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从14MW到18MW,再到22MW,中国海上风机单机容量一次次刷新全球新纪录!
在风火同价的时代,海上风电机组的大型化和轻量化已成为降低建设成本、提升经济效益的必然选择。
一方面,大型化带来的载荷显著提高,对传动链的设计提出更严苛的要求,同时零部件的尺寸和结构设计又必须高度匹配轻量化需求。
另一方面,随着海上风电进一步走向深远海,运维成本节节攀升,所以除了要关注“眼前”,更要关注风机产品全生命周期的投入产出,因此风机产品的高可靠性显得越发重要,尤其是核心零部件的可靠性更是“牵一发而动全身”。
轴承作为保证机组传动链运转的核心部件,其设计、计算、仿真、测试以及全生命周期的质量稳定性变得极为关键,尤其是10MW以上的海上风机对设计创新能力、质量可靠性的要求更高。斯凯孚凭借出色的传动链综合开发以及设计验证能力,全球同一的高质量生产标准,可为大兆瓦机型提供具有成本竞争力、更高可靠性的整体解决方案。
拓展传动链技术边界
构筑可靠运转护城河
大兆瓦海上风机的轴承设计除了需要丰富的新机型开发和应用经验外,更需要在设计理念和硬核技术上突破创新。
01
集成式设计 开辟“技术降本”新路径
风机机械传动链包括主轴、齿轮箱、发电机等关键部件,它们相互关联,密切配合。斯凯孚是最早参与“集成式传动链”设计的企业之一,从整体性能出发,颠覆了以往传动链关键部件“分体式”的设计。
集成式传动链不仅可以减少零部件数量,简化主机厂的装配,还具备体积小、重量轻、成本低等优势。通过集成式设计可以进一步降低多达20%以上的传动链成本,以技术革新推动降本增效的实现。
得益于多年来对整机主轴、齿轮箱和发电机轴承的深入研究,斯凯孚能在设计环节更加全面细致地考虑各零部件之间的耦合关系,兼顾主轴、齿轮箱的应用特点,联动设计,并构建全新的集成式传动链的装配逻辑,从而保证传动链的可靠运转。
02
硬核技术 直面“功率密度”挑战
斯凯孚全新一代DuraPro系列产品,在充分吸收斯凯孚Explorer系列产品优点的基础上,优化设计参数和制造工艺,使得在相同载荷条件下将主轴轴承寿命提升至同尺寸的标准轴承寿命的2倍以上。
在相同载荷下,在满足原来使用寿命的基础上,斯凯孚DuraPro系列主轴承的重量相比标准轴承分别可以降低25%以上,提升整个传动链的功率密度,进一步的提高整个风机的成本竞争力。
目前,斯凯孚DuraPro系列已经开始给国内某头部风电企业进行小批量交付,性能表现也已获得了客户的肯定。
设计验证三重加码
跑出技术迭代加速度
看似完美的设计方案,在实际应用时也存在“现实与理想的巨大鸿沟”,尤其是在大兆瓦机型相关经验较匮乏的情况下,只有完善设计验证流程,才能达到“梦想照进现实”的效果。
01
全方位验证体系 严守设计关
斯凯孚具有从基础理论、零部件到整体产品的完善验证体系,遍布全球的研发中心可以进行从摩擦、材料、润滑机理等基础理论,到滚动体、保持架等零部件,以及轴承和轴系的全方位测试分析验证。
02
全功率加载测试 护航大兆瓦
斯凯孚德国试验中心拥有目前全球最先进的风电整机试验台架之一——MSTR,能够对16MW整机进行全功率加载测试,并可以对直径6米的风电主轴轴承及其传动链进行深入全面的试验验证。截至目前,该设备已经为全球多个一流整机厂商提供轴承和轴系测试,也为斯凯孚在大兆瓦轴系的设计验证方面积累了更多经验。
03
全周期数智技术 赋能快迭代
斯凯孚通过创新性的“智能滚子”技术,在样机阶段实时采集风场真实的应用载荷数据,与设计仿真结果相互验证,从而让斯凯孚的产品“更懂风、更懂应用”。
凭借数据采集设备和人工智能技术,数万个传感器就像风电机组的“神经元”,将上万台的风电机组信息反馈至智能监控中心,为机组传动链性能监测和优化轴承设计带来源源不断的真实数据,从而大幅缩短了机组设计验证周期, 满足了大兆瓦新机型加速迭代的迫切需求,保障风电机组安全稳定运行。
在深耕风电事业40余年的丰富“履历”中,斯凯孚始终以“可靠运转”为目标,引领风电传动链技术的迭代创新,并与包括西门子、金风科技、南高齿、采埃孚等国内外整机和齿轮箱的龙头企业保持紧密的战略合作,如今随着大兆瓦机型持续性地跨越式发展,斯凯孚将一如既往地赋能海上风电步入更“大”时代。
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