全球獨一份，常州造！

世界風電裝備制造版圖上

常州企業刻下嶄新高度

由中車戚墅堰所自主研發的國內首款陸上15兆瓦風電主齒輪箱近日正式批量生產，率先下線的2臺產品已裝載完畢。據了解，該15兆瓦風電機組在完成風場測試后，將批量應用于新疆塔城額敏130萬千瓦風電項目。這一重大成果不僅刷新了陸上風電機組單機容量的世界紀錄，更意味著超大型風電機組“傳動心臟”這一關鍵核心技術真正實現了自主可控，整體性能站上國際領先臺階。

突破“天花板”，5倍輸出的技術跨越

“幾年前行業論證陸上風電最大能做到多少兆瓦，當時普遍的結論是3兆瓦就到頭了。”中車戚墅堰所風電裝備事業部副總經理張保松介紹，率先沖過15兆瓦量產線，拿單一產品來說，是全球獨一份。

從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

這背后是持續數年的技術攻堅戰

主齒輪箱是風電機組名副其實的“傳動心臟”，功能是將風輪每分鐘不足十轉的低速，精準轉化為發電機所需的高轉速。功率每上一個臺階，齒輪箱需承受的扭矩便呈倍數級增長。相較于10兆瓦產品，15兆瓦齒輪箱的功率增長至1.5倍，扭矩需求卻飆升至1.8倍，這對材料、設計、加工和裝配都提出了極限挑戰。

中車戚墅堰所的底氣

源于60多年的技術積淀

這家始建于1959年的中國中車核心企業，長期深耕軌道交通裝備關鍵零部件領域，其高鐵齒輪傳動系統覆蓋時速160公里至400公里全速度譜系。正是在高鐵傳動領域錘煉出的工業傳動與材料工藝兩大“根技術”，為風電裝備的跨越式突破埋下了伏筆。

企業董事長王成龍告訴記者，近年來公司積極服務國家“雙碳”目標，將軌道交通領域六十余年的技術成果系統轉化至新能源賽道，已構建起覆蓋平原、山地、高海拔等多元場景的風電產品體系。15兆瓦風電齒輪箱的成功量產，就是這一戰略深耕結出的碩果。

攻克難題，10個“大力士”均勻發力

超大型齒輪箱的核心技術難點

在于如何讓多個行星輪

在極端工況下均勻承載

研發人員打了一個比方：

“原先功率小的時代，只需要3個齒輪分擔載荷；現在要達到15兆瓦，就需要10個齒輪一起出力。像10個人同時扛重物，必須每個人都均勻使勁，任何一個‘偷懶’都會釀成大禍。”

這就是行業所稱的

“多行星輪均載”難題

行星輪數量越多

對齒輪加工精度、系統剛度匹配

和裝配同軸度的要求越嚴苛

中車戚墅堰所15兆瓦風電齒輪箱的設計負責人洪翔介紹，團隊通過大量前期仿真分析進行精準耦合匹配，在制造環節一絲不茍地貫徹工藝要求，最終將均載系數控制在極高水準，確保所有齒輪“齊心協力”，從源頭上保障了產品的長壽命與運行的可靠性。

據悉，該產品采用成熟的三級行星加一級平行級高效傳動結構，經受了極端工況測試、可靠性臺架試驗及主機廠適配驗證的多重考驗。今年1月，產品與傳動鏈系統雙雙榮獲行業大獎“風電領跑者·最佳零部件產品獎”。

技術“減重”，用更輕重量扛起更大扭矩

這款產品

在輕量化方面的表現不俗

“通過拓撲優化設計與先進熱處理工藝，15兆瓦風電齒輪箱相較同級別機型成功減重約6%，扭矩密度提升至250Nm/kg以上。”洪翔說，單機約89噸，相當于減重了5噸。“扭矩提升至1.8倍，但產品重量增幅被控制在1.5倍左右。用更輕的重量扛起更大扭矩，這才是真正考驗設計功力的地方。”洪翔介紹，企業通過拓撲優化、高強度材料選型和集成化結構設計等多重手段，實現在扭矩增長情況下齒輪箱重量增幅的精細化管控。

此外

團隊創新集成齒圈與軸承座結構

徹底攻克了一級齒圈偏載

這一長期困擾行業的難題

針對我國“沙戈荒”地區

風速波動大、風沙侵蝕強的特殊工況

產品集成高精均載

與抗風沙密封控制技術

采用高適應性高速比結構

全工況傳動效率高達98%

綠電賬本：單臺機組年增發電超300萬度

尖端技術的落地

最終轉化為實實在在的綠色效益

據測算

單臺15兆瓦風電機組

相較上一代主流機型

年新增發電量超過300萬度

相當于每年可節約標準煤約960噸

減少二氧化碳排放約2000噸

“這意味著用更少的土地占用面積，實現對風能資源數倍于以往的捕獲效率，這對國家兌現‘雙碳’承諾是實實在在的貢獻。”張保松表示。

站上陸上風電齒輪箱的世界之巔，中車戚墅堰所的目光已投向更遠處。“陸上最大功率我們已經突破了。‘十五五’時期要補齊高端產品的短板，海上風電是下一步的重點方向。”王成龍透露，相比陸上，海上風電環境更為復雜，波浪載荷與臺風沖擊對產品可靠性的要求更高。中車戚墅堰所將規劃建設海上風電研發與生產基地，同時推動中國風電核心裝備走向世界。

來源 | 常州發布

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