張惠良

當今世界商船隊中,集裝箱船隊運力規(guī)模最大,對世界貿(mào)易影響范圍最廣,因此集裝箱船船型發(fā)展及主機開發(fā)一直受到業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注。

1集裝箱船船型發(fā)展

1.1發(fā)展簡史

真正意義上的集裝箱海運始自1956年4月26日,當時使用的是“集裝箱運輸之父”馬爾科姆I6麥克萊恩改裝的美國二戰(zhàn)時期的油船“Gateway City”號。1960年,麥特森航運公司建造第1艘全集裝箱船“Hawaiian Citizen”號。此后不久,海陸輪船公司可裝載610個20英尺集裝箱的貨船“Supanya”號投入使用,從事美國沿海運輸。業(yè)內(nèi)人士認為,這是第1艘改裝成功的集裝箱船。1966年4月23日,該公司的“Fairland”號裝載236個集裝箱從美國伊利莎白港駛往荷蘭鹿特丹港,這是集裝箱船的第1次國際航行。集裝箱海運獲得長足發(fā)展是在1968年以后。1968年,全球共建造集裝箱船18艘,其中10艘達到的裝載量,在當時屬大型貨船。1969年共建造25艘,其中最大的1艘裝載量近。1972年,德國Howaldtwerke造船廠建造第1艘裝載量超過的集裝箱船。1980年國際航線出現(xiàn)的集裝箱船。1984年建造的集裝箱船運力為~,船體最大寬度達到,最大長度為,最大吃水為,是當時可通過巴拿馬運河的最大貨船。由于巴拿馬型集裝箱船無法滿足世界貿(mào)易增長需求,1988年,超巴拿馬型集裝箱船問世,寬度為39.8~。1996年,集裝箱船問世。20世紀70年代到80年代,集裝箱運輸呈指數(shù)級增長,全球年均建造60~70艘集裝箱船,1994年以后年均建造143艘。2007年全球在役集裝箱船約艘,其中1980年以后建造的約占94%。集裝箱船的使用壽命大約是。

1.2巴拿馬運河擴建前后的集裝箱船船型

世界航運權(quán)威雜志BIMCO Bulletin上載文指出,2014年巴拿馬運河擴建竣工后,集裝箱船船型將有新發(fā)展(見表1)。

目前全球集裝箱船總運力為,按表1所示的船型分類,小型船占26%,支線船占40%,巴拿馬型船占22%,超巴拿馬型船和巨型集裝箱船合計占12%。截至2008年5月31日,全球集裝箱船訂單量為艘,總運力為653萬TEU,單船平均運力為。按運力計,小型船占3%,支線船占12%,巴拿馬型船占24%,超巴拿馬型船占30%,新巴拿馬型船和巨型集裝箱船合計占31%,但數(shù)量只占11%。

2集裝箱船主機選型

2.1集裝箱船主機

一般情況下,集裝箱船與同載重量的油船和干散貨船相比航行速度較高,推進系統(tǒng)的功率也較大。船舶航行速度越高,需要的推動力越大,耗油率也迅速上升。大型集裝箱船船速為時,船速增長與發(fā)動機推力增長的關(guān)系大約為1∶4。通常船型越小,船速越低。小型船舶船速變化對耗油率的影響沒有大型船舶明顯。以目前單船運力最大的()超大型集裝箱船為例,航速為時,滿足其推力需要的發(fā)動機功率至少要達到。這是以效率較高的單螺旋槳推力核算的數(shù)據(jù),雙螺旋槳船舶則需要更大的推進功率。德國梅克倫堡船廠生產(chǎn)的重達,直徑為的6葉單螺旋槳推進器使超大型集裝箱船不必采用造價昂貴、操作復(fù)雜的雙螺旋槳推進系統(tǒng),從而使超大型集裝箱船的單船運力不斷打破紀錄。目前韓國STX造船廠計劃建造單船運力為的新巴拿馬型集裝箱船。

2.2集裝箱船主機選型考慮因素

大型船舶的主機多為“量身定制”,即根據(jù)船舶設(shè)計參數(shù)確定主機參數(shù),其中最主要的參數(shù)是功率。由于船舶在不同狀態(tài)下對主機功率的需求變化很大,因此,在設(shè)計船舶時,需要由船舶所有人和船舶建造商議定最大持續(xù)運行功率(SMCR)。在正常情況下,航行時的最大運行功率是最大持續(xù)運行功率的90%。

確定集裝箱船主機的最大持續(xù)運行功率時主要考慮載重量、平均船速和船舶尺寸等因素,有時還要考慮航線因素。

20世紀90年代以來,燃油價格成為船舶經(jīng)營成本中最不確定的因素之一。船舶所有人和經(jīng)營人希望船舶主機能在多種航速下保持最佳工況,從而實現(xiàn)經(jīng)營成本最小化。這對船舶發(fā)動機的設(shè)計者和制造商提出更高要求。

研究人員根據(jù)對2003—2008年已經(jīng)竣工和計劃建造的載箱量在400~的集裝箱船的統(tǒng)計,總結(jié)出集裝箱船載箱量與船舶參數(shù)、主機最大持續(xù)運行功率和主機選型的關(guān)系,形成集裝箱船主機選型參考標準(見表2)。

3發(fā)展趨勢

3.1超大型船舶配備單主機、單推進系統(tǒng)

雙主機和雙軸推進器螺旋槳的安全優(yōu)勢明顯,但成本太高,尤其是在石油價格高企的情況下。因此,船舶所有人為新巴拿馬型或巨型集裝箱船配備單主機和單螺旋槳推進器。同時,研究人員也在努力開發(fā)適用于新巴拿馬型和巨型集裝箱船的6葉螺旋槳推進器,其中K98系列中的14K98ME7型推進器螺旋槳直徑達到,自重,轉(zhuǎn)速時的功率達到。針對超大型集裝箱船的14K98ME9 型推進器也在研制中。

3.2智能化控制系統(tǒng)

載箱量為的集裝箱船的總長和寬度分別在和左右,其主機高度相當于普通6層建筑物,而船員僅13人,因此其操作和控制高度智能化,大量采用先進的信息技術(shù)。船上復(fù)雜的計算機系統(tǒng)不僅用于駕駛和輪機管理,而且也用于裝卸控制,例如,船員只要通過觸摸按鈕增減壓艙水,就可在實現(xiàn)精確裝卸的同時保持船體平衡。

(編輯:徐銀富收稿日期:2009-03-03)