借風(fēng)之力 發(fā)永磁電

“2020年初，中車(chē)株洲電機(jī)公司（以下簡(jiǎn)稱“中車(chē)株機(jī)”）承接了一個(gè)緊急任務(wù)，與新疆金風(fēng)科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“金風(fēng)科技”）協(xié)同開(kāi)發(fā)當(dāng)時(shí)世界上最大功率的16兆瓦海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)。這個(gè)項(xiàng)目時(shí)間緊、任務(wù)重，公司上下全力以赴，保障項(xiàng)目順利完成?！敝熊?chē)株機(jī)江蘇公司總工程師李華說(shuō)。

“海上巨擘”超減碳

2023年7月19日，全球首臺(tái)16兆瓦超大容量海上風(fēng)電機(jī)組在福建海上風(fēng)電場(chǎng)成功并網(wǎng)發(fā)電。該風(fēng)電機(jī)組與國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919、中國(guó)第三艘航空母艦福建艦、中國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”等硬核產(chǎn)品共同榮登由國(guó)資委網(wǎng)站評(píng)選的“2022年度十大國(guó)之重器”榜單。

這一“海上巨擘”的核心動(dòng)力——16.X兆瓦中速永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由金風(fēng)科技和中車(chē)株機(jī)聯(lián)合研制，發(fā)電數(shù)月，機(jī)組各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和發(fā)電指標(biāo)正常，標(biāo)志著中國(guó)海上風(fēng)電大容量機(jī)組研發(fā)制造再上新臺(tái)階，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

李華介紹：“這款發(fā)電機(jī)可以說(shuō)是一顆強(qiáng)大的‘心臟’，采用創(chuàng)新技術(shù)，具有溫升低、振動(dòng)低、諧波低、噪聲低，集成度高、效率高、可靠性高等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)?！?/p>

在額定工況下，單臺(tái)機(jī)組每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，就能發(fā)電34.2千瓦時(shí)，平均每年可輸出超過(guò)6600萬(wàn)千瓦時(shí)的清潔電能，滿足3.6萬(wàn)戶三口之家一年的生活用電，足以讓一輛續(xù)航500公里的新能源車(chē)行駛5.5億公里。同時(shí)，單臺(tái)機(jī)組每年可減少燃煤消耗約2.2萬(wàn)噸，減排二氧化碳約5.4萬(wàn)噸。

挑戰(zhàn)世界難題

在項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程中，中車(chē)株機(jī)成立以中車(chē)首席專家牽頭的專項(xiàng)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。通過(guò)與客戶、供應(yīng)商等產(chǎn)業(yè)鏈的縱向關(guān)聯(lián)，以及與公司內(nèi)部軌道、工業(yè)驅(qū)動(dòng)、新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域的橫向協(xié)同，針對(duì)行業(yè)“卡脖子”難題進(jìn)行聯(lián)合專項(xiàng)攻關(guān)，成功解決多項(xiàng)技術(shù)難題，一舉實(shí)現(xiàn)大容量電機(jī)小型化的技術(shù)突破，并在保證機(jī)組發(fā)電量的前提下，將發(fā)電機(jī)重量降至20噸左右。

“國(guó)際海上風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)值是0.1安每平方毫米。0.1安預(yù)示著仍然有一部分電流會(huì)流經(jīng)軸承，對(duì)軸承產(chǎn)生一定的腐蝕，最后導(dǎo)致軸承徹底失效。”李華指出。

海上風(fēng)電環(huán)境惡劣，后期維護(hù)成本高昂。為了節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本，中車(chē)株機(jī)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)迎難而上，挑戰(zhàn)發(fā)電機(jī)軸承電腐蝕這一世界難題，并提出一個(gè)大膽的想法：“將電流從0.1安每平方毫米降至0.001安每平方毫米，將腐蝕無(wú)限趨于‘零’，基本實(shí)現(xiàn)終身有效運(yùn)行?！?/p>

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，20多位研發(fā)人員從方案設(shè)計(jì)到尋找絕緣材料再到分析試驗(yàn)，短短一個(gè)星期的演算、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)，使得數(shù)字從0.1逐漸降至0.005，最終定格在0.001。

“在試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試時(shí)，大家都非常激動(dòng)，甚至熱淚盈眶，我們將不可能變成了可能?！崩钊A說(shuō)。

風(fēng)電傳動(dòng)“鏈”接全球

中車(chē)株機(jī)是中國(guó)中車(chē)旗下一級(jí)子公司，主要從事?tīng)恳姍C(jī)、牽引變壓器、風(fēng)力發(fā)電電機(jī)、新能源汽車(chē)電機(jī)、高效電機(jī)和特種變壓器的研制，是中國(guó)風(fēng)力發(fā)電電機(jī)最大規(guī)模的生產(chǎn)企業(yè)之一。

近20年來(lái)，中車(chē)株機(jī)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，與國(guó)內(nèi)外知名風(fēng)電整機(jī)廠商攜手共進(jìn)，陸續(xù)為客戶研制成功百余款首發(fā)產(chǎn)品，協(xié)同攻克中速永磁發(fā)電機(jī)技術(shù)、鋁導(dǎo)體技術(shù)、直驅(qū)永磁分瓣式技術(shù)等多項(xiàng)難題，見(jiàn)證風(fēng)電技術(shù)的迭代進(jìn)步。

從首臺(tái)千瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)到20兆瓦中速永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，從單一風(fēng)力發(fā)電機(jī)到風(fēng)電傳動(dòng)鏈及風(fēng)電變壓器等“產(chǎn)品+”“系統(tǒng)+”產(chǎn)業(yè)延伸，從高山峻嶺到蔚藍(lán)海洋，從“楓葉之國(guó)”加拿大到“印度洋明珠”斯里蘭卡……如今的中車(chē)株機(jī)已經(jīng)成長(zhǎng)為全球最大、最專業(yè)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)研制企業(yè)之一。

“未來(lái)，我們將持續(xù)秉承綠色投資、綠色創(chuàng)新、綠色制造、綠色產(chǎn)品、綠色服務(wù)、綠色企業(yè)的‘6G’綠色發(fā)展理念，致力成為綠色制造的領(lǐng)跑者、綠色生活的創(chuàng)造者、綠色發(fā)展的先行者，為‘雙碳’目標(biāo)的達(dá)成貢獻(xiàn)中車(chē)的智慧與力量?！崩钊A表示。