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深蓝重器创两项全球第一
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深蓝重器创两项全球第一
发布日期:2024-04-01 14:51    点击次数:82

  如何通过海上风电解决9.6万户居民的日常用电需求?这需要足够大的发电机组。该发电机组风轮直径可覆盖260-292米,最大扫风面积66966平方米,如果换算成标准停车位大小,风轮扫过的面积可停放超5357辆普通轿车。

  12月12日,全年发电量可达8000万度、约等于9.6万居民年总用电量的风电机组在汕尾陆丰下线。据悉,该发电机组是明阳智能MySE18.X-20MW,是目前全球已下线单机容量最大、风轮直径最大的海上风电机组。该机组成功下线是我国海上风电发展的又一里程碑,也是汕尾(陆丰)临港产业园打造全产业链集群、高技术海工装备制造业的一次大升级。

  ●南方日报记者郭杨阳

  本期统筹:南小渭郭杨阳

  关键部件全为国产化设计及制造

  茫茫大海上,海上风电机组稳稳矗立。强劲的风吹过巨大的叶片,形成叶片正反面压差,压差让风机旋转并经过齿轮箱,进而带动风力发电机转子。如此,由叶片和风机等组成的海上风电机组,将风的动能转化成发电机转子的动能,之后再将转子的动能转化成电能并输出。

  明阳智能MySE18.X-20MW机组叶片长度接近4架大型喷气式民用飞机C919的机身长度,这种飞机有158—168个座位。机组RNA不含塔筒重量约800吨,超过10架国产大型喷气式民用飞机C919的起飞重量。同时,该机组仅机舱主体长约18米、宽约10米、高约9米,相当于一栋3层小楼。

  除了体型巨大,该机组制造工艺复杂,零部件数量众多。仅以机组塔筒顶部以上部位计算,零部件数量超3万个,超过一部普通家用轿车的零部件数量。

  另外,本次下线的MySE18.X-20MW机组由明阳智能公司自主研发,具有完全独立自主知识产权。机组关键部件主轴承、齿轮箱、发电机和叶片全为国产化设计及制造。其中主轴承直径超3米,打破超大型海上机组对国外制造的依赖,将有力推动上下游产业链的发展以及国内装备制造水平的升级。

  世界上最早的海上风电场是丹麦于1991年在Vindeby建成并投入使用,该风电场由11台功率为450kW的风电机组组成。相比于该风电机组,明阳智能MySE18.X-20MW不管是在单机容量还是叶片长度上,均呈几何级数的增长。这些增长意味着什么?明阳智慧能源集团股份公司风能研究院产品线开发总监卢军介绍:“海上风电机组的叶片长度增加和单机容量的增加,意味着在相同征地海域条件下,可安装风电机组的总容量大幅增加,项目发电量大幅增加。或者在相同装机总容量条件下,征海面积更少、海缆的用量更少,项目吊装及建设效率更高。同样,叶片长度更长、机组轮毂中心高度更高,所需吊装船机规格更高,将有效推动我国海上吊装施工技术的发展,同时推动船舶制造业的升级发展。”

  300多名工程师历时两年研发

  海上风电场一般建设在海边风力较大处,通常由一定规模的海上风电机组以及变电设施构成,通过在风电场海底铺设输电电缆,将其所发电力送至陆上。

  在这个过程中,涉及大量复杂的技术工艺应用,需要进行不断的创新。在明阳智能MySE18.X-20MW海上风电机组下线仪式上,明阳集团董事、党委常务书记王金发表示:“当前行业竞争激烈,特别是风电新能源行业赛道非常大,内卷也非常严重。我们唯有创新,不断地进行技术创新、产品不断迭代。不单是风机要创新,整个开发模式也要创新,特别是到了深远海之后,还要进行融合开发。”

  对于明阳智能公司而言,明阳智能MySE18.X-20MW海上风电机组的下线,意味着该公司行业领导者地位的巩固。同时,该机组的下线克服了众多技术难点。

  卢军介绍,设计制造过程中解决了众多难题,包括机组的轻量化设计与高可靠性、低载荷设计的兼顾平衡,抗强台风与轻量化设计的兼顾平衡,以及单个部件的可靠性与整机集成系统可靠性等。该机组研发周期为2年,预研加研发时间约1年、生产制造时间约1年。在研发过程中,投入各专业系统工程师超300人,投入资金近2亿元。

  创造两项全球第一的明阳智能MySE18.X-20MW未来将用于何处?对此卢军介绍,预计2024年第一季度,明阳智能MySE18.X-20MW样机将安装在海南临高试验风场进行测试,第四季度用于批量项目,优先应用于明阳自有风场汕尾市红海湾项目。该机组投入使用后,每年可为电网提供清洁电能1612.265GWh,与燃煤电厂相比,每年可节省标煤消耗约46.76万吨,减少二氧化碳排放量约为124.39万吨。

  汕尾明阳新能源科技有限公司总经理魏冠龙介绍,汕尾明阳自投产以来,其风力发电机组的更新迭代经历了5.5MW到全球最大、技术最先进、拥有自主知识产权的18MW抗台风型海上风电机组。叶片长度更新迭代经历了从76.6米、86.5米、94米、118米,再到今年1月下线的全球单支叶片最长126米和全球最大的16MW漂浮式风机。12月再次下线全球最大的18.X-20MW海上风电主机,汕尾明阳不断刷新纪录,实现了营业规模和科技创新的双升级。

  同时,明阳智能凭借自主创新攻克了强台风区海上风电开发的世界性技术难题,以全生命周期管理的理念,推出拥有自主知识产权的半直驱抗台风大型海上风电机组。所研发半直驱设计技术、叶片高效低载轻量化设计技术、基于模型的非线性控制技术、液压润滑冷却综合技术、海洋环境测试技术、大型海上风电机组闭环测试验证技术等领先国际。明阳智能海上漂浮式创新式风机使用双机头设计,在全球首次使用拉索结构、超高性能混凝土预制漂浮式风机基础、聚合物复合材料制作漂浮式风机浮筒等创新解决方案,极大地降低了漂浮式风机材料成本,使漂浮式风机应用于深海风资源开发具有可行性和经济性。

  汕尾(陆丰)临港产业园产值超百亿

  明阳智能公司汕尾基地产品主要辐射粤东、福建、浙江和上海等东南沿海地区。目前,汕尾明阳基地内员工数量在1300人左右,公司在园区为员工提供了宿舍、食堂等生活配套设施,让广大员工可以安心工作。值得一提的是,1300人中超过半数是当地群众。

  对于汕尾明阳基地所在的汕尾(陆丰)临港产业园,汕尾明阳新能源科技有限公司总经理魏冠龙评价:“该产业园内海工装备产业链齐全,海工装备技术领先,海工基地码头配套设施完善,具有海上风电发展的完整成熟产业配套条件。汕尾明阳与汕尾海工基地协同加速推进‘强链行动’和海上风电、海洋能源的高质量融合发展,打造万亿级全球领先的高端装备产业集群。”

  汕尾(陆丰)临港产业园位于碣石镇核电站进场路东面,园区内的碣石港、甲子港是广东省重要的地方性港口。该产业园以陆丰核电和海上风电场两个千亿级投资项目为依托,以临港海洋工程装备制造为核心、海上风电为特色,海洋电子信息、海洋配套服务、海洋新兴产业为支撑,形成产业链关联度大、辐射带动作用强的先进制造业集聚发展基地。

  目前,园区一期已经引进明阳智能、中天科技、长风公司、天能重工等海上风电主要产业链,覆盖了风机、叶片、塔筒、导管架、管桩和海缆等整个海上风电主要装备。同时,园区内海工装备制造产业初具规模。依托海上风电发展,打造出集风机、叶片、塔筒、导管架、海缆产业于一体的全产业链临港产业园。在两年时间里产值超过百亿元,创造了“陆丰速度”,2022年海工装备制造实现产值150多亿元。

  ●陆丰市海岸线总长191公里

  海域面积22.65万公顷

  密布5个港口、68个岙口

  可供开发海域面积1.26万平方公里,海洋资源十分优越

  ●汕尾(陆丰)海工基地一期已建成了9900吨级和5000吨级泊位的专用码头

  二期将规划建设两个4万吨级泊位的国际通用码头

  汕尾(陆丰)海工基地码头项目是中广核集团首个港口码头项目,实现了进出港341船次、吞吐量达到125万吨

  ●汕尾基地是明阳智能海上核心装备制造基地,承载国内外海上风电机组及周边陆上机型主机、叶片生产制造任务,以及承载超大型海上风电机组研发生产及试验任务。2022年6月成功研发下线当时国内单机容量、叶轮直径最大MySE12-242海上机型。2023年1月,成功研发下线当时全球单机容量、叶轮直径最大MySE16-260漂浮式机型,并同时下线当时全球最长MySE260叶片。2023年12月,成功研发下线全球单机容量、叶轮直径最大MySE18.X-20MW机型

  一线案例

  汕尾(陆丰)海工基地:

  推动海洋资源优势

  转化为发展动能

  192公里海岸线沿线,1687.7平方公里陆地上,电力能源产业在陆丰大地上深深扎根。当前,“风光水火核储”综合能源产业体系已基本完备,电力能源产业成为陆丰经济新的增长极。

  上个月,汕尾举行了第三届汕尾发展大会。其中,陆丰市签约3个“大块头”能源项目,分别是中科海能陆丰地下共享储能项目、华电海上风电运维有限公司项目和国华风电延链补链产业园项目。

  在陆丰的能源产业体系中,海上风电产业尤其亮眼。在第三届汕尾发展大会的参观考察环节,与会嘉宾来到了汕尾(陆丰)临港产业园,实地感受陆丰“风光水火核储”电力能源产业的蓬勃发展,并为之点赞。陆丰市委党校教师刁习羽十分看好陆丰能源产业的发展前景,他表示:“陆丰现在的潜力主要在碣石镇临港工业园区。”

  近年来,陆丰坚持制造业当家的理念,加快推动海洋资源优势转化为发展动能,大力打造海上风电产业吸引更多的龙头企业,汕尾(陆丰)海工基地已经成为吸引行业龙头产业、推动海上风电产业大发展的最重要平台载体。目前,汕尾(陆丰)海工基地(一期)目前已经完工,二期正在快速推进中。其中,二期第一阶段项目用地面积约1700亩,总投资5.1亿元。海洋工程基地二期一标段500亩场地平整工作正在进行,二标段招标工作正在开展,三标段管道道路等工程正在进行规划优化。

  同时,临港工业园生活设施配套项目总投资7亿元,已完成土地围合并平整;地质勘探补勘完成,正在进行桩基础;施工单位办公区建设,累计完成投资6.2亿元。海洋工程基地总投资8.8亿元,园区道路已通车,公共区域配套基本完工。碣石海洋工程基地护岸项目总投资7800万元,主体工程已基本完工。随着一大批产业龙头企业的入驻和落户,陆丰逐步形成了整机及配套电机、叶片、海缆、塔筒、机舱罩、组件等研发、制造和运维服务一条龙产业链条,正全力打造海上风电全产业链生态圈。

  另外,陆丰市贯彻落实汕尾市产业发展部署,强化精准服务,完善要素保障,全力保障重点项目建设不降速。陆丰市致力于全力当好金牌“店小二”,主动服务汕尾海上风电大会签约项目落地投产,以“最多跑一次,服务零距离”的理念,营商环境改革4.0版堪称“店小二”式服务,让企业感受到“我比人家办得好、我比人家办得快”的实惠。持续优化海洋工程基地营商环境,提升“店小二”服务水平,全力做好项目要素保障工作,加快推进海上风电产业项目“双进双产”,助力双方实现合作共赢。同时,陆丰市加强源头技术研究、转化、应用体系,聚焦海上风电先进设计建造技术、运维技术、消纳综合利用控制技术研究,为园区产业发展提供技术支撑。目前,科研项目进展良好,海上风电防腐技术、先进绝缘材料及综合消纳技术研究项目和海上风电运维六自由度登乘补偿系统项目取得了一定成果,获得1项软件著作权,提交了一篇SCI论文,编制完成技术方案和技术规范书4项,申报发明专利7项。



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