本刊 | 夏云峰
中復連眾:對海上風電葉片的十年執(zhí)著
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十年光陰,說長不長,說短不短。對企業(yè)而言,十年的大浪淘沙,足以將很多參與者淹沒在歷史的滾滾洪流中,但它也能讓那些富有創(chuàng)新和執(zhí)著精神的參與者成長為行業(yè)翹楚。連云港中復連眾復合材料集團有限公司(簡稱“中復連眾”)無疑屬于后者。十年來,這家企業(yè)從零起步,在兆瓦級風電葉片市場中不斷開疆辟土,具備年產(chǎn)萬支葉片的產(chǎn)能,產(chǎn)品出口至德國、日本、巴西等20多個國家。
其中,對海上風電葉片市場的開拓成了上述歷程的縮影。數(shù)據(jù)顯示,自2008年試制第一款產(chǎn)品以來,這家公司已經(jīng)累計向客戶交付近150套海上風電葉片,裝機容量超過50萬千瓦,涵蓋5個系列、9種型號,市場占有率達到30.5%,是名副其實的行業(yè)“老大”。
規(guī)??此撇淮?,但中復連眾管理層更看重的,則是隱藏在數(shù)字背后的意義?!巴ㄟ^十年的摸索,一方面,使我們對鹽霧腐蝕等海上葉片所需要解決的問題有了深入認識,在設(shè)計端為未來的開發(fā)提前做了準備;另一方面,讓我們在海上葉片的售后服務上積累了更多經(jīng)驗?!敝袕瓦B眾副總經(jīng)理梁穎表示。
回頭來看,一步步走來其實十分不易。
一切得從2008年說起。彼時,為了配合2010年的上海世博會,上海東海大橋海上風電項目的建設(shè)被提上日程。后來廣為流傳的橋段是,業(yè)主最初計劃采用國外機型,但由于價格和交貨時間的原因,華銳風電最終成為供應方。
此時,國內(nèi)海上風電葉片研發(fā)尚處于探索階段。而東海大橋項目采用的是單機容量3.0MW的機組,葉片長度創(chuàng)造國內(nèi)之最——44米,設(shè)計、制造的難度可想而知。經(jīng)過慎重考慮,華銳風電選擇由中復連眾承接生產(chǎn)任務。
“接到任務時,可謂是喜憂參半。喜的是華銳風電將這一具有劃時代意義的工作交給我們,也是基于信任和對實力的認可。”中復連眾副總工程師、葉片研發(fā)部經(jīng)理黃輝秀回憶道,“憂的是,時間緊迫,更主要的是缺乏經(jīng)驗。”
在這種情況下,考慮到氣動結(jié)構(gòu)是影響葉片性能的關(guān)鍵因素,這項設(shè)計能力又無法短期內(nèi)掌握,中復連眾決定從德國專業(yè)葉片設(shè)計公司引入相關(guān)設(shè)計。但在生產(chǎn)工藝和模具上則堅持自主設(shè)計,并組織技術(shù)骨干進行技術(shù)攻關(guān)。
黃輝秀解釋,“之所以如此選擇,主要是因為通過生產(chǎn)其他葉片,我們在這方面已經(jīng)具備了一定實力。當然,其中也有為后期實現(xiàn)完全自主設(shè)計、制造做鋪墊的考慮?!?/p>
2010年2月27日,東海大橋風電場的所有機組吊裝工作全部完成。中復連眾提供的26套葉片順利投運,占全場的近八成份額。
黃輝秀表示,從后來的反饋來看,這批產(chǎn)品的整體性能達到了設(shè)計要求。
但他也坦言,“諸多不足被暴露出來,比如欠缺結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。同時,我們在海上特殊環(huán)境對葉片影響的理解上也不夠全面,設(shè)計防腐時,僅在葉片前緣上增加了特殊防護涂層,導致部分葉尖前緣后來出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象?!?/p>
這也讓中復連眾找準了下一步的發(fā)力點。
東海大橋項目結(jié)束后,一個以這批技術(shù)人員為班底的研發(fā)團隊正式組建,對海上風電葉片展開大量深入研究。
黃輝秀認為,這一步給中復連眾帶來了兩大轉(zhuǎn)變。一是在對海上風電葉片的認識上,由最初認為只需要前緣防護到后來對防雷、疲勞測試、防腐等方面有了全面理解。二是在新產(chǎn)品研發(fā)上,由最初完全靠國外設(shè)計公司,到后來能夠聯(lián)合國內(nèi)外專業(yè)設(shè)計公司、高校、客戶共同研發(fā)。
依托這些研究成果,2011年,該公司自主研發(fā)實踐取得階段性成果——LZ62-5.0型葉片在連云港工廠下線,并成功應用于當時國內(nèi)單機容量最大的5MW機組中。
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隨著業(yè)務開展的深入,中復連眾十分注重創(chuàng)新生產(chǎn)工藝,在碳纖維應用、全尺寸測試技術(shù)等方面取得多項專利。
眾所周知,材料是影響葉片性能的關(guān)鍵因素之一。在應用傳統(tǒng)材料的同時,研發(fā)團隊還引入了新型材料碳纖維。
黃輝秀向記者解釋,這主要是基于它所具有的優(yōu)勢:與玻璃纖維相比,碳纖維可以提供更高的強度和模量;在相同風能資源輸入的條件下,碳纖維葉片比玻璃纖維產(chǎn)品輕20%左右,其他部件的疲勞載荷也隨之降低;應用碳纖維還能夠減少葉片的預彎,從而降低生產(chǎn)難度。
“目前,碳纖維廣泛應用于葉片的主要障礙還是價格偏高,整機廠不會主動消化這部分成本,所以我們還要在降本上想辦法。”他補充道。
為了配合碳纖維的應用,研發(fā)團隊運用真空灌注工藝成型技術(shù),解決了因碳纖維材料灌注性能較差,易出現(xiàn)大梁的干斑、包死,以及碳纖維大厚度制品灌注表面出現(xiàn)的凹凸不平問題,確保了工藝的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的質(zhì)量。
2014年3月,中復連眾開發(fā)了當時我國最長的6MW碳纖維葉片——LZ75-6.0,長度達到75米。次年,應用于6MW機組的68米碳纖維葉片也在連云港工廠下線,創(chuàng)造了葉片根部直徑之最。
“我們還設(shè)計出大型葉片腹板整體安裝工裝,提升了安裝精度和效率;技術(shù)人員則根據(jù)工藝要求,開發(fā)了模具分段、分區(qū)域溫度控制系統(tǒng),并完成可移動在線配膠、涂膠設(shè)備開發(fā),提高了設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率?!秉S輝秀進一步介紹道。
此外,中復連眾在提升葉片測試能力上也下了很大功夫。研發(fā)團隊在2015年設(shè)計開發(fā)了12MW級超大型葉片全尺寸結(jié)構(gòu)試驗平臺,并針對大型葉片疲勞加載存在的載荷小、精度低問題,研發(fā)出新型的加載設(shè)備和技術(shù)。
在梁穎看來,這些都表明,中復連眾已經(jīng)具備海上風電葉片設(shè)計、制造、測試和服務能力,但這方面的價值此前一直未能很好地體現(xiàn)出來。
他說,“十二五”期間雖然組織過幾輪海上風電特許權(quán)招標,但多數(shù)項目都因為種種原因延遲執(zhí)行,導致工廠的模具處于半閑置狀態(tài)?!拔覀冎荒懿扇 躁懮蠟橹?、海上為輔’的經(jīng)營策略?!?/p>
好在這種狀況有望很快得以扭轉(zhuǎn)。目前,業(yè)內(nèi)普遍預期,海上風電將會成為我國風電開發(fā)的下一個重點方向之一,項目開發(fā)的速度明顯加快。
這讓中復連眾看到了曙光,并迅速做出戰(zhàn)略部署:一方面,將開發(fā)更長的葉片;另一方面,與整機企業(yè)合作開發(fā)質(zhì)量更可靠、成本更優(yōu)的新工藝。此外,還將加大對連云港工廠的生產(chǎn)布局,建設(shè)一個現(xiàn)代化海上葉片生產(chǎn)工廠。
記者了解到,目前這些戰(zhàn)略正在逐步實施中。
2016年,中復連眾成功申報江蘇省海上風電葉片設(shè)計與制造技術(shù)重點實驗室項目,計劃在更高水平上組織國內(nèi)外資源對海上風電葉片進行前沿研究。
一批最新的產(chǎn)品也相繼下線。比如于今年推出的LZ68-4.0葉片,其獨特之處在于,它是該公司第一批采用后緣預制方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
梁穎認為,憑借這種領(lǐng)先一步的競爭優(yōu)勢,中復連眾的葉片在國內(nèi)最新開發(fā)的一批重點項目中得以廣泛應用。“比如在福建福清興化灣海上風電試驗風電場中,我們就為中國海裝、太原重工等企業(yè)的機組提供了葉片配套?!?/p>
“我們的目標很明確,就是要充分釋放前期技術(shù)積累的價值,不斷加大技術(shù)創(chuàng)新的投入,并憑借葉片型號全、生產(chǎn)靈活等優(yōu)勢,繼續(xù)做行業(yè)的‘領(lǐng)頭羊’和技術(shù)的引領(lǐng)者?!彼硎?。