世纪新能源网-新能源行业媒体领跑者,聚焦光伏、储能、风电、氢能行业。
  • 微信客服微信客服
  • 微信公众号微信公众号

传动链运行可靠性远超行业平均水平,这很中国风机!

   2023-11-28 远景能源25531
核心提示:2017年前,国内风电行业长期被齿轮断齿、轴承滚道剥落等批量质量问题所困扰。

编者按:健康、自主、可靠的风电产业链对于行业发展至关重要,其中自研是核心基础,制造是重中之重,最终都指向高效可靠的交付。我们将以“这很中国风机!”为主题,从设计、制造、测试、运行等全流程多维度,深度剖析远景自研自制核心部件的价值创造,展示远景用技术创新解决中国风电卡脖子难题、持续提升国产化水平的坚守和担当。

唯一拥有齿轮箱工厂的中国风电整机企业,5年来4400台自研自制齿轮箱失效率远低于行业水平、非金属夹杂更是零失效;全球首创主轴承摩擦功应用理论延长寿命,5年来4600套自研主轴承零失效——近年来,风电技术创新进入深水区,通过部件和系统深度融合,远景自研自制传动链运行表现远超行业平均水平,不仅打通中国风电产业链“最后一公里”,更代表中国传动链的最高水平跻身全球风电供应链第一梯队,与国际厂商同台竞技。

传动链是把叶片动能转换为电能的关键装置,核心部件包括主轴承、主轴、齿轮箱、发电机等。2014年前,主轴、发电机依次开启国产化进程。而主轴承、齿轮箱等在风机总成本中占比较高、技术壁垒较高的部件,国产化进程则相对缓慢,2017年前基本是海外品牌的天下。

在11月24日举办的第七届远景能源技术高峰论坛上,远景能源齿轮箱技术部全球总监Ralf Rüschoff博士指出,风机重大故障事件中机械传动链占比30%;风机物料成本中机械传动链物料占比35%。如果说风机大型化让成本、性能、可靠性“不可能三角”的矛盾越发尖锐,传动链一定是这矛盾最集中的体现——大风机的传动链要有更高的发电效率,更高的可靠性,更低的成本、体积和重量。

远景能源齿轮箱技术部全球总监Ralf Rüschoff博士

外购传动链核心部件如何选择基础材料?如何检测?如何计算载荷?整机商无从得知。想打开核心部件的黑匣子,答案并不在单个部件,而是整机层面的技术挑战。部件和系统的深度融合才是极致产品的核心。在不断“穿透”零部件的过程中,实现部件、系统、整机控制的技术交互、数据互联和系统集成,既是远景的优势,也让远景成为全球第一个由点到面“穿透”部件、系统、控制系统,实现三方完美融合的风机制造企业。

2017年前,国内风电行业长期被齿轮断齿、轴承滚道剥落等批量质量问题所困扰。远景决定成立自研传动链技术团队,目标是打造中国基因的传动链民族品牌。识别关键挑战,提出全新产品理念,在全球范围内选择最优秀的人才去实现,向来是远景高速成长的重要策略。来自SKF、西门子、ZF等知名厂商的技术专家,在上海和德国逐步建立起110人的国际化研发队伍。站在巨人肩膀上,研发团队迭代远景对零部件和系统的持续认知,开发出最适合中国风电市场的传动链产品。

部件和系统的深度融合,体现在设计开发源头

传动链基础材料的优劣,对于部件和系统的实际运行表现有着决定性影响,业内屡见不鲜的齿轮断裂,问题就出在基础材料的非金属夹杂。为了从根源上解决问题,远景成为全球第一个,也是当前唯一一个齿轮材料应用EVA检测技术的风机制造商,检测标准比欧洲最高标准还要高1倍。该技术支撑了远景材料标准的设定,对原材料纯净度的检测和把关起到关键作用。与此同时,远景齿轮箱的扭矩密度位于全球第一梯队,高扭矩密度解耦了行星轮技术和轴承间隙控制,整体均载能力因此提升10%。

远景轴承研发团队开全球之先河,首创主轴承摩擦功应用理论,有效控制风机载荷引起的摩擦磨损,极大延长了主轴承使用寿命。

部件和系统的深度融合,体现在测试验证

为了验证部件性能、部件与系统的耦合情况,过去几年,远景在测试验证方面的硬件投资和技术研发投入巨大——远景是中国最早建成多自由度整机加载测试台的整机厂家,同时拥有中国最大的具备动态弯矩能力的风电主轴承测试台和26兆瓦级别中国唯一的弯扭耦合传动链测试台。常规齿轮箱测试只有纯扭矩加载一个模式,远景国内独创了传动链弯矩加载、弯扭耦合、冲击载荷、交变载荷、波动载荷等非常规测试,尽最大可能接近风机实际应用工况。

中国最大的具备动态弯矩能力的风电主轴承测试台,加载能力可覆盖至20MW 、300米叶片风机的测试

部件和系统的深度融合,体现在质量管理

经过严密测试的传动链,在制造运营过程中还需经受严格的质量管理,才能确保25年生命周期的可靠性。

远景能源自研自制齿轮箱工厂

远景是中国唯一拥有自研自制齿轮箱工厂的风电整机制造企业,工厂总投资8亿,总面积6万多平米。一期厂房已运营两年多,二期正在建设中,预计明年4月具备生产制造能力。依托质量开发、制造工艺、工厂监造三大团队;从炼钢到机组的全流程管控,从人员到质量的系统化管控;和远景质量体系、机制流程、质量防火墙三个质量大坝,远景共同构建起自研自制传动链质量防御系统。远景对国产零部件供应商实行专线和专业生产人员掌控,让自研自制产品不仅全部实现国产化,更成为远景智慧制造的结晶。

通过伽利略智能风机系统、风机数据监控系统,以及可维护性设计和备品备件可替换方案,远景传动链研发团队不仅掌握了运行过程中部件和整机的耦合关系,更打通了风机传动系统设计、制造、测试验证和运营环节,将业务边界拓展至25年全生命运营周期的后服务市场。

自2017年开始,远景已实现了五大风机平台的齿轮箱开发,截至今年9月中旬累计交付4400台,目前已完成18兆瓦齿轮箱的样机开发和测试验证。得益于EVA检测技术的成功落地和远景新材料标准的高效执行,迄今为止所有交付投运的远景齿轮箱未见一例非金属夹杂导致的失效。5年来,远景成功自研14款主轴承产品,交付230多个项目,截至今年9月底总交付量达到4600台(套),保持运行零失效纪录,目前主轴承系统已完成18兆瓦风机30年应用寿命的测试验证。

远景能源自研自制齿轮箱

远景能源自研主轴承

经过十余年发展,中国已成为全球最大的风电制造基地,并在技术创新、产品形态等方面走入“无人区”。为赢得新一轮市场竞争,国内各大整机制造商均加速了机组大型化进程。当风机越做越大,难的不单是创新设计,更是生产制造和全生命周期质量管理,背后考验的是企业技术积累的深度和整个系统的支撑能力。远景能源是全球最早提出智能风机和智慧风场理念并成功实践的企业,也是把对风机系统技术的深刻理解穿透到零部件上做得最极致和认真的企业。远景自研自制传动链,用优异的市场业绩和运行表现,打造出中国基因传动链品牌,见证着中国风电从大到强、引领全球产业链转型升级的历史时刻。

 
反对 0举报 0 收藏 0 评论 1
 
更多>同类资讯
2023年度 中国户用&工商业光伏优秀品牌奖 2024第四届中国高比例风光新能源电力 发展研讨会
推荐图文
推荐资讯
点击排行