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大型集装箱船舶港内应急抛锚的操纵分析
2017年04月25日   文章作者: 黄荣海
文章来源:本站原创  内容分类: 陆桥综述

 

    〓〓由于全球经济持续低迷,国际航运业受到很大冲击,为了降低单位能源消耗和单箱运输成本,各大船公司纷纷发展大型化船舶以降低营运成本,加上船东合并、舱位共享、航线合并等原因,目前集装箱船舶呈现大型化、吃水深等特点。因此,14000万TEU以上的集装箱船越来越多的出现在人们的视野中并逐渐活跃在世界海运业。2016年2月3日,笔者引领阳明海运的大型重载集装箱船“YM WISH”(以下简称W轮)靠泊厦门远海码头,期间该轮突然出现主机故障,并根据情况采取了应急抛锚的操纵方式,本文结合上述实例,对大型船舶应急抛锚操纵进行分析和思考。

    〓〓一、14000 TEU大型集装箱船操纵特点分析

    〓〓14000TEU大型集装箱船是近年较为常见的主力大型集装箱船,据实际操作与分析,其主要操纵特点主要为:(1)尺度大。该类船舶一般总长366米,船宽51米,龙骨以上为70米左右。(2)排水量大,吃水大,惯性大。排水量往往能达到15万吨,吃水14米左右。(3)结构。与普通船不同,其驾驶台位于船首至船尾的1/3处,大概距船首145米。(4)方形系数小。该类船舶方形系数为0.69,旋回性能差。(5)倒车马力。倒车马力偏小,以W轮为例,其倒车马力仅为进车马力的25%;(6)外界辅助。其掉头,靠泊主要依靠拖轮和侧推,对外力依赖度高。(7)干舷高。满载情况下的干舷高度可达20米左右。
    〓〓综上所述,该类船舶的操纵要点可简单概述为:受风流影响大,应预配好风流压差,提早将船位摆在上风上流处;惯性大,停船和旋回半径大,应提早控速和掉头;驾驶台位于船体中前部,在航行,操纵和避让上与平常习惯不同;相对较早地丧失舵效,应及时补车增加舵效;外力辅助(主要指拖轮)使用需有一定提前量;备锚航行。

    〓〓二、码头及船舶情况

    〓〓   厦门远海码头位于厦门海沧港区的西侧,毗邻九龙江口,为靠泊大型集装箱船设计的专业码头,总长800米,码头走向280º-100º,其航道水深13.6米,航道宽度300米,掉头区水深同样设计为13.6米,掉头水域590+92米,码头前沿水深13米;航道及掉头区水流方向与码头走向基本一致,但码头前沿流速较航道略小;码头周围为开敞地带,无山头等地型遮避,风力较大;航道距码头横向距离约400米,走向一致。
    〓〓   靠泊当日接近高平潮,流速较小,约为1KN左右;风力为蒲氏风级4级(平均风速6.7m/s),风向NE,与码头呈45º夹角,吹开风;能见度3NMILE,视线良好。
    〓〓根据厦门港港章和安全操纵的要求,该类船舶掉头靠泊时应至少配备有3艘4800马力以上的全旋回转拖轮,靠泊当天拖轮为拖4,拖5(均为5300马力),拖12(4800马力)。
    〓〓W轮:船长368.08米,船宽51米,前后吃水分别为14.4米、14.9米,排水量161579吨,船首侧推2*1800KW,主机功率52723KW,倒车力(ASTERN POWER)为25%进车力(AHEAD POWER),两舷锚链各14节,抛锚设备及舵机情况良好。

    〓〓三、掉头靠泊及应急抛锚操纵

    〓〓   2016年2月3日0530时,W轮抵达厦门港引航点,引水登船,在了解PILOT CARD的信息并得知车、舵、锚及侧推的设备工作良好后,与船长确定引航方案,船舶决定为掉头左舷靠泊,将有3艘大马力拖轮进行协助,其中,右船尾带一艘拖轮(拖5),拖12同样在右船尾待命,掉头时和拖5同时顶推,拖4则在船首左侧顶推,待掉头完成再回船首右侧带缆,同时明确要求船长备双锚航行并得到确认。
    〓〓   0630时,W轮经过612和613浮筒,到达泊位和掉头区前端。
    〓〓此时W轮已及早停车,余速为4.5节,船尾已过左侧红浮筒,微速倒车消减前冲速度,而由于该类船舶掉头缓慢,同时为了尽快缩短掉头时间,应提前进行掉头,故令右船尾两艘、左首一艘拖轮均全速顶推,船首侧推器也根据掉头效果给与配合。在图2中,船首转过约60º,W轮由于受流压及拖轮作用力,开始产生横移,继续微速倒车进一步减小前冲速度防止船首过快地靠向码头,此时W轮的余速已下降到2节,船体向下游横移200米,船舶主机突然产生故障,无法继续倒车,果断通知船上做好应急抛锚准备,此时为减少船体横移,不使船首对着码头冲去,右船尾不宜再继续使用两艘拖轮顶推,令拖12停车并迅速移至左船首协助;随着船舶继续向右偏转,船速进一步下降,首部也向码头靠近,待船余速降至1.5节,船首距码头1链时,抛右锚下水刹牢,锚链方向2点钟,此时注意锚链受力情况,令到位的拖轮12全速顶推以减少受流面积,缓解右锚受力,同时也可令船舶继续掉头;然而由于船体太过庞大,右锚过于吃力,下令加送1节锚链刹住,同时做好加抛左锚的准备(如图3所示)。船舶在拖轮、水流及锚链的作用下掉过头来,令3艘拖轮均调整角度,往船首方向这样做的好处是可以进一步缓解右锚受力,防止断链和降低船体往下游后缩,船速下降为0,船方报右锚受力情况为约1点钟方向不会过于吃力,此时,船体已得到控制,险情基本排除,无需再抛左锚协助,令两艘拖轮于下流处待命,待船舶主机修复。5分钟后(见图4),主机修复,可正常靠泊,拖轮4到船首带缆,拖轮12于右船中待命,微速进车使右锚不受力,用舵和侧推控制船首偏摆,以方便进行绞锚,将右锚全部绞起,0700时W轮在拖轮协助下顺利靠上码头。
    〓〓四、大型船舶港内应急抛锚操纵分析
    〓〓大型船舶尺度大、吃水深、惯性大,其掉头时间、旋回半径、停船惯性、制动距离、受风流影响、浅水效应、岸壁效应等,相对一般船舶都要大很多,操纵风险也随之提高,一旦船舶主要设备(车、舵等)的工作状态不稳定或发生故障,应急抛锚操纵就显得极其重要。
    〓〓1.大型船舶应急抛锚操纵的实践经验
    〓〓(1)抛锚时机的选择。大型船舶在提前控速的情况下,自身动能依然很大,在主机失控的情况下不要马上下锚,否则会因锚链承受较大压力及锚机无法刹住而导致锚链断裂、丟失、锚机损坏,甚至造成船舶失控,因此可使用拖轮帮助降低余速,例如可在大船船尾用拖轮拖拽等。据经验,抛锚时大船的余速应控制在2节以下为宜;抛锚点距码头距离不宜过大,否则由于抛锚后锚链长度加上大船的船长过长,船舶在回旋中容易使船尾甩出航道;如抛锚点距码头过近,船尾则会甩向码头,因此建议在船首距码头约1~1.5链时下锚。
    〓〓(2)出链长度。船舶失控后抛锚的出链长度与一般情况下的抛锚有所不同,应以控制和稳住船位为主,应使出链后锚的抓力大于当时所受风流压的合力,即出链必需足够长。同时也要注意锚链不宜过长,否则易造成船位往下游方向漂移过多,使船压向浅水区,造成搁浅事故,同时也会因船体自重过大而使锚链无法绞起;实际操作中,在2节左右的余速下,可先抛迎流面的锚2节下水,视锚链受力和船速下降的情况,决定是否加放锚链或加抛另一锚。
    〓〓(3)抛锚方法。应急情况下,采用重力式抛锚,抛下第一锚后,应及时刹车避免锚链滑出并产生堆积缠绕,注意锚链受力方向和受力情况,如过于受力有断链危险,应加送锚链,据经验,每次加送1节锚链效果良好;若下游端水域有限,不宜加送锚链,则应加抛另一舷锚并送出足够长度,要注意避免因两锚受力不均而导致其中一锚不起作用。
    〓〓(4)外力辅助的应用。这里的外力辅助主要是指拖轮的应用,大型船舶在港内作业所需拖轮的马力和数量一般都可得到保障(以厦门港为例,该类船舶掉头靠泊使用的拖轮为3艘大马力全回转拖轮),在大船抛锚后船体进行回转最终转向顶风顶流,在此期间,应灵活使用拖轮,将主要拖轮放于船舶的下风下流处进行协助,并可使用拖轮帮助失控船舶控速、掉头、控制船位,船上的首侧推也可进行辅助。
    〓〓2.本文案例分析及操纵体会
    〓〓(1)提早控速。根据该船自身的特点并结合当时的风流条件,在预配好风流压角,将船位摆在上风上流的位置,保证航到航行安全的情况下提前进行控速,即提早慢车、停车(如大船丧失舵效则可短暂进车维持舵效),W轮在掉头前的余速仅为4.5节,在抛锚前的速度降为1.5节,事后证明,此举是成功实施应急抛锚的关键所在。
    〓〓(2)提早掉头。众所周知,如大船余速过快,掉头过程中拖轮及首侧推的使用效率将大打折扣,加上大型船自身惯性大、自重大且受风流影响大,大型船的掉头缓慢,一般需15分钟左右,因此为保证船舶能在掉头过程中不会往下风下流方向漂移过多,应提前进行掉头,本案例中W轮在泊位前端约150米处即开始掉头,为后续应急行动争取了时间。
    〓〓(3)拖轮的调度使用。掉头初期,为了尽量缩短掉头时间,将两艘拖轮安排在右船尾,一艘拖轮在左船首进行顶推,配合首侧推的使用进行掉头;主机故障后,立即调右船尾一条拖轮至左船首顶推,成功的使船首向安全水域偏转,避开码头,同时也避免了船体产生过多横移,为应急抛锚提供了条件。
    〓〓(4)船舶态势的判断。前文提到,当时的流为微涨,1节左右,吹开风4级,风流均不太大且抛锚前的余速也得到控制,故决定抛右锚2节刹住,后在右锚受力略大情况下加送了一节锚链并备左锚,结果证明当时的情况下3节右锚足以控制船位;船体在锚链拉力、拖轮、侧推顶推力、流的作用下,呈现出一边向右偏转,一边向左后方漂移的态势。
    〓〓3.其他注意事项
    〓〓(1)抛锚前需对本船态势及周边水域有清醒的判断。(2)应根据水域水深选择适合的抛锚方法。(3)应先抛最有助于船舶转向安全水域一侧的锚。(4)最好一次送出足够长度,如水域有限或单一锚过于受力,再加送锚链或加抛另一舷锚,直至将船完全拉住。(5)不可同时抛下双锚,以避免因操作不当致使双锚同时失去作用或锚机损坏。

     





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