热门资讯> 正文
2025-08-05 20:39
(来源:风电头条)
不久之前,远景能源与洛轴联合宣布,第8000台自主研发制造的风力发电机主轴承成功下线,让中国风电设备国产化率再上新台阶。
风电轴承作为风电设备的重要零部件,承载着巨大的动载荷和极端气候带来的稳定性的挑战。
一般来说,一组风电机组中需要偏航轴承1套,用来连接机舱和塔筒、变桨轴承3套用来连接叶片和轮毂,主轴轴承则用来支撑主轴,其数量根据技术路线的不同,一般为1-3套。
曾几何时,风电轴承制造技术被外国设备企业垄断,成为外国厂商扼在中国风电产业咽喉上的一双“无形之手”。业内专家指出,经过中国风电技术人员坚持不懈的努力,时至今日,中国风电国产化率已经提升到60%-80%,而风电轴承技术的国产化突破,起到了关键的作用。
中国风电轴承的逆袭之路
回首中国风电轴承的国产化的历史,堪称一部精彩的主角“逆袭”的剧作。其中艰辛和困境,彰显出国人的智慧和勇气。
风电头条了解到,中国风电轴承的国产化进程大体分为四个阶段。
第一阶段(在2006年之前):彼时的中国风电设备主要依赖进口,风机成套设备进口,价格昂贵。技术设备受制于人,让我们国家意识到,风电产业必须要走国产化之路。因为有数据显示,风电机组大部件实现国产化可以降低20%以上的成本。
第二阶段(2006年到2010年):国家在2016年提出,“风电国产化率达到70%的发展目标”。2010年国家工信部发布的《机械基础零部件产业振兴实施方案》中,风力发电机轴承被列为七大类需要重点突破的关键零部件之首。
在政策指引下,有一些国内企业开始研发风电轴承产品。国内风电轴承行业借助政策的扶持,实现率快速发展,国内轴承企业纷纷萌芽,最终实现了变桨轴承、偏航轴承的国产化。
第三阶段(2010年到2020年):随着 2010年国家发改委取消“国产化率 70%”的规定,国外轴承企业纷纷涌入中国风电市场,SKF、FAG、铁 姆肯、舍弗勒、NTN 等国际轴承龙头企业相继在中国设立风电轴承厂,凭借着轴承领域积累的技术和制造经验优势,迅速占据国内市场。
2019年,我国风电主轴轴承和偏航变桨轴承的国产化率分别为33%和50%,而其他零部件环节的国产化率均在50%以上。
2020年11月,国机集团洛阳轴承研究所有限公司重型轴承事业部制造车间,4.5MW级风电主轴轴承成功下线。该产品结构填补了国产大兆瓦级风力发电机主轴轴承的空白,突破了国外轴承企业对风电主轴承市场的长期垄断。
根据中轴协轴承工业公众号内容显示,2020年全国风电机组装机20401台,共需配套轴承479424 套;据不完全统计,天马、洛轴、新强联、瓦轴、大冶轴、京冶轴承、洛轴所等国内轴承企业共产销风电轴承77948套,占比16.3%。
第四阶段(从2020年至今):中国风电设备企业涌现出一批以远景能源为代表的立志于研发风电轴承设备的企业,让中国风电轴承设备国产化进程不断加快。
2021年8月,瓦轴集团成功完成4.XMW平台风机单列圆锥主轴轴承的研制,两种规格的主轴轴承典型样件顺利出产并通过国内风电行业知名企业验收,标志着制约国内大兆瓦风电机组发展的单列圆锥主轴轴承开始国产化。
2021年10月,天马轴承研制的国内首台8兆瓦海上风电主轴轴承正式下线,此举标志着天马公司已完全具备大型风电机组核心零部件——主轴轴承的自主研发和制造能力。
2022年9月,洛阳LYC成功下线了国内首套适用于16MW平台的风电主轴轴承,结束了我国不能自主生产此类高端产品的历史。
2023年6月,安装有该主轴轴承的金风科技16MW海上机组,在三峡集团位于福建的海上风电场顺利吊装。
2024年3月,世界首台25MW级风电主轴轴承在轴研科技下线,刷新了全球风电轴承最大单机容量纪录,代表我国已经具备超大型风电机组关键部件自主研发和制造能力,实现风电核心零部件自主可控和产业链安全。
2024年8月,由远景自研的海陆风机平台主轴承,悉数获得国际权威认证机构DNV颁发的IECRE认证证书,标志着远景自研主轴承(简称“EN主轴承”)获国际权威认证机构认可。
2025年6月,远景能源与洛轴联合宣布,第8000台自主研发制造的风力发电机主轴承成功下线。
远景能源自研主轴承 图片来源:远景能源
合作共赢打破外国垄断壁垒
风电头条了解到,当前风电整机商中的头部企业几乎都投身于风电轴承设备的研发,但从起步到取得阶段性成果,这一路充满了常人难以想象的艰辛。
而远景能源与洛阳轴承集团的合作案例,更是让人们深刻感受到,在中国企业面临外国技术垄断、突破无门的困境时,合作共赢成为了打破壁垒的唯一选择。
对于合作初期的坎坷,洛轴集团总经理于海波每每回想起来,心中感触良多。虽然洛轴集团从1997年开始涉足风电轴承的研发及制造,但当年公司的技术水平和研发实力远不及国外公司。
洛轴集团当时的设备精度难以满足风电级标准,关键检测环节不仅缺设备还缺方法,突然切入高端轴承领域,连技术工人的数量都难以满足需求。
而远景能源带着团队深入合作现场,进行第一次进行技术审核时,却列出了一份密密麻麻的清单,需要整改的选项足有300条之多。
为摆脱中国风机轴承受制于外国企业的局面,洛轴集团在重重困难面前选择迎难而上。
正如集团总经理于海波所言,面对设备短板,洛轴集团顶着资金压力,果断淘汰老旧机床,全面升级为高精度数控机床;遭遇检测难题时,便借力远景能源的技术团队,一边搭建自身检测体系,一边借助远景的五自由度弯矩加载实验台及风场样机,实现全流程数据监测的闭环管理;面临人才短缺,远景能源派出轴承技术专家长期驻场支持,洛轴集团董事长王新莹更是亲自督阵,双方成立专项合作组,集中力量攻克最棘手的技术难关。
每周的例会,双方企业代表开始就某项技术的指标和参数展开激烈地讨论,从渗碳钢的参数、贝氏体的工艺,到保持架的配方指数,都是争论的焦点。很多参数和指标,为了保证可靠性,是双方经过反复测试无数轮之后才能最终确定下来的。
从源头开始,洛轴集团将远景能源近乎于苛刻的质量管理要求与性能检测贯穿至钢材、热处理、机加工、装配、出厂检验等风机轴承生产的全过程。
随着双方合作的深入,两者构建风机轴承的新标准——能够实现“整机穿透部件”的协同,让主轴承不再是“独立零件”,而是与风机系统深度耦合的“智能单元”。远景能源基于游隙、修型等内部参数设计降低摩擦功,并利用数字孪生技术监控轴承运行态、预警故障。
也正是因为这样的坚持,让远景能源的风机轴承在7年间时间里,保持7200台主轴承零失效的令人不可思议的成绩。在远景能源和洛轴集团这样的企业的引领下,如今,国产风电主轴承的“抗疲劳寿命”、“精度稳定性”等关键指标均达国际领先水平。
技术突破之路无止尽
尽管当前风电轴承国产化之路已经越走越顺,但仍然面临更多难题需要突破。
比如,高端精密重载轴承对加工技术及加工工艺、过程控制要求相当高,涉及原材料、锻造、加工及热处理等多个环节。任何一个环节的技术短板或质量不稳定,都可能影响轴承的整体质量和性能。目前我国在部分关键原材料和高端加工设备方面仍依赖进口,因此也会制约风电轴承国产化的进一步发展。
还有高端风电轴承仍面临技术壁垒的限制,比如在浮动式风电领域,国内与国际知名企业依然存在不小的差距。
洛轴党委书记、董事长王新莹接受媒体采访时表示,国产轴承与进口品牌之间总体上仍存在差距,这种差距主要体现在系统性的,如原材料轴承钢的纯净度、轴承的加工工艺精度、润滑密封系统、设计验证能力、运行维护及市场信任度等方面,涉及轴承研发、制造、应用等综合性问题,需要系统性突破。
王新莹认为,针对当前基础理论研究薄弱、国际标准参与度低、原创技术储备不足、专利产品占比偏低的现状,亟需构建产学研协同创新机制,强化基础研究投入、完善创新激励机制、加大共性技术攻关支持力度。
中国制造将彻底打破国外垄断
2025年7月10日,在福建福清下线的17兆瓦直驱型漂浮式海上风电机组,是目前已下线的全球单机功率最大、风轮直径最大的直驱型漂浮式海上风电机组,其首次采用国产化大直径主轴轴承。该主轴轴承由国机集团下属企业洛阳轴研科技有限公司自主研制,包含2套单列圆锥滚子轴承,轴承最大外径3425毫米。
在研制过程中,轴研科技系统开展了材料的接触疲劳寿命实验,搭建全传动链仿真模型,经过百余种设计方案反复迭代对比,最优化匹配了轴承接触角和滚动体直径、长度、修形量等。
不仅如此,轴研科技还联合清华大学对轴承表面涂覆技术进行了研究攻关,可有效解决主轴轴承电腐蚀、白腐蚀裂纹技术难题,确保17兆瓦直驱型风电机组在恶劣海洋环境稳定运行。
随着风电机组不断朝着大型化方向发展,陆上机组单机容量已突破15MW,海上机组更达25MW以上。这将推动风电轴承不断向大尺寸、高承载和智能化方向迈进。风电产业会对风机的轴承的设计、制造、检测等技术提出更高要求。
虽然当前风机轴承依然被国外企业控制市场,但中国的轴承设备也开始被市场认可,在中低端向高端的需求侧迈进。
风电头条确信,不久的未来,随着国内企业在材料、工艺、设计等方面持续进步,风电轴承的国产化率将进一步提高,中国风电轴承必将打破国外企业的垄断局面。
资料来源:远景能源、洛轴集团、国机集团、中轴协轴承工业