近年來風電軸承技術(shù)不斷突破

風電軸承被業(yè)界認為是國產(chǎn)化難度較大的兩個部分之一，另一項為風電控制系統(tǒng)。近年來，我國風電軸承產(chǎn)業(yè)逐漸形成了規(guī)?；盗谢a(chǎn)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，完成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品的可靠性試驗。

■■高端軸承已成

風電設(shè)備制造軟肋

盡管，我國裝備制造業(yè)快速發(fā)展，但為重大裝備配套的高端軸承卻大部分依賴進口。此外，大型風力發(fā)電機軸承、深井鉆機轉(zhuǎn)臺軸承、海上鉆井平臺系列軸承等能源裝備高端軸承也都是國內(nèi)企業(yè)的軟肋。

業(yè)內(nèi)專家認為，作為風機的重要配套設(shè)備之一，風電軸承的受力和振動情況復(fù)雜，必須承受巨大的沖擊負荷，并且偏航、變槳軸承安裝成本較大，同時還需達到與主機一樣至少20年的壽命。由于風電設(shè)備的惡劣工況和長壽命高可靠性的使用要求,使得風電軸承具有較高的技術(shù)復(fù)雜度,是公認的國產(chǎn)化難度較大的兩大部分(軸承和控制系統(tǒng))之一。

國內(nèi)風電軸承在很長的一個階段里依靠國外進口，價格昂貴，加大了每千瓦風電設(shè)備造價，也制約了風電成本的下降。據(jù)專家透露，風電軸承中,偏航軸承和變槳軸承的技術(shù)門檻相對較低,而主軸軸承和增速器軸承的技術(shù)含量較高,發(fā)電機軸承基本上為技術(shù)成熟的通用產(chǎn)品。目前，國內(nèi)風電軸承企業(yè)的產(chǎn)能主要集中在偏航軸承和變漿軸承上,且以3兆瓦以下風電設(shè)備配套軸承為主，對于主軸軸承和增速器軸承,基本依靠進口,只有個別國內(nèi)企業(yè)初步涉足。

■■低速風電領(lǐng)域

對風電機組提出新要求

風電機組好不好，軸承是核心因素。在傳統(tǒng)風電機組中，軸承扮演著“關(guān)鍵先生”的角色。由于風電機組安裝于高空，維護成本高，同時所處的工作環(huán)境較為惡劣，易受沙塵、水霧、冰凍等污染侵害，這就要求其中的配套軸承需要具備高剛性和高可靠性，以滿足其20年使用壽命要求。

低速風電領(lǐng)域?qū)S承的考驗更為嚴苛。近年來，我國大力發(fā)展清潔陸上風電產(chǎn)業(yè)，并向中東南部等用電負荷中心轉(zhuǎn)移，而由于當?shù)仄骄L速低、風速風向變化快等特點，對風電機組提出了新的要求。

我國中南部地區(qū)屬典型低風速地區(qū)，位于電力負荷中心，電網(wǎng)接入條件好，但平均風速低，風速風向變化快，具有能量密度低、湍流強度高的特征，這就要求風電機組能量捕獲能力，特別是要能承受隨機性的交變氣動沖擊，需要針對性地研發(fā)低速風電機組及其配套軸承，而國際上并無先例，自主創(chuàng)新難度極大。

■■自主創(chuàng)新助力

國家綠色低碳發(fā)展

困難重重，但并未阻擋國內(nèi)軸承企業(yè)在探索中前行。作為國內(nèi)首家開展風電配套軸承研發(fā)的企業(yè)，洛陽LYC軸承有限公司（以下簡稱“洛軸”）歷經(jīng)60余年的建設(shè)與發(fā)展，已成為中國軸承行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較大、配套服務(wù)能力強的綜合性軸承制造企業(yè)之一，至今仍保持著軸承生產(chǎn)精度等級較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形尺寸較大等多項中國軸承行業(yè)紀錄。

據(jù)洛軸公司市場部負責人張文斌介紹，洛軸于1997年元月成功研制了國內(nèi)首套國產(chǎn)化風機偏航軸承，目前在風場已無憂運轉(zhuǎn)達20多年以上，成為中國軸承行業(yè)在該領(lǐng)域早具備配套資格的企業(yè)。2007年，洛軸主持起草了國家機械行業(yè)標準——JB/T10705-2007《滾動軸承風力發(fā)電機軸承》，2012年又主持編寫了風機軸承國家標準——GB/T29717-2013《滾動軸承風力發(fā)電機偏航、變槳軸承》、GB/T29718-2013《滾動軸承風力發(fā)電機主軸軸承》。

此外，洛陽LYC軸承有限公司作為主要參與單位之一的《高效低風速風電機組關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和大規(guī)模工程應(yīng)用》項目榮獲“2018年度國家科學技術(shù)進步二等獎”，為國內(nèi)軸承行業(yè)為數(shù)不過獲得此次國家獎勵的項目。

中國工程院院士盧秉恒認為，高端軸承研發(fā)涉及材料、油脂及潤滑、制造、設(shè)計、軸承制造裝備、檢測與試驗等一系列技術(shù)難題，還涉及接觸力學、潤滑理論、摩擦學、疲勞與破壞、熱處理與材料組織等基礎(chǔ)研究和交叉學科。必須在產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、技術(shù)發(fā)展規(guī)劃等方面作出重點布局，解決裝備制造業(yè)中高端軸承發(fā)展滯后的問題。