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五万吨半潜打捞船驶向蓝海

 

“华洋龙”号系中国自主研发,由电力驱动,具备DP2定位能力,可在无限航区航行

11月28日,五万吨半潜打捞工程船“华洋龙”在广州交付使用,该船隶属交通运输部广州打捞局。

“一定要注意,这是我国国内自主研发、具有完全自主知识产权的半潜打捞工程船。”广州打捞局相关技术负责人吴河江逐字叮嘱,言辞间不时流露出自豪之情,“华洋龙”是目前国内同级别半潜船中载重能力最强的。

由于打捞行业离我们生活太远,很多人对打捞并不熟悉,对半潜打捞工程船也知之甚少。然而,随着广东乃至我国海洋海运事业的蓬勃发展,半潜打捞船的作用日益重要。

半潜打捞工程船在海运事业发展中有哪些重要作用?“华洋龙”具备哪些先进技术,又凭什么一跃成为国内半潜打捞船中的龙头老大,难道只是凭借其惊人的载重能力?

近日,南方日报记者走进中船黄埔文冲船舶有限公司,踏上这艘停靠在码头的庞然大物,一探究竟。

●南方日报记者 胡新科 策划统筹:陈超

1.下潜深度可达27米

27米的下潜能力,超强的载重能力,使得“华洋龙”具备了3万吨左右的举力,整体打捞沉没船舶的能力可覆盖载重量为8万吨以下的全部运输船,主要包括了巴拿马型散货船、巴拿马型油船、阿法拉型油船、第一至第五代集装箱船

想要在天气多变、波涛汹涌的大海中岿然不动,首先要具备过硬的看家本领。在设计时,“华洋龙”采用了肥大船型,并设有较大的尾浮箱,使船舶下潜时主甲板入水阶段能够提供更大的水线面积,保证船舶在下潜和起浮作业时安全平稳。

在10月30日到11月13日为期15天的首次海上试验中,在风力达7级、涌浪为2—3米的情况下,“华洋龙”非常顺利达到设计要求的最大下潜深度27米。

27米的下潜能力,超强的载重能力,使得“华洋龙”具备了3万吨左右的举力,整体打捞沉没船舶的能力可覆盖载重量为8万吨以下的全部运输船,主要包括了巴拿马型散货船、巴拿马型油船、阿法拉型油船、第一至第五代集装箱船。

像“华洋龙”这样的庞然大物是如何在海上实现短时间快速下潜和起浮的?

吴河江介绍,主要是采用空气压排载和泵压排载相结合的混合调载形式,充分利用空气压排载系统的迅速高效和泵压载系统稳定、可靠、易于控制相结合的特点,进而实现快速下潜和起浮的目的。

据了解,“华洋龙”上安装了泵压载系统和空气压载系统。其中,艏部泵压载系统包含2台2200立方米/小时的压载水泵,用于对位于艏部主甲板以上19000立方米的压载舱进行注水和排出;艉部泵压载系统包含2台400立方米/小时的压载泵兼舱底泵,对艉浮箱及部分艉压载舱进行注入和排出,对应压载舱容积4500立方米。

另外,空气压载系统还配备了4台6750立方米/小时的排压载水空压机,通过4套排载空气总管,分别对应前、后、左、右容积为85000立方米的压载舱。压载时,压载水靠重力自流流入压载舱,同时可使用排压载空压机抽除压载舱内空气,加快压载速度;排载时靠空气压力将主船体内的压载水排出。

2.DP2级动力定位系统快速定位

DP2级动力定位系统工作原理主要是根据测量系统检测到的船舶运动信息及当前环境参数,将船舶的位置和艏向与期望值比较,控制系统依据此偏差计算出所需推力,同时对推力进行分配

“打捞工作,必须要稳,随波逐流是大忌。”广州打捞局设备处副处长纪学军告诉记者,“华洋龙”是目前为数不多配备动力定位系统的半潜船,其配备了一套DP2级动力定位系统,采用冗余动力系统和控制系统配置。其工作原理主要是根据测量系统检测到的船舶运动信息及当前环境参数,将船舶的位置和艏向与期望值比较,控制系统依据此偏差计算出所需推力,同时对推力进行分配。船舶在系统的控制下利用自身的动力驱动推进器,形成一个足以抵消外界环境载荷的主动力,从而抵消风、浪、流等环境外力的干扰,使船舶保持在一定位置和方向的系统。
“简单地说,就是利用计算机采集环境参数(风、浪、流),根据位置参照系统提供的位置,自动计算,控制各推力器的推力大小,使船舶保持艏向和船位纹丝不动。”吴河江介绍。

中国船级社根据动力定位系统不同的冗余度将动力定位等级分为DP1、DP2、DP3。对于DP2的简单理解是,一旦“华洋龙”出现单个故障(不包括一个舱室或几个舱室的损失)后,它可在规定的环境条件下,在规定的作业范围内自动保持船舶的位置和艏向。

而传统海上定位作业多用锚泊定位,也就是用锚及锚链、锚缆将船或浮式结构物系留于海上,限制外力引起的漂移,使其保持在预定位置上的定位方式,这种方法仅布场就需要数日。显而易见,具备了DP2级动力定位系统的“华洋龙”较之锚泊定位更先进、更安全、更快速。

吴河江介绍,“华洋龙”可在数小时内完成准确定位,能够满足在各种吃水状态下动力定位的要求。

3.6台柴油发电机组给力

“华洋龙”上配备了4台5760kW主柴油发电机组和1台1200kW辅助柴油发电机组作为主电站,配备功率管理系统PMS,还有一台应急柴油发电机组,确保能应对各种突发情况

一般来说,船舶在海上受到风力、波浪与海流的外界作用力,会产生6个自由度的运动,即纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇与艏遥。DP2级动力定位系统在监测到自身位置变化后,利用各类传感器测出船艏、纵横摇以及风力风向,再采用现代控制理论,建立船舶与推力器的数学模型,通过对船舶6个自由度运动风量以及风力风向的计算,对船舶各主副推力器的推力进行分配,从而控制船舶3个自由度的运动,即纵荡、横荡与艏摇。

无论是要实现海上打捞时的“纹丝不动”,还是奔赴远洋执行打捞任务,对于“华洋龙”来说都需要强大的动力支撑,需要配备强劲动力系统。

“华洋龙”上配备了4台5760kW主柴油发电机组和1台1200kW辅助柴油发电机组作为主电站,配备功率管理系统PMS,还有一台应急柴油发电机组,确保能应对各种突发情况。

“华洋龙”还可以通过动力定位系统使船舶按预定轨迹低速移动、或按预定航线高速航行。在低速航行模式下,船舶可以任意设定各航迹段的航向与船速,沿纵向、横向或斜向移动。在高速循迹航行模式下,船舶艏向将由系统自动根据航线、船速与外界环境力而计算确定。

俗话说,“船小好掉头,船大顶风浪”。而对于“华洋龙”这样肩负重任的庞然大物来说,能顶风抗浪并不够,因为在打捞救助中经常需要辗转腾挪,调整船舶位置,为打捞工作创造适合的条件。

为此在设计“华洋龙”时,不仅在其船尾部配备了3台4500kW紧凑型吊舱全回转推进器,提供推力,调整方向,还在艏部配备了3台2750kW隧道式侧推器。通过侧推器调整船舶位置,能让“华洋龙”在打捞时灵活起来。

4.压载系统循环处理用水

“华洋龙”压载系统通过压载水处理装置专用的200立方米海水泵从压载舱内取水,把水泵送至压载水处理装置处理,处理之后的压载水再返回相应的压载舱或其他压载舱,实现水资源循环无污染排放

根据设计标准,“华洋龙”具备满足无限航区航行的能力,也就是说可以在国际航行的公海和可供海船航行的一切水域执行打捞任务,但要遵守相应的法律法规。其中,节能环保措施则是无限航行的应具备的重要条件。

如果一艘海船从一个国家到另一个国家,船上的生活用水未经处理,排放至他国,水中的微生物极有可能导致他国水域污染,严重者甚至会导致外来物种入侵的恶果,破坏当地生态平衡。因此,具备处理船上用水的绿色环保设备是“华洋龙”号远洋航行不可或缺的。

为了符合最新生效的国际海事组织、美国环保署和欧盟等制定的标准,“华洋龙”在艏艉各配备了一套压载水处理系统,使用物理法(过滤+紫外线)和循环处理的方法,实现绿色环保节能航行。
压载系统通过压载水处理装置专用的200立方米海水泵从压载舱内取水,把水泵送至压载水处理装置处理,处理之后的压载水再返回相应的压载舱或其他压载舱,实现水资源循环无污染排放。目前,“华洋龙”的水处理处理标准符合《国际防止船舶污染公约》的要求。

除此之外,海上持续航行,还需要具备完善的自救和自助系统。“华洋龙”在艏艉各配备了一台180立方米/小时消防泵,还有25立方米/小时的消防水保压泵、1.0立方米的消防水保压罐。同时船上还配备了全淹没高压水雾灭火系统,包含局部水雾,用于保护主机、辅助发电柴油机、燃油锅炉、燃油分油机、焚烧炉、厨房烟道、居住处所、机舱等重要部位,确保海上航行内部安全。

吴河江介绍,在充分储备给养的情况下,“华洋龙”号可在海上持续航行60天,航行里程可达15000海里。

■链接 打捞船并非只作打捞

“‘华洋龙’既是我国自主研发能力的体现,也是顺应国家海洋战略的需要。”吴河江认为,半潜打捞工程船的重大意义在于海上应急处置力量的储备。“华洋龙”从2014年4月开工建设到今年11月28日交付使用,耗时近两年。一旦出现了重大的海上沉船灾难或其他突发事故,需要“华洋龙”号这样的大型工程船时,临时去建设大吨位的打捞船是不现实的。“华洋龙”的建设及交付使用,使得我国海洋发展中有了能够召之即来、来之能用的专业打捞救援力量。

尽管“华洋龙”的船舶类型属于半潜打捞工程船,但如果想当然地认为,它只能在救助、打捞上一显身手,那就大错特错了!

事实上,半潜打捞船可以凭借优异的装载性能和独特的作业方式,很好地承担大型结构物的运输任务,还能在海洋石油开发中发挥着不可或缺的重要作用。

原理很简单:半潜船通过将主甲板沉入水中,特定货物(如沉船、驳船或钻井平台等)浮至甲板上,绑扎后半潜船上浮,恢复至航行吃水。这是其它船舶难以匹敌的。

“要想把超大型重物甚至上万吨的货物或结构物运上船,根本没有那么大的起重设备。”吴河江介绍,这时候半潜船的巨大优势就体现出来了。比如“华洋龙”可以下潜13.5米,完全可以和码头持平,然后用轮轴和拖车的方法将货物轻松运上船。

海上沉船事故并非高概率事件,在没有救助打捞任务的时候,不少半潜打捞工程船便可以发挥自己的特长,承担起海上重物运输的重任,为我国海上事业贡献力量。

数说
“华洋龙”身躯庞大
总长228.12米
垂线间长224.12米
型宽43.0米
型深13.5米
最大下潜27.0米
载重能力52037吨
甲板载荷27.5吨/平方米
最大线载荷达66吨/平方米
最大点载荷达550吨
浮托法安装1.8万吨
尾部上货2.5万吨