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 风电设备零部件成本占比及性能描述

 

 

塔架

 26.3%

 通常用卷钢制成，格状结构；或用混泥土替代以降低成本

 

风轮叶片

 22.2%

 采用复合材料，经特殊设计的模具制造加工

 

轮毂

 1.37%

 采用铸铁制造，提供安装叶片的位置

 

轴承

 1.22%

 一台机组有配备有主轴承、变桨轴承，使主轴能顺利转动，叶片能变桨

 

主轴

 1.91%

 将风轮转向力传递到齿轮箱

 

偏航环

 2.80%

 采用钢材制成，须十分强韧，以支撑整个动力传动系统

 

齿轮箱

 12.91%

 提高峰轮轴的低转速，发电机所需的高转速

 

发电机

 3.44%

 将机械能转换为电能。采用同步电机或异步电机

 

偏航系统

 1.25%

 使机舱旋转至迎风方向的结构

 

变桨距系统

 2.66%

 调整叶片角度，使风能利用最大化

 

变频器

 5.01%

 变频器将发电机的交流电变为直流电，然后再通过PMW把直流电变成所需频率的交流电并入电网

 

变压器

 3.59%

 将来自单机的电力转变为电网所需的高电压

 

制动系统

 1.32%

 根据需要采用碟刹使机组停止运行

 

机舱壳

 1.35%

 采用质轻的玻璃钢箱体将机舱的传动和电力系统覆盖住，免于受风、沙、雨、雪等的侵蚀

 

电缆

 0.96%

 将发电机发出的电力传输到电网

 

紧固件

 1.04%

 将各个主要部件固定在设计位置，须适应于极限负载

 

 

 

    叶片属于高技术含量、高成本、高利润产品。风电齿轮箱、轴承、电控系统等垄断程度较高，厂商选择余地不大。塔架采购方便，基本就地采购。目前，国内塔架生产企业共100多家，但是规模相差较大，多数不是专业生产经营，产品质量也不尽相同。其市场可分为高端市场和低端市场，一般来说2MW及以上风电机组塔架市场属于高端市场，1.5MW及以下风电机组塔架市场属于中低端市场；风电机组塔架市场尤其是低端市场是完全竞争市场。随着风电产业发展不断成熟，风电场、整机行业集中度将进一步提高。

 

    塔架生产原材料包括：各类钢材、油漆、防腐涂料和法兰等。目前，各生产企业原材料主要从国内市场采购，市场供求较平衡。塔架客户主要是风电场，由于国内近年来风电建设规模较大，发展很快，产品质量优良和竞争力强的企业的产品基本处在供不应求的状态。

 

    风电机组塔架属于电力系统基础装备，常年野外运行，环境恶劣，运行风险大，而且要求可靠使用寿命在20 年以上。因此工程业主在选择设备制造商时十分谨慎，作为对供应商的考核，历史业绩是对产品质量、履约能力最好保障。风力发电设备塔架的制造工艺流程如下所示：

 

 

 

 

 

    风力发电设备塔架生产工艺流程图塔架呈锥筒形，有独特的、精细的高技术工艺制造要求：直线度及垂直度要求，60～80米高度只允许10毫米偏差；法兰平面度及平行度要求，2800～3000毫米直径只允许0.35毫米偏差；表面防腐要求，野外工作条件下20年不锈蚀、免维护；焊接质量要求，一次性合格率99%以上。

 

    尤其是2WM以上塔架，多数应用于海上风场，技术要求尤为苛刻。例如防腐处理，海上风电塔架产品必须具备抗腐蚀抗盐雾能力，因此防腐环节非常重要。这就需要采用整体式喷砂、喷锌处理系统对筒体和桩基进行抛丸喷砂除锈，然后进行100%的喷锌和油漆涂装处理，对产品外表面喷砂处理要求清洁度达到Sa2.5；对于油漆部位的表面粗糙度要求达到Rz40～70 μm（相当于Ra6.3～12.5μm），对于喷锌的表面粗糙度要求达到Rz60～100μm（相当于Ra12.5～25μm），或达到GB13288标准粗糙度等级：中(M)的要求。此外，在焊接方面，风电机组塔架焊缝表面不允许有裂纹、夹渣、气孔、漏焊、烧穿、弧坑、未熔合及深度＞0.5mm的咬边等缺陷，并及时清除熔渣