揭秘亚洲最大造岛神器"天鲲"号
随着世界和国内经济的快速发展,海上疏浚和填筑工程的规模越来越大,疏浚行业面对的挑战也越来越严峻,土质坚硬、输送距离长、工况较恶劣使得传统的挖泥船已不能完全适应。疏浚市场对疏浚设备的效率、成本和节能减排的要求越来越高,疏浚企业对大型疏浚设备的需求也越来越迫切,挖泥船正朝向高效化、智能化和绿色环保方向快速发展。大型自航绞吸式挖泥船的设计建造和挖泥船关键设备的研制已成为国际疏浚行业竞争能力的标志,甚至代表了一个国家的装备制造业总体水平。因此,研发与国外先进技术水平相当、具有自主知识产权的大型绞吸式挖泥船是在当前国际疏浚市场激烈竞争形势下的一项紧迫使命。
2011年10月,国家工信部、财政部联合批复关于"5000kW绞刀功率绞吸式疏浚船关键技术"研究项目,该项目由中交天津航道局有限公司牵头组织,联合中国船舶工业集团公司第七〇八研究所、上海交通大学、广州文冲船厂有限责任公司、招商局重工(深圳)有限公司等单位联合研发。经过参研单位艰苦卓绝的不懈努力,历时五年,圆满完成了全部研发任务,顺利的通过了工信部组织的专家组验收,为"天鲲"号的建造奠定了技术基础。
为积极响应"一带一路"倡议,打造建设海洋强国之重器,提升中国在国际高端疏浚市场的竞争力,2015年中交天津航道局有限公司启动了新一代重型自航绞吸船"天鲲"号的建造工作,并于2015年12月11日在上海振华重工启东海洋工程股份有限公司开工建造,该项目入级中国船级社(CCS)。
"天鲲"号主要技术性能如下图1-1、1-2,"天鲲"号是国内首艘从设计到建造拥有完全自主知识产权、绿色环保、高效智能的重型自航绞吸船。全船采用全电力驱动型式,船体艉部设置带有波浪补偿装置的重型桥架,艏部设置柔性钢桩台车及三缆定位系统,机舱、泵舱位于船体舯部,上甲板以上设置带有气动减振装置的5层甲板室,定员45人。
船舶主要参数:总长140.0m,型 宽27.8m, 型 深9.0m, 吃水6.5m, 航 速12kn, 总 装 机功率25843kW,标准疏浚能力6000m3/h。图1-2 下水后的天鲲号图1-1 下水前的天鲲号
"天鲲"号桥架配置了世界上最大的波浪补偿系统,可保证船舶在大风浪工况下的施工安全,大幅提升施工效率。
全球首创在重型自航绞吸船配置钢桩台车/三缆定位双定位系统如下图1-4 所示,"天鲲"号研制了世界上最先进的油缸式柔性重型钢桩台车系统,可适应3m高的波浪;三缆定位系统海况适应性更高,可适应4m高的波浪。
1、国内首艘采用全电力驱动型式的自航绞吸船
"天鲲"号采用全电力中压驱动 型 式, 配 置3台8000kW主 发电机组,绞刀功率2×3300kW,水 下 泵 功 率5000kW, 舱 内 泵功 率2×6000kW, 主 推 进 功 率2×4000kW,艏侧推功率550kW,移绞车功率2×700kW,起桥绞车功率2×700kW。
这种动力驱动型式可根据全船用电负荷需求以及泥泵排距长短合理选择柴油发电机组的开启数量,无需在排泥终端配置缩口,实现装机功率的最有效利用。
2、挖掘系统能力位居世界前列
"天鲲"号绞刀电机额定功率6600kW,最大功率可达9900kW。绞刀转速可根据土质的变化进行无极调速,两台驱动电机可根据挖掘功率的需要选择单机或双机运转,其挖掘功率居世界前列,亚洲第一。本船配备了四型绞刀头,可挖掘抗压强度50MPa的岩石。
3、输送系统能力世界第一
"天鲲"号泥泵电机总功率17000kW,最大排距15000m。可根据输送距离选择单泵、双泵串联和三泵串联等多种施工组合工作模式。"天鲲"号配备最新型高效泥泵,每台泥泵配备有不同叶片数、不同直径的系列叶轮,可满足不同输送工况的要求。全船吸排泥管径为1000mm,全部采用双层复合高耐磨材料,可大大提高吸排泥管路的耐磨性能和使用寿命。
4、适应恶劣海况的能力全球最强
"天鲲"号桥架重量高达1700t,可满足挖掘高强度岩石的需要。如下图1-3所示的总布置图,"天鲲"号重型桥架采用上下双耳轴形式,可实现6.5 ~ 35m挖深范围,本船35m的最大挖掘深度居世界前列,亚洲第一。“天鲲”号桥架配置了世界上最大的波浪补偿系统,可保证船舶在大风浪工况下的施工安全,大幅提升施工效率。
全球首创在重型自航绞吸船配置钢桩台车/三缆定位双定位系统如下图1-4 所示,“天鲲”号研制了世界上最先进的油缸式柔性重型钢桩台车系统,可适应3m高的波浪 ;三缆定位系统海况适应性更高,可适应4m高的波浪。
5、国际领先的自航绞吸船智能集成控制系统
"天鲲"号在疏浚三维土质建模与显示、实时潮位推算、能效管理、大数据分析技术和智能自动挖泥控制等方面进行创新研发,形成了国际领先的新型自航绞吸船智能集成控制系统。该集成控制系统主要实现疏浚施工过程中重要设备(如横移绞车、桥架绞车、钢桩台车等)在不同的施工模式下进行的自动控制。通过该集成控制系统,实现了横移绞车、桥架绞车和钢桩台车在疏浚过程中的动作自动控制。
除上述先进技术以外,“天鲲”号还在泥泵封水泵、智能海水冷却系统、气动减震系统、海水淡化装置及折臂吊机等方面取得突破性的创新和应用新成果。
