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《焦点访谈》 20220818 隐形冠军 乘风而上 “能”动世界

来源:央视网2022年08月18日 20:10

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央视网消息(焦点访谈):今天我们继续“隐形冠军”系列。现在我们在野外的空旷地带经常可以看到高大的风力发电机,三个长长的叶片在风中缓缓转动。风电是清洁、可再生能源,近年来,全球都在大力发展风电。作为全球最大风电市场,我国有大约6000多个风电场,超过17万台风力发电机在日夜不停地运转。截至2021年底,我国风电并网装机容量突破3亿千瓦,连续12年稳居全球第一。虽然风力发电机远远看去外观很简洁,但其实它包含了多个高技术含量的部件,其中有些部件就是“隐形冠军”企业生产的。

中国东部福建沿海,这是中国开发的大型海上风电场之一。风力发电机的叶片长90米,风机叶片占整个风机投资成本的20%,是风力发电机的重要部件之一。理论上风机叶片越长,面积越大,捕获风能的能力就越强,发电的能力也就越强。这样的庞然大物遍布世界各地,而全球许多顶级风场的叶片都出自于一家中国的企业——中材叶片。

中材科技风电叶片股份有限公司在江苏阜宁的工厂,是亚洲最大的风电叶片供应基地。车间里,工人们在进行叶片的蒙皮铺设,他们生产的是93.2米长的叶片,而在另一个车间里,全球最长的海上叶片已初具雏形。

中材科技风电叶片股份有限公司研发总监李成良说:“现在正在生产的是122米,全球最长的海上叶片,这个叶片采用了最先进的高性能翼型和碳纤维拉挤技术研发而成。”

中材科技股份有限公司党委书记、董事长薛忠民说:“这个产品的成功推出,表明我们的设计能力和产品开发水平处于行业领先地位,中材叶片这十几年的成长发展历程,也是中国风电产业发展成长的一个缩影。”

上世纪80年代,我国首次引进了三台风力发电机组,开始尝试风力发电机组的开发。从1996年开始,“乘风工程”、科技支撑计划等一系列项目的实施,推动了风电技术的发展。

薛忠民说:“当时国内在风电叶片产业化,特别是兆瓦级叶片产业方面还很不成熟,甚至一些原型机还没有开发成功。”

也正是在那个时候,北京玻璃钢研究设计院开始改制成企业。因为在复合材料技术方面有着多年的技术积淀,他们决定进军风电叶片领域。

薛忠民说:“真正用到风电叶片,我们还缺气动设计、结构设计,以及完整的产品设计,咱们要数据库没数据库,要经验没经验,在前几年,主要精力还是在技术上要补短板,要跟跑。”

中材科技风电叶片股份有限公司技术总监鲁晓锋说:“叶片看起来简单,但实际上工艺很复杂,设计和制作都很难。从结构上,叶片实际上是个悬臂梁,一端固定、一端自由,看着是刚性的,实际上风来了以后,它得往一边绕一下,整个是比较复杂的结构设计,叶片越大越容易弯曲,所以要抗弯,在大的同时,又要重量轻。”

除此之外,叶片要适应不同风场的条件,抵抗恶劣的环境,海上风电叶片要考虑防雷暴、防盐雾、防腐蚀,沙漠地区要防风沙,高寒地区要考虑除冰等需求。这都对叶片的材料、加工工艺等提出了更高的要求。

2005年,北玻院成立了风电叶片研发项目组,他们与哈尔滨绝缘材料厂合作,共同开发27米长、1.2兆瓦的风电叶片。

薛忠民说:“第一批派出了5人的研发小组,当时的气势,我自己都挺感动,直接从中关村扛了5台电脑,5个人,5台电脑,5个月,在哈尔滨租住的房子,非常艰苦。”

从模具开发到产品研发,他们联合开发完成了国内第一套1.2兆瓦的叶片。

2006年1月1日,《可再生能源法》实施。在一系列国家政策支持下,中国风电市场规模迅速扩大,装机容量快速增长,同时也带动了中国风电叶片行业的迅速发展。正是在这个时期,中材科技风电叶片股份有限公司在北玻院的基础上组建成立。风电叶片,从研发成果,到批量生产的产品,这是一个艰难的过程。

薛忠民说:“有那么一两个月陷入了停顿状态,出一支叶片的主梁,有皱褶,出一支报废一支。主梁发挥主承力作用,所以它有点皱褶,将来有可能就是破坏点。当时真的陷入了迷茫之中,因为临近春节,大家本来按计划也要完成试制,热闹过年。一个梁出去就一二十万,说又报废一辆小轿车,心疼。当时急到什么程度?我们团队成员之间恨不得见了面就要打架,因为有争论、有分歧。”

不断失败,反复重来,经过近半年的痛苦磨炼,第一支可批量生产的40.25米叶片终于试制成功,这是当年我国自主研发和制造的国内最长的风电叶片。在跨过了这个关键门槛之后,企业开始走上了发展的道路。如何把产品做到世界一流?仅靠锲而不舍的闯拼已经不够,唯有创新才是发展的方向。

他们创新性地把液体成型技术应用于风电叶片的生产制造,彻底改变了叶片行业原来传统的手糊制作方式。中材叶片打造了材料研发中心和技术创新体系,在生产中研发了多项专利应用技术,填补了国内叶片行业空白,成为引领行业发展的核心驱动力。生产出来的叶片能否在长年累月的风吹雨打中稳定运转,还必须经历最为严苛的检验。中材叶片采用了国际上最先进的叶片检测系统。

近年来,中国风电产业发展迅速,风电产业在技术方面领跑全球,不仅具备大兆瓦级风电整机自主研发能力,而且已形成完整风电装备制造产业链,制造企业整体实力与竞争力大幅提升。除了中国制造的风电叶片遍布全球,全世界半数风力发电机组部件也都是由中国生产,十大制造商中有6家来自中国,全球最大的兆瓦级风力发电机主轴生产企业——珠海港集团控股的通裕重工就是其中一家。

风力发电机组主轴是连接风电叶片和发电机的关键部件。通裕重工的风电主轴产品连续多年在国内和全球市场占有率均排名第一。

2005年,当时的通裕重工还是一家从事锻造加工的民营企业,在我国风力发电行业开始步入快速发展的阶段,企业踏着时代的步伐,进入了风电主轴的研发制造领域。

通裕重工总经理司勇说:“风电主轴呈现供不应求的局面,但是当时国内的风电主轴主要依靠进口。”

通裕重工副总工程师曹智勇说:“当时国内刚刚接触风力发电机设备,风力发电机相关的制造标准全是国外制定的。原材料,我们只知道是合金钢,但具体里面的成分、含量要达到多少才能达到要求,我们不清楚。”

因为锻造和炼钢技术在业内有着良好的声誉,2006年,通裕重工承担了国家“兆瓦级风电主轴产业化”攻关项目,组建了技术团队,开始进行技术攻关。

司勇说:“当时我们处于一个成长期的民营企业,无论是在资金、技术、研发以及设备能力等方面都极为有限,困难重重。”

曹智勇说:“没有可借鉴的地方,书本上没有,都得靠自己,根据传统的工艺自己摸索,自己一步一步来。”

面对困境,从一开始,通裕重工就定下了“坚持自主研发和创新”的发展方向。当时,风电主轴的生产是用传统的自由锻工艺生产,主轴法兰与轴身段采用切肩拔长的锻造工艺。

曹智勇说:“通过切肩的方式,一段一段把主轴拔长,这样的话就会把整个钢锭的纤维切断。”

传统的工艺破坏了主轴纤维的连续性,严重影响了法兰与轴身连接处的力学性能,因此整个主轴的使用寿命受到影响。这个技术难点,也成为研发团队要啃的“硬骨头”。

经过了整整一年的尝试,技术团队独创了自由锻与胎模锻相结合的锻造工艺,形成了专利技术,解决了问题,延长了主轴的寿命。

他们先后成功研制了多款新产品,在风电主轴这个生产领域形成了30余项专利技术,产品质量也稳居行业领先水平。目前正在攻关全球最大的9兆瓦风机锻造主轴。中国制造的风电主轴越来越多装配在全球各地的风力发电机上。

在风力发电机的制造中,像节目中这样的“隐形冠军”还有很多。成为一个“隐形冠军”并不是一件容易的事:产品质量、技术创新、生产管理、成本控制,甚至售后服务,环环相扣,追求极致,才能在细分领域中脱颖而出,成为领头羊。更值得一提的是,这两家企业从进入风电行业之初,就把自主创新作为自己的基因,在不断的摸索研发中前行,克服了一个个技术工艺的难关,啃下了一块块硬骨头,才能有今天全球领先的行业地位。中国制造要走向世界,在全球拥有更多话语权,需要更多这样的“隐形冠军”。

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来源:央视网

更新时间:2022年08月18日 20:10

视频简介:本期节目主要内容: 风电是清洁可再生能源,近年来,全球都在大力发展风电。作为全球最大的风电市场,我国有大约6000多个风电场,有超过17万台风力发电机在日夜不停地运转。截至2021年底,我国风电并网装机容量突破3亿千瓦,连续12年稳居全球第一。(《焦点访谈》 20220818 隐形冠军 乘风而上 “能”动世界)

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