国产主轴承助力风电场高效运行
发表时间:2024-09-18 16:28 来源:中国能源报 阅读数:81“自2020年投入运行以来,乐陵风电场中使用国产主轴承的风电机组保持了零故障的良好记录。其运行温度、润滑油中铁含量、CMS振动监控等核心指标均优于行业标准,尤其是在温度控制上,始终维持在40摄氏度左右,显著低于65摄氏度的安全阈值,表现得相当稳定可靠。”国华投资山东分公司乐陵风电场的场长车庆华在接受《中国能源报》记者采访时说道。
作为风力发电设备中的关键部件,主轴承的技术要求极高,需要精密控制、强大的承载能力和较长的使用寿命,多年来被视为风电设备国产化进程中的“最后一公里”。在风电行业追求成本降低与效率提升的趋势下,国内的风电设备制造商逐渐突破了技术障碍,揭开了风电设备国产化的“最后黑箱”。即便是在华北平原复杂的风况条件下,安装了国产主轴承的风电机组依然表现优异,超越了行业平均水平。
四年稳定运行
国产主轴承展示卓越性能
乐陵风电场位于一片广阔的玉米地之中,数十台风电机组矗立其间。这里汇集了来自渤海湾的气流与华北平原的风力,尽管年平均风速仅4.96米/秒,但瞬时风速高且风向变化莫测,经常遇到高湍流和极端天气,给风轮带来了极大的不平衡负荷,主轴承承受的压力也尤为巨大。然而,自全面并网以来,乐陵风电场的年平均发电小时数达到了2500小时,累计发电量达9.2亿度,足以满足约15万个家庭一年的用电需求。
乐陵风电场近年来荣获了诸如“2021年全国风电场生产运行指标对标华北地区山东省级AAA级”风电场、“2022年全国无故障风电场管理成果”奖等多项荣誉。这些成就的背后,国产主轴承起到了至关重要的作用。乐陵风电场的34台单机容量为3.0兆瓦的远景能源风电机组,其自研主轴承在发电运行过程中表现突出。
“主轴承是风机所有运动部件的中枢,是风电机组的关键组件之一,设备的运行状况可以通过温度来初步判断。”车庆华解释说,“良好的润滑可以减少磨损,从而避免过热。乐陵风电场的国产主轴承运行温度一直维持在40摄氏度左右,远低于行业标准的65摄氏度。”
除了温度控制之外,监控数据显示,乐陵风电场的国产主轴承磨损程度很低,润滑油中铁含量明显低于行业平均水平。通过CMS振动监控数据和伽利略平台的实时分析,所有自研主轴承的健康状态都在正常范围内。
“一方面,国产主轴承在性能上已经达到了或接近国际领先水平,满足了风电设备对主轴承的严苛要求;另一方面,国产主轴承的性价比优势也有助于控制风电项目的整体成本。”车庆华补充说。
揭开“黑箱”
促进风电行业持续进步
“2019年以前,我国的风电主轴承市场几乎完全由进口品牌主导。”远景能源的一位主轴承专家在接受采访时透露,“主轴承的研发和生产非常复杂,新进入者面临的挑战巨大。”
远景自研主轴承选用高品质钢材,通过特别的冶炼工艺有效控制了有害杂质,增强了轴承的抗疲劳和抗冲击能力。与同类进口产品相比,自研主轴承具有更高的加工精度,使得运转更加平稳,摩擦产生的热量更少,可靠性更强。
除了技术上的突破,国内主轴承生产商还通过定制化解决方案开辟了新的市场空间。“相较于传统轴承制造商,远景作为整机制造商,可以根据中国的实际应用场景来定制化设计主轴承,例如调整内部接触方式,优化控制策略,以减少不利弯矩载荷的影响,帮助发电机获得更高的输入扭矩,从而提升风机的发电量。”该专家进一步解释说。
“以前,进口主轴承一旦出现问题,供应商可能需要几周甚至几个月的时间来响应和更换,而现在,国产主轴承的快速响应大大缩短了维修时间,减少了停机时间,降低了运维成本。”车庆华表示。
持续自主创新
增强中国风电产业竞争力
尽管起步较晚,但国内风电产业正展现出蓬勃的生命力。随着国产核心部件的应用增多,风电场的运维效率也在不断提升。
据远景能源工程服务与资产管理中心大现场五区副总经理刘飞介绍,随着国产部件的广泛使用和技术的进步,风电场的运维人员数量显著减少,从原来的十几个减少到了七八个,甚至更少。
目前,各大央企在主轴承采购上,国产化的比例正在逐步增加,预计今年国产化率将从2021年的10%左右上升至65%左右。
自2019年首次应用以来,远景已开发出14款自研主轴承,应用于全球508个项目,其中包括超过1500台风机出口海外市场,自批量投产以来无一失效。
全球风能理事会预测,未来十年,全球风电装机量将新增1太瓦以上,而中国制造的风电设备将在全球绿色转型中扮演重要角色。
(来源:中国能源报)