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又一18兆瓦海上风电机组吊装
2024-07-02 来源:中船科技
 2024年6月30日,由中船科技旗下中船海装自主研制的18兆瓦中速集成海上风电机组,经过一年多的全面测试验证,在辽宁营口华能仙人岛热电厂成功完成吊装,标志着创造风轮直径260米、单机功率18兆瓦“两个全球第一”纪录的风电机组即将投入商业化应用。
 
 
应运而生  创造“两个全球第一”
 
“当年我在福建工作的时候,中国还没有海上风电。曾几何时啊!” 2024年4月22日,习近平总书记在参观重庆科技创新和产业发展成果展示上,听闻研制的18兆瓦海上风电机组整机国产化率99%,他如是感慨道。
 
 
开展海上风电技术研究是我国实现能源安全、建设海洋强国等国家战略需求的重要手段。大功率海上风电机组的研发和应用,不仅有助于提升我国在全球风电领域的竞争力和影响力,还有助于推动我国海洋经济的可持续发展。蓝色经济踏浪而来,中船海装乘风而起,向海进击,大展身手。
 
 
2023年1月,由中船海装自主研制的H260-18MW海上风电机组在山东东营成功下线。该机组一诞生便创造了风轮直径260米、单机功率18兆瓦“两个全球第一”纪录。使国内海上风电机组容量从13兆瓦跃升到18兆瓦,成为全球风轮直径最大和单机功率最大机组。并相继入选国家能源局2023年度能源行业十大科技创新成果、中央企业科技创新成果产品手册(2023)和2023年度重庆市十大科技进展。
 
自主创新  攻克关键核心技术
 
回望10余年前,中国海上风电产业刚刚起步。对国外技术和零部件的依赖,严重制约了我国海上风电的发展。到如今中国风电大兆瓦势头越来越迅猛,打破国外垄断,自主品牌产品推陈出新,进入了风电技术和产业发展的“无人区”。
 
关键核心技术是国之重器,一定要牢牢掌握在自己手里。中船海装以“高效率、高功率密度、高可靠、智能化”为设计理念,联合中国船舶集团风电产业链单位和多家科研院所、优势企业协同创新,从整机及并网需求分解转化为对叶片、发电机、变流器、直流升压、基础支撑和控制系统的正向设计。
 
 
在18兆瓦风电机组研制过程中,中船海装先后攻克了复杂环境下126米超长柔性叶片翼型气动设计技术、高功率密度发电并网系统高效协同控制技术、大功率海上风电机组单机及场群智能控制技术、基于数字孪生的大型海上风电机组全生命周期智能运维技术等多项关键技术,实现机组整机国产化率高于99%,成功解决了我国大功率海上风电机组安全高效运行的共性技术难题。
 
 
这台18兆瓦风电机组采用集成式设计,结构更紧凑,空间利用率更高,对比传统半直驱传动链路线,其功率密度提升10%。在满发风速下,机组每转动一圈可发44度电,一台机组每年输出约7400万度清洁电能,可满足4万户家庭用电需求,相当于每年可节约标煤约2.5万吨、减少二氧化碳排放约6万吨。
 
安装该机组不仅可以减少机位点数量,节约用海面积,还可以降低基础和施工成本,进而减少项目一次性投资成本,具有显著经济和社会效益。
 
新质生产  测试验证保稳定
 
海上风电在日常运行中,要直面强烈的海风、腐蚀等恶劣环境,对机组的安全性、可靠性、稳定性提出了严苛的要求,特别机组大型化、平价化趋势下,对机组及关键零部件的要求也越来越高。
 
 
为此,中船海装高度重视机组的测试验证,剑指提升风电整机及机电传动系统质量、降低风电机组安全隐患,倾力打造了海上风电机电传动系统研发试验平台,布置了包括功率、振动、转速、温度、噪声在内的数百个传感测量点,全力满足海上风电大型化、轻量化、集成化等新技术应用前的测试验证需求。
 
 
这台18兆瓦风电机组从原材料、零部件再到系统、整机,所有环节都经过了全面的测试验证。包括126米叶片静力测试、抗疲劳测试、雷击测试等综合性能测试,发电机永磁转子动平衡试验、单机试验与联调试验,齿轮箱流量、温度、压力、效率、均载、振动、噪声、超负荷等综合性能测试,极限环境适应性试验、极端工况边界试验等,通过近一年半的“全面体检”,实现机组各环节的优化提升,为机组商业化运用后的安全稳定运行提供了坚实保障。
 
破风而立  蓝色经济显活力
 
这台18兆瓦风电机组,光主机就400多吨,特别126米叶片的安装就像一场高空穿针引线,需要在近150米的高空,将170多颗螺栓精准插入轮毂对应的孔内,过程中因为海风的影响叶片还会晃动,稍不注意就会受损,吊装难度可想而知。
 
 
针对风电部件的庞大和脆弱性,中船海装吊装前经过了反复讨论,不断优化施工工艺和流程,采用4000吨级主吊和多台副吊协同,通过水平单叶片吊装方案和超高工况下互补模式进行吊装,避免了吊装过程中的损伤风险,保障安全的同时提高施工效率。
 
 
目前,18兆瓦风电机组屹立于三面环海、余晖洒金的仙人岛,成为岛上一大壮观“风景”。把机组安装在华能仙人岛热电厂,除了便于进一步测试验证,还能将风电等新能源和传统能源相结合,形成风电、光伏、火电等一体的发电格局,进一步改善当地能源结构,促进绿色低碳,提高能源利用效率和企业盈利能力。
 
面向未来,中船海装将坚持自主创新,沿着“大型化、轻量化、一体化、国产化、智能化”研发路线,不断突破海上风电机组设计、制造和施工极限,进一步降本增效。同时,加强产业链协同,积极配合中船科技打造海上风电+海洋牧场+海洋文旅为一体的蓝色海洋经济带,不断提升海上风电产业的整体竞争力,切实用海上风电的“含绿量”提升海洋经济的“含金量”。
 
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