摘要：從船舶不同航速、主機燃油消耗與航速的關(guān)系、船舶航速的選擇以及控制燃油消耗的注意事項等幾方面進(jìn)行介紹，旨在為船舶經(jīng)營(yíng)者提供一種思路，即根據不同的經(jīng)營(yíng)需求，通過(guò)選擇不同的船舶航速并加強燃油相關(guān)操作的管理，有效控制燃油成本的支出，以實(shí)現船舶綜合經(jīng)營(yíng)效益的最大化。
關(guān)鍵詞：航速；成本；燃油消耗；燃油操作
2008年世界經(jīng)濟危機后的航運市場(chǎng)仍未走出低谷，隨著(zhù)近期BDI指數的再次走低和燃油價(jià)格的節節攀升，各航運公司都在動(dòng)足腦筋降低成本、提升經(jīng)營(yíng)效果。其中，控制船舶航速、降低燃油消耗是降低船舶成本的一項重要方法。
燃油費用通常占船舶全部營(yíng)運成本的40%左右，在變動(dòng)成本中占比更大，可達70%或更高。而燃油消耗與航速的選擇關(guān)系密切。因此，討論航速和燃油消耗的管理具有非?，F實(shí)的意義。
一、航速
船舶在建造時(shí)，通常已由設計人員根據主機的功率和轉速、螺旋槳的匹配和船型等因素為其確定了一個(gè)設計航速。在主機、螺旋槳的選擇和安裝以及船舶建造質(zhì)量符合設計要求時(shí)，該實(shí)際航速與設計航速相近。
船舶航行中的實(shí)際速度主要取決于推動(dòng)船舶前行的動(dòng)力，即主機的有效輸出功率，同時(shí)也與風(fēng)、浪等各種阻力和螺旋槳的效率有很大關(guān)系。本文主要研究對主機轉速的調節，而對風(fēng)浪等外部阻力的變化不予探討。
推動(dòng)船舶前進(jìn)的主機有其標定功率(即最大持續功率MCR)，但船舶在正常航行中一般選擇留有10%~15%儲備的持續使用功率，或以更低的功率運行，以防止主機超負荷運轉而對機器造成損傷。
通過(guò)選擇不同的主機轉速(或功率)，船舶經(jīng)營(yíng)者可以選擇不同的船舶航速：設計航速、經(jīng)濟航速、最佳盈利航速。
1.設計航速
船舶按設計航速航行時(shí)，主機以持續使用功率運行。就傳統機型來(lái)講，在這種負荷下，主機的運行工況最佳，燃燒充分，發(fā)揮的效率最好，“每千瓦小時(shí)油耗”也最低。
絕大多數船舶經(jīng)營(yíng)者在航運形勢不是特別差時(shí)都選擇這樣的設計航速運行，以保持主機的良好運轉工況和最低的每千瓦小時(shí)油耗，從而減少主機的維護保養工作，降低機器零部件的消耗，同時(shí)也保證按時(shí)完成船舶航次任務(wù)。
2．經(jīng)濟航速
我們通常所說(shuō)的經(jīng)濟航速，是指“每海里燃油消耗”最低的航速，而不是前述的“每千瓦小時(shí)油耗”最低的航速。
船舶經(jīng)營(yíng)者選擇經(jīng)濟航速，往往是在航運形勢不佳、運費收入較少的情形下作出的決策，旨在減少燃油消耗、降低燃油成本。但這樣會(huì )拉長(cháng)航次時(shí)間。此時(shí)，主機的功率低于持續使用功率(CSR)，轉速和負荷也都較低。
3.最佳盈利航速
對于船舶經(jīng)營(yíng)者來(lái)說(shuō)，船舶在按設計航速或經(jīng)濟航速航行時(shí)，都不一定能達到最佳盈利效果。
最佳盈利航速指的是船舶盈利效果最好的航速。它不是一個(gè)固定值，而是隨貨物運價(jià)、燃油價(jià)格和船舶成本等收入和成本變化而變動(dòng)的。
船舶盈利效果為運費收入減去經(jīng)營(yíng)成本。因此，最佳盈利便是追求收入與成本之差的最大化：可以是在運價(jià)高時(shí)為抓住盈利機會(huì )盡量提高航速，在單位年度內增加航次數量，提高盈利效果；也可以是在航運市場(chǎng)低迷時(shí)，通過(guò)減速節油來(lái)減少虧損，此時(shí)往往會(huì )出現“跑得越快、虧得越多”的現象。所以最佳盈利航速是個(gè)變量，受市場(chǎng)和成本等多重因素影響，需由船舶經(jīng)營(yíng)者統籌測算后選定。
二、燃油消耗
在其他條件一定時(shí)，主機的功率與船舶航速成3 次方正比，而主機功率與油耗幾為線(xiàn)性關(guān)系。因此，主機油耗與航速也為3次方比例關(guān)系，航速下降可以大幅降低主機的油耗。表1為某船(總載重噸 30000t)在不同航速時(shí)的單位油耗：
船舶主機的正常工作范圍較為寬廣，從最低穩定轉速到額定轉速都可以工作。在其工作區間內，有一個(gè)最理想的工況點(diǎn)新船是在設計航速附近(額定負荷90%左右)，此時(shí)每千瓦小時(shí)的耗油率最低。隨著(zhù)轉速的降低，主機油耗會(huì )大幅下降。但是，就傳統機型來(lái)講，長(cháng)期在低速區低負荷運行會(huì )給機器帶來(lái)一系列負面影響，如效率降低、燃燒不良、摩擦加劇等， 這將增加機器的維護保養工作量，同時(shí)增加備件、物料的消耗。
三、航速的選擇
船舶在經(jīng)營(yíng)中，經(jīng)營(yíng)人到底該選擇什么航速?是設計航速、經(jīng)濟航速，還是其他航速呢?這要取決于貨物運價(jià)、燃油價(jià)格和船舶的固定成本，以及是否屬于班輪運輸。因為在班輪運輸的情況下，為了維持準班率，經(jīng)營(yíng)者不會(huì )輕易改變航速。
經(jīng)濟航速只考慮了最低航行成本，而忽略了盈利情況，在市場(chǎng)環(huán)境好、盈利空間大的形勢下，選擇采用經(jīng)濟航速反倒“不經(jīng)濟”。因此，經(jīng)濟航速通常在市場(chǎng)處于低位時(shí)選用。
船舶航行于設計航速時(shí)，主機運行工況最佳。因此，在貨源充足、運價(jià)理想且油價(jià)適中時(shí)，應該選擇設計航速，“多拉快跑”，爭取最大盈利。
在貨物運價(jià)和燃油價(jià)格及船舶成本一定時(shí)，可以進(jìn)行測算，通過(guò)建立模型選擇不同船速下船舶每天的盈利效果，對計算結果進(jìn)行比較，選取經(jīng)營(yíng)效果最佳時(shí)的船速航行。
以上述30000t級船舶為例，若該船裝載28000t 貨物從A港到B港，航程10000 n mile，其設計航速為19.2kn，此時(shí)的油耗為59.8 t/d。
若按19.2 kn的設計航速航行，兩港間所需航行時(shí)間為520.8 h (21.7 d) ，主機所耗燃油為1297.7 t。
若按15 kn的經(jīng)濟航速航行兩港間所需航行時(shí)間 為666.7 h (27.8 d) ，主機所耗燃油為788.9 t。
很顯然，采用經(jīng)濟航速可以節省508.8 t燃油，但亦需為此多航行約146h (6.1d) 。
那么，最佳盈利航速又該如何選擇呢?這要看運價(jià)水平與燃油價(jià)格和船舶固定成本。簡(jiǎn)單來(lái)講，可以計算出不同航速時(shí)的每犬盈利效果。每天盈利最好時(shí)的航速就是最佳盈利航速。
四、控制燃油消耗的注意事項
(1)通過(guò)合理調節航速來(lái)調整燃油消耗。
(2)在加裝燃油時(shí)要保證正確的品種、質(zhì)量和數量，燃油質(zhì)量或數量的偏差都會(huì )帶來(lái)直接的經(jīng)濟損失。
(3)為了保證燃油在船舶的正常使用和發(fā)揮出應有的效率，在日常管理中需要注患以下幾方面事項：
保證各項相關(guān)操作的安全，防止燃油的跑冒滴漏。
合理控制好燃油從駁運、沉淀、分離凈化到儲藏和加溫、過(guò)濾和使用的各個(gè)過(guò)程中的溫度、黏度，保證符合品質(zhì)要求的燃油進(jìn)入主機燃燒。
對主機燃油輸送泵、高壓油泵、噴油嘴等燃油相關(guān)設備及部件進(jìn)行正確的維護保養，保證這些設備的良好工況。
保持主機燃燒室的狀況和密封正常，適時(shí)檢查活塞環(huán)、活塞頭、缸套和進(jìn)排氣閥(口)的情況，為燃油的充分燃燒提供保證。
保證包括空冷器、透平、空氣濾網(wǎng)和進(jìn)、排氣閥(口)在內的進(jìn)、排氣道的暢通，提供充分燃燒所需的充足空氣，并保證排煙的暢通。
對于新型電噴類(lèi)主機來(lái)講，降速航行對機器工況的影響較小，而傳統機器則會(huì )產(chǎn)生較多問(wèn)題。主機長(cháng)期低速運轉，會(huì )對燃油系統、汽缸和缸頭內部件以及 渦輪增壓器造成負面影響，因此，在降速航行時(shí)，除了要關(guān)注上述注意事項外，還需要相關(guān)管理人員和船員予以重視并采取對應措施：
調節和控制好高壓油泵、油頭、燃油和度和爆壓，在需要時(shí)調整燃燒提前角，保證燃燒及時(shí)、完全和平穩。
保持適當(較高)的冷卻水溫度。
此外，就船舶燃油消耗的管理，良好副機工況的保證也很重要。因為船舶通常具有2~3臺副機，設計為可以單獨使用，根據功率大小每臺每天耗油2~3 t。 若沒(méi)有對這些副機進(jìn)行良好的維護保養，1臺副機不能滿(mǎn)足船舶航行和生產(chǎn)的需求，必須2臺或3臺副機同時(shí)使用，就會(huì )顯著(zhù)增加副機的燃油消耗。因此，這方面的管理也要予以足夠重視。
作者：任元慶 來(lái)源：世界海運
