集大成者乘風而起！中船海裝18兆瓦中速集成海上風電機組完成吊裝

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電機組，經(jīng)過一年多的全面測試驗證，在遼寧營口華能仙人島熱電廠成功完成吊裝，標志著創(chuàng)造風輪直徑260米、單機功率18兆瓦“兩個全球第一”紀錄的風電機組即將投入商業(yè)化應用。

應運而生  創(chuàng)造“兩個全球第一”

“當年我在福建工作的時候，中國還沒有海上風電。曾幾何時啊!” 2024年4月22日，習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18兆瓦海上風電機組整機國產(chǎn)化率99%，他如是感慨道。

開展海上風電技術研究是我國實現(xiàn)能源安全、建設海洋強國等國家戰(zhàn)略需求的重要手段。大功率海上風電機組的研發(fā)和應用，不僅有助于提升我國在全球風電領域的競爭力和影響力，還有助于推動我國海洋經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。藍色經(jīng)濟踏浪而來，中船海裝乘風而起，向海進擊，大展身手。

2023年1月，由中船海裝自主研制的H260-18MW海上風電機組在山東東營成功下線。該機組一誕生便創(chuàng)造了風輪直徑260米、單機功率18兆瓦“兩個全球第一”紀錄。使國內海上風電機組容量從13兆瓦躍升到18兆瓦，成為全球風輪直徑最大和單機功率最大機組。并相繼入選國家能源局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（2023）和2023年度重慶市十大科技進展。

自主創(chuàng)新  攻克關鍵核心技術

回望10余年前，中國海上風電產(chǎn)業(yè)剛剛起步。對國外技術和零部件的依賴，嚴重制約了我國海上風電的發(fā)展。到如今中國風電大兆瓦勢頭越來越迅猛，打破國外壟斷，自主品牌產(chǎn)品推陳出新，進入了風電技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“無人區(qū)”。

關鍵核心技術是國之重器，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”為設計理念，聯(lián)合中國船舶集團風電產(chǎn)業(yè)鏈單位和多家科研院所、優(yōu)勢企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，從整機及并網(wǎng)需求分解轉化為對葉片、發(fā)電機、變流器、直流升壓、基礎支撐和控制系統(tǒng)的正向設計。

在18兆瓦風電機組研制過程中，中船海裝先后攻克了復雜環(huán)境下126米超長柔性葉片翼型氣動設計技術、高功率密度發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)高效協(xié)同控制技術、大功率海上風電機組單機及場群智能控制技術、基于數(shù)字孿生的大型海上風電機組全生命周期智能運維技術等多項關鍵技術，實現(xiàn)機組整機國產(chǎn)化率高于99%，成功解決了我國大功率海上風電機組安全高效運行的共性技術難題。

這臺18兆瓦風電機組采用集成式設計，結構更緊湊，空間利用率更高，對比傳統(tǒng)半直驅傳動鏈路線，其功率密度提升10%。在滿發(fā)風速下，機組每轉動一圈可發(fā)44度電，一臺機組每年輸出約7400萬度清潔電能，可滿足4萬戶家庭用電需求，相當于每年可節(jié)約標煤約2.5萬噸、減少二氧化碳排放約6萬噸。

安裝該機組不僅可以減少機位點數(shù)量，節(jié)約用海面積，還可以降低基礎和施工成本，進而減少項目一次性投資成本，具有顯著經(jīng)濟和社會效益。

新質生產(chǎn)  測試驗證保穩(wěn)定

海上風電在日常運行中，要直面強烈的海風、腐蝕等惡劣環(huán)境，對機組的安全性、可靠性、穩(wěn)定性提出了嚴苛的要求，特別機組大型化、平價化趨勢下，對機組及關鍵零部件的要求也越來越高。

為此，中船海裝高度重視機組的測試驗證，劍指提升風電整機及機電傳動系統(tǒng)質量、降低風電機組安全隱患，傾力打造了海上風電機電傳動系統(tǒng)研發(fā)試驗平臺，布置了包括功率、振動、轉速、溫度、噪聲在內的數(shù)百個傳感測量點，全力滿足海上風電大型化、輕量化、集成化等新技術應用前的測試驗證需求。

這臺18兆瓦風電機組從原材料、零部件再到系統(tǒng)、整機，所有環(huán)節(jié)都經(jīng)過了全面的測試驗證。包括126米葉片靜力測試、抗疲勞測試、雷擊測試等綜合性能測試，發(fā)電機永磁轉子動平衡試驗、單機試驗與聯(lián)調試驗，齒輪箱流量、溫度、壓力、效率、均載、振動、噪聲、超負荷等綜合性能測試，極限環(huán)境適應性試驗、極端工況邊界試驗等，通過近一年半的“全面體檢”，實現(xiàn)機組各環(huán)節(jié)的優(yōu)化提升，為機組商業(yè)化運用后的安全穩(wěn)定運行提供了堅實保障。

破風而立  藍色經(jīng)濟顯活力

這臺18兆瓦風電機組，光主機就400多噸，特別126米葉片的安裝就像一場高空穿針引線，需要在近150米的高空，將170多顆螺栓精準插入輪轂對應的孔內，過程中因為海風的影響葉片還會晃動，稍不注意就會受損，吊裝難度可想而知。

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

目前，18兆瓦風電機組屹立于三面環(huán)海、余暉灑金的仙人島，成為島上一大壯觀“風景”。把機組安裝在華能仙人島熱電廠，除了便于進一步測試驗證，還能將風電等新能源和傳統(tǒng)能源相結合，形成風電、光伏、火電等一體的發(fā)電格局，進一步改善當?shù)啬茉唇Y構，促進綠色低碳，提高能源利用效率和企業(yè)盈利能力。

面向未來，中船海裝將堅持自主創(chuàng)新，沿著“大型化、輕量化、一體化、國產(chǎn)化、智能化”研發(fā)路線，不斷突破海上風電機組設計、制造和施工極限，進一步降本增效。同時，加強產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，積極配合中船科技打造海上風電+海洋牧場+海洋文旅為一體的藍色海洋經(jīng)濟帶，不斷提升海上風電產(chǎn)業(yè)的整體競爭力，切實用海上風電的“含綠量”提升海洋經(jīng)濟的“含金量”。