MARIC 20.8萬(wàn)噸綠色散貨船設(shè)計(jì)特點(diǎn)

次洪恩 謝仲安

中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院（MARIC）自主研發(fā)的20.8萬(wàn)噸綠色環(huán)保散貨船，主推節(jié)能、環(huán)保、安全、營(yíng)運(yùn)便利的設(shè)計(jì)理念，并且得到歐洲多家主流航運(yùn)公司認(rèn)可。截至2013年收到訂單累計(jì)超30艘。

20萬(wàn)噸級(jí)散貨船最早由日本Universal船廠建造，最初主要用于從澳大利亞紐卡斯?fàn)柛圻\(yùn)輸煤炭到日本。該型船載重量范圍約為20.3萬(wàn)～20.9萬(wàn)載重噸，總長(zhǎng)小于300米，型寬50米，設(shè)計(jì)吃水一般為16.1米，結(jié)構(gòu)吃水約18.4米。該船型是可以通過澳大利亞紐卡斯?fàn)柛劭诘淖畲蟠?，因此被稱為紐卡斯?fàn)栕畲笮停∟EWCASTLEMAX）。

節(jié)能：油耗48.8噸/日

MARIC開發(fā)的20.8萬(wàn)噸散貨船總長(zhǎng)約299.95米，型寬50米，型深24.9米，設(shè)計(jì)吃水16.1米，服務(wù)航速為14.5節(jié)，主機(jī)采用MAN B&W 6G70ME-C9.2-TII，油耗約48.8t/day。該船將節(jié)能、環(huán)保、操縱方便以及營(yíng)運(yùn)安全等特點(diǎn)集于一身，其中最大特點(diǎn)就是節(jié)能。

該船在線型設(shè)計(jì)中貫徹多點(diǎn)優(yōu)化的理念，不僅注重降低結(jié)構(gòu)和壓載吃水的油耗，同時(shí)考慮到目前多數(shù)船舶降航速運(yùn)營(yíng)的實(shí)際情況，優(yōu)化時(shí)兼顧了低航速段的性能。線型經(jīng)過多輪CFD優(yōu)化，并經(jīng)模型試驗(yàn)驗(yàn)證，具有優(yōu)秀的油耗指標(biāo)。采用高效螺旋槳配合尾部節(jié)能裝置，可進(jìn)一步降低油耗。

該船為直立船首，與傳統(tǒng)的球鼻首線型相比，不僅可以有效增加船舶的載重量，同時(shí)在滿載吃水航行時(shí)有良好的耐波性，有效降低在波浪中航行的阻力，減小燃油消耗。

主機(jī)采用MAN B&W公司的綠色超長(zhǎng)沖程的G型主機(jī)，采取降功率/降轉(zhuǎn)速使用，匹配更大直徑螺旋槳，提高推進(jìn)效率。另外，主機(jī)進(jìn)行低負(fù)荷油耗優(yōu)化，雖然在一定程度上犧牲了持續(xù)功率下的油耗表現(xiàn)，但在經(jīng)濟(jì)航速段的油耗得到了較大幅度的降低。

在EEDI 第0 階 段（2013 年1月1 日 到2014 年12 月31 日）的船舶需滿足MEPC.232（65）決議案對(duì)最小裝機(jī)功率的要求。如果采用最小功率線方法，最小裝機(jī)功率最小為17214kW，但選擇該功率點(diǎn)將導(dǎo)致主機(jī)在經(jīng)濟(jì)航速段，燃油消耗率將增加約3g/kWh，不利于降低營(yíng)運(yùn)成本。船舶的主機(jī)功率為15131kW，采用簡(jiǎn)化評(píng)估方法，進(jìn)行波浪增阻模型試驗(yàn)。結(jié)果證實(shí)主機(jī)功率及對(duì)應(yīng)的扭矩均滿足規(guī)范要求。

另外，將結(jié)構(gòu)分艙進(jìn)行了充分優(yōu)化，合理設(shè)置壓載艙容積，控制完整工況的彎矩；通過調(diào)整貨艙艙長(zhǎng)的方法，降低貨艙進(jìn)水狀態(tài)的中垂彎矩，并且在分艙優(yōu)化時(shí)同時(shí)兼顧施工工藝的要求。設(shè)計(jì)彎矩降低為空船結(jié)構(gòu)重量控制提供了較好的基礎(chǔ)，保證了在相同吃水下?lián)碛懈蟮妮d重量。

同時(shí)，采用燃油加熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)對(duì)燃油進(jìn)行處理。該系統(tǒng)利用沉淀柜和日用柜的熱油來(lái)局部加熱燃油儲(chǔ)存艙的燃油，使其達(dá)到適宜駁運(yùn)的溫度，供主輔機(jī)使用。僅安裝少量加熱盤管作為應(yīng)急使用。其主要優(yōu)點(diǎn)是降低了加熱盤管的熱交換損失，節(jié)省鍋爐燃油消耗；減少了加熱盤管用量和泄露風(fēng)險(xiǎn)，降低船東修船成本和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

在輔機(jī)節(jié)能方面，對(duì)機(jī)艙大功率設(shè)備采用變頻技術(shù)，如冷卻水泵，風(fēng)機(jī)等，并且設(shè)置節(jié)能管理系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)對(duì)變頻設(shè)備進(jìn)行功率管理，在不同航行工況、不同主機(jī)負(fù)荷及環(huán)境條件下可實(shí)現(xiàn)功率的最佳匹配，達(dá)到節(jié)能的效果。同時(shí)，機(jī)艙風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)噪音降低，減少了對(duì)船員的影響。

在廢熱利用方面，除主機(jī)廢氣經(jīng)濟(jì)器外，組合鍋爐中增加發(fā)電機(jī)廢氣經(jīng)濟(jì)器，不僅在航行工況及港內(nèi)停泊狀態(tài)都可以有效利用廢熱資源。

環(huán)保：滿足公約最新要求

在環(huán)保設(shè)計(jì)上也具有非常突出的特點(diǎn)。其中，該船燃油艙、滑油艙均采用雙殼保護(hù)，降低了意外泄油引起污染的可能性。設(shè)置新型的艙底水沉淀、收集、處理和排放系統(tǒng)，最大限度的減少了機(jī)艙艙底污油類物質(zhì)的排放。尾管滑油使用對(duì)環(huán)境無(wú)污染的的生物油，避免了尾管滑油的泄露污染。安裝的壓載水處理系統(tǒng)可滿足IMO 的D-2處理要求，同時(shí)為滿足部分壓載水管理公約非締約國(guó)對(duì)壓載水管理的特殊要求，可采取順序法置換壓載水。

主機(jī)SOx、NOx、顆粒物等的排放滿足MARPOL公約最新要求，設(shè)置低硫油艙，可滿足排放控制區(qū)對(duì)硫化物排放的要求。

經(jīng)過線型優(yōu)化，并選擇高效螺旋槳和低油耗主機(jī)后，該船EEDI指標(biāo)滿足IMO對(duì)2020年以后交付的船舶的CO2限排指標(biāo)要求，CO2排放降低20%以上。

該船根據(jù)《2009年香港國(guó)際安全與環(huán)境無(wú)害化拆船公約》的要求，提供有害物質(zhì)清單（IHM），從設(shè)計(jì)建造階段控制有害物質(zhì)使用，減少對(duì)環(huán)境的影響，可以實(shí)現(xiàn)船舶“綠色拆解”。

配置兩臺(tái)3000m3/h壓載泵

除節(jié)能和環(huán)保等重要特點(diǎn)之外，該船在操作便利以及營(yíng)運(yùn)安全方面也下了不少功夫。該船配置兩臺(tái)3000m3/h 壓載泵，可以滿足大型礦砂碼頭裝貨速度的要求?？紤]到船東的日常營(yíng)運(yùn)需要，頂邊艙設(shè)置排舷外閥，方便壓載水重力式排放。而且設(shè)置大排量掃艙泵，避免了由于掃艙不及時(shí)造成的裝貨損失。

該船在貨艙底墩設(shè)置洗艙管系接口，而且相鄰貨艙之間底墩兩側(cè)設(shè)置人孔蓋，方便船員洗艙作業(yè)。在頂邊艙設(shè)置獨(dú)立的洗艙水艙和污水艙，避免洗艙水對(duì)環(huán)境敏感地區(qū)的影響。

通常重壓載貨艙在壓載/排壓載操作時(shí)通過艙蓋上的百葉窗進(jìn)行透氣，操作完成后需關(guān)閉百葉窗以避免壓載水從其中晃蕩出來(lái)。若壓載/排壓載作業(yè)時(shí)船員忘記打開百葉窗，將導(dǎo)致貨艙承壓過大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞。該船重壓載貨艙增設(shè)透氣帽，壓載/排壓載作業(yè)不需要開啟百葉窗，避免了由于操作失誤而導(dǎo)致貨艙損壞的可能性。

在營(yíng)運(yùn)安全方面，該船在相對(duì)隱蔽的位置設(shè)置防海盜安全艙室，并對(duì)進(jìn)出通道、通風(fēng)、飲水等采取一系列措施。同時(shí)，還安裝有船舶保安報(bào)警系統(tǒng)（SSAS），在遭遇海盜劫持或武裝攻擊時(shí)可通過該系統(tǒng)，向主管當(dāng)局發(fā)送船對(duì)岸保安警報(bào)，最大程度地保證船員安全。