新建大中型造船企业规划前期总图布置的重点思考

梁有祥， 刘志清， 王铁利

(天津新港船舶重工有限责任公司， 天津 300452)

新建大中型造船企业规划前期总图布置的重点思考

梁有祥， 刘志清， 王铁利

(天津新港船舶重工有限责任公司， 天津 300452)

总图布置是新建大中型造船企业在规划前期的重要基础工作之一。总图布置涉及面很广，本文主要针对造船工艺流程方法一些重点问题提出一些想法，供相关人士参考。

新建船厂 总图布置 布局

1 前言

大中型造船企业一般具有占地面积大，厂房和场地配比适当，起重设备众多，道路宽阔通畅，船坞和船台(倾斜式或平面式，下同)为主导，舾装码头长度匹配得当以及水域通达航道等特点。新建大中型造船企业的选址离不开面向开阔联通的水域，足够长度的岸线，良好的形状及纵深比例适宜的地块等自然条件和接近外部交通网络的社会条件。

规划建设新的大中型造船企业要符合国家的政策要求、获得地方政府的支持以及建设者具有一定的投资能力，这里仅就规划前期的总图，提出一些需要重点思考的建议。

2 造船品种和产能

规划前期的首要任务是初步确定造船品种和产能。

所谓造船品种就是要解决造什么样的船和造多大尺度的船的问题。主要取决于(1) 航道的通航能力；(2) 地块面积和水域的限制；(3) 未来可适应的市场需求；(4) 是否有特定的船舶市场。在自然条件和对市场的综合且并重的调查和分析基础上，确定规划中船厂的主导产品和兼顾产品。

在造船品种基本确立的基础上，初估造船产能就是要解决每年造多少艘船或多少载重吨的问题。

(1) 按占地面积估算。据已有普通商用船造船厂的产能统计分析，在市场较为正常的情况下，每1平方米面积每年大约交船0.8～1.2载重吨(dwt)。

(2) 按造船周期和同时开工数估算。不同船舶品种的制造周期不同。新建船厂的造船周期应取较为先进的指标，可参考日本和韩国同类型船的造船周期，并结合国内实际情况适当放宽。造船周期基本估算完成后，可反算出需同时开工船舶的数量。同时开工船舶的数量对舾装码头的长度、船坞(台)的数量和尺度、厂房和场地的布局以及设施和设备的选型具有重要的指导意义。

(3) 年度钢材和管材加工能力的估算。按照产品种类和每年造船艘数，参考同类产品所需的钢材吨数和管材根数，可以估算出新建厂的年度钢材和管材加工能力，对下一步估算年度各工位生产能力和平面、曲面分段的个数有重要的价值。

3 造船流程的布局

所有造船厂的工艺主流程基本上都是相似的，无外乎钢材来料、钢材预处理、切割加工、部件制作、分段建造、二次喷涂、分段总组、坞(台)内合拢、码头舾装以及各种舾装件的制作和在各施工阶段的预舾装。由于新建船厂所处地域自然条件和社会条件的不同，其布局和内涵区别很大。

(1) 基准钢板尺度。

所谓基准钢板尺度是指新建船厂所能加工的船用钢板最大的尺度。基准钢板尺度的影响几乎贯穿于整个造船的主流程，所有的船体厂房、场地、设施和设备都与基准钢板尺度有关。在一定意义上讲，确定了基准钢板尺度，也就确定了船体厂房和场地的规模和尺度以及大型龙门吊的起重能力，随之也确立了船体分段划分、分段重量等重大的造船工艺。以此可见，基准钢板尺度的确定关乎造船厂规模和布局,并对投产后的工艺技术和生产能力有巨大影响，因此在规划初期必须作为重大课题来讨论。

目前船用钢板的尺度已经可以做到长×宽=22.5 m×4.5 m，或者更大。但并不是所有船厂都可以接纳这种尺度的钢板，第一要素就是钢板的运输问题，如果不能做到船运，钢板的尺度就要大打折扣。船运钢板需要配置专用码头泊位和卸载钢板的起重机具，初期建设成本要考虑，但钢板尺度增大带来的长远经济效益是无形的。

其次，基准钢板尺度与确定的年产量正相关，基准钢板尺度作为一项重要的规划建设依据，实际上并不意味着所有的船型都用这个尺度的钢板。可以将基准钢板尺度分为三大类别，第一类长×宽=20以上×4以上m，适用于年产量200万dwt以上的大型船厂；第二类长×宽=16～20×3～4 m，适用于年产量150万dwt的大中型船厂；第三类长×宽=16以下×3以下m，适用于年产量100万dwt的中型船厂。

基准钢板尺度直接影响船体工艺设备的选型。预处理线、切割机、弯板加工机械、拼板及平面分段流水线等的长宽尺寸和其它主要参数，工位吊车的起重能力和运输设备能力等无不和基准钢板尺度有关。各类船体厂房和场地的长度、跨度，工位大小，堆场面积，厂区主要道路的宽度等也是以基准钢板尺度为基本出发点确定的。

基准钢板尺度的选择范围较宽泛，但规划前期的选择则应非常慎重，船厂一经建成若改变这些最基本的要素一般不太可能。

(2) 造船流程的总体布置。以钢板堆场为起点，到码头舾装为终点的造船流程，中间产品的诞生和长大形成一条不断变化的物流线。按照所处地块的形状，大体有几种流程布置可供选择。

I型布置：到船坞(台)以前的流程呈直线型布置，适合于狭长地块。这种布置流程最短，没有中间转折和回流，生产效率较高。

L型布置：到船坞(台)以前的流程有一个转折的布置，适合于长宽比大约为1:2的地块。这种布置流程相对合理，中间的转折和回流较少，生产效率没有明显的影响。

U型布置：到船坞(台)以前的流程有两个转折的布置，适合于长宽比大约为1:1的地块。这种布置流程还算合理，中间的转折和回流较多，对长久的生产效率有影响。

S型布置：到船坞(台)以前的流程有多个转折的布置，是形状较复杂地块的无奈之举。这种布置流程不尽合理，中间的转折和回流很多，势必影响生产效率。

值得一提的是厂房的开口朝向，应尽量避开冬季的主要风向，这可以减少对常年在里面作业工人健康的影响。

造船流程受地块形状的约束，在具体布局时要开动脑筋，因地制宜地尽量减少中间的转折和回流，使各分流程相对合理。

(3) 工需能力的测算。在年度钢材和管材加工能力估算的基础上，分解到各工序是一项复杂而繁琐的工作。在规划前期可不做精细的分解，大致估算即可，在规划后期再进行优化调整。粗略的分解方法，无非就是搜集相关船型和先进船厂工程资料进行参考借鉴。

一般情况下，应将年度钢材和管材加工能力初略分解为以下几大类：

(1) 月度或季度所需钢板吨位；

(2) 月度或季度所需管材根数；

(3) 每日切割钢板张数；

(4) 每月曲面分段出产个数；

(5) 每月平面分段出产个数；

(6) 每月管子加工根数。

根据以上估算，就可进一步测算各个工序所需的能力。由于工序不同，测算的方法也不同，大致可分为两种情况。

第一类，以机械设备为主要制作手段的工序，如钢材预处理线、切割、弯板加工、型材加工和管材弯制等，参考成熟的机械设备参数，推算出所需数量、工序面积和厂房、场地尺度和跨数以及起运能力。

第二类，以人工装配焊接为主要制作手段的工序，如船体分段的小中大组装、中大型管子的装配焊接和分段二次涂装等，依照月度所需推算出工序面积和厂房、场地尺度和跨数以及起运能力。

机装、电装、甲装、居装等舾装型生产设施和物资仓库、变电站、各种气站等生产保障设施以及办公、设计、培训、生活等生产辅助设施，可根据造船主流程相应配套，这里不再赘述。

在高度社会化的今天，船厂的外委、外协是大量的。新建船厂可根据当地的具体条件，在规划前期选择对外协作的项目，对规划的定位极为重要。

4 船坞(台)区域的布置

船坞或船台的数量和尺度不仅仅取决于同时开工船舶的数量，还有满足选定船型与兼顾船型的最大尺度的要求。在船型和尺度适宜时，一坞(台)可同时建造多艘船舶，坞(台)区域的吊车起重能力和数量以及坞(台)旁边和后方的建造、总组场地尺度要同时考虑。

坞(台)旁平台主要承担特大型分段的建造和各种类型分段的总组装，长度应与船坞(台)相当，宽度一般应大于坞(台)宽度的1/2。

坞(台)后方最好应有相当于坞(台)长度1/2长的平台，以利于超大型总组分段的合拢。

如果条件允许船坞坞门位置距码头延长线向内45～60 m，大型龙门吊的轨道延伸至码头延长线，坞口外可停靠一定吨位的船只，用于卸载大型物件(如主机等)。

大尺度造船坞加设中间坞门有两点好处。一是适合周期差异较大的不同类型船舶同时建造；二是减少出坞船和未完成船漂浮的风险。但坞池的进排水系统相对复杂，且中间坞门会增加建设成本。

斜坡地道式的下坞通道为船舶在坞期间的施工带来了很大便利，可以大幅度地减少吊车的使用量。坡道占用坞旁、坞后的施工场地，且增加一定的建设成本的情况也需提前考虑。

以上两点应在船坞规划前期综合平衡。

5 船坞(台)上大型龙门吊

在船坞或船台上设置大型龙门吊是现代大中型船企的通常布置。大型龙门吊是分段翻身、分段总组、坞(台)内合拢以及大重型物件吊装必不可少的设备。

大型龙门吊形式和技术参数需要论证的内容很多，但在规划前期至少应确定以下三项。

(1) 跨度。实际上船坞(台)和近旁平台宽度确定后，龙门吊的跨度已经就基本确定了。一般情况下，龙门吊跨度=一侧轨道距船坞(台)的距离(≤5 m)+船坞(台)宽度+船坞(台)旁舾装吊跨距和两侧距离(≤5 m×2)+船坞(台)旁平台的宽度+另一侧轨道距船坞(台)旁平台的距离(≤5 m)。

(2) 吊重。可按照最大可能的分段翻身重量+吊具重量的1.2倍确定龙门吊的翻身吊重。如果没有特殊的要求，目前大型龙门吊的平吊重量可在设计时要求为翻身时吊重的1.3倍。

(3) 台数。船坞(台)上的大型龙门吊最适宜的台数为两台，除了相互分摊工作任务提高作业效率之外，具有联合抬吊的功能可以使起重量大幅度提高。如果建设初期不能同时配置两台，也应将另一台的轨道预留。

大型龙门吊的造价昂贵，规划初期不仅仅要合理考虑技术条件，与建造成本的综合平衡才是智选。

6 舾装码头

舾装码头的长度应能满足至少同时停靠每船坞(台)预期船型最大长度的两条船舶。如舾装码头的长度不能满足上述要求，则必将影响舾装船的施工周期，所以规划初期必须论证清楚，是否有必要建设凸堤(或直或斜)。

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在水工条件允许的情况下，舾装码头的跨度如能达到25 m，则对码头的通畅和整洁非常有利。

从长远使用的角度出发，离岸式码头后方平台的设置要考虑周全，初期的投入会增加一些，一旦建成后感到不足时再续建，不仅难度很大，且费用更高。

舾装码头吊车的吊重跨距应为船坞(台)预期船型最大宽度的1.5倍，从而可以两船并靠作业使用。

7 结语

新建大中型造船企业规划前期总图仅仅是新建项目初期需要做的繁多工作之一，此时要有人静下心来对未来船厂的总图布置进行初步的筹划安排。本文就此提供一些心得体会，望业界人士斧正。

Research on General Arrangement of Preliminary Planning in Large and Mid-scale Start-up Shipbuilding Company

LIANG You-xiang, LIU Zhi-qing, WANG Tie-li

(Tianjin Xingang Shipbuilding Heavy Industry Co., Ltd., Tianjin 300452, China)

The general arrangement is one of the most important basic work in preliminary planning of large and mid-scale start-up shipbuilding company. The general arrangement concerns many aspects. This article focuses on some key problems in shipbuilding technological process to conduct a targeted research. The result can provide a reference for relevant people.

Start-up shipbuilding company General arrangement Layout

梁有祥(1950-)，男，研究员。

U673

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