“隱形冠軍”系列報(bào)道。現(xiàn)在我們在野外的空曠地帶經(jīng)??梢钥吹礁叽蟮娘L(fēng)力發(fā)電機(jī),三個長長的葉片在風(fēng)中緩緩轉(zhuǎn)動。風(fēng)電是清潔、可再生能源,近年來,全球都在大力發(fā)展風(fēng)電。作為全球最大風(fēng)電市場,我國有大約6000多個風(fēng)電場,超過17萬臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)在日夜不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。截至2021年底,我國風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量突破3億千瓦,連續(xù)12年穩(wěn)居全球第一。雖然風(fēng)力發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去外觀很簡潔,但其實(shí)它包含了多個高技術(shù)含量的部件,其中有些部件就是“隱形冠軍”企業(yè)生產(chǎn)的。
中國東部福建沿海,這是中國開發(fā)的大型海上風(fēng)電場之一。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長90米,風(fēng)機(jī)葉片占整個風(fēng)機(jī)投資成本的20%,是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的重要部件之一。理論上風(fēng)機(jī)葉片越長,面積越大,捕獲風(fēng)能的能力就越強(qiáng),發(fā)電的能力也就越強(qiáng)。這樣的龐然大物遍布世界各地,而全球許多頂級風(fēng)場的葉片都出自于一家中國的企業(yè)——中材葉片。
中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司在江蘇阜寧的工廠,是亞洲最大的風(fēng)電葉片供應(yīng)基地。車間里,工人們在進(jìn)行葉片的蒙皮鋪設(shè),他們生產(chǎn)的是93.2米長的葉片,而在另一個車間里,全球最長的海上葉片已初具雛形。中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司研發(fā)總監(jiān)李成良說:“現(xiàn)在正在生產(chǎn)的是122米,全球最長的海上葉片,這個葉片采用了最先進(jìn)的高性能翼型和碳纖維拉擠技術(shù)研發(fā)而成。”中材科技股份有限公司黨委書記、董事長薛忠民說:“這個產(chǎn)品的成功推出,表明我們的設(shè)計(jì)能力和產(chǎn)品開發(fā)水平處于行業(yè)領(lǐng)先地位,中材葉片這十幾年的成長發(fā)展歷程,也是中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展成長的一個縮影。”上世紀(jì)80年代,我國首次引進(jìn)了三臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,開始嘗試風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的開發(fā)。從1996年開始,“乘風(fēng)工程”、科技支撐計(jì)劃等一系列項(xiàng)目的實(shí)施,推動了風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展。
薛忠民說:“當(dāng)時國內(nèi)在風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)化,特別是兆瓦級葉片產(chǎn)業(yè)方面還很不成熟,甚至一些原型機(jī)還沒有開發(fā)成功。”也正是在那個時候,北京玻璃鋼研究設(shè)計(jì)院開始改制成企業(yè)。因?yàn)樵趶?fù)合材料技術(shù)方面有著多年的技術(shù)積淀,他們決定進(jìn)軍風(fēng)電葉片領(lǐng)域。薛忠民說:“真正用到風(fēng)電葉片,我們還缺氣動設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以及完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì),咱們要數(shù)據(jù)庫沒數(shù)據(jù)庫,要經(jīng)驗(yàn)沒經(jīng)驗(yàn),在前幾年,主要精力還是在技術(shù)上要補(bǔ)短板,要跟跑。”
中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司技術(shù)總監(jiān)魯曉鋒說:“葉片看起來簡單,但實(shí)際上工藝很復(fù)雜,設(shè)計(jì)和制作都很難。從結(jié)構(gòu)上,葉片實(shí)際上是個懸臂梁,一端固定、一端自由,看著是剛性的,實(shí)際上風(fēng)來了以后,它得往一邊繞一下,整個是比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),葉片越大越容易彎曲,所以要抗彎,在大的同時,又要重量輕。”
除此之外,葉片要適應(yīng)不同風(fēng)場的條件,抵抗惡劣的環(huán)境,海上風(fēng)電葉片要考慮防雷暴、防鹽霧、防腐蝕,沙漠地區(qū)要防風(fēng)沙,高寒地區(qū)要考慮除冰等需求。這都對葉片的材料、加工工藝等提出了更高的要求。
2005年,北玻院成立了風(fēng)電葉片研發(fā)項(xiàng)目組,他們與哈爾濱絕緣材料廠合作,共同開發(fā)27米長、1.2兆瓦的風(fēng)電葉片。
薛忠民說:“第一批派出了5人的研發(fā)小組,當(dāng)時的氣勢,我自己都挺感動,直接從中關(guān)村扛了5臺電腦,5個人,5臺電腦,5個月,在哈爾濱租住的房子,非常艱苦。”從模具開發(fā)到產(chǎn)品研發(fā),他們聯(lián)合開發(fā)完成了國內(nèi)第一套1.2兆瓦的葉片。2006年1月1日,《可再生能源法》實(shí)施。在一系列國家政策支持下,中國風(fēng)電市場規(guī)模迅速擴(kuò)大,裝機(jī)容量快速增長,同時也帶動了中國風(fēng)電葉片行業(yè)的迅速發(fā)展。正是在這個時期,中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司在北玻院的基礎(chǔ)上組建成立。風(fēng)電葉片,從研發(fā)成果,到批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,這是一個艱難的過程。
薛忠民說:“有那么一兩個月陷入了停頓狀態(tài),出一支葉片的主梁,有皺褶,出一支報(bào)廢一支。主梁發(fā)揮主承力作用,所以它有點(diǎn)皺褶,將來有可能就是破壞點(diǎn)。當(dāng)時真的陷入了迷茫之中,因?yàn)榕R近春節(jié),大家本來按計(jì)劃也要完成試制,熱鬧過年。一個梁出去就一二十萬,說又報(bào)廢一輛小轎車,心疼。當(dāng)時急到什么程度?我們團(tuán)隊(duì)成員之間恨不得見了面就要打架,因?yàn)橛袪幷摗⒂蟹制纭?rdquo;
不斷失敗,反復(fù)重來,經(jīng)過近半年的痛苦磨煉,第一支可批量生產(chǎn)的40.25米葉片終于試制成功,這是當(dāng)年我國自主研發(fā)和制造的國內(nèi)最長的風(fēng)電葉片。在跨過了這個關(guān)鍵門檻之后,企業(yè)開始走上了發(fā)展的道路。如何把產(chǎn)品做到世界一流?僅靠鍥而不舍的闖拼已經(jīng)不夠,唯有創(chuàng)新才是發(fā)展的方向。
他們創(chuàng)新性地把液體成型技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電葉片的生產(chǎn)制造,徹底改變了葉片行業(yè)原來傳統(tǒng)的手糊制作方式。中材葉片打造了材料研發(fā)中心和技術(shù)創(chuàng)新體系,在生產(chǎn)中研發(fā)了多項(xiàng)專利應(yīng)用技術(shù),填補(bǔ)了國內(nèi)葉片行業(yè)空白,成為引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力。生產(chǎn)出來的葉片能否在長年累月的風(fēng)吹雨打中穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),還必須經(jīng)歷最為嚴(yán)苛的檢驗(yàn)。中材葉片采用了國際上最先進(jìn)的葉片檢測系統(tǒng)。
近年來,中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在技術(shù)方面領(lǐng)跑全球,不僅具備大兆瓦級風(fēng)電整機(jī)自主研發(fā)能力,而且已形成完整風(fēng)電裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈,制造企業(yè)整體實(shí)力與競爭力大幅提升。除了中國制造的風(fēng)電葉片遍布全球,全世界半數(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組部件也都是由中國生產(chǎn),十大制造商中有6家來自中國,全球最大的兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸生產(chǎn)企業(yè)——珠海港集團(tuán)控股的通裕重工就是其中一家。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主軸是連接風(fēng)電葉片和發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件。通裕重工的風(fēng)電主軸產(chǎn)品連續(xù)多年在國內(nèi)和全球市場占有率均排名第一。
2005年,當(dāng)時的通裕重工還是一家從事鍛造加工的民營企業(yè),在我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)開始步入快速發(fā)展的階段,企業(yè)踏著時代的步伐,進(jìn)入了風(fēng)電主軸的研發(fā)制造領(lǐng)域。通裕重工總經(jīng)理司勇說:“風(fēng)電主軸呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,但是當(dāng)時國內(nèi)的風(fēng)電主軸主要依靠進(jìn)口。”通裕重工副總工程師曹智勇說:“當(dāng)時國內(nèi)剛剛接觸風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備,風(fēng)力發(fā)電機(jī)相關(guān)的制造標(biāo)準(zhǔn)全是國外制定的。原材料,我們只知道是合金鋼,但具體里面的成分、含量要達(dá)到多少才能達(dá)到要求,我們不清楚。”
因?yàn)殄懺旌蜔掍摷夹g(shù)在業(yè)內(nèi)有著良好的聲譽(yù),2006年,通裕重工承擔(dān)了國家“兆瓦級風(fēng)電主軸產(chǎn)業(yè)化”攻關(guān)項(xiàng)目,組建了技術(shù)團(tuán)隊(duì),開始進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。
司勇說:“當(dāng)時我們處于一個成長期的民營企業(yè),無論是在資金、技術(shù)、研發(fā)以及設(shè)備能力等方面都極為有限,困難重重。”曹智勇說:“沒有可借鑒的地方,書本上沒有,都得靠自己,根據(jù)傳統(tǒng)的工藝自己摸索,自己一步一步來。”面對困境,從一開始,通裕重工就定下了“堅(jiān)持自主研發(fā)和創(chuàng)新”的發(fā)展方向。當(dāng)時,風(fēng)電主軸的生產(chǎn)是用傳統(tǒng)的自由鍛工藝生產(chǎn),主軸法蘭與軸身段采用切肩拔長的鍛造工藝。曹智勇說:“通過切肩的方式,一段一段把主軸拔長,這樣的話就會把整個鋼錠的纖維切斷。”
傳統(tǒng)的工藝破壞了主軸纖維的連續(xù)性,嚴(yán)重影響了法蘭與軸身連接處的力學(xué)性能,因此整個主軸的使用壽命受到影響。這個技術(shù)難點(diǎn),也成為研發(fā)團(tuán)隊(duì)要啃的“硬骨頭”。經(jīng)過了整整一年的嘗試,技術(shù)團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)了自由鍛與胎模鍛相結(jié)合的鍛造工藝,形成了專利技術(shù),解決了問題,延長了主軸的壽命。
他們先后成功研制了多款新產(chǎn)品,在風(fēng)電主軸這個生產(chǎn)領(lǐng)域形成了30余項(xiàng)專利技術(shù),產(chǎn)品質(zhì)量也穩(wěn)居行業(yè)領(lǐng)先水平。目前正在攻關(guān)全球最大的9兆瓦風(fēng)機(jī)鍛造主軸。中國制造的風(fēng)電主軸越來越多裝配在全球各地的風(fēng)力發(fā)電機(jī)上。
在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造中,像節(jié)目中這樣的“隱形冠軍”還有很多。成為一個“隱形冠軍”并不是一件容易的事:產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)創(chuàng)新、生產(chǎn)管理、成本控制,甚至售后服務(wù),環(huán)環(huán)相扣,追求極致,才能在細(xì)分領(lǐng)域中脫穎而出,成為領(lǐng)頭羊。更值得一提的是,這兩家企業(yè)從進(jìn)入風(fēng)電行業(yè)之初,就把自主創(chuàng)新作為自己的基因,在不斷的摸索研發(fā)中前行,克服了一個個技術(shù)工藝的難關(guān),啃下了一塊塊硬骨頭,才能有今天全球領(lǐng)先的行業(yè)地位。中國制造要走向世界,在全球擁有更多話語權(quán),需要更多這樣的“隱形冠軍”。
原標(biāo)題:風(fēng)電行業(yè)隱形冠軍 乘風(fēng)而上“能”動世界