加强航速与燃油消耗管理问题的思考

文/ 上海中波国际船舶管理有限公司 任元庆

2008年世界经济危机后的航运市场仍未走出低谷，随着近期BDI指数的再次走低和燃油价格的节节攀升，各航运公司都在动足脑筋降低成本、提升经营效果。其中，控制船舶航速、降低燃油消耗是降低船舶成本的一项重要方法。

燃油费用通常占船舶全部营运成本的40%左右，在变动成本中占比更大，可达70%或更高。而燃油消耗与航速的选择关系密切。因此，讨论航速和燃油消耗的管理具有非常现实的意义。

一、航速

船舶在建造时，通常已由设计人员根据主机的功率和转速、螺旋桨的匹配和船型等因素为其确定了一个设计航速。在主机、螺旋桨的选择和安装以及船舶建造质量符合设计要求时，该实际航速与设计航速相近。

船舶航行中的实际速度主要取决于推动船舶前行的动力，即主机的有效输出功率，同时也与风、浪等各种阻力和螺旋桨的效率有很大关系。本文主要研究对主机转速的调节，而对风浪等外部阻力的变化不予探讨。

推动船舶前进的主机有其标定功率（即最大持续功率MCR），但船舶在正常航行中一般选择留有10%～15%储备的持续使用功率，或以更低的功率运行，以防止主机超负荷运转而对机器造成损伤。

通过选择不同的主机转速（或功率），船舶经营者可以选择不同的船舶航速：设计航速、经济航速、最佳盈利航速。

1. 设计航速

船舶按设计航速航行时，主机以持续使用功率运行。就传统机型来讲，在这种负荷下，主机的运行工况最佳，燃烧充分，发挥的效率最好，“每千瓦小时油耗”也最低。

绝大多数船舶经营者在航运形势不是特别差时都选择这样的设计航速运行，以保持主机的良好运转工况和最低的每千瓦小时油耗，从而减少主机的维护保养工作，降低机器零部件的消耗，同时也保证按时完成船舶航次任务。

2. 经济航速

我们通常所说的经济航速，是指“每海里燃油消耗”最低的航速，而不是前述的“每千瓦小时油耗”最低的航速。

船舶经营者选择经济航速，往往是在航运形势不佳、运费收入较少的情形下作出的决策，旨在减少燃油消耗、降低燃油成本。但这样会拉长航次时间。此时，主机的功率低于持续使用功率（CSR），转速和负荷也都较低。

3. 最佳盈利航速

对于船舶经营者来说，船舶在按设计航速或经济航速航行时，都不一定能达到最佳盈利效果。

最佳盈利航速指的是船舶盈利效果最好的航速。它不是一个固定值，而是随货物运价、燃油价格和船舶成本等收入和成本变化而变动的。

船舶盈利效果为运费收入减去经营成本。因此，最佳盈利便是追求收入与成本之差的最大化：可以是在运价高时为抓住盈利机会尽量提高航速，在单位年度内增加航次数量，提高盈利效果；也可以是在航运市场低迷时，通过减速节油来减少亏损，此时往往会出现“跑得越快、亏得越多”的现象。所以最佳盈利航速是个变量，受市场和成本等多重因素影响，需由船舶经营者统筹测算后选定。

二、燃油消耗

在其他条件一定时，主机的功率与船舶航速成3次方正比，而主机功率与油耗几为线性关系。因此，主机油耗与航速也为3次方比例关系，航速下降可以大幅降低主机的油耗。表1为某船（总载重吨30 000t）在不同航速时的单位油耗：

表1 某船在不同航速时的单位油耗

船舶主机的正常工作范围较为宽广，从最低稳定转速到额定转速都可以工作。在其工作区间内，有一个最理想的工况点，新船是在设计航速附近（额定负荷90%左右），此时每千瓦小时的耗油率最低。随着转速的降低，主机油耗会大幅下降。但是，就传统机型来讲，长期在低速区低负荷运行会给机器带来一系列负面影响，如效率降低、燃烧不良、摩擦加剧等，这将增加机器的维护保养工作量，同时增加备件、物料的消耗。

三、航速的选择

船舶在经营中，经营人到底该选择什么航速？是设计航速、经济航速，还是其他航速呢？这要取决于货物运价、燃油价格和船舶的固定成本，以及是否属于班轮运输。因为在班轮运输的情况下，为了维持准班率，经营者不会轻易改变航速。

★经济航速只考虑了最低航行成本，而忽略了盈利情况，在市场环境好、盈利空间大的形势下，选择采用经济航速反倒“不经济”。因此，经济航速通常在市场处于低位时选用。

★船舶航行于设计航速时，主机运行工况最佳。因此，在货源充足、运价理想且油价适中时，应该选择设计航速，“多拉快跑”，争取最大盈利。

★在货物运价和燃油价格及船舶成本一定时，可以进行测算，通过建立模型选择不同船速下船舶每天的盈利效果，对计算结果进行比较，选取经营效果最佳时的船速航行。

以上述30000 t级船舶为例，若该船装载28 000 t货物从A港到B港，航程10 000 n mile，其设计航速为19.2 kn，此时的油耗为59.8 t/d。

若按19.2 kn的设计航速航行，两港间所需航行时间为520.8 h（21.7d），主机所耗燃油为1297.7 t。

若按15 kn的经济航速航行，两港间所需航行时间为666.7 h（27.8d），主机所耗燃油为788.9 t。

很显然，采用经济航速可以节省508.8 t燃油，但亦需为此多航行约146 h（6.1d）。

那么，最佳盈利航速又该如何选择呢？这要看运价水平与燃油价格和船舶固定成本。简单来讲，可以计算出不同航速时的每天盈利效果。每天盈利最好时的航速，就是最佳盈利航速。

四、控制燃油消耗的注意事项

（1）通过合理调节航速来调整燃油消耗。

（2）在加装燃油时要保证正确的品种、质量和数量，燃油质量或数量的偏差都会带来直接的经济损失。

（3）为了保证燃油在船舶的正常使用和发挥出应有的效率，在日常管理中需要注意以下几方面事项：

★保证各项相关操作的安全，防止燃油的跑冒滴漏。

★合理控制好燃油从驳运、沉淀、分离净化到储藏和加温、过滤和使用的各个过程中的温度、黏度，保证符合品质要求的燃油进入主机燃烧。

★对主机燃油输送泵、高压油泵、喷油嘴等燃油相关设备及部件进行正确的维护保养，保证这些设备的良好工况。

★保持主机燃烧室的状况和密封正常，适时检查活塞环、活塞头、缸套和进排气阀（口）的情况，为燃油的充分燃烧提供保证。

★保证包括空冷器、透平、空气滤网和进、排气阀（口）在内的进、排气道的畅通，提供充分燃烧所需的充足空气，并保证排烟的畅通。

对于新型电喷类主机来讲，降速航行对机器工况的影响较小，而传统机器则会产生较多问题。主机长期低速运转，会对燃油系统、汽缸和缸头内部件以及涡轮增压器造成负面影响，因此，在降速航行时，除了要关注上述注意事项外，还需要相关管理人员和船员予以重视并采取对应措施:

★调节和控制好高压油泵、油头、燃油黏度和爆压，在需要时调整燃烧提前角，保证燃烧及时、完全和平稳。

★保持适当（较高）的冷却水温度。

此外，就船舶燃油消耗的管理，良好副机工况的保证也很重要。因为船舶通常具有2~3台副机，设计为可以单独使用，根据功率大小每台每天耗油2~3 t。若没有对这些副机进行良好的维护保养，1台副机不能满足船舶航行和生产的需求，必须2台或3台副机同时使用，就会显著增加副机的燃油消耗。因此，这方面的管理也要予以足够重视。