张彬:5大方向发力,挖掘轴承减排方案,为风机产业降速增效

能见App 2023年10月19日 4433

2023年10月16日-19日,2023北京国际风能大会暨展览会(CWP2023)在北京如约召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京,聚焦中国能源革命的未来。

本届大会以“构筑全球稳定供应链 共建能源转型新未来”为主题,将历时四天,包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“全球风电产业布局及供应链安全”“双碳时代下的风电技术发展前景”“国际风电市场发展动态及投资机会”“风电机组可靠性论坛”等不同主题的21个分论坛。

10月18日下午,斯凯孚中国应用工程专家张彬在“海外机构专场:实现公平安全的能源转型”上发表了题目为《斯凯孚助力中国风电可持续发展》的主旨发言。

以下为演讲全文:

 大家下午好,今天很荣幸和大家分享一下斯凯孚作为一家企业是如何在绿色低碳大主题下一些具体的案例,希望能够对大家有一些参考或者给大家带来一些思考。

    斯凯孚是一家拥有77个生产基地,42000以上员工的国际化企业,全球每5个流程中就有一个来自斯凯孚。这代表什么呢?这么大的体量,我们对于全球本身碳消耗影响非常大。大家知道在整个全球有接近30%能源来自于或被消纳于摩擦,摩擦直接跟轴承相关,作为斯凯孚这样一家企业,我们其实非常重视自己本身生产制造减排以及本身产品的减排能力。对于我们来说,我们是做轴承的,也希望能够通过对于轴承这个产品以及周边零部件,密封、状态监测以及服务的深刻理解,深刻挖掘给出具体节能减排的方案。

    经过多轮思考,我们给到有5个主要的方向,第一个是基于产品的,减少摩擦高效的产品。第二部分,对于清洁技术的深入合作,希望通过深入的清洁技术去减少碳排放。另外一部分,77个生产基地的工厂希望能够在未来达到碳中和,实现零碳制造。另外一个维度,希望生产出去的产品能够再发挥它的作用,延长使用寿命减少排放。最后一个维度,希望通过智能化和数字化提高具体的效率。

    这里跟大家分享几个具体的例子,首先是节能减排的产品。这个产品开发过程,首先是基于整个行业以及本身摩擦学、流体力学的研究,以及本身整个行业应用实际情况,开发出来了一系列低碳绿色产品。我只举一个例子,用于废水排放的鼓风机为例,使用项目副轴承每年可以节省375吨二氧化碳排放数量,通过一系列的产品,我们希望在整个集团层面上来去实现节能减排,实现零碳大目标。

    另外一个维度,刚才提到工厂零碳制造,大家知道对于生产性企业,本身的碳排放是非常巨大的,斯凯孚在这里边做了两个事情:第一大力使用光伏,这里边有几个数字,截至到去年我们在中国区所有的工厂尽量铺设光伏板,截至到目前相当于13.7兆瓦容量,今年结束能够超过20兆瓦光伏铺设率,相当于每年能够减少12000吨以上的碳排放量。第二希望引入更多的绿色电力,本身有风电企业生产的绿电引用到各个工厂的生产中。目前我们在中国区9家工厂能够实现50%以上的电力来自于绿电,相当于每年再造超过6万平米的森林。我们从整个公司大的层面上跟大家去分享如何去实现绿色低碳。

    我们更聚焦中国区这边具体的一些方案。对于斯凯孚中国区有9家工厂,超过6000名员工,在中国市场相当于对轴承行业有非常多的影响。在这里我们希望在中国能够做到更多的绿色,第一步通过技术带来绿色。大家知道对于传统的外资企业,主要的技术中心以及研发人员都主要在国外,斯凯孚即时做到了本土化。从2010年开始建立了中国技术中心,在以前是欧洲支援中国,现在我们能够做到中国支持中国以及中国支持欧洲。具体可以看到从应用工程、产品设计、实验室、生产制造以及具体的市调分析等等,全部建立了一条产业链,能够通过自己本土的技术推动中国技术层面的发展,然后带来提效,带来绿色。

除了技术以外我们要带动整个产业链发展。我们在中国建立了9个工厂,在9个工厂的带动下,和工厂上下游的产业共同发展,通过本土产业链效率提升来促进中国整个地区行业的效率。

除了中国本身这个区域的贡献以外,我们更多想聚焦到风电。对于风电领域,大家刚才看到50年的历程,这50年风电发展历程上可以看到斯凯孚的产品在25万台以上的机组有应用,可以说每10个机组中应该有9个机组能够找到斯凯孚产品的影子。这得益于本身全产业链的布局,刚才讲到了本土设计、本土的生产制造以及本土的服务运维,通过全产业链条的带动去实现风电行业发展。

    具体到产品,我们是通过3个层级,从本身的技术研究到设计机钻、生产制造以及后续具体智能运维实现端到端服务,为整个风电产业增速提效。讲具体一点,大家知道对于一个产品能不能节能减排,生产制造是一部分,另外非常关键的是后期运行是不是足够高效,是不是足够稳定。在这里我们需要做两件事情,一是保证本身产品的高性能,二是保证本身产品的可靠性。在这个过程中离不开我们本身的测试、分析、验证,之后才会有批量化。

    对于测试我们也投入了非常多的资源,在德国全球测试中心,这个实验台截至到目前是全球最先进的轴承测试塔架,它可以实现16兆瓦级别的风机整功率加载,通过塔架测试去识别出,轴承也好,还是风机的整个传动链设计缺陷或者设计冗余来优化我们本身的产品,给到市场最终可靠高效的产品。经过几年的测试,对于风电整个行业给到非常具体的产品出来,首先可以看到现在整个行业对于主传动链有一个非常主流的技术方案“T2B+T2B”,对于6兆瓦以上的风电机组,可以看到“T2B+T2B”是主流的技术方案,如果走到10兆瓦甚至以上,可以看到目前是90%的机组都会使用到“T2B+T2B”。可想而知,圆锥轴承对于整个风电传动链的重要性。这么重要的产品,首先具有高性能,第二需要有非常好的可靠性。斯凯孚做了非常多的塔架实验,在塔架实验的基础上通过一系列的材料,热处理参数的优化,内部几何结构重构,最终给到市场这款新的圆锥轴承。

    说一下主要特点,产品本身比之前行业里的标准轴承带来15%以上承载力的提升,带来的直接结果两倍以上寿命的提升。换作实际的应用,如果原来你是6兆瓦的机组,不改变本身机组结构链布局的情况下,我可以升级到8兆瓦,这样本身机组的功率密度或者度电成本就能够有一个非常好的改善。从测算来看,如果说在新技术的使用下,我们可以实现整个传动链成本20%降低,整机应该在1%到2%的水平。我们本身仍然使用6兆瓦的传动链,后续没有更多的扩容计划,本身的可靠性行业里90%的水平提高到95%,甚至更高的水平,意味着未来有海上10台的时效,未来的时效会减半甚至更少,对后期运维成本减少非常有贡献,我们希望通过全产业链的角度能够降低整个行业碳排放量的水平。

    刚才讲到了具体产品,另外一点想给大家做一个预告。整个行业不停向前去发展,一款产品不能解决行业所有问题,我们也会在未来6个月左右发布新的产品,希望通过一个产品组,而不是单一的产品能够帮助到整个行业提高机组效率。

除了产品以外,另外谈到一个维度——智能化。对于智能化的特点,斯凯孚有一系列的产品,比如直接相关的智能滚子技术是唯一目前能够监测到轴承内部载荷的产品,振动、油脂监测技术构建起一整套机组可靠性监测链,它的价值在于两方面,首先是本身设计验证。大家知道现在对于机组本身的载荷有非常高的不确定性,本身为了应对这种不确定性,其实我们在整个设计链条上都有相应的安全系数,有相应的安全余量。

在目前这种低成本驱动下,安全余量多少来说是一个非常大的挑战,是不是能从3降到2,从2降到1.5,取决于你对整个传动链有没有更深入的理解,有没有更好的数据,这就需要我们真正能够监测到整个传动链部件的核心。对整个传动链部件核心有深刻理解的基础上,我们能够相应地降低安全系数,但不提高风险,这样才能够让这个行业健康地发展。这是本身我们对于设计角度带来的价值。

    另外一个维度,对于后期运维。我们知道现在全国有超过十几万台的机组在运转,这么多机组,如果我们能够去实现有效地监测、预测,那对于我们后期整个市场来说应该是一个非常大的帮助,能够帮我们有效地去提前预判准备,节约由于未知失效导致的成本上升。

    除了产品智能化,另外一个维度对于清洁技术本身希望有更多的贡献。轴承产品除了本身的摩擦以外,另外一个非常大的消耗就是在油品上。对于油品我们给到了相应具体的解决方案,我们叫做RecondOil,核心就是对于油品的过滤,能够达到油品的回收再利用。以本身主流6兆瓦机组为例,整个尺箱里面有几百升的油,如果每到3年、5年需要换,这几百升的废油对于整个环境的污染非常巨大。我们希望通过这样的技术或者产品,能够让油再生,重新回归到机组的使用中,而不去浪费掉带来环境的污染。希望通过无论是产品、智能化或者清洁技术,能够为整个行业带来更多的绿色。

希望大家能够通过自身的发展为行业节能减排做出贡献,能够给世界更多的绿色。我的演讲就到这里,谢谢大家!

(根据演讲速记整理,未经演讲人审核) 

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