Tàu hàng rời 65.000 DWT được đặt tên Trường Minh Dream 01 – ước nguyện vươn tầm thế giới và làm chủ xu thế tàu hàng rời hiện đại, tàu có số hiệu IMO 9978274, chiều dài tổng thể 199,99m, chiều rộng 32,26m, chiều rộng 32,26m tổng dung tích 35.823GT. Tàu có kết cấu thép đáy đôi, mạn đơn được trang bị một máy chính MAN B&W với tổng công suất 7700 kW (SMCR) ở vòng quay 85 vòng/phút, tốc độ lớn nhất đến 14 hải lý/h, tốc độ ở chế độ chỉ số hiệu quả năng lượng 75% công suất máy lớn nhất (NCR) đạt 13,5 hải lý/h. Tàu có tầm hoạt động lên đến 22.000 hải lý. Tàu được thử nghiệm mô hình tại bể HSVA^[1] bởi các kỹ sư và chuyên gia nhiều kinh nghiệm, chất lượng thử nghiệm mô hình đạt tiêu chuẩn thế giới của Tổ chức bể thử mô hình thế giới ITTC^[2] và đạt tính năng kỹ thuật tối ưu về sức cản tàu và tính năng đi biển. Toàn bộ các công đoạn chế tạo, đóng mới đều do đội ngũ kỹ sư và công nhân lành nghề của Công ty Đóng tàu Nam Triệu thực hiện cùng các nhà thầu trong và ngoài nước thực hiện lắp đặt và vận hành thiêt bị. Tàu hàng rời 65.000 tấn là chiếc tàu đầu tiên đón đầu xu hướng series tàu hàng hiện đại phù hợp với xu thế tàu hiệu quả năng lượng, môi trường và tiết kiệm nhiên liệu. Tàu được thiết kế, lắp đặt các trang thiết bị hiện đại, thỏa mãn các Công ước Quốc tế MARPOL^[3] mới nhất, đặc biệt là yêu cầu cho xu thế cắt giảm khí thải CO₂ (Decarbonization)^[4] bảo vệ môi trường của Tổ chức Hàng hải Thế giới IMO^[5] và được cơ quan Đăng kiểm NK - Nhật Bản phân cấp phù hợp hoạt động trên tất cả các vùng biển Quốc tếc cũng như thỏa mãn yêu cầu của tất cả các cảng biển trên thế giới.

Tàu hàng rời trọng tải 65.000 DWT được phân cấp theo tiêu chuẩn tương đương các dòng tàu hàng hiện đại hiện nay với ký hiệu phân cấp: NS* HCSR, BC-A, BC-XII, GRAB 25, PSPC-WBT, NC, ESP, IWS, HCM-GBS, MNS* MO, STRENGTHENED FOR HEAVY CARGO LOADING No2 C.H AND No4 C.H MAY BE EMPTY ^[6]

Ngoài các yêu cầu phân cấp đáp ứng nêu trên, tàu hàng rời 65.000 DWT được thiêt kế và đóng mới hướng tới xu thế các tàu hàng rời hiện đại hiện nay cũng như trong tương lai bởi áp dụng các yêu tố và giải pháp kỹ thuật sau:

Hiệu quả năng lượng, môi trường và tiêt kiệm nhiên liệu

Với mục tiêu cắt giảm khí thải nhà kính (GHS)^[7] nhằm bảo vệ lại sự biến đổi khí hậu toàn cầu, Tổ chức hàng hải IMO đã đưa ra quy định bắt buộc cho tàu trong ngành vận tải biển nhằm giảm thiểu khí thải môi trường, cụ thể quy định cắt giảm khí thải CO₂ đến 40% vào năm 2030 và mục tiêu 70% năm 2050 so với quy định từ 2008. Hơn nữa Ủy ban Châu âu (EU) đã quy định đối với tất cả các tàu trong mọi Quốc gia khi cập cảng Châu âu bắt buộc đáp ứng cắt giảm khí thải CO₂ ít nhất 50% vào năm 2030 so với quy định năm 1990 và hướng tới Net zezo vào năm 2050.

Đối với các yêu cầu khắt khe về điều kiện môi trường và hiệu quả năng lượng của tàu, đối với các tàu hàng rời hiện đại nói chung và tàu hàng rời 65.000 DWT đã được thiêt kế và đóng mới đều được nghiên cứu thử nghiệm và thiêt kế với các đặc tính kỹ thuật tối ưu như: Tối ưu hóa tuyến hình thân tàu, tối ưu hình dáng thượng tầng bằng mô hình thủy động lực học, tối ưu hóa hệ thống thiêt bị đẩy tàu (chân vit, bánh lái), tối ưu về chủng loại sơn giảm thiểu ma sát vỏ tàu, sử dụng nhiên liệu giảm nồng độ lưu huỳnh và nhiêu liệu sinh học.

+) Tối ưu hóa tuyến hình thân tàu bằng thử nghiệm mô hình tại bể thử theo quy định của Tổ chức ITTC, kết hợp tính toán thủy động lực học thân tàu để tối ưu hóa sức cản nhằm tăng tốc độ tàu và giảm thiểu công suất máy chính từ đó giảm thiểu khí thải môi trường.

H1-1: Mô hình thử nghiệm tàu

H1-2: Mô hình thử tàu tại bể thử ở các tốc độ khác nhau

H1-3: Kết quả mô phỏng tính toán thủy động lực học dòng chảy thân tàu

+) Sử dụng chân vịt đường kính tối đa (6,8m) kết hợp độ nghiêng cánh lớn dựa trên tính toán và thử nghiệm mô hình tại bể thử mục đích tăng hiệu quả lực đẩy chân vịt và tăng tốc độ tàu, giảm thiểu xâm thực chân vịt khi hoạt động. công suất máy thấp ở vòng quay thấp để giảm tiêu hao nhiên liệu từ đó giảm thiểu khí thải CO₂.
 

H1-4: Thiết kế hệ chân vịt đường kính tối ưu

+) Sử dụng thiêt bị tối ưu hóa dòng chảy (cánh dẫn hướng) vào chân vịt dựa trên số liệu thử nghiệm mô hình và tính toán đặc tính dòng chảy, thiết bị được gắn trước chân vịt tại thân tàu để tăng hiệu suất đẩy chân vịt lên tới 5% từ đó tăng hiệu quả lực đẩy chân vịt và tăng tốc độ tàu, giảm tiêu hao nhiên liệu từ đó giảm thiểu khí thải CO₂. Hệ bánh lái sử dụng kết cấu có cánh dẫn dòng nhằm mục đích tăng hiệu quả dòng chảy sau chân vịt và tăng hiệu suất quay trở của tàu. Tàu có suất tiêu hao nhiên liệu ở tốc độ hoạt động với công suất máy 75% công suất lớn nhất đạt 22 tấn/ngày.

H1-5: Thiêt kế cánh dẫn hướng chân vịt và bánh lái

+) Kết cấu thượng tầng kiểu dáng khí động học được tính toán và thử nghiệm mô hình thực tế từ đó giảm sức cản gió của tàu đến 25% so với kết cấu thượng tầng thông thường, tối ưu hóa công năng sử dụng không gian và giảm trọng lượng thép của tàu.

H1-6: Thiêt kế thượng tầng theo hình dáng thủy động lực học

+) Hệ thống khí xả của tàu được trang bị thiết bị HP-SCR^[8] nhằm giảm thiểu nồng độ khí thải NOx, hệ thống sử dụng nguyên lý trộn hỗn hợp chất Ure 40% và nước vào đường ống khí xả để triệt tiêu khí thải NOx thành khí Nito và nước nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do khí xả NOx gây ra. Tàu được cấp chứng nhận đạt chứng chỉ NOx Tier III^[9] theo Tiêu chuẩn Quốc tế,  ngoài ra tàu sử dụng nhiên liệu có nồng độ lưu huỳnh thấp (0,1%) để giảm thiểu khí thải SOx ra môi trường.

H1-7: Thiêt kế hệ thống Hp- SCR cho hệ khí xả máy chính

+) Tàu được thiết kế và tính toán tối ưu các yêu tố kỹ thuật liên quan gồm trọng tải tàu, tốc độ tàu cùng hệ công suất máy chính, máy phát đảm bảo yêu cầu thỏa mãn chỉ số  hiệu quả năng lượng EEDI phase 2^[10] và chỉ số cường độ cac bon CII^[11] theo tiêu chuẩn Công ước Quốc tế MARPOL của IMO đảm bảo tính hiệu quả năng lượng và môi trường của tàu. Đây là tàu đầu tiên của Viêt Nam thiết kế đóng mới mang trong nước đạt tiêu chuẩn chỉ số hiệu quả năng lượng EEDI phase 2.

H1-8: kết quả tính toán chỉ sô hiệu quả năng lượng và cường độ khí thải CO2

Tối ưu hóa kết cấu thân tàu và trọng lượng hàng chuyên chở:

+) Để đảm bảo tối ưu hóa kết cấu thân tàu và tăng tuổi thọ của tàu theo yêu cầu của Tổ chức IMO đối với tàu hàng rời ít nhất 25 năm, tàu được thiết kế tính toán theo quy định mới nhất của Bộ luật Quy phạm chung HCSR^[12] của Tổ chức Đăng kiểm Quốc tế IACS, Toàn bộ kết cấu thân tàu được ứng dụng phần mềm chuyên dụng tính toán phần tử hữu hạn để xác định tối ưu hóa kết cấu và đảm bảo độ bền chung, độ bền cụ bộ cũng như độ mỏi của tàu theo quy định của Bộ luật áp dụng cho tàu hàng rời, bên cạnh đó kết cấu tàu được lựa chọn đến 90% loại thép có cường độ cao để đảm bảo khối lượng tàu tối ưu nhằm tăng trọng tải của tàu tối đa chuyên chở.

     H2-1: Kết quả tính tối ưu hóa kết cấu bằng phần tử hữu hạn                                                               

H2-2: Kết cấu miệng khoang hàng và kiểu nắp hầm hàng

+) Tàu được trang bị đầy đủ các trang thiết bị đáp ứng về phòng chống ô nhiễm môi trường từ tàu và thỏa mãn các yêu cầu của Công ước Quốc tế, cụ thể tàu trang bị:

• Hệ thống thiết bị chống ăn mòn chủ động ICCP^[13]
• Hệ thống thiết bị xử lý sinh vật biển từ nước dằn 1000m3/h thỏa mãn yêu Công ước Quốc tế
• Hệ thống thiêt bị xử lý nước thải
• Hệ thống chống ăn mòn ô nhiễm sinh vật MGPS^[14]
• Hệ thống lò đốt rác
• Thiêt bị phân ly dầu nước 15ppm

Tàu hàng rời trọng tải 65.000 DWT sau khi hoàn thiện đi vào hoạt động sẽ được mong đợi mang lại hiệu quả vận tải khả quan cho đơn vị chủ quản tàu, đóng góp vào sản lượng chung của ngành vận tải biển trong nước nói chung và của đơn vị chủ quản nói riêng, đồng thời cũng tạo điểm nhấn trong ngành thiêt kế và công nghiêp đóng tàu của Viêt Nam.

Chúng tôi xin lấy lời kết cho Dự án tàu này bằng bài phát biểu của Ông Nguyễn Văn Chí – Giám đốc Công ty CP công nghiệp tàu thủy Đông Bắc: “Đây là con tàu chở hàng lớn nhất được đóng tại Việt Nam đến thời điểm hiện nay; là dòng tàu có thiết kế hiện đại và tính ưu việt bậc nhất về sức cản, về hiệu suất tiêu thụ nhiên liệu và chất lượng khí thải, giảm trọng lượng tàu không về mức tối ưu, thỏa mãn các điều kiện khắt khe của các chính quyền cảng tại Mỹ, châu Âu và Úc”.

Phạm Bình Minh

Ghi chú:

[1] HAMBURGISCHE SCHIFFBAU -  VERSUCHSANSTALT GMBH – HAMBURG SHIP MODEL BASIN

[2] INTERNATIONA TOWING TANK CONFERENCE

[3] CÔNG ƯỚC QUỐC TẾ VỀ PHÒNG CHÔNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TỪ TÀU

[4] KHỬ KHÍ THẢI CACBON 

[5] TỔ CHỨC HÀNG HẢI THÊ GIỚI

[6] KÝ HIỆU PHÂN CẤP TÀU.

[7] GREENHOUSE GAS EMISSION

[8] HIGH PRESSURE SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION

[9] NOx RELATIVE REDUCTION UP 80% - IMO MARPOL ANNEX VI REGULATION 13 NOX LIMITS

[10] ENERGY EFFICIENCY DESIGN INDEX    

[11] CARBON INTENSITY INDICATOR

[12] HARMONIZED COMMON STRUCTURE RULES

[13] IMPRESSED CURRENT CATHODIC PROTECTION

[14] MARINE GROWTH PREVENTION SYSTEM