2024年6月30日，由中船科技旗下中船海裝自主研制的18兆瓦中速集成海上風(fēng)電機(jī)組，經(jīng)過一年多的全面測(cè)試驗(yàn)證，在遼寧營(yíng)口華能仙人島熱電廠成功完成吊裝，標(biāo)志著創(chuàng)造風(fēng)輪直徑260米、單機(jī)功率18兆瓦“兩個(gè)全球第一”紀(jì)錄的風(fēng)電機(jī)組即將投入商業(yè)化應(yīng)用。

應(yīng)運(yùn)而生  創(chuàng)造“兩個(gè)全球第一”

“當(dāng)年我在福建工作的時(shí)候，中國(guó)還沒有海上風(fēng)電。曾幾何時(shí)啊!” 2024年4月22日，習(xí)近平總書記在參觀重慶科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展成果展示上，聽聞研制的18兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組整機(jī)國(guó)產(chǎn)化率99%，他如是感慨道。

開展海上風(fēng)電技術(shù)研究是我國(guó)實(shí)現(xiàn)能源安全、建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)等國(guó)家戰(zhàn)略需求的重要手段。大功率海上風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)和應(yīng)用，不僅有助于提升我國(guó)在全球風(fēng)電領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力和影響力，還有助于推動(dòng)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。藍(lán)色經(jīng)濟(jì)踏浪而來，中船海裝乘風(fēng)而起，向海進(jìn)擊，大展身手。

2023年1月，由中船海裝自主研制的H260-18MW海上風(fēng)電機(jī)組在山東東營(yíng)成功下線。該機(jī)組一誕生便創(chuàng)造了風(fēng)輪直徑260米、單機(jī)功率18兆瓦“兩個(gè)全球第一”紀(jì)錄。使國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電機(jī)組容量從13兆瓦躍升到18兆瓦，成為全球風(fēng)輪直徑最大和單機(jī)功率最大機(jī)組。并相繼入選國(guó)家能源局2023年度能源行業(yè)十大科技創(chuàng)新成果、中央企業(yè)科技創(chuàng)新成果產(chǎn)品手冊(cè)（2023）和2023年度重慶市十大科技進(jìn)展。

自主創(chuàng)新  攻克關(guān)鍵核心技術(shù)

回望10余年前，中國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)剛剛起步。對(duì)國(guó)外技術(shù)和零部件的依賴，嚴(yán)重制約了我國(guó)海上風(fēng)電的發(fā)展。到如今中國(guó)風(fēng)電大兆瓦勢(shì)頭越來越迅猛，打破國(guó)外壟斷，自主品牌產(chǎn)品推陳出新，進(jìn)入了風(fēng)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“無人區(qū)”。

關(guān)鍵核心技術(shù)是國(guó)之重器，一定要牢牢掌握在自己手里。中船海裝以“高效率、高功率密度、高可靠、智能化”為設(shè)計(jì)理念，聯(lián)合中國(guó)船舶集團(tuán)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈單位和多家科研院所、優(yōu)勢(shì)企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，從整機(jī)及并網(wǎng)需求分解轉(zhuǎn)化為對(duì)葉片、發(fā)電機(jī)、變流器、直流升壓、基礎(chǔ)支撐和控制系統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)。

在18兆瓦風(fēng)電機(jī)組研制過程中，中船海裝先后攻克了復(fù)雜環(huán)境下126米超長(zhǎng)柔性葉片翼型氣動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)、高功率密度發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)高效協(xié)同控制技術(shù)、大功率海上風(fēng)電機(jī)組單機(jī)及場(chǎng)群智能控制技術(shù)、基于數(shù)字孿生的大型海上風(fēng)電機(jī)組全生命周期智能運(yùn)維技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組整機(jī)國(guó)產(chǎn)化率高于99%，成功解決了我國(guó)大功率海上風(fēng)電機(jī)組安全高效運(yùn)行的共性技術(shù)難題。

這臺(tái)18兆瓦風(fēng)電機(jī)組采用集成式設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)更緊湊，空間利用率更高，對(duì)比傳統(tǒng)半直驅(qū)傳動(dòng)鏈路線，其功率密度提升10%。在滿發(fā)風(fēng)速下，機(jī)組每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈可發(fā)44度電，一臺(tái)機(jī)組每年輸出約7400萬度清潔電能，可滿足4萬戶家庭用電需求，相當(dāng)于每年可節(jié)約標(biāo)煤約2.5萬噸、減少二氧化碳排放約6萬噸。

安裝該機(jī)組不僅可以減少機(jī)位點(diǎn)數(shù)量，節(jié)約用海面積，還可以降低基礎(chǔ)和施工成本，進(jìn)而減少項(xiàng)目一次性投資成本，具有顯著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

新質(zhì)生產(chǎn)  測(cè)試驗(yàn)證保穩(wěn)定

海上風(fēng)電在日常運(yùn)行中，要直面強(qiáng)烈的海風(fēng)、腐蝕等惡劣環(huán)境，對(duì)機(jī)組的安全性、可靠性、穩(wěn)定性提出了嚴(yán)苛的要求，特別機(jī)組大型化、平價(jià)化趨勢(shì)下，對(duì)機(jī)組及關(guān)鍵零部件的要求也越來越高。

為此，中船海裝高度重視機(jī)組的測(cè)試驗(yàn)證，劍指提升風(fēng)電整機(jī)及機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量、降低風(fēng)電機(jī)組安全隱患，傾力打造了海上風(fēng)電機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)試驗(yàn)平臺(tái)，布置了包括功率、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、溫度、噪聲在內(nèi)的數(shù)百個(gè)傳感測(cè)量點(diǎn)，全力滿足海上風(fēng)電大型化、輕量化、集成化等新技術(shù)應(yīng)用前的測(cè)試驗(yàn)證需求。

這臺(tái)18兆瓦風(fēng)電機(jī)組從原材料、零部件再到系統(tǒng)、整機(jī)，所有環(huán)節(jié)都經(jīng)過了全面的測(cè)試驗(yàn)證。包括126米葉片靜力測(cè)試、抗疲勞測(cè)試、雷擊測(cè)試等綜合性能測(cè)試，發(fā)電機(jī)永磁轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡試驗(yàn)、單機(jī)試驗(yàn)與聯(lián)調(diào)試驗(yàn)，齒輪箱流量、溫度、壓力、效率、均載、振動(dòng)、噪聲、超負(fù)荷等綜合性能測(cè)試，極限環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)、極端工況邊界試驗(yàn)等，通過近一年半的“全面體檢”，實(shí)現(xiàn)機(jī)組各環(huán)節(jié)的優(yōu)化提升，為機(jī)組商業(yè)化運(yùn)用后的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。

破風(fēng)而立  藍(lán)色經(jīng)濟(jì)顯活力

這臺(tái)18兆瓦風(fēng)電機(jī)組，光主機(jī)就400多噸，特別126米葉片的安裝就像一場(chǎng)高空穿針引線，需要在近150米的高空，將170多顆螺栓精準(zhǔn)插入輪轂對(duì)應(yīng)的孔內(nèi)，過程中因?yàn)楹ｏL(fēng)的影響葉片還會(huì)晃動(dòng)，稍不注意就會(huì)受損，吊裝難度可想而知。

針對(duì)風(fēng)電部件的龐大和脆弱性，中船海裝吊裝前經(jīng)過了反復(fù)討論，不斷優(yōu)化施工工藝和流程，采用4000噸級(jí)主吊和多臺(tái)副吊協(xié)同，通過水平單葉片吊裝方案和超高工況下互補(bǔ)模式進(jìn)行吊裝，避免了吊裝過程中的損傷風(fēng)險(xiǎn)，保障安全的同時(shí)提高施工效率。

目前，18兆瓦風(fēng)電機(jī)組屹立于三面環(huán)海、余暉灑金的仙人島，成為島上一大壯觀“風(fēng)景”。把機(jī)組安裝在華能仙人島熱電廠，除了便于進(jìn)一步測(cè)試驗(yàn)證，還能將風(fēng)電等新能源和傳統(tǒng)能源相結(jié)合，形成風(fēng)電、光伏、火電等一體的發(fā)電格局，進(jìn)一步改善當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)，促進(jìn)綠色低碳，提高能源利用效率和企業(yè)盈利能力。

面向未來，中船海裝將堅(jiān)持自主創(chuàng)新，沿著“大型化、輕量化、一體化、國(guó)產(chǎn)化、智能化”研發(fā)路線，不斷突破海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)、制造和施工極限，進(jìn)一步降本增效。同時(shí)，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，積極配合中船科技打造海上風(fēng)電+海洋牧場(chǎng)+海洋文旅為一體的藍(lán)色海洋經(jīng)濟(jì)帶，不斷提升海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力，切實(shí)用海上風(fēng)電的“含綠量”提升海洋經(jīng)濟(jì)的“含金量”。