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建造大型高技术船舶需攻克五大技术难点
双击自动滚屏 发布者:chinaweld 发布时间:8/17/2006 阅读:5355

建造大型高技术船舶需攻克五大技术难点

 

一、市场价值

  保障国家能源战略顺利实施

  中国船舶工业行业协会常务副会长、中国船舶工业集团公司总工程师李柱石指出,根据国家能源战略,我国将积极参与世界油气市场的开发。目前,国家发改委已经规划在广东、福建、上海、山东、浙江、江苏、天津、辽宁等地建设11座天然气接收站。

  从国外大量进口天然气只能通过LNG船来运输,因此LNG船作为一项重大技术装备,直接关系到我国能源战略规划的顺利实施。只有立足于自主建造、自主运输,才能最终保障国家能源运输安全和国民经济安全,避免受制于人。从"国货国运、国轮国造"的角度来看,LNG船的建造与运输十分紧迫。

  促进船舶工业升级

  大力推进船舶工业结构调整和升级,是贯彻落实国防科技工业转型升级战略、走新型工业化道路的重要途径之一。放眼国际市场,韩国能够超越日本成为世界造船业新霸主,其根本途径就是不断在大型集装箱船、LNG船等高新技术船舶上寻求突破。

  通过实施LNG船研发,并实现自主研发和批量生产,可以大力促进我国船舶工业产品结构、市场结构、能力布局结构的调整和升级,可以培育高新技术船舶产品品牌,提升船舶设计、制造、管理技术水平,促进我国出口产品的调整升级。

  扩展船舶工业发展空间

  据李柱石介绍,预计20062010年,全球LNG船新船需求总量将为百余艘,年需求为2030艘;而20112015年需求量为85艘,年需求1520艘。届时,国内对LNG船的需求也将会十分旺盛。目前,有不少用户已经明确希望国内造船企业能够尽快为他们开发新型LNG船。

  近年来,随着全世界能源需求的转变,液化天然气正在不断受到各国的青睐,由此也产生了对LNG船的巨大需求。据国际权威机构调查数据显示,未来10年,除去中国及印度等发展中国家的液化天然气需求,欧美国家对液化天然气的需求也将不断上升。因此,LNG船市场迎来了难得的黄金发展时期,中国船舶制造企业的发展空间十分广阔。

  

二、国际前沿

  韩日企业基本垄断LNG船市场

  据了解,目前国际上LNG船的建造基本被韩国、日本企业所垄断,他们为了保持在LNG船制造领域的垄断地位都不愿与中国进行合作。到2005年底,全球126LNG船订单中,近70%88艘)为韩国所拥有,日本有29艘,中国有5艘,而欧洲只有4艘。

  尽管我国曾与法国大西洋船厂成功地进行了技术合作,但是所付出的成本也十分昂贵。据了解,在引进过程中,仅图纸一项我国相关企业就花费2200万欧元。此外,根据有关协议,我国企业用该图纸建造的前10条船,每条都要被外方收取船价的1%作为技术提成费,而其他船用设备和材料等则更是需要大量进口。根据测算,如果我们能够掌握LNG船自主设计技术,并能够实现重要设备和材料的国产化,以10艘船计算,每条船可降低成本超过1400万欧元。

  据李柱石介绍,在上世纪6070年代,LNG船的设计、建造和运营完全是被欧美发达国家所垄断。而进入上世纪80年代后,日本在引进欧美技术的基础上开始为该国船东大量建造LNG船,由此形成了欧、美、日三方并存的局面。而后,美国渐渐退出竞争舞台,市场格局逐步发展成为欧、日之间的竞争。进入上世纪90年代,随着韩国船厂大规模进入LNG市场,欧洲船舶企业又被逐步挤出市场,形成了日、韩竞争格局。目前,韩国企业已在LNG船建造领域占主导地位。

  为了扩大市场份额,日、韩两国企业纷纷采取措施提高生产效率、加大科研开发力度,不断扩大LNG船建造能力。如韩国三星公司将原用于海洋工程建造的船坞改用为大型LNG船的建造,从今年起该公司LNG船的年建造能力将达到7艘。而韩国大宇造船海洋公司通过一系列改造,预计在20092010年将达到15艘的年制造能力。日本三菱重工则计划将LNG船年制造能力提高4艘,并着重发展再液化装置、柴油主机、环保系统和超大型LNG船。目前,该公司已经开发出20万立方米的薄膜型液货舱。

  

三、中国差距

  缺乏足够的技术准备

  五方面关键技术需攻关

  李柱石指出,除了建造能力外,我国企业与世界领先企业的差距还主要表现在研发能力方面。据了解,目前我国相关企业还只是消化吸收了14.7万立方米LNG船的建造技术,而对于20万立方米以上的LNG船还缺乏技术准备,需要攻关的难点还很多。

  据介绍,LNG船的自主研发共涉及五方面关键技术:

  1.是基础技术,主要包括:计算流体力学技术在LNG船上的应用、螺旋桨设计技术、液货舱晃荡压力、LNG船船体温度场分布,LNG船材料与设备国产化、LNG船特殊管系的温度应力分析等研究。

  2.是设计技术,主要包括:LNG船设计规范和标准、船体论证、船体结构对液货舱温度场的应力响应、船体屈曲屈服疲劳强度和变形的分析、典型动力装置设计技术、超大容量电站电网、集成自动化系统、涂装规范等。

  3.是建造技术,主要包括:超大型分段精度建造技术、总组和船坞总装技术、船体焊接技术、新型动力装置安装及实验技术、绝缘箱制造技术与产能、泵塔制造及安装技术、殷瓦安装技术、殷瓦焊接技术规范、货舱围护系统密性试验技术等。

  4.是管理技术,主要包括:计划管理技术、质量管理中CTI计划标准化、HSE管理技术、货舱围护系统物流管理技术等。

  5.是专用工装设计,主要包括:液货舱围护系统殷瓦安装模板及工具、检验超低温阀门的压力检测设备、泵塔制造的专用工具装备等。

  相关行业的制约

  李柱石指出,LNG船的设计、建造要求极为苛刻,目前我国制造业的整体水平以及冶金、材料等相关行业的发展水平和工人技术水平等,都是我国发展LNG船的制约因素。例如LNG船主要材料殷瓦钢,目前国内没有一家企业能够提供与配套,全部需要进口。同时,殷瓦钢的焊接技术要求极高,该技术可以说是焊接技术上的一场革命,而殷瓦钢焊接技术又是LNG船建造中必须攻克的难关。就目前国内船厂情况而言,现有的焊接熟练工人全部需要重新接受系统的培训才能上岗工作。

  另外,在LNG船建造专用设备中,绝缘箱生产流水线也是我国企业目前的一个弱项,必须专门引进绝缘箱生产线。据了解,绝缘箱是LNG船货物围护系统中的关键部件,每艘船需要5300多只箱子,1100多种不同类型,而且每个箱子精度必须控制在0.5毫米公差范围内。

  

四、技术路径

  自主创新与引进相结合

  李柱石指出,尽管目前国内企业具备了一定的LNG船技术和建造能力,但要全面掌握制造技术,还需要坚持自主创新与技术引进相结合的道路。作为国内重要船舶制造企业之一的中国船舶工业集团公司,目前正在积极探索并验证这样的发展路径。

  据介绍,中国船舶工业集团公司计划将以LNG船船型平台、船体结构平台作为总体设计平台,以货物围护系统、超低温液货系统、动力系统、电力系统、集控系统等五大系统为研究重点,发挥产学研结合的优势,并充分利用已有基础,引进消化吸收再创新和自主开发协同进行,总体技术和系统技术、配套技术协同展开,全面掌握LNG船设计建造技术。在完成目标船的同时,形成自主开发设计能力,实现LNG船的自主创新,全面提高产业竞争力。

  为了实现上述目标,中国船舶工业集团公司将把船型平台、船体结构平台两大平台的研制工作交由行业权威总体研究所牵头,联合相关高校、船级社等单位共同攻关研究,开发出全部具有自主知识产权、能够满足最新技术要求、性能优良的新船型。

  此外,货物围护系统将在"十一五"期间的工程研制中,通过购买国外专利技术,进而掌握装配技术,实现绝缘箱和绝缘材料的国产化,并开始具有自主知识产权的货物围护系统的阶段性研究工作。在超低温液货系统、动力系统方面,将与国外厂商开展技术合作,进而掌握系统设计技术,实现国产化。在电力系统、集控系统方面,则要实现自主开发,掌握设计技术,实现系统集成。

  

五、优势企业

  沪东中华(集团)有限公司

  目前,中国船舶工业集团沪东中华(集团)有限公司是国内惟一有能力制造LNG船的造船企业。沪东中华造船(集团)有限公司具有70多年的造船历史和丰富的经验,产品包括LNG船、LPG船、化学品船、滚装船、浮式储油轮、成品油轮、原油轮、散货轮、客船、特种工作船、军舰和军辅船等,已具备年造船生产能力200万吨。

  该公司下属的沪东重机股份有限公司,是目前国内最大的船用柴油机制造企业,生产的船用柴油机在国内市场占有率达到70%以上,年生产能力为150万马力。

  大连船舶重工集团有限公司

  该公司是由原大船重工和原新船重工整合重组成立的,总资产194亿元,是目前国内规模最大、建造产品最齐全、最具有国际竞争力的现代化船舶总装企业。公司分为一工场(原大船重工主厂区)和二工场(原新船重工主厂区)两个造船总装主场区,以及分布在大连市周边的各个专业化配套生产基地。

  大连船舶重工基础设施先进,技术力量雄厚,具有完善的质量安全环境管理体系。建国以来,先后为国内外船东建造各种类型船舶2700余艘,创造了中国第一艘万吨轮、第一艘导弹驱逐舰、第一艘出口船,到第一艘VLCC等中国造船史上的60多个"第一"

  该公司曾先后成功开发了5668TEU集装箱船、4250TEU集装箱船、VLCC、大型高速滚装船、化学品船、BINGO-9000、大型FPSOJU200020余型高技术、高附加值船舶和海洋工程产品。其中,5668TEU集装箱船被誉为"中国造船工业在船舶设计、建造、管理等方面实现质的飞跃的集中体现";而VLCC的成功建造打破了日、韩等造船强国对超大型船舶建造领域的垄断局面;大型高速滚装船以其良好的性能,具有军事和经济双重意义;4.6万吨化学品船的成功建造,确立了大连船舶重工在化学品船领域的国内领先地位;BINGO-9000大型钻井平台及已形成系列的5FPSO4JU2000型自升式钻井平台的建造,为我国目前正在积极实施的深海石油开发战略提供了强有力的基础设施保障。

  中国船舶工业集团公司第七○八研究所

  中国船舶工业集团公司第七○八研究所(中国船舶及海洋工程设计研究院)创建于195011月,是中国船舶行业成立早、规模大、成果多的研究开发机构,是中国船舶工业集团公司船舶与海洋工程研发中心,是船舶设计技术国家工程研究中心的依托单位。建所55年来,主要业务领域不断拓展,自主开发出多型具有世界先进水平的各类军用舰船、民用船舶、海洋工程装备和高端船用装备,为我国国防建设、航天事业、船舶工业、海洋事业的发展和国民经济建设做出了重大贡献。

  上海船舶研究设计院

  上海船舶研究设计院是一家以研究设计现代民用船舶为主的综合性研究设计单位,成立于19648月。目前该院船舶研究设计范围包括散货船、集装箱船、多用途船、油船、化学品船、液化气船、滚装船、客船等各种运输船舶,以及拖船、消防船、救助船、浮船坞等港口作业船舶、海洋工程船舶及各种专用工作船。该院依靠技术进步,致力于市场适销对路的高附加值船舶、新型船舶和水利工程等特种工程船舶的开发研究,在散货船、自卸船、散装水泥船、三用拖船、浮船坞等船型的研究设计技术方面处于国内领先地位,并在油船、化学品船、集装箱船、滚装船、挖泥船的设计上形成了自己独特的优势,大量产品进入国际市场,赢得了良好的声誉。

  相关报道:造船业对钢企提出新要求

  从中国造船用钢需求量预测结果来看,需求量增长很快,20062010年间将达到每年830万吨,20112015年将达到每年1028万吨。但值得注意的是,由于目前中国钢材价格低于国际市场价格,中国各类船舶修造企业基本在国内采购所需求钢材。如果出现国际市场价格低于国内市场价格的情况,中国船舶制造企业可能向国外采购钢材,中国钢厂实际可获得的船用钢材订单量将小于预测量。

  船用钢材产量快速增长有力支持了船舶工业的发展。近年来,钢铁行业和造船行业在共同发展中已建立了长期稳定的战略伙伴关系。为适应船舶工业快速发展,2003年,钢铁企业开始大幅提高船用钢材产能,满足船舶用钢日益增长的需求。据统计,2003年造船板产量205万吨,同比增长10%2004348万吨,同比增长139%2005年产量在2004年的基础上再增长82万吨,从数量上已基本满足船舶行业需求。

  2005年,随着船用钢材价格的大幅攀升,中国有多家钢铁企业扩建了船用钢材生产线,使船用钢材的供应量大幅增长,供应量充足。

  我国在建拟建中厚板轧机主要有:2005年建成投产的项目有6个,可形成生产能力770万吨;2006年上半年投产的轧机有两条,设计总能力为210万吨;2006年下半年投产的轧机预计有5条,生产能力为740万吨。

  从以上分析可以看出,按目前设想,到2006年我国将形成中厚板生产能力4381万吨,按通常船板占总能力的20%考虑,可产船板达到870万吨以上。考虑到拟建项目的建成投产,数量上能够满足我国2010年造船板需求。

  但通过分析看到,在建和规划建设的中厚板轧机的主力轧机将是以3500mm3800mm两种机型为主,也就是说国内能够大量提供的船板规格是宽度3600mm以下,这与造船业大量要求宽、长船板是有很大差距的。若规划中的鞍钢5000mm、首钢符宁4300mm、营口4300mm等轧机能够建成,这些轧机基本都是沿海建设,运输条件好,将使船板生产条件大大改善。

  专家指出,船舶工业发展对我国钢铁行业提出了新要求,主要有:钢厂能承接订整条船船板的生产任务;新建船板生产线能靠江靠海;多建3500mm以上的中厚板轧机;加强高强度船板、大型H型钢的生产开发;船板的品种规格、尺寸公差、板形以及交货周期与船舶建造适应;船厂与钢厂间能形成统一的研发体系;能将船用钢材价格在一定时间内锁定。

 

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