先行者眼中的光熱發(fā)電用回轉(zhuǎn)減速機(jī)

北極星太陽能光伏網(wǎng)訊:回轉(zhuǎn)減速機(jī)作為跟蹤系統(tǒng)關(guān)鍵零部件，被稱為跟蹤系統(tǒng)的“心臟”，其產(chǎn)品性能直接影響著跟蹤系統(tǒng)的精度。在中國，有很多生產(chǎn)回轉(zhuǎn)減速機(jī)的廠商，但深度進(jìn)入全球光熱發(fā)電市場的廠商屈指可數(shù)，江陰市華方新能源高科設(shè)備有限公司（以下簡稱華方）就是其中較早布局者之一。

2010年，華方布局全球光熱發(fā)電跟蹤系統(tǒng)專用回轉(zhuǎn)減速機(jī)產(chǎn)品制造領(lǐng)域，2013年，CSPPLAZA記者曾對華方總經(jīng)理伍春銀進(jìn)行專訪。彼時(shí)，伍春銀對光熱發(fā)電市場的看法較為審慎。如今，光熱電價(jià)政策已經(jīng)出臺，距國家首批示范項(xiàng)目落地已有一年，伍春銀對光熱發(fā)電和回轉(zhuǎn)減速機(jī)的看法又是如何呢？

日前，CSPPLAZA記者再次采訪了伍春銀。

基于不同技術(shù)路線的應(yīng)用

記者：不同技術(shù)路線對回轉(zhuǎn)減速機(jī)的用量及要求有何不同？

伍春銀：一般而言，因?yàn)樗界R面較多，回轉(zhuǎn)減速機(jī)用量在塔式項(xiàng)目中最多。塔式電站在全球范圍內(nèi)水平方位均采用回轉(zhuǎn)減速機(jī)作為驅(qū)動部件，俯仰角度可選推桿或回轉(zhuǎn)減速機(jī)，不同熱發(fā)電EPC廠商所采取的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不一。由于塔式發(fā)電是在很大面積的場地上裝有許多臺大型太陽能反射鏡，每臺都各自配有跟蹤機(jī)構(gòu)，可準(zhǔn)確將太陽光反射集中到一個高塔頂部的接受器上，因此這對回轉(zhuǎn)減速機(jī)的機(jī)械傳動精度、使用壽命、免維護(hù)、剛性等方面提出了更高的要求。

其次用量較多的是碟式。其雙軸跟蹤實(shí)際可分為水平和仰角兩類。再來是槽式，可具體分為大槽式和小槽式。由于槽式開口較大，要求轉(zhuǎn)動速度快，因此對于大槽目前使用較多的還是液壓缸，但是也有使用減速機(jī)的大槽項(xiàng)目。例如，蘭州大成在2012年200KW槽式示范電站中另辟蹊徑地采用了回轉(zhuǎn)式減速器作為動力單元，目前產(chǎn)品運(yùn)行良好。對于小的槽式，主要是供暖的槽式項(xiàng)目，集熱器長度相對較短，非常適合VE系列垂直式回轉(zhuǎn)減速機(jī)的安裝使用，由于采用支座與回轉(zhuǎn)減速器一體化設(shè)計(jì)，安裝便捷的同時(shí)簡化了槽式支架的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。菲涅爾項(xiàng)目則與小型槽式類似。

記者：在需求量最高的塔式項(xiàng)目中，回轉(zhuǎn)減速機(jī)用量受何影響？

伍春銀：塔式項(xiàng)目中，回轉(zhuǎn)減速機(jī)的數(shù)量與采用的定日鏡設(shè)計(jì)直接相關(guān)。定日鏡的設(shè)計(jì)歷經(jīng)多年變遷，大小從7平方米到100多平方米不一。作為塔式光熱發(fā)電站領(lǐng)先的開發(fā)商BrightSource則沿用了雙鏡面設(shè)計(jì)，尺寸大約在15平方米，此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在全球最大的392MW塔式Ivanpah項(xiàng)目中大規(guī)模應(yīng)用，僅水平方位就采用減速機(jī)18萬套以上，而SolarReserve、阿本戈、Sener、首航等光熱塔式電站提供商則更偏向于65~140平方米的大鏡面，所需減速機(jī)數(shù)量大大降低。工程實(shí)踐中，大定日鏡基本用在大塔上，要求實(shí)時(shí)或者秒級的追日間隔，大定日鏡系統(tǒng)的追日命令將是小定日鏡系統(tǒng)的幾倍~幾十倍。大型槽式對回轉(zhuǎn)式減速機(jī)的需求量相對較小，而小槽則恰恰相反，大約供熱面積48萬平方米所需VE垂直系列減速機(jī)500套以上。

國內(nèi)特殊自然環(huán)境下的針對性設(shè)計(jì)

記者：一般情況下，回轉(zhuǎn)減速機(jī)生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵控制點(diǎn)有哪些？

伍春銀：從技術(shù)上來看，太陽能塔式熱發(fā)電用的回轉(zhuǎn)減速器產(chǎn)品難的是生產(chǎn)和裝配的工藝和經(jīng)驗(yàn)，這一點(diǎn)也正是華方的核心競爭力所在。

華方研發(fā)了DW系列雙包絡(luò)免維護(hù)的跟蹤產(chǎn)品。作為美國CONEDRIVE合作伙伴，華方引進(jìn)了其先進(jìn)的雙包絡(luò)蝸桿副生產(chǎn)線，雙包絡(luò)結(jié)構(gòu)傳動具有精度高，機(jī)械效率高，精度損失小，使用壽命更長等優(yōu)點(diǎn)。此外考慮到野外荒漠等惡劣環(huán)境，想客戶之所想，創(chuàng)新使用全密封的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品生命周期內(nèi)的免維護(hù)成為可能，為客戶節(jié)省了大量的維護(hù)成本。

針對其他中國特殊光熱電站，華方團(tuán)隊(duì)會根據(jù)用戶的具體要求來研究針對性的產(chǎn)品，在光熱產(chǎn)品的品種廣度和技術(shù)深度上以更高的標(biāo)準(zhǔn)來要求自己，公司計(jì)劃在最近兩三年內(nèi)再次從國外引進(jìn)三至五條生產(chǎn)加工和裝配自動化生產(chǎn)線，來滿足不同的客戶生產(chǎn)要求。

記者：針對中國光熱電站特殊的運(yùn)行工況，華方有無針對性設(shè)計(jì)和考慮？

伍春銀：首先是密封上的考慮。西北地區(qū)雨水相對較少，但風(fēng)沙較大。風(fēng)沙會通過擠壓的方式進(jìn)入設(shè)備中，密封性能不好的產(chǎn)品則極易有沙土進(jìn)入。因此，華方產(chǎn)品一般采取多道密封，除普通密封外還會加上機(jī)械密封。

第二是針對西北地區(qū)的低溫以及晝夜溫差大的膨脹性問題。較大的晝夜溫差導(dǎo)致空氣受熱膨脹后在夜間遇冷凝結(jié)水珠。在這種情況下，除密封性外還要考慮產(chǎn)品的膨脹性。因此在設(shè)計(jì)和制造過程中均需采取措施，以免生銹。

第三是潤滑性能。西北地區(qū)氣溫低時(shí)可達(dá)到零下四十?dāng)z氏度，高溫極端氣溫可達(dá)零上五十?dāng)z氏度左右(此時(shí)減速機(jī)的運(yùn)行溫度更高)。如要保持減速機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，特別是嚴(yán)寒條件下，潤滑性必須保證。因此華方采用寬溫技術(shù)的潤滑油，一般可適應(yīng)零下40至零下60攝氏度低溫，同時(shí)可耐受零上80攝氏度甚至100攝氏度以上的高溫。早年，華方獲得與中石化合作的一個機(jī)會。此后，華方所用潤滑油由中石化根據(jù)特殊要求生產(chǎn)，為華方獨(dú)家供應(yīng)。

第四點(diǎn)是耐候性。陽光輻射對有機(jī)產(chǎn)品會產(chǎn)生一定影響，例如橡膠的老化。解決方式可按上述所言，采用機(jī)械密封，盡量避免核心部件長時(shí)間暴露在陽光下。

減速機(jī)常見問題與維護(hù)

記者：回轉(zhuǎn)減速機(jī)的壽命一般為多久？電站運(yùn)營過程中應(yīng)如何對其進(jìn)行正常的維護(hù)？

伍春銀：華方研發(fā)的DW系列回轉(zhuǎn)減速機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)均滿足25年傳動壽命。Ivanpah項(xiàng)目的跟蹤系統(tǒng)投入運(yùn)營三年多時(shí)間以來，尚未發(fā)生任何故障，因此獲得了“零故障率”的美譽(yù)。

記者：在工作過程中，回轉(zhuǎn)減速機(jī)可能容易出現(xiàn)的問題包括什么？解決方案是什么？

伍春銀：在工作過程中，在設(shè)計(jì)和選型合理的前提下，回轉(zhuǎn)減速機(jī)最有可能出現(xiàn)的問題是“實(shí)際使用壽命的縮短”，此處的實(shí)際使用壽命是指由于密封、熱處理或是材料的選擇等控制的不到位，會使減速器使用一段時(shí)間后出現(xiàn)各種問題，比如精度降低、生銹、進(jìn)水、漏油、卡死。

華方團(tuán)隊(duì)在太陽能跟蹤領(lǐng)域耕耘十來年，已積累豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。從前期的設(shè)計(jì)、工藝、制造到后期的現(xiàn)場安裝的防呆防錯、再到運(yùn)營維護(hù)都已形成標(biāo)準(zhǔn)的體系化、規(guī)范化。把各個細(xì)節(jié)把握好，又完整的串成一個整體閉環(huán)回路。最大程度的降低或避免回轉(zhuǎn)減速器潛在可能發(fā)生的質(zhì)量問題。

因?yàn)檗D(zhuǎn)動和承重能力都是其跟蹤系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo)，某一個項(xiàng)目對跟蹤系統(tǒng)都有具體的要求，作為生產(chǎn)廠商，華方具備了根據(jù)具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)生產(chǎn)最匹配的回轉(zhuǎn)減速器的能力，而且對于每一個具體項(xiàng)目，華方都要對項(xiàng)目的相關(guān)情況進(jìn)行詳細(xì)了解，如對跟蹤系統(tǒng)的受力情況進(jìn)行詳細(xì)分析，以提供與電站實(shí)際情況最匹配的產(chǎn)品。