【动态】“390”船用中速机重装归来

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在群雄逐鹿的船用中速机市场,我国建造的远洋船舶上配套的中速机中,国内供应商的产品仅占三成左右,并且基本为引进生产许可证本土制造的产品。此次390型机的“归来”,是否能搅动船用中速柴油机市场的一池春水?


李俨儿

中国船舶报




阔别12年,我国自主研发的390毫米缸径船用大功率中速机回归众人视野。在2015年12月举办的第18届中国国际海事会展上,由中船动力研究院有限公司研发的12MV390柴油机正式亮相,填补了国内自主品牌在1万千瓦中速柴油机方面的空白。12MV390系列船用中速柴油机是对上世纪70年代的E390机型的继承,而后者已于2003年停产。


重出江湖的背后


390型机的诞生、发展、停产、再回归,可谓我国船用柴油机半个多世纪发展历程的缩影。


上世纪 50 年代,我国开始了中速柴油机的研制工作。1966年6月,当时的沪东造船厂、七一一研究所、陕西柴油机厂和上海交通大学等单位组成了390联合设计与试制小组,产学研结合,自主攻关,开始研制二冲程中速18E390V柴油机。该机整机功率达 8826千瓦,缸径为390毫米,主行程为470毫米。1968年,单缸和试验机的制造装配及试制工作完成,1974年首批18E390V样机试制成功,经台架试验后装舰试用。此后,应市场实际需求,经过变型设计和结构改进,12E390V、6E390L、12E390VA、18E390VA、12E390VA等改进型系列机型先后被开发出来。2003年,由于技术发展问题以及受专利机的冲击,最后一台18E390VA交付客户后,自主品牌中速柴油机的生产没有继续进行。

如今MV390机型重出江湖,面临的竞争形势与十几年前相比,并没有丝毫好转。


一方面,中速机诸强瓜分天下。有数据显示,目前瓦锡兰、曼恩、卡特彼勒这三大品牌机的全球市场占有率分别是42%、25%、15%,MTU、韩国现代重工、日本洋马和大发等公司也表现抢眼,各公司的中速机产品都形成了完整的系列,而且逐步向大型化发展。另一方面,正如中船动力研究院高级工程师刘利军所言,“长期依赖外来技术,使得我国船用大功率中速机的自主研发设计能力急剧萎缩,技术储备与人才建设都出现了断档”。目前我国大功率中速机生产企业主要有中船动力有限公司、陕西柴油机重工有限公司、沪东重机有限公司等,而在我国建造的远洋船舶上配套的大功率中速柴油机中,70%为直接购买的国外进口产品,其余30%基本上是引进生产许可证本土制造的产品。特别是在1万千瓦级大功率中速机领域,国内市场基本上被曼恩、瓦锡兰、马克等公司的品牌产品占据。


12MV390柴油机的研制,特别贴合当前全球大功率中速柴油机的高性能指标、高可靠性、低油耗、低排放等技术发展趋势,主要技术指标优于目前市场上相近缸径的对标机型。据介绍,首台12MV390机的缸径为390毫米,冲程达550毫米,单缸功率达850千瓦,额定转速为600 转/分钟,燃油消耗率为175克/千瓦时,排放满足国际海事组织(IMO)Tier Ⅱ排放标准要求,配备SCR后处理装置后,排放可满足IMO Tier Ⅲ排放标准要求,填补了我国大功率中速柴油机领域的空白。


群雄逐鹿的市场




用“诸强皆强”来形容当前的中速机市场并不夸张。由于船用中速机所需研发和生产费用相对较低,应用范围比低速机广,需求量大,所以小品牌区域性的中速机具有强大的生存能力。不过,390型机想要荣耀回归,并非易事。


各厂商在各自传统领域稳定发挥的同时,仍在推陈出新,扩大产品覆盖面。市场份额最大的瓦锡兰中速机主要用作主推设备;曼恩公司和韩国现代重工的船用中速机产品则主攻三大主力船型的发电辅机领域,总的功率覆盖范围为450~2970千瓦;卡特彼勒则发挥集成度高的优势,主要为海工项目提供打包服务。刘利军介绍说,由于国内外中速机生产厂家众多,所以市场竞争十分激烈。国内船用中速机生产企业受到来自国外品牌及合资公司等各方的压力,纷纷加大研发投入力度,提高产能,以满足船舶市场不断增长的需求。


细分到大功率中速柴油机领域,其相对于低速柴油机而言,具有比功率(功率/重量)大、振动小、配置灵活和用途广泛的特点,因而在液化天然气(LNG)船、大型海军舰船、江河近海运输船舶、挖泥船类大型工程船、大型电站(核电站应急柴油机组)、邮轮和渡船等船舶推进系统方面得到广泛的应用。瓦锡兰、法国热机协会的产品最具代表性。目前国内5000千瓦以上中速柴油机年需求量约在250台,功率在200万千瓦左右,能够生产单机功率大于5000千瓦中速柴油机的企业包括沪东重机、陕柴重工、中船动力、南车资阳机车有限公司和潍柴重机股份有限公司,但除了沪东重机拥有自主品牌大功率中速机,其余均为引进专利生产。


“虽然目前的设计手段大大缩短了主机的研发时间,但MV390在优化、定型成熟之前,仍需开展大量的性能和耐久试验,以便对该款机型的可靠性进行充分验证。”刘利军表示。经过此轮整机研发,中船动力研究院积累了高效清洁燃烧技术、模块化设计技术、低振动噪声设计、低摩擦磨损设计等关键技术方面的经验。中船动力研究院在成功开发12缸整机的同时,开发设计出一台主要用于性能试验研究的单缸试验机。该单缸试验机采取变缸径设计,可变缸径范围为290~450毫米,主要用于喷油器匹配试验,燃烧室优化试验,喷油策略优化试验,进排气正时优化试验,动力组件可靠性试验,以及活塞、缸套、缸盖和气阀等零部件的温度测试。


在日前举行的12MV390机型发布会上,中船动力研究院分别与沪东重机、陕柴重工签订专利许可证协议,并与PT BimaGoldenPowerindo公司签订销售合同。目前,MV390系列机型的研发团队正进行系列化设计开发,争取用2~3年时间推出同缸径的双燃料发动机。


实际上,MV390要想真正适应当前国际中速机市场竞争的“水温”,除了要完善柴油机自身的技术性能,还需要去除困扰国产柴油机的“通病”。“提升柴油机的竞争力,还须提升综合配套能力。”刘利军解释道,中国企业应借鉴瓦锡兰、卡特彼勒等国外企业提供整体解决方案的思路,开拓国内柴油机关重件配套市场,向客户提供完整的动力系统解决方案,提升包括齿轮箱、变频器、电气设备等在内的整体配套方案,以便真正加入当前激烈的竞争行列中。


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