老設備改造中的新技術應用

王守新

（中國電建集團港航建設有限公司，天津 300467）

孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目是一個大型的工程項目，在項目施工中，邊坡疏浚施工是整個工程的關鍵工序。邊坡施工質量要求非常嚴格，質量標準已經超過歐美質量標準，驗收非常苛刻。疏浚施工是整個水上工程的第一項施工，直接影響后續工程的進展。挖泥船的施工質量是非常關鍵的，直接影響后續各項施工，它易受外界因素的影響。前期投入7025船型手動階梯式邊坡開挖，受施工設備條件限制，以及人工手動操作不可避免的施工誤差，施工質量難以保證，精度無法滿足技術要求，存在施工效率低下的問題。為了更好地應對這種情況，新船舶或舊設備改造不可避免，新技術的競爭優勢取決于節能、高效、環保，可以更好地完成工程的實際需要。

1 船舶的基本構成

1.1 電控柴油機

電控柴油機是柴油機歷史上經歷過的第三次革命，當前這種技術在船舶上運用也是最為出色和廣泛的。這種類型的電注入柴油引擎，經過多次的實驗室和船測試和檢驗，變得越來越成熟，已廣泛應用于新船，其中最強烈推薦和廣泛應用的是MAN B & W系列柴油機和瓦錫蘭蘇爾壽公司推出rt—flex系列柴油機。

在孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目過程當中，其吸泥船在設計之初便有著一些較為顯著的思路，施工合同于2015年簽訂，2017年交付。三年多以來，主機在船舶節能技術迅猛發展的情況下更多以MAN B & W 5s60me—c7.1為主，然而，經過長時間的實踐，發現能夠讓船舶在節能、高效、環保方面發揮更好效果的卻是5s60me—c8.2。對比該模型的油耗及成本核算，有利于模型的持續改善和提升。更換較先進型號的舊設備后，主機耗油量減少約1.9%。船舶油耗29噸/日，年航次280天，可節約燃油155噸，能夠為整個孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目工程帶來10萬美金的巨大經濟收益。

1.2 新能源主機

在現代船舶當中，新能源主機的運用愈發頻繁，其節能性和環保性讓這一混合燃料躋身未來一段時間內主流的船舶發動機產品，在孟加拉國帕德馬大橋河道整治工程中其應用也十分廣泛。在整治工程的船舶當中，以液化天然氣(LNG)為動力的發動機依舊有廣泛的應用，尤其是me—gi雙燃料天然氣發動機為最常見，但是要數減排能力柴油機和渦輪發動機無疑是最優質的，其尾氣循環技術讓船舶可以在IMO III氮氧化物排放的標準下更好地作業。隨著技術的進步，符合國際海事組織排放標準III的柴油發動機逐漸出現在人們的事業當中，其中MAN B & W 6s80me—c9這一型號尤為引人矚目。

1.3 組合式鍋爐

作為一種節能方法，鍋爐聯合回收發電機組余熱在新船舶或舊設備改造當中的應用十分廣泛。很長一段時間,不使用氣體發生器直接排氣，由于改造減少了主機使用的電力，主機排氣溫度和排氣增壓器出口減少，導致蒸汽的主機廢氣鍋爐側難以符合船舶作業的需求。

孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目中的吸泥船為了更好地配合蒸汽動力的需要，更多以組合式鍋爐來強化其動力推進，這種鍋爐主要包括了1臺主機以及2臺發電機。在根本原理上，這3臺機組排出的所有廢氣能夠以組合的形式被排放到廢氣鍋爐，然而發電機在鍋爐檢修時依舊能夠順利運轉，從而確保船舶運作能夠一直得到有效的電力供應，所以組合鍋爐更多還是借助2臺機組的方式來展開。因為在鍋爐內的排氣管道里，發電機與主機處于完全剝離的狀態，所以額外的腐蝕風險或者結構問題便不復存在。

2 新結構技術與新材料的運用

2.1 結構技術在現代船舶老設備改造及建造中的運用

節能渦翼增加防渦翼，減少螺旋槳尾泡，減小空化效應，讓水動力性能和推進效率進一步提升。渦翼的關鍵作用在于更好地回收螺旋槳尾流場在旋轉過程成損失的大概5%的能量，所以大多數船舶在廠房維修時，都會著重改造和完善船舶的推進裝置，從而讓船舶推進效率更優，當前與之相關的舊設備改造原理以及改進辦法在類似于孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目這樣的大型工程中逐漸普及。在經過改進的渦流翅片當中，安裝步驟進一步簡化，有效地改善了節能效果以及節約了維護成本。在安裝鰭以后，在相同的功率條件下，0.1海里的速度比沒有鰭效果好，推進效率更高，燃料節約更多。

2.2 新材料

在孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目的船舶中，Syladvance、Sigma Ecofleet這兩種材料的運用最為廣泛，前者更多是為了防止水生生物污染，從而更好地提升其工作效率；后者則更多是以基于甲基丙烯酸有機硅聚合物樹脂的專利技術為基礎，能使船體表面光滑，具有優異的防污性能。構建σSYLADVANCE漆板，可以減少水下船體航行期間的摩擦和阻力，減少了船在實際應用中的石油消耗。

Sigma Ecofleet 290為Sigma標準防污漆；Sigma SA800是一種先進的防污涂料，其工藝為成膜樹脂全水解，這也是當前技術領域的一項重要專利。Sigma SA800在拋光方面有著更好的均勻效果和線性特點，還有更為稀薄的防污涂料表面皂化層，讓整個涂料的活性成分在空氣釋放更為平穩，防止水污染的效果也更好，在孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目其優勢更是十分明顯。在船舶作業過程中，往往需要連續拋光防污涂料，在這種情況下σsa8000將會使相應設備的表面更為光滑表面，σsa8000和防污涂料表面施工的特點，與普通的防污涂料相比，減少了船體摩擦阻力，在相同情況下，船舶荷載和主機推進效率更高，從而達到節能減排的效果。

3 老舊設備中新技術創新改造的途徑

在孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目的吸泥船中，首當其沖的便是讓船舶加寬，使船舶運力增加、成本降低、效益提高，從而使孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目效率更高。加寬改造有效地提升了船舶的裝載能力、長時間作業能力以及和橫向穩定性。除此外，隨著舊設備的進一步改造，孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目當中船舶作業過程中的的碳排放量也得到了有效的控制，達到了節能環保的效果。大型絞吸式挖泥船河道深水邊坡高精度開挖控制技術研究以及舊設備中新技術的運用，取得了較好的經濟效益，目前投入的9029絞吸式挖泥船使用邊坡自動開挖技術，極大地提高了邊坡疏浚質量，并確保了疏浚施工效率。該項目的研究，為孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目的順利實施提供了技術保障，并節約了施工成本。9029絞吸式挖泥船使用邊坡自動開挖技術，開挖的邊坡質量90%以上能達到+/-250mm的容差要求，對比手動階梯式開挖或手動直接開挖的+/-500mm容差，有很大的提高。9029絞吸式挖泥船邊坡自動開挖技術的應用，在邊坡疏浚時，減少了重復開挖率，正常情況開挖兩次即可形成高質量的永久邊坡，極大地提高了疏浚施工效率，并降低了單位面積疏浚施工綜合油耗。該技術的應用將綜合單方油耗超過1kg/m3降低至0.65kg/m3左右，為項目節約了大量的施工成本。

4 結語

上述船舶老設備中新技術的應用在當前船舶技術改革當中只是其中的一部分內容，還有更多的新技術已經逐步在船舶改造當中發揮重要的作用。在孟加拉國帕德瑪大橋河道整治工程中，類似于吸泥船這樣的船舶，其設備改造和新技術運用一直是其常規使用最為重要的事情。總的來說，創新及技術革命是我國在大型項目工程建設過程中提升自身競爭的必經之路，也是孟加拉帕德瑪大橋河道整治項目這樣的大型項目中，我國船舶使用更廣泛的重要推動力。