上海电气首台3.6兆瓦海上风电轴承下线
上海电气精心打造风力发电轴承研发基地,投资2.5亿元的高效清洁特大型风电轴承生产线技改项目12月3日竣工投产,首台3.6兆瓦海上风电轴承下线,标志着上海电气已拥有国际一流水平的高效风电轴承自主创新设计研发与制造能力。
为适应国民经济的可持续发展,减少二氧化碳排放以缓解全球变暖的趋势,我国近年来大力发展风能、太阳能、生物质能等可再生清洁能源,风电产业得到爆发性增长。
上海电气集团是我国最大的装备制造业企业之一,在火电、核电等领域具有悠久的生产历史和强大的设计、开发、制造与工程总承包能力。为认真贯彻国家新能源战略,大力发展新能源产业,上海电气集团充分发挥已有的产业优势,把风电作为战略发展的重要组成部分,全力打造包括风电整机和零部件(电机、逆变器、轴承、液压系统等)在内的完整的风电产业链。
高效清洁特大型风电轴承生产线技改项目即为配合国家新能源战略的实施、适应上海电气风电产业链发展而实施。借助于上海联合滚动轴承有限公司在特大型轴承领域近40年的设计开发和制造经验,上海电气实施高效清洁特大型风电轴承生产线技改项目,总投资5亿元。一期投资2.5亿元,其中固定资产投资2亿元,添置国际先进设备,以在2012年达到年生产1800台套兆瓦级特大型风电轴承的能力,年销售收入近5亿元。作为打造完整的风电产业链和建立竞争优势的战略举措,该项目的实施为上海电气新能源战略发展奠定了坚实的基础。
该项目以工艺领先、设备先进、成本最优、高效清洁、风险控制为原则,改变了国内特大型轴承生产大多采用“块状”布局,车床、钻孔、齿轮加工、磨床等各自集中置放的做法,采用国际先进的“流程最优化”的“线状”规划布局,创新工艺,从锻件毛坯进车间,经历各道加工工序和包装发货,精确计算、部署各设备的加工能力和节拍,合理配置设备、工序和场地,既确保工件线状流动,不来回运输;又严格控制生产流程,不发生工序停顿和工件滞留现象。
该生产线在热处理、齿加工、精车加工,关键尺寸测量等关键工序均采用进口设备,实现单台设备加工多个工序的复合生产方式,在确保产品加工质量的同时,大大提高了生产效率。经综合测算,虽然投资成本有所增加,但生产场地、人员均减少40%以上,综合成本降低20%以上。
大型轴承的测量技术始终是轴承行业面临的一大难题。上海联合滚动轴承有限公司与上海大学、上海理工大学等开展产学研合作,针对轴承沟道位置、曲率等测量部位,应用多种复合技术进行测试,最终形成并完善了国内一流的风电轴承关键工序测量技术。该公司按质量控制计划订制了高精度的尺寸检测尺、动态性能检测仪、热处理硬化层检测仪、齿精度及跳动检测仪、滚道轮廓位置测量仪等,同时请专业量具制造厂根据轴承的一些特殊尺寸和精度要求,专门设计和定制了专用量具和量块。按照国外先进的产品制造质量控制模式,在各区域单独设立测量工作站,确保了产品的制造过程质量和用户的可装配性要求。
该生产线采用内、外圈分线同时加工的方式,并考虑到有齿轮和无齿轮两种不同的设计结构,细分成内圈线和外圈线,同步加工,生产效率远高于国内同行,在国际上也处领先地位。
建立竞争优势是设计规划时的重要课题,控制生产成本是参与竞争的有效途径。该生产线主要从两个方面实现降本目标:一是提高劳动生产率,实现了世界领先的3小时1套的生产节拍,且以多功能设备减少操作人员,合理的流程减少吊装搬运和物流浪费;二是提高质量降低废品,尤其是注重过程质量控制,避免损失。
为实施清洁生产,高速铣齿和钻削产生的铁屑均通过地下输送通道和粉碎机、压块机就地处理,避免长距离搬运产生掉落等现象。加工设备全部采用内循环和自我冷却处理,做到零排放;采用以车代磨工艺,避免大量使用磨削冷却液对环境产生不良影响。
非风电市场对高端特大型轴承亦有大量需求,从冶金机械、医疗机械、盾构、海洋工程设备等。由于国际市场此类轴承价格昂贵且生产交货周期甚长,其国产化需求殷切。该生产线规划时充分考虑了风电和非风电轴承的兼容加工能力,可有效避免风电行业波动对企业经营的影响,降低了投资风险。
高效清洁特大型风电轴承生产线技改项目实施两年,上海电气精心打造风电轴承研发基地。期间,采用与国际一流咨询机构合作,通过引进技术团队,邀集了美国风电轴承技术、设计权威专家与质量工程师等专业人士,先是由引进的技术团队设计2兆瓦风电轴承,中方技术人员跟着学习;然后由中方人士主持3.6兆瓦风电轴承的设计,外方技术团队辅助,从而带出中方一支技术队伍,并形成自主知识产权。目前,中方技术人员的技术开发能力、过程控制能力均已达到国际一流水平。
首台下线的3.6兆瓦风电轴承将为上海电气风电设备有限公司的海上风台配套,在东海迎风运转。