企业月度期刊

海洋工程技术装备

发展动态简报

企业内刊

深圳海洋工程技术服务有限公司

03

2月刊

magazine

目录

CONTENTS

01 创造3项新纪录！5000吨起重船“LES ALIZéS”号完

     工启航

02 振华重工交付4000吨全回转起重船“秦航工5000”号

03 中交三航局5000吨变幅式扒杆DP起重船项目启动

04 惠生海工为巨杰科技建造1200吨风电安装平台举行

     铺底仪式

05 海上风电O&M自升式船舶协议签订

06 世界最大打桩船“一航津桩”完成首次施工作业

07 英辉南方船厂和中国海装签署2艘风电运维船建造

     合同

08 3-5亿美元，Seaway 7获得海缆铺设合同

行业新闻

目录

CONTENTS

09 Chartwell Marine开发甲醇动力船舶设计

10 为海底管道精准“把脉”

11 氨占据船舶清洁燃料中心地位

12 注册资本1亿元，中国石化进军智能机器人

13 中石油、百度将设合资公司，开展油气数字化业务

14 能源巨头+互联网科技巨头再联手！壳牌中国与阿里云签约

     开展数字化和低碳能源转型

15 中控海洋助力船舶工业数字化转型升级

16 2022年全球共443艘船舶报废拆解

17 88艘！开局不利？最新全球造船业月报出炉

18 打破技术壁垒！贝威船用电磁流量计获PCEC防爆合格证

19 国外团队开发15kW水下激光切割系统

20 深海平台技术的研究

21 DeepOcean将通过MPSV的电池混合系统减少排放

22 IMCA Guidance on the Provision, Acceptance and 

     Handling of Breathing Gases for Diving IMCA 关于提供、

23 Spirit Energy将枯竭的北海气田转化为“世界领先”的碳捕获

     和储存项目

24 潜水生理医学研究与技术应用

25 Vaarst launches robotic technology in USA

26 维斯塔斯领导！风电叶片回收技术新突破

27 山东东营海上风电核心部件数字化制造项目即将试产

28 变频器过载和过流有什么区别？

水下技术

目录

CONTENTS

29 赫伯罗特开始对100艘船进行改装 配备新型螺旋桨和球鼻艏

30 WinGD与CMB联合开发大型船用氨燃料发动机

31 川崎重工和J-ENG合作推进氢燃料船舶发动机开发

32 罗罗动力系统 成功测试使用100%氢燃料运行的mtu发动机

33 我国首个深远海浮式风电平台“海油观澜号”完成浮体总装

34 国内首台套大功率高性能对转式全回转推进器下线

35 可堆叠浮式基础，撑起全球最大风机

36 观察级水下机器人设计原理之：推进

37 船舶动力与传动装置振动控制技术发展研究

38 海洋工程发展趋势与技术挑战

船舶与水下装备

优秀文献

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创造3项新纪录！5000吨起重船“LES ALIZéS”号完工启航

来源：国际船舶网  2023-1-24

       1月19日，招商工业海门基地建造的5000吨风电安装起重船“LES ALIZÉS”号扬帆起航开启前往欧洲的航程，到达目的地后将在首次任务中运输和安装107个海上风机单桩基础和一个降压站模块。

       本船的交船仪式已经于1月16日举行，船东公司比利时Jan De Nul集团新造船总监Jan Van De Velde带领船东项目组成员与招商局工业海门基地、法国船级社及来自其他协作单位的代表出席了该仪式。

尽管一度受到新冠疫情的影响，本项目仍然在合同规定的时间内胜利达到交船节点，船东、船厂双方均表示本次合作成果显著，为后续进一步合作奠定了良好的基础。

       “LES ALIZÉS”号重吊船是专门为装载、运输、吊装和安装海上风力发电机导管架而设计的。配备一台5000吨的主吊机，载重量为61000吨，甲板面积为9300平方米。该船的设计充分考虑到风电装备大型化的趋势，可一次运输若干个大型风力发电机导管架或单桩型基础，在工程计划、燃料消耗和减排方面有直接的效益。此外，该船还配备多项创新绿色环保设备，可减少环境污染。

       本项目在建造过程中创造了三项招商工业海门基地的新记录：

       1.全船电缆超过1000公里，是招商工业海门基地目前为止敷设电缆最长的项目；

       2.本项目从试航结束到交船仅用了33天，在招商工业海门基地同类型项目中，时间最短；

       3.本项目从2023年1月7日开始，仅仅用了10天就完成了三大特种设备的安装，体现了招商速度。

       “LES ALIZÉS”的顺利交付，体现了

招商工业海门基地从技术、采购、生产、

调试到公司总体调度的强大实力，是招

商工业走向深蓝的又一个坚定脚印。招

商工业海门基地将继续为广大客户提供

高精尖端的海工产品。

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振华重工交付4000吨全回转起重船“秦航工5000”号

来源：国际船舶网 2023-2-19

       

       2月18日，由振华重工启东海洋工程股份有限公司为江苏龙圣海工建造的“施工+运输”一体化4000吨全回转起重船“秦航工5000”号正式交付投运。

       “秦航工5000”号由振华重工自主研制，拥有完全自主知识产权。该船由研究总院海工院和电气院联合进行基本设计和详细设计，项目于2021年11月正式开工建造，建造期间，项目团队在项目全过程中严格执行履约主体职责，聚焦“保交货、保营收”，集中各方资源力量、强力攻坚、克难不畏，多措并举抢抓进度，为该船的顺利交付作出了不懈努力。

       4000吨全回转起重船“秦航工5000”号是一艘运输施工一体化风电施工船，总长182米，型宽49米，型深15米，船舶艉部设置一台全回转变幅式起重机，艉吊最大起重能力为4000吨，全回转起重能力为3000吨，配置八点锚泊定位系统和辅助推进系统，入级中国船级社，无限航区。 

       该船为全电力驱动，满足无限航区航行需求，具备在风能资源更丰富的深远海作业条件，具备对单机容量15兆瓦及以上大型海上风电机组进行多种形式基础施工的能力。建成后主要用于15兆瓦及以上机组单桩、导管架等多种基础施工。同时单船便可完成港口装载、海上运输、吊装及打桩等主要工序，可延长深远海风电场施工气象窗口期，有效降低工程建设成本。船舶设计时充分考虑新技术和智能化应用，在节能效果、公共安全标准等方面处于国内领先地位。

       “秦航工5000”的顺利交付，预示着振华重工与江苏蛟龙、龙圣海工的合作迈上了一个新台阶，为未来双方进一步发展合作奠定坚实的基础。同时，该项目的顺利交付，对助力我国海上风电建设由近海走向深远海具有里程碑意义。

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中交三航局5000吨变幅式扒杆DP起重船项目启动

来源：国际船舶网   船舶海工圈 2023-02-14

       2月10日，天海防务全资子公司江苏大津重工有限公司为中交第三航务工程局有限公司建造的5000吨变幅式扒杆DP起重船（DJHC8087）项目启动仪式圆满完成。

       据了解，该船主要用于海上风电桩基础施工、升压站及大型海上结构安装及其海事工程，主钩起重量5000吨，起吊高度甲板上可达133米，具备动力定位和锚泊定位能力。使用陕柴生产的4台MAN8L32/40作为主发电机组，机组功率3850KW，能为该船提供充足可靠的动力保障。 

       项目启动仪式的圆满完成，续写了大津重工与中交第三航务工程局有限公司的合作伙伴关系。

惠生海工为巨杰科技建造1200吨风电安装平台举行铺底仪式

       2023年2月10日，由惠生海洋工程有限公司（“惠生海工”）为巨杰科技发展集团股份有限公司（“巨杰科技”）EPC总包设计和建造的1200吨海上风电安装平台在惠生南通基地举行铺底仪式。

       巨杰1200吨风电安装平台，船长110米，型宽48米，型深9米。主甲板设有1200吨和300吨绕桩式全回转起重机，具备DP1级动力定位能力。船上可容纳120人工作及生活。该船主要用于海上风电安装，具备起重、运输、储存等功能，并具备海上风电基础施工功能，最大作业水深70米。铺底仪式的举行意味着该项目已正式步入坞内施工阶段。

关于惠生海工

       惠生海工，领先的清洁能源技术与解决方案服务商，致力于为能源行业提供高效集成的EPCIC解决方案，包括浮式液化天然气设施、陆上标准模块化LNG工厂、浮式天然气发电设施、浮式风电及其他清洁能源解决方案。

关于巨杰科技

       巨杰科技，前身为浙江巨杰工程建设有限公司，成立于2006年10月，注册资金 5000万元，是一家集汽车起重机租赁、大件运输、重大型机械设备吊装、风电工程承包等一体的综合型企业。近年来公司积极参与国家的新能源建设，在风电建设领域，完成了超过13个大型项目。

来源：国际船舶网    2023-02-13

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海上风电O&M自升式船舶协议签订

       RWE Offshore Wind已与丹麦Ziton签订运营和维护（O&M）自升式船舶框架协议。

       根据这项为期四年的协议，Ziton将为RWE的海上风电业务提供船舶、起重和辅助服务，每年至少提供180天的服务期。

       该长期合作关系将涵盖莱茵集团在英国和欧洲运营的全部海上风电资产。

莱茵集团表示，这将为该公司投资组合中的主要部件交换提供标准化和精益化方法，并在更严格的市场环境中减少价格的不确定性。

       Ziton的自升式船队由四艘船组成，即“Wind Server”、“Wind”、“Wind Enterprise”和“Wind Pioneer”。

       莱茵集团是世界领先的海上风电企业之一，活跃于从项目概念和开发到施工以及运营和维护的整个价值链。

       由莱茵集团开发的位于德国Heligoland岛附近的Kaskasi海上风电项目已于去年年底开始向电网供电，该项目装机容量342兆瓦。

       莱茵集团目前还在英国开发1.4吉瓦的Sofia海上风电场，预计将于2023年进入施工阶段，2026年全面投产。

世界最大打桩船“一航津桩”完成首次施工作业

来源：海上风电装备 2023-02-19

       7日，锤击声在宁波象山海域响起，中交一航局投资研发的世界最大打桩船“一航津桩”，为宁波象山港铁路跨海大桥沉下67号墩台首根钢护筒。这是“一航津桩”自交付以来的首次施工作业。

       此次“一航津桩”施打的钢护筒直径3.5米，长度57米。经过移船、吊装、下桩、沉桩，“一航津桩”于18时顺利完成首桩作业。据悉，“一航津桩”还将在后续为该工程打设55根钢护筒。 

       “一航津桩”船长124米，型宽39米、型深8米，桩架高142米。最大可施打桩长118米+水深、重700吨、直径6米的桩基，能适应外海恶劣海况下的施工要求，能用于大型桩基施工、群桩式基础、风电导管架桩、风电单桩等施工。 

        项目建成后，将为宁波海域再添跨海新通道。

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英辉南方船厂和中国海装签署2艘风电运维船建造合同

来源：国际船舶网  2023-2-10

       2月9日，中国船舶集团海装风电股份有限公司（下称“中国海装”）与英辉南方造船（广州番禺）有限公司举行26米级专业风电运维船建造项目签约仪式。

       近年来，随着国内海上风电装机容量的不断攀升，海上风电运维市场潜力凸显，这也对海上风电运维作业提出了更高要求。此前，中国海装首艘运维船“海装风电001”正式投运，成为国内第一艘30米级专业风电运维船。“海装风电001”服役期间，通过船只优异性能的加持，海上运维效率得以大幅提升，在降低运维成本的同时，有效保障了机组的可利用率，提升业主发电收益。

       据了解，中国海装此次建造2艘26.6米的铝合金双体风电运维船延续了“海装风电001”的设计风格，具备适航性能强、抗风浪能力高，具备坐滩能力，船体采用耐海水腐蚀铝合金材料打造，具有高强度、轻重量的结构特点，具备优良的安全性、防腐性、耐波性、舒适性和可达性，可广泛应用于江苏、浙江、北方海域，满足多种场景下的海上运维需求。 

       不仅如此，两艘运维船增加燃油及淡水舱容，有效提升船舶续航能力，续航里程由550海里提升至750海里，提升幅度达36%，更好满足运维需求。增加压载水舱，并设置于船底区域，更好地增强了船舶稳性，显著提升船舶适航性和抗风浪能力，即便在冬季结冰工况下，依然能保证充裕的稳性裕度。

       作为本次新增运维船的应用主战场，以渤海海域为代表的北方海域冬季寒冷。针对海域环境，运维船管路增加了热伴系统，可避免船舶在北方冬季使用期间管系爆裂等问题。

       据了解，两艘运维船计划于2024年年初下水，届时可有力推动中国海装海上运维服务步入规模化发展阶段。

       

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3-5亿美元，Seaway 7获得海缆铺设合同

来源：蓝水LAB 2023-02-16

       挪威的Rem Offshore已为其新造的调试服务运营船（CSOV）“Rem Power”签订了新的租赁协议。总部位于希腊的海上承包商Asso Subsea已承包了这艘85米长的船舶，以用于海上风电场的建设阶段，该船将于5月交付，并有具备延长租期的选项。今年1月，该CSOV还锁定了至少两年租约，以便在RWE位于英国北海的1.4 GW Sofia海上风电场上运行。该船将在布莱斯港工作，合同预计于2024年第二季度开始。Rem Offshore在Fincantieri下属的挪威造船厂Vard建造两艘CSOV，其中一艘为 “Rem Power”，第二艘船将于2024年由越南的Vard Vung Tau建造并交付。

Chartwell Marine开发甲醇动力船舶设计

来源：国际船舶网 2023-01-26

       船舶设计公司Chartwell Marine已经获得了英国政府32万英镑的资助，将和合作伙伴共同开发和测试首个甲醇动力船舶设计的可行性，该船型能够应用至海上风电、商用工作船和休闲船领域。

       Chartwell Marine表示，甲醇燃料代表海事行业脱碳的一个重要方向，虽然甲醇重整技术目前已经商用，但在商船或休闲船设计中基本上还未经过测试。将该技术应用至具有Chartwell公司标志性多船体设计理念的中型船舶时，该公司完全有能力为甲醇作为燃料在更广泛的海事领域的可行性开辟道路。

       据悉，Chartwell Marine已经为英国海上风电场市场交付了超过30%的混合动力船，全部配备了最先进的电-柴混合动力技术。

       获得资助后，在合作伙伴的协作下，Chartwell Marine将利用其在海上风电船设计的专业知识，应对挑战，打造一种概念验证的甲醇船，将具有成本效益，设计精良，并在水动力方面进行优化，适合全球部署。

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行业新闻

为海底管道精准“把脉”

来源：中国自然资源报  2023-02-9 

       近日，浙江大学海洋工程与技术研究所里，所长陈家旺教授领衔的海底勘探技术团队正就册镇海底管道安全隐患治理二期项目的总体方案设计进行热烈讨论。该团队正在开展的管道无人及载人多元修复系统研究，可为海底管道“把脉开方”。

       海底管道作为海上油气运输的重要基础设施，受洋流冲刷、海床运动和第三方活动等外部因素的影响，容易出现悬空、扭曲、行走等位移现象，影响海底管道的安全性。册镇海底管道作为东海重要的输油管道，在经历多年的往复流冲刷、海水长期腐蚀、海床液化沉陷等因素影响后，管道在个别点形成了严重的变形缺陷。

       2022年6月，受国家管网集团东部原油储运有限公司委托，浙江大学海底勘探技术团队开展了“依附于海底管道的干式舱高精度激光三维扫描海管外形测绘工装”和“册镇海底管道位移监测装备”课题研究。在已经完成的一期项目中，团队攻克多项技术难题，形成了国内首个高浊度海域的海底管道干式舱精准测绘技术体系和海底管道位移实时在线监测及预警系统，并成功通过“中油海101”号多用途铺管船完成工程应用。目前，该团队正进一步开展基于干式舱技术的管道无人及载人多元修复系统研究。

       陈家旺介绍，二期项目中团队将开展新设计柔性主动密封、介质置换、大载重海底姿态调节等技术攻关，研制基于干式舱的模块化多种检测与修复作业工具，形成基于海底管道干式舱的多元检测修复系统后开展应用研究。目前，已经完成了干式舱及外部固定工装、三维激光扫描测绘、复合材料缠绕修复等近10个方案的设计。下阶段，团队将重点针对海底管道修复开展载人方案技术攻关，以实现载人和高度自动化作业双轨并存的海底管道修复，切实保障好海底管道的安全稳定运营。（作者：高楚清 林渊）

海底管道干式舱精准测绘海试现场

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氨占据船舶清洁燃料中心地位

来源：蓝水LAB 2023-02-16

       绿氨和蓝氨将有助于航运业在2050年实现其承诺的脱碳目标，但使用化石燃料生产的灰氨不在范围之内。

       全球超过700亿美元的氨市场传统上是由农用化学品推动的，但随着航运需求预计将大幅增长，这一趋势在未来10-20年内将发生变化。

       这是美国亚利桑那州凤凰城氨能源协会会议上的演讲和小组辩论得出的关键结论之一；紧接着，Argus Media在德国汉堡主办的另一场欧洲氨大会。

为了阐述“氨作为海洋燃料”的现实，《战略工程》（the Strategy Works）的迈克尔·赫森（Michael Herson）在两次会议上都与与会代表进行了交谈，并发现了类似的主题。

       代表们对蓝氨的看法不同，蓝氨将蒸汽甲烷重整（SMR）产生的蓝氢与碳捕获和储存（CCS）结合起来，以实现90%以上的减排。

许多人认为，蓝氨将具有成本优势，因为二氧化碳捕获过程可以以每吨较少的资本支出改装到灰色氨厂。

       总部位于瑞士的Casale是一家工厂改造解决方案企业，致力于减轻环境影响。他在凤凰城发表了一篇论文，探讨了改造500多个现有的灰氨设施以生产蓝氨和绿氨的可能性，以加快氨的过渡，同时又不会影响新建工厂。

       但一些人质疑，国际海事组织是否会接受蓝氨作为指定的清洁燃料用于航运。其他人预计绿氨最终会成为真正的零碳燃料。

       它与甲烷分离，通过使用绿色氢气作为原料进行重整，使用仅由风能或太阳能的可持续电力驱动的电解槽生产。

       航运业之所以有趣，是因为它的可扩展性，但在接下来的几年里，航运公司会支付更高的燃油价格吗？

       Yara Clean Ammonia负责加油港口关系和法规的主管Tessa Major认为，立法将推动氨燃料应用。“到2050年，由于国际海事组织的立法和欧盟的税收，大部分清洁氨将流向航运业。”

       但首先N2O需要解决。燃烧氨作为航运燃料是一个新概念，代表们一致认为，这会引发与燃烧相关的独特排放问题，需要解决。

       威斯康星大学可再生能源项目主任迈克尔·里斯（Michael Reese）表示：“氮氧化物不是一个大问题，最大的挑战是N2O！”

但总部位于美国的低碳技术公司8 Rivers Capital负责氨战略的副总裁布伦特·诺瓦克（Brent Novak）乐观地认为，通过更有效地燃烧氨来减少不需要的N2O的产生，将出现一种解决方案。

“存在一些挑战，尤其是N2O排放。我已经与一些大型催化剂供应商进行了交谈，他们正在对此进行研究。这是可控的。”

地缘政治刺激资金正在决定新的绿色氨厂选址。

2022年8月的《美国通胀削减法案》（IRA）启动了美国历史上最大的气候和能源投资，为绿色能源投资提供了3690亿美元的税收优惠。

美国降低通货膨胀法案影响在凤凰城会议高管小组讨论中占据了突出位置，引发了多个听众的问题。航运业特别感兴趣的是，IRA税收抵免是否能显著降低绿色氢的价格，绿色氢是生产绿色氨的主要反应物。有人认为，加上税收抵免的绿色氢价格可能会降至每公斤2美元。美国能源部已将绿色氢价格目标定为本十年年底前的1美元/千克。

总部位于纽约的第一氨公司已经采取行动。“美国降低通货膨胀法案现在胜过所有其他投资，”其全球工程主管拉尔夫·沙夫（Ralf Schaaf）表示。

他说：“我们现在正在推进我们在美国的工厂，首先是德克萨斯州的世界最大的绿色氨生产设施之一，以300兆瓦的产能为起点，并得到税收抵免的支持。”

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N2O的产生，将出现一种解决方案。

       “存在一些挑战，尤其是N2O排放。我已经与一些大型催化剂供应商进行了交谈，他们正在对此进行研究。这是可控的。”

       地缘政治刺激资金正在决定新的绿色氨厂选址。

       2022年8月的《美国通胀削减法案》（IRA）启动了美国历史上最大的气候和能源投资，为绿色能源投资提供了3690亿美元的税收优惠。

       美国降低通货膨胀法案影响在凤凰城会议高管小组讨论中占据了突出位置，引发了多个听众的问题。航运业特别感兴趣的是，IRA税收抵免是否能显著降低绿色氢的价格，绿色氢是生产绿色氨的主要反应物。有人认为，加上税收抵免的绿色氢价格可能会降至每公斤2美元。美国能源部已将绿色氢价格目标定为本十年年底前的1美元/千克。

       总部位于纽约的第一氨公司已经采取行动。“美国降低通货膨胀法案现在胜过所有其他投资，”其全球工程主管拉尔夫·沙夫（Ralf Schaaf）表示。他说：“我们现在正在推进我们在美国的工厂，首先是德克萨斯州的世界最大的绿色氨生产设施之一，以300兆瓦的产能为起点，并得到税收抵免的支持。”

注册资本1亿元，中国石化进军智能机器人

       1月30日，中国石化销售股份有限公司（以下简称“中国石化销售”）联合航天云机（北京）科技有限公司（以下简称“航天云机”）共同成立易嘉油智能机器人有限责任公司（以下简称“易嘉油智能机器人”）。据了解，易嘉油智能机器人成立于2023年1月16日，注册资本1亿元，法人代表为王顺江，经营范围包括：服务消费机器人制造;服务消费机器人销售;智能机器人的研发等。目前，其由中国石化销售、航天云机各持股50%。

       中国石化销售成立于1985年3月15日，注册资本284.03亿元，法人代表为陈成敏。目前，其大股东为中国石油化工股份有限公司（以下简称“中国石化”），持股70.45%。中国石化的大股东为中国石油化工集团有限公司，持股68.31%。后者由国务院国有资产监督管理委员会100%持股。

       而航天云机成立于2020年12月9日，注册资本5210万元，法人代表为孙伟。目前，其由航天博隆（北京）科技有限公司100%持股。后者由孙嘉宇、孙伟各持股50%。

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中石油、百度将设合资公司，开展油气数字化业务

来源：石油圈 2023-02-22

       国家市场监督管理总局官网显示，近日，中国石油天然气管道工程有限公司（“中石油管道”）与百度云智（北京）科技有限公司（“百度云智”）签署合资协议，约定双方拟共同出资设立合营企业，合营企业将主要开展油气储运行业数字化解决方案服务。在合营企业中，中石油管道持有80%股权，百度云智持有20%股权，中石油管道与百度云智共同控制合营企业。

01. 中石油+百度

       根据国家市场监督管理总局官网的公示，中石油管道于1995年8月21日成立于中国河北省廊坊市，主要从事油气管道工程的勘察设计业务。中石油管道最终控制人为中国石油天然气集团有限公司，主要业务包括国内外油气勘探开发、新能源、炼化销售、新材料、油气相关资本和金融等业务。 

       百度云智于2020年11月27日成立于中国北京市，主要从事信息技术领域服务。百度云智的最终控制人为Baidu, Inc.（中文译名百度集团股份有限公司），主要业务包括移动生态业务、智能云业务、智能驾驶业务、智能生活业务和搜索引擎业务。

       这不是百度首次进军石油领域。2021年7月，中国石油大学（北京）与百度签署战略合作协议，双方共建油气人工智能创新中心，依托中心推动开展人工智能在油气行业的战略级合作。当年9月，中国石油大学又联合百度智能云举办了2022年中国油气智能科技大会。

       此次中石油管道与百度云智的合作，是企业需求与业务融合的产物。一方面，中国石油集团全面推进数字化转型、智能化发展取得了较大进展。在去年底中石油的一次数字化工作的推进会议上，集团副总经理焦方正肯定了首批14家试点单位取得的阶段性成果，并且要求公司准备启动第二批16家单位试点建设。中国石油正在深入推进数字化、智能化在全集团业务的融合应用。

       另一方面，工业能源领域的数字化、智能化，也成为百度重要的战略之一。基于百度智能云开物工业互联网平台搭建的智慧油气产品与解决方案，已经在勘探、开发、管道、炼化、HSE、经营管理等领域积累了经验，安全生产巡检、知识图谱等产品丰富了AI在油气行业的应用场景。作为具有强大互联网基础的全球领先的人工智能生态型公司，在油气这样具有战略意义的能源领域进行深化布局，是百度的必然选择。

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       类似的石油巨头+互联网科技的组合，在国际上早有先例。早在2019年，雪佛龙、斯伦贝谢和微软就高调宣布合作，根据雪佛龙公司的要求，在DELFI勘探开发认知环境中，运用Azure（微软云）应用程序，构建一套在勘探生产价值链上的认知计算系统。

       这是油气行业内最早的“石油巨头+油服巨头+互联网科技巨头”的合作案例。2021年，微软又复制了这一合作模式，与壳牌、贝克休斯和C3 AI公司合作，共同推出了“开放人工智能能源倡议”——Open AI Energy Initiative(OAI)——一个开放式的人工智能解决方案生态系统。

       油服巨头斯伦贝谢与IBM旗下红帽（RedHat）合作开展了一项石油行业的重大计划——混合云计算技术，以加速油气行业的数字化转型。他们联合创建一个数字平台，拟实现对全球所有国家混合云平台的无缝访问。

       此外，BP与 Amazon Web Services(AWS)合作，将900多个应用程序迁移到AWS上运行，并投资Belmont Technology和Beyond Limits公司，研发人工智能平台“Sandy”；道达尔与IBM合作，利用IBM提供全球最强大的新型超级计算机，在油气勘探、预测未来油气产量及地质海量数据处理上，更加高效且节约资本……

       相信“石油巨头+互联网科技公司”的组合式合作，将在油气数字化转型乃至整个工业互联网的进程中，成为企业的通用策略。但显然单纯的“互联网+石油”并不能解决油气行业数字化转型的深层问题，选好合作内容，创新合作模式才是成功的关键。期待国内涌现出越来越多成功的合作范本。 

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能源巨头+互联网科技巨头再联手！壳牌中国与阿里云签约开展数字化和低碳能源转型

来源：石油圈 2023-02-24

        2月23日，壳牌中国与阿里云签署战略合作意向书，成为长期战略合作伙伴。双方将基于壳牌在能源转型领域的深厚积累和阿里云在云计算、大数据、人工智能等方面的技术优势，带动壳牌集团的优势资源和阿里巴巴集团在绿色低碳、出行等领域的丰富生态资源，在能源转型及数字化转型领域展开创新合作，携手共赴“净零”未来。

       作为世界领先的能源解决方案提供商，壳牌是国际上主要的天然气、石油和油品、化工产品的生产商之一，全球最大的汽车燃油和润滑油零售商之一，同时也是全球液化天然气行业的先驱和领导者。壳牌在中国的使命是“赋能进步，共创净零未来”，并通过整合业务单元的产品和服务组合，与客户、供应商和伙伴通力合作，提供实现减碳目标的整合能源解决方案。

       根据意向书，壳牌中国与阿里云拟在以下领域开展合作：

       在能源转型及数字化转型方面，阿里云将基于计算、存储、网络、安全及大数据、AI方面的技术优势，助力壳牌中国的数字化基础设施优化提升，并通过阿里巴巴在新零售和电商领域沉淀的业务中台、数据中台，助力壳牌敏捷创新。

       

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       壳牌将通过与阿里巴巴生态平台合作，优化业务运营和顾客体验。阿里云将联合菜鸟、淘宝和高德等，助力壳牌作为综合能源业务出行服务商的数字化转型，提升其选址、运营及营销效率。

       同时，壳牌将提供低碳能源产品及解决方案，助力阿里巴巴基础设施减碳。双方将开展壳牌冷却液应用于阿里云数据中心液冷系统的测试，并在阿里巴巴生态体系内尝试合作壳牌电动汽车充电服务。

       在绿色低碳合作创新方面，双方结合各自资源和技术优势打造智能、高效的数字化工厂，并共同探索针对企业客户的绿色低碳数字化解决方案，增加相关产品的“绿色”竞争力。

       双方还将探索在国内进行电力交易、绿证交易以及碳信用额交易的可能性。此外，将开展碳捕集、利用与封存（CCUS）数字化与智能化的可行性探讨，探索基于数字可信技术的CCUS碳核算与评价标准构建，实现CCUS技术全链条的智能化管理。

       在海外合作方面，双方将探索在中国以外的其他国家和地区进行电力、绿证以及碳信用额交易的可能性，并积极跟进可持续性航油、氢能、可再生柴油以及其他低碳燃料等新能源的最新进展。壳牌集团执行副总裁、中国集团主席黄志昌表示：“数字化、智能化在能源转型过程中扮演着重要角色。通过与阿里合作，壳牌中国的数字化转型进程将加速推进。同时，壳牌也将通过提供低碳能源产品和解决方案帮助阿里实现其减碳目标。我期待未来双方能够不断拓展合作的深度和广度，携手更多合作伙伴共同打造‘低碳生态圈’，为创造更美好的净零未来贡献力量。”

       阿里巴巴集团副总裁、阿里云全球销售总裁蔡英华表示：“全球正掀起能源转型的热潮，在中国，各行各业都在向‘双碳’目标迈进。阿里云很高兴能与能源专家壳牌合作，发挥自身的数字技术与阿里巴巴集团生态资源，结合壳牌中国业务特点和能源转型的长期战略，与壳牌共创面向中国市场的能源转型、数字化转型方案。”

       公开资料显示，阿里云是全球第三、亚太第一的云服务商，在全球28个地域运营86个可用区，为200多个国家和地区的企业、政府和开发者提供服务。

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中控海洋助力船舶工业数字化转型升级

       船舶行业作为大国重器的核心行业，数字化转型迫在眉睫。为降低运营成本、提高航行效率、促进绿色低碳发展，提升航运业的国际竞争力和地位，中国船级社（CCS）以数字化检验为契机，制定了《船舶数字化检验应用指南》和《船舶数字化数据交换技术指南》的行业标准。

       近日，由中国船级社（CCS）主办的数字化检验数据交换技术评审会在北京成功举办。中控技术子公司——中控海洋装备（浙江）有限公司积极参与了两份指南的编制与评审。

       随着数字技术在船舶行业的快速发展，标准的数据交换规则的建立与制定，已经成为行业面临的迫切需求。数字化检验数据交换技术作为数字化检验的重要组成部分，为数据交换提供了明确的方法和标准。本次评审会从数据范围、数据结构、数据交换接口、数据验证等四个方面对数字化检验数据交换技术进行了定义。同时，从数据的采集、传输、再到存储，对各方面做出综合性考虑，为各系统供应商提供了参考和依据，从而助推船舶工业数字化转型。

       中控海洋总经理任原担任本次评审会组长，与其他评审专家共同商讨了数字化检验数据交换技术的实际应用与实现路径。评审专家一致认为，该技术具有可实现性和可落地性，具备广泛应用的潜力和前景，将进一步催化行业数字化转型升级。

      中国船级社（CCS）为船舶、海上设施及相关工业产品提供世界领先的技术规范和标准并提供入级检验服务，同时还依据国际公约、规则以及授权船旗国或地区的有关法规提供法定检验、鉴证检验、公证检验、认证认可等服务。

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2022年全球共443艘船舶报废拆解

       根据非政府组织拆船平台（NGO Shipbreaking Platform）发布的新数据，2022年有 443艘远洋商船和海上平台被出售拆解。其中，292艘大型油轮、散货船、浮动平台、货船和客船最终在孟加拉国、印度和巴基斯坦的潮汐海滩上，在有毒和危害环境的状况下拆解。

       尽管2022年是南亚拆船厂营业额十多年来最低的一年，但因全球报废船舶数量大幅下降，这里仍然是报废船舶的首选目的地，拆解了全球80% 的报废船舶。

       2022年报废船舶数量暴跌的原因是多方面的，高海运费率使得继续运营老旧船舶有利可图，而银行则无法为购买报废资产的公司提供信贷。

       “公司有责任采取正确的商业决策，以减少可能对环境和人类造成的负面影响。报废船只是危险废物，在潮汐海滩上拆解它们是迄今为止最糟糕的工业做法。”NGO拆船平台执行董事兼创始人Ingvild Jenssen 说。

       正如该非政府组织补充的那样，在南亚，拆船工人面临着巨大的风险。“危险的工作条件，包括火灾和掉落的钢板，以及有毒物质和烟雾，会导致工人死亡或重伤。“该行业严重违反与环境许可、污染、职业健康和安全以及废物管理相关的国家法律。”非政府组织拆船平台方面表示。

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88艘！开局不利？最新全球造船业月报出炉

       根据克拉克森最新数据统计（截至2023年2月9日），2023年1月份全球新签订单88艘，共计2,137,911CGT。与2022年12月份全球新签订单82艘，共计2526090CGT相比较，数量环比增加6艘，修正总吨环比下降15.37%。与2022年1月份全球新签订单268艘，共计5446426CGT相比较，数量同比减少180艘，修正总吨同比下降60.75%。

       从船型上来看，散货船16艘，共计1049600载重吨；油船4艘，共计502000载重吨；化学品船13艘，共计446996载重吨；集装箱船2艘，共计16000标箱吨；液化气船8艘，共计1210700立方米；其他船型37艘，共计845686CGT；海工船8艘，共计30675CGT。

       从订单类型来看，散货船新签6艘巴拿马型散货船、10艘大灵便型散货船；油船新签1艘苏伊士型油船、3艘阿芙拉型油船；集装箱船新签2艘超巴拿马型集装箱船。

       按接单船厂国家来看，1月份全球新船订单88艘，合计2137911CGT，其中中国船厂接获49艘，合计1254953CGT；日本船厂接获1艘，合计29101CGT；韩国船厂接获12艘，合计639518CGT。修正总吨分别占全球新船订单量的58.70%、1.36%和29.91%。

来源：国际船舶网 2023-02-20

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       克拉克森数据显示，截至

2023年2月9日全球船厂手持订单

3835艘，共计110584749CGT。

和2023年1月8日统计的3884艘，

合计110468447CGT相比，手持

订单数量环比下跌1.26%，修正

总吨环比上升0.11%。

       其中中国船厂手持订单量为2114艘，共计49882651CGT，艘数占全球市场份额的55.12%，CGT占45.11%；日本船厂的手持订单量为554艘，共计10207495CGT，艘数占全球市场份额的14.45%，CGT占9.23%；韩国船厂的手持订单量为708艘，共计37313760CGT，艘数占全球市场份额的18.46%，CGT占33.74%。

       从主要船型来看，散货船手持订单量为909艘，共计69368872载重吨；油船手持订单量为464艘，共计26680612载重吨；集装箱船手持订单量为915艘，共计7460187TEU。

       克拉克森数据显示，2023年1月份全球船厂共交付新船157艘，共计9232538载重吨。与2022年12月份全球新船交付订单175艘，共计4238923载重吨相比较，数量环比下降10.29%，载重吨环比上升117.80%。与2022年1月份全球船厂共交付新船238艘，共计9708751载重吨相比较，数量同比下跌34.03%，载重吨同比下跌4.91%。

       从船型来看，散货船的交付数量为49艘，共计3960374载重吨；集装箱船的交付数量为20艘，共计75621TEU；油船的交付数量为19艘，共计3172708载重吨；化学品船的交付数量为12艘，共计267084载重吨；液化气船的交付数量为14艘，共计1261548立方米；海工船的交付数量为30艘，共计73253载重吨；其他船型的交付数量为13艘，共计116817载重吨。

三大船型新船价格环比均与上月持平

       克拉克森数据显示，1月份散货船、油船和集装箱船新船价格指数环比均持平，分别为155点、192点和102点。 

       1月份，各型散货船新船价格环比均持平。其中好望角型散货船（176/180KDWT)、巴拿马型散货船(75/77KDWT)、大灵便型散货船(61/63KDWT）和灵便型散货船（25/30KDWT）新船价格分别为6050万美元、3300万美元、3050万美元、2559万美元；

油船新造船价格，除VLCC（315-320KDWT）、巴拿马型油船（73-75KDWT）新船价格环比持平外，其余各型油船新船价格环比均有所上升，其中苏伊士型油船（156-158KDWT）、阿芙拉型油船（113-115KDWT）和灵便型油船（47-51KDWT）新船价格分别环比上升50万美元、50万美元、25万美元至8050万美元、6250万美元、4375万美元；VLCC（315-320KDWT）、巴拿马型油船（73-75KDWT）新船价格分别为1.2亿美元、5400万美元；

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(61/63KDWT）和灵便型散货船（25/30KDWT）新船价格分别为6050万美元、3300万美元、3050万美元、2559万美元；

       油船新造船价格，除VLCC（315-320KDWT）、巴拿马型油船（73-75KDWT）新船价格环比持平外，其余各型油船新船价格环比均有所上升，其中苏伊士型油船（156-158KDWT）、阿芙拉型油船（113-115KDWT）和灵便型油船（47-51KDWT）新船价格分别环比上升50万美元、50万美元、25万美元至8050万美元、6250万美元、4375万美元；VLCC（315-320KDWT）、巴拿马型油船（73-75KDWT）新船价格分别为1.2亿美元、5400万美元；

       集装箱船新船价格，除巴拿马型集装箱船（6600-6800TEU）和灵便型集装箱船（1000-1100TEU）新船价格环比有所上升外，其余各型集装箱船新船价格环比均持平，其中超巴拿马型集装箱船(22000-24000TEU和13000-13500TEU)、巴拿马型集装箱船（3500-4000TEU）、次巴拿马型集装箱船（2600-2900TEU）和灵便型集装箱船（1850-2100TEU）新船价格分别为2.15亿美元、1.38亿美元、5400万美元、4200万美元、3100万美元；巴拿马型集装箱船（6600-6800TEU）和灵便型集装箱船（1000-1100TEU）新船价格分别上升100万美元、50万美元至8700万美元、2375万美元。

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打破技术壁垒！贝威船用电磁流量计获PCEC防爆合格证

来源：国际船舶网 2023-02-14 

       近日，国家防爆产品质量检验检测中心为贝威科技（潍坊）有限公司自主研发的船用电磁流量计颁发了PCEC的防爆合格证。这是中国首个也是目前唯一同时持有挪威船级社（DNV）和PCEC防爆认证的船舶压载水与脱硫塔国产品牌船用电磁流量计产品。

       船用电磁流量计是船舶压载水处理系统与脱硫塔的重要计量仪器，对系统的稳定有效运行有重要作用。由于船舶操作环境复杂，存在电磁干扰、高频振动等因素影响仪器仪表的精准计量，多年来船舶压载水处理系统与尾气脱硫塔配套的流量计均由国外品牌垄断。贝威科技（潍坊）有限公司经过多年研发与实践，掌握了船用电磁流量计的多项自主知识产权，实现了船用电磁流量计的完全国产化，打破了国外品牌的垄断地位。

       “船用电磁流量计是船用脱硫塔的核心部件，主要用来引导系统调节泵的运行功率。在压载水处理系统中，电磁流量计是系统调整UV模块与电解槽输出功率的关键部件”，贝威科技（潍坊）有限公司研发总监表示，“实现船用电磁流量计的国产化并获得关键认证不但是贝威科技产品开发的重要里程碑，更为中国制造的船舶设备提供了更高的技术竞争力。”

       贝威船用电磁流量计能够适应船舶特有的高盐雾、高震动及特殊的电磁环境，提供测量精度高、测量范围广、不确定性极低的实时流量检测。通过优化材质，贝威船用电磁流量计最大限度的减少了水体中杂质对流量计衬里与电极的冲刷磨损，确保了更长的产品寿命和更低的维护成本。

       据悉，贝威船用电磁流量计已安装逾500船套。作为国内领先的船用仪器仪表专家，贝威科技（潍坊）有限公司秉承科技创新精神，推陈出新、完善管理体系，为全球客户提供包括在线水质检测仪器仪表、离心泵、声呐信标、超微粉体设备、海水电解制氢系统的五大服务体系。公司相关产品在质量和安全方面已取得多项国际权威机构认证。

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水下技术

国外团队开发15kW水下激光切割系统

来源：瑞马激光   2023-02-03

          工程服务公司Claxton Engineering、阿伯丁大学和英国国家退役中心（NDC）合作开发功率高达15kW的水下激光切割系统，目前在切割25mm厚的不锈钢时，这种水下激光切割系统的切割速度高达300mm／分钟。

图：水下激光切割系统实拍

       在合作的第一阶段250次的水下切割实验中，该系统能够在70米深处切割厚度达120mm的结构钢，另外切割头可水下操作的额定深度可达到500米。

       未来，激光或将有望为拆解拆除和报废市场提供一种低碳、快速、清洁的水下切割方法，相关场景涵盖石油和天然气、核能和海上风电等设备设施的拆解维护，以及水下搜救等危险作业。

深海平台技术的研究

       目前深海平台技术已成为国际海洋工程界的一个热点,随着深海平台技术的研究，新的深海平台结构不断涌现。我国拥有 300万 km2 的海疆，深海油气资源十分丰富.然而，目前油气资源开发主要是在 200m 水深以下的海域，深海平台技术的研究尚处于起步阶段，在面临世界各国对人类共同拥有的深海资源激烈竞争的形势下，须高度重视对深海平台技术的研究。

       即将投入使用的 URSA 张力腿平台的工作水深将达 1250 米，然而这些深水平台技术复杂，造价十分昂贵。因此，当前世界各国都致力于开发新型的深水平台，以降低造价。这方面的研究工作,美国处于前列。例如，美国提出一种“新一代移动式海上钻井装置--带可回收重力基础的浮力腿平台”的设计方案.该方案将甲板及上部设备支撑在一个很长的单圆柱浮力腿上.浮力腿则由八组

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DeepOcean将通过MPSV的电池混合系统减少排放

系索固定于靠压载控制的可回收的重力上。当一口井钻井完毕后，重力基础可用排除压载的方法回收,整个结构可方便地移至另一个井位。该结构具有良好的运动特性，建造简单，移动性好，兼具柱型浮标(SPAR)与张力腿平台的优点。该平台工作水深为 915 米的方案不包括上部设备的总造价为 7500 万-8500万美元，远低于同样功能的其他形式的平台。

       目前我国的油气勘探和开发还没有突破 400 米水深，迫切需要发展深海油气勘探和开发技术。随着向深海的发展，深海平台技术的研究开发也得到了越来越多的关注。

       海洋服务提供商DeepOcean已启动一个需求计划，请求在Stril Server多用途支援船（MPSV）上安装电池混合系统。

       DeepOcean正在向总部位于斯塔万格的船东Simon Møkster Shipping租用Stril Server，后者将在2024年第一季度对该船进行升级，加入电池混合系统。

       Simon Møkster Shipping将安装SEAM AS的620千瓦时电池系统，SEAM AS是海运行业零排放解决方案的供应商。Stril Server的控制和DP系统也将升级，并将安装陆上充电系统，升级将于2024年第一季度进行。

       该船目前与DeepOcean签订了为期两年的定期租船协议。它支持该公司向海上可再生能源和石油天然气行业的运营商提供海底检查、维护和维修（IMR）、轻型结构安装和回收服务。

       DeepOcean首席执行官Öywind Mikaelsen表示：“我们已经设定了到2030年将二氧化碳排放量减少45%的目标。减少我们租用船只的燃料消耗和排放是实现这一目标的重要组成部分。在选择我们希望从哪些船东处租用船只时，这也是一个决定因素。我们很高兴Simon Møkster Shipping在减少碳排放方面有一个同样雄心勃勃的战略。”

       Stril Server配备了2台Kystdesign ROV以及DeepOcean的专用基础设施，允许从该公司位于挪威豪格松的远程操作中心进行远程操作。

       DeepOcean是世界领先的海洋服务提供商，能够实现能源转型和海洋资源的可持续利用。该公司在石油和天然气领域提供海底服务、海底基础设施的移除和回收、海上可再生能源、海洋矿产开采以及其他海洋产业。

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IMCA Guidance on the Provision, Acceptance and Handling of Breathing Gases for Diving

IMCA 关于提供、接受和处理潜水呼吸气体的指南

来源：www.imca-int.com   2023-2-6

       A newly published document – ‘Guidance on the provision, acceptance and handling of breathing gases for diving’ IMCA D 075 – from the International Marine Contractors Association (IMCA) aims to raise awareness of the issues that industry has faced when procuring breathing gases used for diving.As Bill Chilton, IMCA Technical Adviser – Diving, explained：“Over the years there have been a number of incidents where divers have been injured or even killed during the course of their work after being supplied with incorrect breathing mixtures.  Following recent incidents of this nature IMCA was asked by industry to assist in developing appropriate guidance designed to reduce the risk of such incidents. 

       A dedicated workgroup comprised of industry specialists from gas supply companies and diving contractors was set up in 2022 and, working collaboratively, the workgroup members developed the guidance now published as IMCA D 075.  It is, like all IMCA documents, written by the industry for the industry.”

       The aims of IMCA D 075 are to provide information and guidance to IMCA diving members on:

Safety management to reduce risks associated with the quality of breathing gases used in commercial diving;

Appropriate standards for diving gas supply companies and their facilities;

Processes to be followed by gas suppliers when filling, mixing, and analysing breathing gases for diving;

Diving gas composition standards and tolerances;

Port call management plans for gas transfer;

Processes to be followed by diving contractors when receiving and accepting breathing gases for diving; andThe reporting of gas supply incidents.

       The appendices within IMCA D 075 contain checklists which should prove particularly useful to those involved with the provision, acceptance and handling of breathing gases for diving. Together the information contained within the new guidance document should help to eliminate incidents where incorrect breathing gas mixtures are provided.

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Spirit Energy将枯竭的北海气田转化为“世界领先”的碳捕获和储存项目

       Spirit Energy确认了将其枯竭的South Morecambe和North Morecambe气田以及Barrow Terminals转化为世界级碳储存集群的计划。如果北海过渡管理局授予许可证，该项目将支持英国的“净零排放目标”，并提供给坎布里亚郡和西北部的数千个技术绿色工作岗位。

       碳捕获项目将为当地经济提供数十亿美元的投资，促进整个地区的增长。

“世界领先”碳储存集群 

       该集群将为英国工业中心地带提供碳储存解决方案，并将成为英国最大的碳储存和制氢集群之一。根据目前的预测，该项目有能力储存多达十亿吨的二氧化碳，相当于英国目前约三年的二氧化碳排放量。这将使包括西北部、南威尔士和索伦特在内的碳密集型行业的排放者能够长期储存碳排放。

由于现场位于巴罗港附近，该项目将能够接受船舶运输的二氧化碳。这使得没有直接连接到二氧化碳管道的工业场所能够获得一个可行且现实的解决方案，以应对其碳排放，保持盈利并实现气候变化目标。

       该项目得到了Spirit Energy的股东——主要股东Centrica plc和SWM的支持，并将使这些公司走在英国脱碳努力的前沿。

       Spirit Energy董事会主席兼Centrica plc首席执行官Chris O’Shea表示：“这个新集群是一个世界领先的项目，将促进增长、创造就业机会，并支持英国的净零排放目标。在Centrica，我们专注于探索我们的资产如何成为能源转型的一部分，以帮助我们的客户和业务实现净零排放。我们很高兴这个创新项目为我们实现这一目标奠定了长期成功的基础。”

       Spirit Energy拥有50年的知识和运营South Morecambe和North Morecambe油田的数据，在改造气田方面处于独特地位。该公司将继续最大限度地利用气田，直到气田完全耗尽，以确保国内能源供应的连续性。碳储存工作将与天然气生产同步进行，直到该设施预计在本世纪下半期停产。

       随着South Morecambe和North Morecambe油田的生产寿命即将结束，该项目还将利用目前在现场的300多名工人的技能和知识，并将为新的数十亿英镑的设施提供持续的工作保障。

       此外，由于这两个气田位于西北部，并且在该地区具有连通性，因此它们有可能成为未来低碳枢纽的核心。Spirit Energy继续探索各种机会，如蓝氢生产、氢发电、直接空气捕获以及与可再生能源发电的整合，这将扩大集群，并与碳储存设施合作，帮助实现该地区的全部潜力。

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潜水生理医学研究与技术应用

来源：www.cdsca.org.cn

       协会常务理事单位上海交大海洋水下工程科学研究院有限公司的成立源于1977年，国务院、中央军委批准对日本二战沉船——万吨巨轮“阿波丸”号的打捞方案，该项目对当时国内的潜水技术提出了极限挑战。1978年，交通部在组织技术攻关的同时，酝酿筹建一所专门从事救捞与水下技术的科研机构，海科院在此背景下应运而生，推动潜水生理医学及其技术应用的研究和发展也成为海科院建院时的主要任务。45年来，海科院坚持科技创新，在饱和潜水技术、高海拔潜水技术、氦氧深潜技术、空气常规潜水技术、潜水装备技术方面取得了丰硕成果，相关研究与技术应用总体水平国内领先、国际先进，部分成果国际领先，在国内外具有较大的影响力。

       饱和潜水是为加大潜水深度和增加水下工作时间而发展起来的一种潜水新技术。它是根据“潜水员在高于常压的环境压力下长时间停留，其体内各组织和体液中所含呼吸气体中的惰性气体成分（也称中性气体，如氦、氮等）达到完全饱和状态，即使在该深度下再延长暴露时间，饱和度也不再增加，减压时间与初饱和时所需要的时间相同”的原理，能使潜水员在水底长期停留和工作的潜水方法。其特点是在饱和深度下，潜水员在理论上不受水下作业时间的限制。

       海科院建院伊始，就将饱和潜水技术列为重点研究方向，借助原石油部南海石油勘探指挥部从挪威引进的南海二号钻井平台上的3X饱和潜水设备，与海军医学研究所、第二军医大学海军医学系、交通部上海救助打捞局等多家单位合作，多次进行开创我国潜水历史的科学实验。完成了我国首次海上饱和潜水实验、首次海底出水实验、首次氦氧饱和潜水实验、首次大深度饱和潜水实验，使我国的饱和潜水技术跨入世界先进行列。

       海科院科研技术人员利用我国自行设计、生产的300m饱和潜水科学实验舱成功地进行了300m多学科综合性的氦氮氧饱和潜水科学实验，完成了8个科研项目的试验，获得了多项科技进步奖。

多次与美国科学家在海科院的饱和舱群

内联合进行饱和潜水科学实验，研究成

果达到国际先进水平。

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       潜水员要在高原地区进行潜水活动，完成水下作业，遇到的首要问题就是由于大气压力差变大而带来的加、减压问题，因此，高海拔潜水最大的问题还是减压程序的不同。同时这种潜水方式会使潜水员遭受到瞬息变化的低压（高原）-高压（水下）-再低压（返回高原）和缺氧（高原）-高氧（水下）-再缺氧（返回高原）的影响，这对人体的生理、心理负荷的影响是非常显著的。为保障潜水员健康和水下施工安全，海科院进行了深入研究。1983年我国计划在西藏的羊卓雍湖建设大型水电站，对潜水技术及水下施工提出了迫切的需求，国家指定海科院研究高原潜水的潜水作业程序、加减压方案、医学保障等问题。1984年，为验证高海拔潜水的减压方案，海科院联合海军总医院及江苏海洋工程公司，在海军总医院的高、低压舱开展了海拔4500-5000m不同深度的潜水科学实验，该实验为国内首次。次年，在海拔4442m的西藏高原进行了大规模的实际潜水训练，用自己研制的高原潜水减压表进行了80人次的潜水训练，未发生减压病。该 项研究形成的成果——《潜水技术在高海拔水下施工中的应用》获2003年的上海科技进步三等奖。羊卓雍湖水电站——高海拔空气潜水技术研究2011年5月，在海军总医院高低压实验舱内，完成了海拔高度为3000m、4000m、5200m模拟高海拔氦氧常规潜水人体实验，高压暴露深度为30m、50m。整个实验历时6天，期间对受试潜水员进行了一系列的生理指标及心理功能测试。实验为高海拔地区的经济开发、水利水电等基础设施建设中所需要的水下施工作业提供了科学依据。海军总医院高低压实验舱——高海拔氦氧混合气潜水实验研究2015年3月至5月，海科院参与合作在西藏雅鲁藏布江藏木水电站进行世界首次高海拔大深度高原氦氧潜水科学实验，最大潜水深度115m（折算），开展了45m、55m、65m、75m氦氧混合气潜水实验，累积空气潜水次数12次，氦氧混合气潜水班次22次。实验中生理医学测定的项目包括：中枢神经、自主神经、心血管功能、呼吸功能等基础生理指标，心理指标及血常规、应激反应、免疫功能、自由基和抗氧化作用等生化指标。通过本次实验验证了高海拔大深度减压方案的正确性、验证了自行研制高海拔大深度潜水设备的可靠性，同时积累了高海拔大深度潜水作业经验，为下一步西藏高原及内陆大坝高坝开展大深度水下施工作业打下了坚实基础。 

       氦氧混合气常规潜水技术，是在空气潜水技术的基础上发展形成的，潜水员通过呼吸用氦气与氧气按一定比例人工配制的混合气体作为呼吸介质进行潜水作业，这样既可以加大潜水作业深度同时又可以避免空气潜水中的氧中毒和氮麻醉。海科院从八十年开始在研究饱和潜水的同时，也同时进行氦氧混合气潜水技术研究，后期又开始培训氦氧混合气潜水员、混合气潜水装备的研制。2010年海科院通过科技部专项基金项目成功研制氦氧混合气潜水用甲板减压

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舱。舱室最大工作压力1.0MPa，主舱可容纳3人，副舱可容纳1人，可在主舱内进行氦氧混合气潜水模拟实验，通常减压舱控制箱内设有氦氧混合气供气面板，可进行混合气潜水作业。2014年海科院成功研制氦氧混合气潜水用开式钟系统，可容纳3人，最大潜水深度120m。该开式钟在2017年瀑布沟电站混合气潜水打捞作业、2019年观音岩水电站混合气潜水修复坝体裂缝的项目中发挥了巨大作用。2021年海科院开发并交付了气源及动力方舱系统。

       常规空气潜水是国内外水下工程技术领域应用最广泛的潜水技术，实践中90%以上的潜水作业是采用空气潜水技术实施的。潜水员以压缩空气作为呼吸介质进行潜水作业，气源取之广泛，使用方便，而且经济低廉。海科院制定了《GB 12521-2008 空气潜水减压技术要求》《GB 18985-2021潜水员供气量》等多个空气潜水方面的国家标准，以此来规范空气潜水作业过程。大大减少了潜水减压病的发生，保障了潜水员的健康安全。

Vaarst launches robotic technology in USA

来源：World Pipelines,  2023-2-10

       Vaarst, a company advancing human and machine collaboration via highly accurate 3D, ML and data fusion, is introducing its world leading SubSLAM® X2 technology to the US market, following a strong year of activity across the UK, Europe and Africa.

       The move continues the company’s global growth plans which saw it establish its first US base in 2022, to bring its expertise and capabilities in industrial robotics, computer vision, autonomy, and AI technologies to the Americas.

       As an alternative to conventional video imagery and other 3D modelling systems that require scalebar deployment and post processing of results, SubSLAM is the first real-time intelligent data collection system to deliver 4K resolution video with simultaneous high-quality live 3D dense point clouds at sub-millimetre accuracy. SubSLAM has proven to be an industry game changer, allowing fast visualisation with even faster analysis and measurement of critical infrastructure and components, for asset owners operating across the subsea sectors of civils, marine sciences, offshore renewables and oil and gas.

       Developed in the UK, SubSLAM addresses many time-consuming disadvantages of conventional inspection procedures while delivering more 

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detailed, quantifiable data faster than ever previously available. Applications across projects range from asset integrity, UWILD, subsea metrology for construction projects, decommissioning, pipeline inspection, cable pre-lay inspection, boulder removal, and coral reef inspections.

Five SubSLAM systems are being introduced to the US, two deepwater systems which can operate in depths down to 2000 / 6562 ft and three further systems which will operate in shallower waters down to 300 m / 984 ft. A 6000 m / 19685 ft capable system is expected to be available from 3Q23.

       The systems, which will make their debut off the US East Coast and in the Gulf of Mexico, are initially being made available to potential users such as operators, developers, drilling companies, service companies, universities engaged in marine science, and others on a trial or rental basis to give them the opportunity to test the capabilities of the system and to compare the results and benefits against more dated systems and ways of working. They will also be available for purchase on a licence or outright ownership basis.

Mitch Johnson, Director – Americas, said: “SubSLAM’s industry-leading technology has been deployed very successfully in the North Sea, Baltic, Mediterranean and Gulf of Guinea. SubSLAM enables asset owners to acquire, analyse, and operationalise data that helps them increase asset longevity and manage asset integrity with greater accuracy, speed, and cost-effectiveness.

       “In response to growing interest on this side of the Atlantic, we are now making SubSLAM more conveniently available to clients operating from the US. In addition to the measurable cost advantages it brings to clients, it is achieving significant environmental benefits by helping companies cut their carbon footprint by reducing vessel days, reducing offshore headcount and enabling faster offshore operations.”

       Mounted on any ROV carrying out a visual inspection, SubSLAM can record all data in a single flight, in a fraction of the time of other systems, negating the need for unnecessary additional mobilisations. Equipped with machine vision sensors and fast onboard processors, 3D reconstructions are modelled whilst high resolution 4K video footage is being captured.

       Alternatively, if work has to be carried out over a longer period of time, multi-session dives can be carried out with SubSLAM’s ability to recommence surveying at the exact point it left off. With the ability to carry 

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 out real-time 3D inspections while gathering video footage in a single flight, SubSLAM takes away the need for the additional mobilisation of vessels, ROVs and personnel required with other systems. This delivers considerable time and cost savings while reducing the carbon footprint of end clients. The 3D data can be streamed live to any device in the world to multiple recipients without the requirement for any special software on devices. Onshore engineers can remotely track progress, spot issues and react proactively, as the underwater survey is ongoing.

维斯塔斯领导！风电叶片回收技术新突破

       欧洲风电行业组织WindEurope预计到2025年，每年将有约25000吨风电叶片达到使用寿，同时，2025年欧洲计划全面禁止退役风机叶片填埋场，这对风电叶片回收技术提出巨大挑战。

       近日，维斯塔斯领导的项目——热固性环氧复合材料循环经济项目（Circular Economy for Thermosets Epoxy Composites，CETEC）发现了一种全新的化学工艺，通过重新调整风机叶片材料的成分，可以使风电叶片中的环氧树脂重新分解为原材料，使其100%可回收。 

       维斯塔斯相关专家还表示，风机叶片回收料可用于较低级别产品的二次生产。这项技术最大的特点是不需要对叶片生产工艺进行大改造，这样既节省了工艺改造费用，也无需承担叶片材质变化导致质量问题的风险。

       维斯塔斯透露已计划通过与环氧树脂制造商和项目合作伙伴Olin以及回收企业Stena Recycling合作，将该技术尽快商业化。

       热固性环氧复合材料循环经济项目（Circular Economy for Thermosets Epoxy Composites，CETEC）于2021年启动，部分资金由丹麦创新基金（IFD）资助，项目由维斯塔斯领导，合作方包括Olin，丹麦技术学院（Danish Technological Institute，DTI）和奥胡斯大学（Aarhus University）。

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山东东营海上风电核心部件数字化制造项目即将试产

来源：www.wind.in-en.com

       在位于开发区的东营海上风电装备产业园内，有一个占地18万平米的生产车间——这里，是风力发电机核心零部件的诞生之地，核心即为最关键，车间里究竟制造着怎样神秘的部件呢？

       据了解，山东金雷新能源重装有限公司海上风电核心部件数字化制造项目紧跟主轴由“锻”转“铸”的大趋势，加快配套核心部件的铸造生产力，进一步提升风电行业大型核心部件供应商的整体竞争力，独自设计研发的20MW大型风电主轴将为全球最先进的大型风电主机配套。项目总投资60亿元分三期建设，主要生产风电主轴、轮毂、机架等大型铸锻件，打造高品质的完整产业链，形成5—20MW风电核心部件40万吨的产能，一期项目预计2023年一季度投产……

       山东金雷新能源重装有限公司董事长王瑞广介绍：“本项目主要生产海上风电大型核心部件，比如风机主轴、连体轴承座、轮毂、底座等等，为了实现这些部件的精密及智能化制造，我们采用的机床也是国内外比较尖端的，第一期项目采购60多台机床，造价将近8个亿。”

       自去年以来，开发区抢抓全省海上风电发展机遇，依托临海临港优势，按照产业链布局思路，紧盯头部企业和关键环节，精准开展项目招引，实现了海上风电装备制造产业“从无到有，再到全面起势”的显著成效。截至目前，累计签约落地项目23个，计划总投资243亿元，其中已开工建设11个；另外在谈项目36个，预计总投资达258亿元。

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变频器过载和过流有什么区别？

来源：中机电协工程技术发展中心 2023-02-21 

       海上风电核心部件数字化制造是风电整机的关键，对于风机制造商成本降低具有显著作用，能有效带动整机商到园区建厂投资。待风电制造落地生根后，会持续带动上游原材料制造商建厂合作。

       “整个项目在开发区的支持下，推进速度很快，仅仅用了10个月的时间建设了23万平的建筑物和厂房，项目过程在快速推进，现在正在进行的是大型机床设备安装，原计划是3月份开始试产，经过努力，提前到2月上旬就可以实现项目试产。项目三期全部达产后，预计实现年销售收入近100亿元，年利税10亿元，提供就业岗位3500个。我们将用金雷的建设速度，更好地诠释开发区服务企业的温度，为全市经济高质量发展做出金雷贡献。”王瑞广说。

       项目建成将会使整个风电产业园项目

产业链得到极大延深与扩宽，帮助园区进

一步增大海上风电装备产业集群，持续放

大开发区良好的营商环境，为打造辐射全

国乃至全球的风电装备基地奠定基础。

       开发区众多企业正以饱满的热情积极复工复产，始终坚持发展不动摇，拿出“开局就要抢跑、起步就要冲刺”的奋进姿态、实干状态，全力拼、全力抢、全力冲，坚决确保一季度目标任务完成，确保圆满实现全年目标任务。

       过载，是一个时间概念，是指负载在连续时间内超过额定负载一定的倍数。 过载，最重要的概念就是连续时间。比如，某变频器过载能力160%一分钟，就是指，负载连续一分钟达到额定负载的1.6倍是没有任何问题的。假如在59秒的时候，负载突然变小，那么是不会触发过载报警的。只有在60秒刚过的时候，才会触发过载报警。 

       过流，是一个数量概念，是指负载突然超过额定负载多少倍。过流的时间非常短，而且超过的倍数非常大，通常都是十几甚至几十倍。比如，电机在运转时，机械轴突然堵转 ，那么此时电机的电流在短时间内会极速上升，导致过流故障。

       过流和过载属于变频器最常见的故障，要区别变频器到底是过流跳闸还是过载跳闸，首先就要搞清楚他们之间的区别，一般来说过载也一定过电流，但

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是变频器为什么要把过电流和过载分开呢？这里面主要有2个区别：

       过电流主要用于保护变频器，而过载主要用于保护电动机。因为变频器的容量有时需要比电动机的容量加大一档甚或两档，在这种情况下，电动机过载时，变频器不一定过电流。 

       过载保护由变频器内部的电子热保护功能进行，在预置电子热保护功能时，应该准确地预置“电流取用比”，即电动机额定电流和变频器额定电流之比的百分数： 

IM%=IMN*100%I/IM式中： 

IM％—电流取用比; 

IMN—电动机的额定电流，Ａ; 

IN—变频器的额定电流，Ａ。 

（2）电流的变化率不同 

       过载保护发生在生产机械的工作过程中，电流的变化率di/dt通常较小; 除了过载以外的其他过电流，常常带有突发性，电流的变化率di/dt往往较大。 

       过载保护主要是防止电动机过热，故具有类似于热继电器的“反时限”特点。就是说，如果与额定电流相比，超过得不多，则允许运行的时间可以长一些，但如果超过得较多的话，允许运行的时间将缩短。 

       此外，由于在频率下降时，电动机的散热状况变差。所以，在同样过载50％的情况下，频率越低则允许运行的时间越短。 

                                            变频器的过流跳闸

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       变频器的过电流跳闸又分短路故障、运行过程中跳闸和升、降速过程中跳闸等情况。

1、短路故障： 

（1）故障特点 

（a）第一次跳闸有可能在运行过程中发生，但如复位后再起动，则往往一升速就跳闸。 

（b）具有很大的冲击电流，但大多数变频器已经能够进行保护跳闸，而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速，难以观察其电流的大小。 

（2）判断与处理 

       第一步，首选要判断是否短路。为了便于判断，在复位后再起动前，可在输入侧接入一个电压表，重新启动时，电位器从零开始缓慢旋动，同时，注意观察电压表。如果变频器的输出频率刚上升就立即跳闸，且电压表的指针有瞬间回“0”的迹象，则说明变频器的输出端已经短路或接地。 

       第二步，要判断是在变频器内部短路，还是在外部短路。这时，应将变频器输出端的接线脱开，再旋动电位器，使频率上升，如仍跳闸，说明变频器内部短路；如不再跳闸，则说明是变频器外部短路，应检查从变频器到电动机之间的线路，以及电动机本身。 

2、轻载过电流负载很轻，却又过电流跳闸： 

       这是变频调速所特有的现象。在V/F控制模式下，存在着一个十分突出的问题：就是在运行过程中，电动机磁路系统的不稳定。其基本原因在于： 

       低频运行时，为了能带动较重的负载，常常需要进行转矩补偿（即提高U/f比，也叫转矩提升）。导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。这种由电动机磁路饱和引起的过电流跳闸，主要发生在低频、轻载的情况下。解决方法：反复调整U/f比。 

3、重载过电流： 

（1）故障现象有些生产机械在运行过程中负荷突然加重，甚至“卡住”，电动机的转速因带不动而大幅下降，电流急剧增加，过载保护来不及动作，导致过电流跳闸。 

（2）解决方法 

（a）首先了解机械本身是否有故障，如果有故障，则修理机器。 

（b）如果这种过载属于生产过程中经常可能出现的现象，则首先考虑能否加大电动机和负载之间的传动比？适当加大传动比，可减轻电动机轴上的阻转矩，避免出现带不动的情况。如无法加大传动比，则只有考虑增大电动机和变频器的容量了。 

4、升速或降速中过电流：

这是由于升速或降速过快引起的，可采取的措施有如下：

（1）延长升（降）速时间首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间，如允许，则可延长升（降）速时间。

（2）准确预臵升（降）速自处理（防失速）功能变频器对于升、降速过程中的过电流，设臵了自处理（防失速）功能。当升（降）电流超过预臵的上限电流时，将暂停升（降）速，待电流降至设定值以下时，再继续升（降）速。

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       这是由于升速或降速过快引起的，可采取的措施有如下：

（1）延长升（降）速时间首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间，如允许，则可延长升（降）速时间。

（2）准确预臵升（降）速自处理（防失速）功能变频器对于升、降速过程中的过电流，设臵了自处理（防失速）功能。当升（降）电流超过预臵的上限电流时，将暂停升（降）速，待电流降至设定值以下时，再继续升（降）速。

变频器的过载跳闸

       电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称为过载。过载的基本反映是：电流虽然超过了额定值，但超过的幅度不大，一般也不形成较大的冲击电流

（1）机械负荷过重，负荷过重的主要特征是电动机发热，并可从显示屏上读取运行电流来发现。

（2）三相电压不平衡，引起某相的运行电流过大，导致过载跳闸，其特点是电动机发热不均衡，从显示屏上读取运行电流时不一定能发现（因显示屏只显示一相电流）。

（3）误动作，变频器内部的电流检测部分发生故障，检测出的电流信号偏大，导致跳闸。

（1）检查电动机是否发热，如果电动机的温升不高，则首先应检查变频器的电子热保护功能预臵得是否合理，如变频器尚有余量，则应放宽电子热保护功能的预臵值。

如果电动机的温升过高，而所出现的过载又属于正常过载，则说明是电动机的负荷过重。这时，首先应能否适当加大传动比，以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大，则加大传动比。如果传动比无法加大，则应加大电动机的容量。

（2）检查电动机侧三相电压是否平衡，如果电动机侧的三相电压不平衡，则应再检查变频器输出端的三相电压是否平衡，如也不平衡，则问题在变频器内部。

       如变频器输出端的电压平衡，则问题在从变频器到电动机之间的线路上，应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧，如果在变频器和电动机之间有接触器或其他电器，则还应检查有关电器的接线端是否都已拧紧，以及触点的接触状况是否良好等。如果电动机侧三相电压平衡，则应了解跳闸时的工作频率：

如工作频率较低，又未用矢量控制（或无矢量控制），则首先降低U/f比，如果降低后仍能带动负载，则说明原来预臵的U/f比过高，励磁电流的峰值偏大，可通过降低U/f比来减小电流；如果降低后带不动负载了，则应考虑加大变频器的容量；如果变频器具有矢量控制功能，则应采用矢量控制方式。

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船舶与水下装备

赫伯罗特开始对100艘船进行改装 配备新型螺旋桨和球鼻艏

来源： 蓝水LAB 2023-02-09

       近日，德国班轮公司赫伯罗特（Hapag-Lloyd）启动了100艘船的改装计划，配备了新的螺旋桨和球鼻艏。

       此举旨在减少船舶的温

室气体排放，并帮助赫伯罗

特满足国际海事组织（IMO）

的目标，即到2030年将二氧

化碳排放量比2008年减少

40%。

       新的螺旋桨更薄，叶片

更少，设计针对慢速航行进

行了优化，这将有助于船舶降低燃料消耗并减少排放。

       改造计划将采用德国瓦伦河畔米尔里茨的梅克伦堡冶金公司（MMG）的螺旋桨。将这些巨大的船舶部件从瓦伦运输到汉堡必须用卡车完成。螺旋桨从汉堡港装载到船上，并运送到公司船只进行定期干船坞的地方。

       “MMG具有能够仅使用计算机开发新的螺旋桨设计的巨大优势，”船队分析和技术优化船队升级计划总监Georg Eljardt说。使用这些模型使得没有必要进行一系列耗时的物理测试，同时仍然可以产生根据单个船体和操作配置文件精确定制的螺旋桨。

       以宁波快速航线为例，该船在迪拜定期进行船级更新，然后进入干船坞两周。

       “在此期间必须更换螺旋桨和球鼻艏，这意味着我们只有很短的时间来应对许多挑战，”项目协调船队升级计划经理 Andrea Bachmann 说。

       随着船队升级计划的进展，其他地方的造船厂也将发挥作用。该计划要求在丹麦、葡萄牙、西班牙、土耳其、阿曼、新加坡和中国进行类似的替换改装。

       赫伯罗特的船队升级计划将评估整个船队，以确定可以提高效率的地方。还涉及大量的准备工作。也就是说，在安装之前，使用3D扫描仪测量船舶，球鼻艏通常由修理厂安装。

       “我们与技术检查员一起在现场接受并批准组装的组件，”船队升级经理 Rainer Giertz 说。 “然后组件内部涂上一层油漆以防止腐蚀。一旦船头的安装完成，我们就在技术船队管理检查员的监督下继续在整个船体上涂上一层油

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船舶与水下装备

WinGD与CMB联合开发大型船用氨燃料发动机

来源： 国际船舶网 2023-02-08

漆，这使我们能够确保在整个船体上均匀应用，包括防污。

        螺旋桨的设计，以及其新的转速和不同的效率水平，对主机有直接影响。因此，需要根据新参数调整发动机。

       Hapag-Lloyd通过在Hapag-Loyd网络内进行运输，确保保持低成本，并控制从计划到执行的整个过程。未来几年，该公司将为该项目运送近100批散装货物。就其范围和对整个船队的影响而言，升级计划将是赫伯罗特历史上独一无二的。“根据预测，改装将使我们的燃油消耗量减少约10%，这将是一个巨大的进步，”Johan Schultz 说。“诸如LED照明、无线电控制冷却水泵以及机舱和货舱中的自动按需风扇等措施将有助于降低我们的能源需求。”

       近日，瑞士船舶动力公司WinGD和比利时航运与清洁技术集团CMB.TECH签署了协议，将合作开发氨燃料动力两冲程发动机。

       据了解，两家公司希望能为中国船厂建造的10艘21万载重吨散货船安装氨双燃料X72DF发动机，这些新船的船东是CMB的姐妹公司Bocimar，造船合同已于2022年签署，这批船按计划将于2025年和2026年交付。

       据WinGD公司介绍，新的发动机将以X92B发动机为基础，其燃料效率是开发大口径氨燃料发动机的理想起点。上述系列大型散货船的动力将由WinGD公司的氨燃料发动机提供，这将是散货船领域首次采用氨动力，也证明了大型远洋船可以使用零碳燃料。

       根据联合开发合作协议，CMB.TECH将支持WinGD公司创立氨动力发动机概念，CMB.TECH对可替代燃料以及使用氢和氨的大型船舶应用有深厚的见解。

       CMB公司首席执行官Alexander Saverys表示，“我们相信氨是远海船舶最有前途的零碳燃料，我们将为我们的干散货船、集装箱船和化学品油轮安装氨-柴油双燃料发动机。与WinGD公司合作为我们的船队开发首台氨燃料两冲程发动机，在航运业零排放道路上具有开拓性意义。”

       据了解，CMB公司拥有并运营有150艘Bocimar品牌的远洋干散货船、Delphis品牌集装箱运输船、Bochem品牌化学品油轮和Windcat人员转运船。

WinGD公司首席执行官Klaus Heim介绍说，“这个项目是加快我们零碳未来的氨技术路线图的重要一步，凭借CMB公司可替代燃料的专业知识以及作为船舶运营商对发动机概念如何实施和最终运营的看法，CMB公司参与发动机的开发将是非常宝贵的，该项目是扩大部署我们产品氨技术的一个好机会。”

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川崎重工和J-ENG合作推进氢燃料船舶发动机开发

来源：  国际船舶网 2023-02-13

       据日媒消息，日本川崎重工将开发能够完全使用氢燃料的船舶发动机，计划2023年在日本发动机公司（J-ENG）总部兴建试验设施。规划中的试验设施除氢燃料发动机外，也包括整个储氢罐及输送管路等系统。

       2021年年4月，川崎重工、洋马发动机公司和日本发动机公司(J-ENG)联合宣布，三家公司将合作共同开发全球首台用于大型船舶的船用氢燃料发动机，目标是每家公司都能够在2025年前后将氢燃料发动机推向市场。据了解，三方将同步开发以氢为燃料的低速、中速、高速发动机，到2026年左右，推出一系列可用于各种船型的氢燃料船舶发动机，同时开发相应的船用氢燃料罐和燃料供应系统。

       2021年8月，川崎重工联合洋马动力技术有限公司和日本发动机公司成立HyEng公司，以研发并销售应用氢燃料船用发动机。与此同时，HyEng公司还将致力于氢燃料供应系统国际标准和规则的制定、氢燃料供应系统的整合以及氢燃料发动机的维护和运行。

       去年11月，川崎重工宣布其16万立

方米大型液化氢运输船配备的氢气双燃

料发电用发动机和相关系统获得日本船

级社原则性批准（AiP）。据介绍，这

一氢气双燃料发动机可以在氢气和低硫

燃料油之间灵活切换，使用氢燃料的情

况下额定输出功率2400千瓦，圆筒直径300毫米。在选择氢燃料时，从船舶的液化氢储罐中自然产生的沸腾气体将作为主燃料，以超过95%的比例混合发电并向船上供应电力，与传统发动机相比可大大减少船舶温室气体排放。

       据悉，川崎重工将从2024年开始测试氢储存至燃烧等过程，2027年将氢燃料发动机安装在正在开发中的大型液化氢运输船上。未来扩大应用在运载煤炭及汽车的近海船舶、内海船舶等。在造船业推动脱碳技术发展中，以氢为主要燃料的大型发动机开发系全球首创。

       由于分子量小的氢，容易导致气体泄漏，且燃烧速度快控制难度高，川崎重工利用氢的特性已完成在燃烧天然气的涡轮发动机中混烧3成氢的技术开发。未来氢燃料船舶启动发动机时将与普通船舶发动机同样使用低硫燃料油，但航行中将仅使用氢作为燃料。

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船舶与水下装备

罗罗动力系统 成功测试使用100%氢燃料运行的mtu发动机

来源：   mtu解决方案 2023-02-03

        川崎重工氢气双燃料发动机的开发是日本经济产业省下辖新能源产业技术综合开发机构（NEDO）“新一代船舶”开发项目的一部分。其中，川崎重工参与了船用氢燃料发动机、船用氢燃料储罐和燃料供给系统（MHFS）开发项目，该项目时间为2021财年至2030财年的10年间，预计总投资219亿日元，其中210亿日元由NEDO提供支持。

       国际海事组织(IMO)揭示2050年船舶温室气体排放量目标将较2008年减少50%，在NEDO的支持下，还有日本洋马动力技术(YANMAR POWER TECHNOLOGY）也参与合作开发，将对低速、中速和中高速发动机以及发动机的供氢系统进行实证试验。常石造船也正与比利时航运公司CMB合作，开发首艘以氢与轻油混烧内燃机提供动力的客船。

       近日，罗尔斯-罗伊斯宣布公司已成功测试了使用100%氢燃料运行的mtu S4000 L64发动机的一种12缸燃气变体。这些测试是由罗尔斯-罗伊斯动力系统事业部开展的，测试显示了相当良好的效率、性能、排放和燃烧性能。这些测试表明：公司朝着实现氢能解决方案的商业化应用、以满足客户对更可持续能源供应的需求又迈出重要一步。

       “这款发动机将满足能源转型大势下对氢能解决方案的市场需求，并为我们客户的发电机组和热电双联电厂提供可靠且清洁的源动力。”----罗罗动力系统固定式动力解决方案总裁 欧拓东

       作为新集装箱码头气候中性能源供应的一部分，公司计划在德国港口杜伊斯堡的enerPort II 灯塔项目中首次部署使用100%氢燃料运行的mtu发动机。

                                           

        “我们将氢能视为能源转型的核心要素之一。它既可以用来储存多余的能量，也可以作为燃料，不仅可用于发动机，也可以用于燃料电池和热电双联电厂，产出气候中性的电能和热能。”--- 罗罗动力系统首席执行官 Jörg Stratmann博士

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        例如，在用电需求低而风能或太阳能又产出大量可再生能源时，可将多余能源导入电解制氢设备，把水转化为氢气，随后将这些氢气作为一系列应用领域的燃料。

        公司对使用100%氢燃料运行的mtu燃气发动机进行了几个月的台架测试，不断改进效率、性能、排放和燃烧性能。有了绿氢作为燃料，这些mtu发动机将来就能以二氧化碳中性的方式运行。对于已经投入运行的燃气发动机，罗罗动力系统可提供转换套件作为解决方案。

        我们对这些快速进展非常满意。这款发动机排放非常低，远远低于严格的欧盟排放限制，无需配备废气后处理系统。”—罗罗动力系统负责氢燃料发动机开发的工程师Andrea Prospero

       考虑到氢气与天然气的燃烧方式不同，公司对测试用发动机的一些发动机部件，包括燃油喷射、涡轮增压、活塞设计和控制装置进行了改动。不过，通过使用罗罗动力系统产品组合中的成熟技术，例如mtu涡轮增压器、喷油阀、发动机电子和控制系统，氢燃料发动机开发得以快速有效地推进。

       杜伊斯堡是世界上最大的内陆港口之一，目前正与几家伙伴合作，为其新码头建设一个基于氢能的供能网络，预计将于2024年投入运营。未来，港口本身所需的大部分电能将在现场以二氧化碳中性的方式，直接产自氢气。这一过程是通过两座配备mtu 4000系列氢燃料发动机(总装机容量为2MW) 的热电双联电厂和三套mtu燃料电池系统(总装机容量为1.5MW)实现的。

       作为可持续发展计划的一部分，罗尔斯-罗伊斯正调整动力系统板块的产品组合，转向更具可持续性的燃料和新技术，以进一步减少温室气体排放。

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我国首个深远海浮式风电平台“海油观澜号”完成浮体总装

       1月2日，由中国海油新能源分公司所属融风公司投资建造的我国首个深远海浮式风电平台“海油观澜号”在海油工程青岛场地完成浮体总装，标志着全球首座水深超100米、离岸距离超100公里的“双百”海上风电项目取得重要进展。

       “海油观澜号”平台由3个边立柱和1个中心立柱组成，边长超80米，高约35米，重量近4000吨，风机将安装在中心

立柱上。项目投产后，风机所发电力通

过动态海缆接入海上油田群电网用于油

气生产，年发电量可达2200万千瓦时，

可节约燃料气773万立方米，减少二氧

化碳排放2.2万吨。

       “海油观澜号”平台将安装于距海南文昌136千米的海上油田海域。该海域风急浪高，历史上最大台风中心风力接近17级，这对风机平台的设计提出了巨大的挑战。

       该项目由中国海油联合国内多家先进装备制造企业，首次自主完成深远海浮式风电的研发、设计和建造，在单位兆瓦投资、单位兆瓦用钢量、单台浮式风机容量等多个指标上，均处于先进水平。

        该项目采用多点系泊的方式固定风电平台，部分利用了原有FPSO（浮式生产储卸油装置）的系泊系统，并且还在国内首次采用了在线张紧器等创新技术，以此来提供稳定的锚泊固定，极端天气下在水平位移达到33.8米时仍可牢固系泊。

       同时，通过优化平台尺度、增设高效的阻尼结构等技术创新，使浮式平台在极端台风作用下倾角不超过10度，有效避免风机叶片被海浪破坏，具备抗最大17级以上超强台风能力，能在84米/秒的风速下保障风机安全。

       我国深远海风能资源丰富，根据国家发展和改革委员会能源研究所发布的《中国风电发展路线图2050》，我国近海水深5-50米范围内，风能资源技术开发量为5亿千瓦，而我国深远海风能可开发量则是近海的3-4倍以上。

        与陆地风电相比，海上风电风能资源的能量效益比陆地风电场高20-40%。随着我国近海海上风电资源的充分开发，未来深远海风电将是重要的增长点。但随着水深的加大，开发的技术难度和投资成本成倍增长。

       浮式风电应用前景广阔，不仅可以就地消纳，为远海设施供电，还可协同发展海洋牧场、海水制氢、海洋旅游、海洋矿产资源开发，形成综合能源岛等跨界融合的海洋产业新生态。随着技术进步和规模化开发，叠加绿电溢价，浮式风电有望超预期实现平价开发，预计到2026年，累计装机容量有望突破50万千瓦。

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        中海油融风公司成立于2019年7月，是中海石油（中国）有限公司的全资子公司，注册地在中国上海自由贸易区临港新片区，注册资本金为24亿元，该公司作为中国海油海上风电产业的投资主体，负责中国海油以海上风电为主的新能源业务。

       2021年1月1日，中海油能源发展股份有限公司清洁能源分公司正式运行，重点培育以海上风电为核心的新能源产业，大力推动海上风电，探索分布式能源、地热能、氢能等清洁能源。

       2021年9月8日，国家电投江苏公司与中海油融风公司签署合作框架协议，围绕海上风电、陆上风电、光伏、储能等清洁能源领域，建立长期稳定的合作关系。

       2021年9月24日，中国海油招标平台发布公告称，为了推进中国海油清洁能源公司产业转型升级，进军海上风电产业，计划建造以未来深远海大容量风机高效安装为目标功能的风电安装船。

       2021年12月21日，中海油（海南）新能源有限公司成立。新公司以风电建设为重点，以光伏和气电融合并举，分布式能源为补充，发挥比较优势，建设具有中国海油特色的综合能源公司。

       此外，在2021年，中国海油还与国家电投、国家能源集团、三峡集团等央企签订合作协议，共同助推国内新能源行业的发展，海上风电是重点。

2022年4月13日，中海石油（中国）有限公司北京新能源分公司正式成立，业务聚焦在海陆风光发电、加大CCUS科技攻关、探索培育氢能等。

       2022年5月11日，由中国海油承建的文昌深远海浮式风电平台浮体在海油工程青岛建造场地正式开工建造，标志着我国首个深远海浮式风电国产化研制及示范项目正式进入工程实施阶段。

       此次中国海油又将在距离岸边136千米的120米深水处安装当前最大单机容量7.25兆瓦的“海油观澜号”，成功培育了国内深远海产业链，将使我国海上风电的自主开发能力从不到50米提升至100米级水深以上水平，为我国风电开发从浅海走向深远海奠定坚实基础。

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国内首台套大功率高性能对转式全回转推进器下线

来源： 国际船舶网 2023-01-29

       1月19日上午，由合肥倍豪海洋装备技术有限公司设计生产的国内首台套大功率高性能对转式全回转推进器在合肥高新区下线，标志着我国在高端海洋装备主推进装置领域，填补了一项高端海洋装备的空白，解决了核心设备“卡脖子”问题，并打破了国外的技术垄断。

       该推进器可以绕垂直轴线作360°回转，能操纵船舶方便地实现原地回转、横向移动、急速后退等功能，是近十年来得到广泛应用的船舶推进装置，其推进器效率、推力等水动力设计指标均达到国际先进水平。与传统全回转推进器相比，该型全回转推进器使用了对转式螺旋桨，这种螺旋桨可以回收旋转涡流中的能量损失，改善空泡性能、降低尾部振动及水动力噪声。

       据了解，倍豪船舶成立于2007年，当时我国大功率全回转推进器市场被国外少数欧洲厂家垄断，国内厂家不仅没有大功率、高性能的全回转推进器产品，甚至不具备相应产品的自主研发能力，全部依赖于进口。为了打破国外技术垄断，倍豪船舶于2015年开始了改产品的自主研发。8年来从技术论证，核心技术解决，小功率实物样机的研制成功，到大功率产品设计并通过各研制阶段的技术评审、中国船级社及国际权威检验机构的审核，如今首台套产品终于完美呈现。

       国内首台套大功率高性能对转式全回转推进器的下线是倍豪船舶的一个里程碑，更是一个新的起点。作为一家科技型企业，倍豪船舶始终以创新作为发展的首要战略，对标国际顶尖产品，致力于将公司打造成为一家国际一流的船舶推进器研发生产企业，为我国高端船舶与海洋产业贡献力量。

（图片保护中）

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可堆叠浮式基础，撑起全球最大风机

       近日，美国船级社ABS已经授予Bassoe D-Floater浮式基础原则批准（AiP），即该设计原则上符合ABS建造和分级浮动海上风力涡轮机装置指南的适用要求，ABS级标记为A1，海上风力涡轮机(浮式)，疲劳寿命(FL(25))，使用水下检验代替坞检（UWILD）和危险材料清单(IHM)。 

       该浮式基础由中集来福士下属公司Bassoe Technology设计开发，未来将搭载全球最大海上风机。

        ABS表示，即使在最恶劣的海况下，Bassoe D-Floater技术也能够搭载15MW风机。

       D-Floater是一个三立柱半潜式装置，配置三角形浮筒，浮式基础可以在彼此内部堆叠，一艘重型运输船即可运输至少5个基础，因此可在港口进行高效组装。

       D-Floater安装涡轮机后，拖曳吃水深度小于10米，该设计旨在允许灵活选择“装配端口”，允许在大多数情况下将塔架和涡轮机安装在更靠近风电场的码头边。

       Bassoe Technology董事总经理Tore Ulleland表示：“D-Floater可以实现经济高效的制造和物流解决方案，满足对可再生能源日益增长的需求。依靠母公司中集来福士，每年将有超过50台D-floater的交付能力。”

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观察级水下机器人设计原理之：推进

       我们从观察级水下机器人的外形原理、电气通信原理介绍到现在，不得不提到一个机器人完全无法被忽略的功能，那就是移动能力。对观察级水下机器人来说，几乎完全需要依赖推进器推动，为什么要限定观察级水下机器人呢？因为水下机器人的种类复杂多变，数不胜数，除了推进器提供动力以外，轮式、履带、拖曳、甚至有些依靠自身浮力配合机翼就能实现前进，还有的依靠波浪和海流实现环球航行。观察级机器人因为活动范围小，能源需求有限，功能较为单一，因此推进器是一种即易于实现又稳定可靠、又运动灵活、便于控制的移动方式。

       根据ROV的系统类型，推进器可以

分为液压驱动和电力驱动，在观察级机

器人中，显然直流电机驱动更受欢迎，

较常见的有有刷直流电机、无刷直流电

机、磁耦合电机和轮缘驱动电机。 

        有刷直流电机通常很便宜，但是需

要定期维护，寿命也比无刷电机短很多，

转速低，因此在水下应用中已经不常见了，但是Deep Ocean Engineering在Phanom ROV上用了有刷电机，可能主要原因还是成本。他们不是水下推进器的理想选择，需要定期更换电刷，推力输出低，轴密封处有很高的进水风险。但是市面上还是有卖，主要用于低成本的应用。永磁无刷电机不需要电刷，通过霍尔片驱动，在极端条件下时，他们比直流有刷电机优势更为明显，但是它需要电子速度控制器，成本通常要高很多。

       磁耦合直流电机工作原理与无刷直流基本相同，唯一的区别是转子在外边，也称为外转子直流电机。无需机械连接，这种布置非常适合于船用推进器，因为较容易实现水密。推进器厂家Tecnadyne生产了许多磁耦合推进器，Blue Robotics 也在生产低成本低推力的版本。磁耦合推进器的另一种形式是轮缘驱动，这种推进器是1940年发明的，这种推进器比传统的轴驱也有一定的优势：紧凑，高电机效率，水动力性能好，电机容易冷却。用于水下机器人的轮缘驱动电机已经比较常见了，从50毫米到700毫米都有，现在发展趋势是作为导管的轮缘越来越窄，有些做到了边缘只有十几毫米。但为什么应用并不理想呢，一个重要的原因是环转子的扭矩消耗大，环转子面积越大，消耗扭矩越大，推进器的敞水效率越低。但未来随着这些问题逐步解决，轮缘驱动不论是有轴还是无轴，应用场合都会越来越多。

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       推进器的配置决定着ROV的运动控制，影响推进器配置选型的主要因素包括机器人的主尺度、推进分配功率、推力需求、自由度和有效荷载等。一般来说，全自由度ROV围绕x、y、z轴有六个自由度，但并非每个ROV都需要具备完整的六个自由度，这取决于整机的功能需求和推进器的数量和方向。六个自由度按照船舶术语分别为垂荡、横荡、纵荡、纵摇、横摇、艏摇。

       一般的ROV最少需要三个推进器，一个垂直推进器，两个水平推进器，这样至少可以实现升沉、前进后退和航向控制。但是也有些公司研制了只有两个推进器的ROV，也能实现升沉和航向控制，这种情况下就得额外配置俯仰模块，本质上而言就是个压舱物，当压舱物旋转时，水下机器人可以实现向上或向下倾斜，从而实现俯仰控制。水下机器人基本上都是零浮力的，因此采用配重实现姿态控制比靠推进器更加省事。

       四个推进器就比三个推进器的控制性好一些，采用四个推进器时，通常是一个垂直，可以控制升沉、一个横向，用来实现艏摇，两个水平，用于前进后退和航向控制。

       如果要实现全自由度，则最少必须使用六个推进器，或者是三个水平推进器三个垂直推进器，其中一个水平和三个垂直控制纵横摇，纵摇和升沉，另外两个水平实现前进后退。虽然这种布局能实现全自由度，但是并不经常使用，因为推力分配不合理，在前进后退和航向控制方面存在局限性。

       为了实现更为精准高效的六自由度控制，可以按照一定的角度安装推进器，实现矢量推进。由于每个推进器都能参与到水平四个方向的推进，因此这种形式是目前最为常用的运动控制方式之一。

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       对于垂直方向的推进器，可以选用一台、两台、三台或者四台推进器。提供升沉控制。两个的可以控制升沉；三个的允许升沉、翻滚和倾斜；四个可以更好地实现三个自由度并具有故障调节能力。垂直推进器可以垂直安装，也可以与垂直方向成45度或者更小的角度。倾斜一点角度可以让推力更贴近旋转切线，实现更好的翻转，这只是一方面原因，还有水流通畅性的考虑。是否需要倾斜要根据实际情况而定，有些ROV不需要太大的机动性，所以就不需要太大的倾斜角度。就像有些机器人就是为了从水中打捞物体，那么他们就被设计成完全垂直的。

       一般来说，观察级ROV需要的一定的灵活机动性，本身质量、阻力各方面都比较小，在设计推进器的时候则需要着重考虑纵横摇等；对于大型机器人来说，特别是深海大型机器人，升沉性能和艏摇性能更重要；高级机器人会采用多一点的推进器实现全自由度的灵活性和运动控制精准度，而一般的机器人则可以视具体的功能和需求选用适当数量和配置的推进器，并在推进器布局上面合理考虑。

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船舶动力与传动装置振动控制技术发展研究

来源：  中国工程科学   2023-01-29 12:19 

       21世纪是人类开发海洋各类资源、利用海洋战略空间的新阶段，海洋在促进经济社会发展、保障国家总体安全等方面的地位更加突出。在加快建设海洋强国的背景下，推进海洋运载装备高技术发展迫在眉睫；其中，船舶水下辐射噪声直接关系到船舶声学性能、海洋环境保护、绿色船舶发展水平，相应的船舶低噪声推进技术一直是重点需求和难点问题。提升船舶低噪声推进技术，对海洋运载装备发展起到重要的推动作用。

       船舶推进系统在运转过程中不可避免地产生振动，如船舶主机运转产生的激励力、螺旋桨在艉部伴流场中运转产生的脉动力等。这些激励通过安装基座、轴承及其支承等传递至船体结构，进而诱发船体结构振动，引起水下低频辐射噪声。例如，在振动声辐射方面，船舶动力与传动装置是直接驱动主轴和螺旋桨的动力来源，运转过程中产生的振动通过基座传递至船体，激发船体产生振动并向水下辐射噪声。一直以来，船舶水下辐射噪声中由动力与传动装置运转引起的船体振动声辐射不可忽略，对于大型水面船舶而言更显突出。因此，研究船舶动力与传动装置高性能减振降噪技术方案显得重要而迫切。

       已有的船舶动力与传动装置振动控制技术研究，集中在动力装置或传动装置功能性总体制造技术层面，而未就船舶装备中的动力与传动装置振动控制技术发展课题开展系统性探讨。目前，我国虽然在船舶动力与传动装置振动控制方向的基础与应用研究方面取得了一定进展，但在船舶推进系统振动噪声机理、振动传递路径控制等方面仍处于探索阶段，未能实现完全掌握与全面应用，整体技术水平距离世界先进尚有差距；船舶动力与传动装置振动控制技术发展规划、产业发展研究等也有待深化开展。

     针对于此，本文以船舶动力与传动装置引起的振动声辐射控制为重点，阐述相关振动控制技术的理论研究及工程应用背景，系统梳理技术发展与应用现状并凝练技术发展趋势，进而从基础理论、装置产品、科研能力等方面提出发展建议，以期为船舶动力与传动装置振动控制技术发展提供基础性和先导性参考。

       船舶动力装置主要分为柴油机动力、燃气轮机动力、蒸汽轮机动力、电机动力、核动力等形式。对于目前的大、中型船舶而言，燃气轮机动力装置因其单机功率大、体积小、质量轻、启动加速快等优点获得广泛应用。船舶传动装置一般由齿轮箱、离合器、联轴器等传动部件按动力装置的不同配置组合而成，是船 ‒ 机 ‒ 桨匹配的纽带。传动装置将动力装置输出的功率传递至轴系并由螺旋桨实现推进，同时对动力涡轮输出进行减速以匹配动力装置与螺旋桨的扭矩 ‒ 转速；对于主推力轴承置于齿轮箱内的布置方式，传动装置还需承受螺旋桨的推力。

随着大型船舶排水量的增加，动力与传动装置功率不断增大，单机功率为数万千瓦，振动量级超过110 dB，由此引起的船体振动和噪声愈发明显。近年来，随着燃气轮机、柴油机、齿轮箱等动力与传动装置制造技术的进步，振动和噪声水平已有降低；但未来主流应用的高航速、大功率船舶，其动力与传动装置振动引起的辐射噪声问题依然不容忽视。

（二）动力与传动装置激励特性及振动传递路径复杂，实施控制难度较大

船舶动力与传动装置的振源及传递路径极为复杂（见图1），激励源涉及固、流、声、热、电磁等多物理场，实施振动控制难度较大。以柴油机为主动力的系统振源主要包括：

① 运动部件惯性力导致的不平衡力和力矩，其激励幅值和频率取决于转速、运动部件质量、缸数、发火顺序、冲程数、活塞行程等；

② 气缸内油气燃烧后产生气体压力与往复惯性力合成后导致的倾覆力矩，其激励幅值和频率取决于转速、缸数、冲程数、活塞行程、缸径、工作压力等。由此导致的柴油机体振动，通过基座传递至船体结构。

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       ③ 声学激励，因转静干涉等效应产生的非定常压力脉动，具有宽频随机特性，通常与气动激励耦合共同作用。这些振源引起的燃气轮机转子、支承、箱体、基座的结构振动，亦会激励船体引起船体振动声辐射。

       传动装置激励主要来源于传动齿轮的啮合激励。传动齿轮在啮合过程中存在时变刚度、啮合冲击、齿面误差等引起的动态激励，通过轴承、支承、齿轮箱体传递至船体，主要表现为与齿数、转速相关的啮合频率。

       此外，在动力与传动装置的附属部件中，管道作为传输流体介质的关键环节，其振动亦可通过支承传递至船体。管道振动一部分由设备结构振动直接引起，另一部分则由管道内的介质流动引起，也可能伴随有热场效应。

       以降低船舶艉部水下辐射噪声为目的，针对船舶动力与传动装置振动控制难题，设计阶段的结构动力学优化是基础与根本解决方法。然而，在目前以功能为主的设计规范约束下，很多部件结构优化的余地较小，难以通过结构动力学优化设计达到振动控制的目的，故振源控制、被动控制、主动控制等行之有效的方法逐渐成为研究重点。

（一）动力学优化设计

       基于结构动力学原理对船舶动力与传动装置结构设计进行优化调整，可在不附加任何子系统的前提下，利用结构参数、形状及频率优化等手段降低结构振动传递与船体水下声辐射。船舶动力与传动装置结构动力学优化设计主要有以下途径。

       主要通过修改压气机、涡轮、泵等旋转设备转子及其支承结构进而改善其动力学特性，如优化轴承位置、轴承基座结构与布置形式、转子结构、机匣壁板厚度等参数，降低转子振动向支承、船体的传递。

       主要通过三维修形技术进行齿廓修缘（齿高方向的齿顶修缘或齿根修缘）、齿向修形（鼓形修形、螺旋线修形、齿端修薄、展成对角修形），此外通过优化齿轮设计、齿轮箱体壁板厚度与肋板布置等参数，以降低啮合冲击、改善振动噪声性能，降低齿轮箱向船体的振动传递。

        主要通过优化管路长度、管道直径、弯管曲率等参数与管路支架结构及布置方式，改善管路固有振动特性、支架阻抗特性、管道内流体激励特性等，降低管路 ‒ 船体间的耦合界面力，从而降低船体水下声辐射。

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动力、核动力等形式。对于目前的大、中型船舶而言，燃气轮机动力装置因其单机功率大、体积小、质量轻、启动加速快等优点获得广泛应用。船舶传动装置一般由齿轮箱、离合器、联轴器等传动部件按动力装置的不同配置组合而成，是船 ‒ 机 ‒ 桨匹配的纽带。传动装置将动力装置输出的功率传递至轴系并由螺旋桨实现推进，同时对动力涡轮输出进行减速以匹配动力装置与螺旋桨的扭矩 ‒ 转速；对于主推力轴承置于齿轮箱内的布置方式，传动装置还需承受螺旋桨的推力。

       随着大型船舶排水量的增加，动力与传动装置功率不断增大，单机功率为数万千瓦，振动量级超过110 dB，由此引起的船体振动和噪声愈发明显。近年来，随着燃气轮机、柴油机、齿轮箱等动力与传动装置制造技术的进步，振动和噪声水平已有降低；但未来主流应用的高航速、大功率船舶，其动力与传动装置振动引起的辐射噪声问题依然不容忽视。

       船舶动力与传动装置的振源及传递路径极为复杂（见图1），激励源涉及固、流、声、热、电磁等多物理场，实施振动控制难度较大。以柴油机为主动力的系统振源主要包括：

       ① 运动部件惯性力导致的不平衡力和力矩，其激励幅值和频率取决于转速、运动部件质量、缸数、发火顺序、冲程数、活塞行程等；

       ② 气缸内油气燃烧后产生气体压力与往复惯性力合成后导致的倾覆力矩，其激励幅值和频率取决于转速、缸数、冲程数、活塞行程、缸径、工作压力等。由此导致的柴油机体振动，通过基座传递至船体结构。

       以燃气轮机为主动力的系统，因回转机械属性而具有较小的振动水平，其振源主要包括：

       ① 转子残余不平衡激励，由材料、结构、制造、装配方面的缺陷以及热变形导致，其激励频率表现为随转速变化的倍数轴频；

       ② 气动激励，由高温

高压气体与静子 / 转子叶

片强烈作用引起，与结构

振动相耦合，具有显著非

线性特征，会引起结构动

力学特性强烈变化；

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       主要通过优化叶片气动型面、展弦比、进气攻角、反动度等参数，改善叶片固有振动特性、气动弹性响应，达到降低气动激振力、削弱非定常气动激励在转子 ‒ 支承 ‒ 箱体 ‒ 船体系统中传递的目的，兼顾拓宽喘振裕度、提高疲劳寿命。

       在动力学优化设计的基础上，对振源实施控制措施亦是改善系统结构动态特性的手段。船舶动力与传动装置振源控制主要有以下途径。

       主要通过影响系数法和模态平衡法及其衍生优化方法对燃气轮机转子进行动平衡调整，以降低转子不平衡激振力。

       主要通过调整燃气轮机输出轴、联轴器、齿轮箱输入轴的对中状态，改善转子动态特性，降低由平行与偏角不对中引起的线谱激励与摩擦磨损。此外，燃气轮机在长期运行过程中由于弹性减振器、限位器变形等因素会使燃气轮机输出轴对中情况发生改变，因此需要监测装置实时观察输出轴对中状态进行辅助。

       行星齿轮传动具备传动比大、结构紧凑、传动效率高和承载能力强等优点，是船舶动力与传动装置减小体积、提高扭矩和改善振动噪声性能的主要措施之一。可通过双斜齿轮组成人字齿以提高传动平稳性，采用封闭差动结构提高传动比与扭矩，与单级或串联行星齿轮传动相比，其动力性能更具优势且占用空间更小，但其动力学特性也更为复杂。

       燃气轮机、齿轮箱、推力轴承之间均需要通过联轴器相连接以传递动力，高弹性联轴器可依靠弹性元件的弹性变形来补偿两轴线在径向、轴向以及角向的相对位移，此外，高弹性联轴器亦可缓冲减振。针对高速转子的弹性联轴器种类繁多，常用的有波纹管联轴器、梅花联轴器、齿式联轴器、链条联轴器和膜片/膜盘联轴器等，针对不同连接对象选用不同类型与结构形式的高弹联轴器对动力与传动装置振动向船体的传递路径影响均有所不同，合理配置高弹联轴器选型与结构参数自然对降低动力与传动装置振动控制大有裨益。对于齿轮箱输出与推进主轴相连接的高弹联轴器通常采用橡胶组件作为主要承载扭转的弹性元件，橡胶组件可设计成单排或多排，各橡胶组件又有多种标准刚度可供选择。

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       对于动力与传动装置内部转子 ‒ 轴承系统，采用电磁轴承替代转子 ‒ 轴承系统中的机械轴承，实现无摩擦的磁悬浮转子支承，也可从源头改善转子系统的振动噪声水平。该技术目前已在核反应堆发电机、透平压缩机组等得到实际应用，针对船用动力装置转子系统的应用研究已在进行中。

        船舶动力与传动装置激励具有宽频特性，而且实际系统振动模态丰富，试图仅依赖结构动力学优化设计和振源控制在宽频带内抑制船体艉部振动与声辐射几乎不可能，需要进一步对动力与传动装置的振动响应进行控制。目前研究主要集中在对传递路径的被动、主动控制，其中被动控制通过在转子、支承、箱体等处调节质量、阻尼、刚度等动力学参数来达到控制动力与传动装置 ‒ 船体系统振动声辐射的目的，主要有以下途径。

       采用橡胶隔振器、钢丝绳隔振器、气囊隔振器、金属橡胶隔振器等安装于动力传动装置与船体之间，以衰减装置振动向船体的传递。为进一步降低隔振频率，准零刚度隔振器通过将正刚度机构与负刚度机构组合，使系统在平衡位置附近刚度接近于零，但大多数准零刚度隔振器基于固定的承载质量设计，当承载质量发生变化时，隔振系统将无法达到最佳隔振效果。

       采用弹性支承和挤压油膜阻尼是高速转子系统中常见的有效抑制转子振动尤其是过临界振动的措施。弹性支承可使转子的临界转速和过临界时的振动降低，将能引起转子剧烈振动的“弯曲临界”模态转移到工作转速以上，燃气轮机中常见的应用有鼠笼弹性支承等。挤压油膜阻尼器的使用可使系统阻尼增大，转子过临界振动明显降低，同时减小转子振动向机壳的传递，进而达到降低船体振动声辐射的目的。针对传统挤压油膜阻尼器存在的非线性油膜力影响，动静压、带浮动环式、弹性环式、可变间隙等多种形式的挤压油膜阻尼器相继被提出，以改善其动力学特性。

       颗粒阻尼减振技术也被应用于转子叶片、管道以及动力装置基座中，通过颗粒之间不断地碰撞和摩擦来消耗结构体的振动能量。叶林昌等采用基于粒子阻尼的设计方法对齿轮箱安装基座进行减振，试验获得了10~10 000 Hz频段内7 dB的振动衰减效果。此外，亦可在动力与传动装置箱体表面局部粘接或敷‍设阻尼材料，形成复合阻尼结构，通过阻尼内部的拉压及剪切变形消耗振动能量，进而减小装置振动向船体的传递。

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        采用隔振器对燃气轮机、柴油机、齿轮箱、油泵等设备独立进行隔振处理，是阻断船舶动力与传动装置振动向船体传递的有效方式，包括单层隔振与双层隔振，后者隔振效果一般可达30 dB以上。由于动力设备输出轴和齿轮箱输入轴之间的对中精度要求较高，同时需要满足摇摆的工作环境，因此齿轮箱通常采用硬弹性隔振，其隔振频率通常在30 Hz以上。在此情况下，动力设备弹性安装并且与齿轮箱之间设置有高弹性联轴器以补偿径向与角向位移。

       为进一步提高动力与传动装置隔振效果以降低船体振动声辐射，将主动力设备与齿轮箱置于同一个公共筏架上形成集中式浮筏隔振（见图2）。主动力设备可选择弹性安装，齿轮箱硬弹性安装，筏架弹性安装于船体上，以实现动力与传动装置的双层隔振，整体系统一阶固有频率通常在5 Hz以下，利用两层弹性元件的刚度和附加质量可有效地控制并衰减高频弹性波的传播，从而取得超过40 dB的隔振效果。若动力设备刚性安装在筏架上，则与齿轮箱之间无需采用高弹性联轴器，以减少动力损失；若动力设备弹性安装在筏架上，则需采用高弹性联轴器与齿轮箱连接。此外，齿轮箱输出轴与主推进轴采用高弹性联轴器连接，主推进轴系设置有推力轴承，这样即形成推进系统振动解耦方案。值得注意的是，采用浮筏隔振后，由于整体固有频率较低，隔振器在高航速、恶劣海况等工况下需开启限位装置，此时浮筏与船体间近似刚性连接，隔振效果将大打折扣。

       被动式动力吸振设计简单，易于安

装，能够在窄带频率范围内有效降低受

控对象的振动水平，适用于数量较少的

线谱振动如旋转设备的轴频，或阻尼比

较小的固有振动，可安装于动力与传动装置的机脚位置和管道支承位置等。由于传统的动力吸振效果和振子质量成正相关，而振子质量不宜过大，此外运行过程中频率波动会影响吸振效果，因此，拓宽动力吸振频带、减小吸振子质量均成为研究的目标。通过对吸振器参数进行优化设计，给出最优调谐比和阻尼比，此外采用分布式吸振器、调谐质量吸振器等均为行之有效的方法。

       超材料 / 超结构作为一种人工设计的材料/结构，可表现出天然材料所不具备的超常物理性质，如负刚度、负折射率、负泊松比等。超材料/超结构具有高孔隙率、低相对密度和高能量吸收及耗散等特性，已引起广泛研究并逐步应用于结构减振降噪领域。超材料减振基座作为一种特殊减振结构，尤其适用于

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动力与传动设备无法引入隔振系统、不能加装隔振器的情况。不同于传统隔振系统，超材料基座减振仅通过自身结构及材料的设计就可实现承载和减振的双重效果。但针对船舶低频振动声辐射控制，由于低频弹性波与超材料孔壁碰撞的次数较少而导致振动波能量损失相对高频弹性波较少，因此寻求低频段（200 Hz以下）宽禁带局域共振型声子晶体，实现小尺度（厘米级）晶体控制大尺度（米级以上）弹性波波长是目前研究的重点和难点。

       船舶动力与传动装置引起的低频段振动声辐射控制是困难问题。传统的被动控制技术难以在低频段取得令人满意的减振效果，抑或以牺牲空间、重量、稳定性等为代价换取低频减振效果，而主动控制技术以其优越的低频减振性能与环境适应性等优点愈发引起学术与工程界的重视。随着数字信号处理能力的大幅提升，越来越多的主动控制系统正逐渐应用于船舶减振降噪领域。此外，以磁流变、电流变阻尼技术为代表的半主动隔振技术也在船舶设备隔振中得到了试验。图3给出了被动与主被动隔振传递率曲线示意图，在被动隔振下，系统会存在明显的共振放大区，同时由于弹性基础的影响在隔振区内仍有局部共振区和线谱存在；主被动隔振技术的引入可以消除共振放大区，拓宽隔振带宽，同时对低频段线谱振动也有明显的抑制效果。

荷兰国家应用科学研究院（TNO）等。国内对船舶动力与传动装置振动主动控制技术的研究起步较晚，但经过多年的不懈努力，已有部分技术取得实际应用，但核心器件仍依赖于进口。

       主动式吸振器可根据受控系统的振动状态，按一定规律自动改变吸振器结构参数，或通过作动器以一定规律驱动吸振器可动质量，从而实现宽频带吸振。主动式吸振器拓宽了吸振器的适用范围，同时提高了减振效果。

       目前常用的主动元件包括液压式、电磁式、压电式、形状记忆合金、磁致

20世纪90年代末期，美国将多通道振动主动控制技术与全艇振动噪声在线监测技术相结合，用于提升核潜艇的声隐身性能。同一时期的英国、瑞典、澳大利亚等国也相继在船舶动力与传动装置上研究并应用主动控制技术。目前，可提供成熟主动隔振产品的厂家有法国的哈金森 Hutchinson

公司、英国宇航系统公司（BAE）、

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伸缩材料等，一般而言需根据被控对象和应用环境的实际情况选择合适的作动方式。将主动吸振器安装于动力与传动装置机脚位置，可有效抑制装置振动向筏架/船体的传递。此外可根据实际需要在不同方向布置，以满足多自由度主动吸振的需求。当然也可以采用分布式主动吸振对被控对象振动末端进行控制，如直接安装于壳体上以控制壳体表面法向振动，此种方式对于小尺度被控对象如管道等效果显著，但对于大尺度被控对象，需要消耗大量的主动吸振器和传感器，且会给控制算法带来巨大的计算负担。

       荷兰TNO在2010年采用六个主动吸振器，在三个位置按两个方向布置，以控制舰用齿轮箱振动。国内的哈尔滨工程大学将惯性式电磁作动器安装在某型拖船柴油发电机组的隔振器上方，获得了0~100 Hz频段内总声压级下降7 dB的衰减效果。中国船舶集团第704研究所、第711研究所分别采用主动吸振技术以抑制大型船用动力与传动装置如汽轮发电机组、柴油机组、齿轮箱等产生的强线谱振动向船体的传递。

       为进一步集成被动与主动元件，在节省空间的同时可自主设计作动位置与方向，多种主被动一体化隔振器相继被提出用于主动隔离动力与传动装置产生的振动向船体传递（见图4）。

验证获得了10 dB以上的控制效果。一种传感 ‒ 作动一体化主被动隔振装置用于柴油发电机组减振，可同时控制0~200 Hz内多达20根特征线谱的振动，主动减振效果为10~20 dB。上海交通大学采用惯性式电磁作动器结合橡胶隔振

        日本神户大学在20世纪80年代提出将液压作动器应用于柴油机的主动隔振，通过实验取得了基频线谱振动20 dB的衰减效果。美国BBN科技公司设计了由橡胶隔振器与电磁作动器集成的主被动隔振器，建立了柴油机主被动隔振装置，在20~200 Hz频段传递到基座的线谱力衰减了15~25 dB。国内的海军工程大学在船用柴油发电机组与基础结构之间安装磁悬浮 ‒ 气囊式主被动复合隔振器，对200 Hz内11根线谱控制效果达10~30 dB。哈尔滨工程大学采用液压式作动器与橡胶隔振器并联安装于浮筏与弹性舱段基础之间，并通过试验

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器构成主被动复合隔振器，通过试验验证了主被动隔振器的振动传递控制性能，获得了5~300 Hz内负载振动总级衰减30 dB以上的主动控制效果。此外，针对动力与传动装置运转产生的振动传递路径复杂，且单一路径控制后易产生其他路径振动能量泄露，开发了多自由度主被动隔振器，实验结果表明多自由度主被动隔振器可有效抑制动力设备多线谱振动向壳体的传递，300 Hz内的壳体振动总级可衰减20 dB以上。

        近年来，通过对船舶动力与传动装置激励源和振动传递机理以及控制方法的深入研究，初步建立了部件级振动分析与试验能力，在动力与传动装置振动主被动控制技术方面也取得了一定突破，部分技术已实船应用。尽管如此，值得注意的是，传统被动方法需牺牲空间和重量，将严重影响总体性能；目前主动方法中传递路径振动控制目标与功率流或船体声辐射控制目标并不完全一致，船体低频声辐射衰减效果不理想；宽频带特征振动有源振动难以控制；此外，面向未来的智能化振动控制技术亟待开发。因此，为进一步降低船舶动力与传动装置运转引起的振动和辐射噪声，不断提高海洋运载装备的绿色化和智能化水平，振动控制关键技术仍有瓶颈亟待突破。

       船舶动力与传动装置复杂的激励特性和隔振系统复杂的振动传递路径，需要从界面功率流控制入手才能全面抑制振源振动向船体传递，通常的主通道控制理念不再适用；同时，动力与传动装置的振动控制耦合严重，控制复杂度高，对实时控制系统带来挑战；此外，主动控制元件的工作频带需要向5~10 Hz以下拓展，以适应低频振动控制需求。因此，突破面向界面功率流控制的低频主被动隔振技术，仍是动力与传动装置振动控制技术面临的挑战之一。

       随着建造工艺水平的不断提升和减振降噪技术的广泛应用，在船舶动力与传动装置引起的线谱振动被有效抑制的条件下，宽频带振动的影响便逐渐凸显；同时，随着运行工况与环境的不断变化，宽带激励引起的振动响应特征也不尽相同。因此，寻求具备自适应能力的高效宽频带振动控制系统，是亟待突破的船舶动力与传动装置振动控制技术之一。

       基于超材料/超结构的振动噪声控制技术在工程中的应用尚处于探索阶段，包括被动与主动型超材料/超结构。目前已发现谐振分流力电耦合超材料在不引入过多附加质量的前提下能够有效抑制振动噪声，然而，对于船舶动力与传动装置振动声辐射控制领域，如何拓宽低频禁带获得宽低频（200 Hz以

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下）振动噪声控制效果仍需进一步探索。

       随着装备向智能化不断发展，结合分布传感器在线监测技术实时感知船舶动力与传动装置的振动与辐射噪声状态，通过智能决策制定振动控制策略，进而实施振动控制以降低船舶动力与传动装置引起的船体振动和声辐射。振动噪声智能感知与控制技术可根据船舶运行工况与环境实时调节其振动和声辐射状态，是支撑海洋运载装备绿色化与智能化的未来技术之一。

       作为绿色智能海洋运载装备发展中的重要组成部分，船舶动力与传动装置振动控制是一门多学科交叉融合的关键技术，既具备重大应用价值又富有前沿基础理论，随着国民经济的稳步增长和创新能力的不断提升，领域发展前景广阔，同时机遇与挑战并存。着眼于动力与传动装置振动控制领域的稳步发展，持续性加强基础研究，聚焦核心关键产品研发，积极培育创新人才队伍，走出一条符合国情、实现价值的中国海洋运载装备高技术发展之路。 

（一）加强动力与传动装置振动基础理论研究，加快关键技术攻关与转化应用

       整体来看，我国在船舶动力与传动装置振动控制技术领域尚处于对传统被动控制技术加以改进和融合的发展阶段，综合能力仍然落后于传统海洋强国。提升船舶低噪声设计水平和深入理解动力与传动装置的振动噪声机理密不可分。目前，在以动力与传动装置性能为优化设计目标的框架下，仍需突破动力与传动装置关键部件和整机振动机理的认识局限，加强顶层声学设计的理论支撑。此外，在样机向实船应用转化方面，符合实际环境的试验条件尚不完善，对实船环境下动力与传动装置的振动品质控制能力需进一步加强。

       建议加强船舶动力与传动装置关键部件和整机系统振动理论研究，至少包括：多物理场耦合激励源特性、振动传递机理、振动声辐射预报、振动传递控制方法等方面；同时注重动力与传动装置振动控制技术基础理论与试验研究的结合，加快关键技术攻关与转化应用，为我国船舶低噪声推进系统设计提供坚实的支撑。

       现有的被动控制装置已经成系列化产品，品种已覆盖不同类型的环境应用需求，如橡胶隔振器、钢丝绳隔振器、空气弹簧隔振器等，但振动主动控制装置均根据特定动力与传动装置定制而成，未形成产品系列，无法满足不同环境、不同应用需求。此外，国内在船舶领域并无针对动力与传动装置振动主动控制的技术标准体系，不同生产单位对振动主动控制装置应用的技术要求也不尽相同。

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       建议鼓励振动主动控制装置系列化产品研发，以适应不同环境和应用需求；优先支持国家重点研究平台，研究和建立统一的行业技术标准，构建动力与传动装置振动主动控制装置产品的基础性、通用性数据库，提升用户使用的便捷性，为充分发挥振动主动控制技术的优势奠定基础。

       船舶动力与传动装置振动控制的科学与工程问题是典型的跨学科问题，涉及到机械、船舶、力学、声学、控制等学科，目前我国在本领域内的专业复合型人才队伍还不够强大，而且船舶动力与传动装置振动控制技术的研究、开发和生产联系不紧密，“产学研”多方联合与合作需进一步加强。

       建议国内高校与技术力量雄厚的研究开发单位合作，建立跨学科的船舶动力与传动装置振动控制技术研究平台，并在多学科交叉方向优先布局，加快船舶减振降噪领域专业复合型人才队伍培养。同时，突破船舶动力与传动装置振动控制关键技术的过程必然是困难的，国家层面应制定积极正确的政策导向，推进构建“产学研”深度融合发展体系，为未来船舶动力与传动装置振动控制技术的应用与发展提供坚强后盾。

闻雪友，燃气轮机专家，中国工程院院士。

主要从事舰船及工业燃气轮机的设计与应用研究。

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海洋工程发展趋势与技术挑战

来源：  《海岸工程》（2022年第4期）

       海洋是地球上远未充分开发的资源宝库，对人类社会的持续发展有着重要的影响和作用。我国是海洋大国，拥有绵长的海岸线、广阔的海洋国土以及上万个岛屿，蕴藏着丰富的海洋资源和广泛的海洋战略利益。

       正如2021年Sala等和Virdin等分别在《Nature》和《Science》刊文中提到的：全球海洋是生物多样性的宝库，可以为人类提供具有巨大价值的生态系统服务；随着海洋商业利用的加速，海洋经济正在快速增长，各国政府对其关注度也在增加。重视海洋资源、加强对海洋的开发利用也是解决我国资源供需矛盾、推动国民经济持续增长的重要途径，建设海洋强国是实现中华民族伟大复兴的重大战略任务。

       传统的海洋工程主要服务于海洋食物资源的获取，来自海洋的食物至今依旧是人类重要的蛋白质来源，占全球食用肉类产量的17%。长期以来，随着工程技术的发展和海洋资源需求的增长，海洋工程的内涵也更加广泛，涵盖码头、人工岛、海岸防护结构、岛礁、海洋平台、海上风电、海洋牧场、跨海大桥、海底隧道等海上设施，正逐步发展为重要的现代综合性和战略性产业，成为人类开发利用海洋空间、油气、能源、矿产以及渔业等资源的核心支撑，对经济可持续发展、海上国防安全等至关重要。与陆上结构物不同，海洋工程构筑物和装备工作环境恶劣、规模庞大、投资费用高昂，一旦发生结构失效或破坏，极易造成重大人员伤亡、巨额财产损失以及难以修复的生态环境破坏。加强海洋强国建设，提高海洋资源开发利用能力，对海洋工程提出了新的紧迫需求，海洋工程的设计分析、建造施工和安全运维均面临着新的挑战。

       本文将首先围绕现阶段海洋工程总体发展质量无法满足海洋资源开发需求的问题，阐述我国对海洋资源开发的重大工程和科技需求。其次回顾国内外海洋工程科技发展取得的显著成效，并阐述海洋工程全球发展趋势与我国发展现状。继而从海洋油气、海上风电、海上光伏、海底采矿及海洋养殖工程五大关键领域入手，深入分析我国海洋工程面临的发展机遇及技术挑战。最后，总结本文工作，并指出未来服务海洋资源开发利用的工程科技创新发展方向。

       中国是能源资源消耗大国，供给与消费之间存在较大的矛盾。2021年，中国进口原油5.13亿t，对外依存度72%（见图1），远超国际公认警戒线，天然气的对外依存度高达45%，能源安全极为严峻。同时，中国更是矿产资源贫

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乏的国家，2021年，中国进口铜2339万t，对外依存度69%（见图2），钴的对外依存度71%，镍的对外依存度98%，严重影响航空航天、电子、动力电池等产业发展，易被卡脖子。海洋中蕴藏着丰富的油气、可燃冰、风能和波浪能等能源资源，并且拥有地球上绝大部分锰、钴、铜、镍等超高品位、极具战略意义的金属矿物，其分布之广、品位之高、储量之大，远远超过陆地。除此之外，海洋中的食物资源构成全球粮食系统的重要组成部分，海产品是全球超过30亿人的重要蛋白质来源。中国海洋面积相当于陆地面积的三分之一，拥有丰富的空间、能源、矿产、食物等资源和广泛的海洋战略利益，是保障经济高质量、可持续发展的新空间。党的十九大报告提出加快建设海洋强国战略，发达的海洋经济是建设海洋强国的重要支撑，发展海洋产业则是推动我国海洋经济高质量发展的重要引擎。

       然而，中国海洋产业的开发规模、质量尚无法满足日益增长的资源需求，并且随着进军深海、大洋与两极等前沿课题的提出，势必会出现新问题和新挑战：

（1）各种海洋活动需要大量的海洋空间，存在争夺有限海洋空间资源的矛盾。随着海洋开发利用活动的不断扩大，不同海洋活动、不同利益相关方、开发利用与生态保护等之间的冲突和矛盾不断凸显，亟需综合规划与管理，以实现海洋空间的综合、有效与可持续开发利用。

（2）深海能源开发面临着更加复杂严酷的作业环境，台风、巨浪、内波等极端海况不确定性强，破坏力惊人；开发深水油气资源的装备系统更加复杂，其几何特征、物理属性和力学特性等差异显著，动力耦合分析、施工安装和运行维护等基础共性关键技术严重不足；我国目前尚不具备深海油气资源开发高端装备的自主设计研发能力。亟须针对大型海工结构系统开展深入研究，突破深远海工程设计分析和施工运维关键技术，为我国深海能源开发提供核心技术与装备支撑。

（3）海上风能、波浪能与海上光伏等开发成本高，并且随着海上可再生能源的开发正从近浅海向深远海迈进，漂浮式结构系统的作业环境更加复杂严酷，浮体运动、系泊变形、塔架弹性变形以及叶轮转动、动态海缆之间存在强烈的

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耦合作用。亟须发展多物理场、多浮体、多尺度的耦合分析与设计方法，并且在保证结构安全的前提下，降低海上可再生能源的开发成本，促进可再生能源向大型化、规模化、智慧化发展，提高新型能源核心竞争力。

（4）深海矿产开采装备作为人类有史以来规模最大的工业系统，从海面的母船、穿越深达几千米的软管到海底持续活动的采矿机器人，是一个从海面到海底的庞大复杂的多物体、多物理场、多尺度结构的耦合作用系统，亟需开展深入系统的研究工作，阐明其中的多场多体多尺度耦合作用机制，为深海高端采矿装备的研发提供科学指导与关键核心技术。

（5）受过度捕捞、环境污染、渔业资源衰退等的影响，世界渔业正由以海洋捕捞为主体的发展模式向现代养殖业转变。但是，目前养殖装备的抗风浪性能与结构安全理论研究仍存在不足，自动投饵、排污、起捕等技术不够完善，锚泊与定位控制技术、电力推进与驱动控制技术等亟待突破。此外，深远海养殖装备离岸较远，能源供给难度较大，深远海养殖平台的新能源供给支撑体系尚未完全建立。深远海养殖平台对生态环境的潜在影响以及对海洋和自然资源的竞争性利用也有待深入研究。

       海洋工程是集浮体结构、安装建造、信息及新材料等于一体的多领域、多学科、复杂的系统工程，具有高风险、高技术、高投入的特点。国外海洋工程的起步较早，其发展可以追溯到19世纪90年代。世界上第一口海上钻井于1897年在美国加州Summerland滩的潮汐地带诞生。为统筹利用优质海洋资源，助推海洋工程产业发展，20世纪50年代起，美、英、日、韩等国根据本国产业基础和科技水平，制定了适合本国发展的海洋工程产业支持政策（见表1）。世界各海洋强国不断加大海洋探测和开发领域的研发投入，相应的海洋工程装备技术取得了突飞猛进的提升。20世纪90年代后，在高新技术牵引作

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用影响下，国外海洋工程产业已逐渐进入成熟期，产业链条完整、技术规范相对完善，多种装备基本实现规模应用，呈现出优势特色各异的特点（见表2）

       总体而言，以美国和欧洲为代表的先进海洋工程发展水平在产业规模、产业综合竞争力、国际市场占有率、政策支撑等方面具有明显优势，主要体现在：⑴规范体系具有话语权，从根本上引领了全球海洋工程装备设计、建造的技术标准核心；⑵设计分析理论体系相对完善，针对海洋工程基础共性问题发展了科学可靠的工程分析理论和运维保障技术；⑶具备自主知识产权的设计分析工具和分析理论，几乎垄断了高端海洋工程产品研发核心技术和主流的海洋工程分析软件。

       与国外高精尖海洋工程装备和成熟的技术体系相比，我国海洋工程从浅水开始起步，正逐步寻求深水海域的布局与突破。为实现海洋工程装备与技术的快速发展，“十一五”以来，我国出台了一系列与海洋资源开发及其配套装备产业发展相关的国家战略和政策，以国务院发布的《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》（国发〔2013〕8号）为核心，指出要大力发展海洋探测、资源开发利用、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备，为国家海洋安全、资源/能源开发、环境监测和灾害预警预报等提供支撑。在第十二届全国人大第四次会议审议通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中明确提出“拓展蓝色经济空间，发展海洋经济，科学开发海洋资源”的总体规划，国家发展改革委和原国家海洋局发布的《全国海洋经济发展“十三五”规划》（发改地区〔2017〕861号）将“推进海洋产业优化升级”确立为海洋经济发展的重点任务，国务院发布的《中国制造2025》（国发〔2015〕28号）更是将海洋工程装备制造业确定为十大重点领域之一，成为我国战略性新兴产业重要组成部分和高端装备制造业重点发展方向。

       在国家政策指引下，我国加大了海洋开发装备的投入，紧紧围绕制约行业发展的关键技术瓶颈开展攻关，“海洋石油981”“海洋石油982”“蓝鲸1号”半潜式钻井平台、“海斗一号”“奋斗者号”深潜器、“东方红3号”科学考察船、“鲲龙500”海底集矿车、“天鲲号”自航绞吸船、“铁建风电01”重型风电安装船等“大国利器”成功研制，实现了我国深海、远海作业从零起步到跟跑、并跑，甚至在某些方

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面领跑的跨越式发展，诸多主力装备实现批量化建造，逐渐在全球海洋探测与开发方面具有竞争力和话语权。

       当前，我国海洋工程装备与技术的发展呈现着良好的势头，深海开发能力初步形成，已经具备全链条海上作业能力，一定程度上缩小了我国与发达海洋国家在装备技术上的差距。尽管如此，在推动海洋工程向高端、高质量发展的进程中，我国目前还处于“萌芽”状态、基本停留在“空白”阶段，与国际先进水平相比尚存在较大差距，主要体现在：

（1）海洋工程产业的引领作用薄弱。我国历年海洋生产总值占全国GDP比重不足10%（见图3），以海洋化工业、海洋新能源、海洋船舶工业、海洋工程建筑等为代表的海洋工程产业体量依然很小（见图4），产业结构和区域布局均处于优化调整和转型升级阶段。

（2）海洋工程科技自主创新和转化能力不足。我国海洋工程科技创新链、技术链、产业链不完整，对海洋工程中的核心耦合机制、力学行为的理论描述、数值预报、设计准则的探索和分析依然有限，关键技术难题的把握和认识严重不足，制约着新型高端海洋工程装备研发与应用。根据2020年发布的全球海洋科技创新指数报告（2020）显示，我国海洋科技创新指数位于全球第二梯队，与世界领先水平仍有较大差距。同时，我国海洋工程科技创新缺乏有效的成果转化机制，成果应用机构与研究机构结合不紧密，人才比例、创新体系均有待进一步完善。

（3）海洋调控管理体制机制不完善。在海洋管理方面，仍存在“政出多门、多头指挥”的现象，海洋、渔业、环保海事等多个部门对海洋产业内事务重复交叉管理。加之政策措施协调不足，现有的产业扶持政策实施中缺乏部门协调，使得政策效应难以充分发挥，海洋工程相关企业缺乏基本的制度保障，在培育和管理模式方面都落后于国外。

       基于国内海洋工程发展现状，我国应在把握发展机遇的同时，正视海洋工程发展与国际先进水平的差距，进行系统的梳理和总结，确定重点发展方向，做好战略布局，才能取得更加长远的发展和进步，成为实现海洋可持续发展和推动我国海洋经济高质量发展的重要引擎。(作者：李华军、刘福顺、杜君峰、常安腾、李良、徐琨、陈旭光、侯会敏、宋虹\中国海洋大学工程学院)

编辑部/ The Editorial

顾  问：林守强    丁东华

主 编：罗丹青

    编 委： 孙道青    王杰文    高   磊    石锦坤    李   治 

                 邱壕威    叶柏寒    刘良海   盛利剑    田    炜

                 王    儒    张   伟    张   捷    周    健   肖源彬 

                 张    牧    孙    锟    

                （排名不分先后）

  特别鸣谢：   运维技术中心

                       工程项目中心

                       管缆作业部

                       油田弃置部

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                       水下作业及测试部

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                       深水技术中心各部室

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