建造中的亞洲巨無霸——馬來西亞34 000 m3耙吸挖泥船

劉厚恕 郭德威

（中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七○八研究所 上海200011）

0 引 言

世界疏浚市場業(yè)現(xiàn)已投入使用的17 000 m3以上超大型耙吸挖泥船，連同我國去年剛交付使用的18 000 m3通程輪在內(nèi)尚不足20艘，而30 000 m3以上級巨無霸型耙吸挖泥船更是屈指可數(shù)，除了首船 33 000 m3“Vasco de Gama”號于 2000 年交付外，其余幾艘的建造還是近兩年的事。如31 200 m3“Vox Maxima”號（2009年），46 000 m3“Cristobal Colon”號，“Leiv Eiriksson”號（2009/2010年），以及30 500 m3“Charles Darwin”號（2010 年）和年內(nèi)即將交付、被譽(yù)為超新一代靈便型的30 000 m3耙吸船“Congo River”號。以上這幾艘頂級耙吸船無一例外均為國際著名的四大疏浚公司所把持，成為各自參與大型國際疏浚工程競爭的砥柱中流，就連“HAM318”等3艘接長改造的30 000 m3以上級耙吸船也無一不在四大疏浚公司的掌控之中。“Charles Darwin”號去年年底剛交付YDN集團(tuán)，今年3月份就遠(yuǎn)赴巴西投入作業(yè)［1，2，3］。

本文側(cè)重介紹的34 000 m3“Inai Kenanga”號耙吸船（參見圖1）同樣將在今年年底前后交付使用，但迄今主要疏浚網(wǎng)站和刊物對該船還鮮有介紹。作為現(xiàn)今世界第二、亞洲第一規(guī)模的巨型耙吸船，它理所當(dāng)然值得同為亞洲業(yè)界的我們所關(guān)注［4，5］。

圖1 34 000 m3巨型耙吸船“Inai Kenanca”號側(cè)視圖

1 船 東

本船船東INAI KIARA公司創(chuàng)辦于是年，現(xiàn)已是馬來西亞首屈一指的私人疏浚承包商。其現(xiàn)有9 000 m3以下耙吸挖泥船9艘、13 200 kW以下的絞吸船8艘、斗容20 m3以下抓斗船4艘、鏟斗船3艘，連同幾艘海工船在內(nèi)的全部作業(yè)船只不足40艘，且多為二手船。僅就船隊裝備規(guī)模來看，該公司恐難躋身一流，然而在亞洲地區(qū)其卻甚是活躍。

正是這樣一家中等規(guī)模的疏浚公司，為進(jìn)一步增強(qiáng)自身實力，一舉訂購了僅次于46 000 m3的世界第二大耙吸船，而且這一計劃的實施恰恰是在2008年世界性金融危機(jī)降臨之際，這一舉措令人矚目。除了本文介紹的34 000 m3“Inai Kenanga”號今年年底即將交付外，公司正在建造的還有16 000 m3和8 800 m3兩艘大型耙吸船以及另一艘13 200 kW大型絞吸船。以這樣一種跨越式發(fā)展的態(tài)勢，INAI KIARA公司不僅對未來疏浚市場前景信心滿滿，還展露出對躋身世界10強(qiáng)（私營）疏浚企業(yè)的孜孜追求。

2 設(shè)計和建造

還在2007年夏秋時節(jié)，INAI KIARA公司為大力拓展自身船隊規(guī)模，曾與荷蘭VUYK ENGINEERING ROTTERDOM（VER）公司簽約，委托其做了一個18 000 m3耙吸船的概念設(shè)計，次年當(dāng)該設(shè)計方案提交給船東審議時，恰遇世界性金融危機(jī)襲來，INAI KIARA公司不但沒有取消該項目，反而逆勢而上，讓VER直接進(jìn)入更大艙容的巨型耙吸船設(shè)計（即現(xiàn)今正在投入建造的34 000 m3），以便在未來的市場競爭中能有效地應(yīng)對任何高端裝備的挑戰(zhàn)。

按常理這樣巨大而復(fù)雜的項目設(shè)計當(dāng)屬IHC或是VOSTA LMG，然而用戶偏偏選擇了荷蘭VER公司作為設(shè)計伙伴，頗不尋常。VER在品牌、業(yè)績方面自然難敵IHC，但在疏浚裝備行業(yè)也是一家不俗的公司，據(jù)悉在2003年，23 000 m3耙吸船 “W D Fairway”以及隨后的姐妹船，接長擴(kuò)容為35 000 m3巨型耙吸船的設(shè)計就是由該公司承擔(dān)的，而2010年底交付YDN集團(tuán)的30 500 m3巨型耙吸船“Charles Darwin”號的基本設(shè)計也是由VER參與完成的。由此可見VER的實力不可小視。

INAI KIARA公司的另一項驚人之舉就是堅持由國內(nèi)建造，而且是由公司剛剛新落成的造船廠實施建造。對于如此規(guī)模和技術(shù)復(fù)雜程度的巨無霸型耙吸船“Inai Kenanga”號來說，這不能不說是一項相當(dāng)富于挑戰(zhàn)的計劃。憂者自憂，建造已然（參見圖 2）。

圖2 34 000 m3耙吸船的建造在INAI KIARA疏浚公司新建的船廠中悄然展開

對比新世紀(jì)初我國大型耙吸船自主建造的曲折啟動歷程，不無感慨！

3 主要參數(shù)

4 設(shè)計特點淺析

馬來西亞的“Inai Kenanga”是迄今歐洲以外疏浚公司所擁有的唯一一艘30 000 m3以上級耙吸船，也是當(dāng)今亞洲的巨無霸，日、韓等地區(qū)強(qiáng)國也還不曾有此作為。該船為雙機(jī)、雙槳、雙耙、首樓設(shè)置、帶強(qiáng)力泥艙圍板的常規(guī)甲板以及帶球首和雙尾鰭的自航耙吸挖泥船，可無限航區(qū)調(diào)遣。船首還設(shè)有首吹、首噴以及首側(cè)推裝置。該船動力采用主機(jī)“一拖三”的復(fù)合驅(qū)動，主機(jī)后端直接驅(qū)動導(dǎo)管螺旋槳，前端則通過減速齒輪箱驅(qū)動艙內(nèi)泥泵，同時還各自軸帶一臺交流發(fā)電機(jī)組，供船舶主電站用電。船舶正常挖深45 m，同時接有一根帶水下泵的大挖深耙管，最大挖深可達(dá)95 m。在主要尺度及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)的設(shè)置方面與其他幾型同等規(guī)模巨型船相比各具特色，而在淺水適應(yīng)能力、快速調(diào)遣能力等方面甚至更富于成效。

主要設(shè)計特點歸納如下：

·不尋常的快速性

本船設(shè)計航速17.5 kn，在30 000 m3以上級現(xiàn)有6型7艘船（不含接長改裝）中，僅次于46 000 m3（18 kn），其余諸船航速均在16～17 kn之間。對于淺水作業(yè)要求日益突出的耙吸船而言如此高的設(shè)計航速非比尋常，這也是為了適應(yīng)該船深遠(yuǎn)海調(diào)遣作業(yè)的需要，故在船型尺度的選取中，在滿足淺吃水要求的同時，盡可能兼顧了快速性的要求。本船長寬比Lb/B=5.08，與46 000 m3的長寬比5.02十分接近，這與30 500 m3的4.04以及30 000 m3的4.03長寬比形成鮮明對照，有利于航速的發(fā)揮［9，10］；

·鮮明的淺水性征

盡管為了快速性的緣故在船寬的選取上有所節(jié)制，船寬吃水比B/dd也不算特別大，但2.96的比值在上述7艘船當(dāng)中仍算高的，而12.3 m的疏浚吃水dd較之 31 200 m3（13.6 m 吃水）和 46 000 m3（14.15 m吃水）則顯著降低?？梢姳敬屯ㄟ^設(shè)計優(yōu)化，在堅持淺吃水肥大型船的發(fā)展理念和快速性追求兩者之間取得了較為完美的結(jié)果［6，7］；

·常規(guī)甲板型深的采用

進(jìn)入新世紀(jì)以來，國外在大中型耙吸船的設(shè)計中已越來越注重全通型甲板的應(yīng)用，上述7艘巨型耙吸船中，采用全通甲板的就有5艘之多，但就整體情況而言，目前采用常規(guī)甲板的仍在半數(shù)以上，皆因兩者各有所長。本船采用常規(guī)甲板，其上帶有4 m高強(qiáng)力結(jié)構(gòu)的箱型泥艙圍板，由于常規(guī)甲板相對于高干舷的全通甲板而言具有較低的耙管設(shè)置，有利于縮短耙管收放作業(yè)的時間，對耙管造成損傷的風(fēng)險也相對減小。通常而言，常規(guī)甲板船的鋼材用料較之全通甲板船要節(jié)省約2%。

常規(guī)甲板的這些特點也許正是船東所看重的地方［8，9］。

·超出50%船長的泥艙設(shè)置

為了在有限船舶尺度下盡可能增大泥艙裝載能力并改善船舶所受的彎曲應(yīng)力，增大泥艙長度不失為有效途徑?？缡兰o(jì)以來國外新建的大中型耙吸船中泥艙相對長度（l/Lbp）愈來愈接近50%，本船泥艙相對長度達(dá)51%，其余6艘巨型船也普遍超出50%，這是一個明顯的突破，也是耙吸船日益大型化所追求的目標(biāo)之一，其中46 000 m3和30 500 m3兩型船因采用“一拖二”動力驅(qū)動的緣故（艙內(nèi)泵均電動），泥艙相對長度相繼達(dá)到55%和56%的破紀(jì)錄境地。而國內(nèi)大耙船的設(shè)計同比在這方面還存在一定程度的落差。

·“V”型泥艙單列泥門的設(shè)置

泥艙的這種結(jié)構(gòu)型式雖然較早以前就曾出現(xiàn)，作為耙吸船的一種發(fā)展趨勢也還是跨世紀(jì)以來的事，在新建大型耙吸船上尤為明顯，包括本船在內(nèi)的現(xiàn)有7艘巨型船上就有5艘船采用了單列泥門，這種泥艙泥門的結(jié)構(gòu)型式簡化了泥艙內(nèi)部構(gòu)造，明顯減少了泥門機(jī)構(gòu)的設(shè)置，維修便利，因而越來越為用戶所接受，尤其是當(dāng)首吹裝置普遍裝船使用的今天（參見圖 3）。

圖3 34 000 m3泥艙泥門結(jié)構(gòu)型式

國內(nèi)近年來新建的一系列大型耙吸船上迄今還不曾采用過單列泥門。

·擁有與之匹配的大挖深功能

本船最大挖深雖不足100 m，但95 m挖深足以滿足用戶要求，在7艘巨型船中甚至高過30 500 m3（93.5 m）和 30 000 m3（56 m）的挖深，也高于迄今我國大型耙吸船的最大挖深（85 m）。

·理想的推進(jìn)比功率指標(biāo)

推進(jìn)比功率（即船舶用于推進(jìn)的功率同其裝載量和航速之積的比值kW/t·kn）是涉及到耙吸挖泥船相關(guān)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及能耗水平的一個頗具代表性的綜合性能參數(shù)，近年來在國際疏浚界廣受推崇。目前國外大型耙吸挖泥船的這一參數(shù)數(shù)值已普遍降至0.04以下，而在7艘巨型耙吸船中，該數(shù)值均已降至0.03甚至以下水平（參見圖4）。功率因數(shù)（kW/m3）亦在 1.0 以下［10］。

圖4 超大型耙吸船推進(jìn)比功率曲線

·注重環(huán)境友好的發(fā)展理念

“Inai Kenanga”號耙吸船設(shè)計同樣十分重視生態(tài)效應(yīng)。降低能耗、不斷提高單位能耗的效益（諸如對推進(jìn)比功率的追求）是其重要目標(biāo)。再者，在嚴(yán)格控制污染方面，通過噴水泵同溢流裝置的連接已使得溢流水得以循環(huán)使用。在減少資源消耗方面同樣彰顯成效：慣常國外通過空船重量與模容積的比值來表征資源消耗的多寡（比值越低消耗越省），有關(guān)圖表顯示，近年來國外在這方面成就斐然。由于空船重量數(shù)據(jù)通常在國外文獻(xiàn)中難以尋覓，而載重量數(shù)據(jù)DWT則是公開的，故筆者這里轉(zhuǎn)換成載重量同模容積比的關(guān)系曲線，同樣可以判定以上幾艘巨型耙吸船在資源消耗上的差異，只不過在這里是比值越高者資源消耗越省。計算數(shù)據(jù)表明，本船DWT/（L×B×D）=0.498，在7艘巨型船中位列第三，表現(xiàn)上乘。

·設(shè)計中個性化的體現(xiàn)

VER公司在本船設(shè)計、尤其是居住艙室設(shè)計中還充分顧及到用戶的居住習(xí)慣和要求，特針對馬來西亞標(biāo)準(zhǔn)布置大型住艙，還包括有一間祈禱室。駕駛室也十分寬敞，具有對泥艙和耙管等良好的視線［3］。

5 結(jié) 語

以上羅列未必能完整地把握本船的技術(shù)特征，因本船尚在建造中，部分?jǐn)?shù)據(jù)資料還不曾掌握，筆者僅能就目前所了解的情況做一些粗淺解讀。通過對該船部分設(shè)計技術(shù)的剖析，我們可以清楚地知道，在建34 000 m3耙吸船雖然并非歐洲乃至世界一流疏浚公司擁有，其領(lǐng)先的技術(shù)形態(tài)仍可見一斑，和其他幾艘巨型耙吸船一樣堪稱領(lǐng)引當(dāng)今潮流者。

我國是舉世公認(rèn)的疏浚大國，最近十年間我國疏浚裝備建設(shè)更是取得了令世界矚目的成就，但在高端、重型裝備的開發(fā)研制方面還只是剛剛起步，而這些裝備、技術(shù)的掌握是邁向疏浚強(qiáng)國不可或缺的基石，我們應(yīng)該而且能夠擁有自己的“旗艦”——30 000 m3以上級巨型耙吸挖泥船，還樂見中國打造的高端挖泥船行銷海外。因此，我們在發(fā)揮自身發(fā)展經(jīng)驗的同時，還應(yīng)該盡可能多地汲取國外的技術(shù)和經(jīng)驗。作為亞洲近鄰，馬來西亞同行近年來在裝備建設(shè)方面的發(fā)展理念亦值得借鑒。

［1］VOX MAXIMA［J］.HOLLAND SHIPBUILDING，2010，（1）：11-17.

［2］CRISTOBAL COLON：The world`s largest trailing suction hopper dredger［J］.SIGNIFICANT SHIPS OF 2009，40-41.

［3］VASCO DA GAMA:The largest-ever suction dredger［J］.SIGNIFICANT SHIPS OF 2000，118-119.

［4］Jumbo hopper dredgers DESIGNING［J］.VUYK TODAY，2010（35）：6-9.

［5］32 000m3 TSHD INAI KENANGA［J］.VUYK TODAY，2009（34）：6-7.

［6］A.de Jager.A success story originating from ship research［J］.Ports and Dredging，2006（E165）：4-9.

［7］A.de Jager.Shallow water： a benchmark for hopper dredgers［J］.Ports and Dredging，2006（E166）：4-11.

［8］Andre Kik.Design Optimization of Trailing Suction Hopper Dredgers-How to achieve the maximum result with your investment［C］.Proceedings of the First Chinese International Dredging Congress，2003：429-442.

［9］戴菁，劉厚恕.耙吸挖泥船泥艙泥門設(shè)計［J］.船舶，2008，19（2）：35-38.

［10］R.deBacker and F.Deroo.The use of“appropriate technology”in the design of new dredgers［R］.Jan De Nul NV， BE，CEDA Dredging Days，Antwerp， Belgium，1～3 October 2008.