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《焦點訪談》 20220818 隱形冠軍 乘風而上 “能”動世界

來源:央視網2022年08月18日 20:10

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央視網消息(焦點訪談):今天我們繼續“隱形冠軍”系列。現在我們在野外的空曠地帶經常可以看到高大的風力發電機,三個長長的葉片在風中緩緩轉動。風電是清潔、可再生能源,近年來,全球都在大力發展風電。作為全球最大風電市場,我國有大約6000多個風電場,超過17萬台風力發電機在日夜不停地運轉。截至2021年底,我國風電並網裝機容量突破3億千瓦,連續12年穩居全球第一。雖然風力發電機遠遠看去外觀很簡潔,但其實它包含了多個高技術含量的部件,其中有些部件就是“隱形冠軍”企業生産的。

中國東部福建沿海,這是中國開發的大型海上風電場之一。風力發電機的葉片長90米,風機葉片佔整個風機投資成本的20%,是風力發電機的重要部件之一。理論上風機葉片越長,面積越大,捕獲風能的能力就越強,發電的能力也就越強。這樣的龐然大物遍佈世界各地,而全球許多頂級風場的葉片都出自於一家中國的企業——中材葉片。

中材科技風電葉片股份有限公司在江蘇阜寧的工廠,是亞洲最大的風電葉片供應基地。車間裏,工人們在進行葉片的蒙皮鋪設,他們生産的是93.2米長的葉片,而在另一個車間裏,全球最長的海上葉片已初具雛形。

中材科技風電葉片股份有限公司研發總監李成良説:“現在正在生産的是122米,全球最長的海上葉片,這個葉片採用了最先進的高性能翼型和碳纖維拉擠技術研發而成。”

中材科技股份有限公司黨委書記、董事長薛忠民説:“這個産品的成功推出,表明我們的設計能力和産品開發水平處於行業領先地位,中材葉片這十幾年的成長髮展歷程,也是中國風電産業發展成長的一個縮影。”

上世紀80年代,我國首次引進了三台風力發電機組,開始嘗試風力發電機組的開發。從1996年開始,“乘風工程”、科技支撐計劃等一系列項目的實施,推動了風電技術的發展。

薛忠民説:“當時國內在風電葉片産業化,特別是兆瓦級葉片産業方面還很不成熟,甚至一些原型機還沒有開發成功。”

也正是在那個時候,北京玻璃鋼研究設計院開始改製成企業。因為在複合材料技術方面有著多年的技術積澱,他們決定進軍風電葉片領域。

薛忠民説:“真正用到風電葉片,我們還缺氣動設計、結構設計,以及完整的産品設計,咱們要數據庫沒數據庫,要經驗沒經驗,在前幾年,主要精力還是在技術上要補短板,要跟跑。”

中材科技風電葉片股份有限公司技術總監魯曉鋒説:“葉片看起來簡單,但實際上工藝很複雜,設計和製作都很難。從結構上,葉片實際上是個懸臂梁,一端固定、一端自由,看著是剛性的,實際上風來了以後,它得往一邊繞一下,整個是比較複雜的結構設計,葉片越大越容易彎曲,所以要抗彎,在大的同時,又要重量輕。”

除此之外,葉片要適應不同風場的條件,抵抗惡劣的環境,海上風電葉片要考慮防雷暴、防鹽霧、防腐蝕,沙漠地區要防風沙,高寒地區要考慮除冰等需求。這都對葉片的材料、加工工藝等提出了更高的要求。

2005年,北玻院成立了風電葉片研發項目組,他們與哈爾濱絕緣材料廠合作,共同開發27米長、1.2兆瓦的風電葉片。

薛忠民説:“第一批派出了5人的研發小組,當時的氣勢,我自己都挺感動,直接從中關村扛了5台電腦,5個人,5台電腦,5個月,在哈爾濱租住的房子,非常艱苦。”

從模具開發到産品研發,他們聯合開發完成了國內第一套1.2兆瓦的葉片。

2006年1月1日,《可再生能源法》實施。在一系列國家政策支持下,中國風電市場規模迅速擴大,裝機容量快速增長,同時也帶動了中國風電葉片行業的迅速發展。正是在這個時期,中材科技風電葉片股份有限公司在北玻院的基礎上組建成立。風電葉片,從研發成果,到批量生産的産品,這是一個艱難的過程。

薛忠民説:“有那麼一兩個月陷入了停頓狀態,出一支葉片的主梁,有皺褶,出一支報廢一支。主梁發揮主承力作用,所以它有點皺褶,將來有可能就是破壞點。當時真的陷入了迷茫之中,因為臨近春節,大家本來按計劃也要完成試製,熱鬧過年。一個梁出去就一二十萬,説又報廢一輛小轎車,心疼。當時急到什麼程度?我們團隊成員之間恨不得見了面就要打架,因為有爭論、有分歧。”

不斷失敗,反復重來,經過近半年的痛苦磨煉,第一支可批量生産的40.25米葉片終於試製成功,這是當年我國自主研發和製造的國內最長的風電葉片。在跨過了這個關鍵門檻之後,企業開始走上了發展的道路。如何把産品做到世界一流?僅靠鍥而不捨的闖拼已經不夠,唯有創新才是發展的方向。

他們創新性地把液體成型技術應用於風電葉片的生産製造,徹底改變了葉片行業原來傳統的手糊製作方式。中材葉片打造了材料研發中心和技術創新體系,在生産中研發了多項專利應用技術,填補了國內葉片行業空白,成為引領行業發展的核心驅動力。生産出來的葉片能否在長年累月的風吹雨打中穩定運轉,還必須經歷最為嚴苛的檢驗。中材葉片採用了國際上最先進的葉片檢測系統。

近年來,中國風電産業發展迅速,風電産業在技術方面領跑全球,不僅具備大兆瓦級風電整機自主研發能力,而且已形成完整風電裝備製造産業鏈,製造企業整體實力與競爭力大幅提升。除了中國製造的風電葉片遍佈全球,全世界半數風力發電機組部件也都是由中國生産,十大製造商中有6家來自中國,全球最大的兆瓦級風力發電機主軸生産企業——珠海港集團控股的通裕重工就是其中一家。

風力發電機組主軸是連接風電葉片和發電機的關鍵部件。通裕重工的風電主軸産品連續多年在國內和全球市場佔有率均排名第一。

2005年,當時的通裕重工還是一家從事鍛造加工的民營企業,在我國風力發電行業開始步入快速發展的階段,企業踏著時代的步伐,進入了風電主軸的研發製造領域。

通裕重工總經理司勇説:“風電主軸呈現供不應求的局面,但是當時國內的風電主軸主要依靠進口。”

通裕重工副總工程師曹智勇説:“當時國內剛剛接觸風力發電機設備,風力發電機相關的製造標準全是國外制定的。原材料,我們只知道是合金鋼,但具體裏面的成分、含量要達到多少才能達到要求,我們不清楚。”

因為鍛造和煉鋼技術在業內有著良好的聲譽,2006年,通裕重工承擔了國家“兆瓦級風電主軸産業化”攻關項目,組建了技術團隊,開始進行技術攻關。

司勇説:“當時我們處於一個成長期的民營企業,無論是在資金、技術、研發以及設備能力等方面都極為有限,困難重重。”

曹智勇説:“沒有可借鑒的地方,書本上沒有,都得靠自己,根據傳統的工藝自己摸索,自己一步一步來。”

面對困境,從一開始,通裕重工就定下了“堅持自主研發和創新”的發展方向。當時,風電主軸的生産是用傳統的自由鍛工藝生産,主軸法蘭與軸身段採用切肩拔長的鍛造工藝。

曹智勇説:“通過切肩的方式,一段一段把主軸拔長,這樣的話就會把整個鋼錠的纖維切斷。”

傳統的工藝破壞了主軸纖維的連續性,嚴重影響了法蘭與軸身連接處的力學性能,因此整個主軸的使用壽命受到影響。這個技術難點,也成為研發團隊要啃的“硬骨頭”。

經過了整整一年的嘗試,技術團隊獨創了自由鍛與胎模鍛相結合的鍛造工藝,形成了專利技術,解決了問題,延長了主軸的壽命。

他們先後成功研製了多款新産品,在風電主軸這個生産領域形成了30余項專利技術,産品質量也穩居行業領先水平。目前正在攻關全球最大的9兆瓦風機鍛造主軸。中國製造的風電主軸越來越多裝配在全球各地的風力發電機上。

在風力發電機的製造中,像節目中這樣的“隱形冠軍”還有很多。成為一個“隱形冠軍”並不是一件容易的事:産品質量、技術創新、生産管理、成本控制,甚至售後服務,環環相扣,追求極致,才能在細分領域中脫穎而出,成為領頭羊。更值得一提的是,這兩家企業從進入風電行業之初,就把自主創新作為自己的基因,在不斷的摸索研發中前行,克服了一個個技術工藝的難關,啃下了一塊塊硬骨頭,才能有今天全球領先的行業地位。中國製造要走向世界,在全球擁有更多話語權,需要更多這樣的“隱形冠軍”。

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來源:央視網

更新時間:2022年08月18日 20:10

視頻簡介:本期節目主要內容: 風電是清潔可再生能源,近年來,全球都在大力發展風電。作為全球最大的風電市場,我國有大約6000多個風電場,有超過17萬台風力發電機在日夜不停地運轉。截至2021年底,我國風電並網裝機容量突破3億千瓦,連續12年穩居全球第一。(《焦點訪談》 20220818 隱形冠軍 乘風而上 “能”動世界)