VLCC建造转型

whutcc · 发表于 2011-3-14 16:45

面对不断出台的国际环保公约，中国造船企业已经做好了适应新公约所需的技术储备，同时也为未来新绿色环保型VLCC的开发奠定了坚实的技术基础。
2月25日，广州龙穴造船基地内彩旗飘扬，由中船集团为中海发展建造的30.8万吨超级油轮（VLCC）“新厦洋”轮竣工交付。“新厦洋”轮是广州龙穴造船基地为中海发展建造的第四艘30.8万吨级VLCC，首航将前往沙特承运中石化进口原油运输。
近年来，中国经济总量的飞速增长带动了石油、煤炭、铁矿石等能源资源品的需求持续增加。去年，中国进口原油超过2亿吨，原油对外依存度达52%，并且在这2亿多吨的进口原油中，约有70%是以到岸价结算的，严重影响了中国的能源运输安全。
为解决这一问题，中国政府在2006年就提出了“国油国运”战略。根据该战略，到2015年，中国进口石油运输总量的80%应由本国油轮来承担。保守估计，届时每年应有3亿多吨原油需要国轮运输，其中，所需要的VLCC大概是100艘。
因此这几年来，从广州到大连，不断有30万吨级VLCC“下海”的消息传来，中海油运、中海发展、香港招商局、南京油运纷纷抛出VLCC订单，希望在进口石油运输中分得一杯羹。虽然这些国内船东的VLCC船队建设初有成效，但与巨大的需求量相比，缺口依然很大。因此在当下世界油运市场一片低迷的行情下，中国VLCC船队的扩张无疑为国内各大造船企业提升和创新VLCC建造技术提供了有力的保障。
船企的努力
VLCC兴盛于上世纪60、70年代，当时世界主要发达国家都在推进重工业的发展，全球石油需求量急速增长，加之1967年中东战争爆发后苏伊士运河长期关闭，导致中东巨量石油输出必须绕道好望角才能到达北美和欧洲。运距的拉长致使各国竞相建造巨型油轮，试图以此降低运输成本。
1966年，世界上第一艘20万吨级VLCC“出光”轮在日本建成。随后，VLCC的吨位在利润的驱动下不断攀升，1981年，56万吨级超巨型油轮“海上巨人”轮在日本下水，直至今日，“海上巨人”轮依然是人类有史以来最大吨级的船舶。
中国的VLCC建造起始于上世纪90年代末。1999年8月，大船重工获得了伊朗国家油船公司5艘 30万吨级VLCC的建造合同。历时3年的努力，2002年8月，该批VLCC的首艘船––“伊朗·德尔瓦”轮建成下水，标志着中国造船工业在VLCC的设计建造上实现了零的突破，从而使中国进入到世界上少数几个能设计建造VLCC的国家行列。
随后，中国船企建造VLCC的进程不断加快，国内船公司订造VLCC的热情也不断高涨。2002年12月28日，中远集团订造的VLCC“远大湖”轮在南通中远川崎造船厂下水，开创了中国船公司首次使用VLCC的先河。2004年7月，中海集团在大船重工订造了首艘悬挂五星旗船的VLCC“新金洋”轮。
在新船不断下水的同时，中国船企加快了自主研发VLCC的步伐。中国船舶工业集团设计研究院（MARIC）在2004年攻克了VLCC的开发和关键技术难点，并于当年9月推出29.7万吨、30.8万吨、31.8万吨级以及马六甲最大型VLCC的设计，这些船型得到了ABS、DNV和LR的认可。
在此基础上，2008年10月15日，中国第一艘拥有自主知识产权的VLCC“长江之珠”轮在江南长兴造船厂下水，并交付南京油运使用。该船航速15.8节，油耗91吨/日，为国际同类船舶中油耗最低，经济型环保性及安全性较好的船型。
2006年4月，油船共同结构规范（CSR）生效实施。当年7月，MARIC推出世界上首款全面符合CSR的30.8万吨和31.6万吨级VLCC，并分别出售给了中海发展与新加坡海洋油船公司。该型船依据CSR，对VLCC的设计海况、标准装载、静态和动态载荷、构建净尺寸、腐蚀余量、结构疲劳以及局部及总体强度衡准等参数进行了分析、测算和确定，并应用了永久检查通道、燃油双壳保护、泵舱双层底以及低硫燃油舱等新的规范，达到了较高的绿色环保要求，拉开了中国VLCC开发与国际同步的序幕。
新技术突破
金融危机爆发后，VLCC建造市场从2006–2008年的顶峰一落千丈，油运市场运力过剩、竞争激烈的情况愈演愈烈。各大船东出于成本的考虑，纷纷将目光投向了燃油消耗较低的绿色环保船舶。另一方面，在国际海事组织（IMO）的主导下，各种限制船舶废物排放的强制性国际公约密集出台，并陆续生效。这些都迫使国内造船企业不断研发新技术新设备，推动绿色船舶的发展。
1月1日，限制氮氧化物排放第二层标准（TIERⅡ）开始生效。相对于TIERⅠ，TIERⅡ减排75%，未来还将进一步减排80%。此外，IMO在今年还对燃油中的硫含量以及压载水处理设备进行了非常严格的规定，相关的公约可能于2013年出台。
这给建造VLCC的企业，在设备配套更新、设计制造和新船型开发等方面提出了新的巨大挑战。
大船重工船舶研究所所长马延德表示，面对新公约的生效，大船重工偏向于使用更为高效的柴油机动力技术来提高燃油的使用效率。目前，MAN公司和瓦锡兰集团已经分别推出满足TIERⅡ并适合VLCC的多型主机，其采用新型涡轮增压技术，通过使用两极涡轮增压器来增大压力，增加汽缸中的空气量，从而提高燃烧效率。美国环保排放方案公司还发明了一种嵌入式铂基催化系统，该系统安装在缸内，能够使燃料完全燃烧，从而提高柴油机的功率，降低燃油消耗，减少废气排放，并延长柴油机寿命。
除此之外，大船重工还打算引入非发动机技术来降低VLCC的能耗。比如，西门子最新开发的余热回收系统就能够使船舶发动机的废热生产蒸汽，通过蒸汽驱动涡轮机带动发电机，产生6MW的电力，这将减少燃料消耗，二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物的排放量也会相应减少。瓦锡兰集团的ENERGOPAC优化能源效率解决方案也是一种可以节省燃料成本的方法，通过安装集成推进器和方向舵，使其比安装常规推进器船舶节省燃油费用4%。
另外，大船重工还与瑞典船舶设计公司（SSPA）合作，优化了船舶型线和分舱布置。在SSPA进行的阻力自航试验中显示，优化后的型线在同样的航速下可以明显降低水下阻力和船舶的能耗。
在压载水处理装置上，目前大船重工和国内部分造船企业已经将压载水处理装置在VLCC实船上进行了试安装，并获得了IMO的认可。
马延德还介绍说，为了提升VLCC的建造效率，大船重工在建造技术上不断开拓，开发了单元模块化设计制造、中间产品成品化、无余量建造、两大段建造法以及“一条半造船法”。其中，“一条半造船法”是大船重工现有装备最好、最具效率并拥有完整自主知识产权的一种VLCC建造技术，它对船舶两大段精确定位、对界面的精度控制都提出了很高的要求。
常规VLCC建造方法是，先吊装基准段，然后依次将船体的1～200个分段或总段逐个吊到船台或船坞内进行焊接合拢，逐步建造成整个船体。这种传统方法导致船舶建造周期过长，尤其占用船坞较长的时间。
“一条半造船法”与常规船体建造方法相比，主要技术特点是：将一艘船总体上分成两大段分别在不同场地并行建造，然后集中到一个场地组装成一体，大大提高船坞利用率及建造效率。
国内另一家主要VLCC制造商––中船集团则提出了ESE设计理念（经济、安全、环保）。据中船集团708所副主任吴嘉蒙介绍，ESE设计理念重视成本设计，在保证船舶建造质量不变的情况下，兼顾提高钢材利用率、减少焊接工作量、便于涂装施工和成组建造，同时对船舶压载舱布置、船体结构设计、高强度钢应用、纵骨间距、抗疲劳节点进行了优化，使其更符合新出台的国际公约。吴嘉蒙还透露，MARIC正在研发VLCC单个货舱内仅设2根横撑的方案，若能成功将大大提高船舶空间的使用率。
由上所述，可见中国造船企业已经做好了适应新公约所需的技术储备，同时也为未来新绿色环保型VLCC的开发奠定了坚实的技术基础。据了解，大船重工目前已经致力于开发大型款、浅吃水、双主机驱动的下一代新型VLCC，其结构吃水仅20米，可任何时候通过马六甲海峡。并采用对转螺旋桨、余热回收系统及其他节能装置，降低燃油消耗，减少二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物的排放量，获得世界造船市场的广泛关注。

来源：航交公报