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超大型集装箱船发展态势
日期:2011-5-11 阅读:3109次

  超大型集装箱船越来越多地采用环保技术。在油价越来越高涨的现实下,船东只会对燃油效率高、使用成本低的船型感兴趣。

  李  源

  根据劳氏统计,世界范围内,船东首次开始订购万TEU以上的超大型集装箱船是在2004年。当时马士基航运在旗下的欧登赛船厂订购了8艘15550 TEU型船,从那时开始,各大型集装箱航运企业纷纷订购超大型集装箱船。截至4月7日,全球共订购了227艘超大型集装箱船,其中2006年、2007年和2008年为集中订购年份,共产生了近80%的订单。这些订单大部分将在2010~2012年交付。

  由于超大型集装箱船的建造难度大,目前主要集中在韩国的几家大型造船厂,中国的中远川崎也占有一定的市场份额,欧登赛船厂在2004年获得订单后,已没有后继订单。所有船厂中,现代重工(含现代三湖)获得的订单量最大,共88艘,其次为三星重工和大宇造船,分别为53艘和51艘。

  现代重工超大型箱船系列

  10000~10050TEU型“COSCO Asia”号船

  2005年,现代重工获得中远集团订购的4艘10050TEU型船,首艘“COSCO Asia”号船2007年8月交付,是韩国船厂建造的首艘超大型集装箱船。

  该船舶为双壳体,边舱和底舱为燃油舱和压载水舱,其中两个底舱在货物装卸时也用于防横倾。船上设10个货舱,其中8个布置在机舱前部,提供32个集装箱货位,2个位于机舱后部,提供10个集装箱货位。货舱内最多可装载4882TEU,甲板上可装载5168TEU,船上配800个冷藏箱(FEU)插座,上甲板上设绑扎桥。采用麦基嘉公司吊离式舱口盖,每个舱口盖由4个面板组成,全船共有78个面板,每个面板重量不到40吨,可由岸上起重机轻松操作。

  主机采用现代重工生产的MAN B&W 12K98ME型柴油机,转速为94 r/m时可提供68640千瓦的功率,90%最大持续功率下,航速为25.8 kn。船上还配有4台现代重工生产的柴油机驱动的交流发电机,每台输出功率3325千瓦。同时主机上还装有一台KangRim废气利用装置,螺旋桨为叶梢外倾的6叶定距桨,空泡特性较好,船首装有1台3000 千瓦的川崎推进器,船壳外表面采用无锡自抛光防污漆,可增加耐久性。

  11388~11400 TEU型“CMA CGM Andromeda”号船

  2006年达飞轮船向现代重工订购8艘11388TEU型船,合同总价值12亿美元。该批船舶中的首艘“CMA CGM Andromeda”号船于2009年3月交付。

  该船舶船宽较大,稳性好,不同的吃水条件下,均拥有较好的推进效率。船上设10个货舱,其中8个位于机舱前部,2个位于机舱后部。货舱内可装载5844TEU,甲板上可装载5544TEU,船上设800个冷藏箱插座。采用吊离式舱口盖,每个舱口盖由4块面板组成,面板重量不到40吨,方便岸上起重机操作。船上设横跨的绑扎桥。该船舶采用优化截面形状的贝克舵以及叶梢外倾螺旋桨以减少空泡。为增加船壳外表面的耐久性,船上采用无锡自抛光防污漆和外加电流阴极保护系统。

  该船舶是世界上首艘配有“燃油快速回收系统”的集装箱船,通过该系统可以在无需经过船壳的情况下对液舱的燃油进行快速回收,以防止海上油污染,该系统之前仅用于油船。该船舶还拥有多项环保新技术,包括采用电控主机,优化燃油和润滑油消耗,可以分别减少3%和25%的消耗;优化船体设计,采用前缘扭转舵改进船舶水动力特性;安装前置设备,有利于在停靠时使用替代性电源等。

  三星重工超大型箱船系列

  13800~14000TEU型“MSC Daniela”号船

  2008年底,三星重工向地中海航运交付了当时世界上第二大集装箱船“MSC Daniela”号。该船舶总长366米,型宽51.20米,吃水15.60米,居住舱室可容纳38人。该船舶拥有7个主货舱和25个集装箱绑扎桥,装箱量为13800TEU,甲板上还布置有1000个冷藏箱插座。主机采用MAN B&W 12K98MC-C型低速柴油机,转速为104r/m时输出功率为72240千瓦,驱动1个直径为9100mm的6叶Mecklenburger Metallguss定距螺旋桨。此外,该船舶的辅机采用4台MAN B&W 7L32/40型中速柴油机,转速为720r/min时输出功率为3500千瓦,同时采用HSJ7 807-10P型交流发电机和7.2kV的三星配电盘。为提高船舶操纵性,该船舶除安装贝克舵外,还配有2个1700 千瓦的川崎KT-157B5型船首推进器和2个直径为2200mm的4叶定距螺旋桨。安全设备包括2艘容纳34人的救生艇、4艘容纳20人的救生筏和4艘容纳6人的救生筏。

  另外,“MSC Daniela”号还拥有如下设计特点:为满足SOLAS对大型集装箱船桥楼可视度的规定,该船将甲板室和机舱分离,甲板室的前移增加了装箱量,亦可减少压载水。桥楼和居住区位于燃油舱顶部,燃油舱位于甲板室下受保护的区域,满足IMO关于燃油舱保护的要求。船体采用高强度钢可减少船体重量和提高船体强度。

  16000TEU型船

  2007年,三星重工完成了16000TEU型船设计方案。该船舶长400 米,宽57 米,深30 米,采用1台14缸81013 千瓦(104 r/m)发动机驱动单桨,服务航速可达25kn,目标航线为东亚至欧洲,经苏伊士运河。

  据了解,该船舶的设计方案中采用了双岛式上层建筑,驾驶室和生活区位于船前部,机舱位于船后部,燃油舱布置在生活区下方(常规的集装箱船驾驶室和机舱都位于船后方),驾驶室位于前部,增加了可视性,且与生活区布置在机舱上方相比,该方案船首区域的集装箱装载量可增加5%~6%,生活区的噪声水平和振动水平也较低。由于驾驶室和机舱分离,该船舶的强度得以加强,且操作效率增加了10%。

  三星重工将1艘16000 TEU型船与2艘8000 TEU型船作过比较,结果表明,16000 TEU型船具备明显的规模经济,而且环保性更好,其燃油消耗量比2艘8000 TEU型船减少35%~40%。

  大宇造船超大型箱船系列

  18000 TEU“3E”型船

  2月份,马士基向大宇造船订购10艘18000 TEU型船,每艘造价1.9亿美元,将于2013~2015年交付。该型船不仅是目前世界上最大的集装箱船,被称为“3E”型,而且其环保特性也相当优异。该船舶单位集装箱产生的二氧化碳排放量将比“Emma Maersk”号少20%,比目前亚欧航线上运营的船舶平均排放量少50%。另外,其单位集装箱燃料消耗量将比未来几年将要交付的用于亚欧航线的13100 TEU型船少35%。马士基称,还将在今年内下单建造另外20艘同等规模新船,预计总投入57亿美元,且该公司今后几年所有新造船都将采用与该船舶同样的技术。

  该型船舶长400 米,宽59 米,深7.3 米,最高航速为23kn,比“Emma Maersk”号低2kn。降低航速使得船舶对动力的需求也降低了,该船舶动力需求仅为65000~70000 千瓦,而“Emma Maersk”号的动力需求为80000千瓦。另外,该船舶采用双机双桨双尾鳍推进系统,推进系统消耗的动力约比“Emma Maersk”号单机单桨推进系统少4%。

  “3E”型船采用2个直径为9.8m的4叶螺旋桨,“Emma Maersk”号则采用1个直径为9.6 m的6叶桨。“3E”型船的螺旋桨布置可提供更大的推进动力,桨叶数的减少降低了阻力。

  “3E”型船采用2台MAN柴油机,每台可产生32065千瓦的动力,燃料消耗量为168 g/kW·h。也有消息称该船的推进系统可能采用大宇造船与MAN柴油机公司合作开发的LNG推进系统。船上还安装了废热回收系统,可利用发动机废热,进一步减少了燃料消耗。

  为减少船舶对环境的影响,该船舶所有建造材料都将记录在“摇篮至摇篮”护照中,这表示当船舶退役时,该档案将确保所有材料能以最安全、最有效的方法被重新利用、回收或处置。

  由于尺度的限制,该18000 TEU型船将仅用于亚欧航线,能停靠的港口很少。

  有分析机构认为,这些船舶交付后,可能穿梭航行于两个主要港口,再使用其他小型船舶将货物运送到支线,这样的运营模式将会极大地改变目前的集装箱航运市场。实际上干散货航运市场也在开发类似的运营模式,比如即将交付的淡水河谷“中国最大型”矿砂船将在巴西和中国之间穿梭运输铁矿石。

  STX造船超大型箱船系列

  13000TEU型“MSC Beryl”号船

  2007年,STX造船从希腊NIKI航运公司接到9艘13000 TEU型船订单,合同总价值15亿美元。去年9月,首艘“MSC Beryl”号成功交付。

  该船舶是首艘13000TEU型及以上入级GL、满足IMO能效设计指标要求的集装箱船,船长365.8米,宽48.4米,深29.9米。在设计水深下,持续功率为85% MCR时,服务航速为25.2kn,最大航速可达27.5kn,航速为25.2kn时续航力超过20600nm。甲板上可装载1150FEU独立冷藏集装箱,并可采用集装箱运输危险品。

  该船舶主机采用1台STX MAN B&W 12K98MC-C7型柴油机,输出功率为98280 BHP(104 r/m),与STX造船设计的9.3米直径螺旋桨相匹配。该船的设计还充分考虑了船员对舒适生活环境的需求,采用了STX造船特有的螺旋桨设计,使得生活区的振动较低,小于1.0mm/sec,与高级别旅游船相当。船上安装扭曲全吊舵,能效增加约2%~3%。

  当在港时,“MSC Beryl”号使用替代船用动力系统,能利用岸上电源,减少废气的排放。另外,该船可使用含硫量少于0.1%的低硫柴油,可减少硫化物排放量。

  22000TEU型船

  2008年,STX造船向外界透露完成了22000 TEU型船的开发,该船型长460米,宽60米,高30米,甲板区的宽度相当于4个足球场。开发了单桨和双桨两个版本,单桨的情况下航速可达24~26 kn。该船舶经济效率较高,与已有的超大型集装箱船相比,单位集装箱的运输成本可减少40%以上。

  欧登赛船厂超大型箱船

  15550 TEU型“Emma Maersk”号船

  2006年8月,世界首艘超大型集装箱船“Emma Maersk”号在丹麦欧登赛船厂下水,迄今为止该船型共建造了8艘。该船舶长398 米,宽56.4米,马士基过去曾称该船舶的装箱量为11000 TEU,这实际上是由于计算方法的不同,马士基按14吨/TEU计算,该船舶可装载11000TEU,而按通常的最大装箱量来算则是15550TEU。

  该船舶与前一代相比,长度上并未增加太多,但宽度增加明显,型宽达到了56米。该船舶与同时期的集装箱船在外观上区别明显,甲板室和烟囱布置在船中部,整个结构宽度较小,顶部是一个全宽的封闭式驾驶桥楼。由于船型较大,该船舶首次采用了大型14缸直列式柴油机,柴油机上配4台ABB TPL85-B涡轮增压机。另外,该船舶采用1个重量为135吨,直径9.6米的Mecklenburger Metallguss螺旋桨,转速102 r/m时航速可达25 kn,经苏伊士运河往返亚欧航线仅需63天。

  船上采用一套废热回收系统,将1台蒸气涡轮与1台ABB动力涡轮PTL3200发电机相连,可提供8500千瓦的额外功率,由此可节省10%以上的燃油消耗。船的首尾各安装一个推进器,每台可产生25吨的横向推力,协助船舶操纵。船上还安装可在海上冲洗压载水舱、在港时将压载水在舱室间移动的系统。水下船体采用硅树脂涂层,增加流线型效应,每年可节省1200吨燃油。

  在超大型集装箱船领域,马士基航运一直在引领潮流,2004年向欧登赛船厂订购了世界上第一艘超大型集装箱型船(15550 TEU) “Emma Maersk”号,掀起业界订购万TEU以上型船的浪潮。今年马士基10艘18000TEU型船的订单又成为业界的一枚重磅炸弹。18000TEU型船不仅装箱量巨大,而且采用众多新技术,增加环保性的同时大大节省了运营成本。

  其实综观以上列举的若干种超大型集装箱船,可以发现船舶越来越多地采用环保技术,比较常见的有主机废热回收技术、在港时使用岸上电源、优化船体设计和采用环保涂层等。因为超大型集装箱船本来就是为了产生规模效应、降低运营成本而生的,在油价越来越高涨的现实下,船东只会对燃油效率高、使用成本低的船型感兴趣。

  另外,当船型越来越大时,设计者必须对船型作较大的改变才能解决存在的技术难题,同时越来越严格的规则规范要求也促使建造厂持续开发新船型。如“COSCO Asia”号船在船型设计上与常规的集装箱船类似,但上层建筑却布置在距船尾1/4船长的位置上; “Emma Maersk”号船则将上层建筑前移至近船中处;三星重工16000 TEU型船的开发方案将上层建筑进一步前移。

 

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