球鼻艏利于节约燃料费用

2013-06-28 16:26 | 国际海员服务中心网 船舶设计


更好的球鼻:原始船体(左)以及根据选择1优化后的船体(右)

无论是船体的整体建造还是局部建造,我们都可见其前景乐观。在这个减速航行的时代,船球鼻艏的改装非常有利于集装箱船节约燃料费用。燃料效率将继续成为航运业未来几年内的主要话题。众所周知,新船燃料效率设计的一个关键因素就是船体的优化。然而,球鼻艏优化而带来的费用节支效果鲜为人知,以至于人们在设计中往往会忽略它的再设计与改装。

船体的整体设计无疑可以大幅减少燃料成本,而实际上球鼻艏部分的优化也可能带来相当显着的燃料效率收益,这种情况对现今频繁处于不同于一般设计条件下运营的大型高功率集装箱船尤为明显。

针对13,000 TEU集装箱船的球鼻艏改装船体优化技术的领先者德国劳氏船级社(GL)旗下公司FutureShip(未来船舶)摒弃了单一的理论设计点,在实际操作信息的基础上使用先进的电脑技术进行船体设计改装。正如近期一个项目所表明的,FutureShip这一举措从此开启了船体优化能显着节省燃料成本的大门,即便是球鼻艏这样的小部件的改装亦可提高燃料效率。

FutureShip深切明白改装其13,000 TEU船队球鼻艏所能产生的节支效益。可以用“改装工程越大,其潜在收益也越高,而相应的改装费用也高”来归结改装的可行性。于此便产生了两大选择:

选择1:(较大幅度)对船只吃水线以下部位以及防撞舱壁前部都进行改装

选择2:(较小幅度)对船只吃水线以下部位以及船首垂线前部进行改装

FutureShip提供了船舶一整年的操作数据记录。根据重量比(10%-25%)不同,将有关速度和吃水深度的数据库压缩成了8个速度/吃水组合代表集。优化的目的便在于根据这8个操作状态各自在这一年操作时间内的时间份额减少它们的燃料消耗。

已针对船首部分建成了相应的参数模型并应用了多达26个自由参数以供对一系列可能的球鼻艏形状进行评估。并对此区域加以一定的约束以达成球鼻与剩余船体间的平稳过渡。约对20,000个船首变量做了调查并根据操作信息最终确定2个达最佳性能结果的船体形状。

不出所料,选择1的应用增加了船舶的灵活性而得到了最佳的燃料成本收益。选择1在非设计条件下达到预期的11%的收益,相当于在实际操作条件下年燃料节省率约3.5%。相对的选择2的预期收益达6%,相当于节省约1.8%。“数值试航”(实船高保真计算机流体动力学模拟方案)以及模型测试均得出此结果。

改装投资的回本时间取决于船队大小、租约的修船厂以及油价的发展状态,实际情况中为2至8个月不等。从实验结果可看出,以任意一方的标志来看,球鼻艏改装都有其收益价值。

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