烈日炎炎,「華祥龍」號(H6018)正在進行出海前最後的「整裝」。8月28日,它即將奔赴陽江執行自己的第一次任務。這艘由中國船舶集團旗下黃埔文衝公司為廣州打撈局建造的大船長著「四條腿」,是我國自主研製的首艘插銷式自升自航搶險打撈工程船。
從外形上看,這艘船總長130米,配有4套液壓插銷式雙動環梁升降系統和衝樁系統,單樁最大舉升能力5600噸,具有固樁站立、船體不受海浪和海流影響、惡劣海況下無需撤場避風、打撈窗口長和作業效率高等特點,與常規打撈起重船相比,不僅節省撤場避風來回調遣和定位所需時間,而且適用於浮式船舶無法作業的惡劣海域,是打撈作業的又一重要裝備。
要打造這麼一個「大傢伙」可不容易。據介紹,「華祥龍」功能集成、系統複雜,項目整體的工作量相當於常規海工項目的3倍。3個月完成370公裡電纜敷設,8天6吊完成樁腿接樁,7臺發電機組從動車到自動電站結束僅用65天,進口設備全部由我國工程人員自主調試……「華祥龍」號成功的背後有著不少打破「不可能」的努力。
南方日報記者 賓紅霞 通訊員 鄒繼翠
身兼兩職
海上作業如履平地
「這艘船首要定位是插樁式搶險打撈工程船,服役後主要用於廣州打撈局轄區海域的應急清障和搶險打撈作業;其次它還是一個多功能的海上作業平臺,可以用於近海風電場風機安裝同時兼顧海底管線維修、平臺維修、平臺生活支持和近海各類結構物的吊裝工作。」廣州打撈局「華祥龍」號監造組組長李英強介紹。
與傳統打撈船相比,「華祥龍」號最引人矚目的是它的四條「大長腿」。從全球範圍看,「長腿」的自航船舶都是屈指可數的。「華祥龍」四條筆直修長的大長腿高90米,配有4套液壓插銷式雙動環梁升降系統和衝樁系統,單樁最大舉升能力5600噸。
李英強介紹,現有的打撈船都是浮式起重船為主,作業時候漂浮在海面上,有效作業時間和作業效率受海況影響比較大。「華祥龍號4個90米長的圓柱形樁腿,配備了一套5600噸液壓插銷式升降系統,在常規作業工況下,首先將4個樁腿下放至海床,然後利用液壓升降系統將船頂升至船體離開水面6—8米,這樣一來就可以消除施工作業期間海浪和潮流造成的船體晃動。
因為有了四條「大長腿」,「華祥龍」號依靠自身DP2在海上精準定位後,就能靠樁腿牢牢站立在海上作業點,作業水深(包括潮差)可達50米。與常規工程船相比,不僅節省撤場避風來回調遣和定位所需時間,而且適用於浮式船舶無法作業的惡劣海域。
通常來說,海洋工程平臺一般沒有自航能力。但「華祥龍」動力配置卻堪稱「豪華」。該船採用全電力驅動全迴轉舵槳推進方式,艉部設置三個3800kW的全迴轉主推進器,艏部設置三個約2000kW的艏側推裝置。該船電站由5臺3200kWe、2臺1600kWe主發電機,1臺600kWe應急發電機組組成。主發電機組柴油機廢氣在經過SCR系統處理後,可滿足IMO TIERIII的要求,可實現全天候低碳和綠色環保作業。
此外,船舶甲板作業面積約2800平方米,艉部左舷設置繞樁式起重機2臺,起重作業能力1200噸/350噸,全船可變載荷不低於5000噸。本船具備起重、運輸、儲存及補給等搶險打撈功能,是當之無愧的海洋工程作業的多面手。
內涵十足
關鍵設備實現國產化
「華祥龍」號外形備受關注,更值得關注的是其「內涵」。作為我國自主研製首艘插銷式自升自航搶險打撈工程船,該船關鍵設備均實現了國產化。
「『華祥龍』號配備了由中國船舶集團武漢船機自主研發設計製造的連續型雙動環梁液壓插銷升降裝置。武漢船機是國內升降系統領域產品種類最齊全且交付業績最豐富的專業海工設備供應商,其為該船配套的升降系統單樁額定舉升能力5600T,單樁風暴支持能力9200T,各類技術指標均處行業領先地位,該升降系統可將整船及搭載的貨物進行整體抬升,實現船體與海平面的分離,為海上打撈作業提供了相對安全可靠的環境。」中船黃埔文衝船舶有限公司造船事業三部物資部副部長易正生表示。
此外,該船的核心設備1200T和350T吊機,是由上海振華重工自主設計研發並生產製造。「振華重工在浮式起重船方面起步較早,具備船用起重機全產業鏈設計、配套和製造能力。「華祥龍」1200T繞樁吊結構緊湊,整機大規模採用高強鋼製作,有效地降低了吊機的自重。單鉤1200T吊重,具備了獨自翻樁能力,能夠獨立完成原本需要兩臺吊機才能完成的海上風電及打撈作業。」易正生說。
起重機是該船核心配件,由南通振華重型裝備製造有限公司負責安裝。為了保證生產節點,項目組提前策劃,24小時不停歇排班作業,利用連續吊裝、轉運底盤及臂架的間隙進行其他件卸船。為了降低現場吊裝難度,項目組改進利用滑輪軸進行吊裝的傳統工藝,專門設計了永久吊耳,即將吊耳與結構主板一體式下料。這樣既避免吊裝工作與滑輪組安裝的衝突,又避免了吊裝後需要在人字架頂部進行高空滑輪安裝的麻煩。歷時3天3夜順利完成2臺起重機的卸船、總裝工作。
「船上7臺發電機調試19800千瓦,正常調試周期需要近3個月,但是我們從發電機動車到整個電站結束僅僅花了65天時間,中間還穿插完成機艙打磨油漆、絕緣敷設等。」中船黃埔文衝船舶有限公司造船事業三部生產運行部建造管理室建造師、H6018船總建造師趙登海表示。
「整個調試期間,沒有外國工程師參與,全部由我國工程師自主完成,作業期間分2班,遇到程序通訊問題,通過現場視頻等方式與國外工程師進行溝通,做到『不等不靠不要』。」趙登海補充道。
屢破記錄
建造過程因地制宜、見縫插針
「華祥龍」號功能集成、系統複雜,項目整體工作量相當於常規海工項目的3倍。該船於2018年5月21日籤訂建造合同,2018年11月16日開工,2020年1月10日下水,7月6日—14日航行試驗,8月18日交付。面對新裝備研製、疫情等困難,參建人員突破了一個又一個的技術難點。
「華祥龍」號是我國自主研製的舉升能力最大、配置最高的插銷升降式自升自航搶險打撈工程船,其升降系統也是目前國內單樁舉升能力最大的液壓插銷升降系統。四條樁腿各配置一套連續型升降系統,每套升降系統由獨立泵站、上下兩層共16條油缸以及若干電控櫃等組成。
「該升降系統與以往系統不同,油缸布置在主甲板上,接口複雜,調試難度大。」趙登海說,歷經二十個日夜,該升降系統終於順利完成站樁和預壓載功能試驗。
樁腿及樁靴作為平臺主體唯一傳載結構,是整個平臺作業性能及安全的基本保證。插樁式搶險打撈工程船樁腿直徑4800mm,長度90米,板厚86mm,材質為E690,總焊縫長度達2410.8米。此類型樁腿與普通樁靴式樁腿最大的區別在於樁腿末端與樁靴連接剛度的差異。通過樁腿及樁靴結構強度分析及載荷工況研究,提高樁腿精度及插銷孔精度控制,採用高效焊接工藝,保證了超大直徑高強度鋼樁腿的高精度要求。
「船長只有130米,但是設備所需要的電纜長度卻長達380公裡,如何將這些電纜『見縫插針』放上船,我們也想了很多辦法。」中船黃埔文衝船舶有限公司設計中心設計一部電氣設計二室主任、H6018船總工藝師唐彪表示,「華祥龍」號船型較為狹長,設備較多,為了能將所有的設備合理安排,船東、設計、建造方多次商討並對模型作出多次修改,最終才確定解決方案。
「華祥龍」號還創造了黃埔文衝船廠的多個「第一」。比如,首次完成塢內浮態搭載。趙登海介紹,該船原本在2.2萬噸重載滑道搭載。由於其「完全體」重量達2.6萬噸,超過滑道負載,部分搭載工作被全排在下水後進行。3月17日-28日,施工人員用船塢900噸龍門吊、600噸龍門吊完成「華祥龍」785噸上建,二、三段樁腿,350噸繞樁吊(實重310噸)、1200噸繞樁吊(實重820噸)等12項大型吊裝工作,僅用時11天。
在「華祥龍」號下水後,項目組又創造了一個又一個的新速度、新紀錄。電裝作業區僅用3個月完成370公裡電纜敷設,4月15日發電機順利動車;搭載作業區8天6吊,於5月29日完成樁腿接樁工作;船裝作業區6月8日完成2臺吊車鋼絲繩安裝,使原計劃的1個月工期縮短了近一半的時間;機裝作業區24小時不間斷串油,7臺發電機組從動車到自動電站結束僅用65天。