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                            重慶構建起完備風電產業鏈

                              2020年,中國海裝營業收入和新接合同額度雙雙突破百億元,接下來將有更多“重慶造”風電機組裝配到國內國際更多地區。

                              在兩江新區禮嘉的中國海裝風電數據中心,工程師可對國內數十個風力發電場的上千臺發電機組進行實時監測。

                              本組圖片由記者羅斌攝/視覺重慶

                              風電產業

                              現狀

                              2004年,中國船舶集團在渝布局風電產業,此后專門成立中國船舶集團海裝風電股份有限公司。10余年來,在后者帶動下,重慶已經形成較為完備的風電產業鏈,年產值500億元,為重慶裝備制造業的一大支柱板塊。

                              不足

                              和周邊省市比較,重慶本地風能市場開發不充分;風電機組整機企業僅一家,產業總體規模還不夠大;配套企業數量仍顯不足,創新能力不夠。

                              大風車有“大智慧”

                              中船重工(重慶)海裝風電設備有限公司

                              2004年1月,重慶海裝科技發展有限公司在渝成立,此后更名為中船重工(重慶)海裝風電設備有限公司。它是風電機組整機生產企業,位居重慶風電產業鏈中游,帶動了全市80余家配套企業。經過10余年發展,中國海裝已經成為涵蓋“研發、制造、運營、服務”全產業鏈的風電產業高科技企業。

                              高高的山崗上,巨大的風車在旋轉。

                              這樣一個龐然大物,一旦“生病”,檢修起來可不是件容易的事。

                              不過中船重工(重慶)海裝風電設備有限公司(以下簡稱中國海裝)有自己的“獨特療法”——公司遍布全國的任何風電機組出現故障,位于重慶總部的監控系統就會自動報警,故障信息和運行數據等會一目了然呈現在指揮大廳的屏幕上,工程師通過“遠程會診”,立馬就能給現場人員開具一份專業的處理方案。

                              遠程運維,千里“懸絲問脈”,中國海裝靠的是大數據智能化。事實上,依靠研發、生產和運維全流程智能化,這家致力于風電裝備研制及系統總成、風電場工程技術服務的風電總裝企業,已經在重慶帶動形成一條年產值達500億元的風電產業鏈。

                              在哪兒建風場,幾十秒就知曉

                              在哪里建風場,必須拎著笨重的設備挨著山頭一個一個地測量嗎?

                              完全用不著。3月9日,在位于兩江新區的中國海裝LiGa大數據中心,記者看到,一塊10余平方米、正繁忙運行的LED顯示屏上,清晰地展示出一幅全國可利用風能分布圖。

                              “只要在地圖上選定一個區域,后臺就會在相應區域自動疊加坡度、風電機組離地高度等信息,然后精確計算出哪些區域適合建風場,安裝多大功率的機組?!敝袊Qb大數據管理中心數字模型所所長陶建權說。

                              據他介紹,以前為風電場選址,往往需要人工安裝測風塔實測當地風速,在部分條件艱苦的地方,僅安裝測風塔就需要半年。有了上述智能手段,中國海裝重慶總部將全國各地的風資源、氣象、地理、地形分布等數據采集回來,運用特定的數學模型對每個地方的風資源進行分析,依托大數據的宏觀選址,只需要幾十秒就完成。

                              除了選址,風電設備的運行狀況,也可以通過智能手段實現遠程監控?!耙郧拔覀円趪鴥壬习賯€風電場派駐運營維護團隊,每個風電場至少需要3—5名工程師值守?!碧战啾硎?,這類現場解決風機故障的工作方式不僅費力費時,專家們開展技術交流也極為不便。

                              投用LiGa大數據中心后,專家們足不出戶就能了解各個風電場的實時運行狀態。

                              另外,運用大數據技術還能為風電機組進行“體檢”,準確探測出機組的疲勞狀態和磨損程度,以此推算出每個部件的使用年限——以一個年發電量5萬千瓦時的標準風場為例,如今現場僅需1—2名工作人員值守,機組平均無故障間隔運行時間提升了近20%。

                              把“力氣活”交給機器人來干

                              在風電機組的設備制造階段,中國海裝也通過生產線的智能化改造,把“力氣活”交給機器人來干。

                              走進中國海裝組裝車間,多臺智能機器人正揮舞“手臂”,為制作中的碩大風電機組偏航軸承擰螺栓,動作靈活而嫻熟。

                              擰螺栓這道工序看似簡單,實則非??简灩Ψ颉L電機組屬于大型機械設備,每顆螺栓長40厘米上下、重10多公斤,要擰緊它們是個力氣活;同時,風電機組對精度的要求特別高,擰各個方向上的螺栓必須步調一致、力度均勻,不然會導致設備提前磨損和“疲勞”。

                              “組裝每臺風電機組至少要擰100顆螺栓,以前擰這些大螺栓,需要多名熟練工使用液壓扳手同時操作,耗時兩小時以上?!敝袊Qb重慶總裝廠廠長蔡福勇說。

                              現在,這項工作交由名為“偏航軸承擰螺栓智能系統”的機器人來干,同樣的活兒,40分鐘就完成了,且完成質量更高——通過激光自動識別、系統智能校準每顆螺栓的位置,何時發力、力度多大,均由系統智能判斷,由機械臂操作,同時擰緊每顆螺栓的過程都被記錄下來以供追溯,并形成大數據,為后續生產提供參考。

                              類似的“智造”,在中國海裝生產車間隨處可見。蔡福勇舉例說,在生產流程智能化改造升級中,他們還將智能化生產用于風機變槳系統和偏航系統等其他裝配環節,不僅讓產品質量得以充分保證,還提高了生產效率,節省了生產成本。

                              通過大數據平臺實現全產業鏈協同

                              一套風電機組,300多個主要零部件。僅在重慶本地,中國海裝就有80多家供應商。通過大數據智能化提升產品質量和生產效率,光靠中國海裝這樣的設備總裝企業,還遠遠不夠。

                              中國海裝供應鏈管理中心總經理楊詠華介紹,一整套風電機組產品,主要包括電控系統、傳動部件及發電系統等多個關鍵部件。每個部件,都涉及到研發、制造和運維。

                              “要建設更高水平的產業鏈配套體系,必須開展全產業鏈協同,總結起來就是‘專業分工、目標導向’?!睏钤伻A說,幾年前,中國海裝開始實施產業鏈協同,主要做法是:建立大數據智能化平臺,讓產業鏈上下游企業共同在平臺上開展相應研發,以此匯聚產業鏈各方力量,共同尋找技術突破口。

                              其中,在產品設計協同創新方面,中國海裝邀請產業鏈上游配套企業研發人員不定期進駐企業,共同開展項目研發對接,并參與中國海裝的科研計劃制定,由此實現研發前端信息傳遞扁平化。

                              在制造協同方面,中國海裝也與產業鏈上游企業建立了信息互聯互通,讓協同單位可以全方位參與企業生產計劃體系,通過及時了解前者的市場訂單、生產計劃等信息,能夠第一時間做好產品配套生產信息反饋,最終滿足順利交付的要求。

                              在服務協同上,中國海裝則與產業鏈下游企業共同成立項目攻關聯合小組,針對風電機組使用中產生的故障進行專項攻關,同時還對雙方研發人員開展專題培訓等,形成了技能互補的協同服務團隊。

                              “螺螄殼”里做細活

                              重慶科凱前衛風電設備有限責任公司

                              成立于2008年,是中國海裝核心供應商,主要提供風機主控系統、變頻器等配套產品。

                              狹窄的機艙里,要再安裝幾組電池,以此來提升機組續航時間。但機艙里,所有設備幾乎都是“一個蘿卜一個坑兒”,根本沒有多余空間。滿足不了客戶要求,訂單可能取消,這可怎么辦?

                              去年10月,重慶科凱前衛風電設備有限責任公司(以下簡稱科凱前衛)一幫研發人員,被這樣的難題急壞了!

                              作為風電產業鏈上游配套企業,科凱前衛主要為風電整機企業提供電氣控制一體化解決方案及配套產品,其核心產品包括風機主控系統、變頻器、變槳系統等,其下游客戶就是中國海裝。

                              當時,中國海裝接到訂單,要生產一款海上風力發電機組??蛻舴椒Q,受海上風電場作業環境、氣候因素等影響,要求將這款風電機組的運行續航時間,由預定的2小時提高至72小時。

                              “要提高風電機組續航時間,唯一可行辦法就是增加電池數量,但由于風電機組機艙內部空間有限,要再增加電池數量難度無異于‘螺螄殼里做道場’?!笨苿P前衛研發工程師徐健說。

                              這活怎么做?按照一般程序,科凱前衛需要建立一個專門的團隊,對“螺螄殼”里的各個空間尺度進行再測量,制成圖紙后交由中國海裝進行設備布局的設計,后者設計成初稿后再交由前者進行施工工藝設計……如此數個反復,至少要幾個月時間。

                              時間根本等不起。此后1個多月里,徐健和同事們每天都來到中國海裝生產現場,與對方團隊交流探討。經過雙方多輪“頭腦風暴”,最終,兩家企業定下了在風電機組機艙外增設懸掛獨立機柜以放置新添電池的解決方案,并通過對安裝接口、電器接口等設備零部件進行加工處理,一舉攻克難題。

                              “可以說,正是因為產業鏈上下游企業實現了就近配套,才能夠推動‘重慶造’風電機組不斷優化完善?!毙旖≌f,得益于雙方研發人員的“零距離”協同創新,不少研發“卡殼”環節都可以面對面地進行觀點碰撞加以解決?,F在,從中國海裝產品研發伊始,科凱前衛設計人員都會參與進來,以此實現產品“聯合研發-主導設計-集成創新”。

                              “小業務”為啥也接招

                              中國大唐集團有限公司重慶分公司

                              與2006年3月成立的大唐國際發電股份有限公司重慶分公司合署辦公。目前,該企業主要從事電力能源的開發、建設、經營及管理,是重慶風電產業鏈下游企業。

                              風車的葉片越長,發電量越大嗎?

                              答案是肯定的。葉片越長,并不意味著風機轉得越快,而是掃風的面積擴大,在同等風速下,風力的利用效率提升,設備閑置時間減少,發電量自然就增加了。

                              2019年6月,大唐重慶分公司向中國海裝發出邀約,希望對方能把公司位于武隆的一座風電場的葉片加長。

                              要知道,風車巨大的葉片,內有進口木材制成的龍骨,外面用定制的樹脂材料包裹覆蓋。要加長,既要“傷筋動骨”,又要調整相應的運行指標,涉及到一系列復雜的安裝調試。

                              但中國海裝毫不遲疑就答應了要求,經過半年研發,在對風電葉片進行加長的同時,還進行了多次風電主機負載承重模擬試驗,最終完成項目研發。加長的葉片投用后,武隆風電場年發電量足足提高了9%。

                              和整機生產、安裝運營這樣的業務比較,加長葉片這種臨時的、隨機性業務,無疑要“麻煩”得多,有些設備還得專門定制,完全談不上工業生產的規模效應。

                              中國海裝為啥愿意對大唐重慶分公司的設備“修修補補”?原因在于這兩家公司的關系,從來都不是簡單的買賣,而是相伴相生,相互促進。

                              “沒有大唐,中國海裝不可能在短短十余年就進入中國風電設備第一梯隊;沒有中國海裝,大唐重慶分公司也不可能這么快就在風力發電上布置這么大的產能?!贝筇浦貞c分公司新能源事業部副總經理李方說。

                              這是怎樣一種“如膠似漆”的關系?

                              時間要回到2008年。當時,在火電、水電已有布局的大唐重慶分公司,開始進軍本地風電市場。就近采購設備,就近實行運維,是它涉足風電這一新項目時的務實考慮。

                              而對于剛啟動風電設備生產業務不久的中國海裝而言,將設備投入本地風電場,不僅便于上門運維,還可根據使用效果逐步調校產品性能,同時監測其運行指標,為后續技術改進提供支持。

                              發展同步,需求互補,雙方一拍即合。2009年,上面提到的武隆風電場,如期投建。這是大唐重慶分公司在渝建設的第一個風電場,也是重慶本地第一個風電場,使用的是中國海裝首批下線的風電機組產品,850兆瓦風電機組。

                              合作10余年來,大唐重慶分公司已成為中國海裝在產業鏈下游的最主要客戶——前者在武隆、豐都等地建成的3個風電場、共96臺風電機組,無一例外全都來自于后者的供給。

                              “可以說,這些年中國海裝研發團隊的成長和風電技術的日趨成熟,與大唐重慶分公司風電發展是密不可分的關系?!崩罘秸f,雙方緊密合作后,中國海裝會負責設備后期運營維護,大唐在風電機組使用過程中,也會將使用所產生的數據、技術更新需求等向中國海裝進行反饋,這對于他們進行設備技術后續研發形成了倒逼。

                            編輯: 王龍博
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