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5層樓高,重2100噸!中國造全球最大雙燃料發動機,用來幹啥的?

作者:科普啟示錄

63840千瓦,全球最大

一個龐然大物,高度相當于5層樓,如果隻是遠看而不告訴你它是什麼,肯定不會将其跟發動機聯系在一起。而它的重量,更是超過了2100噸。

遠航的大船需要強大的動力輸出,而這個龐然大物正是一台船用的發動機。它于2020年5月正式下線,并且在北京、上海、馬賽、巴黎、溫特圖爾中外五個城市同時釋出。

5層樓高,重2100噸!中國造全球最大雙燃料發動機,用來幹啥的?

該船舶的研發者為中國船舶溫特圖爾發動機有限公司,制造機關是國内的中船集團。随着該發動機成功下線,它擁有了幾個世界第一的頭銜。

在功率上,它是世界上最大的雙燃料發動機。在下線使用上,它也是全世界第一個裝配使用的最大雙燃料發動機。

如此大的家夥,但是開動後它的燃料使用又很低。整體氮氧化物的排放量,甚至連正常發動機的十分之一都不到。同時,硫氧化物和顆粒物的排放量,也控制在極低的範圍内。

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這就意味着,在發動機正式投入使用後,船上不用再額外裝配處理設施,就能完全滿足國際海事組織的排放标準。

相對于過去,船舶發動機的排放法規,近年來的标準越發的嚴苛。一方面是因為燃料在日益短缺,另一方面也是由于全球碳減排是剛需,而船舶用發動機又是耗油大戶,是以節能、環保、高效,才成為現代船舶用發動機研發的新方向。

除了節能高效之外,該發動機還使用了智能控制系統,它可以在運作時實時預警,對發動機出現的情況可以線上診斷。這套系統是大陸自主研發,也是第一次裝配在該類型的發動機上。

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目前,國際的海運貿易量在持續增加,各大船運公司也都在彼此競争,都希望能擁有運載能力和功率都很大的船舶。

這就是說,雙燃料發動機未來還将有更大的發揮空間。而我們的核心正在不斷完善,整體制造的産業鍊也在加快構造和布局。

是以從運輸的需求,再到節能減排的動能利用,新技術和新裝置,都能為下一步的船運貿易提供強勁的動力。

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而且,2020年第一台發動機下線,緊接着訂單就源源不斷的到來了。

一年時間已接到75台訂單

新的技術被運用和實證,是要經曆一個階段的。技術難題需要研發人員去攻克,而市場上的質疑、觀望和徘徊,則需要交給時間去檢驗。

我們的雙燃料發動機,從第一台下線到2021年陸續接到75台訂單,背後經曆的曲折,也隻有研發人員和技術團隊知道。

此前中船集團的技術團隊在進行攻關的時候,正好趕上了疫情的爆發,一切規劃和時間線都被打亂。可研發本身已經進入了最關鍵的時刻,如果這個時候中斷程序,很容易給客戶留下不好的印象。

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就在一切問題變得相當棘手時,整個團隊果斷轉變了工作節奏。他們分成兩班人馬,白天和夜裡連續接着幹。

有時候的白天,主要在生産線上驗證各項技術參數,到了晚上另一半人馬,再對此前的各種問題進行整改。整個過程可謂馬不停蹄,中間還要不斷跟遠在歐洲的研發團隊,進行遠端的分析和探讨。

正是因為這種拼命三郎的架勢,發動機才能按照預定的時間,在疫情期間也進行了正常的調試。

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所有的工作時間都是不固定的,一些工程師從生産線到調試碼頭再到裝船進行試航,全程都在參與。而2021年正是疫情最嚴重的時候,歐洲方面的研發團隊無法來現場,遠端協作就還得面臨時差的問題。

這種超大型的發動機,其内部的各種零配件數以萬計,很多零配件此前國内無法生産需要進口。可因為疫情的因素,進口的零件根本到達不了,眼看采購無法推進下去,技術團隊隻能組織人員進行集中攻關。

當時,技術人員梳理分析了上萬種零件,找出了很多最有可能出問題的地方,接着,又找到國内的配套廠家進行攻關生産計劃。靠着國内配套廠的計劃備份,配套零部件可能出問題的一面才有了保障。

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同時,也正因為我們的研發生産計劃不斷,一切都在按照規劃有條不紊推進,是以來自外部的訂單才會越來越多。

在整個技術團隊看來,要适應更大的市場需求,後續就得推出更多的産品。而産品推出的關鍵,就需要在低碳燃料甚至零碳燃料領域展開攻關。

雙燃料将會是未來該類型發動機的基礎,一切的技術更新都是建立在這個層面上的。截止到2021年,在新産品的推出中,廢氣再循環智能控制技術已經成功推出。

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這項新技術,将能確定發動機工作後,油耗、氣耗以及甲烷氣體的逃逸量都降到最低。對技術團隊來說,隻要技術方面的更新是切實,那麼我們的産品在未來的船舶市場就能占據絕對的優勢。

第二代産品再更新

2021年之前的還屬于第一代産品,到2023年初,中船集團下屬的制造企業,再次傳遞了新一代的雙燃料發動機。

相比于第一代産品,新一代發動機的備用燃料是天然氣。在瓦斯模式中,發動機使用了狄塞爾循環技術。

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和傳統的柴油燃料比起來,新系統的二氧化碳減排量将能達到23%左右,氮氧化物能夠減少30%,顆粒物和硫氧化物的減排量,将分别減少90%到97%。

發動機本身不需要額外安裝脫硫塔,就能符合排放限制措施。如此一來,發動機整體的結構更簡單,操作起來也更加靈活。

這樣一款既節能,動力又相當強勁的發動機,又有哪家船運企業不會喜歡呢。也是以相對于第一代産品,第二代發動機的應用場景将更加廣闊。

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而從整個行業來看,我們在發動機上的技術突破,緊緊圍繞了近年來船舶燃油的新排放措施。技術上的跨越,無疑将會提升我們産品的競争力。

大尺寸發動機建造都轉向了國内船廠

0.5%,這是國際海事組織在三年前推出的低硫船舶燃油新标準。聽起來是一個非常小的數字比例,但從技術的角度看,要讓下一代發動機符合排放标準,這将是跨越式和革命式的突破。

在業内人士看來,這需要船運作業整體,對業務進行調整和重塑。值得一提的是,發動機的技術雖然在更新,可也得面對船舶燃油品級差異的現實問題。

5層樓高,重2100噸!中國造全球最大雙燃料發動機,用來幹啥的?

新發動機使用了雙燃料系統,并不是說将柴油完全就抛棄了。而不同的燃油,對于發動機帶來的長期損害也是不一樣的。是以整體而言,減少損害的方式,隻能通過技術的不斷創新來規避。

目前,技術創新和制造,已經逐漸從歐洲轉移到了國内。以往,大量的船舶發動機,都是在德國和丹麥生産建造的,近年來随着發動機的尺寸越造越大,很多産品和大量的訂單,開始雲集到了國内的造船廠。

5層樓高,重2100噸!中國造全球最大雙燃料發動機,用來幹啥的?

大陸已經成為世界上最重要的船舶生産國,無論是發動機的生産,還是下一步船舶發動機系統的改造,這些領域的市場發展潛力都很巨大。

比如在一些發動機改造項目中,國内在2023年也第一次制造了甲醇發動機,其中就運用到了廢氣再循環系統。

除此自外,隸屬于天津西南海運的兩艘液化石油氣運輸船,從2023年起也開始改裝發動機。按照此前的規劃,下一步都将換成雙燃料發動機。

5層樓高,重2100噸!中國造全球最大雙燃料發動機,用來幹啥的?

目前的趨勢是,未來的甲醇、氨、氫都将成為船舶發動機的燃料首選,這符合低碳燃料的新要求和新标準。

不過整體來看,低碳燃料不會馬上取代傳統的燃料,雙燃料系統将會是未來一段時間内的首選。在這個基礎上,無論是舊有發動機的改造,還是新發動機的建造,未來國内的造船企業,訂單将會越來越多。

結語

但同時需要清晰的看到,雖然我們建造的發動機越來越大,但由于在該領域起步較晚,目前一些專利技術還掌握在國外企業的手裡。

5層樓高,重2100噸!中國造全球最大雙燃料發動機,用來幹啥的?

我們的企業僅僅是制造和生産,研發設計領域的一些事情,還需要跟國外的企業機構合作推進。像上面提到的雙燃料發動機,起研發和設計就是在歐洲進行的。

再比如廢氣再循環系統,其技術專利就屬于跟我們合作的曼恩能源方案集團。截止到2023年,該集團30%的合作業務來自大陸。

是以我們應該清晰的認識到,在新業态的船舶發動機制造中,雖然我們占據了制造和生産的優勢,但未來還要經過進一步的突破和學習,逐漸掌握研發和設計領域的主動權。

5層樓高,重2100噸!中國造全球最大雙燃料發動機,用來幹啥的?

隻有到那個時候,我們在雙燃料發動機領域的優勢,才能更具綜合性。

參考資料:

《中國船舶集團釋出世界最大船用雙燃料低速機》 新華網 2020年5月26日

《船舶“雙燃料”改造是目前海運脫碳重點》 中國能源報 2023年8月7日

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