第13講 水運(yùn)設(shè)備

第13講水路運(yùn)輸設(shè)備主要講授內(nèi)容1、船舶的類型；2、船舶的主要性能和技術(shù)參數(shù)；3、提高船舶裝載能力的基本途徑。水路運(yùn)輸（waterwaytransport）：使用船舶(或其它水運(yùn)工具)，在江、河、湖、海等水域運(yùn)送貨物的一種運(yùn)輸方式。引導(dǎo)案例據(jù)我國(guó)《2006水運(yùn)行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，2006年，全社會(huì)完成水路貨運(yùn)量24.87億噸、貨物周轉(zhuǎn)量55485.75億噸公里，水路貨運(yùn)量、貨物周轉(zhuǎn)量在綜合運(yùn)輸中所占比重分別為12.0%和62.0%。其中，遠(yuǎn)洋運(yùn)輸完成貨運(yùn)量5.44億噸、貨物周轉(zhuǎn)量42577.30億噸公里，分別占全社會(huì)水路貨運(yùn)量、貨物周轉(zhuǎn)量的21.9%和76.7%。引導(dǎo)案例至2006年底，全國(guó)擁有水上運(yùn)輸船舶19.44萬艘，凈載重量11025.71萬噸，比上年末增加847.06萬噸；平均凈載重量567.28噸，比上年末增加76.26噸；集裝箱箱位92.79萬TEU，比上年末增加12.06萬TEU；船舶功率3906.84萬千瓦，比上年末增加266.91萬千瓦。水上運(yùn)輸船舶中，集裝箱船2014艘，集裝箱箱位84.86萬TEU，分別比上年增加15艘和9.55萬TEU。2006年水路集裝箱運(yùn)輸量持續(xù)快速增長(zhǎng)。全社會(huì)水路運(yùn)輸集裝箱2329.74萬TEU、貨運(yùn)量25774.68萬噸，分別比上年增長(zhǎng)20.1%和17.2%。其中遠(yuǎn)洋運(yùn)輸集裝箱1502.44萬TEU、貨運(yùn)量15300.30萬噸，分別比上年增長(zhǎng)7.6%和1.7%。1船舶的概念船舶船舶是指能航行或停泊于水域進(jìn)行運(yùn)輸或作業(yè)工具，按不同的使用要求具有不同的技術(shù)性能、裝備和結(jié)構(gòu)型式。船舶的分類船舶的技術(shù)性能參數(shù)2貨運(yùn)船舶的類型（1）干散貨船（2）雜貨船（3）冷藏船（4）木材船（5）原油船（6）成品油船（7）集裝箱船（8）滾裝船（9）液化氣船（10）載駁船（1）雜貨船（GeneralCargoShip）又稱普通貨船、通用干貨船、統(tǒng)貨船，主要用于裝載一般包裝、袋裝、箱裝和桶裝的件雜貨物（圖1）圖1雜貨船載重量在1～2萬噸左右雜貨船的特征1）載重量一般不會(huì)很大，遠(yuǎn)洋雜貨船總載重量為10000噸～14000噸左右；近洋雜貨船總載重量為5000噸左右；沿海雜貨船總載重量為3000噸以下（由于貨種多，貨源不足，裝卸速度慢，停港時(shí)間長(zhǎng)，雜貨船的載重量過大是不經(jīng)濟(jì)的）。2）為了理貨方便，雜貨船一般設(shè)有2～3層甲板。載重量為萬噸級(jí)的雜貨船，設(shè)有5～6個(gè)貨艙。3）雜貨船一般都裝設(shè)有起貨設(shè)備；4）大多數(shù)雜貨船，每個(gè)貨艙一個(gè)艙口，但少數(shù)雜貨船根據(jù)裝卸貨物的需要，采用雙個(gè)艙口。（2）干散貨船（BulkCargoShip）圖2散裝貨船用于裝載無包裝的大宗貨物的船舶。（根據(jù)總載重量可分4個(gè)級(jí)別）好望角型散貨船：總載重量為100000噸級(jí)以上；巴拿馬型散貨船：總載重量為60000噸級(jí)；輕便型散貨船：總載重量DW為35000噸級(jí)～40000噸級(jí)；小型散貨船：總載重量為20000噸級(jí)～27000噸級(jí)。世界上最大的散裝貨船，稱為“博格斯坦”號(hào)散裝貨船，船長(zhǎng)342.08米，寬63.5米，最大吃水23米，最大載重量364767噸。上海外高橋造船公司于2005年6月10日向臺(tái)灣船東交付的“中華和平”號(hào)17.5萬噸好望角型散貨船，是中國(guó)自主開發(fā)建造的最大散貨船，該船長(zhǎng)289米，兩柱間長(zhǎng)279米，型寬45米，型深24.5米，設(shè)計(jì)吃水16.5米，航速15節(jié)。（3）冷藏船（RefrigeratedShip）冷藏并運(yùn)輸魚、肉、果、疏等貨物的船舶，總稱為冷藏船。引起動(dòng)物食品貨物腐敗的主要原因是微生物的作用；引起植物性食品貨物腐敗的主要原因是貨物本身的呼吸作用。要防止貨物在運(yùn)輸途中發(fā)生腐敗，就必須有效地抑制這兩種作用。因此，冷藏運(yùn)輸作為一種有效的手段，得到了極為廣泛的應(yīng)用。冷藏船（4）木材船（Timbership）木材船是專門用以裝載木材或原木的船舶。這種船艙口大，艙內(nèi)無梁柱及其它妨礙裝卸的設(shè)備。船艙及甲板上均可裝載木材。為防甲板上的木材被海浪沖出舷外，在船舷兩側(cè)一般設(shè)置不低于一米的舷墻?！鞍咨硯X”木材船（5）原油船(crudeoilcarrier)專門用于載運(yùn)原油的船舶，簡(jiǎn)稱油船。由于原油運(yùn)量巨大，油船載重量可達(dá)50多萬噸，是船舶中的最大者原油船（6）成品油船(oilproductcarrier)專門載運(yùn)柴油、汽油等石油制品的船舶。結(jié)構(gòu)與原油船相似，但噸位較小。有很高的防火、防爆要求。成品油船（7）液化氣船(liquefiedgascarrier)

專門運(yùn)輸液化氣體的船舶。所運(yùn)輸?shù)囊夯瘹怏w有液化石油氣、液化天然氣、氨水、乙烯、液氯等。這些液貨的沸點(diǎn)低，多為易燃、易爆的危險(xiǎn)品，有的還有劇毒和強(qiáng)腐蝕性。因此液化氣運(yùn)輸船貨艙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高昂。液化天然氣船(liquefiednaturalgascarrier)液化石油氣船(liquefiedpetroleumgascarrier)

（8）液體化學(xué)品船

(liquidchemicaltanker)

專門運(yùn)輸有毒、易揮發(fā)、屬于危險(xiǎn)品的液體化學(xué)品的船舶，這類船舶出于安全考慮，貨艙區(qū)域均采用雙殼結(jié)構(gòu)，貨艙與其他艙室間采用隔離空艙進(jìn)行分隔。貨艙必須有透氣系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)，有的還設(shè)有惰性氣體保護(hù)系統(tǒng)。貨艙與泵艙須布置足夠大的出入口，保證任何時(shí)候都能順利通行。根據(jù)所運(yùn)貨品的危害性大小，分為I、II、III級(jí)，I級(jí)屬危害性最大的，其貨艙容積必須小于1250m3；II級(jí)則必須小于3000m3；III級(jí)是用于危險(xiǎn)性較小的貨品?！鞍讞钐?hào)”液體化學(xué)品船（9）集裝箱船(Containership)又稱箱裝船、貨柜船、貨箱船，是一種專門載運(yùn)集裝箱的船舶。其全部或大部分船艙用來裝載集裝箱，往往在甲板或艙蓋上也可堆放集裝箱。集裝箱船的貨艙口寬而長(zhǎng)，貨艙的尺寸按載箱的要求規(guī)格化。裝卸效率高，大大縮短了停港時(shí)間。集裝箱船的類型1）部分集裝箱船（PartialContainerShip）。僅以船的中央部位作為集裝箱的專用艙位，其他艙位仍裝普通雜貨。2）全集裝箱船（FullContainerShip）。指專門用以裝運(yùn)集袋箱的船舶。艙內(nèi)可堆放三至九層集裝箱，甲板上還可堆放三至四層集裝箱。3）可變換集裝箱船（ConvertibleContainerShip）。其貨艙內(nèi)裝載集裝箱的結(jié)構(gòu)為可拆裝式的。因此，它既可裝運(yùn)集裝箱，必要時(shí)也可裝運(yùn)普通雜貨。全集裝箱船天津港集裝箱碼頭有限公司簡(jiǎn)介（10）滾裝船

（Roll-onroll-offship）主要用來運(yùn)送汽車和集裝箱的船舶。這種船本身無須裝卸設(shè)備，一般在船側(cè)或船的首、尾有開口斜坡連接碼頭，裝卸貨物時(shí)，汽車或集裝箱（裝在拖車上的）直接開進(jìn)或開出船艙。這種船的優(yōu)點(diǎn)是不依賴碼頭上的裝卸設(shè)備，裝卸速度快，可加速船舶周轉(zhuǎn)。滾裝船（11）載駁船

（BargeCarrier）載駁貨船專門裝載特制箱型駁船的船舶，又稱母子船運(yùn)輸過程：將貨物先裝載于統(tǒng)一規(guī)格的方型貨駁（駁船）上，再將貨駁裝上載駁船（母船）上，載駁船將貨駁運(yùn)抵目的港后，將貨駁卸至水面，再由拖船或推船分送各自目的地。載駁船的特點(diǎn)是不需碼頭和堆場(chǎng)，裝卸效率高，便于海-河聯(lián)運(yùn)。拉希式載駁貨船四種典型的載駁貨船（1）普通載駁貨船

又稱拉西式載駁貨船（LighterAboardShip簡(jiǎn)稱LASH）。它與全集裝箱船一樣，也是一種分格結(jié)構(gòu)的船，艙內(nèi)設(shè)有許多駁格，每一駁格內(nèi)可裝4層駁船，甲板上可堆裝2層。四種典型的載駁貨船（2）海蜂式載駁貨船又稱西比式載駁貨船（See一BeeCarrier)。其特點(diǎn)是沒有艙口，艙內(nèi)設(shè)有三層全通甲板，駁船的裝卸靠船尾設(shè)置的升降平臺(tái)和小車水平滾動(dòng)裝卸駁船。

裝船時(shí)，升降平臺(tái)降到水下一定深度，頂推船將駁船推上平臺(tái)并固定，然后升到各層甲板的高度，再用拖車沿軌道送至指定位置的支座上安放。四種典型的載駁貨船（3）雙體載駁貨船又稱巴卡恃載駁貨船（BargeAboardCatama-ran稱簡(jiǎn)BACAT）。這種船為雙體結(jié)構(gòu)，首部封閉而尾部分開，依靠升降平臺(tái)和甲板上的滾輪裝卸駁船。

（4）浮塢式載駁貨船又稱巴可型載駁貨船，系采用母船沉入一定水深，用浮塢船方式將駁船浮進(jìn)浮出，并可多層裝載駁船。3船舶的組成船舶由船體、動(dòng)力裝置、船舶舾裝、其他裝置和設(shè)備等組成。3.1船體船體由主船體和上層建筑兩部分組成。主船體又稱船舶主體，指上甲板以下的船體，由船殼（船底及船側(cè)）和上甲板圍成的具有特定形狀的空心體，是保證船舶具有良好航行性能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。上層建筑是指上甲板以上的部分，由左、右側(cè)壁，前后端壁和各層甲板圍成。其內(nèi)部主要用于布置各種用途的艙室，如工作艙室、生活艙室、貯藏艙室、儀器設(shè)備艙室等。3.2船舶動(dòng)力裝置和電氣裝備推進(jìn)裝置——主機(jī)經(jīng)減速裝置、傳動(dòng)軸系以驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器(螺旋槳是主要的型式)；為推進(jìn)裝置的運(yùn)行服務(wù)的輔助機(jī)械設(shè)備和系統(tǒng)，如燃油泵、滑油泵、冷卻水水泵、加熱器、過濾器、冷卻器等；船舶電站，它為船舶的甲板機(jī)械、機(jī)艙內(nèi)的輔助機(jī)械和船上照明等提供電力；其他輔助機(jī)械和設(shè)備，如鍋爐、壓氣機(jī)、船舶各系統(tǒng)的泵、起重機(jī)械設(shè)備、維修機(jī)床等。通常把主機(jī)(及鍋爐)以外的機(jī)械統(tǒng)稱為輔機(jī)。區(qū)配電板3.3船舶舾裝包括艙室內(nèi)裝結(jié)構(gòu)(內(nèi)壁、天花板、地板等)、家具和生活設(shè)施(炊事、衛(wèi)生等)、涂裝和油漆、門窗、梯和欄桿、桅桿、艙口蓋等。3.4其他裝置和設(shè)備除推進(jìn)裝置外，還有錨設(shè)備與系泊設(shè)備；舵設(shè)備與操舵裝置；救生設(shè)備；消防設(shè)備；船內(nèi)外通信設(shè)備；照明設(shè)備；信號(hào)設(shè)備；導(dǎo)航設(shè)備；起貨設(shè)備；通風(fēng)、空調(diào)和冷藏設(shè)備；海水和生活用淡水系統(tǒng)；壓載水系統(tǒng)；液體艙的測(cè)深系統(tǒng)和透氣系統(tǒng)；艙底水疏干系統(tǒng)；船舶電氣設(shè)備；其他特殊設(shè)備(依船舶的特殊需要而定)。4、船舶的主尺度表示船體外形大小的主要尺度，通常包括船長(zhǎng)、船寬、船深、吃水和干舷。船舶主尺度是計(jì)算船舶各種性能參數(shù)、衡量船舶大小、核收各種費(fèi)用以及檢查船舶能否通過船閘、運(yùn)河等限制航道的依據(jù)。船舶主尺度示意圖（1）船長(zhǎng)（L）通常使用的船長(zhǎng)有三種，即總長(zhǎng)（LOA）、垂線間長(zhǎng)（LPP）和設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)（LWL）?？傞L(zhǎng)（LOA）指船首最前端至船尾最后端之間的水平距離；垂線間長(zhǎng)（LPP）是首垂線和尾垂線之間的水平距離（首垂線是通過設(shè)計(jì)水線和首柱前緣交點(diǎn)的垂線；尾垂線是通過尾柱后緣和設(shè)計(jì)水線交點(diǎn)的垂線。對(duì)于沒有尾柱的船，尾垂線一般取舵桿中心線）；設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)（LWL）是沿設(shè)計(jì)水線從首柱前緣至尾柱后緣之間的水平距離。

船舶主尺度示意圖（2）船寬：設(shè)計(jì)水線面的最大寬度B稱為型寬。Bmax為最大船寬，Br為登記寬度，是船體最寬處的寬度。3）型深（D）型深D是船體中橫剖面上從龍骨基線到上甲板邊線最低點(diǎn)的垂直距離。4）吃水（T）吃水（T）是龍骨基線至設(shè)計(jì)水線的垂直高度，在有設(shè)計(jì)縱傾時(shí)，首尾吃水不同，則取首吃水（沿首垂線量取的吃水）和尾吃水（沿尾垂線量取的吃水）的平均值；5）干舷（F）干舷（F）指船浮于靜止水面時(shí)自船舷最低處至水面的垂直距離。5船舶的主要性能和技術(shù)參數(shù)（1）浮性指船在各種裝載情況下，能浮于水中并保持一定的首、尾吃水和干舷的能力。根據(jù)船舶的重力和浮力的平衡條件，船舶的浮性關(guān)系到裝載能力和航行的安全。浮性、穩(wěn)性、抗沉性、快速性、耐波性、操縱性和經(jīng)濟(jì)性等。航行性能重量性能容積性能5.1船舶的航行性能5船舶的主要性能和技術(shù)參數(shù)（2）穩(wěn)性是指船舶受外力作用離開平衡位置而傾斜，當(dāng)外力消失后，船能回復(fù)到原平衡位置的能力。穩(wěn)性是與船舶安全密切相關(guān)的一項(xiàng)重要性能。有關(guān)規(guī)范規(guī)定了各類船舶應(yīng)具備的穩(wěn)性標(biāo)準(zhǔn)，所有船舶必須達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)要求。為使船舶具有良好的穩(wěn)性，可采取措施降低船舶的重心，減小上層建筑受風(fēng)面積等措施。5、船舶的主要性能和技術(shù)參數(shù)（3）抗沉性船舶破損浸水后仍保持一定浮態(tài)和穩(wěn)性的能力。即指船體水下部分如發(fā)生破損，船艙淹水后仍能浮于水面而不沉和不傾覆的能力。船舶的抗沉性主要是依靠它留有足夠的儲(chǔ)備浮力和水密分艙來保證的。干舷高度大，則表示儲(chǔ)備浮力大，干舷大還意味著船可以傾斜的角度大，船舶的抗沉性就好。為保障海上航行安全，航行于國(guó)際航線的船舶對(duì)抗沉性的要求必須符合《國(guó)際海上人命安全公約》的規(guī)定，衡量標(biāo)準(zhǔn)。船舶在任何一艙破損進(jìn)水后，仍能滿足抗沉性要求的稱為一艙制；相鄰兩艙破損進(jìn)水后，仍能滿足抗沉性要求的稱為兩艙制；相鄰三艙破損進(jìn)水后，仍能滿足抗沉性要求的稱為三艙制。一般貨船通常達(dá)到一艙制的要求，5船舶的主要性能和技術(shù)參數(shù)（4）快速性是指船舶主要以較小的功率消耗而得到較高航速的性能。（5）耐波性指船舶在風(fēng)浪中遭受由于外力干擾后，仍具有足夠的穩(wěn)性和船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并能保持一定的航速安全航行的性能。耐波性不僅影響船上乘員的舒適和安全，還影響船舶安全和營(yíng)運(yùn)效益等，因而日益受到重視。5船舶的主要性能和技術(shù)參數(shù)（6）船舶的操縱性指船舶能按照駕駛者的意愿保持或改變航速、航向的性能。（7）經(jīng)濟(jì)性是指船舶投資效益的大小。5.2船舶的重量性能船舶的重量性能是表示船舶能裝載多少貨物的能力。5.2.1總載重量（Deadweight）總載重量是指船舶在任意吃水狀況下所能裝載的最大重量，為貨物或旅客，燃料、淡水、船員和行李、供應(yīng)品和備品等航次儲(chǔ)備量及船舶常數(shù)的總和。其值等于該吃水下的船舶排水量與船舶空載排水量之差：DW＝Δx一Δ0式中：DW為總載重量(t)；Δx為船舶夏季滿載排水量(t)；Δ0為船舶空船排水量(t)。5.2船舶的重量性能船舶常數(shù)（Constant）是指船舶經(jīng)過一段時(shí)間營(yíng)運(yùn)后的實(shí)際空船重量與船舶新出廠時(shí)的空船重量的差值?？傒d重量是隨船舶排水量的變化而變化的，與航行區(qū)域和航行季節(jié)有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用和船舶資料中，總載重量一般指夏季船舶滿載排水量與船舶空船排水量之差，其值為定值。5.2船舶重量性能船舶排水量（Displacement）是用船體自由浮于靜水中保持靜態(tài)平衡時(shí)所排開同體積水的的重量。空船排水量：指船舶的空船重量，為船體、船機(jī)、鍋爐、各種設(shè)備、鍋爐中的燃料和水、冷凝器中的淡水等重量的總和。新船空船排水量是一定值，數(shù)據(jù)可查船舶資料。滿載排水量：是指船的空船排水量加上全部可變載荷（貨物或旅客，航次所需的燃料、淡水、壓艙水、食物、船員和行李、供應(yīng)品、備品及船舶常數(shù)）后的重量。通常指夏季滿載排水量。5.2船舶重量性能（weightperformance）

5.2.2凈載重量（Netdeadweight，簡(jiǎn)稱NDW）船舶凈載重量是指船舶在設(shè)計(jì)吃水，按最大續(xù)航里程備足燃油、淡水、供應(yīng)品等狀況下的載重量，它是指船舶在具體航次中所能裝載貨物的最大重量，與航次總儲(chǔ)備量和船舶常數(shù)有關(guān)。NDW=DW－ΣG－C式中：NDW——凈載重量(t)；ΣG——航次總儲(chǔ)備量(t)；C——船舶常數(shù)(t)。5.2船舶重量性能總載重量表示船舶載重能力的大小，凈載重量表示船舶載貨能力的大小。船舶重量性能間的相互關(guān)系滿載排水量空船排水量總載重量?jī)糨d重量航次儲(chǔ)備量船舶常數(shù)5.3船舶容積性能

船舶的裝載能力除受船舶的載重性能限制外，還受船舶容積性能的限制。船舶容積性能是表示船舶裝載多少體積貨物的能力，其計(jì)量單位為立方米（m3）。具體內(nèi)容有：艙柜容積及艙容系數(shù)、船舶登記噸位等。5.3.1艙柜容積指船舶各液、貨艙的總?cè)莘e或其中任一液、貨艙的單艙容積。貨艙容積包括貨艙散裝艙容（Crainspace）和貨艙包裝艙容（Balespace）。船舶出廠時(shí)，一般都附有詳細(xì)的各貨艙散裝艙容、包裝艙容和相應(yīng)的艙容中心位置資料。5.3船舶容積性能5.3.2艙容系數(shù)是船舶載貨性能的重要指標(biāo)，指船舶貨艙的總?cè)莘e與船舶凈載重量之比，即每一凈載重噸所占有的貨艙容積。ω=V／NDW式中：ω——艙容系數(shù)（m3／t）；V——船舶