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    風電主軸軸承自主發展亟需產業聯手推動

    光伏們發布時間:2022-05-07 08:57:55

    歷經“搶裝”與平價降本的持續錘煉,風電產業對整機交付、降本能力的重要作用有了全新認識。與兩者息息相關的是,風電主軸軸承等“卡脖子”關鍵零部件的設計與制造能力。我國風電主軸軸承自主研發制造由來已久,如今國產占比僅35% 左右,其背后原因與潛在邏輯是什么?洛陽LYC 軸承有限公司(下稱“洛軸”)總經理于海波對話《風能》,回顧主軸軸承自主化之路,揭示未來發展挑戰與難點。

    Q:在您看來,風電主軸軸承自主化對我國風電行業發展具有怎樣的意義?

    A:2020年10月簽署的《風能北京宣言》提出,在“十四五”規劃中保證年均新增裝機50GW以上,2025年后,中國風電年均新增裝機容量應不低于60GW,到2030年至少達到80GW,可見未來我國對風電主軸軸承的需求量很大。風電主軸軸承自主化工作起始于2005年前后,由洛軸等企業率先實施,截至目前在兆瓦級機組上的應用量也是最大的。

    主軸軸承自主化,對于將風電核心技術牢固地握在我們自己手中意義重大。一方面,可在打破國外壟斷、實現平價、提升國內整機商在全球市場競爭力的同時,助力風電在與不同電源的競爭中不落下風;另一方面,大量應用經驗可提升國內軸承應用材料、熱處理、軸承設計、加工制造水平,縮小同國外企業產品的質量差距。

    Q:目前,阻礙我國主軸軸承規?;l展的挑戰有哪些?需要如何應對?

    A:就主軸軸承而言,對產品質量和可靠性要求較高。相較于偏航、變槳軸承,主軸軸承技術、加工難度更大,一旦損壞,更換的費用非常高,造成的損失遠大于收益。

    應對解決這項問題,需從三方面著手:一是要加快培養軸承研發、工藝專業人才,二是要有先進的生產、檢測、試驗裝備,三是要以先進的管控體系做支撐。

    隨著國產的主軸軸承應用量增大,整機商發現其質量并不比進口產品差。與進口軸承相比,國產風電軸承具有價格低、交貨速度快、售后服務及時高效等優勢。然而,部分終端業主認為進口軸承質量穩定,仍然在招標時明確要求使用進口品牌產品。作為零部件廠家,應加大宣傳和推廣,從設計、裝備、研發、試驗方面入手,與開發商直接對話交流,同整機商并肩進行技術與產品推廣,提升開發商對國產主軸軸承的信心。

    Q:近年來,為實現更多風能資源開發,風電產業鏈整體受到了一定的降本壓力。在主軸軸承方面,如何才能在確??煽啃缘那疤嵯?,實現進一步降本?

    A:需要從設計與工藝兩方面實現降本。在設計方面,要通過開發標準化、通用化的主軸軸承,以形成產品平臺化,從而大幅降低設計成本。同時著力提高軸承承載能力,使得同一軸承可以滿足更大功率機組的載荷工況要求。通過設計優化、新材料、新工藝應用等,推動整體成本下降。在工藝方面,則主要需采取仿形鍛件與減小工序間留量等措施實現降本目的。

    Q:洛軸是較早開展風電軸承自主研發的企業之一,公司網站最顯眼的位置上展示著“挺起民族軸承工業的脊梁”的口號,可見已將軸承自主化作為企業發展的核心追求?;诖?,請談談洛軸在風電軸承領域的發展歷程與取得的成果。

    A:從1997年至今的25年間,洛軸一直在研發偏航、變槳、主軸、增速箱、發電機、驅動器等系列風電軸承,是國內從事風電軸承研發、制造種類最全的企業之一。

    1997年,洛軸研制了國內首套偏航軸承,至今已無憂運轉超過25年;2005年,研制兆瓦級風電偏航、變槳、主軸軸承,并開始批量配套運行;2008年,研制風電齒輪箱軸承;2012年,研制5MW偏航、變槳軸承并裝機應用;2019年開發大壁厚主軸軸承鋼,國內首套7MW偏變軸承研制并完成試驗,研制4MW以上SRB(調心滾子軸承)主軸軸承并批量生產;2020年,研制三排滾子變槳軸承,研制海上風電偏變軸承專用材料;2021年,研制7MW、8MW海上風電主軸軸承,批量生產三排滾子變槳軸承、TRB(圓錐滾子軸承)主軸軸承。

    期間,洛軸編制并發布了國家標準《滾動軸承風力發電機組偏航、變槳軸承》(GB/T29717—2013)及《滾動軸承風力發電機組主軸軸承》(GB/T29718—2013);風電軸承行業標準《滾動軸承風力發電機軸承》(JB/T10705—2007);承擔“十二五”國家科技支撐計劃風電軸承項目和“十三五”國家重點研發計劃風電軸承項目;還在2018年榮獲國家科技進步二等獎。

    Q:目前,洛軸在主軸軸承技術方面有哪些積累?正在通過在哪些方面發力,破解該領域所存在的難題與挑戰?

    A:在主軸軸承材料方面,針對大功率風力發電機組主軸軸承特點,洛軸開發了滲碳鋼、全淬貝氏體材料。在熱處理工藝研究方面,洛軸著力在套圈表面硬度、淬硬層深度、材料金相組織及、熱處理變形等方面取得了大量成果。在冷加工工藝方面,洛軸實現滾動體修形,滾道凸度、旋轉精度控制。目前,針對大功率TRB主軸軸承外形尺寸較大以及行業降本需求,洛軸正著力解決相關的熱處理、超精裝備等問題。

    Q:洛軸不僅是較早進行風電主軸軸承研發制造的企業,近些年在此方面更實現了大跨步發展,這是基于在哪些方面獲得的支撐,能否向行業分享一些成功的發展經驗?

    A:自2005年開始研發生產風電主軸軸承,截至目前,洛軸已實現2.8萬套此類產品配套,預計2022年供貨數量超過6000套,裝機量穩居全國第一。這一方面得益于大批量主軸軸承的設計、生產及應用經驗積累;另一方面,來自于2019年引入APQP4Wind標準質量要求,生產現場管理水平不斷提升,軸承整體質量水平及產品一致性得到保障。此外,也離不開整機客戶的幫助,金風科技與遠景能源等風電整機商對主軸軸承應用及失效分析情況了解較為深入,并對軸承的設計、生產等環節提出寶貴意見,對促進主軸軸承整體質量水平提升具有重要意義。


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