沿海敞口与非敞口集装箱船的技术经济性比较

程　红，丁锦君，王守亮

(扬州海翔船舶科技有限公司，江苏 扬州 225009)



沿海敞口与非敞口集装箱船的技术经济性比较

程红，丁锦君，王守亮

(扬州海翔船舶科技有限公司，江苏 扬州 225009)

摘要：对沿海航区125.8 m敞口与非敞口集装箱船的主要技术参数、船舶建造成本、船舶营运成本、成本回收周期及投资收益等统计数据进行了比较分析,以方便船东根据不同的需求来选择自己满意的船舶，也为今后设计同类型船舶提供技术参考。目前此2种船型船舶均已正常投入使用，船东反映良好，实船经济技术指标达到设计要求。

关键词：沿海船；敞口；非敞口；集装箱船；技术经济分析

0引言

近年来，沿海航线特别是武汉至洋山港航线的一些集装箱船船东，在船舶设计初期经常会徘徊在是选择敞口集装箱船还是非敞口集装箱船之间。经过大量的计算及调查工作，充分掌握了这2种船型的技术参数以及船舶建造成本、营运成本和成本回收周期及投资收益的有关数据，对这2种船型进行了总结。本文主要以125.8 m集装箱船为例，从上述四方面对敞口与非敞口集装箱船这2种船型的技术经济性进行比较。

1主要技术参数比较

1.1主要要素

本文所选的125.8 m集装箱船有敞口和非敞口这2种船型，其船长、型宽、型深、航区、船员配备、设计箱型及主要机电设备均相同，区别在于舱口盖的配备对船舶性能的影响，主要表现在船舶的干舷、装箱量、货物重心高度以及受风面积的影响，相关技术参数对照见表1。

从表中可以看出，非敞口型船比敞口型船最大装箱量超出近7%，最大装箱重更是超出17%，这是由2种船的特性决定的。敞口集装箱船没有舱口盖的保护，货舱极易上浪及进入雨水，这对船舶的稳性极为不利，为了确保安全，敞口船所取干舷大，装箱重小。非敞口集装箱船舱口盖为风雨密型,货舱内不用考虑上浪及雨水的侵入，故非敞口船干舷小，装箱重大。单从这方面看，非敞口型船更加具有优势，但是非敞口集装箱船由于舱口盖上堆装大量集装箱，亦有货物重心和受风面积大的缺点，对船舶的装载要求高。

表1　主要技术参数对照表

1.2集装箱装载布置

1.2.1敞口集装箱装载布置

125.8 m集装箱船(敞口)共装载1CC型集装箱832 TEU, 详细布置如图1所示。

(1)货舱内(774 TEU)：第1货舱装载7列4行8层计218 TEU；第2货舱装载7列6行8层计336 TEU；第3货舱装载7列4行8层计220 TEU。

(2)机舱甲板上(58 TEU)：尾甲板室左右舷分别装载3列2行5层计58 TEU。

1.2.2非敞口集装箱装载布置

125.8 m集装箱船(非敞口)共装载1CC型集装箱890 TEU,详细布置如图2所示。

(1)货舱内(382 TEU)：第1货舱装载7列4行4层计106 TEU；第2货舱装载7列6行4层计168 TEU；第3货舱装载7列4行4层计108 TEU。

(2)舱盖上(448 TEU)：第1货舱装载8列4行4层计128 TEU；第2货舱装载8列6行4层计192 TEU；第3货舱装载8列4行4层计128 TEU。

(3)机舱甲板上(60 TEU)：尾甲板室左右舷分别装载3列2行5层计60 TEU。

1.3稳定航行性安全指标

相同尺度的敞口船和非敞口船稳性浮态以及各装载工况各不相同，本文选取2种船型的典型装载工况进行比较，具体指标分别见表2。

图1　125.8 m集装箱船(敞口)集装箱布置

图2　125.8 m集装箱船(非敞口)集装箱布置

表2　稳性安全指标

从表2中可以看出，不论是敞口型，还是非敞口型集装箱船,在船舶装载全部货箱和最大装箱重时,实际初稳性高度≥0.30 m，横倾进水角处复原力臂≥0.20 m，最大复原力臂≥0.20 m，稳性衡准数≥1.0；最大复原力臂对应角沿海航区敞口船≥15°，非敞口船≥25°。本船因船宽与型深比B/D=2.099>2，最大复原力臂对应角根据《国内航行海船法定检验技术规则》(2011)及其2014年修改通报(以下简称“法规”)的要求进行减小，正常控制在20°～25°间，均满足“法规”要求。但船舶航行时仍然要注意，特别是敞口型船舶在货舱有大量雨水和上浪进水浸入时,要及时打开货舱舱底水排放系统，保证船舶的航行安全。

(1)该计算装载状况是船舶设计的基本状况,若船舶在营运中的实际装载超过稳性计算书中的基本状况时,应在船舶出航前核算稳性,以保证船舶的航行安全。

(2)船舶稳性不符合规范要求而必须采用永久性水压载时,须征得用船单位和验船部门的同意,并采取有效措施,以保证压载的可靠性。

(3)稳性计算虽已符合规范要求,但仍应注意船舶装载、气象和水文情况,并谨慎驾驶。

(4)船舶开航前,应检查船舶的浮态,合理调整压载水,使其尽可能保持正浮,初始横倾角应不超过0.5°。

2建造成本比较

2.1船体建造成本

根据《国内航行海船建造规范》(以下简称“规范”)对2种船型的结构计算后发现：这2种船型主船体、上层建筑及甲板室结构以及甲板机械、主要舾装设备基本一致，船体建造成本基本相同，建造成本的差异主要在于舱口盖。由于非敞口型船的舱口盖上装有集装箱，属于重型舱口盖，用料多、制造安装精度高、运输吊装困难，需要多工种协同作业，因此，非敞口型船船体建造成本相对高些。2 种船型主要船体建造成本具体统计数据见表3。

表3　船体建造成本对照表

2.2轮机和电气建造成本比较

敞口集装箱船和非敞口集装箱船主推进系统、动力系统以及轮机电气的设备基本相同，2种船型主要区别在于货舱舱底水系统、通风系统以及货舱消防系统。机电建造成本对照表见表4。

2.2.1货舱舱底水系统

敞口船货舱极易上浪和进入雨水。为了保证船舶安全，货舱的舱底水的抽排需要额外考虑。除加大货舱污水井容量以及机舱的舱底泵排量外，还需要配置应急舱底泵，供机舱舱底泵失效时使用。非敞口船的舱底水系统的配置按常规配置即可。敞口船的舱底水系统要复杂一些，造价也相对高些。

2.2.2货舱通风系统

敞口船货舱没有舱口盖，通风条件好，“法规”要求的通风次数少；非敞口船通风条件差， “法规”要求的通风次数多，风机风量大。非敞口船还需要设置专门的进风口。非敞口船的通风系统复杂些，造价也相应高些。

2.2.3货舱消防系统

这2种船型由于舱口盖原因，灭火系统有很大的差别。

非敞口船一般设有固定式二氧化碳系统，用于对货舱进行保护。由于使用二氧化碳保护的前提条件是被保护的处所应相对密封，敞口船显然不具备这样的条件，因此“法规”对敞口船做了明确的要求：一般敞口船采用水灭火系统，总吨小于5 000的船舶应可以使用消防水带保护，总吨大于5 000的船舶应可设置水雾灭火系统。相比较而言，非敞口船的货舱消防系统成本要高些。

2.2.4电气设备

这2种船型对于电气系统配备来说，总体上是相似的。由于敞口船货舱极易上浪和进入雨水，所以这些船舶需设置货舱舱底水高位报警装置，并应在机舱与操纵处所设置视觉与听觉报警。另外，由于非敞口船消防系统一般采用固定式二氧化碳系统，因此，二氧化碳施放报警系统对于非敞口船来说是必不可少的。

表4　机电建造成本对照表

2.3船舶总建造成本汇总

船舶总建造成本由船体建造成本和机电建造成本两大部分组成。由于2种船型建造成本影响最大的是舱口盖，因此非敞口船的总建造成本明显高些。船舶总建造成本对照表见表5。

3营运成本比较

营运成本主要由人工、油耗、管理费用以及设备折旧等组成，其中管理费用以及设备折旧人为主观因数较大，无法量化统计，故本文不作考虑。敞口船因为没有开启和关闭舱口盖的工作，可以大大缩短停港时间，降低港口费用；非敞口船设有风雨密舱口盖，舱口盖上装载集装箱配载要求高，装卸货不方便，码头停靠时间长，同时由于舱口盖体积大、重量重，对于装卸货的码头要求较高。从表6、表7看出，无论是武汉到洋山港短航线运输，还是舟山至广州点对点较长航线运输，非敞口船的营运成本相对较高。

表5　船舶总建造成本对照表

表6　营运成本对照表(以武汉到洋山港为例)

表7　营运成本对照表(以舟山至广州点对点为例)

4成本回收周期及投资收益比较

4.1投资成本及回收周期比较

船舶投资成本主要有实际投资建造资金以及资金利率组成。假设船舶按设计满载装箱量装载,选取武汉至洋山港和舟山至广州点对点2种特定航线进行比较发现，敞口集装箱投资成本小，航线短，经常停港，使得敞口型成本回收周期短；长航线点对点航行时敞口型成本回收周期长。投资成本及回收周期对照表见表8。

4.2投资收益比较

非敞口集装箱船跟敞口集装箱船由于装箱量不同，营运成本不同,收益也不相同，文中列举数据为1年期收益，详见表9、表10。

从表9、表10一年期收益对照表可以看出, 短航线经常停港时，敞口型船年收益高；长航线点对点航行时非敞口型船年收益明显高。

5结语

综上所述，沿海航区敞口船与非敞口集装箱船各有优劣：敞口船具有建造成本低、装载灵活方便、码头停靠时间短等优点,但装箱量少；非敞口集装箱船装箱量大，但是装卸货不方便，建造、营运成本高。因此，航线短、经常停靠港口的船舶，以及江海直达船舶建议优先选择造价低的敞口型集装箱船；航线较长、靠港次数少的船舶优先选择非敞口型集装箱船。目前第1批125.8 m敞口与非敞口集装箱船均已成功投入使用,经济效益、航行性能良好，得到船东的广泛认可。

表8　投资成本及回收周期对照表

表9　一年收益对照表(以武汉至洋山港)

表10　一年收益对照表(以舟山至广州点对点)

参考文献:

[1]中华人民共和国海事局.国内航行海船法定检验技术规则[M].北京:人民交通出版社,2011.

[2]中华人民共和国海事局.敞口集装箱船法定检验技术暂行规则[M].北京:人民交通出版社,2008.

中图分类号：U674.13+1

文献标志码：A

作者简介：程红(1977—)，女，助理工程师，从事船舶工程设计工作；丁锦君(1981—)，男，助理工程师，从事船舶轮机设计工作；王守亮(1982—)，男，助理工程师，从事船舶电气设计工作。

收稿日期：2015-10-12