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江蘇鹽城形成海上風電產(chǎn)業(yè)鏈,用綠電造“綠機”

發(fā)布時間:2024-10-30 瀏覽數(shù):50

來自國家能源局的最新數(shù)據(jù)顯示,截至9月底,全國風電裝機容量約4.8億千瓦,同比增長19.8%。風機如何制造、安裝?風電場如何維護?風電怎樣傳送并網(wǎng),并用于生產(chǎn)新的風機?為了對風電產(chǎn)業(yè)有更多了解,讓我們走進江蘇鹽城,我國海上風機整機約四成產(chǎn)自這里。

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電,從海上來。海風以每秒7.6米的速度馳騁向黃海之濱的風電場,百米多高的“大風車”轉(zhuǎn)動不停。風機將機械能轉(zhuǎn)化為電能,瞬時,“綠電”經(jīng)海底電纜送至陸地,匯入電網(wǎng)。

機,從陸上來。距離風電場70多公里的風機總裝廠,“綠電”源源不斷,設備忙碌運轉(zhuǎn),工人們組裝好機艙、葉輪等部件,等待運往海上與葉片、塔筒一起組裝成海上“大風車”。

海風吹來新產(chǎn)業(yè),江蘇鹽城有全國最大規(guī)模的海上風電產(chǎn)業(yè)集群、裝機容量巨大的海上風電場,形成了集研發(fā)設計、裝備制造、資源開發(fā)、運維服務等環(huán)節(jié)于一體的海上風電產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)用“綠電”造“綠機”。

“大風車”這樣造

上萬零部件,3小時供應

走進位于鹽城的大豐經(jīng)濟開發(fā)區(qū)風電產(chǎn)業(yè)園的江蘇金風科技有限公司總裝廠實驗室,一臺10兆瓦樣機正在接受測試。千余個溫度、振動、載荷等傳感器遍布機身,大屏幕上跳動著實時檢測數(shù)據(jù)。

研發(fā)設計及樣機檢測,是風機制造的起點。公司先根據(jù)研發(fā)圖紙與供應商一起試制出樣機,再將樣機送到實驗室和試驗風電場進行上百項集成測試,經(jīng)第三方認證后批量生產(chǎn),整個過程歷時一年左右。

金風科技大豐基地主要組裝機艙及葉輪的結(jié)構(gòu)件。從2兆瓦海上風機起步,大豐基地已可制造最高11兆瓦海上風機,整機年產(chǎn)能超1200臺,其中30%出口海外。公司的發(fā)展得益于當?shù)禺a(chǎn)業(yè)的強鏈補鏈延鏈。

同一園區(qū)內(nèi)的中車株洲電機江蘇公司,8個疊片機器人圍成一圈,機械臂“吸”起一塊塊硅鋼片,交錯疊成一個“大鐵桶”,“桶”的內(nèi)側(cè)有一槽槽銅線圈,在電機運行過程中產(chǎn)生電流。公司大豐風電事業(yè)部副總經(jīng)理徐海陽介紹,“大鐵桶”叫定子,由軸承與轉(zhuǎn)子相連組成發(fā)電機。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計,發(fā)電機組不斷提高效率、縮小體積、減輕重量。

和金風科技僅一路之隔,江蘇雙瑞風電葉片有限公司的8.5兆瓦風機葉片生產(chǎn)線上,工人們像制作三明治一樣,在分成兩半、長110.5米的模具內(nèi),層層鋪裝玻璃纖維布及其他結(jié)構(gòu)件,經(jīng)真空處理再注入環(huán)氧樹脂浸潤固化后,兩“瓣”相扣,一支葉片組裝完成。生產(chǎn)線正在升級,以滿足制造“超長柔性”葉片訂單的質(zhì)量要求。

一臺“大風車”由機艙、葉輪、葉片和塔筒等組成,總共需要上萬個零部件、300多家一級供應商,其中大部件基本可在大豐配齊,關鍵部件多數(shù)能在鹽城找到供應商,全部零部件的95%在江蘇集成,形成3小時供應鏈。鹽城市發(fā)展改革委新能源處負責人魯海峰介紹,近年來,鹽城已聚集41家規(guī)上企業(yè),形成全國最大規(guī)模的海上風電產(chǎn)業(yè)集群,整機產(chǎn)能約占全國的40%。

風電場這樣建

大部件“坐船”,海上“搭積木”

警報響起,監(jiān)控系統(tǒng)顯示毛竹沙風電場44號風機故障停機。10月15日,三峽集團江蘇運維公司大豐項目部檢修副班長徐振鵬剛上班,就從風機監(jiān)控系統(tǒng)上收到一條報警信息,分析研判可能是柜機驅(qū)動板損壞。

海況符合出海條件,當天從大豐區(qū)王港新閘出發(fā),坐船5小時,來到72公里外的毛竹沙風電場44號風機。進入塔筒,將風機調(diào)到維護模式,更換新的驅(qū)動板后故障消除,變流器測試無異常,風機恢復運行。徐振鵬介紹,三峽集團江蘇能投公司在大豐海域已建設兩個風電場、總計并網(wǎng)131臺風機,現(xiàn)場運維團隊不僅出“急診”處置突發(fā)狀況,每年還會對風機進行“體檢”。

毛竹沙風電場建成于2021年,是距離鹽城海岸線最遠的風電場。規(guī)劃風電場要綜合考慮水深、離岸距離、資源、地質(zhì)、通航等要素,鹽城擁有582公里海岸線,海上100米高度年平均風速達每秒7.6米,年滿負荷小時數(shù)超過3000小時,開發(fā)價值高。

有了風機和風電場選址,“大風車”怎樣屹立海上?

“大風車”一般不是整體運到海上,而是由大件運輸企業(yè)將塔筒、葉片等主要部件,從風電設備制造廠送至碼頭,分件裝船后運到指定海域。

施工船已先行一步,將鋼管樁打入海床,露出海平面約11米,準備好風機基礎平臺。搭載著起重機的海上風電安裝平臺,會在風速低于每秒12米的時段,將運輸船上的塔筒一節(jié)節(jié)吊起、安裝到風機基礎平臺上。隨后,機艙、葉輪等部件,像“搭積木”一樣依次組裝到位。

從近海到遠海,風電場走向深海帶動著風電技術(shù)的突破。一種新的漂浮式風電機組及基礎平臺將通過錨系與海底鏈接,讓浮體和風機“漂”在海面上,為水深超過60米、不適用打樁的深遠海風電場建設做技術(shù)儲備。

2016年以來,鹽城已建成海上風電場23個,裝機容量超554萬千瓦,規(guī)模占江蘇省的46.9%、全國的14.9%。

海上綠電這樣送

葉尖速可高達每小時300公里,轉(zhuǎn)換電能并網(wǎng)入戶

鹽城濱??h,濱海港區(qū)中電智慧場站陸上集控中心大屏幕上顯示,75臺白色風機矗立在大海中。點擊屏幕上任意一臺風機,風速、轉(zhuǎn)速等實時參數(shù)盡收眼底。

讓風機轉(zhuǎn)動,首先要知道風從哪里來。每臺風機的機艙裝有偏航系統(tǒng),可精準預測每小時的風向及風速,幫助風機校正方向,像向日葵朝著太陽那樣,始終保持最大迎風面。

葉片最大轉(zhuǎn)速可達每分鐘12轉(zhuǎn)——貌似很慢,但葉片長約百米,葉尖速可高達每小時300公里。葉片又帶動齒輪箱軸承以每分鐘1600轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn),在機械內(nèi)部的電磁感應下,實現(xiàn)風能到電能的轉(zhuǎn)換。

風機產(chǎn)生的電流,還要幾經(jīng)“變身”。首先沿電纜進入塔筒中的變壓器,從690伏升到35千伏,再經(jīng)由海底電纜匯集到風電場中心的海上升壓站,升至220千伏——升壓,是為了在長距離傳輸時減少損耗,高效抵達陸上集控中心。

陸上集控中心一頭連接著海底電纜,一頭連接著220千伏電壓等級架空輸電線路。海上風電在這里正式并入電網(wǎng),匯入不同走向的輸電線路,到達各自的電力樞紐站,再經(jīng)過若干次“轉(zhuǎn)車”,點亮萬家燈火。

2023年,鹽城海上風電生產(chǎn)了148.07億千瓦時“綠電”,全部并網(wǎng)。其中,121.6億千瓦時在本市消納,其余外送消納。濱海縣海域的3個海上風力發(fā)電場,裝機總量達110.18萬千瓦,每年發(fā)電30.79億千瓦時,達到該縣全社會用電量的95.6%。而在大豐區(qū),這個數(shù)據(jù)為70.24%——這意味著,金風科技等“大風車”制造企業(yè)的生產(chǎn)用電,大多都來自“大風車”。

風機發(fā)風電,風電造風機,正一步步成為現(xiàn)實。
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