世界风电装备制造版图上
常州企业刻下崭新高度
由中车戚墅堰所自主研发的国内首款陆上15兆瓦风电主齿轮箱近日正式批量生产，率先下线的2台产品已装载完毕。据了解，该15兆瓦风电机组在完成风场测试后，将批量应用于新疆塔城额敏130万千瓦风电项目。这一重大成果不仅刷新了陆上风电机组单机容量的世界纪录，更意味着超大型风电机组“传动心脏”这一关键核心技术真正实现了自主可控，整体性能站上国际领先台阶。
突破“天花板”，5倍输出的技术跨越
“几年前行业论证陆上风电最大能做到多少兆瓦，当时普遍的结论是3兆瓦就到头了。”中车戚墅堰所风电装备事业部副总经理张保松介绍，率先冲过15兆瓦量产线，拿单一产品来说，是全球独一份。
从3兆瓦到10兆瓦
再到如今的15兆瓦
功率“天花板”一直在突破
这背后是持续数年的技术攻坚战
主齿轮箱是风电机组名副其实的“传动心脏”，功能是将风轮每分钟不足十转的低速，精准转化为发电机所需的高转速。功率每上一个台阶，齿轮箱需承受的扭矩便呈倍数级增长。相较于10兆瓦产品，15兆瓦齿轮箱的功率增长至1.5倍，扭矩需求却飙升至1.8倍，这对材料、设计、加工和装配都提出了极限挑战。
中车戚墅堰所的底气
源于60多年的技术积淀
这家始建于1959年的中国中车核心企业，长期深耕轨道交通装备关键零部件领域，其高铁齿轮传动系统覆盖时速160公里至400公里全速度谱系。正是在高铁传动领域锤炼出的工业传动与材料工艺两大“根技术”，为风电装备的跨越式突破埋下了伏笔。
企业董事长王成龙告诉记者，近年来公司积极服务国家“双碳”目标，将轨道交通领域六十余年的技术成果系统转化至新能源赛道，已构建起覆盖平原、山地、高海拔等多元场景的风电产品体系。15兆瓦风电齿轮箱的成功量产，就是这一战略深耕结出的硕果。
攻克难题，10个“大力士”均匀发力
超大型齿轮箱的核心技术难点
在于如何让多个行星轮
在极端工况下均匀承载
研发人员打了一个比方：
“原先功率小的时代，只需要3个齿轮分担载荷；现在要达到15兆瓦，就需要10个齿轮一起出力。像10个人同时扛重物，必须每个人都均匀使劲，任何一个‘偷懒’都会酿成大祸。”
这就是行业所称的
“多行星轮均载”难题
行星轮数量越多
对齿轮加工精度、系统刚度匹配
和装配同轴度的要求越严苛
中车戚墅堰所15兆瓦风电齿轮箱的设计负责人洪翔介绍，团队通过大量前期仿真分析进行精准耦合匹配，在制造环节一丝不苟地贯彻工艺要求，最终将均载系数控制在极高水准，确保所有齿轮“齐心协力”，从源头上保障了产品的长寿命与运行的可靠性。
据悉，该产品采用成熟的三级行星加一级平行级高效传动结构，经受了极端工况测试、可靠性台架试验及主机厂适配验证的多重考验。今年1月，产品与传动链系统双双荣获行业大奖“风电领跑者·最佳零部件产品奖”。
技术“减重”，用更轻重量扛起更大扭矩
这款产品
在轻量化方面的表现不俗
“通过拓扑优化设计与先进热处理工艺，15兆瓦风电齿轮箱相较同级别机型成功减重约6%，扭矩密度提升至250Nm/kg以上。”洪翔说，单机约89吨，相当于减重了5吨。“扭矩提升至1.8倍，但产品重量增幅被控制在1.5倍左右。用更轻的重量扛起更大扭矩，这才是真正考验设计功力的地方。”洪翔介绍，企业通过拓扑优化、高强度材料选型和集成化结构设计等多重手段，实现在扭矩增长情况下齿轮箱重量增幅的精细化管控。
此外
团队创新集成齿圈与轴承座结构
彻底攻克了一级齿圈偏载
这一长期困扰行业的难题
针对我国“沙戈荒”地区
风速波动大、风沙侵蚀强的特殊工况
产品集成高精均载
与抗风沙密封控制技术
采用高适应性高速比结构
全工况传动效率高达98%
绿电账本：单台机组年增发电超300万度
尖端技术的落地
最终转化为实实在在的绿色效益
据测算
单台15兆瓦风电机组
相较上一代主流机型
年新增发电量超过300万度
相当于每年可节约标准煤约960吨
减少二氧化碳排放约2000吨
“这意味着用更少的土地占用面积，实现对风能资源数倍于以往的捕获效率，这对国家兑现‘双碳’承诺是实实在在的贡献。”张保松表示。
站上陆上风电齿轮箱的世界之巅，中车戚墅堰所的目光已投向更远处。“陆上最大功率我们已经突破了。‘十五五’时期要补齐高端产品的短板，海上风电是下一步的重点方向。”王成龙透露，相比陆上，海上风电环境更为复杂，波浪载荷与台风冲击对产品可靠性的要求更高。中车戚墅堰所将规划建设海上风电研发与生产基地，同时推动中国风电核心装备走向世界。
来源 | 常州发布
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