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加速跑!風電新賽道開啟
作者:穆野 瀏覽量:480

北極星風力發電網訊:平價以來,風電發展幾乎每年都會呈現一個新的主題,推動產業向高質量路徑發展。如果說2020年是平價前夕的保交付之年,那么2021年的重要主題則是穩電價;隨后在技術創新以及產業鏈厚積薄發之下,2022年全行業進入了躊躇滿志的協同降本階段。

如今,第四次工業革命和第三次能源革命方興未艾。在全球能源轉型和我國雙碳目標大背景下,兩大革命愈加緊密的交叉融合催生出重要的技術創新窗口期??梢哉f,2023年及之后,數字化、智能化將成為以風電為代表的可再生能源發展的大主題之一,“智能制造”也將成為縮小我國風電產業與國際先進制造的差距,促進產業提質增效的關鍵一步。

風電與“智”造

當前,我國制造業已全面從規?;鲩L轉向質量提升時期,能源產業也從粗放發展轉而向綠色高效轉型。

從根本上講,能源裝備的應用水平直接受制于工業制造業的先進水平。在“大容量、輕量化、高可靠”的風電機組成為降本增效主要手段的業內共識下,剛剛過去的2022年成為中國風電技術突破密集的一年。這一年中,國內風電整機企業相繼推出7-11MW陸上風電機組,以及16MW-18MW超大海上風電機組;葉片也一再突破原有記錄——99米至百米級陸上風電葉片、海上123米葉片相繼下線。

更大機組、更長葉片對整機安全穩定運行水平提出了更高的要求,但很顯然的是,傳統勞動密集型制造模式在質量效率、標準不可控等方面的種種弊端,已不再適應當下行業對高端風電裝備可靠性的極致需求。尤其是平價后的薄利時代,風電度電成本的降低極度依賴于技術創新和運維成本的降低,此時,從制造源頭上提升風電設備的質量安全和生產效益成為行業高質量發展的必然。

而且,國家也在政策層面敦促能源裝備制造業的轉型升級?!?/font>“十四五”現代能源體系規劃》提出了對“能源產業鏈現代化水平提升”的明確要求:“加快信息技術和能源產業融合發展,推動能源產業數字化升級”、“開展電廠、電網等領域設備設施、工藝流程的智能化升級,提高能源系統靈活感知和高效生產運行能力”;

再結合《“十四五”智能制造發展規劃》提出的智能制造向行業內部縱深拓展的要求,我國風電制造依托數字化、智能化實現產業升級的路徑已非常明晰。

數字工廠落地

3月22日,當時全球最長的104米陸上風電葉片下線,承載這支破紀錄的葉片制造的是以“超級工廠”著稱的三一韶山葉片工廠。

之所以稱為“超級工廠”,三一重能副總經理、首席數字官彭旭指出,這是因為三一重能在該工廠大量采用數字化、智能化、自動化設備與技術,并在此基礎上自主研發了工廠智能制造體系“數字元平臺”,通過數字孿生技術實現虛擬工廠與現實工廠的數智物聯,和對“人-機-料-法-環-質”全生產要素的智能監管,對影響產品質量的所有工藝環節實行全流程管控,大大提升風電葉片產品質量和生產效率。

比如,在葉片制造的“成型”階段,傳統工廠尚采用大量人工進行玻纖布的鋪設,效率低且勞動強度大,作業標準、產品質量也難得到全方面保障。針對上述不足,三一在鋪層、合模、灌膠、部件預制等關鍵作業場景中利用數字化技術做出諸多突破性的改變:

采用“后緣UD預制”工藝,不僅大大提升了UD制作效率,縮短了工期,而且能將模具內UD鋪陳故障率降低到接近0%。

業內首創“樹脂集中灌注系統”,實現樹脂材料進、存、用全流程高度自動化,灌注效率同步提升25%。

“后處理工藝”階段,三一同樣針對葉片打磨、噴漆、葉根螺柱安裝、成品轉運等關鍵環節研發了一系列自動化作業系統:

采用“打磨機器人”提升大面打磨的效率,針對葉根部分的打磨,研發數控端面銑,保證打磨工藝一致性,提升了打磨效率;

“合??p打磨”這種細節上三一也及其重視,自主研發“飛邊切割系統”,改變人工打磨的操作模式;研發“雙頭螺栓自動裝備機器人”,以此保障葉片與輪轂安裝螺栓力矩的標準一致。

這些應用于葉片制造關鍵環節上的自動化設施替代了人工操作的不確定性,極大提高了三一葉片質量的穩定性,以及韶山葉片工廠的制造效率。

“在韶山工廠,三一所有數字化技術的探索應用均圍繞5個作業指標‘質量、成本、效率、安全、員工士氣(QCDSM)’推進,”三一重能副總經理、葉片公司總經理廖旭東提到,“通過數智化升級,當前工廠效率較傳統工廠提升了20%,高效的成產工藝將單支百米以上級葉片平均工期從40多個小時縮短至30小時左右。”

不僅是效率的提升,彭旭指出,三一通過大量的實踐發現,基于智能制造對產品生產、質量、經營指標的把控,對提高風電高可靠性,乃至后運維都帶來巨大的改善和優化,這也是促使三一不遺余力地投入智能制造的原因所在。

走進三一韶山數字化葉片工廠,廠房明亮,環境友好,由于大量的自動化設備投運,員工也實現了由傳統操作工向技術工人的身份轉變,一改人們對葉片行業“生產條件艱苦、作業環境差、質量波動大、自動化程度低、是勞動密集型產業”的刻板印象。

當前,三一重能韶山葉片工廠擁有模具11套,規劃年產風電葉片3000支,葉片長度覆蓋84-112米,產品交付可覆蓋湖南、湖北、云南、貴州、廣西、甘肅等省份區域,對三一輻射華中、華南市場提供了地域、技術和產能上的支持。

新賽道加速

近兩年來,風電行業的過度內卷,尤其是在整機價格上的激烈競爭挑戰著每一從業者的心理底線,關鍵這個底線還一再被打破,甚至到了不得不倡導全行業“良性呼吁”的程度。

事實上,價格博弈帶來的短期上升最終只能是長遠發展的一劑苦藥,風電需要找到新的增長極,以支撐產業向著更高層次方向發展。而作為高端制造業的一員,依托數字化、智能化進行全生命環節的數字化升級,以技術創新驅動成本下降,將是風電接下來的突破方向。

彭旭表示,在數智化引領下,三一未來的目標是希望通過6-8年的時間,將現階段三北地區的度電成本由0.1元/kWh降低至0.08元/kWh。來自于有著強大智造基因的三一集團的底蘊,以及三一重能強大的產品研發實力、自身所打造的“智能制造”、“ 智能供應鏈”、“智慧風場”等智慧風電體系,是支撐其兌現上述目標的可靠保障。

三一重能是中國風電行業首個獲得“智能制造標桿企業”殊榮的整機制造商。其實國內風電整機龍頭大多已經意識到、并愿意對提升風機可靠性進行數字化投入,只是相較于投入產出比明顯的項目,數字化需要長期較高的投入卻又無法實現短期內的經濟價值,非常需要領導層的高瞻遠矚和“一擲千金”的魄力。

相信在能源產業數字化發展下,風電能調整內卷現狀,以高端制造推動產業升級為契機,以數字化為突破口迎來一個“狂飆”的新賽道。

 

 

供稿人:穆野

2023年4月20日

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