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船用發動機爭霸:芬日80800kW力壓德國,中國能否進前三?

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20世紀90年代咱們的船舶工業主要靠進口,直到21世紀初期才加速發展。二十多年過去了,前兩天中國船舶集團搞了個大新聞,自主研發了最大功率達64500千瓦的甲醇雙燃料船用發動機,在上海亮相。這顆“船舶心臟”能進全球前三大船用發動機嗎?



芬蘭/日本:瓦錫蘭RT-flex96C

瓦錫蘭最初是做木材生意的,被Nils Ludvig Arppe接手后,轉行成了鋼鐵廠,沒想到后來又跑去造船了,靠著二沖程柴油機技術站穩了腳跟。

這跨度夠大的,也夠成功。

不過真正讓瓦錫蘭名聲大噪的,還得說是RT-flex96C,目前全球功率最大的船用發動機

由芬蘭瓦錫蘭設計,日本Diesel United的Aioi工廠建造,強強聯合。

RT-flex96C采用14缸直列設計,單缸排量1820升,14缸總排量高達25480升。


瓦錫蘭的LOGO

凈重2300噸,功率80080kW(108920馬力),轉速能達到102轉/分鐘,熱效率超過50%

2007年末RT-flex96C的最大功率還進一步提高了5.4%,從每缸5720千瓦增加到6030千瓦,使14缸發動機的輸出達到84420kW(113209馬力)。

113209馬力是什么概念?

這么說吧,普通家用車馬力通常在100-200馬力之間,RT-flex96C的功率相當于1000輛家用車的總和

而且普通汽車發動機的熱效率能達到25%-30%就不錯了,RT-flex96C的熱效率超過50%,這是非常高效的。


瓦錫蘭RT-flex96C發動機高13.5米

不過這家伙耗油量巨大。

RT-flex96C每小時要燒掉1660加侖(約6284升)的重質柴油,油耗效率為0.02英里/加侖,相當低的燃油經濟性了。

但是,搭載RT-flex96C發動機的Emma M?rsk貨船的航行速度能達到31節,而同類船只通常只能達到20節。

這意味著從中國到美國能縮減4天。

現在常說時間就是金錢,效率就是生命,舍不得孩子套不著狼,這么一算,它燒的油,是不是也挺值?


RT-flex96C 的活塞

但被爆出在意大利的特里亞斯特交付中心進行的某些燃油消耗測量測試中發現了偏差,這些偏差平均為燃油消耗的1%。

雖然瓦錫蘭一再強調,這只是個“小問題”,不會對客戶造成實質性影響,但他們總發動機交付量中約有2%可能受到影響

這事兒,你說大不大,說小也不小,就看你怎么看了。

信息來源:1、維基百科.《瓦錫蘭》
2、瓦錫蘭的官網.《瓦錫蘭內部審計發現,有限數量的船用發動機燃油消耗測試存在偏差》


RT-flex96C 的活塞

德國:MAN 12K98MC-C

1897年,魯道夫·狄塞爾發明了柴油機,效率比蒸汽機高75%

MAN公司慧眼識珠,早早就和狄塞爾合作,繼承了他的技術衣缽。

毫不夸張地說,在歐洲,MAN幾乎成了船舶動力的代名詞。

12K98MC-C發動機,是MAN B&W系列中的明星產品。

MAN B&W發動機采用模塊化設計,其中12K98MC-C是12缸兩沖程低速柴油發動機。


魯道夫·狄塞爾發明了柴油機

12K98MC-C最大功率為72240千瓦(96875馬力),額定轉速104轉/分鐘,整機約重2095噸,是全球功率排名第二的船用發動機。

12K98MC-C主要用于遠洋商船,尤其是油輪、大型和超大型集裝箱船以及散貨船。

不過話說回來,再牛的技術也得跟著時代走。

現在全球都在提倡環保,船舶行業也在積極探索新能源。

MAN公司已經著手研發氫燃料發動機,但現實是亞太地區在氫燃料技術領域已經占據了主導地位。


MAN 12K98MC-C船用柴油機

亞太的日本、韓國和中國,正在牟足勁研發氫燃料電池技術,想在汽車、發電等領域實現零排放,實力都不容小覷。

MAN公司雖然有技術底蘊,但在氫能技術方面面臨的挑戰還真不少,像燃料噴射系統,發動機組件的開發,燃燒過程、發動機效率、安全問題以及技術集成等等。

此外歐洲對重型汽車的二氧化碳排放有嚴格的標準,但氫能基礎設施還不夠完善,氫的生產是否可持續也存在疑問,這些都讓MAN給MAN公司帶來了不小的壓力。


氫氣的產生和應用

MAN公司也在積極尋找突破口,他們與行業領導者和研究機構攜手,共同開發適用于航運業的氫燃料中速發動機。

不僅致力于提升發動機效率,還在努力解決安全隱患,嘗試把動力裝置與燃料儲存系統整合為一個高效系統。

信息來源:1、基百科.《MAN 能源解決方案》
2、麻省理工學院的Lemelson-MIT計劃官方網站.《魯道夫·狄塞爾 內燃機》


MAN的AG 大樓

中國:64500kW甲醇雙燃料引擎

20世紀中后期,咱們的船舶工業,很大程度上得依賴進口,大到發動機、電氣系統,小到鋼材、電纜,很多都是“舶來品”,要么直接從蘇聯進口,要么就是照著他們的圖紙來

到了80年代,眼界開闊了,就開始嘗試從西方國家買些先進的船舶組件,但總歸是受制于人。

真正的轉型關鍵時期在90年代

那段時期,國家經濟形勢一片大好,技術也在不斷進步,再加上政府的大力扶持,咱們的船舶工業趁勢蓬勃發展。


中船集團船廠的工人正在建造一艘貨船

為了盡快掌握核心技術,先跟別人合作,成立合資企業,重點攻克發動機和電氣系統兩大難關。

光有技術還不行,還得有市場。

為了支持國產船舶工業,在可行的范圍內使用自己造的船來運輸國內生產的產品、食品,甚至是外國出口的貨物。

比較典型的就是中國石化從澳大利亞進口液化天然氣,他們就明確要求,必須用在中國船廠訂購的LNG運輸船。

這一下可把咱們的船舶工業給“逼”上梁山了,不得不迎難而上。


專門用于運輸液化天然氣LNG運輸船

為了拿下LNG運輸船的訂單,咱們也是費了不少心思,先是請來日本和法國的技術專家進行指導和監督,一步步學習,終于在2008年掌握了相關技術。

有了技術,就有了底氣,從2013年開始,國際上的LNG運輸船訂單也開始向咱們飛來。

很多合作項目的目標,其實就是為了對國外的技術進行逆向工程,就是在國內把這些技術復制出來。

合作只是手段,自主創新才是王道。

這不2025年2月25日,中國船舶集團在上海搞了個大新聞,發布了全球最大功率的甲醇雙燃料船用發動機。


我國自主研制的全球最大功率甲醇雙燃料船用發動機

型號是WinGD X920F-M-1.0,由船溫特圖爾發動機有限公司研發,中船動力(集團)有限公司建造的。

名字是長了點,但性能那是杠杠的。

這臺發動機,完全是咱們自主研發的,擁有百分之百的知識產權

它的設計最大功率達到了64500千瓦,在全球也能排進前五,凈重1953噸。

亮點可不止這些。

它還配備了先進的數字化智能控制系統,以及一套靈活高效的雙燃料噴射系統。


WinGD X920F-M-1.0甲醇雙燃料主機全球發布會

甲醇替代率超過了95%,這意味著它對傳統柴油的依賴大大降低,二氧化碳排放也能減少7.5%以上。

通過5G通信技術,發動機的運行數據可以實時傳輸和遠程監控。

據中船集團中船動力甲醇發動機項目經理董晶瑾介紹,如果這臺發動機每年運行300天,它減排的碳排放量,相當于72000輛普通家用燃油車一年的排放量

而且中船集團還在憋更大的招。


中船發動機年產突破400萬馬力

未來兩三年內,他們計劃推出更多不同型號的甲醇發動機,應用到更多特種船舶上,比如化學品船等。

從追趕到并跑,再到部分領域的超越,中國船舶工業,正在用自己的實力,改變著世界航運的未來。

信息來源:1、央視網.《我國自主研制!全球最大功率甲醇雙燃料船用發動機正式發布》
2、中國海洋發展研究中心官網.《中華人民共和國成立70周年船舶工業發展紀實》

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