两万箱集装箱船技术经济评价指标分析及论证课案

精选优质文档-倾情为你奉上两万箱集装箱船技术经济评价指标分析及论证张鹏(大连理工大学运载与力学学部大连)关键词 ;技术经济指标; 20000TEU集装箱船；系统评价摘要文章简述了一种特殊新型集装箱船型 20000TEU集装箱船的特点、功能及其技术经济指标的选取。针对这种新型集装箱船型的实际工况,给出相应的技术经济评价指标,并对传统国标( GB11697-89)提出了修正意见。实践表明,修正后的技术经济指标评价体系应用于20000TEU集装箱船的评价是适用的和可靠的。中图分类号 U674. 38文献标识码 A文章编号1001-9855( 2005) 02-0010-06Analysis and appraisal of technical and economic characteristics of 20000containershipZhang Peng Dalian University of Technology Keywords: containership; technical and economic characteristics; system evaluationAbstract: This paper briefly describes the features, functions and technical and economic characteristics selection of 20000TEU containership, a special type of ship. According to the practical performance of this special ship type, it present s the relevant technical and economic evaluation criterions and gives modification suggestions on traditional international standard ( GB11697-89) . The practice show s that the modified technical and economic creterion system is practicable and reliable for 20000TEU containership evaluation.1前言船舶设计建造过程是一个包括动力、控制和装卸货等在内的复杂系统,要对其进行客观和真实的评价,就必须采用科学的系统评价方法,而技术经济指标无疑是至关重要的,选取的恰当与否将直接影响到最终系统评价结果。这就要求统筹兼顾,对船型技术、经济效益和社会效益进行综合分析和论证,找出最优船型方案,为最终科学决策提供依据。为此,必须建立一套完整、科学、可操作性的,且能适应不同船型的技术经济指标评价体系。在以国家标准( GB11697-89)评价海船性能指标的基础上,针对20000TEU集装箱船的特殊性,提出了该船型的技术经济指标评价体系,以达到客观和科学的评价。2传统国标法指标评价体系中华人民共和国国家标准( GB11697-89) 1 规定了评价海洋运输船舶主要性能水平等级的方法,此标准适用于建造交付使用的下列钢质机动海洋运输船舶: 干货船、散货船、液货船、多用途船、集装箱船和滚装船,船舶主要性能评级指标的意义、计算公式和标准分数如表1所示。该标准将船舶分为三级: 特级、一级和二级。特级船舶的主要性能水平达到或超过当前同类型船舶国际先进水平;一级船舶的主要性能水平达到当前同类型船舶国际良好水平;二级船舶的主要性能水平达到当前同类型船舶国际一般水平。表1船舶主要性能评级指标指标名称计算公式单位标准分数备注1载重量与主尺度比值RDWDWTS/( Lpp B D)t /m310无DWTs 时, DWTs= DWT2载重量、航速与主机功率比值CDSCDWT2/3 V S 3/ CSR 0. 7355151 hp= 0. 7355 kW3舱容利用率C HCVg /Lpp B DTEU /DWTsCAR /DWT个/t辆/t5集装箱船4吨海里耗油量RFDFCD/( DWT Vs 24) 106g /t n mile155总吨位与载重量比值RGTGT /DWTs5无DWTs 时, DWTs= DWT注: Lpp 船垂线间长, m; B 型宽, m; D 型深, m; GT 总吨位, t; DWT 载重量(设计吃水) , t; DWTs 载重量(结构吃水) , t; Vs 服务航速, kn; FCD 日耗油量, t /d; Vg 货舱容积, m3; TEU 集装箱数,个; CAR 车辆数,辆; CSR 主机常用持续功率, kW。由表1可知,该标准采用五项评价指标,即载重量系数RDW、海军部系数CDSC、舱容利用率CHC、吨海里耗油RFD、总吨位与载重量比值RGT。每种指标对应一个分数,相当于给指标定一个权数,总分为各指标权数之和。其评价方法如下: 选择两艘达到当前国际先进水平的同类型船舶(先进船舶) ,分别计算评级船舶得分,两个分数中较小者,作为评级船舶的最后得分。该标准规定,评级船舶与先进船舶应以船舶用途相似(指航区、续航力、装载主要货物的积载因数)、最大载重量相似(相差 10% 以内)、主机常用持续功率相似(相差 5%以内)、船舶类型相同(对集装箱船,标准箱单箱重相等; 对滚装船,装载车型相同)为比较前提; 对于航海功率储备、主机燃油发热值、总吨位等技术参数,应使评级船舶和先进船舶在相同条件下进行比较。主要性能评级指标标准分合计为50分,评级船舶得分可按下式计算:评级船舶得分=评级船舶RDW/先进船舶RDW 10+评级船舶CDSC/先进船舶CDSC 15+评级船舶CHC/先进船舶CHC 5+先进船舶RFD/评级船舶RFD 15+先进船舶RGT/评级船舶RGT 5特级: 评级船舶得分 49分一级: 49分 评级船舶得分 47分二级: 47分 评级船舶得分 45分随着船舶航运市场的发展,为了适应船舶装载货物多样化和工作环境恶劣多变的情况,各种特殊船型应运而生。本文提供一种20000TEU集装箱船(20000TEU CON)技术经济评价指标的选取以及所作相应的技术经济论证。指标名称计算公式计算结果1载重量与主尺度比值RDWDWTS/( Lpp B D)0.292载重量、航速与主机功率比值CDSCDWT2/3 V S 3/ CSR 0. 73553舱容利用率CHCVg /Lpp B DTEU /DWTsCAR /DWT0.1024吨海里耗油量RFDFCD/( DWT Vs 24) 1065总吨位与载重量比值RGTGT /DWTs320000TEU集装箱船简介3. 120000TEU集装箱船主要参数总长约399.80米两柱间长383.00米型宽58.60米型深30.50米结构吃水14.00米设计吃水16.00米载重量158,700吨（设计吃水）198,000吨（结构吃水）装箱量合计约 20,103 TEU；其中：甲板：约 11,628 TEU舱内：约 8,475 TEU冷藏箱装箱量合计约1,000 FEU；其中：甲板：约 840 FEU舱内：约 160 FEU主楼甲板间高主甲板至A甲板间高为3.7米；驾驶甲板至罗经甲板间高为3米；其余甲板间高均为3.6米。主机型号：MAN B&W 11S90ME-C10.5-Tier II主机数量：1台合同最大持续输出功率SMCR55,000 kW x 72 RPM持续服务输出功率NCR（80% SMCR）49,500 kW x 69.5 RPM航速： 22.5节（14.0m吃水NCR（15%SM）工况下）续航力：23,000海里定员32人+6人（苏伊士船员）压载水舱50,000 m燃油舱10,000 m柴油舱和低硫轻柴油舱1,500 m淡水舱300 m船籍规范入级： CCS/DNV-GL双船级社船级符号：GL*100A5, Container Ship, HLP, DG, ERS, IW, BWM(D2), RSD(gFE), LC, RSCS, NAV，GAS READY（D，Mec,S）*MC, AUT, EP-D, CM-PS CCS CSA, Container Ship, COMPASS(R,D,F), FTP, SOLAS II-2 Reg.19, In-Water Survey, ERS, Loading Computer(S,I), PSPC(B), NEC(II),Green Ship II, CLC(V), HLMCSM, AUT-O,BWMP, BWMS, OMBO, SCM,CMS, DFDR(H,m)船旗国：香港（Hong Kong）4对国标指标体系改进的分析通过对国标指标体系进行分析,我们不难看出,其中的五项技术经济指标是分别从五个不同的角度来评价和衡量一条船的综合技术经济性能和市场竞争力的。其中: 载重量系数RDW 体现了船舶在相同船型主尺度要素情况下承载能力的大小,属于效益型指标,对于船东来说,该值越大越好; 海军部系数CDSC反映了船舶在相同载重量和主机功率驱动下航速的大小, 属于效益型指标, 它和载重量系数RDW 这两个指标体现了船东和商家对船舶“多拉快跑”的经济性能要求; 舱容利用率CHC反映了船舶在相同船型主尺度要素情况下,装载货物体积占整个船体容积的百分数,该值属于效益型指标。这里需要强调的是,针对液货船和散货船等船型而言, 该指标与载重量系数RDW 在一定程度上是线性相关的,两指标间相差所装载货物密度这一常数项倍数(图5说明了舱容利用率CHC与载重量系数RDW 两者之间的统计回归关系)。而对集装箱船和滚装船来说,该指标是指单位载重量所具有的集装箱数量或车辆数,但前提件是所装载集装箱规格相同或者所装载车辆型号相同; 吨海里耗油量R FD体现了船舶在相同载重吨和相同航速前提下耗油量的多少,属于成本型指标; 总吨与载重量比值RGT 属于成本型指标,因为船舶在停靠港口码头时的收费情况主要取决于船舶总吨的多少,业主通常是求在相同载重量前提下最小的总吨数GT。从以上分析中可以看出,五项技术经济指标分别体现了船舶各种技术经济性能,评级分数越高( 49分)说明船舶总体的性能越好,越具有市场竞争力。5结论与分析通过对上述两艘FPSO评价指标的技术经济分析,可以得出下列结论:1)传统国标法评价体系本身存在不足,指标之间存在功能重叠现象,有待于进一步改进;2)针对FPSO本身结构特点,提出适合于评价上述FPSO的指标体系,同时也是对传统国标法评价体系中相应指标的一种补充。实践证明,新指标评价体系可以更全面反映FPSO的综合技术经济性能;3)新指标体系的提出,有时受到业主所追求的经济利益和船舶设计者偏好程度和知识结构的不同,所提出的指标形式和内容以及衡量的标准往往会有差异,都要在实践中加以检验,但其评判的标准看,虚拟现实技术还有许多不完善的地方,对于基于物理层的仿真,人们还有待于进一步研究,以便将真实世界的船舶实体的物理性完整地映射到计算机系统中;( 2)由于船舶虚拟设计系统大量使用图形化的交流数据,因此当计算机处理图形对象成几何级数增长的时候,现在的计算机图形处理能力无法满足我们想实现的V R下的合成环境要求;( 3)船舶虚拟设计系统所依赖的大规模、面向对象的数据库技术并非像人们在具备小规模设计实验中所表现的那样有效,因此现有数据库的处理手段必须大大提高;( 4)舶船虚拟设计系统所要求的硬件和软件水平太高,目前还没有哪一个船厂和设计机构能够在短期内完成这样一项具有革命性的设备改造工程。船舶虚拟设计是一种大而统的设计方法,它以虚拟船舶为设计目标,目的是消除传统船舶设计中存在的可能在船舶生命周期中的后面环节暴露出来的设计弊端,将建造过程简化为简单的构件组合,加强用户间的信息交流,加强人机交互,由此提高设计产品成功率,降低耗费,提高船舶产品的生命竞争力。可以预见,随着人机接口、图形实时绘制、数据处理等技术的进一步发展,虚拟现实技术在船舶设计中将发挥越来越大的作用。参考文献 1 中国国家标准汇编( 144) S . 北京: 中国标准出版社.1993. 382 387 2桑松、赵占军等. 45 000吨化学品运输船主尺度数学模型建立 J.船舶工程. 2001, 4: 11 13集装箱船可分为全集装箱船和半集装箱船两种，它的结构和形状跟常规货船有明显不同。集装箱船装卸速度高，停港时间短，大多采用高航速，通常为每小时2023海里。近年来为了节能，一般采用经济航速，每小时18海里左右。在沿海短途航行的集装箱船，航速每小时仅10海里左右EEDI指数满足Phase 要求，同时具备“GAS READY”船级符号，具备未来改装成LNG燃料动力船所需条件。该船型配备船舶能效管理系统，同时具备航线优化、气象导航和纵倾优化等功能，便于船舶管理。集装箱化革命的第一个发展趋势是船舶大型化。事实上，船舶大型化不是一种新趋势，而是集装箱化与生俱来、持续不断的趋势。自20世纪90年代中后期以来，行业巨头马士基航运一直引领着船舶大型化的潮流，一直到今天的20000标箱级船。如果今后的发展仍然遵循近40年来发展到现在的增长指数回归曲线，我们很可能在2020年看到第一艘23000标箱船下水，并在2025年期待看到30000 标箱船(图1)。 这样的规模是当初创造出将货物塞进一个大铁箱的念头的麦克莱恩所无法想象的。20世纪70年代，新船平均容量是1100标箱。到2015年4月，新船订单的平均容量是7900标箱。订单船舶中一半以上船舶的容量大于5000标箱。图2显示过去60年里集装箱船容量持续变大的趋势。班轮运输业是盈利微薄的充分竞争行业。运价承受着巨大的市场压力。只要班轮公司通过削减成本和提高效率而获得利润的提升，市场力量就立刻会让他们的顾客分享“蛋糕”。据行业咨询机构德鲁里航运咨询公司说，从1998年到2013年，燃油价格上涨790%。按上海集装箱运价指数(SCFI)计算，同期集装箱平均名义运价仅上升3%;而考虑通货膨胀因素以后，这15年中，集装箱实际运价下跌20%。如此严峻的盈利性挑战迫使承运商不断地挤压成本、提高效率。通过船舶大型化，承运商可以同时获得规模经济和降低燃油成本双重好处，这正是近几年来推动船舶大型化的重要原因。燃油成本占据一艘集装箱船营运成本的大部分比重。寻求降低成本的途径，首先就会瞄准燃油这一个最大的目标。慢速航行的措施收获了降低燃油成本的效益，而船舶大型化则能够更进一步地降低平均每一集装箱运量的燃油成本。因而，从经济学上来说，船舶大型化趋势是不可避免的。近几年来，日益严峻的环境法规同样鼓励和奖励船舶大型化。制订环境法规的目的是为了减少船舶的废气排放。大船在环境方面的效益就是使运送的每一标箱货物产生的废气更少。由于环境法规的力度不会减弱，相反只会越来越强硬，所以船舶大型化的推动力量只会越来越强大。然而，2015年10月下旬，马士基航运宣布停航一艘18270标箱的3E级新船。11月5日，马士基航运宣布暂时放弃6艘19630标箱型船订单。这6艘船是马士基航运今年6月订造的11艘3E系列巨型集装箱船的第二代“升级版”中的一部分。这表明，船舶大型化趋势受到了某些力量的狙击。2015年4月，联合国经济合作与发展组织(OECD)发布巨型船舶的影响报告开始 “狙击”大船，认为集装箱船舶大型化和承运商的营运联盟化是造成港口拥堵的罪魁祸首。5月，世界航运理事会发布对港口拥堵、船舶规模和船舶共享协议的一些看法，“狙击”OECD报告。最近马士基对大船的停航和撤单表明，班轮公司也未能从这一轮船舶大型化获益。真正享受大船“红利”的是三家韩国造船厂，比利时和荷兰的几家疏浚企业，以及一家占全球主导地位的中国起重机制造商振华港机。显然，船舶大型化带来的是全球港口、码头营运商和班轮公司三方俱损的结果。即使那些享受到低运价的托运商，也遭受到班轮公司航班延误和港口拥堵等种种负面影响。这是一个悲剧。尽管有业内专家认为，不断增加船舶容量可能有违经济规律，船舶大型化趋势也因种种原因而暂时受挫，但是，目前没有迹象表明这一趋势已达终点。可以预言，一旦气候回暖，承运商和造船厂向23000标箱至30000 标箱的马六甲极限型船“冲刺”的进程将会重新启动。专心-专注-专业