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    光明日报 2019年01月23日 星期三

    国之重器 筑梦深蓝

    上海交通大学打破垄断自主研发中国疏浚装备

    作者: 《光明日报》( 2019年01月23日 10版)

        新海旭大型绞吸挖泥船

      预计2019年春天,一艘名为“新海旭”的大型绞吸挖泥船即将开赴远海服务“一带一路”港口建设。它总长138米,总装机功率26100千瓦,标准疏浚能力6500立方米/小时。这是上海交大船舶设计团队设计的第56艘大型绞吸挖泥船,也是目前世界领先的非自航绞吸挖泥船。“新海旭”的核心设备均实现了国内设计和制造,标志着我国大型绞吸挖泥船的设计、制造、使用形成了完整的技术体系,总装建设和核心设备建造已经形成了完整的产业链。

    冲破垄断

      海上大型疏浚装备,俗称“挖泥船”,是我国远海大规模高效吹填造陆的国之重器。大型现代化的挖泥船是结构复杂、技术含量高的特种工程船,其核心技术长期被欧洲垄断并严格封锁。2002年之前,我国尚不具备设计和制造大型现代化挖泥船的经验和能力,国际招标的大型疏浚与填筑工程,主要被世界上五六家大型疏浚公司夺得。依赖进口不仅需要巨额资金,也不能掌握关键技术,而且因相关公司的生产能力有限,不能满足国内基础建设和参与国际竞争的需求,严重制约了我国疏浚企业发展。

      2002年起,上海交通大学和上海航道局等单位开始了自主研制现代海上大型疏浚装备的步伐。

      在开展大型挖泥船研发过程中,上海交大船舶设计团队经过大量的实践调研和分析,并在借鉴和吸收世界先进的特种作业船舶设计的经验基础上,结合我国的实际情况,逐步建立了集特种作业船舶环境载荷分析和作业载荷计算于一体的系统的理论分析计算方法和设计理论,完全掌握了绞吸挖泥船挖掘、定位和输送三大核心设备系统设计的核心技术和特种船舶设计开发的核心内涵,大力提升了我国疏浚业的国际竞争力,打破了国外对绞吸挖泥船的技术封锁和高额垄断。

      拥有强大的挖掘和输送能力,上海交大研发的系列海上大型绞吸挖泥船可以在不同海况和海底地质条件下进行作业,既可疏浚坚硬的风化岩或者珊瑚礁,也可疏浚疏松的沙土、黏土和淤泥,无论是哪种作业条件,都可以获得可观的产量。上海交大船舶设计团队负责人之一杨启教授举例说,如果每天按照16小时工作量来计算,上海交大研制的“新海旭”绞吸挖泥船挖掘细粉沙每天可以疏浚10-12万立方米沙土。“可以想象一下,一条船一天的挖掘、输送量可以把一个足球场堆高约18米。”

    硕果累累

      2002年起,上海交通大学在相关部门和企业支持下,开始了大型绞吸挖泥船设计技术研究及专用疏浚设备开发,截至2018年底,共研制出56艘大型绞吸挖泥船,疏浚量达到全国疏浚总量的60%。

      2004年,国内自主设计、自主建造的大型绞吸挖泥船“航绞2001”建成并投产,为中国自主设计建造大型绞吸船积累了宝贵经验。

      2006年,上海交通大学与天津航道局联合开发建成了“天狮号”大型绞吸挖泥船,它是我国自行设计和建造的采用浅水倒桩钢桩台车的大型绞吸挖泥船。

      2008年建成的“宇大1号”是我国自行设计和建造的绞刀、水下泥泵、桥架绞车和横移绞车等全部采用变频驱动技术的大型绞吸挖泥船,船型、设备配备和特殊疏浚设备的设计和疏浚性能均达到国际上同量级先进绞吸挖泥船的技术水平。

      2009年建成的“天麒”和“天麟”是我国自行设计和建造的非自航绞吸挖泥船,全船主要设备全部采用综合节能的变频驱动技术,船舶配三缆定位与钢桩台车定位两套系统,并采用了全船甲板行走吊车。

      2010年设计建造的“天鲸号”,绞刀功率达4200千瓦,可以挖掘岩石和珊瑚礁,最大挖深30米,总装机功率20020千瓦,成为当时国际领先的超大型自航绞吸挖泥船。

      2018年3月,完全自主知识产权的重型非自航绞吸装备“新海旭”交付使用,随即开赴远海进行“一带一路”港口建设。

      从“航绞2001”到“新海旭”,我国大型绞吸挖泥船设计建造实力得到突飞猛进的发展,产学研用有机结合,自主创新能力显著提升,国产疏浚设备装船率超过95%,具有性价比高和维修服务便捷等优势,多项技术达到世界领先水平。

    服务国家战略

      历时16年,上海交大自主研发设计的挖泥船系列,已然成为一个中国疏浚装备品牌,也得到了有关部门的认可。近年来上海交大陆续参与了“5000kW绞刀功率绞吸式疏浚船关键技术研究”“大型抓斗式疏浚工程船及抓斗设备设计关键技术研究”等多项“国家高技术船舶科研计划项目”,主持了“三峡库围航道疏浚2000方自航绞吸挖泥船”“长江下游12.5m深水航道维护疏浚4500方/时自航绞吸挖泥船”“长江中下游航道维护疏浚3500方/时自航绞吸挖泥船”等项目。

      上海交大研制的海上大型绞吸式挖泥船承担国内工程82项,海外工程21项,遍布亚洲、非洲、南美洲等地的17个国家。伊朗阿巴斯港工程、新加坡集结地吹填等项目亮点不断;沙特吉赞人工岛疏浚项目,有力推动吉赞经济城的整体施工进度;马来西亚关丹深水港项目,提升东海岸及马来西亚的经济发展;阿尔及利亚舍尔沙勒新港口项目,建成后将成为地中海最大的海上运输中心,也被称作“通往亚洲之门”上海交大研制的海上大型绞吸挖泥船凭借着过硬的技术实力,在海外擎起了中国疏浚装备的旗帜。

      与此同时,上海交大自主研制的56座大型绞吸挖泥船在国家基础设施建设中发挥着排头兵的作用,先后在上海洋山深水港工程、长江口整治工程、曹妃甸首钢工程、环渤海湾经济带建设、粤港澳大湾区建设等工程中发挥了重大作用,为我国航道疏浚、填海造地和港口码头建设等作出了极大的贡献。

    装备见匠心

      “大国重器,筑梦深蓝”,上海交大系列海上大型绞吸挖泥船的设计建造,实现着中国的海洋强国梦想,也凝聚着高校科技创新的智慧,和一流学科的助力。交大系列海上大型绞吸挖泥船的故事背后,是全体交大船海人的坚持和传承。

      交大船建学院的资深前辈杨槱院士,1940年获得英国格拉斯哥大学造船系一等荣誉学士学位毕业后,立刻启程回国,为中国当代船舶工业的发展鞠躬尽瘁,是当代船舶工业当之无愧的奠基人之一,也是船建学院研究人员的导师,不断激励着后继者传承海洋强国的梦想。

      2010年,“天鲸号”首次挖掘岩石的工程在广西防城港进行。设计所前任所长谭家华教授当时已经65岁了,依然坚持带领大家出海上船,现场考察“天鲸号”挖掘岩石的工作状况,以及船舶设备的运行状况。

      设计所所长何炎平说:“对于我们来说,能取得目前的成绩,最重要的就是老师们的言传身教和集体团结的氛围。拧成一股绳儿把事情做好是我们团队最大的特点。我们所的每个人,这十几年的加班都不计其数,寒暑假也几乎没有休息。因为每天工作8个小时,4个小时做教学、4个小时做科研是远远不够的。虽然很辛苦,但每位老师仍日复一日地坚持下来,因为我们不仅仅想完成任务,更想要做到最好,我们希望我们做的每一条船都有新的进步,能够推着我们继续往前走。”

      在“天鲸号”赶赴远海施工现场之前,团队快速响应船东需求,多次赴深圳、三亚等现场查看,针对远海海况和船舶特点,进行稳性计算和船舶安全性评估等工作,为其顺利开赴远海进行施工提供了重要保障。

      大国有重器,装备见匠心。

      上海交大船舶设计研究所在疏浚船舶设计与疏浚技术领域的研究,为我国快速进入世界疏浚大国和强国提供了有力的技术支撑,实现了绞吸挖泥船设计制造国产化和自主知识产权,为我国疏浚技术发展和远海开发战略提供更大的技术支撑和智力支持。研究所关注行业发展,为行业培养并输送一批批优秀的人才,进行技术转化,将一批批精尖技术投入市场,助力整个行业的发展。

      “天鲸号”早已声名远扬,“新海旭”也将远赴加纳助力“一带一路”建设,而上海交通大学船舶设计研究所团队仍在继续坚守,坚守交大造船人的精神,坚守中国造船人的担当,坚守交大敢为人先的传承。站在新时代的起点,以上海交大为代表的中国疏浚产业必将展翅翱翔。

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