風電機遇 中聯重科風電系列全地面起重機研發(fā)

作為重要的新興能源產業(yè)，風電行業(yè)近年來得到國家層面的重點支持，產業(yè)規(guī)模發(fā)展迅速，并逐步成長為一個較為成熟的行業(yè)。2005年到2012年期間，我國風電裝機容量漲了近50倍，裝機總容量超過7000萬千瓦，風電設備制造和風電裝機容量成為世界第一。2012年4月24日，科技部印發(fā)的《風力發(fā)電科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》中提到，到2015年時風電并網裝機達到1億千瓦，當年發(fā)電量達到1900億千瓦時，規(guī)劃風電新增裝機7000萬千瓦，建設6個陸上和2個海上及沿海風電基地，我國將從風電大國向風電強國轉變。為充分利用風資源，我國風電發(fā)展呈現出兩個明顯的趨勢：風場分散化，機組大型化。隨著風電行業(yè)的快速發(fā)展，風電安裝對施工效率的要求越來越高。由于不同風場路面狀況復雜，風場間轉場成本對利潤的影響變得更大，修建運輸道路的難度及成本越來越高，輪式起重機由于具有移動靈活、作業(yè)快捷方便、路面適應性強的先天優(yōu)勢，已成為風電安裝施工的主力軍。為滿足風電建設快速發(fā)展對安裝施工的需求，中聯重科一直把風電建設作為大噸位輪式起重機研發(fā)最重要的方向之一，通過對風場地理分布、安裝施工工法以及行業(yè)發(fā)展趨勢的深入研究，開發(fā)出一系列獨具特征的風電系列大噸位輪式起重機，為國家清潔能源工程做出了貢獻。注重工法的研究思路相比通用型起重機的施工工況，風電吊裝更具有自身的特殊性，因而對風電吊裝施工工法的研究是開發(fā)風電系列起重機的基礎。緊跟國家風電建設的發(fā)展步伐，中聯重科從一開始便組建了工法研究應用隊伍，專門從事吊裝施工領域的典型工法研究，本著一切以市場需求為中心的理念，搭建與風電吊裝下游產業(yè)鏈合作平臺，整合產業(yè)鏈資源，力圖產品在風電吊裝施工的工況適應性更好、效率更高、成本更低。中聯重科走遍國內20多個大型風電場，針對丹麥VESTAS、德國ENERCON、金風科技、華銳風電等國內外20余家制造商設備進行調研，通過對主要在建和籌建風場環(huán)境的研究，分析國內外主流風機制造商風機產品技術參數，深入了解各環(huán)境條件下風機吊裝施工工藝方法及施工標準，形成了一個由190余份調研分析報告組成的風電吊裝資源庫，涵蓋國內外0.85兆瓦~3.0兆瓦主流機型的風電安裝、維修的吊裝施工工法分析和相應起重機開發(fā)需求。得益于此，中聯重科風電系列輪式起重機產品以最恰當的性能實現了3.0兆瓦及以下所有風電吊裝施工工況的全覆蓋。為了更好地與風電吊裝市場實際需求對接，中聯重科工程起重機成立了產品顧問委員會，邀請國內在吊裝行業(yè)具有重大影響力施工企業(yè)的總工程師、技術副總擔任公司產品顧問，定期召開會議或不定期提供技術咨詢。這種方式能夠及時了解最前沿的市場信息，確保了風電吊裝系列起重機研發(fā)緊貼市場需求，同時，受邀企業(yè)也是最大的潛在客戶，這樣能保證客戶得到自己最想要的產品。除此之外，與客戶全過程的合作也是中聯重科風電系列輪式起重機研發(fā)的重要方式之一，客戶提出需求并全程參與產品的設計、評審、制造、試驗，提供真實的工業(yè)測試環(huán)境，這樣開發(fā)出來的起重機最能貼近客戶實際使用環(huán)境。例如，QAY500型全地面起重機是中聯重科與風電安裝領域具有很強的影響力的廣東力特公司合作開發(fā)出的一款專門針對1.5兆瓦風機吊裝的起重機。因此，中聯重科QAY500型全地面起重機比行業(yè)其它同級別的起重機更適合我國的風電吊裝，頗受市場歡迎。針對性強的設計理念相比傳統(tǒng)的通用型起重機作業(yè)要求，風電吊裝有幾個明顯的需求特點：一是工況相對單一，長臂起重能力要求高;二是場地適應能力要求強;三是作業(yè)效率要求高;四是操作微動對位精準。要滿足風電吊裝需求，降低運營的費用，除了輪式起重機固有的先天優(yōu)勢之外，還需要對起重機進行有針對性開發(fā)。風電吊裝具有典型的固定工況點，一般吊裝就位高度要求高(一般在60米以上)，幅度要求較小(20米以內)，不同兆瓦級風機設備的重量、體積基本相當，不同風電場的安裝高度也相對固定，形成了較為清晰的吊裝工況梯隊。這就要求起重機的開發(fā)更要注重中長臂的起重能力，并且對風電起重機的型譜要更好地規(guī)劃，好鋼要用在刀刃上?；诖?，中聯重科風電輪式起重機形成了QAY400、QAY500、QAY800、ZAL3000W、QAY2000系列，其中QAY400適合1.0兆瓦左右風機吊裝，QAY500適合1.5兆瓦風機吊裝，QAY800適合2.0兆瓦風機吊裝，ZAL3000W適合2.5兆瓦風機吊裝，QAY2000適合3.0兆瓦風機安裝。風電場的選址一般較為偏僻，丘陵、山地、草原、灘涂等是風電場最常見的地形。這些地方一般沒有公路通行，需臨時為施工開辟道路。受成本控制和生態(tài)環(huán)境保護影響，臨時道路的路況大多非常惡劣，施工場地也非常狹小，起重機做為風電建設施工中最大的設備，如何到達工地并在有限的施工場地施展是最重要的問題。風電系列起重機的全地面底盤通過有針對性的優(yōu)化設計，在最小離地間隙、最小轉彎直徑等通過性和靈活性指標上更適合風電場的地形條件和場地空間的要求。比如中聯重科9橋全地面起重機的最小轉彎直徑≤26米，小于普通同類8橋全地面起重機的轉彎直徑。隨著我國風電產業(yè)的快速發(fā)展，風電施工效率顯得越來越重要，行業(yè)普通認同的一句話：效率就是效益，伸縮臂式輪式起重機最大的優(yōu)勢之一就是施工效率高。施工作業(yè)提高效率的關鍵點是要減少進入施工場地后的作業(yè)準備時間。據測算，大型風機安裝70%以上的時間花在吊裝設備的就位準備階段，與履帶式起重機的桁架臂不同，輪式起重機大多設計成伸縮式的箱型結構，每次作業(yè)不需拆裝，操作設備自動伸縮效率就會大大提高。所以，充分發(fā)揮伸縮臂的工況覆蓋能力是提高效率的重要途徑。對于超大型的輪式起重機往往在公路行駛與作業(yè)現場不是同一狀態(tài)，需要臨時拆裝部件，中聯重科專門為超大型的風電輪式起重機開發(fā)出一款龍門式的自裝拆機構，能實現超大噸位輪式起重機吊臂、轉臺等大型部件在施工現場的快速裝拆，使超大型輪式起重機實現模塊化組裝，并能像在工廠一樣方便快速。風機吊裝屬于高空對位安裝，要求起重機具有良好的微動精準性，一般精度要求在10毫米以下。普通起重機通過變幅油缸或長塔臂變幅調整，由于油缸運動速度，在幾十米臂長的臂頭具有放大作用，毫米級的微動精準程度很難達到，中聯重科通過對風電施工現場的研究，首創(chuàng)性的開發(fā)出一款風電專用動臂。它在臂頭通過卷揚鋼絲繩放大倍率的方式實現變幅，通過倍率減速能更好的實現微動減速，使臂頭的微動性能達到毫米級。同時，風電專用動臂能替代傳統(tǒng)的塔式副臂，而其結構形式比傳統(tǒng)的塔式副臂要簡單得多，因此在安裝效率、運輸成本等方面也具有優(yōu)勢。超大噸位優(yōu)勢顯著輪式起重機在風電吊裝領域有著不可替代的作用，隨著風電向大型化方向發(fā)展，對起重機的起重能力要求越來越高。例如，3.0兆瓦風機的安裝要求起重機在110米臂長具有140噸以上的起重能力，這對于輪式起重機來說是一個大的挑戰(zhàn)。輪式起重機由于受道路法規(guī)、結構承載、動力極限等因素的影響，在現有條件下很難繼續(xù)大型化，而國家風電發(fā)展的重要趨勢就是大型化，明確表示將鼓勵2.0兆瓦~3.0兆瓦的大型風電建設。為滿足國家風電發(fā)展需要，中聯重科通過技術創(chuàng)新，突破一系列限制輪式起重機繼續(xù)大型化的技術瓶頸，研發(fā)出QAY800、ZAL3000W、QAY2000超大噸位系列風電輪式起重機。至此，中聯重科輪式起重機完全覆蓋3.0兆瓦及以下的所有風機吊裝。超大噸位輪式起重機研發(fā)需要解決的問題是：起重能力要求高與起重機自身重量和體積受限的矛盾，中聯重科采取了一系列結構創(chuàng)新和模塊化的設計思路，突破極限尋求超大噸位的發(fā)展空間。