海洋能源网获悉,近日,由二航局投资并主导研发、上海振华重工建造的“二航长青”打桩船在上海振华重工启东基地正式交付。这艘打桩船的问世,标志着中国在海洋工程装备制造领域又添一“大国重器”,迈入新的里程碑。
“二航长青”打桩船于2024年1月18日开工建造,总长130.5米,型宽40.8米,型深8.4米,桩架高度达150米。它可打最大桩重700吨、直径7米的桩基,是目前世界上桩架最高、吊桩能力最大、施打桩长最长、抗风浪能力最强的打桩船。
打破国外技术制约,核心技术自主可控
这艘打桩船最大的特点,或许可以用一个字来形容:牛!打桩船由船体、桩架和油缸三部分组成,船体是平台,桩架是支撑,油缸则是桩架俯仰的动力,如同打桩船的“心脏”,起着关键作用。油缸重385吨,直径近2米,总长28米,体积和重量均为全球第一,立起来近十层楼高,打破了世界纪录。
长期以来,大型油缸的密封圈、轴承润滑垫、耐腐蚀材料制造等一直受到国外制约,原材采购难且价格昂贵。为此,二航局联合国内6家产业链头部企业和清华大学、同济大学等4所高校,通过组建体系化、任务型创新联合体,从研究理论、仿真分析和实验全方面攻关,相继研发了国产密封圈、国产轴承润滑垫、激光熔覆耐腐蚀材料等关键核心技术成果,实现了超大超长油缸的国产化和核心技术的自主可控。
海洋工程“定海神器”,“智慧”赋能安全可靠
如此庞然大物施工作业是否可靠?答案依然是:稳!团队为打桩船研发了智能辅助决策系统,在船体布置了大量高精度传感器,能够准确感知风浪流的环境参数和船舶运动状态。系统收到这些数据后,提前开展运动仿真,对打桩精度进行预判,在打桩作业前做好精准评估准备工作。
同时,打桩船还配备了高精度打桩测量系统,能够动态测量与控制打桩作业桩身的平面位置和垂直度,在深远海实现厘米级的定位精度,并准确记录每一次锤击时的锤击能量、贯入度,建立关联地质资料、桩参数和沉桩记录等相关信息的大数据库。此外,团队还开发了运维管理系统,实现作业工序自动判别,记录作业时长,进行工效统计、能耗分析,并自动生成沉桩施工报表。无论是移船取桩、翻桩入龙口,还是精确定位、打桩作业,施工过程全部都在掌控之中。
绿色低碳降低能耗,经济节能引领先锋
如此庞然大物耗能是否巨大?答案依然是:省!打桩船采用主发电机、超级电容、储能电池相协调的直流母排节能电网。配备三台主发电机,每个1800千瓦,发电机产生的多余电量储存在超级电容和储能电池里。打桩时可选择性开启发电机数量,功率不够时超级电容来凑。超级电容作为储能装置,能瞬间放出很大电能,既做到了能源充分利用、降低能耗,又减少了主发电机频繁启停,延长主发机组寿命。
由于船上发电机会产生振动和噪声,夜深人静时,储能电池就闪亮登场了。再加上超级电容白天储存下来的电量,替代辅发机组提供夜间用电,为船员营造静谧的休息环境。团队还自主设计了智能能效管理系统,灵活安排三个供电设备的搭配使用。打桩船配电系统应用了直流母排电网,能减少移船绞车变压器、制动电阻等设备,从而减少系统能量损耗。同时,在工程船舶上创新使用了永磁电机,让打桩船比普通燃油船更省油,碳排放也大大减少,实现节约油耗约15%。
“二航长青”是中交集团积极响应国家科技创新战略、推进打造“大国重器”的又一力作。该打桩船将主要用于深水大直径桩基施工等领域,将极大增强中交集团在深远海跨海桥梁、水工工程及海上风电工程建设的核心竞争力,进一步巩固我国在全球海洋工程市场的引领地位。