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中韓航線“新香雪蘭”客滾船設計特點

2021-02-23 07:31
中國船檢 2021年1期
關鍵詞:航速營運航行

中韓航線是國內客滾船航線密度最大的區域之一,客滾船屬于高度定制化船型,總體布置及主要指標都與營運需求和碼頭設施相關。通過整合營運需求收集和航線調研,設計建造了一型在燃油經濟性、減振降噪、智能化、綠色環保有鮮明特色的客滾船。

航線營運需求

中國是韓國第一大貿易伙伴國、進口來源國和出口對象國,韓國是我國第三大貿易伙伴國、第一大進口來源國和第三大出口對象國。2019年中韓貿易總額達到2434億美元??蜐L船在中韓客貨運輸貿易中擔負了重要角色,與國內客滾船航線相比,中韓航線有其顯著特點:

1、航線密集,船齡較大,2014年韓國“歲月號”客滾船事故后,通過專項整治,部分老舊船舶被強制報廢,目前正在更新換代,如“新石島明珠”、“新金橋VII”、“和諧云港”、“新永安”等,其中多數為國內建造,少部分為韓國建造。

2、船舶多為夜航,航速較國內客滾船高,航行安全風險相對較高,海事監管機構對航行安全要求高。

3、客運受中韓政治關系影響大。

4、貨物運輸收入占比遠超客運收入,近年來與支線集裝箱船存在直接競爭關系;客滾船夕發朝至的班期對貨主有較高的吸引力,同時由于客滾船建造成本更高,燃油消耗大,經營成本遠超集裝箱船。

本項目營運方為煙臺中韓輪渡有限公司,原營運客貨船“香雪蘭”輪1996年建造于德國的Nordic船廠,滿載裝箱293TEU,載客392人,總噸16071,營運于煙臺-仁川航線。

煙臺-仁川航線總航程約273海里,屬中韓客滾航線中的中等航距航線。原“香雪蘭”輪設計航速20kn,不能承擔“夕發朝至”的快速運輸,去程總時長約17小時。因此攬貨受限,無法承接對時效性要求高的高附加值貨物。新項目要求設計航速不小于23kn,去程服務航速21kn,13小時到達仁川。

為達到相同“夕發朝至”航行時間,本航線航速較短距離航線快4~5kn,如果使用相同的船型,提高航速帶來的巨大的油耗增加,將使得燃油成本遠超營收增加量,無法帶來經濟效益。因此需要針對營運需求開發全新的船型。

根據長期營運剖面分析,新造項目載客數為700人,載箱量不小于300 TEU,總長不大于190m,載重量不小于6000t,航速不小于23kn,服務航速日油耗不大于65t。

客滾船屬“量身定制”船型,除主尺度、載重量以及航速等主要技術指標外,通道設備、吃水、型深等與碼頭標高、水深、潮差等因素相關。航線上旅客組成及需求又對船舶住艙和功能區布置有較大影響。因此只有經過充分的調研,才能設計建造符合航線要求的船舶。

本項目由營運方牽頭,進行了多次實船和碼頭調研,調研船型包括日本、韓國及國內建造的5型船舶,調研碼頭包括仁川新建國際客運碼頭和煙臺國際碼頭。

通過調研,對船舶跳板長度、乘客登程口高度、救生艇位置、護舷材高度、加油船系泊、帶工區布置、榻榻米房間布置、公共區面積分布、振動噪聲控制等有了明確的設計輸入。

“新香雪蘭”的技術特點

本船船東為中遠海運(青島)有限公司,入級中國船級社,由中國船舶工業集團公司第七○八研究所(MARIC)設計,天津新港船舶重工建造。本船掛五星旗,總長189.5米,型寬26.5米,設計吃水6.5米,最大航速23.5節,車道長度共2100米,可裝載312TEU,載重量6000t,載客量700人。

與同航線上其他船型相比,本船在燃油經濟性、振動噪聲控制、智能化程度、綠色環保設計等方面有著鮮明特點。

1、燃油經濟性。同航線上近似噸位的國內客滾船,考慮穩性問題,船寬都在28米以上,韓國現代重工建造的“新金橋VII”船寬為27米,但住艙和公共區面積較小,總噸僅有30000左右。

本船通過布置和分艙優化,將船寬減小到26.5米。由于船寬減小,長寬比增加,有效降低了阻力。經過多輪CFD和模型試驗優化,最后經試航驗證,設計航速達到23.5kn。本船在21kn航速下的日油耗,比韓國新造客滾船低10%,比國內其他船型低20%以上。

通過合理的主尺度選擇、總噸和載重量控制、線型優化等綜合方式,本船成為同航線上國內首個滿足EEDI第1階段的客滾船。同時根據MEPC301(72)更新的客滾船EEDI基線,本船可以滿足EEDI第2階段要求。

2、振動噪聲控制。船舶振動和噪聲是乘客對船舶的最直接感受,歐洲主流客滾船/滾裝郵輪通常要求為舒適性2級符號,高端客滾可以達到舒適性1級符號。

本船在設計初期,通過對船舶進行合理布置,降低設備對關鍵艙室的影響,并將振動噪聲控制指標進行分解,如主機隔振形式、螺旋槳脈動壓力等。進入詳細設計后,根據設備振動噪聲值、結構形式,絕緣阻尼布置等進行預報,并根據預報結果進行優化設計,在建造中嚴格按要求施工。

經試航測試,在主機90%MCR工況下,全船214個測點一次性通過中國船級社COMF(NOISE 2)和COMF(VIB 2)附加標志的要求。其中83%的居住艙室可以滿足COMF(NOISE 1)要求,所有艙室實測振動滿足CCS最高一級衡準COMF(VIB 1)的要求??梢蕴峁┖骄€上最高水平的住艙體驗。

3、貨物適運性優化。與國內客滾船不同,中韓航線客滾船主要運輸帶車架集裝箱,裝貨時通過拖車頭將集裝箱半掛車拖運至貨艙相應位置后,拖車頭脫開,通過支撐腿支撐車架。多數情況下車型相對固定,但集裝箱內貨物種類多樣,包括建材等重貨、小商品、冷藏箱、活魚箱等。最大40尺箱車架總重量可達80t以上,輕貨40尺箱僅15t左右。經過對貨物品種和重量評估后,選擇合理的載重量,既避免過大的設計載重量引起的油耗增加,同時滿足典型輕重貨裝載工況,避免載重量不足引起甩貨。

本船設計時充分考慮重貨裝載,均布載荷達到3t/m2,軸載荷17.5t,1/3甲板任意位置均可裝載80t重車,避免重車集中布置導致縱傾過大。車輛艙最大凈高達到4.9m,可滿足超高貨物運輸需求。3/5甲板各布置30個冷箱插座,經CFD分析,選擇合理的冷箱位置,充分利用航行時的貨艙通風進行冷箱散熱,避免加開風機導致額外的能耗損失。

在車道設計上,通過專用軟件進行裝卸車分析,優化車道布置,將實際裝車數量最大化,減少設計不合理引起的局部虧艙。

本船考慮了仁川港新建碼頭的設計參數,對車輛尾跳板長度、首尾帶纜布置、乘客登離船位置進行充分考慮,并創造性的采用尾部登艇方式,減少救生艇布置對車輛艙車道的影響,同時避免救生艇超出船寬引起的低潮位碰觸碼頭問題。本船尾跳板長度達到14m,可以滿足煙臺和仁川在極端潮位和裝載條件下進行正常車輛裝卸作業,擴大作業窗口期。跳板凈寬達到9m,可以同時2輛車并行裝卸,進一步提高了裝卸效率。

4、綠色環保設計??蜐L船住艙和公共區面積大,空調系統占全船日常用電量的三分之一以上,本船使用郵輪常用的變風量空調系統,可以通過風量變化滿足室內溫度調整的需求,與定風量系統相比,全年空氣系統輸送能耗可以降低1/3以上。另外,采用高效壓縮機,與常規壓縮機相比,節能達到40%左右,降低了日常用電。

在硫化物排放方面,本船主機、發電機和鍋爐設計采用低硫油,可以滿足排放不大于0.5%硫含量的要求。同時在機艙棚預留洗滌塔布置空間,確保船舶對于燃料多樣性的可選擇性。本船設置2臺軸帶發電機,可以滿足日常航行工況的用電需要,減少發電機維護,并且降低油耗。

5、智能化。本船是國內首艘擁有智能船舶附加標志i-ship(N,M,E,I)的客滾船,包括智能航行、智能機艙、智能能耗和智能集成平臺。

智能航行可以根據船舶吃水、貨物和船期計劃,充分考慮風、浪、流、涌等因素,在保障船舶、人員和貨物安全的條件下,設計和優化航路、航速,使燃油消耗最低,并可以在整個航行期間不斷優化。智能機艙以主機、輔機、軸系等為監測對象,可以提供包括數據采集、系統監測、故障分析及診斷、系統狀態趨勢分析及系統維修和備件管理等功能。

智能能效管理系統包含能效管理、能源監測、主副機鍋爐等能耗設備工況監測、航行狀態信息監測、統計報表等功能,通過采集船舶硬件設備終端輸出數據,包括主輔機、鍋爐常規運行參數,記錄軸功率、風速儀、傾斜儀、GPS、計程儀、船舶吃水測量設備等輸出的船舶航行數據,實現船岸能效數據的在線監控和分析功能。智能集成平臺可以集成智能航行、智能機艙、智能能效管理三個系統的數據,并且能夠整合現有和后續新增信息系統,實現對船舶的監控和管理以及與岸基實現數據交互。

6、客艙布置優化。本船乘客定額為700客,客艙數量為194間,設置特等間、兩人間、四人間、內艙房、榻榻米等各類型房間。乘客住艙以兩人間和四人間為主,集中布置在7/8甲板,其中兩人間布置飄窗,擁有較好的海景體驗。船員布置在9甲板,均為單人間,服務人員為兩人間,極大提高了居住條件。根據營運需求,對于常住船上的帶工進行集中布置,在行李運輸、儲存、打包、洗衣等方面進行優化布置,減少對普通旅客的影響,同時便于集中管理。

公共區布置盡量減少對乘客住艙區域的影響,進行相對集中布置。內裝門做零門檻布置。乘客區域梯道角度設計為38 度,較常規設計更平緩,使乘客有更好的乘坐體驗。

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