模塊化建造造巨輪,全球最大甲醇雙燃料船“東方智慧”彰顯中國造船實(shí)力
你見過像搭積木一樣拼出來的超級巨輪嗎?今天要介紹的這艘大船,不僅能裝載超過2.4萬個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱,還是全球首艘同級別甲醇雙燃料集裝箱船,在綠色環(huán)保、智能航行領(lǐng)域都走在了世界前列,它就是剛剛完成命名、出江試航的“東方智慧”輪。
它的建造過程就像拼積木一樣絲滑解壓,我們先通過動(dòng)圖感受一下??
近日,由中國遠(yuǎn)洋海運(yùn)旗下南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎船舶工程有限公司建造的全球首艘2.4萬標(biāo)箱甲醇雙燃料集裝箱船正式完成命名,定名為“東方智慧”輪。
5月14日,“東方智慧”輪從江蘇南通出發(fā),順利出江開啟試航任務(wù),距離正式交付投用更近一步。
這艘采用模塊化建造的巨輪,同時(shí)也是目前全球噸位最大的甲醇雙燃料集裝箱船。除了像拼積木一樣的建造方式,它還有不少硬核優(yōu)勢,一起看看這艘超級大船的實(shí)力到底有多強(qiáng)。
海上巨無霸:超強(qiáng)運(yùn)力支撐全球貿(mào)易
全球范圍內(nèi)超過90%的貨物貿(mào)易,都依靠遠(yuǎn)洋集裝箱船完成跨洋運(yùn)輸,連接起全世界各個(gè)市場。小到日常消費(fèi)品,大到工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備,從能源資源到民生生鮮,巨輪航行過的軌跡,就是支撐世界經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的貿(mào)易流動(dòng)脈絡(luò)。
載貨容量是衡量集裝箱船運(yùn)力最直觀的標(biāo)準(zhǔn),我們用一組數(shù)據(jù)就能感受到“東方智慧”輪的裝載能力有多驚人:
它的總長度達(dá)到399.99米,型寬61.3米,整個(gè)甲板的總面積相當(dāng)于3.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場,滿載之后船體的高度差不多和22層居民樓持平,載重噸位達(dá)到22.5萬噸,設(shè)計(jì)航速22.7節(jié),最大裝箱量可達(dá)24168個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。
24168個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱是什么概念?如果把“東方智慧”輪滿載的集裝箱首尾相連排成一條線,總長度將近150公里,差不多相當(dāng)于從北京中心城區(qū)一直延伸到天津塘沽的距離;如果換成重型集裝箱卡車來運(yùn)輸這些集裝箱,所有車輛首尾相連的總長度將近3500公里,足夠從我國最北端的漠河一直排到最南端的三亞。
僅僅這一艘船的運(yùn)力,就可以滿足一整條亞歐航線的大宗貨物運(yùn)輸需求。而且在打造超大運(yùn)力的基礎(chǔ)上,建造團(tuán)隊(duì)還對船體線型做了專項(xiàng)優(yōu)化,有效降低航行阻力,兼顧了航速表現(xiàn)和能源利用效率,真正實(shí)現(xiàn)了“大而不笨”。
綠色答卷:攻克世界級造船技術(shù)難題
如今,支撐全球貿(mào)易的遠(yuǎn)洋船舶,正在面臨一場迫在眉睫的“綠色大考”。超大型集裝箱船作為全球貿(mào)易的核心運(yùn)力裝備,船型越大運(yùn)營效率越高,但隨之而來的環(huán)保壓力也更大:傳統(tǒng)燃油模式下,一艘2萬標(biāo)箱級別的巨輪每年碳排放量居高不下,硫氧化物、氮氧化物的排放量也遠(yuǎn)超現(xiàn)行的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
隨著全球碳減排進(jìn)程不斷推進(jìn),國際海事組織提出的“2050航運(yùn)碳中和”目標(biāo)已經(jīng)落地,歐盟、新加坡等多個(gè)國家和地區(qū)都陸續(xù)出臺了嚴(yán)苛的船舶排放限制政策,碳成本不斷提升,傳統(tǒng)燃油船舶不僅運(yùn)營成本大幅上漲,合規(guī)壓力也越來越大。
那么這道“綠色考題”該怎么解答?
在甲醇動(dòng)力方案普及之前,LNG動(dòng)力一度被看作很有潛力的過渡方案,但這類船舶需要安裝超低溫儲罐來存儲燃料,專用的儲罐體不僅擠占了大量原本可以載貨的空間,而且建造成本高,后續(xù)運(yùn)維和遠(yuǎn)洋燃料補(bǔ)給的難度也很大,只能解決階段性問題,沒辦法成為規(guī)模化普及的最優(yōu)方案。
想要同時(shí)兼顧環(huán)保性能、運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性、燃料儲運(yùn)便利性和船舶適配性,“甲醇雙燃料”成為了更合適的答案:甲醇可以存放在船舶專用的常壓燃料艙里,不需要復(fù)雜的低溫存儲設(shè)備,也不會(huì)擠占核心的載貨空間;甲醇燃燒后可以實(shí)現(xiàn)硫氧化物零排放,氮氧化物的排放量也會(huì)大幅降低,如果使用的是綠色甲醇,還可以實(shí)現(xiàn)船舶全生命周期的碳中和;加上甲醇的全球供應(yīng)鏈已經(jīng)十分成熟,補(bǔ)給十分方便,可以適配絕大多數(shù)遠(yuǎn)洋航線。
方向確定了,但要把甲醇雙燃料方案應(yīng)用在2.4萬標(biāo)箱的超大型集裝箱船上,在當(dāng)時(shí)的全球造船界還是一片“無人區(qū)”。
這種體量的巨輪,有著近400米的超長船體和22萬噸的載重,而且甲醇本身屬于易燃易爆的燃料,動(dòng)力系統(tǒng)適配、燃料系統(tǒng)密封防爆、全船安全管控、智能運(yùn)維,每一項(xiàng)都是沒有過往經(jīng)驗(yàn)可以參考的世界級技術(shù)難題。
面對這片技術(shù)空白,中遠(yuǎn)海運(yùn)重工專門組建了研發(fā)團(tuán)隊(duì),耗時(shí)三年開展自主攻關(guān),跳出了傳統(tǒng)動(dòng)力設(shè)計(jì)的思路框架,針對2.4萬標(biāo)箱超大型船體的運(yùn)行需求,自主攻克了甲醇主機(jī)、輔機(jī)、鍋爐的全套適配技術(shù),實(shí)現(xiàn)了三大核心技術(shù)突破:
第一,燃料切換可以無縫銜接。這套動(dòng)力系統(tǒng)可以在船舶航行過程中實(shí)現(xiàn)甲醇和傳統(tǒng)燃油模式的自由切換,不需要停船,也不會(huì)降低航速,不會(huì)耽誤貨運(yùn)周期,可以靈活適配不同航線、不同補(bǔ)給條件,同時(shí)船舶的續(xù)航里程也完全滿足往返亞歐核心航線不需要中途補(bǔ)給的需求。
第二,儲運(yùn)更便捷,空間利用率更高。和LNG動(dòng)力需要超低溫儲罐不同,“東方智慧”輪配備了專用的常壓甲醇燃料艙,不需要復(fù)雜的低溫設(shè)備,也不會(huì)擠占核心載貨空間,船艙的利用率得到了大幅提升。
第三,環(huán)保性能達(dá)到全球領(lǐng)先水平。加注綠色甲醇之后,船舶可以實(shí)現(xiàn)全生命周期碳中和;就算使用常規(guī)甲醇運(yùn)行,單船每年也可以減少15萬噸二氧化碳排放,差不多相當(dāng)于種植82萬棵樹的固碳效果,同時(shí)徹底消除了硫氧化物污染,氮氧化物排放量也大幅下降,完全滿足全球最嚴(yán)苛的海事環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
針對甲醇易燃易爆、帶有毒性的特性,建造團(tuán)隊(duì)也做了全方位的安全設(shè)計(jì):通過優(yōu)化甲醇燃料艙的專屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),強(qiáng)化了防爆、防泄漏的雙重工藝,從根源上避免了燃料泄漏的風(fēng)險(xiǎn);搭載了24小時(shí)不間斷運(yùn)行的甲醇?xì)怏w濃度監(jiān)測系統(tǒng),濃度超標(biāo)會(huì)第一時(shí)間報(bào)警并啟動(dòng)應(yīng)急處置;配備了貨艙固定式二氧化碳滅火系統(tǒng)和甲板高壓水炮組成的立體消防網(wǎng)絡(luò),遇到突發(fā)火情可以實(shí)現(xiàn)秒級響應(yīng);還聯(lián)合國際權(quán)威船級社完成了上萬次極端海況、惡劣天氣的模擬試驗(yàn),全方位驗(yàn)證了燃料系統(tǒng)和船體運(yùn)行的穩(wěn)定性,保證每一次遠(yuǎn)航都安全可靠。
憑借這些技術(shù)突破,“東方智慧”輪率先站上了全球綠色船舶建造的制高點(diǎn)。
智能賦能:全棧式管控打造“智慧大腦”
除了超強(qiáng)運(yùn)力和綠色動(dòng)力之外,“東方智慧”輪還有一顆強(qiáng)大的“智慧大腦”,它順利通過了國際智能船舶、網(wǎng)絡(luò)安全兩個(gè)領(lǐng)域的最高等級認(rèn)證,是目前全球智能船舶的標(biāo)桿產(chǎn)品。
這顆“智慧大腦”到底有什么功能?它是中遠(yuǎn)海運(yùn)重工自主研發(fā)的全棧式智能管控系統(tǒng),打造出了“感知+分析+決策”一體化的智慧航行體系。
其中,船岸數(shù)據(jù)中樞系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)采集全船的主機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)、燃料消耗數(shù)據(jù)、船體受力數(shù)據(jù)、集裝箱儲運(yùn)狀態(tài)、航行環(huán)境參數(shù)等核心信息,并且同步傳輸給岸基指揮中心。就算船舶遠(yuǎn)在萬里之外的深海,岸基運(yùn)維團(tuán)隊(duì)也可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)掌握船舶的運(yùn)行狀態(tài),提前發(fā)現(xiàn)隱患、提前處置故障。
智能能效管理系統(tǒng)就像是船舶的“私人節(jié)能管家”,它可以根據(jù)航行的海況條件、航線規(guī)劃、船舶載重狀態(tài),自動(dòng)優(yōu)化航速、微調(diào)船體姿態(tài)、精準(zhǔn)調(diào)控主機(jī)功率,再搭配高效永磁軸帶發(fā)電機(jī),同時(shí)實(shí)現(xiàn)了環(huán)保降碳和降本增效。
船體結(jié)構(gòu)智能監(jiān)測系統(tǒng)就像是船舶的“隨身醫(yī)生”,“東方智慧”輪有著近400米的超長船體,在遠(yuǎn)洋遭遇大風(fēng)大浪時(shí)很容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)疲勞、隱形裂紋,傳統(tǒng)人工檢測不僅效率低,風(fēng)險(xiǎn)也很高,這套系統(tǒng)可以24小時(shí)不間斷對船體做“體檢”,依托三維仿真建模和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測,可以精準(zhǔn)預(yù)判船體損傷,提前提示維修周期。
針對冷藏集裝箱,它還配備了專屬的智能管控系統(tǒng),可以通過無線方式實(shí)時(shí)監(jiān)測船上所有冷藏集裝箱的溫度和運(yùn)行狀態(tài),出現(xiàn)異常會(huì)自動(dòng)報(bào)警,不需要人工逐個(gè)巡檢,既提升了效率,也能更好地保障冷鏈貨物的運(yùn)輸安全,助力全球智能物流的無縫銜接。
從過去的被動(dòng)航行到現(xiàn)在的主動(dòng)管控,從人工操作到智能決策,數(shù)字造船技術(shù)和精益建造工藝在“東方智慧”輪上實(shí)現(xiàn)了深度融合。
“東方智慧”輪的誕生,不只是單一船型的技術(shù)突破,更是中國造船全領(lǐng)域、全譜系、全鏈條自主創(chuàng)新能力的集中體現(xiàn)。
大國重器的真正價(jià)值,從來不止于刷新工程建造的極限,更在于它承載著綠色發(fā)展的初心,連接著全球經(jīng)貿(mào)往來,助力整個(gè)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。這張中國造船遞給世界的硬核名片,也標(biāo)注著中國引領(lǐng)全球深藍(lán)綠色發(fā)展未來的無限可能。
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