先行者眼中的光熱發電用回轉減速機
北極星太陽能光伏網訊:回轉減速機作為跟蹤系統關鍵零部件，被稱為跟蹤系統的“心臟”，其產品性能直接影響著跟蹤系統的精度。在中國，有很多生產回轉減速機的廠商，但深度進入全球光熱發電市場的廠商屈指可數，江陰市華方新能源高科設備有限公司（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電跟蹤系統專用回轉減速機產品制造領域，2013年，CSPPLAZA記者曾對華方總經理伍春銀進行專訪。彼時，伍春銀對光熱發電市場的看法較為審慎。如今，光熱電價政策已經出臺，距國家首批示范項目落地已有一年，伍春銀對光熱發電和回轉減速機的看法又是如何呢？
日前，CSPPLAZA記者再次采訪了伍春銀。
基于不同技術路線的應用
記者：不同技術路線對回轉減速機的用量及要求有何不同？
伍春銀：一般而言，因為塔式鏡面較多，回轉減速機用量在塔式項目中最多。塔式電站在全球范圍內水平方位均采用回轉減速機作為驅動部件，俯仰角度可選推桿或回轉減速機，不同熱發電EPC廠商所采取的結構設計不一。由于塔式發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構，可準確將太陽光反射集中到一個高塔頂部的接受器上，因此這對回轉減速機的機械傳動精度、使用壽命、免維護、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的大槽項目。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式減速器作為動力單元，目前產品運行良好。對于小的槽式，主要是供暖的槽式項目，集熱器長度相對較短，非常適合VE系列垂直式回轉減速機的安裝使用，由于采用支座與回轉減速器一體化設計，安裝便捷的同時簡化了槽式支架的復雜結構設計。菲涅爾項目則與小型槽式類似。
記者：在需求量最高的塔式項目中，回轉減速機用量受何影響？
伍春銀：塔式項目中，回轉減速機的數量與采用的定日鏡設計直接相關。定日鏡的設計歷經多年變遷，大小從7平方米到100多平方米不一。作為塔式光熱發電站領先的開發商BrightSource則沿用了雙鏡面設計，尺寸大約在15平方米，此結構設計在全球最大的392MW塔式Ivanpah項目中大規模應用，僅水平方位就采用減速機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，所需減速機數量大大降低。工程實踐中，大定日鏡基本用在大塔上，要求實時或者秒級的追日間隔，大定日鏡系統的追日命令將是小定日鏡系統的幾倍~幾十倍。大型槽式對回轉式減速機的需求量相對較小，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500套以上。
國內特殊自然環境下的針對性設計
記者：一般情況下，回轉減速機生產過程中的關鍵控制點有哪些？
伍春銀：從技術上來看，太陽能塔式熱發電用的回轉減速器產品難的是生產和裝配的工藝和經驗，這一點也正是華方的核心競爭力所在。
華方研發了DW系列雙包絡免維護的跟蹤產品。作為美國CONEDRIVE合作伙伴，華方引進了其先進的雙包絡蝸桿副生產線，雙包絡結構傳動具有精度高，機械效率高，精度損失小，使用壽命更長等優點。此外考慮到野外荒漠等惡劣環境，想客戶之所想，創新使用全密封的機構設計，使產品生命周期內的免維護成為可能，為客戶節省了大量的維護成本。
針對其他中國特殊光熱電站，華方團隊會根據用戶的具體要求來研究針對性的產品，在光熱產品的品種廣度和技術深度上以更高的標準來要求自己，公司計劃在最近兩三年內再次從國外引進三至五條生產加工和裝配自動化生產線，來滿足不同的客戶生產要求。
記者：針對中國光熱電站特殊的運行工況，華方有無針對性設計和考慮？
伍春銀：首先是密封上的考慮。西北地區雨水相對較少，但風沙較大。風沙會通過擠壓的方式進入設備中，密封性能不好的產品則極易有沙土進入。因此，華方產品一般采取多道密封，除普通密封外還會加上機械密封。
第二是針對西北地區的低溫以及晝夜溫差大的膨脹性問題。較大的晝夜溫差導致空氣受熱膨脹后在夜間遇冷凝結水珠。在這種情況下，除密封性外還要考慮產品的膨脹性。因此在設計和制造過程中均需采取措施，以免生銹。
第三是潤滑性能。西北地區氣溫低時可達到零下四十攝氏度，高溫極端氣溫可達零上五十攝氏度左右(此時減速機的運行溫度更高)。如要保持減速機正常運轉，特別是嚴寒條件下，潤滑性必須保證。因此華方采用寬溫技術的潤滑油，一般可適應零下40至零下60攝氏度低溫，同時可耐受零上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會。此后，華方所用潤滑油由中石化根據特殊要求生產，為華方獨家供應。
第四點是耐候性。陽光輻射對有機產品會產生一定影響，例如橡膠的老化。解決方式可按上述所言，采用機械密封，盡量避免核心部件長時間暴露在陽光下。
減速機常見問題與維護
記者：回轉減速機的壽命一般為多久？電站運營過程中應如何對其進行正常的維護？
伍春銀：華方研發的DW系列回轉減速機設計和實驗室數據均滿足25年傳動壽命。Ivanpah項目的跟蹤系統投入運營三年多時間以來，尚未發生任何故障，因此獲得了“零故障率”的美譽。
記者：在工作過程中，回轉減速機可能容易出現的問題包括什么？解決方案是什么？
伍春銀：在工作過程中，在設計和選型合理的前提下，回轉減速機最有可能出現的問題是“實際使用壽命的縮短”，此處的實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間后出現各種問題，比如精度降低、生銹、進水、漏油、卡死。
華方團隊在太陽能跟蹤領域耕耘十來年，已積累豐富的項目經驗。從前期的設計、工藝、制造到后期的現場安裝的防呆防錯、再到運營維護都已形成標準的體系化、規范化。把各個細節把握好，又完整的串成一個整體閉環回路。最大程度的降低或避免回轉減速器潛在可能發生的質量問題。
因為轉動和承重能力都是其跟蹤系統的關鍵指標，某一個項目對跟蹤系統都有具體的要求，作為生產廠商，華方具備了根據具體項目設計生產最匹配的回轉減速器的能力，而且對于每一個具體項目，華方都要對項目的相關情況進行詳細了解，如對跟蹤系統的受力情況進行詳細分析，以提供與電站實際情況最匹配的產品。
三方面促減速機成本下降
記者：目前，華方主要的回轉減速機產品在光熱領域的實際參與項目案例有哪些？
伍春銀：作為專業的回轉減速器制造商，華方的業績很豐富。除了美國Ivanpah和以色列Ashalim塔式太陽能熱發電項目外，國內張家口的菲涅爾光熱電站，內蒙48萬平方槽式太陽能集中供熱項目以及江陰1MW塔式和中控德令哈塔式光熱項目等等均采用了華方的回轉減速器。
記者：回轉減速機未來的光熱市場的應用前景如何？產品成本是否存在進一步下降空間？華方在降低成本方面有哪些措施和思路？
伍春銀：我看到CSPPLAZA的一些數據，2017年全球將會有約1.2GW光熱發電項目并網投運；2018光熱發電市場預計將會有更強勁的增長。
隨著中國、中東、非洲等新興市場的崛起，華方公司也和世界主要塔式EPC公司如SolarReserve、BrightSource達成合作、這些光熱發電項目的順利推進將為高精度傳動部件帶來幾十萬套減速機的市場容量，其實華方早在多年前就著手布局全球光熱市場，引進精益生產提高生產效率，國產化雙包絡減速機等等一系列措施都在為產品迭代生產和規模化做著充分的準備。華方公司在設計上的提升、規模化生產和工藝上的改進將會使回轉減速器的成本得到進一步的下降。
首先從設計角度考慮，包括減速機自身的設計以及與客戶接口的設計。與客戶接口的設計主要指與客戶洽談方案，提出可行性建議，旨在不影響產品性能的前提下降低成本。例如，國內某電站設計時選用了我們的標準產品，但實際上此選型針對該電站而言性價比不高，因此通過雙方的技術對接，研發了新型產品，同時降低了雙方成本，達到雙贏。
其次是規模化。規模化之后可有效控制和減少人工成本和管理成本。在材料成本不斷上升的情況下，華方能夠做到以上幾點，因此產品并未提價。
記者：針對首批示范項目的回轉減速機采購您有何建議？
伍春銀：華方為光熱市場專業打造的減速器生產線，是一條剛性與柔性相結合的生產線，能對具體項目進行生產模式轉換，在項目的合理交貨期內，華方完全可以滿足交付需求。目前中控德令哈50MW塔式項目上萬套減速器正處于緊張的生產階段。我們希望國內示范項目在采購減速機時，對過程控制以及產品的品質加強管理和監控，為光熱項目跟蹤系統提供健康“心臟”。