傳動鏈是把葉片動能轉(zhuǎn)換為電能的關(guān)鍵裝置，核心部件包括主軸承、主軸、齒輪箱、發(fā)電機等。2014年前，主軸、發(fā)電機依次開啟國產(chǎn)化進程。而主軸承、齒輪箱等在風機總成本中占比較高、技術(shù)壁壘較高的部件，國產(chǎn)化進程則相對緩慢，2017年前基本是海外品牌的天下。
在11月24日舉辦的第七屆遠景能源技術(shù)高峰論壇上，遠景能源齒輪箱技術(shù)部全球總監(jiān)Ralf Rüschoff博士指出，風機重大故障事件中機械傳動鏈占比30%;風機物料成本中機械傳動鏈物料占比35%。如果說風機大型化讓成本、性能、可靠性“不可能三角”的矛盾越發(fā)尖銳，傳動鏈一定是這矛盾最集中的體現(xiàn)——大風機的傳動鏈要有更高的發(fā)電效率，更高的可靠性，更低的成本、體積和重量。
遠景能源齒輪箱技術(shù)部全球總監(jiān)Ralf Rüschoff博士
外購傳動鏈核心部件如何選擇基礎(chǔ)材料?如何檢測?如何計算載荷?整機商無從得知。想打開核心部件的黑匣子，答案并不在單個部件，而是整機層面的技術(shù)挑戰(zhàn)。部件和系統(tǒng)的深度融合才是極致產(chǎn)品的核心。在不斷“穿透”零部件的過程中，實現(xiàn)部件、系統(tǒng)、整機控制的技術(shù)交互、數(shù)據(jù)互聯(lián)和系統(tǒng)集成，既是遠景的優(yōu)勢，也讓遠景成為全球第一個由點到面“穿透”部件、系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，實現(xiàn)三方完美融合的風機制造企業(yè)。
2017年前，國內(nèi)風電行業(yè)長期被齒輪斷齒、軸承滾道剝落等批量質(zhì)量問題所困擾。遠景決定成立自研傳動鏈技術(shù)團隊，目標是打造中國基因的傳動鏈民族品牌。識別關(guān)鍵挑戰(zhàn)，提出全新產(chǎn)品理念，在全球范圍內(nèi)選擇最優(yōu)秀的人才去實現(xiàn)，向來是遠景高速成長的重要策略。來自SKF、西門子、ZF等知名廠商的技術(shù)專家，在上海和德國逐步建立起110人的國際化研發(fā)隊伍。站在巨人肩膀上，研發(fā)團隊迭代遠景對零部件和系統(tǒng)的持續(xù)認知，開發(fā)出最適合中國風電市場的傳動鏈產(chǎn)品。
部件和系統(tǒng)的深度融合，體現(xiàn)在設計開發(fā)源頭
傳動鏈基礎(chǔ)材料的優(yōu)劣，對于部件和系統(tǒng)的實際運行表現(xiàn)有著決定性影響，業(yè)內(nèi)屢見不鮮的齒輪斷裂，問題就出在基礎(chǔ)材料的非金屬夾雜。為了從根源上解決問題，遠景成為全球第一個，也是當前唯一一個齒輪材料應用EVA檢測技術(shù)的風機制造商，檢測標準比歐洲最高標準還要高1倍。該技術(shù)支撐了遠景材料標準的設定，對原材料純凈度的檢測和把關(guān)起到關(guān)鍵作用。與此同時，遠景齒輪箱的扭矩密度位于全球第一梯隊，高扭矩密度解耦了行星輪技術(shù)和軸承間隙控制，整體均載能力因此提升10%。
遠景軸承研發(fā)團隊開全球之先河，首創(chuàng)主軸承摩擦功應用理論，有效控制風機載荷引起的摩擦磨損，極大延長了主軸承使用壽命。
部件和系統(tǒng)的深度融合，體現(xiàn)在測試驗證
為了驗證部件性能、部件與系統(tǒng)的耦合情況，過去幾年，遠景在測試驗證方面的硬件投資和技術(shù)研發(fā)投入巨大——遠景是中國最早建成多自由度整機加載測試臺的整機廠家，同時擁有中國最大的具備動態(tài)彎矩能力的風電主軸承測試臺和26兆瓦級別中國唯一的彎扭耦合傳動鏈測試臺。常規(guī)齒輪箱測試只有純扭矩加載一個模式，遠景國內(nèi)獨創(chuàng)了傳動鏈彎矩加載、彎扭耦合、沖擊載荷、交變載荷、波動載荷等非常規(guī)測試，盡最大可能接近風機實際應用工況。
中國最大的具備動態(tài)彎矩能力的風電主軸承測試臺，加載能力可覆蓋至20MW 、300米葉片風機的測試
部件和系統(tǒng)的深度融合，體現(xiàn)在質(zhì)量管理
經(jīng)過嚴密測試的傳動鏈，在制造運營過程中還需經(jīng)受嚴格的質(zhì)量管理，才能確保25年生命周期的可靠性。
遠景能源自研自制齒輪箱工廠
遠景是中國唯一擁有自研自制齒輪箱工廠的風電整機制造企業(yè)，工廠總投資8億，總面積6萬多平米。一期廠房已運營兩年多，二期正在建設中，預計明年4月具備生產(chǎn)制造能力。依托質(zhì)量開發(fā)、制造工藝、工廠監(jiān)造三大團隊;從煉鋼到機組的全流程管控，從人員到質(zhì)量的系統(tǒng)化管控;和遠景質(zhì)量體系、機制流程、質(zhì)量防火墻三個質(zhì)量大壩，遠景共同構(gòu)建起自研自制傳動鏈質(zhì)量防御系統(tǒng)。遠景對國產(chǎn)零部件供應商實行專線和專業(yè)生產(chǎn)人員掌控，讓自研自制產(chǎn)品不僅全部實現(xiàn)國產(chǎn)化，更成為遠景智慧制造的結(jié)晶。
通過伽利略智能風機系統(tǒng)、風機數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，以及可維護性設計和備品備件可替換方案，遠景傳動鏈研發(fā)團隊不僅掌握了運行過程中部件和整機的耦合關(guān)系，更打通了風機傳動系統(tǒng)設計、制造、測試驗證和運營環(huán)節(jié)，將業(yè)務邊界拓展至25年全生命運營周期的后服務市場。
自2017年開始，遠景已實現(xiàn)了五大風機平臺的齒輪箱開發(fā)，截至今年9月中旬累計交付4400臺，目前已完成18兆瓦齒輪箱的樣機開發(fā)和測試驗證。得益于EVA檢測技術(shù)的成功落地和遠景新材料標準的高效執(zhí)行，迄今為止所有交付投運的遠景齒輪箱未見一例非金屬夾雜導致的失效。5年來，遠景成功自研14款主軸承產(chǎn)品，交付230多個項目，截至今年9月底總交付量達到4600臺(套)，保持運行零失效紀錄，目前主軸承系統(tǒng)已完成18兆瓦風機30年應用壽命的測試驗證。
遠景能源自研自制齒輪箱
遠景能源自研主軸承
經(jīng)過十余年發(fā)展，中國已成為全球最大的風電制造基地，并在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品形態(tài)等方面走入“無人區(qū)”。為贏得新一輪市場競爭，國內(nèi)各大整機制造商均加速了機組大型化進程。當風機越做越大，難的不單是創(chuàng)新設計，更是生產(chǎn)制造和全生命周期質(zhì)量管理，背后考驗的是企業(yè)技術(shù)積累的深度和整個系統(tǒng)的支撐能力。遠景能源是全球最早提出智能風機和智慧風場理念并成功實踐的企業(yè)，也是把對風機系統(tǒng)技術(shù)的深刻理解穿透到零部件上做得最極致和認真的企業(yè)。遠景自研自制傳動鏈，用優(yōu)異的市場業(yè)績和運行表現(xiàn)，打造出中國基因傳動鏈品牌，見證著中國風電從大到強、引領(lǐng)全球產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級的歷史時刻。