4月15日，由中國自主設計制造的國內(nèi)最大LNG運輸船—— “泛亞”號順利在滬東中華船廠出塢下水，設計噸位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1.07億立方米，需要116個“水立方”才能容納。
“我們的目標就是，在LNG船舶制造的高端領域有我們中國人自己的一席之地。從國家戰(zhàn)略上來講，可以保障國家能源供給和運輸?shù)陌踩?rdquo;滬東中華開發(fā)研究所LNG船主任設計師宋煒對澎湃新聞說。在他看來，在這個宏大目標的背后，還有他和同事對匠人精神的一份執(zhí)著：做出更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
國內(nèi)能建造大型LNG船的只有滬東一家
“造船酸甜苦辣都會遭遇，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，他就是目前中國最大LNG船的研發(fā)者之一。
他的工位在辦公室的一個角落，旁邊就是著一本關于第二代LNG船的資料，重達十多斤，這只是眾多資料中的一本。這些資料，記錄了當時關鍵環(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，就在這樣一個個格子間和一本本資料中誕生。
“歐美對華高新技術一直是禁售封鎖的，我們國家要發(fā)展各種高端船型，需要我們獨立自主、自力更生。”宋煒告訴澎湃新聞，在國內(nèi)目前能夠設計制造大型LNG船的公司只有滬東一家。而在世界范圍內(nèi)，能設計制造LNG船的國家也僅有中、日、韓等幾個國家。
1998年，主修船舶動力機械的宋煒在大學畢業(yè)后進入當時的滬東造船廠。進公司以后，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)鍛煉了宋煒可以獨當一面的專業(yè)能力。
2007年，國際上出現(xiàn)了新一代LNG船型和新的設計理念，船體趨于大型化，而中國也需要這樣的船。由于第二代LNG船型相較于第一代性能的提升主要在推進系統(tǒng)的設計上，專業(yè)扎實的宋煒被選中，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非常緊迫，當時第一批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)線就會被關閉，相關高精尖的技術人員也會流失。“當時，第二代LNG船的研發(fā)‘只許成功，不許失敗’。”宋煒說，LNG船屬于勞動密集型產(chǎn)品，一條船的制造至少需要幾百萬工時。當時，韓國設計制造的LNG船處于國際頂尖水平，而其對這項技術完全保密。這也意味著，宋煒和他的隊友們，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問題，都是國內(nèi)的空白。
只能從國外報紙、雜志報道中尋找線索
“船舶行業(yè)有兩種船型是最頂尖的，一個是叫LNG船，另一個則是大家熟悉的豪華游輪。從運輸船型來說，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途運輸，這對于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，此時如果液化天然氣從裂縫漏出，會迅速汽化，形成易燃易爆的混合空氣。因此，國內(nèi)把50噸以上的液化天然氣定義為“重大危險源”，而LNG船上裝載的LNG多達數(shù)萬噸。“這種船裝了貨以后，就像一顆浮動的炸彈。”宋煒說。這也意味著，LNG船的設計制造絕對不能出錯，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。
除了設計上的難題，在LNG船的國際貿(mào)易中還采用“照付不議”的商業(yè)模式，即除非不可抗力，船舶如因故障錯過既定的港口裝貨期而未實際裝貨，貨主仍需要依照合同約定照付貨物費用，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組件，而任何單一的組件產(chǎn)生故障，小至一個電路、一個閥門，都可能導致整體出現(xiàn)故障問題。”宋煒表示，一條LNG船造價高達2億多美元，沒有客戶會買一條有絲毫不安全和不可靠因素的LNG船。
為了填補設計空白，外國海事報道、船舶的雜志報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，大海撈針。”讓宋煒印象深刻的是，當時，國外海事新聞的報道稱船舶下水試航，結果發(fā)現(xiàn)和設計預期出現(xiàn)比較大的偏離，這引起了宋煒和同事的高度重視。但是，報道對原因的分析，只有簡單的一句“實測的兩臺主機的功率與模型實驗預報的功率有出入”。于是，宋煒只能苦思冥想，整個過程中有哪些環(huán)節(jié)？是什么原因可能會造成這個后果？經(jīng)過數(shù)個月對雙艉推進和單艉推進的不同特性的全面思索，和利用一切與國外船東、船級社交流的機會，這個懸念歷經(jīng)兩年才解開。
還有一次，宋煒看到報道上有一張韓國LNG船的遠景照片，看得出艉樓形狀非常怪異。當時，宋煒就開始在心里對其進行“CT掃描”，琢磨里面的五臟六腑會是什么。借著這點蛛絲馬跡，宋煒對第二代LNG船上特有的大型設備－－天然氣焚燒塔的布置有了自己的想法。
關鍵時刻“設計師的腦子比計算機更好用”
“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，整個人都瘦了五六斤。有一年半時間里，幾乎每個周六整個設計團隊基本都在公司加班，沒有放假的概念。
從第一代到第二代，對船舶的性能有著更高要求，如何在非常有限的空間內(nèi)，把船舶上的各個機電系統(tǒng)緊湊密集地合理布置，并且將這些系統(tǒng)有機地匹配起來實現(xiàn)協(xié)同可靠地運行，成為宋煒要做的事情。
他首先需要對動力推進系統(tǒng)進行改進。第一代LNG船是采用單螺旋槳推進，第二代LNG船采用了雙艉推進，從單艉到雙艉在技術上并非簡單的一加一，比如單螺旋槳的水流不會產(chǎn)生干擾，但是兩個螺旋槳之間，內(nèi)側(cè)外側(cè)的流場完全不對稱，導致受力狀態(tài)十分復雜，在艉管后軸承里軸的運行軌跡就會變得飄忽不定，所以必須在設計上克服許多問題。宋煒通過采用艉管軸承第二道斜坡的特殊形狀設計，以便實現(xiàn)軸承型線可以與雙艉推進可能產(chǎn)生的各種軌跡相耦合，同時采用了大量船艉部精細變性分析，螺旋槳動力學CFD方法以及多種軸系專業(yè)分析軟件的綜合應用，來形成涵蓋各種極端惡劣情況下安全推進的雙軸系推進方案。
最終，國產(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)生動力，采用蒸汽推進，但到了第二代就有多種選擇，可以利用柴油機將貨艙揮發(fā)氣作為燃料，相比鍋爐燃燒會更為高效；也可以利用再液化設備液化回收來達到理論上的100%液貨交付，整個貨物運輸過程中就不會產(chǎn)生損失?？梢愿鶕?jù)客戶的需求來做選擇。
用了三年時間，宋煒和他的團隊成功開發(fā)出了第二代LNG船，并在2010年競標成功，2011年順利簽下價值50多億人民幣的合同。2013年4月中旬，建造中的第二代LNG船進行到了關鍵的安裝問題，艉軸在艉管后軸承穿插時最小處只有0.01毫米的間隙，一旦有絲毫的錯位，將前功盡棄。如何讓這根長達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)。“這種時刻，設計師的腦子比計算機更好用，所有的數(shù)據(jù)都在設計師的腦海里刻著。”最終，設備成功安裝到位，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。
