業(yè)內(nèi)人士告訴記者，近幾年，我國近海風(fēng)電資源開發(fā)利用已趨近飽和，而目前全球70%的潛在海風(fēng)資源位于水深大于60米的深水海域，由淺海邁向深遠(yuǎn)海，正在成為全球海上風(fēng)電布局的方向。
某智慧能源集團(tuán)股份公司漂浮式產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺總工程師 王超：因?yàn)榕_風(fēng)是從海上來，如果要走向深遠(yuǎn)海，面臨的最大挑戰(zhàn)就是臺風(fēng)的風(fēng)速更大，遇到了極端海況的浪高更惡劣，這都是我們要在做深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)機(jī)中必須解決的技術(shù)難點(diǎn)。
由于浮式風(fēng)電平臺可以通過在浮體內(nèi)部注水壓載，實(shí)現(xiàn)在水中漂浮并保持平衡狀態(tài)，從而克服海水對風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的晃動，因此，漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)也被業(yè)內(nèi)視為未來深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電開發(fā)的主要技術(shù)。近日，我國第一座水深超百米、離岸距離超百公里的深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電平臺——“海油觀瀾號”從珠海出發(fā)，經(jīng)過180海里的行程，于4月3日抵達(dá)文昌海域油氣群的作業(yè)區(qū)。目前正在進(jìn)行安裝和調(diào)試，標(biāo)志著我國深遠(yuǎn)海風(fēng)電邁出關(guān)鍵一步。
除了探索更深更遠(yuǎn)的海域，我國的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)也在向更加廣闊的海外市場邁進(jìn)。截至2022年年底，我國風(fēng)電累計(jì)出口容量1193萬千瓦，覆蓋49個(gè)國家和地區(qū)。強(qiáng)勁的出口勢頭，也讓國內(nèi)的風(fēng)電開發(fā)企業(yè)加快布局海外市場。
某重工股份有限公司海外事業(yè)部銷售總監(jiān) 蘇振華：目前，我們公司的產(chǎn)品已出口至30多個(gè)國家和地區(qū)。今年出口訂單明顯增多，目前2024年訂單已滿，并且全部都是海外訂單。
近年來，我國風(fēng)電設(shè)備出口快速增長，目前全球市場上，約六成風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)自中國。業(yè)內(nèi)人士表示，與家電等產(chǎn)品的出口不同，風(fēng)電整機(jī)商“出?！辈⒎侵褂凇百u風(fēng)機(jī)”，更關(guān)鍵的是完成風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)，需要政策、融資、運(yùn)輸、安裝等一系列完善的配套體系作為支撐。隨著全球能源轉(zhuǎn)型的步伐不斷加速，我國風(fēng)電出口也將迎來更大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
對于緊固件行業(yè)來說，風(fēng)電用緊固件無疑仍將是一個(gè)巨大的市場和挑戰(zhàn)。
風(fēng)電緊固件特點(diǎn)
一套風(fēng)電設(shè)備需要相關(guān)緊固件幾千個(gè)。風(fēng)電機(jī)組屬于大型裝備，高強(qiáng)度螺栓是其重要的連接件，會直接影響風(fēng)電機(jī)組的承載能力、使用壽命及安全、性能。
風(fēng)電緊固件在技術(shù)上具有高強(qiáng)度、高精度等級等特點(diǎn)。
風(fēng)電緊固件所處的服役條件嚴(yán)酷，因?yàn)樗鼘㈦S主機(jī)一起常年經(jīng)受酷暑嚴(yán)寒和極端溫差的影響，承受高溫、低溫的侵蝕；功率高，最高達(dá)到15兆瓦級。
速差大、震動、腐蝕、重載等；除受到軸向預(yù)緊拉伸載荷的作用外，還會在工作中受到附加的拉伸交變載荷、橫向剪切交變載荷或由此復(fù)合而成的彎曲載荷的作用，有時(shí)還受到?jīng)_擊載荷。
附加的橫向交變載荷會引起螺栓的松動，軸向交變載荷會引起螺栓的疲勞斷裂。而在環(huán)境介質(zhì)的作用下，軸向拉伸載荷會引起螺栓的延遲斷裂，以及高溫條件下引起螺栓的蠕變等。
通過對風(fēng)電機(jī)組各關(guān)鍵部件高強(qiáng)度螺栓的受力分析，可以發(fā)現(xiàn)：
1) 塔筒地腳螺栓主要承受由風(fēng)荷載變化帶來的交變拉應(yīng)力；
2) 塔筒法蘭螺栓的受力情況和地腳螺栓相似，主要承受交變拉應(yīng)力；
3) 偏航系統(tǒng)用螺栓主要承受由扭轉(zhuǎn)動作帶來的切應(yīng)力；
4) 主軸螺栓主要承受風(fēng)輪轉(zhuǎn)動所帶來的扭矩，表現(xiàn)為剪切應(yīng)力，由于風(fēng)力變化會導(dǎo)致葉輪轉(zhuǎn)速提高或降低，因此，剪切應(yīng)力也會隨著風(fēng)荷載的變化而變化；
5) 葉片螺栓，主要承受風(fēng)力引起的交變拉應(yīng)力與切應(yīng)力。
中國風(fēng)電緊固件行業(yè)狀況
1. 風(fēng)電緊固件行業(yè)制造水平有待提高
通過國家多年的持續(xù)支持，風(fēng)電技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，基本形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，為風(fēng)電市場提供了大部分的裝備。但我們風(fēng)電技術(shù)和國際先進(jìn)水平相比在某些方面還存在著差距。近幾年投入運(yùn)行的一些國產(chǎn)風(fēng)電葉片和風(fēng)電整機(jī)出現(xiàn)了少量質(zhì)量問題和技術(shù)故障，如輪轂裂紋、主軸問題、軸承問題、齒輪箱故障、電機(jī)故障等等。中國風(fēng)電葉片、風(fēng)電整機(jī)及風(fēng)電緊固件制造質(zhì)量仍有待提高。
2. 資金缺乏
風(fēng)電行業(yè)除技術(shù)要求較高外，也是投資較大的資金密集型行業(yè)，因此需要強(qiáng)有力的資本支持。雖然近幾年風(fēng)電行業(yè)的高速發(fā)展帶動了一批風(fēng)電葉片和風(fēng)電整機(jī)及風(fēng)電緊固件制造企業(yè)的快速成長，但總體而言，國內(nèi)風(fēng)電緊固件制造企業(yè)的資產(chǎn)規(guī)模還普遍較小，獲得貸款融資的難度相對較大，制約了企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。風(fēng)電緊固件制造企業(yè)普遍存在資金實(shí)力不足、融資渠道匱乏的現(xiàn)狀，給行業(yè)未來的健康發(fā)展形成了一定的不利影響。
3. 市場和人才競爭加劇
國內(nèi)風(fēng)電市場近幾年的高速擴(kuò)張，吸引了國外知名風(fēng)電葉片和風(fēng)電整機(jī)制造商紛紛進(jìn)入中國市場，國內(nèi)企業(yè)面臨規(guī)?；⒁?guī)范化、國際化大型企業(yè)的市場競爭加劇的同時(shí)，人才爭奪也越趨激烈。此外，風(fēng)電緊固件行業(yè)要求企業(yè)擁有多樣化的管理手段和雄厚的專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，因此高水平研發(fā)人才、專業(yè)技術(shù)和營銷人才的短缺已成為制約國內(nèi)風(fēng)電緊固件制造商進(jìn)一步發(fā)展的因素之一。
要實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，還得落點(diǎn)高端緊固件
機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，風(fēng)電企業(yè)正摩拳擦掌準(zhǔn)備與國外供應(yīng)商競爭對手一爭高下?！笆晃迤陂g”，我們解決了從無到有的問題；現(xiàn)在到了“十四五期間”，我們要實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，解決從有到好的問題。
受益海上風(fēng)電“搶裝潮”以及碳中和目標(biāo)疊加持續(xù)降本，風(fēng)電緊固件還有很大的空間。
部分高強(qiáng)度緊固件生產(chǎn)企業(yè)近年來通過吸收引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)、對生產(chǎn)線持續(xù)進(jìn)行智能化改造、加強(qiáng)研發(fā)合作和自身技術(shù)積累，在高端緊固件生產(chǎn)工藝、技術(shù)水平難點(diǎn)上取得了長足進(jìn)步，逐步開始實(shí)現(xiàn)部分高端產(chǎn)品的國產(chǎn)化替代。
過去十年中，中國少數(shù)優(yōu)秀的緊固件制造企業(yè)針對風(fēng)電設(shè)備嚴(yán)酷的應(yīng)用環(huán)境，在產(chǎn)品強(qiáng)度、螺紋加工精度、表面超強(qiáng)防腐、防松動等方面不斷克難攻堅(jiān)，取得技術(shù)突破，在有效控制成本的同時(shí)嚴(yán)格保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，大大增強(qiáng)中國風(fēng)電設(shè)備高強(qiáng)度緊固件的國際競爭力。國際風(fēng)電巨頭美國通用集團(tuán)（GE）、維斯塔斯（Vestas）、西門子歌美颯（Siemens Gemesa）等開始選擇中國優(yōu)秀企業(yè)作為供應(yīng)商。
風(fēng)電在全世界范圍內(nèi)還是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。隨著“十四五”風(fēng)電全面進(jìn)入平價(jià)時(shí)代，風(fēng)電緊固件面臨很大的發(fā)展機(jī)遇，但諸多問題亟待盡快解決，以促進(jìn)其健康持續(xù)發(fā)展。
