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近年来风电轴承技术不断突破,完成了一批具有自主知识产权的试验

2019-07-31 14:58:21 | 来源:和讯新闻

【中崋轴承网】

风电轴承被业界认为是国产化难度最大的两个部分之一,另一项为风电控制系统。近年来,我国风电轴承产业逐渐形成了规模化、系列化生产,产业规模不断扩大,关键技术不断突破,完成了一批具有自主知识产权的技术和产品的可靠性试验。

■■高端轴承已成

风电设备制造软肋

尽管,我国装备制造业快速发展,但为重大装备配套的高端轴承却大部分依赖进口。此外,大型风力发电机轴承、深井钻机转台轴承、海上钻井平台系列轴承等能源装备高端轴承也都是国内企业的软肋。

业内专家认为,作为风机的重要配套设备之一,风电轴承的受力和振动情况复杂,必须承受巨大的冲击负荷,并且偏航、变桨轴承安装成本较大,同时还需达到与主机一样至少20年的寿命。由于风电设备的恶劣工况和长寿命高可靠性的使用要求,使得风电轴承具有较高的技术复杂度,是公认的国产化难度最大的两大部分(轴承和控制系统)之一。

国内风电轴承在很长的一个阶段里依靠国外进口,价格昂贵,加大了每千瓦风电设备造价,也制约了风电成本的下降。据专家透露,风电轴承中,偏航轴承和变桨轴承的技术门槛相对较低,而主轴轴承和增速器轴承的技术含量较高,发电机轴承基本上为技术成熟的通用产品。目前,国内风电轴承企业的产能主要集中在偏航轴承和变浆轴承上,且以3兆瓦以下风电设备配套轴承为主,对于主轴轴承和增速器轴承,基本依靠进口,只有个别国内企业初步涉足。

■■低速风电领域

对风电机组提出新要求

风电机组好不好,轴承是核心因素。在传统风电机组中,轴承扮演着“关键先生”的角色。由于风电机组安装于高空,维护成本高,同时所处的工作环境较为恶劣,易受沙尘、水雾、冰冻等污染侵害,这就要求其中的配套轴承需要具备高刚性和高可靠性,以满足其20年使用寿命要求。

低速风电领域对轴承的考验更为严苛。近年来,我国大力发展清洁陆上风电产业,并向中东南部等用电负荷中心转移,而由于当地平均风速低、风速风向变化快等特点,对风电机组提出了新的要求。

我国中南部地区属典型低风速地区,位于电力负荷中心,电网接入条件好,但平均风速低,风速风向变化快,具有能量密度低、湍流强度高的特征,这就要求风电机组能量捕获能力,特别是要能承受随机性的交变气动冲击,需要针对性地研发低速风电机组及其配套轴承,而国际上并无先例,自主创新难度极大。

■■自主创新助力

国家绿色低碳发展

困难重重,但并未阻挡国内轴承企业在探索中前行。作为国内首家开展风电配套轴承研发的企业,洛阳LYC轴承有限公司(以下简称“洛轴”)历经60余年的建设与发展,已成为中国轴承行业生产规模最大、配套服务能力最强的综合性轴承制造企业之一,至今仍保持着轴承生产精度等级最高、结构最复杂、外形尺寸最大等多项中国轴承行业纪录。

据洛轴公司市场部负责人张文斌介绍,洛轴于1997年元月成功研制了国内首套国产化风机偏航轴承,目前在风场已无忧运转达20多年以上,成为中国轴承行业在该领域最早具备配套资格的企业。2007年,洛轴主持起草了国家机械行业标准——JB/T10705-2007《滚动轴承风力发电机轴承》,2012年又主持编写了风机轴承国家标准——GB/T29717-2013《滚动轴承风力发电机偏航、变桨轴承》、GB/T29718-2013《滚动轴承风力发电机主轴轴承》。

此外,洛阳LYC轴承有限公司作为主要参与单位之一的《高效低风速风电机组关键技术研发和大规模工程应用》项目荣获“2018年度国家科学技术进步二等奖”,为国内轴承行业唯一获得此次国家奖励的项目。

中国工程院院士卢秉恒认为,高端轴承研发涉及材料、油脂及润滑、制造、设计、轴承制造装备、检测与试验等一系列技术难题,还涉及接触力学、润滑理论、摩擦学、疲劳与破坏、热处理与材料组织等基础研究和交叉学科。必须在产业发展政策、技术发展规划等方面作出重点布局,解决装备制造业中高端轴承发展滞后的问题。

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