國產高端船用設備產業化之路漸顯!我國自主透平貨油泵系統實現批量裝船

国产高端船用设备产业化之路渐显!我国自主透平货油泵系统实现批量装船

日前,武漢船用機械有限責任公司與江蘇海通海洋工程裝備有限公司簽訂4艘63500噸原油船透平貨油泵系統供貨合同,標誌著我國大型透平貨油泵系統實現批量裝船。從2008年開始自主研製,到今年實現批量裝船,國產透平貨油泵系統走出了一條成功的產業化之路。這條道路為我國高端船用設備產業化提供了一個重要的範本,極具借鑑意義。

從研發到裝船,十年艱辛路

貨油泵系統是油船、化學品船、浮式生產儲油船(FPSO)等船舶和海工裝備實現液貨對外輸送、艙內轉駁的核心設備,是液貨船上僅次於主機的第二大設備,屬於典型的技術含量高、產值高、市場需求量大的關鍵重大船舶配套產品。目前市場上主要有透平貨油泵系統和潛液泵系統兩大類,其中大型原油船廣泛採用透平貨油泵系統;FPSO、化學品船、成品油船廣泛採用一艙一泵的潛液泵系統。由於無法有效解決低液位抽吸能力弱、碼頭條件適應性差、高速傳動噪音大、產品可靠性低等核心技術問題,我國貨油泵系統長期依賴進口

2008年,在工業和信息化部的大力支持下,武漢船機與上海中遠海運油品運輸有限公司進入貨油泵系統研發領域。

2010年,武漢船機聯合上海油運,協同設計院所、船廠、高校等單位,充分發揮產學研用機制優勢,聯合組成專業團隊,在國家科研項目的帶動下,開展了2000立方米/小時貨油泵和750千瓦級透平驅動裝置的研製。

2012年,我國自主研製的首臺大型泵艙式貨油泵在中海發展股份有限公司油輪公司的6萬噸級油船“定河”號上成功安裝,運行情況良好。

2014年,我國自主研製的首臺套船用貨油泵透平驅動裝置、大排量潛液泵演示驗證成功,同年,依託上海油運在山海關船舶重工有限責任公司建造的64900噸油船“天鶴座”號上進行實船應用。

2015年,武漢船機牽頭承擔的高技術船舶科研項目“大型貨油泵系統關鍵技術研究與樣機研製”順利通過工信部驗收評審。該項目攻克了泵艙式大型貨油泵系統設計與集成、貨油泵系統控制、系統專用泵和閥的設計製造、軸心設計和振動控制、系統設計驗證等技術難關,成功研製了國內首臺2000立方米/小時貨油泵,並在6萬噸級油船“定河”號上完成實船驗證,獲得客戶好評。同年,中海油輪運輸有限公司與武漢船機簽訂國內首套透平貨油泵系統採購合同。

2017年4月,國內首套透平貨油泵系統順利完成繫泊試驗和航海試驗,各項性能指標滿足設計要求,成功交付船廠,並用於64900噸油船“天鶴座”號。

2018年4月,首套國產透平貨油泵系統在“天鶴座”號油船實現穩定運行1週年,產品性能穩定可靠,卸貨效率、能源消耗量等主要技術指標達到國際先進水平。

2018年11月,我國自主研製透平貨油泵系統獲得批量訂單,成功實現產業化。截至目前,武漢船機已形成了透平貨油泵系統、液壓潛液泵系統、電動深井泵系統、液化石油氣(LPG)低溫泵系統及艉輸系統等五大類液貨產品,可為30萬噸級超大型油船(VLCC)及以下規格原油船、各種規格成品油船、FPSO等配套。

透平貨油泵系統的國產化從2008年起步,從剛開始的方案設計、全船配套方案制定到產業鏈的選擇,從泵頭單元、隔艙傳動裝置等單個部件,到全船系統的配套以及交付時的各種問題,闖過了一道道難關,在10年之後最終成功實現,其中的經驗值得我國其他高端船配研發項目特別是自主創新研發項目借鑑。

成為“這一個” ,“此中有真意”

我國船配業經過近年來的快速發展,水平已得到顯著提升,然而,在一些高端船用配套領域依然與國外先進水平差距較大,有的領域甚至還是一片空白。雖然我國大力推動高端船用配套設備的研製及產業化,但真正研製成功併產業化成功的依然是“鳳毛麟角”,而貨油泵系統的國產化項目就是其中難得的“這一個”。

中國船舶信息中心高級分析師曹林表示,貨油泵系統國產化走的完全是自主創新道路,這一點有別於我國大多數高端船用設備國產化通過專利許可等模式形成的引進—吸收—再創新道路,尤顯難得。貨油泵系統國產化最重要的成功經驗是項目在研發階段就有潛在用戶的深度參與,這種做法與歐洲、日本等的做法很類似,從立項研發開始,各方就“綁”在一起,組成一個團隊協同實施項目,一直到成果產業化。未來的產品使用者對研發製造等過程有深入的瞭解,在做實船驗證時,研發方可以及時得到使用者對產品的反饋,掌握使用者的實際需求,這不僅避免了閉門造車,也大大提升了產品研發、製造、產業化的效率。

國家的大力支持也是貨油泵系統成功國產化的重要因素。貨油泵系統的研製依託了工信部高技術船舶科研項目“大型貨油泵系統關鍵技術研究與樣機研製”的實施,並被作為船用設備示範應用工程全力推動,國家對其進行了資金、資源、政策等全方位的幫扶。而且,貨油泵系統在研發之初就能迅速形成產學研用模式,也離不開國家相關部門的資源協調與平臺搭建。此外,貨油泵系統國產化得到了國家首臺套政策的鼎力支持。根據工信部組織制定的《首臺(套)重大技術裝備推廣應用指導目錄》,貨油泵系統作為300多種產品之一,成為首臺(套)重大技術裝備保險補償機制試點的對象。國產貨油泵系統在首批次市場應用階段,中央財政對企業投保給予了80%的保費補貼。

當然,研製團隊的自主創新在貨油泵系統國產化過程中起到了決定性作用。據悉,在“天鶴座”號安裝透平貨油泵系統時,研製團隊按“2+1”組合的模式(2套進口產品+1套國產化產品)進行配套。試驗結果表明,國產透平貨油泵系統的重量、體積、排量、揚程、效率、蒸汽耗量等各項性能指標均與進口產品不相伯仲,貨油泵的振動、軸承溫升、噪音等指標優於進口產品,一次通過船東及船級社報檢。不僅如此,研製團隊研製的貨油泵健康監測系統還開創了貨油泵系統數字化維保的先河,可自主進行設備狀態監測與信號分析、智能化維保管理、狀態數據管理等,目前國外企業還未提供這種服務。正是國產透平貨油泵系統的質量過硬、性能優良,才保證了產品市場化應用直至產業化的順利推進。

曹林表示,經過多年的發展,我國船配業取得的成效已越來越顯著,從近年來多個重大研發項目的實施效果看,我國船配業發展的路子是走對了。從日韓等國船配業的發展道路與階段來看,我國船配業目前已走過了引進—吸收階段,到了再創新與自主創新這一節點。要在這一關鍵階段取得突破,我國船配業必須繼續堅持對基礎性研發的大力投入,同時重點關注產品的質量提升與品牌建設。此外,面向未來船舶及海洋裝備市場需求,要著眼長遠,跳出傳統的發展思路,瞄準電動化、智能化、網聯化、定製化等裝備行業發展呈現出的新趨勢,聯合新興技術企業,整合跨行業資源,加強新業態、新技術的融合,為未來的市場與競爭做更充足的準備。

創新:要有“十年磨一劍”的定力

國產貨油泵系統從立項研製到產品指標比肩國際水準,再到實現批量裝船,經歷了10年時間。10年時間,一種高端船用設備從無到有,從稚嫩到完善,從實驗室走到船上,直至批量化應用,週期並不算長;而10年時間,對於研發團隊來說,卻是一個不短的週期。這也充分表明,

要在高端船用設備領域實現自主創新,就需要“十年磨一劍”的定力, 就需要“把冷板凳坐熱”的堅持,就需要更多的耐心、更長的時間、更寬容的環境

我國船配業是典型的利用後發優勢實現快速發展的行業,其高技術船配產品的科研模式以引進—消化—再創新為主,生產模式也以專利許可居多。這種模式的弊端顯而易見,那就是“再創新”很容易流於一句空話,從而使我國船配業陷入產業鏈低端不能自拔;當然,優勢也十分明顯,那就是週期短、速度快,短時間內就能見到產品,見到市場業績。這種優勢很具有麻痺性,並容易導致形成思維定式,那就是總試圖用最低的時間成本、資金成本去獲取最高的研發收益。這種思維定式體現在現實中,就是雖然都在提以創新為引領,但給創新的“時間”並不多,“耐心”也不那麼夠,幾年投入下來還不見效益,創新可能就面臨“斷糧”了。

其實,經過多年的發展,我國船配業已經從模仿、追隨階段進入引進消化後的再創新以及自主創新階段。在這一階段,要讓創新成為真正的主角,就不要再有投機取巧、速戰速決,單純追求“短平快”的思想,而是要穩紮穩打、著眼長遠,並做好長期投入的準備

,這一點對於作為傳統制造業的船配行業來說,更是如此。國產貨油泵系統研製成功、產業化成功有許多因素,而不急躁、不冒進,腳踏實地、蹄急步穩無疑是其中重要的原因。

我國船配業近年來在不斷突破、不斷升級的道路上越走越穩健,其創新道路也越來越寬闊。貨油泵系統成功國產化的案例給了我國船配業許多啟示,相信未來像這樣的案例會越來越多。


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