沿海敞口與非敞口集裝箱船的技術經濟性比較

程　紅，丁錦君，王守亮

(揚州海翔船舶科技有限公司，江蘇 揚州 225009)

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沿海敞口與非敞口集裝箱船的技術經濟性比較

程紅，丁錦君，王守亮

(揚州海翔船舶科技有限公司，江蘇 揚州 225009)

摘要：對沿海航區125.8 m敞口與非敞口集裝箱船的主要技術參數、船舶建造成本、船舶營運成本、成本回收周期及投資收益等統計數據進行了比較分析,以方便船東根據不同的需求來選擇自己滿意的船舶，也為今后設計同類型船舶提供技術參考。目前此2種船型船舶均已正常投入使用，船東反映良好，實船經濟技術指標達到設計要求。

關鍵詞：沿海船；敞口；非敞口；集裝箱船；技術經濟分析

0引言

近年來，沿海航線特別是武漢至洋山港航線的一些集裝箱船船東，在船舶設計初期經常會徘徊在是選擇敞口集裝箱船還是非敞口集裝箱船之間。經過大量的計算及調查工作，充分掌握了這2種船型的技術參數以及船舶建造成本、營運成本和成本回收周期及投資收益的有關數據，對這2種船型進行了總結。本文主要以125.8 m集裝箱船為例，從上述四方面對敞口與非敞口集裝箱船這2種船型的技術經濟性進行比較。

1主要技術參數比較

1.1主要要素

本文所選的125.8 m集裝箱船有敞口和非敞口這2種船型，其船長、型寬、型深、航區、船員配備、設計箱型及主要機電設備均相同，區別在于艙口蓋的配備對船舶性能的影響，主要表現在船舶的干舷、裝箱量、貨物重心高度以及受風面積的影響，相關技術參數對照見表1。

從表中可以看出，非敞口型船比敞口型船最大裝箱量超出近7%，最大裝箱重更是超出17%，這是由2種船的特性決定的。敞口集裝箱船沒有艙口蓋的保護，貨艙極易上浪及進入雨水，這對船舶的穩性極為不利，為了確保安全，敞口船所取干舷大，裝箱重小。非敞口集裝箱船艙口蓋為風雨密型,貨艙內不用考慮上浪及雨水的侵入，故非敞口船干舷小，裝箱重大。單從這方面看，非敞口型船更加具有優勢，但是非敞口集裝箱船由于艙口蓋上堆裝大量集裝箱，亦有貨物重心和受風面積大的缺點，對船舶的裝載要求高。

表1　主要技術參數對照表

1.2集裝箱裝載布置

1.2.1敞口集裝箱裝載布置

125.8 m集裝箱船(敞口)共裝載1CC型集裝箱832 TEU, 詳細布置如圖1所示。

(1)貨艙內(774 TEU)：第1貨艙裝載7列4行8層計218 TEU；第2貨艙裝載7列6行8層計336 TEU；第3貨艙裝載7列4行8層計220 TEU。

(2)機艙甲板上(58 TEU)：尾甲板室左右舷分別裝載3列2行5層計58 TEU。

1.2.2非敞口集裝箱裝載布置

125.8 m集裝箱船(非敞口)共裝載1CC型集裝箱890 TEU,詳細布置如圖2所示。

(1)貨艙內(382 TEU)：第1貨艙裝載7列4行4層計106 TEU；第2貨艙裝載7列6行4層計168 TEU；第3貨艙裝載7列4行4層計108 TEU。

(2)艙蓋上(448 TEU)：第1貨艙裝載8列4行4層計128 TEU；第2貨艙裝載8列6行4層計192 TEU；第3貨艙裝載8列4行4層計128 TEU。

(3)機艙甲板上(60 TEU)：尾甲板室左右舷分別裝載3列2行5層計60 TEU。

1.3穩定航行性安全指標

相同尺度的敞口船和非敞口船穩性浮態以及各裝載工況各不相同，本文選取2種船型的典型裝載工況進行比較，具體指標分別見表2。

圖1　125.8 m集裝箱船(敞口)集裝箱布置

圖2　125.8 m集裝箱船(非敞口)集裝箱布置

表2　穩性安全指標

從表2中可以看出，不論是敞口型，還是非敞口型集裝箱船,在船舶裝載全部貨箱和最大裝箱重時,實際初穩性高度≥0.30 m，橫傾進水角處復原力臂≥0.20 m，最大復原力臂≥0.20 m，穩性衡準數≥1.0；最大復原力臂對應角沿海航區敞口船≥15°，非敞口船≥25°。本船因船寬與型深比B/D=2.099>2，最大復原力臂對應角根據《國內航行海船法定檢驗技術規則》(2011)及其2014年修改通報(以下簡稱“法規”)的要求進行減小，正常控制在20°～25°間，均滿足“法規”要求。但船舶航行時仍然要注意，特別是敞口型船舶在貨艙有大量雨水和上浪進水浸入時,要及時打開貨艙艙底水排放系統，保證船舶的航行安全。

(1)該計算裝載狀況是船舶設計的基本狀況,若船舶在營運中的實際裝載超過穩性計算書中的基本狀況時,應在船舶出航前核算穩性,以保證船舶的航行安全。

(2)船舶穩性不符合規范要求而必須采用永久性水壓載時,須征得用船單位和驗船部門的同意,并采取有效措施,以保證壓載的可靠性。

(3)穩性計算雖已符合規范要求,但仍應注意船舶裝載、氣象和水文情況,并謹慎駕駛。

(4)船舶開航前,應檢查船舶的浮態,合理調整壓載水,使其盡可能保持正浮,初始橫傾角應不超過0.5°。

2建造成本比較

2.1船體建造成本

根據《國內航行海船建造規范》(以下簡稱“規范”)對2種船型的結構計算后發現：這2種船型主船體、上層建筑及甲板室結構以及甲板機械、主要舾裝設備基本一致，船體建造成本基本相同，建造成本的差異主要在于艙口蓋。由于非敞口型船的艙口蓋上裝有集裝箱，屬于重型艙口蓋，用料多、制造安裝精度高、運輸吊裝困難，需要多工種協同作業，因此，非敞口型船船體建造成本相對高些。2 種船型主要船體建造成本具體統計數據見表3。

表3　船體建造成本對照表

2.2輪機和電氣建造成本比較

敞口集裝箱船和非敞口集裝箱船主推進系統、動力系統以及輪機電氣的設備基本相同，2種船型主要區別在于貨艙艙底水系統、通風系統以及貨艙消防系統。機電建造成本對照表見表4。

2.2.1貨艙艙底水系統

敞口船貨艙極易上浪和進入雨水。為了保證船舶安全，貨艙的艙底水的抽排需要額外考慮。除加大貨艙污水井容量以及機艙的艙底泵排量外，還需要配置應急艙底泵，供機艙艙底泵失效時使用。非敞口船的艙底水系統的配置按常規配置即可。敞口船的艙底水系統要復雜一些，造價也相對高些。

2.2.2貨艙通風系統

敞口船貨艙沒有艙口蓋，通風條件好，“法規”要求的通風次數少；非敞口船通風條件差， “法規”要求的通風次數多，風機風量大。非敞口船還需要設置專門的進風口。非敞口船的通風系統復雜些，造價也相應高些。

2.2.3貨艙消防系統

這2種船型由于艙口蓋原因，滅火系統有很大的差別。

非敞口船一般設有固定式二氧化碳系統，用于對貨艙進行保護。由于使用二氧化碳保護的前提條件是被保護的處所應相對密封，敞口船顯然不具備這樣的條件，因此“法規”對敞口船做了明確的要求：一般敞口船采用水滅火系統，總噸小于5 000的船舶應可以使用消防水帶保護，總噸大于5 000的船舶應可設置水霧滅火系統。相比較而言，非敞口船的貨艙消防系統成本要高些。

2.2.4電氣設備

這2種船型對于電氣系統配備來說，總體上是相似的。由于敞口船貨艙極易上浪和進入雨水，所以這些船舶需設置貨艙艙底水高位報警裝置，并應在機艙與操縱處所設置視覺與聽覺報警。另外，由于非敞口船消防系統一般采用固定式二氧化碳系統，因此，二氧化碳施放報警系統對于非敞口船來說是必不可少的。

表4　機電建造成本對照表

2.3船舶總建造成本匯總

船舶總建造成本由船體建造成本和機電建造成本兩大部分組成。由于2種船型建造成本影響最大的是艙口蓋，因此非敞口船的總建造成本明顯高些。船舶總建造成本對照表見表5。

3營運成本比較

營運成本主要由人工、油耗、管理費用以及設備折舊等組成，其中管理費用以及設備折舊人為主觀因數較大，無法量化統計，故本文不作考慮。敞口船因為沒有開啟和關閉艙口蓋的工作，可以大大縮短停港時間，降低港口費用；非敞口船設有風雨密艙口蓋，艙口蓋上裝載集裝箱配載要求高，裝卸貨不方便，碼頭停靠時間長，同時由于艙口蓋體積大、重量重，對于裝卸貨的碼頭要求較高。從表6、表7看出，無論是武漢到洋山港短航線運輸，還是舟山至廣州點對點較長航線運輸，非敞口船的營運成本相對較高。

表5　船舶總建造成本對照表

表6　營運成本對照表(以武漢到洋山港為例)

表7　營運成本對照表(以舟山至廣州點對點為例)

4成本回收周期及投資收益比較

4.1投資成本及回收周期比較

船舶投資成本主要有實際投資建造資金以及資金利率組成。假設船舶按設計滿載裝箱量裝載,選取武漢至洋山港和舟山至廣州點對點2種特定航線進行比較發現，敞口集裝箱投資成本小，航線短，經常停港，使得敞口型成本回收周期短；長航線點對點航行時敞口型成本回收周期長。投資成本及回收周期對照表見表8。

4.2投資收益比較

非敞口集裝箱船跟敞口集裝箱船由于裝箱量不同，營運成本不同,收益也不相同，文中列舉數據為1年期收益，詳見表9、表10。

從表9、表10一年期收益對照表可以看出, 短航線經常停港時，敞口型船年收益高；長航線點對點航行時非敞口型船年收益明顯高。

5結語

綜上所述，沿海航區敞口船與非敞口集裝箱船各有優劣：敞口船具有建造成本低、裝載靈活方便、碼頭停靠時間短等優點,但裝箱量少；非敞口集裝箱船裝箱量大，但是裝卸貨不方便，建造、營運成本高。因此，航線短、經常停靠港口的船舶，以及江海直達船舶建議優先選擇造價低的敞口型集裝箱船；航線較長、靠港次數少的船舶優先選擇非敞口型集裝箱船。目前第1批125.8 m敞口與非敞口集裝箱船均已成功投入使用,經濟效益、航行性能良好，得到船東的廣泛認可。

表8　投資成本及回收周期對照表

表9　一年收益對照表(以武漢至洋山港)

表10　一年收益對照表(以舟山至廣州點對點)

參考文獻:

[1]中華人民共和國海事局.國內航行海船法定檢驗技術規則[M].北京:人民交通出版社,2011.

[2]中華人民共和國海事局.敞口集裝箱船法定檢驗技術暫行規則[M].北京:人民交通出版社,2008.

中圖分類號：U674.13+1

文獻標志碼：A

作者簡介：程紅(1977—)，女，助理工程師，從事船舶工程設計工作；丁錦君(1981—)，男，助理工程師，從事船舶輪機設計工作；王守亮(1982—)，男，助理工程師，從事船舶電氣設計工作。

收稿日期：2015-10-12