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遠景能源婁益民:滑動軸承-風機進化必經之路

   2025-03-06 風能專委會CWEA趙靚3050
核心提示:滑動軸承的成功批量應用就像一場持續多年的考試

《風能》:國內不少風電齒輪箱與整機企業都在嘗試研制滑動軸承,為何遠景能源能率先實現批量應用?

婁益民:滑動軸承技術是一項復雜的系統工程,涉及設計、制造、測試以及在齒輪箱、傳動鏈和整機中的應用。遠景能源在這一領域實現了全鏈條貫通,從設計制造到測試驗證,再到小批量試驗和批量應用,形成了獨特的自研自制優勢。這種全流程整合確保了滑動軸承技術在機組上的成功應用。以清潔度控制為例,這是滑動軸承應用中的關鍵挑戰。遠景通過從生產、裝配到應用的全流程嚴格管控,確保了軸承的最佳運行環境。相比之下,許多國內廠商由于缺乏從零部件設計到整機應用的全鏈條整合能力,往往難以理解與滿足滑動軸承的嚴苛應用要求??梢哉f,遠景的核心競爭力在于完整的技術包解決方案,實現了從概念設計、生產制造到批量應用的全流程貫通。這種系統化的技術整合能力,正是遠景在滑動軸承技術上取得突破和成功的關鍵所在。

《風能》:近年來,遠景一直在強調要打開風電技術的“黑匣子”,在掌握滑動軸承設計與生產能力后,風電技術領域是否還有黑匣子需要繼續打開?

婁益民:風電技術仍在持續進步,單機容量和葉片尺寸也在不斷增大,我認為“黑匣子”是一個動態的、不斷更新的概念。對某些特定范圍內的整機產品,我們或許已經揭開了“黑匣子”的秘密,但隨著新技術的引入和新一代產品的推出,曾經被解開的“黑匣子”又會演變成新的未知領域。

當前,中國風電行業正需要重新定義,尤其是在大容量、大葉輪機組時代。現階段,并非所有的“黑匣子”都被完全打開,而過去已解開的“黑匣子”也可能因技術進步再次變得神秘?!昂谙蛔印钡谋举|在于,盡管我們已經探索了許多技術邊界,但隨著機組功率的成倍增長,許多曾經被破解的領域又涌現出新的未知風險。這些未知風險正是新的“黑匣子”。

因此“黑匣子”將始終存在,并隨著技術進步不斷演變。我們需要在應用過程中持續識別并揭開它們,這是一個長期而艱巨的任務。

《風能》:自研自制滑動軸承,在風電領域中相當于一項多大難度的挑戰?能否給出一個形象的對比?

婁益民:滑動軸承技術的廣泛應用將成為風電設備領域的一項里程碑式突破,就像國產大飛機的發動機一樣具有重大意義。這項技術的成功應用,將推動風電機組真正實現大型化發展。機組大型化面臨的最大挑戰在于,許多基礎材料和傳統理論已接近其應用極限,亟需更新與突破。以齒輪箱中的行星輪為例,傳統滾動軸承已無法滿足更高功率的應用要求,而滑動軸承的應用就突破了這一限制,使機組功率得以向10MW、20MW甚至30MW以上邁進,成為實現這一跨越的關鍵。

《風能》:遠景能源為什么要如此積極地推動滑動軸承技術應用?

婁益民:在風電整機產品和行業發展的當前階段,我們通過全面的技術和風險評估,認為滑動軸承技術是整機產品進一步升級的必經之路。

基于遠景的深入分析,滾動軸承的應用已接近極限。隨著葉輪直徑的增大,在相同轉速下,滾動軸承的限速能力已達到設計極限。這是因為軸承的摩擦熱主要與相對速度差相關,當速度達到一定程度后,摩擦熱將顯著增加,導致滾動軸承的性能進入瓶頸期。當然,這一問題可能不會在短期內顯現,但在10~15年的長期運行后,由于摩擦熱的累積,滾動軸承的性能將逐漸下降。然而,風電設備的全生命周期通常為25~30年,我們必須確保傳動鏈核心部件在整個生命周期內保持高效運行,而不是在5年、10年或15年后需要更換。

因此遠景認為,現在已經到了大規模應用滑軸技術的時候,以確保風電機組核心部件在全生命周期內實現零失效。這將避免在10~15年后因軸承更換而導致的重大運維問題,從而保障風電投資的長期穩定性和可靠性。

《風能》:遠景能源的滑動軸承技術與國際先行者們相比,能否談得上先進?

婁益民:遠景自2019年便開始研發在風電設備中應用滑動軸承技術,并與國內多所知名高校展開了深度合作。隨著我們在德國多特蒙德成立傳動鏈齒輪箱COE(卓越中心),并組建了專門的滑動軸承技術研發和試制團隊,我們成功探索出熔噴涂覆技術。盡管國際上存在多種滑動軸承技術路徑,但目前越來越多的國際應用廠商正逐漸向我們的技術靠攏。傳統的滑動軸承技術,如襯套類和鑄造銅套類,在經濟性上存在明顯不足,而采用熔噴涂覆技術的企業卻非常少。遠景在這一領域的創新,不僅提升了技術性能,也為行業提供了更具經濟性和可靠性的解決方案。另外,從實際應用情況來看,我們的產品也更穩定,這說明在風電滑動軸承技術的研發與應用上,遠景已經走在世界前列。

《風能》:想要做好齒輪箱滑動軸承,最難的挑戰是什么?

婁益民:從我的角度來看,目前國內風電行業中,滑動軸承的大規模應用可能只有遠景在積極推進,其他廠商的應用尚未取得顯著成功。這是因為滑動軸承技術不僅僅體現在軸承本身,而是需要一個完整的技術體系來支撐。滑動軸承的開發、試驗和試制并不算難,真正的挑戰在于如何將其與齒輪箱和整機完美結合,并確保其在實際運行中的高效性和可靠性。這是一個涉及多方面的復雜問題。

例如,齒輪箱和整機的應用環境是否適合滑動軸承?在運行過程中,滑動軸承是否會因環境因素而損壞?油液中的雜質如何控制?運行溫度如何管理?這些都是我們在技術包中需要解決的關鍵問題。此外,滑動軸承傳動鏈齒輪箱的運輸、吊裝后的等待并網期間的機組控制,以及潤滑系統的管理,都是確保滑動軸承在空中成功應用的重要環節,缺一不可。

可以說,滑動軸承的成功批量應用就像一場持續多年的考試。雖然我們可能在某一次測試中取得滿分,但要實現真正的批量應用,就必須在每一次“考試”中都做到完美。這就像從小學到高中再到高考的過程,只有通過無數次期中、期末考試,解決所有可能出現的問題,才能真正實現滑動軸承在機組中的成功批量應用。這是一個需要長期積累和不斷優化的過程。

 
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