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如何守住中国风电的底线?

来源:( 作者: 时间:2024-07-05 13:28 Tag:)

  如今,中国风电大兆瓦发展势如破竹,实现从关键技术受制于人到引领全球风电大型化的“逆袭”。如果说创新推动中国风电突破技术边界、为风电产业开疆拓土,试验验证体系则守护着风电可持续发展的生命线。

  当中国风电加速驶入大兆瓦技术“无人区”,在技术路线、产品设计等方面已无太多成熟经验可借鉴,只能在摸索中前进,途中充满了不确定性。当可靠性无法保障,所有技术成就都只能是昙花一现。以多层级试验体系论证技术可行性与产品可靠性,并以试验反哺设计的优化与迭代,是在实现技术持续创新的同时,守住中国风电底线、保障风电行业高质量发展的关键所在。

  因此,在国产机组单机容量“一路狂飙”领跑世界的同时,也亟需“势均力敌”的试验平台为其保驾护航。但是,大兆瓦试验平台的升级或重建绝非易事,一方面前期投入高昂、投资回报率却难以测算,另一方面试验平台的设计本身也是一项巨大的挑战。大兆瓦机组的迭代,看似是兆瓦数层面的简单更迭,其背后却是材料、部件与整机系统的一系列质变,这无疑对现有试验平台的验证能力提出了新的要求,甚至需要推倒重来。

  因此,不论是设计研发大兆瓦风电机组,还是自研自建具有大兆瓦机组验证能力的试验平台,都需要勇气与实力。

  

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  作为中国风电整机商中的“后起之秀”,三一重能以数字智慧赋能大兆瓦机组研发,先后推出陆上6.25MW、10MW、15MW等大兆瓦风电机组,屡次改写中国陆上风电历史。在成为中国陆上大兆瓦领航者的同时,三一重能凭借对机组大型化的前置风险把控、以及对风电市场激烈竞争的研判,选择先人一步布局大兆瓦机组的试验验证,投入大量人力物力,只为将机组的安全牢牢把握在自己手中。

  通过自建南口综合试验中心、张家口叶片试验基地、韶山材料试验室和通榆试验风场四大测试基地,三一重能建立起涵盖风机材料、部件、子系统、整机及批量机群的全方位验证体系。通过深入分析行业失效案例,形成包含上千条试验子项的整机测试大纲,建立材料理化试验室,自研百米级超长叶片试验设备、超大功率主轴承试验台、发电机试验台及35兆瓦六自由度整机试验台,依靠严苛的试验标准,充分论证部件与整机可靠性。

  以大兆瓦主轴系统的试验为例。主轴系统作为风电机组核心大部件之一,承担传动及承重功能,相当于人类的“脊梁骨”,是将叶片旋转的机械能转化为电能的关键,一旦发生故障将导致风电机组整体“瘫痪”。

  为了保障主轴系统在长达20年的服役生涯中的可靠性,需要依靠前置的加速寿命试验,以速度换时间,在试验台完成等效风场运行20年的性能验证。因此,三一重能自研自建大兆瓦单列锥主轴承试验台,开创性采用一体式承载结构、无地基设计,通过开发算法和液压吸能,实现稳定加载。

  在三一重能大兆瓦主轴承试验台,主轴系统将在远大于风场实际运行工况的载荷下,持续超负荷加速转动,每运行1小时约等效风场1天,整个试验过程共计旋转数百万圈,以验证在疲劳工况下主轴系统的长期稳定性。期间,试验人员通过各类传感器对轴系温度、振动以及油液情况实时监测,并将试验数据用于产品的优化及迭代。就这样,以高强度试验验证机组部件性能与质量,同时又以试验数据反哺设计,实现从试验到优化的闭环。

  

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  当然,主轴系统试验仅仅是三一重能多层级验证体系中的“冰山一角”。在三一重能,每一个大部件在被安装前,都要经历一番严酷考验,只有通过层层测试关卡,打怪升级成功的合格部件,才有资格被安装在风电机组上,去往每个有风的地方。

  从材料级理化试验,到双TRB主轴系统、偏航系统等核心大部件验证及系统级测试,再到批量样机的风场挂机试运行,三一重能依靠贯穿设计研发、生产制造及风场运行全流程的多层级试验体系,将风场验证前移,充分论证机组可靠性,与行业伙伴一同守护中国风电的安全底线。

  来源:三一重能