新一代18萬噸好望角型散貨船設(shè)計亮點

白玉剛

繼“中國型”18萬噸好望角型散貨船開發(fā)成功后，中船重工船舶設(shè)計研究有限公司又開發(fā)出了新一代安全、環(huán)保、節(jié)能、高效的敦克爾克型18萬噸好望角型散貨船，該船型具有載重噸大、航速適中和油耗低等特點。同時，滿足能效設(shè)計指數(shù)（EEDI）第2階段的減排要求，并具備良好的優(yōu)化潛力。該船型的設(shè)計理念主要體現(xiàn)在節(jié)能降耗、安全、環(huán)境友好、建造敏捷、運營經(jīng)濟和高效以及減少維護等方面。

節(jié)能高效

1、完美的線型。經(jīng)過反復(fù)論證和試驗，該船具有了堪稱完美的線型，船舶推進效率提高了大約4%。同時通過機艙的優(yōu)化布置，消除了由于線型優(yōu)化帶來的機艙可用空間減少的問題。

2、船舶主機。本船采用1臺MAN Diesel的電噴低速柴油機6S70ME-C8.2，其廢氣排放滿足IMO規(guī)定NOx TierII要求。通過優(yōu)化主機與螺旋槳的功率匹配，本船的主機油耗大大低于常規(guī)相似船型。未來將采用更新型的MAN DieselG型柴油機或WARTSILA的FLEX型柴油機，并可進一步的優(yōu)化機槳配合，以進一步提高燃油利用效率。

3、采用米維斯導(dǎo)管。通過采用米維斯導(dǎo)管或類似的節(jié)能裝置來改善艉部伴流場，使更加穩(wěn)定的水流持續(xù)地作用在螺旋槳的槳葉上，大大提高螺旋槳的效率，從而減小船舶所需的推進功率，降低主機油耗，達到節(jié)能減排目的。安裝米維斯導(dǎo)管或類似的節(jié)能裝置，在船舶設(shè)計吃水狀態(tài)下，可以節(jié)能約5%。

4、可變頻海水冷卻泵系統(tǒng)。為使海水冷卻系統(tǒng)更好適應(yīng)船舶在不同工況下的使用要求，本船配備了可變頻海水冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過監(jiān)測低溫淡水冷卻系統(tǒng)的溫度來調(diào)節(jié)海水冷卻系統(tǒng)的流量，從而達到船舶在不同環(huán)境溫度、不同主機負荷條件下的節(jié)能效果。

5、航行狀態(tài)的優(yōu)選。為減少船舶的航行阻力，降低油耗并保持良好的快速性能，本船具有縱傾優(yōu)化，優(yōu)選航行浮態(tài)的功能。

6、裝載的靈活性。本船具有均質(zhì)裝載、隔艙裝載、多港裝卸等多種靈活的裝載模式，可滿足船東的各種個性化需求。

7、裝載的高效性。為適應(yīng)更高的貨物裝載速率，本船配有兩臺3000m3/h的壓載泵，以配合高效裝貨的需要。本船配有優(yōu)選的裝卸貨程序，提高裝卸貨效率，節(jié)省停港時間。

安全性能優(yōu)良

1、船體結(jié)構(gòu)。除了按CSR規(guī)范和船級社規(guī)范進行船體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計以外，本船對進塢時艉部強度進行了深入研究。通過采用有限元計算方法，對坐塢狀態(tài)下的船體結(jié)構(gòu)強度和變形進行分析，從而對合理布置塢墩及船體結(jié)構(gòu)設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。建造或維修時，船體坐落在船塢中的多個塢墩上，塢墩排放的數(shù)量和位置應(yīng)保證在進塢船的重力作用下，船體不產(chǎn)生超載應(yīng)力，塢墩的合理布置對船舶在船塢建造和進出塢過程中的安全至關(guān)重要。

2、船舶設(shè)備。除了配備滿足國際公約、船級社規(guī)范和相關(guān)國際規(guī)則的各種設(shè)備外，本船還提前配置了國際公約要求的電子海圖和駕駛室值班監(jiān)測報警等設(shè)備或系統(tǒng)，進一步提高了船舶的安全性能。

3、防御海盜侵襲。通過采取一系列措施，加強船舶防范和應(yīng)對海盜劫船的處置能力，最大程度地降低海盜侵襲對船舶造成的破壞，提高對船員生命安全的保護。

4、軸系運行安全。大型船舶的主尺度比較大，船體梁相對柔軟，特別是對于尾機型短軸系的大型船舶，船體結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及高強度鋼的大量應(yīng)用使船體剛度變小，因而船體變形增大；另一方面，船體上的短粗軸系使軸系剛度變大，軸承負荷對船體變形的敏感性加大，使得在不同吃水狀態(tài)下，小的船體變形引起較大的軸承負荷的變化，所以船體變形對軸承負荷的影響應(yīng)該特別注意。

本船通過采用建立“尾部-機艙-貨艙”結(jié)構(gòu)三維立體艙段有限元模型，并計入各種主要裝載工況的重力和浮力分布載荷進行有限元分析計算的方法，對船體“尾部-機艙-貨艙”變形和軸系中心線的垂向相對變形態(tài)勢預(yù)報，以船體變形作為軸系校中的一個輸入?yún)?shù)，進行軸承載荷和位移的優(yōu)化計算，使船舶從設(shè)計階段就消除軸系運行的風(fēng)險，確保了船舶營運過程的安全。

環(huán)境友好

本船滿足已知的和一些即將生效的國際公約和規(guī)則等的要求，如：MARPOL公約、壓載水公約、防污系統(tǒng)控制公約、IMO的其它相關(guān)規(guī)則、船級社規(guī)范、船旗國的相關(guān)規(guī)則、港口國的有關(guān)要求等。

1、防止燃油油類的污染

1）燃油快速回收系統(tǒng)。當擱淺、傾覆等事故發(fā)生后，船上載有的燃油泄漏將對海洋環(huán)境造成的污染，一旦發(fā)生，除了惡劣的環(huán)境污染外，也會給船東帶來重大的經(jīng)濟損失。FORS（Fast Oil Recovery System）快速油回收系統(tǒng)，作為被動的安全系統(tǒng)，通過優(yōu)化船上的系統(tǒng)布置，可以在事故發(fā)生后，利用打撈船上的設(shè)備直接從失事船舶中快速回收艙內(nèi)的燃油，避免燃油外泄，從而減少甚至避免燃油泄漏對海洋環(huán)境的污染，降低回收海面漏油的費用。本船是國內(nèi)首次采用該系統(tǒng)的項目，開創(chuàng)了國內(nèi)此項新技術(shù)應(yīng)用的先河。

2）機艙艙底油污水處理。本船根據(jù)綜合艙底水處理系統(tǒng)（IBTS）要求設(shè)置了新型的艙底水沉淀、收集、處理和排放系統(tǒng)，最大限度的減少了機艙艙底污水油類物質(zhì)的排放。主機空冷器凝水等清潔艙底水更可用于甲板沖洗等用途，為船舶節(jié)約了寶貴的淡水資源。

3）燃油艙保護。為防止船舶自用燃料油由于船殼破損帶來溢油污染的風(fēng)險，本船燃料油艙柜根據(jù)MARPOL公約要求設(shè)置了燃油艙雙殼雙底的保護。

4）防止艉軸管滑油泄漏。艉軸管滑油泄漏是船舶油類污染的來源之一，為盡可能防止艉軸管滑油泄漏造成的污染和經(jīng)濟損失，本船配有帶空氣密封的艉軸管密封系統(tǒng)，該系統(tǒng)在不同吃水下均能良好穩(wěn)定的工作，從而實現(xiàn)艉軸管滑油“零泄漏”。

2、防止生活污水污染。本船采用了真空馬桶系統(tǒng)，最大限度地減少了生活污水的產(chǎn)量。同時，在機艙內(nèi)布置了30m3的生活污水收集艙，用于在生活污水排放限制區(qū)內(nèi)儲存生活污水。

3、防止垃圾污染。根據(jù)最新的MARPOL公約關(guān)于船舶貨物殘留物的排放要求，本船設(shè)計了新型的洗艙水系統(tǒng)，包括便攜式高效洗艙機、洗艙水收集艙，以及洗艙水重力排放系統(tǒng)。為船東在限制區(qū)域內(nèi)處理洗艙水提供了便利的方法。

4、溫室氣體排放控制。本船具有良好的溫室氣體排放控制性能，不僅滿足MARPOL公約還未生效的關(guān)于新船能效設(shè)計指數(shù)的要求，而且滿足MARPOL公約關(guān)于溫室氣體排放到2025年的第二階段的減排要求。

5、SOX排放控制。燃油系統(tǒng)按SOx排放控制區(qū)要求進行設(shè)計，可以使用普通HFO、低硫HFO、柴油以及含硫量低于0.1%的柴油。

由于主機和發(fā)電機使用各自的燃油供油單元，使得低硫油的使用更具靈活性，從而節(jié)省燃油成本，減輕設(shè)備維護工作。

6、防污底系統(tǒng)。除使用符合防污系統(tǒng)控制國際公約要求的油漆之外，本船配置了陰極保護系統(tǒng)和防海生物系統(tǒng)。

7、壓載水控制。本船滿足還未生效的壓載水公約關(guān)于壓載水處理的D-2性能要求，配備2套低能耗高效壓載水處理裝置。該系統(tǒng)具有布置靈活、基本不影響壓載泵壓頭、電功率消耗小且不會增加電站負荷等特點。在滿足公約要求同時，盡可能做到綠色節(jié)能。

8、綠色護照Green Passport。本船根據(jù)2009拆船公約和船級社規(guī)范的要求提供有害物質(zhì)清單，從而實現(xiàn)“綠色拆解”。