4月15日，由中國(guó)自主設(shè)計(jì)制造的國(guó)內(nèi)最大LNG運(yùn)輸船—— “泛亞”號(hào)順利在滬東中華船廠出塢下水，設(shè)計(jì)噸位8.25萬噸，總艙容約17.4萬立方米，裝載的LNG汽化后容量將達(dá)1.07億立方米，需要116個(gè)“水立方”才能容納。
“我們的目標(biāo)就是，在LNG船舶制造的高端領(lǐng)域有我們中國(guó)人自己的一席之地。從國(guó)家戰(zhàn)略上來講，可以保障國(guó)家能源供給和運(yùn)輸?shù)陌踩?rdquo;滬東中華開發(fā)研究所LNG船主任設(shè)計(jì)師宋煒對(duì)澎湃新聞?wù)f。在他看來，在這個(gè)宏大目標(biāo)的背后，還有他和同事對(duì)匠人精神的一份執(zhí)著：做出更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
國(guó)內(nèi)能建造大型LNG船的只有滬東一家
“造船酸甜苦辣都會(huì)遭遇，遇到什么問題最后都要平心靜氣、百折不撓地解決。” 宋煒個(gè)子不高，身穿一套灰色的工裝，走在工廠中，誰也不知道，他就是目前中國(guó)最大LNG船的研發(fā)者之一。
他的工位在辦公室的一個(gè)角落，旁邊就是著一本關(guān)于第二代LNG船的資料，重達(dá)十多斤，這只是眾多資料中的一本。這些資料，記錄了當(dāng)時(shí)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的分析和梳理，承載著宋煒多年的心血，而LNG船巨大的船體，就在這樣一個(gè)個(gè)格子間和一本本資料中誕生。
“歐美對(duì)華高新技術(shù)一直是禁售封鎖的，我們國(guó)家要發(fā)展各種高端船型，需要我們獨(dú)立自主、自力更生。”宋煒告訴澎湃新聞，在國(guó)內(nèi)目前能夠設(shè)計(jì)制造大型LNG船的公司只有滬東一家。而在世界范圍內(nèi)，能設(shè)計(jì)制造LNG船的國(guó)家也僅有中、日、韓等幾個(gè)國(guó)家。
1998年，主修船舶動(dòng)力機(jī)械的宋煒在大學(xué)畢業(yè)后進(jìn)入當(dāng)時(shí)的滬東造船廠。進(jìn)公司以后，他做過許多液貨船的產(chǎn)品，包括全程參與研制了公司歷史上第一條11萬噸的油輪，從無到有的船型研發(fā)鍛煉了宋煒可以獨(dú)當(dāng)一面的專業(yè)能力。
2007年，國(guó)際上出現(xiàn)了新一代LNG船型和新的設(shè)計(jì)理念，船體趨于大型化，而中國(guó)也需要這樣的船。由于第二代LNG船型相較于第一代性能的提升主要在推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，專業(yè)扎實(shí)的宋煒被選中，投入到第二代LNG船的研發(fā)中。
宋煒回憶，2007年公司所面臨的形勢(shì)非常緊迫，當(dāng)時(shí)第一批LNG船基本在2010年交付完成，如果再不推出新一代的LNG船，那么專門開辟的生產(chǎn)線就會(huì)被關(guān)閉，相關(guān)高精尖的技術(shù)人員也會(huì)流失。“當(dāng)時(shí)，第二代LNG船的研發(fā)‘只許成功，不許失敗’。”宋煒說，LNG船屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)品，一條船的制造至少需要幾百萬工時(shí)。當(dāng)時(shí)，韓國(guó)設(shè)計(jì)制造的LNG船處于國(guó)際頂尖水平，而其對(duì)這項(xiàng)技術(shù)完全保密。這也意味著，宋煒和他的隊(duì)友們，在新一代LNG船研發(fā)過程中，只能完全靠自己，而在此過程中遇到的每一個(gè)問題，都是國(guó)內(nèi)的空白。
只能從國(guó)外報(bào)紙、雜志報(bào)道中尋找線索
“船舶行業(yè)有兩種船型是最頂尖的，一個(gè)是叫LNG船，另一個(gè)則是大家熟悉的豪華游輪。從運(yùn)輸船型來說，LNG是最頂尖的商船，建造難度堪比航母。”宋煒形容。
數(shù)萬噸零下163℃的液態(tài)天然氣要漂洋過海，安全地完成幾千公里的長(zhǎng)途運(yùn)輸，這對(duì)于LNG船的安全性要求極高。船艙內(nèi)低溫一旦泄露，就容易使船體鋼板脆裂，此時(shí)如果液化天然氣從裂縫漏出，會(huì)迅速汽化，形成易燃易爆的混合空氣。因此，國(guó)內(nèi)把50噸以上的液化天然氣定義為“重大危險(xiǎn)源”，而LNG船上裝載的LNG多達(dá)數(shù)萬噸。“這種船裝了貨以后，就像一顆浮動(dòng)的炸彈。”宋煒說。這也意味著，LNG船的設(shè)計(jì)制造絕對(duì)不能出錯(cuò)，一旦發(fā)生泄漏、爆炸事故，這樣一艘爆燃的龐然大物在海上根本無法進(jìn)行緊急處置。即便船舶已經(jīng)近海，為了保障碼頭和周邊居民的安全，也無法允許其輕易靠岸。
除了設(shè)計(jì)上的難題，在LNG船的國(guó)際貿(mào)易中還采用“照付不議”的商業(yè)模式，即除非不可抗力，船舶如因故障錯(cuò)過既定的港口裝貨期而未實(shí)際裝貨，貨主仍需要依照合同約定照付貨物費(fèi)用，這種模式也要求LNG船有超高的可靠性。 “LNG船一條船上有成千上萬個(gè)組件，而任何單一的組件產(chǎn)生故障，小至一個(gè)電路、一個(gè)閥門，都可能導(dǎo)致整體出現(xiàn)故障問題。”宋煒表示，一條LNG船造價(jià)高達(dá)2億多美元，沒有客戶會(huì)買一條有絲毫不安全和不可靠因素的LNG船。
為了填補(bǔ)設(shè)計(jì)空白，外國(guó)海事報(bào)道、船舶的雜志報(bào)道成了宋煒的參考資料，而這些信息都是邊緣化的。“就好像搜集情報(bào)，大海撈針。”讓宋煒印象深刻的是，當(dāng)時(shí)，國(guó)外海事新聞的報(bào)道稱船舶下水試航，結(jié)果發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)預(yù)期出現(xiàn)比較大的偏離，這引起了宋煒和同事的高度重視。但是，報(bào)道對(duì)原因的分析，只有簡(jiǎn)單的一句“實(shí)測(cè)的兩臺(tái)主機(jī)的功率與模型實(shí)驗(yàn)預(yù)報(bào)的功率有出入”。于是，宋煒只能苦思冥想，整個(gè)過程中有哪些環(huán)節(jié)？是什么原因可能會(huì)造成這個(gè)后果？經(jīng)過數(shù)個(gè)月對(duì)雙艉推進(jìn)和單艉推進(jìn)的不同特性的全面思索，和利用一切與國(guó)外船東、船級(jí)社交流的機(jī)會(huì)，這個(gè)懸念歷經(jīng)兩年才解開。
還有一次，宋煒看到報(bào)道上有一張韓國(guó)LNG船的遠(yuǎn)景照片，看得出艉樓形狀非常怪異。當(dāng)時(shí)，宋煒就開始在心里對(duì)其進(jìn)行“CT掃描”，琢磨里面的五臟六腑會(huì)是什么。借著這點(diǎn)蛛絲馬跡，宋煒對(duì)第二代LNG船上特有的大型設(shè)備－－天然氣焚燒塔的布置有了自己的想法。
關(guān)鍵時(shí)刻“設(shè)計(jì)師的腦子比計(jì)算機(jī)更好用”
“圖紙不完成，下一步就不能繼續(xù)。”宋煒回憶說,在第二代LNG船的研發(fā)過程中，他經(jīng)常失眠，整個(gè)人都瘦了五六斤。有一年半時(shí)間里，幾乎每個(gè)周六整個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)基本都在公司加班，沒有放假的概念。
從第一代到第二代，對(duì)船舶的性能有著更高要求，如何在非常有限的空間內(nèi)，把船舶上的各個(gè)機(jī)電系統(tǒng)緊湊密集地合理布置，并且將這些系統(tǒng)有機(jī)地匹配起來實(shí)現(xiàn)協(xié)同可靠地運(yùn)行，成為宋煒要做的事情。
他首先需要對(duì)動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。第一代LNG船是采用單螺旋槳推進(jìn)，第二代LNG船采用了雙艉推進(jìn)，從單艉到雙艉在技術(shù)上并非簡(jiǎn)單的一加一，比如單螺旋槳的水流不會(huì)產(chǎn)生干擾，但是兩個(gè)螺旋槳之間，內(nèi)側(cè)外側(cè)的流場(chǎng)完全不對(duì)稱，導(dǎo)致受力狀態(tài)十分復(fù)雜，在艉管后軸承里軸的運(yùn)行軌跡就會(huì)變得飄忽不定，所以必須在設(shè)計(jì)上克服許多問題。宋煒通過采用艉管軸承第二道斜坡的特殊形狀設(shè)計(jì)，以便實(shí)現(xiàn)軸承型線可以與雙艉推進(jìn)可能產(chǎn)生的各種軌跡相耦合，同時(shí)采用了大量船艉部精細(xì)變性分析，螺旋槳?jiǎng)恿W(xué)CFD方法以及多種軸系專業(yè)分析軟件的綜合應(yīng)用，來形成涵蓋各種極端惡劣情況下安全推進(jìn)的雙軸系推進(jìn)方案。
最終，國(guó)產(chǎn)第一代LNG船的艙容為14.7萬立方米，第二代的艙容為17.2萬立方米，雖然艙容變大了17%，但所需要的推進(jìn)功率是一樣的，能耗顯著下降了25%。第一代只能用鍋爐燃燒貨艙揮發(fā)氣產(chǎn)生動(dòng)力，采用蒸汽推進(jìn)，但到了第二代就有多種選擇，可以利用柴油機(jī)將貨艙揮發(fā)氣作為燃料，相比鍋爐燃燒會(huì)更為高效；也可以利用再液化設(shè)備液化回收來達(dá)到理論上的100%液貨交付，整個(gè)貨物運(yùn)輸過程中就不會(huì)產(chǎn)生損失。可以根據(jù)客戶的需求來做選擇。
用了三年時(shí)間，宋煒和他的團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出了第二代LNG船，并在2010年競(jìng)標(biāo)成功，2011年順利簽下價(jià)值50多億人民幣的合同。2013年4月中旬，建造中的第二代LNG船進(jìn)行到了關(guān)鍵的安裝問題，艉軸在艉管后軸承穿插時(shí)最小處只有0.01毫米的間隙，一旦有絲毫的錯(cuò)位，將前功盡棄。如何讓這根長(zhǎng)達(dá)14米的軸幾乎分毫不差地塞入船體，宋煒腦海里無數(shù)遍演算數(shù)據(jù)。“這種時(shí)刻，設(shè)計(jì)師的腦子比計(jì)算機(jī)更好用，所有的數(shù)據(jù)都在設(shè)計(jì)師的腦海里刻著。”最終，設(shè)備成功安裝到位，宋煒也松了一口氣。
如今，停不下來的宋煒，已經(jīng)投入到第三代LNG船的研發(fā)中。
