我國(guó)超大型油輪深入發(fā)展綜述及對(duì)策研究

申立山 張戴暉

摘 要：大力推進(jìn)“國(guó)油國(guó)運(yùn)”政策，實(shí)現(xiàn)我國(guó)VLCC超大型油輪（Very Large Crude Carrier）的高速發(fā)展一直是近年來(lái)我國(guó)航運(yùn)業(yè)的重中之重。結(jié)合VLCC超大型油輪的自身特點(diǎn)，本文分析了我國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)出影響其發(fā)展的重要因素，并預(yù)測(cè)其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和即將要遇到的困難和瓶頸。利用新的核心技術(shù)和操縱方法，提出了具體的切實(shí)可行的解決措施。

關(guān)鍵詞：超大型油輪;核心技術(shù);操作方法;解決措施

中圖分類(lèi)號(hào)：U674.1? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2020）09-0150-02

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)對(duì)原油的依存度也在逐年升高。而原油的進(jìn)口主要依靠海上運(yùn)輸，其中VLCC超大型油輪起到的作用愈發(fā)明顯?？梢灶A(yù)見(jiàn)到，超大型油輪的發(fā)展必將迎來(lái)一個(gè)嶄新的階段。而船舶大型化、智能化、清潔化的發(fā)展趨勢(shì)也對(duì)我國(guó)超大型油輪的深入發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。

1 超大型油輪的特點(diǎn)

1.1超大型油輪的設(shè)計(jì)和制造特點(diǎn)

VLCC超大型油輪的載重量一般在20萬(wàn)噸到30萬(wàn)噸之間，每航次在滿(mǎn)載情況下可以裝載超過(guò)200萬(wàn)桶原油。巨大的裝載能力也給超大型油輪的設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)了很高的難度，其設(shè)計(jì)和制造水平基本可以代表一個(gè)國(guó)家在造船領(lǐng)域的最高水平。而超大型油輪設(shè)計(jì)和制造的最大特點(diǎn)是成本較高、周期較長(zhǎng)、難度大[1]。

目前，在各種公約、國(guó)際法規(guī)和船級(jí)共同規(guī)范的約束下，已經(jīng)將超大型油輪的設(shè)計(jì)和制造的難度進(jìn)一步提升。這些難度已經(jīng)不僅僅體現(xiàn)在船舶的板材、結(jié)構(gòu)、舾裝、吊裝等工藝上，而是更多地體現(xiàn)在船舶的智能性控制、節(jié)能減排方面。

1.2超大型油輪的操縱特點(diǎn)

VLCC超大型油輪的船舶尺度和船型系數(shù)的特點(diǎn)表現(xiàn)為尺度大（船長(zhǎng)、船寬、船深），長(zhǎng)寬比值較大（約為0.6），方形系數(shù)Cb大（約為0.9）。同時(shí)，其具有載重量大，慣性大，受岸壁效應(yīng)和淺水效應(yīng)影響大，航向穩(wěn)定性較差等特點(diǎn)[2]。而另一方面，其單位排水量功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他種類(lèi)的大型船舶（如大型集裝箱船、大型礦船）。這會(huì)對(duì)超大型油輪的啟動(dòng)、制動(dòng)和停船都造成不好的影響，從而嚴(yán)重影響其操縱性能，對(duì)于船員和引航員操縱船舶進(jìn)行靠泊、錨泊等作業(yè)造成了極大的困難。

2我國(guó)超大型油輪的發(fā)展綜述

2.1 超大型油輪的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展

近年來(lái)，我國(guó)科研單位和研究部門(mén)在超大型油輪的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的引進(jìn)、開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新等方面投入了大量的時(shí)間和精力，也取得了不錯(cuò)的成果。2019年6月22日，由中國(guó)船級(jí)社、上海船舶研究設(shè)計(jì)院、中國(guó)船舶重工大船集團(tuán)、704所、中國(guó)船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院等多家科研單位共同研究設(shè)計(jì)制造的30.8萬(wàn)噸級(jí)VLCC超大型油輪“凱征”輪在大連順利交付并開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。這艘船舶獲得了全球首個(gè)CCS智能船舶附加標(biāo)志，這標(biāo)志著我國(guó)自主研發(fā)的第六代超大型油輪已經(jīng)正式開(kāi)啟了新的設(shè)計(jì)和制造理念[3]。

在節(jié)約成本方面，主要通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中減少消耗來(lái)達(dá)到節(jié)約成本的目的。如利用新式的風(fēng)帆推進(jìn)系統(tǒng)，通過(guò)風(fēng)能的輔助實(shí)現(xiàn)船舶耗油量的減少。早在2018年，當(dāng)時(shí)的中船重工下屬大船集團(tuán)和中國(guó)招商局能源運(yùn)輸公司就下水并測(cè)試了“New Vitality”號(hào)船，這是全球首艘配備了風(fēng)帆推進(jìn)技術(shù)的VLCC超大型油輪。招商局集團(tuán)在2020年5月也宣布，公司已經(jīng)向大船集團(tuán)下單訂造了2艘VLCC，其中一艘船將配備風(fēng)力推進(jìn)。還可以通過(guò)CAD和CFD等技術(shù)，對(duì)船舶的線(xiàn)型和螺旋槳的輪廓進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)改善螺旋槳附近的流場(chǎng)分布和提高螺旋槳與主機(jī)間的功率匹配，達(dá)到提高推進(jìn)效率、降低主機(jī)耗油量的目的。利用IGG系統(tǒng)，在貨艙對(duì)惰性氣體需求量不大時(shí)，不通過(guò)鍋爐而使用輔鍋爐進(jìn)行惰化操作，減少了運(yùn)營(yíng)成本[4]。在制造方面，通過(guò)對(duì)舾裝布置的改良、貨艙分艙的合理布局，縮短建造的周期，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了人工和生產(chǎn)成本[5]。

在環(huán)境保護(hù)方面，“綠色”油輪的概念已經(jīng)成為我國(guó)超大型油輪新的核心因素。在新的公約的約束下，無(wú)論是對(duì)船舶的尾氣、油氣排放，還是對(duì)壓載水的處理都提出了更嚴(yán)格的要求。開(kāi)發(fā)新式的綠色電控主機(jī)，在規(guī)定區(qū)域使用低硫燃油，可以有效減少尾氣中硫氧化物和氮氧化物的排放量。通過(guò)使用VECS系統(tǒng)中的回收設(shè)備，將裝載過(guò)程中產(chǎn)生的大量油氣導(dǎo)回處于岸站的接受裝置中，可以減少因油氣溢出對(duì)大氣的污染。安裝UV型、電解型壓載水處理系統(tǒng)，可以大幅度減少船舶壓載水中微生物的含量[6]。

在保障船舶的安全方面，深入理解結(jié)構(gòu)規(guī)范要求，確保各個(gè)硬件在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的安全性。如通過(guò)貨物泵透平系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于船舶裝卸和途中管理過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控、斷點(diǎn)控制和智能故障診斷[7]。利用船舶液貨智能管理系統(tǒng)可以綜合分析處理液貨系統(tǒng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并可輔助決策，提示工作人員進(jìn)行合理及時(shí)的控制操作，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。優(yōu)化船舶貨油艙和燃油艙，增加其艙殼的厚度，防止發(fā)生溢油事故[8]。

2.2 超大型油輪操縱技術(shù)的提升

在超大型油輪靠泊作業(yè)方面，面對(duì)日益復(fù)雜的操縱局面，很多專(zhuān)家和學(xué)者都進(jìn)行了深入的研究。首先，應(yīng)在作業(yè)水域提前預(yù)設(shè)好潮流數(shù)據(jù)收集點(diǎn)，充分了解和掌握各個(gè)水域或航道的流速流向潮汐的變化。并綜合考慮風(fēng)對(duì)操縱的影響，根據(jù)船舶的具體裝載情況和富余水深，修改具體的引航方案，預(yù)留出充足的入泊時(shí)間。在靠泊過(guò)程中，根據(jù)船首船尾拖輪的功率和具體的風(fēng)流影響，及時(shí)調(diào)整航首航向，提高引航的安全性[9]。

在超大型油輪系泊作業(yè)方面，針對(duì)船舶各處系泊纜繩受力不均勻的現(xiàn)象，研究了風(fēng)向、風(fēng)速、干舷等因素對(duì)系纜力變化的影響。根據(jù)實(shí)際情況，通過(guò)減少泊位長(zhǎng)度和兩倒纜系纜柱之間的距離，或是在船舶的首尾增加倒纜的方法，保證纜繩留有足夠的剩余張力，達(dá)到減少斷纜的可能性的目的[10]。

在超大型油輪錨泊作業(yè)方面，根據(jù)超大型油輪自身的特點(diǎn)，選擇合適拋錨的水深，良好的底質(zhì)，并在和其他船舶或者危險(xiǎn)物標(biāo)之間留有充分的回旋余量。將船舶的航速盡量控制在0.3kn內(nèi)，選擇更合理的拋錨操縱方法，如錨機(jī)拋錨法。該方法更利于降低控制的難度，可以更加穩(wěn)定地控制下錨的速度[11]。

3我國(guó)超大型油輪深入發(fā)展的對(duì)策

3.1加大多方合作，實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)的研發(fā)突破

核心技術(shù)的突破是保證我國(guó)超大型油輪發(fā)展的最根本保障之一。而智能船舶作為新一代超大型油輪的發(fā)展趨勢(shì)，其核心技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)迫在眉睫。核心技術(shù)主要包括先進(jìn)、高效的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、具有數(shù)據(jù)搜集和融合功能的信息平臺(tái)、保障船舶航行安全的智能航行設(shè)備和決策系統(tǒng)、可以完成實(shí)時(shí)監(jiān)控并輔助決策的智能機(jī)艙維護(hù)系統(tǒng)、能效智能監(jiān)控系統(tǒng)、智能配載系統(tǒng)、液貨智能管理系統(tǒng)、輕量化多維度的實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)在超大型船舶中并非只是作為獨(dú)立的個(gè)體存在，而是通過(guò)對(duì)不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、壓縮、傳遞、整合，將多個(gè)系統(tǒng)有機(jī)地融合成一個(gè)高效的具有智能輔助功能的主體，從而幫助駕駛員和管理人員進(jìn)行合理的船舶操縱和控制。最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全的運(yùn)輸和航行[12]。

這些核心技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域，需要不同的科研單位、船公司、海事管理機(jī)構(gòu)等互相配合，合作開(kāi)發(fā)。對(duì)于一些關(guān)鍵的核心技術(shù)，需要集中科研力量，加大自主研發(fā)的科研投入，加快攻堅(jiān)速度，爭(zhēng)取早日掌握超大型油輪技術(shù)研究的主動(dòng)權(quán)。

3.2 做好提前規(guī)劃，加大人才培養(yǎng)力度

專(zhuān)業(yè)的人才是保證我國(guó)超大型油船可持續(xù)發(fā)展的基石。而專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)需要長(zhǎng)期、合理、具有前瞻性的培養(yǎng)計(jì)劃體系。如在科研方向，應(yīng)鼓勵(lì)高校和研究所開(kāi)設(shè)相關(guān)的一級(jí)、二級(jí)學(xué)科和專(zhuān)業(yè)，為我國(guó)超大型油輪領(lǐng)域提供源源不絕的人才資源。在相關(guān)的管理工作領(lǐng)域，應(yīng)加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)交流，順應(yīng)市場(chǎng)的需要，通過(guò)專(zhuān)業(yè)化的培訓(xùn)建立屬于我國(guó)船企的專(zhuān)業(yè)化超大型油輪管理團(tuán)隊(duì)。在駕駛員培養(yǎng)方面，需要制定完備、長(zhǎng)期的培養(yǎng)計(jì)劃，增加船長(zhǎng)、大副、輪機(jī)長(zhǎng)在整個(gè)船員隊(duì)伍中的比例。最終，搭建完成多層次、多領(lǐng)域的我國(guó)超大型油輪人才保證體系。

3.3探索新的運(yùn)營(yíng)思路

在超大型油船高速發(fā)展的同時(shí)，也不能忽略其本身的特點(diǎn)對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生的巨大影響。如當(dāng)市場(chǎng)蕭條時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生運(yùn)力過(guò)剩的問(wèn)題，從而大大提高船公司的運(yùn)營(yíng)成本和人力成本[13]。應(yīng)努力探索在不同經(jīng)濟(jì)和市場(chǎng)條件下的超大型油船運(yùn)營(yíng)思路，如可利用超大型油輪儲(chǔ)油利潤(rùn)空間較大的特點(diǎn)，利用超大型油輪進(jìn)行海上儲(chǔ)油達(dá)到節(jié)約成本的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

超大型油輪的發(fā)展對(duì)于我國(guó)航運(yùn)業(yè)的發(fā)展繁榮至關(guān)重要。應(yīng)堅(jiān)持加大自主研發(fā)力度，加深認(rèn)識(shí)，建立完備的人才培養(yǎng)體系，深入研究不同的運(yùn)營(yíng)方式，全面推進(jìn)我國(guó)超大型油輪的發(fā)展。

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