风电轴承国产化浪潮四起

风电轴承被业界认为是国产化难度最大的两个部分之一，另一项为风电控制系统。近年来，我国风电轴承产业逐渐形成了规模化、系列化生产，产业规模不断扩大，关键技术不断突破，完成了一批具有自主知识产权的技术和产品的可靠性试验。
　　高端轴承已成
　　风电设备制造软肋
　　尽管，我国装备制造业快速发展，但为重大装备配套的高端轴承却大部分依赖进口。此外，大型风力发电机轴承、深井钻机转台轴承、海上钻井平台系列轴承等能源装备高端轴承也都是国内企业的软肋。
　　业内专家认为，作为风机的重要配套设备之一，风电轴承的受力和振动情况复杂，必须承受巨大的冲击负荷，并且偏航、变桨轴承安装成本较大，同时还需达到与主机一样至少20年的寿命。由于风电设备的恶劣工况和长寿命高可靠性的使用要求,使得风电轴承具有较高的技术复杂度,是公认的国产化难度最大的两大部分(轴承和控制系统)之一。
　　国内风电轴承在很长的一个阶段里依靠国外进口，价格昂贵，加大了每千瓦风电设备造价，也制约了风电成本的下降。据专家透露，风电轴承中,偏航轴承和变桨轴承的技术门槛相对较低,而主轴轴承和增速器轴承的技术含量较高,发电机轴承基本上为技术成熟的通用产品。目前，国内风电轴承企业的产能主要集中在偏航轴承和变浆轴承上,且以3兆瓦以下风电设备配套轴承为主，对于主轴轴承和增速器轴承,基本依靠进口,只有个别国内企业初步涉足。
　　低速风电领域
　　对风电机组提出新要求
　　风电机组好不好，轴承是核心因素。在传统风电机组中，轴承扮演着“关键先生”的角色。由于风电机组安装于高空，维护成本高，同时所处的工作环境较为恶劣，易受沙尘、水雾、冰冻等污染侵害，这就要求其中的配套轴承需要具备高刚性和高可靠性，以满足其20年使用寿命要求。
　　低速风电领域对轴承的考验更为严苛。近年来，我国大力发展清洁陆上风电产业，并向中东南部等用电负荷中心转移，而由于当地平均风速低、风速风向变化快等特点，对风电机组提出了新的要求。
　　我国中南部地区属典型低风速地区，位于电力负荷中心，电网接入条件好，但平均风速低，风速风向变化快，具有能量密度低、湍流强度高的特征，这就要求风电机组能量捕获能力，特别是要能承受随机性的交变气动冲击，需要针对性地研发低速风电机组及其配套轴承，而国际上并无先例，自主创新难度极大。
　　自主创新助力
　　国家绿色低碳发展
　　困难重重，但并未阻挡国内轴承企业在探索中前行。作为国内首家开展风电配套轴承研发的企业，洛阳LYC轴承有限公司（以下简称“洛轴”）历经60余年的建设与发展，已成为中国轴承行业生产规模最大、配套服务能力最强的综合性轴承制造企业之一，至今仍保持着轴承生产精度等级最高、结构最复杂、外形尺寸最大等多项中国轴承行业纪录。
　　据洛轴公司市场部负责人张文斌介绍，洛轴于1997年元月成功研制了国内首套国产化风机偏航轴承，目前在风场已无忧运转达20多年以上，成为中国轴承行业在该领域最早具备配套资格的企业。2007年，洛轴主持起草了国家机械行业标准——JB/T10705-2007《滚动轴承风力发电机轴承》，2012年又主持编写了风机轴承国家标准——GB/T29717-2013《滚动轴承风力发电机偏航、变桨轴承》、GB/T29718-2013《滚动轴承风力发电机主轴轴承》。
　　此外，洛阳LYC轴承有限公司作为主要参与单位之一的《高效低风速风电机组关键技术研发和大规模工程应用》项目荣获“2018年度国家科学技术进步二等奖”，为国内轴承行业唯一获得此次国家奖励的项目。
　　中国工程院院士卢秉恒认为，高端轴承研发涉及材料、油脂及润滑、制造、设计、轴承制造装备、检测与试验等一系列技术难题，还涉及接触力学、润滑理论、摩擦学、疲劳与破坏、热处理与材料组织等基础研究和交叉学科。必须在产业发展政策、技术发展规划等方面作出重点布局，解决装备制造业中高端轴承发展滞后的问题。