老设备改造中的新技术应用

王守新

（中国电建集团港航建设有限公司，天津 300467）

孟加拉帕德玛大桥河道整治项目是一个大型的工程项目，在项目施工中，边坡疏浚施工是整个工程的关键工序。边坡施工质量要求非常严格，质量标准已经超过欧美质量标准，验收非常苛刻。疏浚施工是整个水上工程的第一项施工，直接影响后续工程的进展。挖泥船的施工质量是非常关键的，直接影响后续各项施工，它易受外界因素的影响。前期投入7025船型手动阶梯式边坡开挖，受施工设备条件限制，以及人工手动操作不可避免的施工误差，施工质量难以保证，精度无法满足技术要求，存在施工效率低下的问题。为了更好地应对这种情况，新船舶或旧设备改造不可避免，新技术的竞争优势取决于节能、高效、环保，可以更好地完成工程的实际需要。

1 船舶的基本构成

1.1 电控柴油机

电控柴油机是柴油机历史上经历过的第三次革命，当前这种技术在船舶上运用也是最为出色和广泛的。这种类型的电注入柴油引擎，经过多次的实验室和船测试和检验，变得越来越成熟，已广泛应用于新船，其中最强烈推荐和广泛应用的是MAN B & W系列柴油机和瓦锡兰苏尔寿公司推出rt—flex系列柴油机。

在孟加拉帕德玛大桥河道整治项目过程当中，其吸泥船在设计之初便有着一些较为显著的思路，施工合同于2015年签订，2017年交付。三年多以来，主机在船舶节能技术迅猛发展的情况下更多以MAN B & W 5s60me—c7.1为主，然而，经过长时间的实践，发现能够让船舶在节能、高效、环保方面发挥更好效果的却是5s60me—c8.2。对比该模型的油耗及成本核算，有利于模型的持续改善和提升。更换较先进型号的旧设备后，主机耗油量减少约1.9%。船舶油耗29吨/日，年航次280天，可节约燃油155吨，能够为整个孟加拉帕德玛大桥河道整治项目工程带来10万美金的巨大经济收益。

1.2 新能源主机

在现代船舶当中，新能源主机的运用愈发频繁，其节能性和环保性让这一混合燃料跻身未来一段时间内主流的船舶发动机产品，在孟加拉国帕德马大桥河道整治工程中其应用也十分广泛。在整治工程的船舶当中，以液化天然气(LNG)为动力的发动机依旧有广泛的应用，尤其是me—gi双燃料天然气发动机为最常见，但是要数减排能力柴油机和涡轮发动机无疑是最优质的，其尾气循环技术让船舶可以在IMO III氮氧化物排放的标准下更好地作业。随着技术的进步，符合国际海事组织排放标准III的柴油发动机逐渐出现在人们的事业当中，其中MAN B & W 6s80me—c9这一型号尤为引人瞩目。

1.3 组合式锅炉

作为一种节能方法，锅炉联合回收发电机组余热在新船舶或旧设备改造当中的应用十分广泛。很长一段时间,不使用气体发生器直接排气，由于改造减少了主机使用的电力，主机排气温度和排气增压器出口减少，导致蒸汽的主机废气锅炉侧难以符合船舶作业的需求。

孟加拉帕德玛大桥河道整治项目中的吸泥船为了更好地配合蒸汽动力的需要，更多以组合式锅炉来强化其动力推进，这种锅炉主要包括了1台主机以及2台发电机。在根本原理上，这3台机组排出的所有废气能够以组合的形式被排放到废气锅炉，然而发电机在锅炉检修时依旧能够顺利运转，从而确保船舶运作能够一直得到有效的电力供应，所以组合锅炉更多还是借助2台机组的方式来展开。因为在锅炉内的排气管道里，发电机与主机处于完全剥离的状态，所以额外的腐蚀风险或者结构问题便不复存在。

2 新结构技术与新材料的运用

2.1 结构技术在现代船舶老设备改造及建造中的运用

节能涡翼增加防涡翼，减少螺旋桨尾泡，减小空化效应，让水动力性能和推进效率进一步提升。涡翼的关键作用在于更好地回收螺旋桨尾流场在旋转过程成损失的大概5%的能量，所以大多数船舶在厂房维修时，都会着重改造和完善船舶的推进装置，从而让船舶推进效率更优，当前与之相关的旧设备改造原理以及改进办法在类似于孟加拉帕德玛大桥河道整治项目这样的大型工程中逐渐普及。在经过改进的涡流翅片当中，安装步骤进一步简化，有效地改善了节能效果以及节约了维护成本。在安装鳍以后，在相同的功率条件下，0.1海里的速度比没有鳍效果好，推进效率更高，燃料节约更多。

2.2 新材料

在孟加拉帕德玛大桥河道整治项目的船舶中，Syladvance、Sigma Ecofleet这两种材料的运用最为广泛，前者更多是为了防止水生生物污染，从而更好地提升其工作效率；后者则更多是以基于甲基丙烯酸有机硅聚合物树脂的专利技术为基础，能使船体表面光滑，具有优异的防污性能。构建σSYLADVANCE漆板，可以减少水下船体航行期间的摩擦和阻力，减少了船在实际应用中的石油消耗。

Sigma Ecofleet 290为Sigma标准防污漆；Sigma SA800是一种先进的防污涂料，其工艺为成膜树脂全水解，这也是当前技术领域的一项重要专利。Sigma SA800在抛光方面有着更好的均匀效果和线性特点，还有更为稀薄的防污涂料表面皂化层，让整个涂料的活性成分在空气释放更为平稳，防止水污染的效果也更好，在孟加拉帕德玛大桥河道整治项目其优势更是十分明显。在船舶作业过程中，往往需要连续抛光防污涂料，在这种情况下σsa8000将会使相应设备的表面更为光滑表面，σsa8000和防污涂料表面施工的特点，与普通的防污涂料相比，减少了船体摩擦阻力，在相同情况下，船舶荷载和主机推进效率更高，从而达到节能减排的效果。

3 老旧设备中新技术创新改造的途径

在孟加拉帕德玛大桥河道整治项目的吸泥船中，首当其冲的便是让船舶加宽，使船舶运力增加、成本降低、效益提高，从而使孟加拉帕德玛大桥河道整治项目效率更高。加宽改造有效地提升了船舶的装载能力、长时间作业能力以及和横向稳定性。除此外，随着旧设备的进一步改造，孟加拉帕德玛大桥河道整治项目当中船舶作业过程中的的碳排放量也得到了有效的控制，达到了节能环保的效果。大型绞吸式挖泥船河道深水边坡高精度开挖控制技术研究以及旧设备中新技术的运用，取得了较好的经济效益，目前投入的9029绞吸式挖泥船使用边坡自动开挖技术，极大地提高了边坡疏浚质量，并确保了疏浚施工效率。该项目的研究，为孟加拉帕德玛大桥河道整治项目的顺利实施提供了技术保障，并节约了施工成本。9029绞吸式挖泥船使用边坡自动开挖技术，开挖的边坡质量90%以上能达到+/-250mm的容差要求，对比手动阶梯式开挖或手动直接开挖的+/-500mm容差，有很大的提高。9029绞吸式挖泥船边坡自动开挖技术的应用，在边坡疏浚时，减少了重复开挖率，正常情况开挖两次即可形成高质量的永久边坡，极大地提高了疏浚施工效率，并降低了单位面积疏浚施工综合油耗。该技术的应用将综合单方油耗超过1kg/m3降低至0.65kg/m3左右，为项目节约了大量的施工成本。

4 结语

上述船舶老设备中新技术的应用在当前船舶技术改革当中只是其中的一部分内容，还有更多的新技术已经逐步在船舶改造当中发挥重要的作用。在孟加拉国帕德玛大桥河道整治工程中，类似于吸泥船这样的船舶，其设备改造和新技术运用一直是其常规使用最为重要的事情。总的来说，创新及技术革命是我国在大型项目工程建设过程中提升自身竞争的必经之路，也是孟加拉帕德玛大桥河道整治项目这样的大型项目中，我国船舶使用更广泛的重要推动力。