新建大中型造船企業規劃前期總圖布置的重點思考

梁有祥， 劉志清， 王鐵利

(天津新港船舶重工有限責任公司， 天津 300452)

新建大中型造船企業規劃前期總圖布置的重點思考

梁有祥， 劉志清， 王鐵利

(天津新港船舶重工有限責任公司， 天津 300452)

總圖布置是新建大中型造船企業在規劃前期的重要基礎工作之一。總圖布置涉及面很廣，本文主要針對造船工藝流程方法一些重點問題提出一些想法，供相關人士參考。

新建船廠 總圖布置 布局

1 前言

大中型造船企業一般具有占地面積大，廠房和場地配比適當，起重設備眾多，道路寬闊通暢，船塢和船臺(傾斜式或平面式，下同)為主導，舾裝碼頭長度匹配得當以及水域通達航道等特點。新建大中型造船企業的選址離不開面向開闊聯通的水域，足夠長度的岸線，良好的形狀及縱深比例適宜的地塊等自然條件和接近外部交通網絡的社會條件。

規劃建設新的大中型造船企業要符合國家的政策要求、獲得地方政府的支持以及建設者具有一定的投資能力，這里僅就規劃前期的總圖，提出一些需要重點思考的建議。

2 造船品種和產能

規劃前期的首要任務是初步確定造船品種和產能。

所謂造船品種就是要解決造什么樣的船和造多大尺度的船的問題。主要取決于(1) 航道的通航能力；(2) 地塊面積和水域的限制；(3) 未來可適應的市場需求；(4) 是否有特定的船舶市場。在自然條件和對市場的綜合且并重的調查和分析基礎上，確定規劃中船廠的主導產品和兼顧產品。

在造船品種基本確立的基礎上，初估造船產能就是要解決每年造多少艘船或多少載重噸的問題。

(1) 按占地面積估算。據已有普通商用船造船廠的產能統計分析，在市場較為正常的情況下，每1平方米面積每年大約交船0.8～1.2載重噸(dwt)。

(2) 按造船周期和同時開工數估算。不同船舶品種的制造周期不同。新建船廠的造船周期應取較為先進的指標，可參考日本和韓國同類型船的造船周期，并結合國內實際情況適當放寬。造船周期基本估算完成后，可反算出需同時開工船舶的數量。同時開工船舶的數量對舾裝碼頭的長度、船塢(臺)的數量和尺度、廠房和場地的布局以及設施和設備的選型具有重要的指導意義。

(3) 年度鋼材和管材加工能力的估算。按照產品種類和每年造船艘數，參考同類產品所需的鋼材噸數和管材根數，可以估算出新建廠的年度鋼材和管材加工能力，對下一步估算年度各工位生產能力和平面、曲面分段的個數有重要的價值。

3 造船流程的布局

所有造船廠的工藝主流程基本上都是相似的，無外乎鋼材來料、鋼材預處理、切割加工、部件制作、分段建造、二次噴涂、分段總組、塢(臺)內合攏、碼頭舾裝以及各種舾裝件的制作和在各施工階段的預舾裝。由于新建船廠所處地域自然條件和社會條件的不同，其布局和內涵區別很大。

(1) 基準鋼板尺度。

所謂基準鋼板尺度是指新建船廠所能加工的船用鋼板最大的尺度。基準鋼板尺度的影響幾乎貫穿于整個造船的主流程，所有的船體廠房、場地、設施和設備都與基準鋼板尺度有關。在一定意義上講，確定了基準鋼板尺度，也就確定了船體廠房和場地的規模和尺度以及大型龍門吊的起重能力，隨之也確立了船體分段劃分、分段重量等重大的造船工藝。以此可見，基準鋼板尺度的確定關乎造船廠規模和布局,并對投產后的工藝技術和生產能力有巨大影響，因此在規劃初期必須作為重大課題來討論。

目前船用鋼板的尺度已經可以做到長×寬=22.5 m×4.5 m，或者更大。但并不是所有船廠都可以接納這種尺度的鋼板，第一要素就是鋼板的運輸問題，如果不能做到船運，鋼板的尺度就要大打折扣。船運鋼板需要配置專用碼頭泊位和卸載鋼板的起重機具，初期建設成本要考慮，但鋼板尺度增大帶來的長遠經濟效益是無形的。

其次，基準鋼板尺度與確定的年產量正相關，基準鋼板尺度作為一項重要的規劃建設依據，實際上并不意味著所有的船型都用這個尺度的鋼板。可以將基準鋼板尺度分為三大類別，第一類長×寬=20以上×4以上m，適用于年產量200萬dwt以上的大型船廠；第二類長×寬=16～20×3～4 m，適用于年產量150萬dwt的大中型船廠；第三類長×寬=16以下×3以下m，適用于年產量100萬dwt的中型船廠。

基準鋼板尺度直接影響船體工藝設備的選型。預處理線、切割機、彎板加工機械、拼板及平面分段流水線等的長寬尺寸和其它主要參數，工位吊車的起重能力和運輸設備能力等無不和基準鋼板尺度有關。各類船體廠房和場地的長度、跨度，工位大小，堆場面積，廠區主要道路的寬度等也是以基準鋼板尺度為基本出發點確定的。

基準鋼板尺度的選擇范圍較寬泛，但規劃前期的選擇則應非常慎重，船廠一經建成若改變這些最基本的要素一般不太可能。

(2) 造船流程的總體布置。以鋼板堆場為起點，到碼頭舾裝為終點的造船流程，中間產品的誕生和長大形成一條不斷變化的物流線。按照所處地塊的形狀，大體有幾種流程布置可供選擇。

I型布置：到船塢(臺)以前的流程呈直線型布置，適合于狹長地塊。這種布置流程最短，沒有中間轉折和回流，生產效率較高。

L型布置：到船塢(臺)以前的流程有一個轉折的布置，適合于長寬比大約為1:2的地塊。這種布置流程相對合理，中間的轉折和回流較少，生產效率沒有明顯的影響。

U型布置：到船塢(臺)以前的流程有兩個轉折的布置，適合于長寬比大約為1:1的地塊。這種布置流程還算合理，中間的轉折和回流較多，對長久的生產效率有影響。

S型布置：到船塢(臺)以前的流程有多個轉折的布置，是形狀較復雜地塊的無奈之舉。這種布置流程不盡合理，中間的轉折和回流很多，勢必影響生產效率。

值得一提的是廠房的開口朝向，應盡量避開冬季的主要風向，這可以減少對常年在里面作業工人健康的影響。

造船流程受地塊形狀的約束，在具體布局時要開動腦筋，因地制宜地盡量減少中間的轉折和回流，使各分流程相對合理。

(3) 工需能力的測算。在年度鋼材和管材加工能力估算的基礎上，分解到各工序是一項復雜而繁瑣的工作。在規劃前期可不做精細的分解，大致估算即可，在規劃后期再進行優化調整。粗略的分解方法，無非就是搜集相關船型和先進船廠工程資料進行參考借鑒。

一般情況下，應將年度鋼材和管材加工能力初略分解為以下幾大類：

(1) 月度或季度所需鋼板噸位；

(2) 月度或季度所需管材根數；

(3) 每日切割鋼板張數；

(4) 每月曲面分段出產個數；

(5) 每月平面分段出產個數；

(6) 每月管子加工根數。

根據以上估算，就可進一步測算各個工序所需的能力。由于工序不同，測算的方法也不同，大致可分為兩種情況。

第一類，以機械設備為主要制作手段的工序，如鋼材預處理線、切割、彎板加工、型材加工和管材彎制等，參考成熟的機械設備參數，推算出所需數量、工序面積和廠房、場地尺度和跨數以及起運能力。

第二類，以人工裝配焊接為主要制作手段的工序，如船體分段的小中大組裝、中大型管子的裝配焊接和分段二次涂裝等，依照月度所需推算出工序面積和廠房、場地尺度和跨數以及起運能力。

機裝、電裝、甲裝、居裝等舾裝型生產設施和物資倉庫、變電站、各種氣站等生產保障設施以及辦公、設計、培訓、生活等生產輔助設施，可根據造船主流程相應配套，這里不再贅述。

在高度社會化的今天，船廠的外委、外協是大量的。新建船廠可根據當地的具體條件，在規劃前期選擇對外協作的項目，對規劃的定位極為重要。

4 船塢(臺)區域的布置

船塢或船臺的數量和尺度不僅僅取決于同時開工船舶的數量，還有滿足選定船型與兼顧船型的最大尺度的要求。在船型和尺度適宜時，一塢(臺)可同時建造多艘船舶，塢(臺)區域的吊車起重能力和數量以及塢(臺)旁邊和后方的建造、總組場地尺度要同時考慮。

塢(臺)旁平臺主要承擔特大型分段的建造和各種類型分段的總組裝，長度應與船塢(臺)相當，寬度一般應大于塢(臺)寬度的1/2。

塢(臺)后方最好應有相當于塢(臺)長度1/2長的平臺，以利于超大型總組分段的合攏。

如果條件允許船塢塢門位置距碼頭延長線向內45～60 m，大型龍門吊的軌道延伸至碼頭延長線，塢口外可停靠一定噸位的船只，用于卸載大型物件(如主機等)。

大尺度造船塢加設中間塢門有兩點好處。一是適合周期差異較大的不同類型船舶同時建造；二是減少出塢船和未完成船漂浮的風險。但塢池的進排水系統相對復雜，且中間塢門會增加建設成本。

斜坡地道式的下塢通道為船舶在塢期間的施工帶來了很大便利，可以大幅度地減少吊車的使用量。坡道占用塢旁、塢后的施工場地，且增加一定的建設成本的情況也需提前考慮。

以上兩點應在船塢規劃前期綜合平衡。

5 船塢(臺)上大型龍門吊

在船塢或船臺上設置大型龍門吊是現代大中型船企的通常布置。大型龍門吊是分段翻身、分段總組、塢(臺)內合攏以及大重型物件吊裝必不可少的設備。

大型龍門吊形式和技術參數需要論證的內容很多，但在規劃前期至少應確定以下三項。

(1) 跨度。實際上船塢(臺)和近旁平臺寬度確定后，龍門吊的跨度已經就基本確定了。一般情況下，龍門吊跨度=一側軌道距船塢(臺)的距離(≤5 m)+船塢(臺)寬度+船塢(臺)旁舾裝吊跨距和兩側距離(≤5 m×2)+船塢(臺)旁平臺的寬度+另一側軌道距船塢(臺)旁平臺的距離(≤5 m)。

(2) 吊重。可按照最大可能的分段翻身重量+吊具重量的1.2倍確定龍門吊的翻身吊重。如果沒有特殊的要求，目前大型龍門吊的平吊重量可在設計時要求為翻身時吊重的1.3倍。

(3) 臺數。船塢(臺)上的大型龍門吊最適宜的臺數為兩臺，除了相互分攤工作任務提高作業效率之外，具有聯合抬吊的功能可以使起重量大幅度提高。如果建設初期不能同時配置兩臺，也應將另一臺的軌道預留。

大型龍門吊的造價昂貴，規劃初期不僅僅要合理考慮技術條件，與建造成本的綜合平衡才是智選。

6 舾裝碼頭

舾裝碼頭的長度應能滿足至少同時停靠每船塢(臺)預期船型最大長度的兩條船舶。如舾裝碼頭的長度不能滿足上述要求，則必將影響舾裝船的施工周期，所以規劃初期必須論證清楚，是否有必要建設凸堤(或直或斜)。

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在水工條件允許的情況下，舾裝碼頭的跨度如能達到25 m，則對碼頭的通暢和整潔非常有利。

從長遠使用的角度出發，離岸式碼頭后方平臺的設置要考慮周全，初期的投入會增加一些，一旦建成后感到不足時再續建，不僅難度很大，且費用更高。

舾裝碼頭吊車的吊重跨距應為船塢(臺)預期船型最大寬度的1.5倍，從而可以兩船并靠作業使用。

7 結語

新建大中型造船企業規劃前期總圖僅僅是新建項目初期需要做的繁多工作之一，此時要有人靜下心來對未來船廠的總圖布置進行初步的籌劃安排。本文就此提供一些心得體會，望業界人士斧正。

Research on General Arrangement of Preliminary Planning in Large and Mid-scale Start-up Shipbuilding Company

LIANG You-xiang, LIU Zhi-qing, WANG Tie-li

(Tianjin Xingang Shipbuilding Heavy Industry Co., Ltd., Tianjin 300452, China)

The general arrangement is one of the most important basic work in preliminary planning of large and mid-scale start-up shipbuilding company. The general arrangement concerns many aspects. This article focuses on some key problems in shipbuilding technological process to conduct a targeted research. The result can provide a reference for relevant people.

Start-up shipbuilding company General arrangement Layout

梁有祥(1950-)，男，研究員。

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