渔船经济航速选择和效益分析-国际船舶网.docVIP

渔船经济航速选择和效益分析 中国水产研究院渔业机械仪器研究所　　　谭文先 丁俊杰 摘要：通过对渔船航次经济效益分析，结合快速估算渔船航速公式，提出渔船经济航速选择和效益分析公式，作出图谱，利用图谱选出符合实际及较佳效益的经济航速区间。 关键词 经济航速 航次经济效益 节能效益 国际油价的居高不下，使渔船燃油消耗占了生产成本的很大部分，如何节省燃油，降低生产成本，已成为渔民迫切希望解决的问题。渔船在航运期间与其它类型船舶比较有其特殊性，普通船舶在航运期一般不再新增经济效益，渔船除往返港口航行时间外，其余大部分时间通过捕获鱼货获得经济收益。在渔船航次运行中，如采用经济航速航行，往返港口时间就将延长，捕获鱼货时间将缩短，虽然经济航速能使燃油费用降低，但相应的捕鱼量也会下降，使捕鱼经济效益降低。二者如何平衡？本文通过对渔船航次运行中经济航速和捕鱼收益关联成本的分析，得出渔船的最佳经济航速区段，既降低航运能源费用，又提高渔民经济收益。 在年度中渔船作业的航次时间不是固定的，根据气候，渔场，捕获量等的不同而有所变化，但是如果渔船在某一固定渔场作业时，渔船的航次时间则可以作为一个定值，在渔区某时段内的捕获量也是相对稳定的，所以本文对渔船经济航速和设计航速的经济效益分析采用以航次时段进行统计。在航次时段内，渔船采用经济航速航行时，人工费用、冰的耗量、网具和渔船耗损等费用和采用设计航速航行时基本一样，只是往返港口的时间和作业时间有所增减。 1．渔船航速估算 实船采用经济航速航行时需要估计其航行特性。在计算渔船阻力时，经常采用的是“日本渔船有效马力估算图——中村樟一法”和亚瑟法，估算结果虽然比较准确，但方法繁琐，而文献[1]提出的快速估算渔船航速的公式只需要主机功率、排水量和垂线间长三个参数，该公式为1 式中：P——主机功率（kW）； L——垂线间长（m）； Δ ——排水量（t）。 例某拖网渔船主机功率255kW 其中5kW为储备功率，排水量为256t，垂线间长31m。由公式（1）可以估算出渔船的航速和主机功率的关系，并做出该船的PV图。 图1 渔船航行的阻力主要取决于航速。从图1可以看出，航速从0kn增加到9.16kn（a点），功率消耗125kW。如果继续增加船速，增加到10.79节，由于航速增加引起的兴波阻力急剧增加使得船体的阻力快速增加，即使航速只是略有增加功率就消耗了125kW。由此可知如果主机降功率运行，在航速只降低15%的情况下，主机的功耗就可降低50%，主机的油耗大大降低，所以渔船经济航速的选用取决于渔船航行时的阻力特性。 2．渔船经济航速选择和效益分析 渔船的航次运行费用不只是燃料费用，还包括其他，如人员工资、冰的耗量、网具和渔船耗损等费用。采用经济航速航行虽然节省燃油，但会在航次周期中增加航行时间，减少捕获时间，因此并非航速越慢越经济，而是要找到一个较好的所谓经济航速区域。 渔民更关注的是营运渔船的盈利，所以渔船和其他商业船舶一样总是寻求能带来最大利润的航行速度，而不是最小费用的某个经济航速。下面探讨渔船如何确定最盈利的经济航速区域。 假定不考虑水流的影响（本文讨论的航速均为在静水中的航速），设计航速为VS（kn），则航次总航程S（海里）等于VS（kn）乘以海上航行时间t（h），即：S VS·t2 航次采用经济航速可节省的燃油费用R（元）： RYS/ VS·Pe·ge-S/Vi·Pi·ge（3） 式中：Pe——设计航速主机功率（kW）； VS——设计航速（kn）； Pi——经济航速时主机功率（kW）； Vi——经济航速（kn）；ge——主机燃油消耗率（g/kW·h ； Y——燃油价格（元/L）。 经济航速使得捕获时间减少，Ri为收入的减少（元）： RiYi –Y2S/ Vi-S/ VS（4） 式中：Yi——渔船的小时产值（元/h）。 Y2——拖网时主机小时燃油费用（元/h） 拖网时主机在低速运行，主机的燃油耗率增加，增加量因各型号主机而异，本文为分析方便取gi为1.1 ge。 Y2Y·P2·gi（5） 式中：；P2——拖网时主机功率（kW），取0.6 Pe； gi——拖网时主机燃油消耗率（g/kW·h ，取1.1 ge。 当采用经济航速节省的燃油费用大于捕获收入的减少，渔民才能获得盈利则： YS/ VS·Pe·ge-S/Vi·Pi·ge≥Yi - Y2S/ Vi-S/ VS （6） 由式（2）代入式（4）得： Yt·Pe·ge-Vs t /Vi·Pi·ge≥Yi - Y2Vs t/ Vi- t （7） 把设计航速Vs、Pe、Vi和Pi等参数分别代入式（1）中，并两者相除，整理后得：（8） 把式（8）代入式（7）得：（9） 式（9）左边表示以经济航速航行设计航速的距离时所能节省的燃油费用，右边表示同一时段减少的捕鱼