回首“Camel E”首制船的研發(fā)、設(shè)計(jì)、建造歷程，江南造船的相關(guān)參與人覺得有酸亦有甜。
1能造還是不能造？
英國航海人氣體運(yùn)輸公司(Navigator)是江南造船的老朋友。2012年4月，雙方簽訂了5艘2.1萬立方米LEG船建造合同。同年11月，該船東又向江南造船提出一個(gè)構(gòu)想，希望建造一型3.8萬立方米的乙烯、乙烷運(yùn)輸船，同時(shí)，船東對(duì)船的主尺度提出了明確的要求——船舶總長(zhǎng)不能超過180米。
不超過180米是出于對(duì)船舶港口靠泊的考量?？傞L(zhǎng)180米是什么概念？“是1艘中型液化氣船（MGC）的尺度，當(dāng)時(shí)全球最長(zhǎng)的MGC的長(zhǎng)度是183米，而我們這一型船艙容更大，但總長(zhǎng)更短。”江南造船研發(fā)人員介紹道。2000年，江南造船承建的2.2萬立方米LEG船總長(zhǎng)170米，2012年簽約建造的2.1萬立方米LEG船總長(zhǎng)160米。如今，船舶總長(zhǎng)增加了20米，但艙容提高了60%以上。
首先要確定的，是采用哪種液罐型式。“考慮到乙烷、乙烯快速裝卸的需要，那只能是可以承受壓力的C型艙。”江南造船產(chǎn)品開發(fā)部負(fù)責(zé)人介紹，在2012年年底，當(dāng)時(shí)已經(jīng)有非常成熟的3.8萬立方米液化氣船，但船上使用的是不能承受壓力的A型艙。
勾了C型艙這個(gè)單一選項(xiàng)，更多的問題衍生出來。C型艙的壓力容器通常選擇的是承壓能力更強(qiáng)的圓柱型、球型封頭，如果沿用傳統(tǒng)做法，很難實(shí)現(xiàn)有限空間下3.75萬立方米的總艙容。碟型封頭——這是研發(fā)團(tuán)隊(duì)的第一個(gè)想法，這種設(shè)計(jì)能夠大幅節(jié)省封頭處空間，極大提高船體的艙容利用率。同時(shí)，一改之前液化氣船4個(gè)液貨艙的設(shè)計(jì)方案，該船采用全新的三艙布置設(shè)計(jì)。
3個(gè)C型艙的總體艙容為3.75萬立方米，這就意味著單艙裝載量要超過1.2萬立方米。在此之前，全球單艙容量最大的液化氣船就出自江南造船，單艙容積在6000立方米以內(nèi)，這一次直接要超過世界紀(jì)錄一倍。這個(gè)方案提出后，船東、江南造船內(nèi)部的一些技術(shù)人員都抱持懷疑態(tài)度。這么大的液罐，壁板厚度要多大？單罐有多重？這么大的液罐裝船后船舶的總體穩(wěn)性如何？項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)又開始了新一輪的可行性計(jì)算分析。
在此之前，江南造船沒有開展過液罐的設(shè)計(jì)工作，為此，研發(fā)人員獨(dú)立自主開發(fā)了計(jì)算液罐板厚和重量的軟件。經(jīng)過詳細(xì)的分析計(jì)算，液罐外殼的最厚處達(dá)到了35毫米左右，比江南造船以往建造的液化氣船的液罐厚了十余毫米。
“這么厚的液罐，能造嗎？”技術(shù)人員詳細(xì)分析了江南造船曾經(jīng)建造過的LEG船，雖然其液罐的外殼較薄，但加強(qiáng)環(huán)的腹板和面板的厚度也都達(dá)到45毫米，既然這個(gè)厚度能施工，新船型液罐外殼應(yīng)該也可以。同時(shí)，技術(shù)人員在不增加板厚的情況下，提高腹板的高度、面板寬度，以此增強(qiáng)新船型罐體加強(qiáng)環(huán)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
對(duì)當(dāng)時(shí)的可行性論證過程，該項(xiàng)目研發(fā)負(fù)責(zé)人至今仍記憶猶新，在船東提出建造構(gòu)想的4個(gè)月后，江南造船通過前期可行性研究，決定正式開始新船型的研發(fā)工作。
2給租家提供方案
在研發(fā)初期，沒有任何類似的船型技術(shù)資料可供參考，技術(shù)人員就運(yùn)用偏差和置信度分析的方法，開展了大量的基礎(chǔ)計(jì)算和分析工作，結(jié)合先進(jìn)的船體線型CFD計(jì)算分析工具，化解了快速性、穩(wěn)性和總布置之間的各種矛盾和沖突，最終推出了幾近完美的總體設(shè)計(jì)方案。
2013年4月，研發(fā)人員著手對(duì)船體結(jié)構(gòu)、液貨系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算分析及驗(yàn)證，保證了船體與液罐的結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的安全性，液貨系統(tǒng)的配置相較于以往的設(shè)計(jì)更加合理，機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了最先進(jìn)、能耗最低的ME-GI雙燃料主機(jī)。至此，整個(gè)船型的技術(shù)方案基本成型。
2013年的4～5月，研發(fā)人員經(jīng)常是下班后又陪著在倫敦的船東上班。“船東從租方獲得信息反饋給我，我再盡快給他提供解決方案。”產(chǎn)品開發(fā)部負(fù)責(zé)人介紹，就這樣，2013年的春天，有8個(gè)小時(shí)時(shí)差的江南造船和Navigator公司人員，為初步方案的敲定頻繁進(jìn)行著郵件溝通，有時(shí)一個(gè)晚上就是一二十封郵件。經(jīng)過幾輪討論，2013年5月，租方對(duì)江南造船提供的船型方案基本認(rèn)可，之后又經(jīng)歷了近半年的等待，2013年12月，租方確定貨源后不久，江南造船正式與船東Navigator簽訂了4艘3.75萬立方米液化氣船的建造合同。
提前介入租家的需求是江南造船的研發(fā)思路。隨著美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，乙烷作為伴生氣也有了不小的運(yùn)輸需求。獲取了這樣重要的市場(chǎng)信息后，江南造船當(dāng)即啟動(dòng)了相關(guān)船型的研發(fā)工作。“不能等船東把什么都定下來了告訴你怎么做，再去研發(fā)。那時(shí)已經(jīng)遲了，錯(cuò)過了先機(jī)，船東可以選擇任何一家船廠建造。”研發(fā)人員表示，“在新的市場(chǎng)出現(xiàn)的時(shí)候，我們要做的就是根據(jù)市場(chǎng)需求、貨源需求、貨運(yùn)需求，盡早介入船型研發(fā)，在船東尚不知道應(yīng)該做什么船型的時(shí)候，我們給船東和租方提供解決方案。”
3挫折中破土成長(zhǎng)
秉持著“用最小的船殼裝最大的罐”的設(shè)計(jì)理念，做好精度控制，將幾個(gè)“大塊頭”順利吊裝進(jìn)艙，成為江南造船建造過程中的重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目。
液罐建造階段，制造方嚴(yán)控精度，對(duì)每個(gè)生產(chǎn)步驟作好精度記錄并建模，與船艙尺寸進(jìn)行比對(duì)。2015年9月5～7日，江南造船對(duì)首制船的2號(hào)、3號(hào)液罐進(jìn)行吊裝。當(dāng)時(shí)氣溫在30攝氏度以上，用來固定液罐的環(huán)氧材料黏度明顯降低，流動(dòng)性顯著提高，加上該船液罐較大，液罐鞍座線型很陡，導(dǎo)致鞍座內(nèi)環(huán)氧在下落過程中發(fā)生流掛現(xiàn)象，為此，江南造船設(shè)計(jì)部同運(yùn)行部、模塊部、品質(zhì)保證部及液貨系統(tǒng)供應(yīng)商TGE公司人員多次開會(huì)討論，制定了詳細(xì)的修補(bǔ)方案。
“我們從根本上尋找原因，通過1:1的模擬試驗(yàn)來驗(yàn)證方案的可行性，最終被妥善解決，也為后續(xù)姐妹船的建造提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。”該船監(jiān)造相關(guān)負(fù)責(zé)人說。
4成功的密性試驗(yàn)
“Camel E”首制船，還是全球第二艘、國內(nèi)首艘采用高壓主機(jī)系統(tǒng)和低壓燃?xì)庀到y(tǒng)的船舶，第一艘船由韓國現(xiàn)代重工承建，交付僅僅比該船早了幾個(gè)月。
據(jù)悉，該船配套了曼（Man）公司的高壓主機(jī)、瓦錫蘭的雙燃料發(fā)電機(jī)組、TGE公司的供氣系統(tǒng)。“在前期策劃階段，我們認(rèn)為各系統(tǒng)之間的硬軟件、接口轉(zhuǎn)換會(huì)是一大風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。”江南造船有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說，為此，江南造船召集曼公司、TGE、主機(jī)生產(chǎn)商現(xiàn)代重工等各方技術(shù)代表一起排查風(fēng)險(xiǎn)、梳理問題、提前策劃。“在各方的努力下，我們只用了3周的時(shí)間就完成了風(fēng)險(xiǎn)最大的主機(jī)燃?xì)庹{(diào)試，密性試驗(yàn)一次完成，非常成功。”
相比之下，雙燃料發(fā)電機(jī)組的調(diào)試工作艱難得多，自系泊試驗(yàn)開始至交船，發(fā)電機(jī)的問題貫穿始終。據(jù)了解，由于是新機(jī)型首次實(shí)船應(yīng)用，發(fā)電機(jī)的特性試驗(yàn)、負(fù)載試驗(yàn)、燃?xì)庹{(diào)試試驗(yàn)等都遇到了不小的技術(shù)難題。調(diào)試過程中，雙燃料發(fā)電機(jī)因控制系統(tǒng)問題導(dǎo)致點(diǎn)火油泵損壞，反復(fù)拆檢更換。同時(shí)，圍繞發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)，低溫淡水、點(diǎn)火油管路、曲柄箱透氣、燃?xì)怆p壁管、燃油循環(huán)泵管路都出現(xiàn)了更改，個(gè)別管路甚至更改了2次，現(xiàn)場(chǎng)施工難度大，且耽誤了調(diào)試周期。常規(guī)試航前后，船東自己聘請(qǐng)了專家對(duì)發(fā)電機(jī)的性能進(jìn)行了測(cè)試，同時(shí)江南造船也相應(yīng)添置了可以監(jiān)測(cè)三相電壓和頻率的儀器，大大提高了效率。“為了保障工程進(jìn)度，所有調(diào)試人員和管理人員24小時(shí)吃住在船上，不停工。”
5液氮冷罐 迅速又安全
今年7月，“Camel E”首制船開赴揚(yáng)州進(jìn)行LNG加注試驗(yàn)。因該型船采用的是雙燃料的動(dòng)力和電力系統(tǒng)，因此需要在甲板燃料罐內(nèi)進(jìn)行LNG加注，完成雙燃料主機(jī)和發(fā)電機(jī)燃?xì)庠囼?yàn)。江南造船此前成功完成了3萬立方米LNG船的LNG加注工作，但該型船的燃?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)與之完全不同，經(jīng)過充分的調(diào)研和討論，加注團(tuán)隊(duì)決定選擇槽車-船的加注方式。
“看到我們對(duì)加液方案和應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行了多次演練，供貨方對(duì)我們這個(gè)3萬立方米LNG船加注試驗(yàn)的老班底豎起了大拇指。”江南造船有關(guān)負(fù)責(zé)人說。
7月4日，船舶按計(jì)劃靠泊加注碼頭，按照既定策劃方案有條不紊地進(jìn)行著加注軟管吊裝、管路吹掃、密性試驗(yàn)、氣體置換、燃?xì)夤揞A(yù)冷、燃?xì)饧幼?、管路放殘、加注軟管拆除等作業(yè)流程。值得一提的是，加注團(tuán)隊(duì)這一次開創(chuàng)性地采用了液氮來進(jìn)行氣體置換和燃?xì)夤揞A(yù)冷，同之前普遍采用的LNG相比，液氮的冷罐效率更高，作為惰性氣體也更加安全。最終，原計(jì)劃需要5天的加注試驗(yàn)僅耗時(shí)3天7小時(shí)就大功告成，為該船后續(xù)發(fā)電機(jī)和主機(jī)的燃?xì)庠囼?yàn)爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間。
首制船交付后，江南造船還有3艘“Camel E”半冷半壓式3.75萬立方米LEG運(yùn)輸船在建。從最初的研發(fā)至今，已經(jīng)歷了四輪冬夏，江南造船攻克了研發(fā)設(shè)計(jì)建造的重重困難，首制船鍛煉出了一支年輕給力的調(diào)試團(tuán)隊(duì)，在30歲的調(diào)試班長(zhǎng)的帶領(lǐng)下，2013年后進(jìn)廠的小字輩挑起了整個(gè)燃?xì)庀到y(tǒng)調(diào)試的大梁。就像這支平均年齡不過27歲、由14人組成的核心調(diào)試團(tuán)隊(duì)一樣，技術(shù)的不斷積累、傳承和超越，是江南造船全體員工最大的收獲。
