從14MW到18MW,再到22MW,中國海上風機單機容量一次次刷新全球新紀錄!
在風火同價的時代,海上風電機組的大型化和輕量化已成為降低建設成本、提升經濟效益的必然選擇。
一方面,大型化帶來的載荷顯著提高,對傳動鏈的設計提出更嚴苛的要求,同時零部件的尺寸和結構設計又必須高度匹配輕量化需求。
另一方面,隨著海上風電進一步走向深遠海,運維成本節節攀升,所以除了要關注“眼前”,更要關注風機產品全生命周期的投入產出,因此風機產品的高可靠性顯得越發重要,尤其是核心零部件的可靠性更是“牽一發而動全身”。
軸承作為保證機組傳動鏈運轉的核心部件,其設計、計算、仿真、測試以及全生命周期的質量穩定性變得極為關鍵,尤其是10MW以上的海上風機對設計創新能力、質量可靠性的要求更高。斯凱孚憑借出色的傳動鏈綜合開發以及設計驗證能力,全球同一的高質量生產標準,可為大兆瓦機型提供具有成本競爭力、更高可靠性的整體解決方案。
拓展傳動鏈技術邊界
構筑可靠運轉護城河
大兆瓦海上風機的軸承設計除了需要豐富的新機型開發和應用經驗外,更需要在設計理念和硬核技術上突破創新。
01
集成式設計 開辟“技術降本”新路徑
風機機械傳動鏈包括主軸、齒輪箱、發電機等關鍵部件,它們相互關聯,密切配合。斯凱孚是最早參與“集成式傳動鏈”設計的企業之一,從整體性能出發,顛覆了以往傳動鏈關鍵部件“分體式”的設計。
集成式傳動鏈不僅可以減少零部件數量,簡化主機廠的裝配,還具備體積小、重量輕、成本低等優勢。通過集成式設計可以進一步降低多達20%以上的傳動鏈成本,以技術革新推動降本增效的實現。
得益于多年來對整機主軸、齒輪箱和發電機軸承的深入研究,斯凱孚能在設計環節更加全面細致地考慮各零部件之間的耦合關系,兼顧主軸、齒輪箱的應用特點,聯動設計,并構建全新的集成式傳動鏈的裝配邏輯,從而保證傳動鏈的可靠運轉。
02
硬核技術 直面“功率密度”挑戰
斯凱孚全新一代DuraPro系列產品,在充分吸收斯凱孚Explorer系列產品優點的基礎上,優化設計參數和制造工藝,使得在相同載荷條件下將主軸軸承壽命提升至同尺寸的標準軸承壽命的2倍以上。
在相同載荷下,在滿足原來使用壽命的基礎上,斯凱孚DuraPro系列主軸承的重量相比標準軸承分別可以降低25%以上,提升整個傳動鏈的功率密度,進一步的提高整個風機的成本競爭力。
目前,斯凱孚DuraPro系列已經開始給國內某頭部風電企業進行小批量交付,性能表現也已獲得了客戶的肯定。
設計驗證三重加碼
跑出技術迭代加速度
看似完美的設計方案,在實際應用時也存在“現實與理想的巨大鴻溝”,尤其是在大兆瓦機型相關經驗較匱乏的情況下,只有完善設計驗證流程,才能達到“夢想照進現實”的效果。
01
全方位驗證體系 嚴守設計關
斯凱孚具有從基礎理論、零部件到整體產品的完善驗證體系,遍布全球的研發中心可以進行從摩擦、材料、潤滑機理等基礎理論,到滾動體、保持架等零部件,以及軸承和軸系的全方位測試分析驗證。
02
全功率加載測試 護航大兆瓦
斯凱孚德國試驗中心擁有目前全球最先進的風電整機試驗臺架之一——MSTR,能夠對16MW整機進行全功率加載測試,并可以對直徑6米的風電主軸軸承及其傳動鏈進行深入全面的試驗驗證。截至目前,該設備已經為全球多個一流整機廠商提供軸承和軸系測試,也為斯凱孚在大兆瓦軸系的設計驗證方面積累了更多經驗。
03
全周期數智技術 賦能快迭代
斯凱孚通過創新性的“智能滾子”技術,在樣機階段實時采集風場真實的應用載荷數據,與設計仿真結果相互驗證,從而讓斯凱孚的產品“更懂風、更懂應用”。
憑借數據采集設備和人工智能技術,數萬個傳感器就像風電機組的“神經元”,將上萬臺的風電機組信息反饋至智能監控中心,為機組傳動鏈性能監測和優化軸承設計帶來源源不斷的真實數據,從而大幅縮短了機組設計驗證周期, 滿足了大兆瓦新機型加速迭代的迫切需求,保障風電機組安全穩定運行。
在深耕風電事業40余年的豐富“履歷”中,斯凱孚始終以“可靠運轉”為目標,引領風電傳動鏈技術的迭代創新,并與包括西門子、金風科技、南高齒、采埃孚等國內外整機和齒輪箱的龍頭企業保持緊密的戰略合作,如今隨著大兆瓦機型持續性地跨越式發展,斯凱孚將一如既往地賦能海上風電步入更“大”時代。