部件 |
材质 |
牌号 |
结构特点 |
原料状态 |
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刚性箱体 |
一般都采用高强度球墨铸铁 |
QT4AL |
拼装结构或或焊接结构 |
锻造 |
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轴承 |
轴承钢 |
GCr15、 GCr18Mo |
轮辐轮缘体锻件 |
锻造 |
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齿轮 |
齿轮钢 |
20CrMnMo、 15CrNi6、 17CrNiMo6 |
轮辐轮缘体锻件 |
锻造 |
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轴 |
合金结构钢 |
42CrMoA、 34Cr2Ni2MOA |
轮辐轮缘体锻件 |
锻造 |
叶片造价占整个风电机组成本的15%~20%,相当于每年形成近20亿元的市场容量。世界上著名的风电设备制造企业维斯塔斯(Vestas)、西班牙Gamesa、丹麦LM叶片公司已在天津建立风电叶片厂。国内只有中航(保定)惠腾风力设备有限公司、中复连众复合材料集团有限公司、上海玻璃钢研究院、北京玻璃钢研究设计院和天津东汽风电叶片工程公司等生产。虽然国内200~750千瓦风电机组叶片的设计、制造技术已经成熟,并可以实现规模化生产,但是具有市场主流产品兆瓦级叶片的国内企业并不多,生产总量还不能满足国内市场的需求。随着风电的高速发展,风电设备大型化发展,对于叶片的用材提出了更高的要求,钢制叶片逐渐被高复合材料制叶片所取代。
发电机的工业基础较好,整体技术比较成熟,制造企业较多。发电器设备领域的利润率较低,技术含量相对来说也不高,国产化程度较高,而且能够生产火力、水力发电机组的厂商均可以生产风能发电及,现有企业能够满足国内风电产业发展的需要。
(1)塔筒用钢材质要求
塔筒主要材质为:Q345E、Q345D、Q345C的厚板材,法兰材质为Q345D或Q345E,为环形铸件。供应风电塔筒Q345钢的生产企业主要有酒钢、兴澄特钢、鞍钢和宝钢等,宝钢2011年生产风电用钢50.1万吨,酒钢25万吨,生产技术难度不大,在国内一般大型厚板企业均具有生产能力。
塔筒对钢材质量的特殊要求主要与地域环境有关。在占全国风能装机容量76%的“三北”地区,冬季最低温度低于零下30度,低温型塔架在选用低合金结构钢材料时,要求对焊缝采用低温脆断的技术措施。对钢材性能要求防止低温脆断裂,要求采取适当处理方法增强材料多次冲击抗力,避免应力集中,避免在低温情况下出现较大的冲击载荷等。
(2)塔筒用钢技术工艺
以某企业生产Q345E风电用钢的案例介绍
第一是从化学成分来分析
Q345E作为低合金高强度结构钢中级别不是很高的牌号,本身的技术要求并不是很高。但如何采用最经济的手段生产出满足标准及用户要求的产品,是工艺设计根本出发点之一。
Nb、Ti、V是最常用的微合金化元素,以上3种元素对晶界的钉扎作用是依次降低的。在低合金高强度钢中,复合微合金化的作用大于单独加入某种元素的总和。Nb、Ti、V这3种元素都可以在奥氏体或铁素体中沉淀,因为在奥氏体中溶解度大而扩散率小,故在奥氏体中沉淀比在铁素体中缓慢,形变可以加速沉淀 过程。一般地,应使在奥氏体中沉淀减至最小,在固溶体中保持较多的合金元素而留待在铁素体中沉淀,这可依靠合金化增加微合元素在奥氏体中的溶解度。例如在含Nb钢中加入Mn或Mo来实现。Q345E选用哪种元素强化,是首要考虑地问题。
由于Nb、V、Ti三种合金元素中Ti的价格最低,采用Ti微合金化生产Q345E成本较低,既可达到细晶强化的效果,又可达到降低成本的目的。但是,Ti收得率最不稳定,冶炼操作技术难度较大。
综合考虑以上各种因素,Al、Ti、V三种微合金化工艺进行Q345E生产试。轧制及冷却控制
厚度≤9mm产品采用常规轧制,其他规格产品采用两阶段控轧工艺。控轧的待温厚度hi=(1.5~3.0)×h0,h0为成品厚度。开轧1050~1100℃,再开轧温度780~820℃。冷却速率根据不同厚度控制在5~15℃/s之间,终冷温度控制在670~700℃。2100433B