加強航速與燃油消耗管理問題的思考

文/ 上海中波國際船舶管理有限公司 任元慶

2008年世界經(jīng)濟危機后的航運市場仍未走出低谷，隨著近期BDI指數(shù)的再次走低和燃油價格的節(jié)節(jié)攀升，各航運公司都在動足腦筋降低成本、提升經(jīng)營效果。其中，控制船舶航速、降低燃油消耗是降低船舶成本的一項重要方法。

燃油費用通常占船舶全部營運成本的40%左右，在變動成本中占比更大，可達70%或更高。而燃油消耗與航速的選擇關(guān)系密切。因此，討論航速和燃油消耗的管理具有非常現(xiàn)實的意義。

一、航速

船舶在建造時，通常已由設(shè)計人員根據(jù)主機的功率和轉(zhuǎn)速、螺旋槳的匹配和船型等因素為其確定了一個設(shè)計航速。在主機、螺旋槳的選擇和安裝以及船舶建造質(zhì)量符合設(shè)計要求時，該實際航速與設(shè)計航速相近。

船舶航行中的實際速度主要取決于推動船舶前行的動力，即主機的有效輸出功率，同時也與風(fēng)、浪等各種阻力和螺旋槳的效率有很大關(guān)系。本文主要研究對主機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，而對風(fēng)浪等外部阻力的變化不予探討。

推動船舶前進的主機有其標(biāo)定功率（即最大持續(xù)功率MCR），但船舶在正常航行中一般選擇留有10%～15%儲備的持續(xù)使用功率，或以更低的功率運行，以防止主機超負(fù)荷運轉(zhuǎn)而對機器造成損傷。

通過選擇不同的主機轉(zhuǎn)速（或功率），船舶經(jīng)營者可以選擇不同的船舶航速：設(shè)計航速、經(jīng)濟航速、最佳盈利航速。

1. 設(shè)計航速

船舶按設(shè)計航速航行時，主機以持續(xù)使用功率運行。就傳統(tǒng)機型來講，在這種負(fù)荷下，主機的運行工況最佳，燃燒充分，發(fā)揮的效率最好，“每千瓦小時油耗”也最低。

絕大多數(shù)船舶經(jīng)營者在航運形勢不是特別差時都選擇這樣的設(shè)計航速運行，以保持主機的良好運轉(zhuǎn)工況和最低的每千瓦小時油耗，從而減少主機的維護保養(yǎng)工作，降低機器零部件的消耗，同時也保證按時完成船舶航次任務(wù)。

2. 經(jīng)濟航速

我們通常所說的經(jīng)濟航速，是指“每海里燃油消耗”最低的航速，而不是前述的“每千瓦小時油耗”最低的航速。

船舶經(jīng)營者選擇經(jīng)濟航速，往往是在航運形勢不佳、運費收入較少的情形下作出的決策，旨在減少燃油消耗、降低燃油成本。但這樣會拉長航次時間。此時，主機的功率低于持續(xù)使用功率（CSR），轉(zhuǎn)速和負(fù)荷也都較低。

3. 最佳盈利航速

對于船舶經(jīng)營者來說，船舶在按設(shè)計航速或經(jīng)濟航速航行時，都不一定能達到最佳盈利效果。

最佳盈利航速指的是船舶盈利效果最好的航速。它不是一個固定值，而是隨貨物運價、燃油價格和船舶成本等收入和成本變化而變動的。

船舶盈利效果為運費收入減去經(jīng)營成本。因此，最佳盈利便是追求收入與成本之差的最大化：可以是在運價高時為抓住盈利機會盡量提高航速，在單位年度內(nèi)增加航次數(shù)量，提高盈利效果；也可以是在航運市場低迷時，通過減速節(jié)油來減少虧損，此時往往會出現(xiàn)“跑得越快、虧得越多”的現(xiàn)象。所以最佳盈利航速是個變量，受市場和成本等多重因素影響，需由船舶經(jīng)營者統(tǒng)籌測算后選定。

二、燃油消耗

在其他條件一定時，主機的功率與船舶航速成3次方正比，而主機功率與油耗幾為線性關(guān)系。因此，主機油耗與航速也為3次方比例關(guān)系，航速下降可以大幅降低主機的油耗。表1為某船（總載重噸30 000t）在不同航速時的單位油耗：

表1 某船在不同航速時的單位油耗

船舶主機的正常工作范圍較為寬廣，從最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速到額定轉(zhuǎn)速都可以工作。在其工作區(qū)間內(nèi)，有一個最理想的工況點，新船是在設(shè)計航速附近（額定負(fù)荷90%左右），此時每千瓦小時的耗油率最低。隨著轉(zhuǎn)速的降低，主機油耗會大幅下降。但是，就傳統(tǒng)機型來講，長期在低速區(qū)低負(fù)荷運行會給機器帶來一系列負(fù)面影響，如效率降低、燃燒不良、摩擦加劇等，這將增加機器的維護保養(yǎng)工作量，同時增加備件、物料的消耗。

三、航速的選擇

船舶在經(jīng)營中，經(jīng)營人到底該選擇什么航速？是設(shè)計航速、經(jīng)濟航速，還是其他航速呢？這要取決于貨物運價、燃油價格和船舶的固定成本，以及是否屬于班輪運輸。因為在班輪運輸?shù)那闆r下，為了維持準(zhǔn)班率，經(jīng)營者不會輕易改變航速。

★經(jīng)濟航速只考慮了最低航行成本，而忽略了盈利情況，在市場環(huán)境好、盈利空間大的形勢下，選擇采用經(jīng)濟航速反倒“不經(jīng)濟”。因此，經(jīng)濟航速通常在市場處于低位時選用。

★船舶航行于設(shè)計航速時，主機運行工況最佳。因此，在貨源充足、運價理想且油價適中時，應(yīng)該選擇設(shè)計航速，“多拉快跑”，爭取最大盈利。

★在貨物運價和燃油價格及船舶成本一定時，可以進行測算，通過建立模型選擇不同船速下船舶每天的盈利效果，對計算結(jié)果進行比較，選取經(jīng)營效果最佳時的船速航行。

以上述30000 t級船舶為例，若該船裝載28 000 t貨物從A港到B港，航程10 000 n mile，其設(shè)計航速為19.2 kn，此時的油耗為59.8 t/d。

若按19.2 kn的設(shè)計航速航行，兩港間所需航行時間為520.8 h（21.7d），主機所耗燃油為1297.7 t。

若按15 kn的經(jīng)濟航速航行，兩港間所需航行時間為666.7 h（27.8d），主機所耗燃油為788.9 t。

很顯然，采用經(jīng)濟航速可以節(jié)省508.8 t燃油，但亦需為此多航行約146 h（6.1d）。

那么，最佳盈利航速又該如何選擇呢？這要看運價水平與燃油價格和船舶固定成本。簡單來講，可以計算出不同航速時的每天盈利效果。每天盈利最好時的航速，就是最佳盈利航速。

四、控制燃油消耗的注意事項

（1）通過合理調(diào)節(jié)航速來調(diào)整燃油消耗。

（2）在加裝燃油時要保證正確的品種、質(zhì)量和數(shù)量，燃油質(zhì)量或數(shù)量的偏差都會帶來直接的經(jīng)濟損失。

（3）為了保證燃油在船舶的正常使用和發(fā)揮出應(yīng)有的效率，在日常管理中需要注意以下幾方面事項：

★保證各項相關(guān)操作的安全，防止燃油的跑冒滴漏。

★合理控制好燃油從駁運、沉淀、分離凈化到儲藏和加溫、過濾和使用的各個過程中的溫度、黏度，保證符合品質(zhì)要求的燃油進入主機燃燒。

★對主機燃油輸送泵、高壓油泵、噴油嘴等燃油相關(guān)設(shè)備及部件進行正確的維護保養(yǎng)，保證這些設(shè)備的良好工況。

★保持主機燃燒室的狀況和密封正常，適時檢查活塞環(huán)、活塞頭、缸套和進排氣閥（口）的情況，為燃油的充分燃燒提供保證。

★保證包括空冷器、透平、空氣濾網(wǎng)和進、排氣閥（口）在內(nèi)的進、排氣道的暢通，提供充分燃燒所需的充足空氣，并保證排煙的暢通。

對于新型電噴類主機來講，降速航行對機器工況的影響較小，而傳統(tǒng)機器則會產(chǎn)生較多問題。主機長期低速運轉(zhuǎn)，會對燃油系統(tǒng)、汽缸和缸頭內(nèi)部件以及渦輪增壓器造成負(fù)面影響，因此，在降速航行時，除了要關(guān)注上述注意事項外，還需要相關(guān)管理人員和船員予以重視并采取對應(yīng)措施:

★調(diào)節(jié)和控制好高壓油泵、油頭、燃油黏度和爆壓，在需要時調(diào)整燃燒提前角，保證燃燒及時、完全和平穩(wěn)。

★保持適當(dāng)（較高）的冷卻水溫度。

此外，就船舶燃油消耗的管理，良好副機工況的保證也很重要。因為船舶通常具有2~3臺副機，設(shè)計為可以單獨使用，根據(jù)功率大小每臺每天耗油2~3 t。若沒有對這些副機進行良好的維護保養(yǎng)，1臺副機不能滿足船舶航行和生產(chǎn)的需求，必須2臺或3臺副機同時使用，就會顯著增加副機的燃油消耗。因此，這方面的管理也要予以足夠重視。