序言:
2021年,筆者發布了一篇題為《國產風電大軸承“零訂單”打了誰的臉?》的文章,文中指出中國風電大型軸承被國外品牌“卡脖子”,我國風電大軸承研發力度不足,產業鏈主機包括業主對國產軸承的質量缺乏信心等問題引起行業廣泛關注,大型風電軸承的國產化問題被逐步重視。
2023年風能展期間,筆者走訪了洛軸、瓦軸、遠景、人本軸承、新強聯、大冶軸、煙臺天成等國產風電軸承自研廠家,與各家負責人就風電軸承的研發與應用進行了解到我國風電主軸軸承已實現批量化應用,16MW主軸軸承也已成功掛機運行,整個行業主軸承國產化比例從2021年前的10%左右,今年預計提升到48%左右,中國國產風電軸承正在崛起。
4600臺運行零失效
國產風電軸承質量有保障
軸承屬于風電機組不可或缺的核心零部件,風電軸承的范圍涉及從葉片、主軸和偏航所用的軸承,到齒輪箱和發電機中所用的高速軸承。一般而言,風電軸承主要包括偏航軸承、變槳軸承、主軸軸承、增速器軸承和發電機軸承等。
風電主軸軸承由于要求精度高,被大家公認是國產化難度最大的部件之一,出于保守原因,在風電主軸軸承的采購上,整機商及業主更多的愿意采購來自SKF、FAG、鐵姆肯、舍弗勒、NTN等國際品牌。
國產風電大軸承由于質量備受質疑,且無長時間掛機實驗數據做支撐,很長一段時間內遭受“冷落”。
2023北京國際風能大會期間,遠景自研主軸承打破了業內對國產主軸承質量的質疑,遠景自研主軸承累計交付4600臺,投入市場五年來運行零失效。
遠景能源副總裁、風機平臺負責人、傳動鏈負責人婁益民表示:遠景風電主軸承在設計技術、加工工藝、質量管理等方面極大提升了國產風電主軸承產業鏈的能力,打破了外資品牌的壟斷。
目前,進口品牌主軸承在遠景風機的占比已經從2019年前的100%降低到30%。
婁益民強調,在交付的4600臺主軸中,其中,海上7MW以上機型交付近200臺,投入市場五年來運行零失效,這在國外頂尖品牌也沒有一家可以做到。
大冶軸相關人員也同筆者表示,其陸上應用最大兆瓦機組調心滾子軸承1120產品,于2022年批量交付于明陽智能,目前已全部掛機,無任何質量和故障問題反饋。
助力行業降本
風電軸承國產化提速
多位業內軸承專家向筆者表示,使用國產軸承平均成本比進口品牌低30%以上,這也是國產軸承的主要競爭力所在。
風電軸承成本約占機組總成本的5%左右,數據顯示,4-5MW國外品牌25萬元,國內品牌15萬元;5-6MW國外品牌42萬元,國內品牌25萬元。5-6MW國外品牌60萬元,國內品牌42萬元;6-8MW直驅國外品牌會達到120萬元,8-10MW接近200萬元。
在平價和國產化替代的雙重壓力下,軸承廠家有了更多的掛機運行機會。
國內主軸軸承從設計到生產制造,和國外產品的差距正在逐步縮小,以洛軸、瓦軸為代表的國內主要軸承制造企業,主流機型所用陸上風電5-6MW主軸軸承已大批量裝機使用。
當前,整個行業主軸承國產化比例從2021年前的10%左右,今年預計提升到48%左右。
洛軸總經理于海波表示,國內主軸軸承在保證產品質量的前提下價格優勢更為明顯,未來三年,國產主軸軸承市場占比超過進口軸承已成必然。
不過國產軸承對比國際而言仍有差距,就工藝而言,國內企業在研制、生產5MW以下風電主軸軸承上基本不存在難點。不過,更大兆瓦的主軸軸承工藝制造難度增加很多,如冷加工尺寸精度、熱處理變形、滾動體修形、滾道凸度、材料內部組織控制,更優的表面處理技術,包括如何解決邊界摩擦以及外界污染物介入后的潤滑問題等。
此外,加工更大尺寸的軸承需要更大更精密的加工、檢測設備,而設備本身價格昂貴。
大冶軸一位朋友表示,現在主軸軸承國產化已經到了一個關鍵時期,除成本因素外,國外供貨也存在著各種因素制約。
大軸承研發正當時
國產風電軸承崛起
風能展前兩月,由洛陽軸研科技有限公司(以下簡稱“軸研科技”)研發的國產首臺套18MW海上風電主軸軸承在洛陽順利下線,刷新了國產及全球大功率風電主軸軸承紀錄。
軸承應用了軸研科技聯合開發的WC/C表面處理技術,通過離子濺射形成新的表面涂層,可以充分實現減磨耐磨,有效解決海上風電軸承易產生白色腐蝕裂紋和電腐蝕等行業難題。
2022年9月,由洛軸自主研發,適配16MW海上風機平臺的風電主軸承在河南洛陽正式下線,目前已經實現掛機運行。
2022年7月,新強聯12MW海上抗臺風型風力發電機組主軸軸承下線,實現了3-7MW風機單列圓錐滾子軸承的小批量生產。
2020年12月,瓦軸自研大型深溝球軸承和大型圓柱滾子軸承出產,配套用于明陽11MW半直驅海上風電機組發電機。
此外,軸研科技目前也正在與主機單位聯合研發外徑3500mm主軸軸承,可覆蓋20MW以下風機需求。
本次風能展中,大大小小國內外軸承相關企業超40家,軸承廠家及軸承配套的滾珠等相關設備商非常活躍,展出的軸承新產品在此筆者就不一一羅列了。
關于軸承國產化方面,筆者認為,風電主軸的完全國產化尚需要一個過程,期間需要產業鏈給予更多的信任和機會,“十四五”后兩年將是軸承國產化替代高峰,隨著風電風電軸承企業的你追我趕,不斷攻堅,未來的風電軸承品牌一定能趕超國際,做大做強。
來源:風電觀察
作者:周彥家