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國內首臺國產化率(lv)最高(gao)海(hai)上風電機組誕生記
日前我們報(bao)道了這樣一(yi)則(ze)消息，國內規模最大國產化程度最高(gao)的項(xiang)目中國(guo)船舶集團旗(qi)下中國(guo)海裝華能(neng)如東H3項(xiang)目完成全(quan)場吊裝。該項目安(an)裝的正是國產(chan)化5兆瓦大容量海上(shang)風電機組(zu)。該機(ji)組(zu)實現(xian)了機組一(yi)級部件國產化率100%、整機國產(chan)化率超(chao)過95%，代(dai)表了目前(qian)我國大容(rong)量(liang)海上風電(dian)機(ji)組國產(chan)化最高水平。
如(ru)今，該機組正緊鑼(luo)密鼓調試中將(jiang)于本月并網發電(dian)。
那(nei)么，這個“最高國(guo)產化率”到底怎樣得來？本文為您揭(jie)曉。
安(an)裝現場。中國海裝 王燦 攝(she)
中國海(hai)裝(zhuang)海(hai)上風電場
在本次國產化海(hai)上風(feng)電機(ji)組研發(fa)項目，中(zhong)國海(hai)裝吸納了多家以(yi)自主研發(fa)見長的(de)(de)(de)(de)(de)國內配(pei)套單位。該機(ji)組的(de)(de)(de)(de)(de)研制，帶(dai)動了國內海(hai)上風(feng)電技術研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)競爭加速(su)，工業(ye)制造極限(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)突(tu)破也(ye)成(cheng)就了整(zheng)個(ge)(ge)風(feng)電市場(chang)，大型配(pei)套部件(jian)平臺的(de)(de)(de)(de)(de)搭建，成(cheng)為(wei)整(zheng)個(ge)(ge)海(hai)上風(feng)電行業(ye)加速(su)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)催化劑，累計已(yi)帶動(dong)形成(cheng)超過1000億元產業集(ji)群，包括(kuo)葉片、齒輪(lun)箱、發電(dian)機、控制、運輸(shu)、吊(diao)裝、施工、運維等。
中國海裝 王(wang)燦 攝(she)
探索(suo)歷程(cheng)
經過“十(shi)三五(wu)”期(qi)間的發展(zhan)，我國(guo)風電領域取得了長足的進步，實現從跟跑到并跑的跨越(yue)式發展(zhan)，其中海(hai)上(shang)(shang)風電增長迅(xun)速(su)，中國(guo)海(hai)上(shang)(shang)風電累計裝機量已(yi)于2020年底成為(wei)全(quan)球第二，預(yu)計今年底可達世界第一(yi)。然而早前國(guo)際上海上風(feng)電(dian)(dian)成功機型部(bu)分來自國(guo)際市場，以致核心零部(bu)件需與(yu)國(guo)外供應商(shang)合作，成本大、周期長、售后服(fu)務不夠及時等諸多問題困擾(rao)著(zhu)國(guo)內海上風(feng)電(dian)(dian)的高質量發展。
2019年(nian)以來，外部國(guo)際(ji)環境發生深刻變化(hua)，以貿易戰等各(ge)種表現(xian)形式影響了部分關鍵零部件供(gong)應，威(wei)脅并制約(yue)著國(guo)內風電行(xing)(xing)業(ye)發展。作為國(guo)內海上(shang)風電領(ling)域的先行(xing)(xing)者之一，早在(zai)2008年，中國海裝便開(kai)始(shi)了海上風(feng)電(dian)領域的探索。經過多年(nian)深耕(geng)，此(ci)前，安裝于江蘇如東海(hai)上的中國(guo)海(hai)裝5兆瓦海(hai)上風力發電機組已實現大部分零部件(jian)國產(chan)化，但影響機組性能與安全的關重(zhong)零部件(jian)仍需要(yao)進(jin)口，在中國海(hai)裝等企(qi)業的引領下，關鍵部(bu)件(jian)的國產化(hua)嘗試(shi)也(ye)逐(zhu)漸成(cheng)為了業內關注的焦(jiao)點(dian)。
安(an)裝現場。王燦 攝(she)
在國產化海上風(feng)電機(ji)組(zu)攻關(guan)過程中，中國海裝帶(dai)領產業鏈各(ge)單位攻克了一(yi)個又一(yi)個技術難關(guan)，突破了大型海上風(feng)電機(ji)組(zu)葉片、主軸承、齒輪箱軸承、主控(kong)PLC、變流(liu)器(qi)IGBT等一(yi)系列核(he)心(xin)關(guan)鍵部件國(guo)產(chan)(chan)化，取(qu)得了關(guan)鍵核(he)心(xin)部件全(quan)部國(guo)產(chan)(chan)化的驕人成績。
葉(xie)片(pian)
是風電機組的重要部件，如同風電機組的心臟，是風電機組發電的動力來源。從非國產到國產，葉片主梁碳纖維實現了完全國產化替代。葉片制造中應用了自動化鋪設技術，減少了碳布鋪設中的人為操作失誤影響，降低了鋪層褶皺和灌注缺陷的風險。同時，精確控制編織工藝，針對國產碳纖維的特性，定制化開發工藝手段，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
如同風電機組的關節，將葉片所產生的動力傳遞至發電機，對風電機組的可靠發電至關重要。“這次制(zhi)造的主軸(zhou)承外(wai)徑(jing)達到3200毫(hao)米(mi)，為(wei)國產(chan)風電主軸(zhou)承之最(zui)，設計制造難度高。”中國(guo)海裝(zhuang)工(gong)程師肖長遠說。項目組(zu)聯合相關(guan)單(dan)位，共同推進(jin)了(le)現有(you)軸(zhou)承鋼(gang)材的(de)改進(jin)工(gong)作。最(zui)終，軸(zhou)承材料的(de)淬透(tou)性及低(di)溫性能有(you)明顯提升，成為了(le)風電機組(zu)主(zhu)軸(zhou)承國(guo)產化的(de)有(you)力支(zhi)撐。
主控
如同風電機組的大腦，直接關系著國產化風電機組的發電能力與運行情況。“風(feng)電機組(zu)主控系統(tong)國(guo)產化，是我(wo)國(guo)風(feng)電發展的(de)關鍵一(yi)環(huan)。”中國(guo)海(hai)裝(zhuang)研究院副(fu)院長楊微說。項目(mu)團隊聯合(he)相(xiang)關研制單(dan)位，以(yi)滿(man)足首臺國(guo)產化海(hai)上(shang)風電機組的(de)(de)應用為目(mu)標，全力推進了主控系統的(de)(de)開發(fa)，提升了主控系統的(de)(de)信(xin)息安(an)全。同時，項目(mu)開發(fa)團隊設(she)計了多種工程預案以(yi)保障(zhang)達(da)到預定目(mu)標。做好冗(rong)余保護(hu)邏輯設(she)計，最(zui)大(da)限度(du)地保障(zhang)安(an)全。
設計方(fang)法
風機-塔架-基礎(chu)一(yi)體(ti)(ti)化設計技術(shu)，動態反(fan)映了海上風(feng)電(dian)機組在受(shou)到風(feng)-浪-流(liu)-土動態耦(ou)合作(zuo)用時的整體支撐結(jie)構(gou)受(shou)力規律(lv)。
監測(ce)方法
數字智能(neng)感知監測技術，為提高海(hai)上風(feng)電機組發電性能(neng)和故障(zhang)診(zhen)斷(duan)與預警能(neng)力提供(gong)堅實(shi)的支(zhi)撐。本次在國產化海(hai)上風(feng)電機組本體葉片、變槳、輪(lun)轂、主(zhu)軸、齒輪(lun)箱、發電機、塔筒(tong)和基礎以及機組所處的海(hai)上水下環境新增了超過180個測點，采用了(le)激光(guang)雷達前饋、結(jie)構(gou)安全(quan)檢(jian)測等超過(guo)10項(xiang)智能監控與運維系統。此技術加強(qiang)了海上風電機(ji)組對于本體和(he)環(huan)境的主動感知，提升了海上風電機(ji)組主動控制優化的能力。
吊(diao)裝
海上(shang)風電(dian)機組(zu)吊(diao)裝工作需計劃周全，安排得(de)當，吊(diao)裝工序(xu)環環相扣。
中國海裝海上風電(dian)場
國產化5兆瓦海(hai)上(shang)風電(dian)機組的(de)成(cheng)功象征著我國向能源(yuan)領域自(zi)主創新高地沖鋒的(de)又(you)一次勝利，對海(hai)上(shang)風電(dian)平價(jia)化發展(zhan)(zhan)意義重大。我國風電(dian)技術必(bi)將走出一條自(zi)立自(zi)強(qiang)的(de)發展(zhan)(zhan)之路(lu)。同(tong)時，我國海(hai)上(shang)風電(dian)產業也(ye)將為碳達峰碳中和目標持續貢獻(xian)更(geng)大的(de)智慧和力量。
| 通訊員：張萬軍/向琴瑤
| 來 源：中國海裝
| 責 編：方 浩
| 校 對：高紅梅
| 審 核：項 麗/甘豐錄
