探讨CPNW航线的节油举措

杜建军



摘要:本文从远东美西航线的优化选择,考虑了大洋环流和气象等因素,结合船舶运营实际情况,提出并尝试了诸多节油措施,获得了一定的效果,同时提高了船员的节能意识和技能,培养了船员注重细节,从点滴做起的良好节能习惯。
关键词:船舶 航线 节能 举措
0 引言
目前,不少船公司都在探寻积极有效的船舶节能方法,其实,船舶节能在很多方面都可以实现,从船长的角度考虑,是结合航线实践,如何利用水文气象,选择和优化航线,也就是在实施航行计划过程中,如何根据实际情况不断调整航线,是每个船长所面临而必须考虑的问题。
1 ?远东美西航线(CPNW)靠港顺序和航经水域
靠港:上海洋山港—加拿大王子港、温哥华—美国西雅图港,俄罗斯海参崴或纳霍德卡港(加油),香港—盐田—宁波—上海洋山港,航次往返周期为42天。
航经水域:中国沿海、日本海、津轻海峡(宗谷海峡、第四千岛海峡(chetverty kunlskiy proliv))、北太平洋、阿留申群岛、白令海、乌尼马克海峡、阿拉斯加湾南部、加美沿岸。
2 ?航线与航程选择(如图示A)
北太平洋的大洋航线与航程选择
图中1线+3线:上海-津轻海峡-大圆-乌尼马克海峡-大圆-王子港,航程4636海里。
图中2线+3线:上海-宗谷海峡-第四千岛海峡(chetverty kunlskiy proliv)-大圆-乌尼马克海峡-大圆-王子港,航程4621海里。
图中4线+2线:西雅图-大圆-乌尼马克海峡-大圆-第四千岛海峡(chetverty kunlskiy proliv)-宗谷海峡-香港,航程5746海里。
图中4线+1线:西雅图-大圆-乌尼马克海峡-大圆-津轻海峡-香港,航程5754海里。
从以上图示A中的航线可以看出,在夏季天气良好情况下,上海洋山港至加拿大王子港最佳的航线为图中1线+3线,美国西雅图港至香港最佳的航线为图中4线+1线,但在冬季则不然,主要是考虑千岛群岛和阿留申群岛之间是世界最著名的大风浪区如图示B、C,由于受冬季日本东部频生气旋(处于气旋移动中发展和加强阶段的海域)以及勘察加半岛附件的冷流亲潮和暖流黑潮的交汇地带,再加上冰岛低压和阿留申低压的活动海域,另外还要受西伯利亚高压东移、南下时边缘地带坏天气的影响和库页岛、鄂霍次克海附近低压东移入海带来的狂风恶浪。除了鄂霍次克海1-4月份有冰况不利于船舶安全航行以外,即不考虑走鄂霍次克海(宗谷海峡、第四千岛海峡(chetverty kunlskiy proliv)),其他时间5-12月份可以视天气情况选择走宗谷海峡或津轻海峡以避开千岛群岛和阿留申群岛之间的大风浪区,尤其是西雅图港至香港的航线选择。
3 ?几个特殊情况的航线和航程选择
3.1 ?充分利用勘察加半岛附件的冷流亲潮
亲潮冬季流速1-2kn,夏季0-1kn,选择沿着千叶群岛南下的航线如图示C红色粗航线,举例:2014年2月份COSCO FELIXSTOWE 102航次西行,由西雅图返航香港,为了使船舶能受到更多的堪察加半岛南部和千叶群岛附近的亲潮的顺流,还能避开大风浪区,船舶受到气旋外围顺风影响提高了航速,虽然该航线比图示A中的1线多绕航了38海里(往北多走并沿岸航行),但是能利用大约50小时的顺流,按提高速度平均2.0节/小时来计算,就赚了100-38(绕航)=62海里,也就节约燃油11.5吨。如果千叶群岛南部天气恶劣,还可以选择经过宗谷海峡驶日本海,航程节约8海里,相差不多(图示A中的图中2线),不但可以避开大风浪,而且西行在宗谷海峡附近受顶流的概率要小(由于宗谷海峡比津轻海峡受日本黑潮的影响小),最终达到节油的效果。
3.2 ?利用比较稳定的暖流黑潮
如天气条件允许,船舶应充分利用比较稳定的暖流黑潮,其流速2-2.5kn,以及北太平洋海流,流速为1-2kn。选择东行航线,如上海洋山港至王子港,如图示C中的红色细航线,让船舶航线尽量沿着黑潮主轴运动方向,以便船舶能受到更强顺流影响,反之亦然。
上述北太平洋的大洋航线与航程的选择,除CPNW航线外,美东线、美西线和美湾线,只要航经乌尼马克海峡均有借鉴意义,笔者曾在上述各航线都进行了实践,节油效果明显。
4 ?中国沿海航线之选择
以往在中国沿海航行时,我们的航线选择尤其是大型船舶,往往考虑到船舶的通航密度、环境、气象等因素而尽量远离海岸,大型船舶驾驶员都有为了航行安全而远离海岸的习惯。
近年来,随着我国沿海通航环境的变化、渔船造船工艺水平的提高和渔船船员对国际海上避碰规则的理解,渔船航行秩序的变化和进步,近海岸生态环境的恶化使得沿海岸鱼群量显著减少,由此渔船作业范围从原来的近海已延伸至外海,导致大型船舶即使远离沿岸航行也没有减少对渔船避让的概率,这不仅是增加了航程而且又极大地增添了本船避让渔船之风险。
经过几年来的观察和实践,发觉近岸水域渔船和大型船舶反而相对较少,由此减少了船舶尤其是渔船的避让概率。改变以往航线设计时过分强调远离海岸航行一定是安全的惯例,把航线设计在恰当的水域是明智的,尽可能地达到减少避让小型船舶尤其是大范围的渔船群概率。
应在保证船舶安全航行的前提下尽可能地缩短、优化航线。举例:上海港至宁波或南下香港如图示D,选择小板门水道(黄色线)和外甩礁(两兄弟屿)东部的航线(黑色线)相比较将节省航程26海里,即省下燃油4810公斤,如果选择东福山附近航线(红色线)比外甩礁(两兄弟屿)东部航线减少航程15海里,将减少燃油损耗达2775公斤。大型船舶在选择走小板门水道时应充分考虑到船舶当时的通航密度,确保过小板门水道安全;东福山附近水域尚可,经笔者多次实践比外甩礁(两兄弟屿)东部航线通航环境好且节约航程如图示D的红色航线。
另外CPNW航线东西航行如果都走对马岛西部(朝鲜海峡)比对马岛东部(对马海峡)航线的话能节约航程16海里,如图示C中的蓝色、紫色航线对比。
5 ?加美沿岸航线的选择
加拿大王子港驶温哥华或西雅图港时充分利用比较稳定的寒流加利福尼亚流(北太平洋海流的南支)流速1-2.5kn,航线设计时尽量沿着寒流主轴即距加拿大沿岸10海里左右的方向设计航线,既节约航程又充分利用了比较稳定的顺流如图示C。
6 ?北太平洋气象的实践与分析
跨洋航行,船长对气象知识的掌握和预判能力是提高节油水平的关键。船长在气象资料的获取来源方面应多样化,气象导航公司开发的船用气象导航BRIDGE软件如图B,图文并茂是船长的好帮手,再加上气导公司为船舶提供的气象文字资料,给船长分析大洋气象带来了很多便利,但是船长要提高气象预判的准确性方面仅靠上述资料是不够的,因为任何气象资料都不是完美的。增加气象获取渠道对船长来说就显得重要了,如美国NOAA的tgftp.nws.noaa.gov(船舶通过邮件方式接收PDF传真气象图)和日本的JMH传真图以及EGC、NAVTEX等气象信息,然后把多渠道获得的信息进行综合分析比较,最后得出的结论才更有可靠性和科学性,尤其是冬季的温带气旋、反气旋和台风以及日本东部的“气象炸弹”生成发展和移动路径的分析预判上;船长对大洋气象的精确掌握和预判准确能力为船舶适时调整航线和航速、降低季节性恶劣天气的不利影响产生积极作用,还能为船舶避免和减少顶风、顶浪航行,增加船舶顺风顺浪航行的概率,帮助船长选择最经济的航线和航速使船舶安全、准时、高效节能地到达目的港具有重要意义。
7 ?节油举措实践
7.1 能否真正有效执行和落实本船的能效管理计划(SEEMP)是节油的关键,在日常船舶工作中加强节油知识的学习、培训,在讨论交流中激发节油灵感和新举措。
7.2 对耗油设备的掌控和保养也是节油的关键,如控制运行副机的台数和及时调节使用大、小副机;保证主副机燃油系统良好工况,及时检修、更换工况欠佳的高压油泵、喷油器等,减少燃油系统的跑、冒、滴、漏,日常清洗滤器等轻油沉淀后尽量重复使用。经常清洗废气锅炉和辅助锅炉烟道;船舶停泊期间,条件允许时,尽量减少其他不必要的设备的运行,如主机滑油泵、机舱风机等,以降低副机负荷,尽量使用1台小副机。
7.3 船长和轮机长的沟通协调和配合能力也是节油的关键,船长要主动将航行计划和气象信息传递给轮机长;轮机长也要主动将机电设备、“四机一炉”的情况和保养计划告知船长,然后共同协商优化主机转速,达到最节油的目的。
7.4 在天气良好的情况下,使用恒定主机转速即根据班期总时间和航行里程平均分配转速有一定的节油优势,但是在冬季或天气恶劣时恒定主机转速就具有一定的局限性了,船长应根据天气和流的不同影响采取不同的转速,顶风、顶浪航行时适当减速,顺风顺流时,提高转速,优化滑失率,并应适时根据不同的风流情况调整航线和航速,笔者在放洋航行实践中会在驾驶台写下加减速度量化命令,置于雷达旁提醒驾驶员:55RPM平均船速(无风流时16.0kn)超过16.5kn时通知机舱加速到62RPM,如62RPM平均船速(无风流时17.8kn)小于18kn通知机舱降到55RPM(5400TEU船舶)。
8 ?船岸互动实践的节油举措
8.1 公司需要定期对同航线同类型的船舶进行燃油消耗公示和评比,并对连续获得优胜船进行适当的奖励,提高船舶对节油的主观能动性。
8.2 船长与轮机长商定的转速计划要详细说明并列明理由,并反馈岸基有关人员,加强船岸互动。
8.3 MOC岸基人员通过监控船队动态,并将所有船长反馈的航段简评进行分析和评估,并把船舶反馈的航段简评内容进行提炼、总结和提升,再反馈到各船舶,以便指导各船船长如何优化主机转速达到最节油的目的。
8.4 船长应积极地、主动地与航线调度、代理等部门保持联络、沟通,通过一切必要的途径及时地获取进出港动态信息,并在有关部门的支持下,努力减少锚地候泊和缩短码头作业时间,将腾出的时间用于海上,避免主机长时间高速运转,从而实现真实意义上节能目标。把安全、准班、节能有机地结合在一起,协同港方,通报本船抵港时间,以便让港方及时地作出计划,做到船抵港后即能有码头靠。做好与后续港口代理间沟通,及早地通报上一港预离时间,让后续港口适时地作出计划,当获取新的动态计划时,船长应能做到及时地调整主机转速,并尽可能多地采用经济航速,精心控制抵港时间,努力降低燃油消耗。船长应能充分地预料到可能会出现的码头假日工班不足、堆场有限、气候变坏等的不利因素,协同港方早作打算,努力地缩短码头停留时间,将时间用在海上,为主机多开慢转速创造条件,避免造成燃油过度的损耗。假定船在码头推迟一小时离港,按跨洋航行常速17.2节(5400TEU型船舶)计(不考虑气象因素影响),以主机每增加1转/分,航距为0.313海里计(航距与本船的螺旋桨直径有关,可以通过本船的LOADING MANUAL或试航报告中查找),需航时55小时才能抢回这晚离的一小时,然而按中集给定燃油指标每海里消耗为185公斤计,那么在这55小时中燃油多消耗了3182公斤,即每小时多耗57.9公斤。以洋山港至鲁博特王子港常规航时225小时为例,晚离港1小时所造成的后果,燃油将多消耗13,017公斤。若是推迟3小时或12小时离港,那么由此造成的燃油损耗将更多。因此,船长应积极地沟通各方并与各方保持统力协作,尽可能地缩短或减少锚地、码头停留时间是走节能的一条根本出路。
8.5 ?船长、大副应在岸基预配方案出台前多提些装载建议给岸上预配员,及时将本船的TANK CONDITION告知岸上预配员,并协助岸上预配员提高对船舶状况的熟知程度以及提升后续各港口的预配载的前瞻性,根据本航次货载特点及历次各港装卸载数据比较与分析,预算各航段间的燃油消耗量并及早地进行预配载模拟计算,在达到符合船舶强度、弯矩、稳性等的各项基础上,尽可能地将剩余燃油集中在船中部位,并在此基础上努力地减少压载水在船存量;又应在满足弯矩、强度、稳性等的状态下避免或减少船舶重点舱的产生,充分发挥人的因素,使节能工作具有前瞻性。预配方案来船后船长、大副应能及时地进行详细审核,做好本航次所装载箱量的前后、上下位置间的轻重搭配,通常是重箱积载在船舯、下层部位,而轻箱则积载在上层和前后位置。应充分注意到不适当纵倾、横倾对船速的影响、因吃水导致螺旋桨沉深变化对推力和转矩的影响,增加压载水对主机功力负荷和船速的影响,以及进出港时船底富裕水深导致的船舶浅水效应对船舶操纵和航速的影响,恰当的艏倾能在同样的推力下提高航速。
9 ?结束语
节油工作犹如海绵里的水,只要愿意挤,总会有的。而船舶的运营成本,涉及诸多方面,燃油消耗无疑占有极大的比例,因此,在油价居高不下的情况下,能否有效节约燃油就意味着船舶节能的关键,此点已越来越得到公司管理层和船长们的共识。对于跨洋航线上的大型高速集装箱船舶来说,实际燃耗往往与船舶载货、吃水、吃水差、主机工况、主机功率在各航段的合理分配、航线选择等诸多因素有关,而航线选择合理与否往往是诸多因素中的关键,其影响举足轻重,而船长因此起着不可或缺的作用。
参考文献
[1]《航海气象学与海洋学》中华人民共和国辽宁海事局、大连海事大学组织编写.陈家辉、张吉平主编.
[2] 美国NOAA气象局的文件传输协议(file transfer protocol)
[3]美国WNI WEATHERNEWS气导公司BRIDGE软件
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