是一个创造和见证了共和国VLCC造船史上多项纪录的造船人。

whutcc · 发表于 2010-6-26 21:31

未来技术航向

      未来，油轮技术的发展航向将指向哪里？从目前来看，开发绿色油轮和适合未来北极航线航行的船型是主航向，这两大领域也是业界未来的必争之地。
      目前，为有效控制全球气候变暖，世界范围内正在掀起一股低碳化浪潮，节能减排已成为世界各国关注的焦点。在这种背景下，航运业和造船业无法躲避低碳化浪潮的冲击。对此，马延德说，目前世界各国造船企业对绿色技术的自主研发已逐渐深入，从船型优化、机桨配合、太阳能技术、风能技术、燃料电池、涂层、环保材料等方面逐渐将各种新的绿色技术应用到船舶上。各机构对绿色油轮的研究集中在结构、材料和动力方面，环保涂料、低排放主机都是趋于“绿色”理念的，其中低排放主机的研制、使用则是时下研发的热点。世界几大造船强国都在致力于绿色油船相关前沿技术的研究，并不断推出设计新概念。由于绿色船舶在中国的发展尚属起步阶段，所以对于中国航运业和造船业而言，重视对绿色油轮标准的研究，加大对环保型油轮设计的开发，重视环保材料、新能源、新涂料的应用，实施绿色船舶规范，推出既符合绿色标准要求又满足市场需求的绿色油轮，迫在眉睫。
      除了绿色环保之外，“北极”也成为当今航运界和造船界最为火热的关键词之一。尽管北冰洋航道在短时间内还无法取代传统航道，但乐观估计是在2020年以后，情况将有所改变。专家估计，北冰洋地区航道夏季全部开通应该不成问题，国际贸易将会缩短大约6000～8000公里的航程，节省40%的航运成本。届时，国际航运的重心必将转向北极，绝大多数货物将会通过该航线运输，这将对船舶的需求产生根本性的改变，冰区船舶将会成为世界船舶订单中的主角。由于气候、地理环境等多种原因，对在北冰洋航道航行的油轮的安全性提出了更高的要求，这需要业界研究和开发适合冰区与低温的油轮设计和建造技术。目前，世界上一些造船强国或机构正在致力于适合北极航线航行船舶的研发。据悉，STX欧洲公司在冰级船舶领域有着突出的成就，为了确保自身的竞争优势，目前正致力于北极船舶的开发；源于瓦锡兰北极研究中心的阿克尔北极技术公司，目前也正在进行多种可支持未来北极船舶的设计研究，其中包括为俄罗斯设计的新一代核动力破冰船。另外，瓦锡兰集团还将目光投向了可运营于北极的商船，其中包括名为“双动推拉驳”的新概念船型。近期，德国Beluga航运公司的2艘多功能重吊运输船已成为首批成功航行于该航线的商船。这为油轮制造和石油运输打开了无限遐想的空间。
      面对低碳化浪潮的冲击和北极航线开通即将变为现实，摆在中国航运界和造船界面前的迫切问题是，如何尽快开发出更加绿色的油轮和适合北极航线航行的油轮。