豪华邮轮动力新选择

David Tinsley

豪华邮轮市场的快速发展，给船舶动力系统行业带来了福音。

当前，新建邮轮数量可谓前所未有，为数不多几家有能力建造该型船的船厂，其手持订单已经排至5年以上。这对于欧洲的商船建造企业及船舶动力系统制造商而言，无疑是一个福音。

邮轮运营商长期以来一直是船舶设计、建造及动力系统领域技术创新的佼佼者。这些企业对于新技术的态度、服务理念及其持续增长的邮轮船队，不仅是其发展业务、打造品牌竞争力的基础，更推动了整个邮轮市场的扩张。

邮轮的复杂性及各种相关标准，从技术层面给全行业带来了挑战——无论是大型豪华邮轮还是市场快速增长的探险型邮轮、超级豪华邮轮，环保法规都对其有重大影响。为此，船东乐于采取各种措施减少邮轮的碳排放，从而在满足海事法规要求的同时打造其品牌优势。

邮轮是应用现代柴电推进技术的主要船型。通过借鉴这方面的经验，如今越来越多的大型邮轮开始采用柴油/液化天然气（LNG）双燃料电力推进系统。这一领域主要的推动者和设备供应商是曼能源方案公司（MAN）、瓦锡兰集团（Wärtsilä）和拥有马克（MaK）品牌的卡特彼勒公司（Caterpillar），其产品为缸径覆盖430—480毫米的中速机。

其电力系统通常具有多个主发电机，可在满足邮轮生活区及动力推进系统用电需求的同时提供冗余，并确保在邮轮整个运营期间灵活地根据实际用电量来发电。

柴电动力系统

2018年3月，228000总吨（GT）的豪华邮轮“海洋交响”号在法国大西洋造船交付，再次刷新纪录，成为全球最大的客船（以总吨计），可容纳乘客5518人。这艘皇家加勒比邮轮（ Royal Caribbean cruises）拥有的庞然大物采用了柴电动力系统，瓦锡兰为该系统提供了4台12V46F型机、2台16V46F型机，其输出功率合计达96兆瓦（MW），其中最多将有60兆瓦可用于驱动3台单机功率20兆瓦的Azipod吊舱式电力推进系统。

“海洋交响”号配备了空气润滑系统，该系统于2014年首次实船使用，安装在德国迈尔造船（Meyer Werft）建造的豪华邮轮“海洋量子”号上。与二者同属“绿洲”级的“海洋和谐”号于两年前由大西洋船厂交付， 其与“海洋交响”号相比总吨略小，但二者的电力系统完全相同。

GE电力推进系统

总部位于日内瓦的地中海邮轮（MSC Cruises）是业界发展最快的品牌之一。这家豪华邮轮运营商一直青睐GE的船用电力推进系统，其由意大利芬坎蒂尼建造的2艘169400总吨 “Seaside EVO”级豪华邮轮也将采用该系统。它们将是意大利建造的最大豪华邮轮，其“前辈”则是由芬坎蒂尼分别于2017年、2018年交付的153300总吨豪华邮轮“地中海海岸线”号 （MSC Seaside）、“地中海海平线”号（MSC Seaview ）。截至目前，地中海邮轮已有14艘豪华邮轮安装了GE船用电力推进系统。

GE为“地中海海岸线”号 和“地中海海平线”号提供的电力推进系统完全相同，每套系统包括推进控制装置、4台12.8兆伏安（MVA）主发电机、变压器、变频驱动核心部件和2台同步推进电机。“Seaside EVO”级豪华邮轮将采用的电力推进系统与此类似，但发电机和推进电机的额定功率有所提高。

“海洋和谐”号上安装的瓦锡兰46F型发动机

“地中海海岸线”号的4台主发电机为瓦锡兰46F型机，其中为2台为单机功率14400千瓦（KW）的12缸机，另外2台为单机功率16800千瓦的14缸机，在转速为517转/分（rpm）时，上述发电机的总输出功率可达62.4兆瓦，其中40兆瓦将提供给2台单机功率为20兆瓦的电机，以驱动该船的定距螺旋桨。

LNG动力系统

迈尔造船于2018年底交付的“爱达新星”号（AIDAnova）书写了豪华邮轮动力系统的新篇章——该船是全球首艘LNG动力豪华邮轮，配备了4台能以LNG为燃料的MaK M46DF型16缸发动机。AIDAnova是爱达邮轮（AIDA Cruises）的“太阳神”（Helios）级豪华邮轮的首制船，其姐妹船将由迈尔造船的帕彭堡船厂、图尔库船厂建造，除爱达邮轮外，还将由与其同属嘉年华集团的嘉年华邮轮运营。

瓦锡兰31中速发动机系列中的双燃料机也打入了豪华邮轮市场，且被视为该系列产品中最节能的一型。挪威VARD造船集团为法国庞洛邮轮（Ponant）建造的30000总吨极地探险邮轮计划于2021年交付，将安装6台瓦锡兰31DF双燃料发动机，其中4台为 14缸机、2台为10缸机，主要以LNG为燃料。

截至目前，全球柴油/LNG双燃料电力推进邮轮订单接近20艘，此外还有部分选择权订单。迈尔造船仅在去年就签订了12艘LNG动力邮轮建造合同。

卡特彼勒公司表示，其位于德国罗斯托克的工厂已验证，该公司MaK M46DF双燃料发动机在低于20%的负载下，仍然能以LNG为燃料高效运行；且可以使用LNG直接启动，从而避免启动时产生可见烟雾和烟尘。

其他新技术

LNG是无硫燃料，与重油（HFO）相比导致的二氧化碳（CO2）排放量更少，因而成为了介乎于化石燃料和可再生能源之间的一种实用且流行的燃料选择。不过，尽管如此，豪华邮轮行业也表示，LNG只是一个过渡性的解决方案，用以满足未来几十年更加严格的海事法规要求。目前业界可替代燃料的研究方向之一，便是对现有发动机进行相对较小改动后即可使用的燃料。有些企业则正致力于研发客船用燃料电池等创新技术，迈尔造船就是其中之一。

迈尔造船图尔库船厂为皇家加勒比邮轮建造的新一代豪华邮轮——可搭载5000名乘客 的200000总吨“ICON”级邮轮——将更加环保：除双燃料主机外，该型船将配备Ballard公司的质子交换膜（PEM）纯氢燃料电池，该 装置的输出功率为100千瓦，将被集成到ABB提供的电气系统中，以帮助减少豪华邮轮靠泊港口时的用电负荷。

新近进入豪华邮轮行业的维珍邮轮（Virgin Voyages），对其未来船队制定了极高的标准，其中对环保的要求尤为严格。芬坎蒂尼为该公司建造的4艘110000总吨豪华邮轮虽然没有采用双燃料发动机技术，但计划使用瓦锡兰46F型柴油机，为每船2台总功率为32兆瓦的 ABB Azipod XO电力推进系统提供动力；并配备废气洗涤器和选择性催化还原（SCR）系统，同时采用Climeon公司的热电解决方案，利用柴油机的废热发电，从而减少油耗和二氧化碳排放量。

虽然豪华邮轮行业在船舶设计、建造应用新技术方面勇气可嘉，但邮轮体积及吨位的进一步增加意味着螺旋桨的功率将不断加大，这对于邮轮的舒适度乃至流体力学效率提出了更高的要求。

为此，业界必须对邮轮的艉部给予更多的关注。近期，大西洋造船依托其庞大的数据库和丰富的经验，已开始首次自行设计、制造螺旋桨。据悉，这家船厂生产的首批两根螺旋桨将为其新建的一艘邮轮配套。

芬坎蒂尼将为维珍邮轮建造的豪华邮轮设计效果图