新建大中型造船企業(yè)規(guī)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(yè)規(guī)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(yè)在規(guī)劃前期的重要基礎(chǔ)工作之一?？倛D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(guān)人士參考。

新建船廠 總圖布置 布局

1 前言

大中型造船企業(yè)一般具有占地面積大，廠房和場地配比適當，起重設(shè)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(dǎo)，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(yè)的選址離不開面向開闊聯(lián)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(wǎng)絡(luò)的社會條件。

規(guī)劃建設(shè)新的大中型造船企業(yè)要符合國家的政策要求、獲得地方政府的支持以及建設(shè)者具有一定的投資能力，這里僅就規(guī)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(chǎn)能

規(guī)劃前期的首要任務(wù)是初步確定造船品種和產(chǎn)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(yīng)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(diào)查和分析基礎(chǔ)上，確定規(guī)劃中船廠的主導(dǎo)產(chǎn)品和兼顧產(chǎn)品。

在造船品種基本確立的基礎(chǔ)上，初估造船產(chǎn)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(jù)已有普通商用船造船廠的產(chǎn)能統(tǒng)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(shù)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(yīng)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(jié)合國內(nèi)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(shù)量。同時開工船舶的數(shù)量對舾裝碼頭的長度、船塢(臺)的數(shù)量和尺度、廠房和場地的布局以及設(shè)施和設(shè)備的選型具有重要的指導(dǎo)意義。

(3) 年度鋼材和管材加工能力的估算。按照產(chǎn)品種類和每年造船艘數(shù)，參考同類產(chǎn)品所需的鋼材噸數(shù)和管材根數(shù)，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(chǎn)能力和平面、曲面分段的個數(shù)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(yù)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(nèi)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(yù)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(nèi)涵區(qū)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(shè)施和設(shè)備都與基準鋼板尺度有關(guān)。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(guī)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(guān)乎造船廠規(guī)模和布局,并對投產(chǎn)后的工藝技術(shù)和生產(chǎn)能力有巨大影響，因此在規(guī)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(jīng)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(shè)成本要考慮，但鋼板尺度增大帶來的長遠經(jīng)濟效益是無形的。

其次，基準鋼板尺度與確定的年產(chǎn)量正相關(guān)，基準鋼板尺度作為一項重要的規(guī)劃建設(shè)依據(jù)，實際上并不意味著所有的船型都用這個尺度的鋼板?？梢詫⒒鶞输摪宄叨确譃槿箢悇e，第一類長×寬=20以上×4以上m，適用于年產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量100萬dwt的中型船廠。

基準鋼板尺度直接影響船體工藝設(shè)備的選型。預(yù)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(shù)，工位吊車的起重能力和運輸設(shè)備能力等無不和基準鋼板尺度有關(guān)。各類船體廠房和場地的長度、跨度，工位大小，堆場面積，廠區(qū)主要道路的寬度等也是以基準鋼板尺度為基本出發(fā)點確定的。

基準鋼板尺度的選擇范圍較寬泛，但規(guī)劃前期的選擇則應(yīng)非常慎重，船廠一經(jīng)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(chǎn)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(zhuǎn)折和回流，生產(chǎn)效率較高。

L型布置：到船塢(臺)以前的流程有一個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)折和回流較少，生產(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)折和回流較多，對長久的生產(chǎn)效率有影響。

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

值得一提的是廠房的開口朝向，應(yīng)盡量避開冬季的主要風向，這可以減少對常年在里面作業(yè)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(zhuǎn)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(chǔ)上，分解到各工序是一項復(fù)雜而繁瑣的工作。在規(guī)劃前期可不做精細的分解，大致估算即可，在規(guī)劃后期再進行優(yōu)化調(diào)整。粗略的分解方法，無非就是搜集相關(guān)船型和先進船廠工程資料進行參考借鑒。

一般情況下，應(yīng)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(shù)；

(3) 每日切割鋼板張數(shù)；

(4) 每月曲面分段出產(chǎn)個數(shù)；

(5) 每月平面分段出產(chǎn)個數(shù)；

(6) 每月管子加工根數(shù)。

根據(jù)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(shè)備為主要制作手段的工序，如鋼材預(yù)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(shè)備參數(shù)，推算出所需數(shù)量、工序面積和廠房、場地尺度和跨數(shù)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(shù)以及起運能力。

機裝、電裝、甲裝、居裝等舾裝型生產(chǎn)設(shè)施和物資倉庫、變電站、各種氣站等生產(chǎn)保障設(shè)施以及辦公、設(shè)計、培訓(xùn)、生活等生產(chǎn)輔助設(shè)施，可根據(jù)造船主流程相應(yīng)配套，這里不再贅述。

在高度社會化的今天，船廠的外委、外協(xié)是大量的。新建船廠可根據(jù)當?shù)氐木唧w條件，在規(guī)劃前期選擇對外協(xié)作的項目，對規(guī)劃的定位極為重要。

4 船塢(臺)區(qū)域的布置

船塢或船臺的數(shù)量和尺度不僅僅取決于同時開工船舶的數(shù)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(qū)域的吊車起重能力和數(shù)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(yīng)與船塢(臺)相當，寬度一般應(yīng)大于塢(臺)寬度的1/2。

塢(臺)后方最好應(yīng)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(nèi)45～60 m，大型龍門吊的軌道延伸至碼頭延長線，塢口外可?？恳欢▏嵨坏拇?，用于卸載大型物件(如主機等)。

大尺度造船塢加設(shè)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(tǒng)相對復(fù)雜，且中間塢門會增加建設(shè)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(shè)成本的情況也需提前考慮。

以上兩點應(yīng)在船塢規(guī)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(shè)置大型龍門吊是現(xiàn)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(nèi)合攏以及大重型物件吊裝必不可少的設(shè)備。

大型龍門吊形式和技術(shù)參數(shù)需要論證的內(nèi)容很多，但在規(guī)劃前期至少應(yīng)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(jīng)就基本確定了。一般情況下，龍門吊跨度=一側(cè)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(cè)距離(≤5 m×2)+船塢(臺)旁平臺的寬度+另一側(cè)軌道距船塢(臺)旁平臺的距離(≤5 m)。

(2) 吊重?？砂凑兆畲罂赡艿姆侄畏碇亓?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(shè)計時要求為翻身時吊重的1.3倍。

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

大型龍門吊的造價昂貴，規(guī)劃初期不僅僅要合理考慮技術(shù)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(yīng)能滿足至少同時?？棵看瑝](臺)預(yù)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(guī)劃初期必須論證清楚，是否有必要建設(shè)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(fā)，離岸式碼頭后方平臺的設(shè)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(xù)建，不僅難度很大，且費用更高。

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

7 結(jié)語

新建大中型造船企業(yè)規(guī)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(yè)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。

U673

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