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100%、超95%——超高國產(chǎn)率怎樣誕生?
來源:中國船舶集團(tuán)     日期:2021-07-16    字體:【大】【中】【小】

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國內(nèi)首臺國產(chǎn)化率最高海上風(fēng)電機(jī)組誕生記




  日前我們報道了這樣一則消息,國內(nèi)規(guī)模最大國產(chǎn)化程度最高的項目中國船舶集團(tuán)旗下中國海裝華能如東H3項目完成全場吊裝。該項目安裝的正是國產(chǎn)化5兆瓦大容量海上風(fēng)電機(jī)組。該機(jī)組實現(xiàn)了機(jī)組一級部件國產(chǎn)化率100%、整機(jī)國產(chǎn)化率超過95%,代表了目前我國大容量海上風(fēng)電機(jī)組國產(chǎn)化最高水平。
  如今,該機(jī)組正緊鑼密鼓調(diào)試中將于本月并網(wǎng)發(fā)電。
  那么,這個最高國產(chǎn)化率到底怎樣得來?本文為您揭曉。

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安裝現(xiàn)場。中國海裝 王燦



 

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中國海裝海上風(fēng)電場

 

在本次國產(chǎn)化海上風(fēng)電機(jī)組研發(fā)項目,中國海裝吸納了多家以自主研發(fā)見長的國內(nèi)配套單位。該機(jī)組的研制,帶動了國內(nèi)海上風(fēng)電技術(shù)研究的競爭加速,工業(yè)制造極限的突破也成就了整個風(fēng)電市場,大型配套部件平臺的搭建,成為整個海上風(fēng)電行業(yè)加速發(fā)展的催化劑,累計已帶動形成超過1000億元產(chǎn)業(yè)集群,包括葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、控制、運輸、吊裝、施工、運維等。

 

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中國海裝 王燦

 

  探索歷程

 

經(jīng)過十三五期間的發(fā)展,我國風(fēng)電領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步,實現(xiàn)從跟跑到并跑的跨越式發(fā)展,其中海上風(fēng)電增長迅速,中國海上風(fēng)電累計裝機(jī)量已于2020年底成為全球第二,預(yù)計今年底可達(dá)世界第一。然而早前國際上海上風(fēng)電成功機(jī)型部分來自國際市場,以致核心零部件需與國外供應(yīng)商合作,成本大、周期長、售后服務(wù)不夠及時等諸多問題困擾著國內(nèi)海上風(fēng)電的高質(zhì)量發(fā)展。

 

2019年以來,外部國際環(huán)境發(fā)生深刻變化,以貿(mào)易戰(zhàn)等各種表現(xiàn)形式影響了部分關(guān)鍵零部件供應(yīng),威脅并制約著國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展。作為國內(nèi)海上風(fēng)電領(lǐng)域的先行者之一,早在2008年,中國海裝便開始了海上風(fēng)電領(lǐng)域的探索。經(jīng)過多年深耕,此前,安裝于江蘇如東海上的中國海裝5兆瓦海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已實現(xiàn)大部分零部件國產(chǎn)化,但影響機(jī)組性能與安全的關(guān)重零部件仍需要進(jìn)口,在中國海裝等企業(yè)的引領(lǐng)下,關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化嘗試也逐漸成為了業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點。

 



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安裝現(xiàn)場。王燦

 

  在國產(chǎn)化海上風(fēng)電機(jī)組攻關(guān)過程中,中國海裝帶領(lǐng)產(chǎn)業(yè)鏈各單位攻克了一個又一個技術(shù)難關(guān),突破了大型海上風(fēng)電機(jī)組葉片、主軸承、齒輪箱軸承、主控PLC、變流器IGBT等一系列核心關(guān)鍵部件國產(chǎn)化,取得了關(guān)鍵核心部件全部國產(chǎn)化的驕人成績。

  葉片 

  是風(fēng)電機(jī)組的重要部件,如同風(fēng)電機(jī)組的心臟,是風(fēng)電機(jī)組發(fā)電的動力來源。從非國產(chǎn)到國產(chǎn),葉片主梁碳纖維實現(xiàn)了完全國產(chǎn)化替代。葉片制造中應(yīng)用了自動化鋪設(shè)技術(shù),減少了碳布鋪設(shè)中的人為操作失誤影響,降低了鋪層褶皺和灌注缺陷的風(fēng)險。同時,精確控制編織工藝,針對國產(chǎn)碳纖維的特性,定制化開發(fā)工藝手段,降低了纖維磨損,使纖維排布更加均勻,更好地保證了材料性能。

  主軸承 

  如同風(fēng)電機(jī)組的關(guān)節(jié),將葉片所產(chǎn)生的動力傳遞至發(fā)電機(jī),對風(fēng)電機(jī)組的可靠發(fā)電至關(guān)重要。這次制造的主軸承外徑達(dá)到3200毫米,為國產(chǎn)風(fēng)電主軸承之最,設(shè)計制造難度高。中國海裝工程師肖長遠(yuǎn)說。項目組聯(lián)合相關(guān)單位,共同推進(jìn)了現(xiàn)有軸承鋼材的改進(jìn)工作。最終,軸承材料的淬透性及低溫性能有明顯提升,成為了風(fēng)電機(jī)組主軸承國產(chǎn)化的有力支撐。

  主控 

  如同風(fēng)電機(jī)組的大腦,直接關(guān)系著國產(chǎn)化風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電能力與運行情況。風(fēng)電機(jī)組主控系統(tǒng)國產(chǎn)化,是我國風(fēng)電發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。中國海裝研究院副院長楊微說。項目團(tuán)隊聯(lián)合相關(guān)研制單位,以滿足首臺國產(chǎn)化海上風(fēng)電機(jī)組的應(yīng)用為目標(biāo),全力推進(jìn)了主控系統(tǒng)的開發(fā),提升了主控系統(tǒng)的信息安全。同時,項目開發(fā)團(tuán)隊設(shè)計了多種工程預(yù)案以保障達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。做好冗余保護(hù)邏輯設(shè)計,最大限度地保障安全。

  設(shè)計方法 

  風(fēng)機(jī)-塔架-基礎(chǔ)一體化設(shè)計技術(shù),動態(tài)反映了海上風(fēng)電機(jī)組在受到風(fēng)---土動態(tài)耦合作用時的整體支撐結(jié)構(gòu)受力規(guī)律。

  監(jiān)測方法 
  數(shù)字智能感知監(jiān)測技術(shù),為提高海上風(fēng)電機(jī)組發(fā)電性能和故障診斷與預(yù)警能力提供堅實的支撐。本次在國產(chǎn)化海上風(fēng)電機(jī)組本體葉片、變槳、輪轂、主軸、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、塔筒和基礎(chǔ)以及機(jī)組所處的海上水下環(huán)境新增了超過180個測點,采用了激光雷達(dá)前饋、結(jié)構(gòu)安全檢測等超過10項智能監(jiān)控與運維系統(tǒng)。此技術(shù)加強了海上風(fēng)電機(jī)組對于本體和環(huán)境的主動感知,提升了海上風(fēng)電機(jī)組主動控制優(yōu)化的能力。

  吊裝 
  海上風(fēng)電機(jī)組吊裝工作需計劃周全,安排得當(dāng),吊裝工序環(huán)環(huán)相扣。>>點擊詳細(xì)

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中國海裝海上風(fēng)電場


  國產(chǎn)化5兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組的成功象征著我國向能源領(lǐng)域自主創(chuàng)新高地沖鋒的又一次勝利,對海上風(fēng)電平價化發(fā)展意義重大。我國風(fēng)電技術(shù)必將走出一條自立自強的發(fā)展之路。同時,我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)也將為碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)持續(xù)貢獻(xiàn)更大的智慧和力量。

 

 

| 通訊員:張萬軍/向琴瑤
| 來   源:中國海裝
| 責(zé)   編:方   浩
| 校   對:高紅梅
| 審   核:項   麗/甘豐錄