風(fēng)電設備需破軸承之困

                   

                   工程技術(shù)人員正在組裝3兆瓦風(fēng)機主軸軸承。資料圖片

    12月10日，記者從大連瓦軸集團了解到，又一批為國家重大裝備配套的高端軸承產(chǎn)品在這里順利出產(chǎn)，填補了國內空白：5兆瓦風(fēng)機變槳軸承發(fā)往用戶(hù)裝機；完成盾構機主軸承及滾刀軸承等研發(fā)，并開(kāi)始裝機試驗；大型組合密封精密背襯軸承研發(fā)成功，通過(guò)了用戶(hù)的使用驗收……

    與此同時(shí)，上海電氣總投資5億元的高效清潔特大型風(fēng)電軸承生產(chǎn)線(xiàn)技改項目竣工投產(chǎn)，首臺3.6兆瓦海上風(fēng)電軸承下線(xiàn)。上海電氣從引進(jìn)技術(shù)到聯(lián)合設計，再到自主開(kāi)發(fā)，在軸承研制上走出一條新路。目前，中方技術(shù)人員的技術(shù)開(kāi)發(fā)能力、過(guò)程控制能力均已達到國際水平，成本只相當于進(jìn)口軸承的2/3，大批量生產(chǎn)后，有望下降到進(jìn)口軸承的1/2。

    雖然彌補差距非一日之功，但國內企業(yè)緊盯世界潮流，逐步實(shí)現高端軸承產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)升級的努力，將改變我國許多重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)裝備上高精密、高可靠性、高轉速軸承長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口的狀況。

    軸承是我國風(fēng)電設備制造的軟肋

    近年來(lái)，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(lài)進(jìn)口，軸承等核心零部件已經(jīng)成為國家重大裝備發(fā)展的瓶頸。“國內高速鐵路發(fā)展迅速，但軸承卻成為一個(gè)嚴重的瓶頸。歐美國家目前高鐵軸承能滿(mǎn)足時(shí)速350-400公里的需求，而我國目前的高速軸承大多只能滿(mǎn)足150-180公里的動(dòng)車(chē)組。”業(yè)內人士舉例說(shuō)。此外，大型風(fēng)力發(fā)電機軸承、深井鉆機轉臺軸承、海上鉆井平臺系列軸承等能源裝備高端軸承也都是國內企業(yè)的軟肋。

    據了解，精密大型軸承一個(gè)重要用途是用于風(fēng)力發(fā)電機。風(fēng)力發(fā)電機用軸承主要包括：偏航軸承、主軸軸承、變速器軸承、發(fā)電機軸承等。

    九州電氣負責風(fēng)電設備的一位人士告訴記者，作為風(fēng)機的重要配套設備之一，風(fēng)電軸承的受力和振動(dòng)情況復雜，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(shí)還需達到與主機一樣至少20年的壽命。由于風(fēng)電設備的惡劣工況和長(cháng)壽命高可靠性的使用要求,使得風(fēng)電軸承具有較高的技術(shù)復雜度,是公認的國產(chǎn)化難度最大的兩大部分(軸承和控制系統)之一。

    國內風(fēng)電軸承在很長(cháng)的一個(gè)階段里依靠國外進(jìn)口，價(jià)格昂貴，加大了每千瓦風(fēng)電設備造價(jià)，也制約了風(fēng)電成本的下降。

    國內企業(yè)探索中進(jìn)步

    目前，國產(chǎn)風(fēng)電軸承逐漸形成了規?；?、系列化生產(chǎn),主要企業(yè)有瓦軸、洛軸、軸研科技、方圓支承、上海聯(lián)合等相關(guān)企業(yè)。

    據中國軸承工業(yè)協(xié)會(huì )工作人員透露，風(fēng)電軸承中,偏航軸承和變槳軸承的技術(shù)門(mén)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，國內風(fēng)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(fēng)電設備配套軸承為主，對于主軸軸承和增速器軸承,基本依靠進(jìn)口,只有個(gè)別國內企業(yè)初步涉足。

    據了解，我國軸承行業(yè)對風(fēng)電軸承的設計、制造和試驗技術(shù)還遠遠沒(méi)有吃透，比如主軸軸承是用哪一類(lèi)軸承為好，變槳軸承是用哪一種結構的回轉支承為好，回轉支承滾道和齒部淬火如何防止產(chǎn)生裂紋，如何保證表面硬度和淬硬層深度等難點(diǎn)仍然處于探索攻關(guān)之中。

    困難重重，但并未阻擋國內軸承企業(yè)在探索中前行。一批國內領(lǐng)軍企業(yè)瞄準世界水平，以振興裝備制造業(yè)16個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的高檔次配套軸承為市場(chǎng)導向，實(shí)行了強投入、高水平、快產(chǎn)出的技術(shù)改造，目前已經(jīng)形成了1.5兆瓦、2.1兆瓦、3兆瓦風(fēng)電軸承的全方位的批量生產(chǎn)能力。

    洛陽(yáng)LYC軸承有限公司的相關(guān)負責人告訴記者，他們剛剛取得了一項重要突破。擁有自主知識產(chǎn)權的風(fēng)電齒輪箱軸承專(zhuān)用試驗機，經(jīng)過(guò)裝配調試、負荷試車(chē)，檢測各項技術(shù)性能指標均達到設計要求，填補了國內軸承行業(yè)的空白。該試驗機可以完成3兆瓦以下風(fēng)力發(fā)電機增速箱內共18套軸承的試驗，為風(fēng)電增速齒輪箱軸承提供了必要的試驗設備和試驗手段，為軸承的設計與改型提供重要的實(shí)驗數據，為軸承產(chǎn)品的工藝方法驗證提供重要的判定依據，從而為提高風(fēng)電增速齒輪箱軸承產(chǎn)品的質(zhì)量和水平提供了條件。

    瓦軸集團相關(guān)負責人透露，他們已經(jīng)建成全球軸承品種最多、生產(chǎn)規模最大、配套機組最全、發(fā)電功率最大的風(fēng)力發(fā)電軸承生產(chǎn)基地，在設計研發(fā)、工藝制造、檢測試驗三大技術(shù)領(lǐng)域達到了世界水平，成為全球屈指可數的幾家能為5兆瓦風(fēng)力機組配套軸承的企業(yè)之一。

    “十二五”期間有望獲得突破

    不久前召開(kāi)的高端裝備制造中的軸承技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展高層研討會(huì )上，多位業(yè)內專(zhuān)家都認為，我國高端裝備制造的瓶頸之一是高端軸承的缺乏，同時(shí)，軸承也是“十二五”期間最有可能實(shí)現率先突破的行業(yè)。

    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(xué)、潤滑理論、摩擦學(xué)、疲勞與破壞、熱處理與材料組織等基礎研究和交叉學(xué)科。我們必須在產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、技術(shù)發(fā)展規劃等方面作出重點(diǎn)布局，解決裝備制造業(yè)中高端軸承發(fā)展滯后的問(wèn)題。也只有組織多方面力量共同攻關(guān)、做好產(chǎn)學(xué)研結合，才能完成向高端軸承邁進(jìn)的任務(wù)。

    瓦軸集團作為國內最大的綜合性軸承制造企業(yè)，近年來(lái)，加速技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng )新為整個(gè)行業(yè)指明了前行方向。瓦軸集團董事長(cháng)王路順表示，作為國家重大基礎研究計劃軸承“973”項目參與企業(yè)，瓦軸集團正與西安交通大學(xué)等其他8所參加單位打造緊密型產(chǎn)學(xué)研合作模式，推動(dòng)企業(yè)將生產(chǎn)技術(shù)與科研成果有機結合，希望為國內軸承行業(yè)的整體突破找到一條可行的道路。