114 港務人員升資考試員級晉高員級 技術類(選試輪機管理與安全)-臺灣港務公司 輪機管理與安全 考古題詳解

核心觀念

船舶的「船型」可依船舶側面外形，以及機艙在船長方向的位置分類。本題指定依側面形狀作答，判斷重點是上甲板及船樓沿船長方向的配置；機艙位置不列入本題分類依據。

下圖為簡化側視圖，船首在左、船尾在右，▰表示高於上甲板的船樓或甲板室，──表示上甲板。圖形不按比例繪製。

解題方法與各型說明

1. 平甲板型（Flush-deck type）

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船首 < ______/ \______ > 船尾

上甲板沿船長方向大致連續，沒有明顯高起的船樓。大型油輪等船舶常見此種外形。判斷時看甲板線是否大致平順連續，不把一般甲板室誤認為改變船型的船樓。

2. 船首樓型（Forecastle type）

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船首 < _____▰▰▰______________________ > 船尾

船首部設有較高的船首樓，其他主要甲板部分大致較低。船首樓可改善船首部的乾舷及抗浪能力；從側面看，前段甲板明顯升高是辨識要點。

3. 井圍甲板型／凹甲板型（Well-deck type）

核心觀念

本題考查船體在外力負荷下產生應力的主要來源，以及負荷如何使船體發生整體變形或局部變形。作答時可依「負荷來源」分類，再說明各負荷所造成的代表性應力。

船舶浮於水面時，船體同時承受船舶、貨物與設備的重量，以及水的浮力與壓力；航行時還會受到波浪、船舶運動及局部衝擊等作用。各處重量與浮力分布不均，會使船體如同一根浮在水面的梁，產生剪力與彎矩。

解題方法

依負荷作用的範圍與性質，可將主要原因分成三類：船體縱向受力、船體橫向與扭轉受力、局部動態受力。答題時先指出負荷來源，再交代其代表性變形與應力。

一、船體縱向受力：重量、浮力與波浪負荷

船舶沿船長方向各處的重量和浮力並不相等。當重量與浮力的分布不平衡時，船體會承受縱向剪力與彎矩，稱為船體梁的縱向受力。

• 中拱（hogging）：波峰位於船體中部時，中部浮力較大，船首、船尾浮力較小，船體中部上拱。此時甲板縱向纖維主要受拉，船底主要受壓。
• 中垂（sagging）：波峰位於船首、船尾附近而船體中部落在波谷時，首尾浮力較大，中部浮力較小，船體中部下垂。此時甲板主要受壓，船底主要受拉。
• 縱向剪力：各船段重量與浮力的差額沿船長累積，形成船體剖面的剪力；剪力與彎矩共同影響船體縱向強度。

靜水中的載貨、壓載與燃油分布也會造成縱向負荷；波浪則使浮力分布隨時間改變，產生波浪彎矩與波浪剪力。

二、船體橫向受力與扭轉：水壓、橫搖及斜浪

船體側板與船底承受海水壓力，艙內液體、貨物與設備也會對結構施加負荷。這些負荷會造成船體橫向構件彎曲，並使船體剖面承受橫向應力。

核心觀念

本題考查《防止船舶污染國際公約》（MARPOL）附則 I「防止油污染」中，油污染的兩種來源：事故性油污染與操作性油污染。分類關鍵在於污染是否因船舶事故而突然發生，或是在船舶日常營運及作業中產生。

以下法規說明以命題當年（民國 114 年）法規為準。

解題方法

作答時先依「污染來源與發生情境」分成兩類，再分別說明污染物、典型事例與防制方式。題目特別提及「操作性所生含油廢水」，宜補充機艙艙底水與油輪貨油區含油水的處理差異，並指出含油水並非只要經處理即可任意排放。

一、事故性船舶造成油污染

事故性油污染是指船舶因碰撞、擱淺、觸礁、火災、爆炸、船體破損或其他海難事故，使燃油、潤滑油、貨油等洩漏入海所造成的污染。通常具有突發、非日常操作及短時間大量洩漏等特性。

污染物來源包括：

• 船舶燃油櫃、日用油櫃或管路破損，造成燃油外洩。
• 主機、輔機或甲板機械的潤滑油洩漏。
• 油輪貨油艙受損，造成原油或成品油洩漏。
• 碰撞或擱淺後，船體破損使船上油品流入海中。

事故性污染的防制重點在於降低事故發生機率、限制破損後的洩漏量，以及迅速應變。船舶設計與設備須符合 MARPOL 附則 I 的防污染要求；發生事故時，應依船舶油污染緊急應變計畫（SOPEP）採取止漏、圍堵與回收措施，並依規定通報及保存相關紀錄。

二、操作性所生含油廢水

操作性油污染是指船舶在正常航行、機艙維護、貨油裝卸或洗艙等作業中，所產生或排放的含油混合物造成的污染。其來源通常是日常作業累積的含油廢水或殘油；違規排放也屬於操作性污染。

常見種類與來源如下：

核心觀念

本題考查船舶壓艙水可能攜帶有害水棲生物、植物及病原體，進而造成外來種擴散與海洋污染時，船舶應如何管理壓艙水。

題目所稱的「MARPOL 規範」，對應的具體依據是 IMO 大會決議 A.868(20)《控制及管理船舶壓艙水以減少有害水棲生物及病原體傳播指引》。嚴格來說，壓艙水的國際專門規範後來由《船舶壓艙水及沉積物管理國際公約》（BWM 公約）建立；本題應依其所援引的壓艙水管理指引作答。

以命題當年（民國 114 年）法規為準。

解題方法

分兩部分作答：第一小題整理船舶與港口國的管理、計畫及紀錄要求；第二小題直接依 A.868(20) 第 9.1.1 節，列出應盡量避免吸取壓艙水的區域與情況，並說明其風險原因。

（一）防止壓艙水污染處理規定的一般要求

1. 船舶應備有壓艙水管理計畫

凡載運壓艙水的船舶，應備有符合該船特性的壓艙水管理計畫，並納入船舶操作文件。計畫應提供安全、有效的管理程序，內容包括相關管理指引、處理設備的核准資料、應保存的紀錄，以及可供取樣的位置。

2. 船員應受訓並指定負責人員

船長及船員應接受壓艙水管理與處理程序訓練，並了解紀錄及航海日誌的保存方式。船上應指定負責船員，確保管理或處理程序確實執行，並留下適當紀錄。

3. 管理與處理作業應留存紀錄

至少應記錄壓艙水裝載或排放的日期、地理位置、涉及的船舶艙櫃或貨艙、壓艙水溫度與鹽度，以及裝載或排放的水量。紀錄應可供港口國主管機關查閱；管理計畫亦應說明取樣位置及其適當進入方式。

4. 港口國應提供相關資訊及接收設施

港口國主管機關應向船舶提供適用的壓艙水管理要求、替代交換區域及緊急應變安排等資訊；也應說明接收設施的位置、容量及相關費用。

核心觀念

本題比較兩種改善船舶推進性能與操縱性的螺槳：

• 可變螺距螺槳（Controllable Pitch Propeller, CPP）：螺槳旋轉時，可透過槳轂內的機構轉動槳葉，改變槳葉螺距。主機轉向與轉速維持不變，也能調整推力大小及方向。
• 對轉螺槳（Contra-rotating Propellers）：兩具同軸螺槳前後配置，旋轉方向相反。後槳回收前槳尾流中的旋轉能量，並減少尾流旋轉造成的能量損失。

解題時應分別從推進效率、操縱性、設備構造與維護比較，不要混淆兩者的作用原理：CPP 改變的是槳葉螺距；對轉螺槳利用的是前後槳反向旋轉。

解題方法

先說明每種螺槳如何運作，再分別列出優點與缺點。CPP 的重點是「不必改變主機轉向，即可改變推力方向與大小」；對轉螺槳的重點是「利用後槳回收前槳尾流的旋轉能量」。最後補充設備複雜度與維護成本，即可完整作答。

可變螺距螺槳的優缺點

優點

1. 操縱靈活：調整螺距即可控制推力大小；將螺距調至負值，可使船舶倒俥，而主機及螺槳仍維持原旋轉方向。
2. 推進系統運轉彈性大：主機可維持較穩定的轉速，依船速、負荷與航行狀況調整螺距，適合拖船、渡船及需頻繁變速或倒俥的船舶。
3. 反應迅速：改變螺距可快速改變推力，便於港內操船及調整推進負荷。
4. 可配合不同航行負荷：在不同船速或負荷下調整螺距，使主機與螺槳較容易配合運轉。

缺點

1. 構造複雜、造價較高：槳轂內須設置槳葉轉動機構，並配合液壓或其他控制系統。
2. 維護工作較多：槳轂內有活動零件與密封部位，須注意磨耗、洩漏及控制系統故障。
3. 槳轂較大，可能降低推進效率：機構占用槳轂空間，增加槳轂尺寸與阻力；在固定設計工況下，效率不一定優於構造簡單的固定螺距螺槳。