常州,位于江苏省南部,因新能源产业集聚度高,被誉为“新能源之都”。
在常州的众多新能源企业中,有一家风电齿轮箱企业正在快速崛起,它便是中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司(下称“中车戚墅堰所”)下属的全资子公司——常州中车瑞泰装备科技有限公司。近几年,这家企业动作频频,推出大兆瓦风电齿轮箱、提升研发与试验能力、建设产业化基地、实施体制机制改革……全力冲刺其“十四五”发展目标。
“我们力争跻身国内风电齿轮箱行业前三,将风电装备打造成所里的‘第二张名片’。”常州中车瑞泰装备科技有限公司(下称“瑞泰装备公司”)党委书记、董事长杜利清向记者表示。
中车戚墅堰所
目标直指风电齿轮箱行业前三
早在2008年,原南车戚墅堰所即涉足风电领域,属于国内较早一批进入风电领域的企业。
此前的2006年,《中华人民共和国可再生能源法》正式施行,我国风电产业发展迎来“黄金期”。这一年,原南车株洲电力机车研究所有限公司开始进军风电整机装备制造领域。
到2008年,我国风电产业呈现出明显的加速发展之势。在这样的背景下,基于承接国家战略、在集团内形成业务协同的考虑,中车戚墅堰所决定依托自身在轨道交通装备齿轮传动系统方面的深厚积累,以齿轮箱为切入点,探索开拓风电装备制造业务。
背后的逻辑在于,轨道交通领域和风电行业所用的齿轮箱在工艺、材料、技术等方面是相通的。这意味着,作为中车机械传动技术研发中心和中车金属材料技术研发中心的中车戚墅堰所,可以将其所具有的工业传动和材料工艺“双源”独特优势,平移至风电装备业务中。
据了解,中车戚墅堰所始建于1959年,主要从事轨道交通领域新材料、新工艺、新装备、新技术的研究开发及其科技成果的产业化,是我国轨道交通齿轮传动系统权威供应商,以及国内高铁齿轮传动系统唯一供应商。
当然,“跨界”毕竟存在门槛,需要一个积累的过程。经过数年潜心研发,自2011年起中车戚墅堰所逐步批量交付系列化风电齿轮箱,并成为中车株洲电力机车研究所有限公司(下称“中车株洲所”)的主力供应商。
谈及这段历程,杜利清表示,“无论市场如何变化,我们始终按照自己设定的节奏稳扎稳打,着力筑牢技术基底、丰富产品谱系,为抓住更大的市场机会做好准备。”
进入“十四五”,新的机遇来临。随着国家审时度势提出碳达峰、碳中和目标,我国风电发展大幅提速,年均新增装机容量倍增至5000万千瓦。
在国家政策的指引下,众多企业纷纷发力风电业务。2021年4月15日,中国中车集团“十四五”发展战略纲要对外公布,明确了以轨道交通装备为核心,打造以风电装备、新能源客车、新材料为支柱,以电控系统、光伏、氢能装备等为培育重点的“一核三极多点”的业务布局。
按照集团的战略部署,中车戚墅堰所确立了“高端交通装备、清洁能源装备”双赛道发展战略,将以风电装备为代表的清洁能源装备作为主力赛道之一,并采取多项措施推动风电业务发展,包括开展业务重组,将风电业务划归瑞泰装备公司。
近两年,瑞泰装备公司的风电业务发展呈现“多点开花”之势。
在前不久举办的2023北京国际风能大会暨展览会(CWP 2023)上,瑞泰装备公司发布了8.X~10.X MW主轴集成式双馈风电齿轮箱、8.5~12MW全集成半直驱海上风电齿轮箱两款产品,标志着其在大兆瓦风电齿轮箱研发上取得新的突破。
8.X~10.X MW主轴集成式双馈风电齿轮箱
8.5~12MW全集成半直驱海上风电齿轮箱
在做好集团内部配套的同时,瑞泰装备公司通过加强市场营销大力开拓外部市场,与更多风电整机商建立稳定的合作关系。
2022年5月,瑞泰装备公司自主研发的G60010风电齿轮箱启程发往海外,这是其首次完成的出口风电齿轮箱批量订单。
2022年4月,瑞泰装备公司斩获批量风电后市场齿轮箱订单,合同金额超过1000万元,这是自其开展风电后市场业务以来获得的首个批量订单。
由此不难理解为何瑞泰装备公司的风电装备业务发展势头强劲。预计今年其风电装备销售收入将实现翻番,达到8亿元。
加快能力建设抢抓历史性机遇
当前,我国风电产业处于新一轮景气周期。据全球风能理事会(GWEC)预计,2023—2027年我国风电年新增装机容量有望达到6000万千瓦。
机遇往往与挑战并存。机组大型化趋势凸显、新机型大量涌现、技术迭代明显加快……对企业的研发和生产能力提出了更高要求。
针对于此,瑞泰装备公司一方面通过成立综合技术团队,加快大兆瓦风电齿轮箱的自主研发,逐步形成了1.X~16.X MW双馈和半直驱风电齿轮箱产品的谱系化平台。
其中,8.X~10.X MW主轴集成式双馈风电齿轮箱,采用传动链集成设计,基于全传动链柔性化建模分析技术,优化了匹配传动链刚度与行星轮系均载性能。8.5~12MW全集成半直驱海上风电齿轮箱,采用柔性销技术和拓扑优化技术,在减重的同时保证了齿轮箱的强度和刚度。
杜利清告诉记者,接下来瑞泰装备公司将继续推进最大至12MW双馈和半直驱陆上风电齿轮箱、8~20MW半直驱海上风电齿轮箱系列化产品平台的研制。
“未来,我国风电齿轮箱产业要保持健康发展,仍需加大基础理论研究和技术创新。”他说。
瑞泰装备公司已经在积极开展相关工作。比如,对多行星轮系的均载进行技术研究、仿真和测试,在结构件强度和刚度方面建立关键尺寸模型,研究最优关键尺寸组合等;在系统动力学、滑动轴承方面进行探索,并取得一定进展;针对多行星轮轮系、滚道行星轮、结构件轻量化等展开研究和应用;推进滑动轴承和滚动轴承的国产化工作。
另一方面,瑞泰装备公司加快了齿轮箱组装试验能力建设。
据杜利清介绍,2022年以来,该公司已投资近3亿元用于提升齿轮箱及核心部件的研发、生产、测试能力。
2022年,瑞泰装备公司成立新北分公司,建成了大兆瓦风电齿轮箱春江产业基地,年产能达到1200台风电齿轮箱。
瑞泰装备公司新北分公司
今年9月,中国中车新能源风电传动系统产业化基地在常州启动建设,它集数字研发、智能制造、绿色环保、智慧办公于一体,占地约200亩。一期项目计划于2024年实现组装试验产线投产,可新增年产600台大齿圈、600台行星架等核心零部件的精加工能力,新增年产1800台3~12MW风电齿轮传动系统的批量生产能力,并全面构建起12~20MW海上风电齿轮传动系统样机研制能力,产品型号覆盖中国中车集团的风电整机产品全系列机型,以及行业头部整机商的主力机型。
中国中车新能源风电传动系统产业化基地奠基仪式
待该基地投用后,加上总部基地和春江产业基地,瑞泰装备公司将具备年产2400台以上风电齿轮箱的能力。
高可靠性源自于“高铁品质”
质量是企业的生命线,深耕轨道交通装备领域数十年的中车戚墅堰所对此自然有着深刻理解,质量文化是其企业文化的核心内容。
秉承高铁“万无一失”“一失万无”的质量意识,瑞泰装备公司高度重视产品从研发到生产制造全过程的质量稳定性,对质量管控十分严格。而背靠中车戚墅堰所,让瑞泰装备公司在打造高可靠性风电齿轮箱上拥有了先天优势。一方面,其所用的很多原材料、部件、技术都已批量应用在对可靠性要求极高的轨道交通领域,质量和可靠性能够得到很好的保证。另一方面,中车戚墅堰所的产品广泛运行于沙漠、高原、严寒、酷暑等各类复杂环境中,瑞泰装备公司可以充分借鉴由此积累的经验。此外,瑞泰装备公司可以借用中车戚墅堰所围绕轨道交通装备建立的质量和可靠性保障体系。
以试验检测为例,中车戚墅堰所建有失效分析及金相、化学及材料分析、计量与精密检测、力学性能、无损检测等多个专业研究室。其拥有的国家级试验检测中心,能够完成对产品制造全过程的监测,涵盖原材料检验、机械性能检测、无损探伤、零件尺寸与形位公差检测、齿轮精度检测等。此外,这家企业还搭建了最大可完成20MW齿轮箱测试的试验台。
20MW双馈/半直驱风电齿轮箱加载试验台
在质量保证方面,中车戚墅堰所针对产品开发质量、研发质量、过程质量等环节形成了一套完善的管控流程。例如,对产品研发过程的产品设计规范、技术要求、过程技术项点点检、文件标准化等进行规范,以开发过程的正确性来保证多产品开发的一致性。
“我们还选择与行业领先设计公司开展项目合作,并对设计开发过程和关键控制项点进行全面对标,以保证开发的产品能够与时俱进。”杜利清补充道。
在售后保障方面,瑞泰装备公司组建了专业的售后服务团队,可以为客户提供现场检测、空中维修等服务,快速响应解决现场问题。
正是这套保障体系,确保了瑞泰装备公司已装机的风电齿轮箱保持着良好的运行状态。
体制机制改革激活发展新动能
从自断“皇粮”,主动申请取消事业费拨款,到实行股份制改革,中车戚墅堰所64年的发展史被打上了深深的改革烙印。它的每次重大抉择总是紧扣时代脉搏,与国家的重大战略部署休戚相关。改革必然带来“阵痛”,但会为企业转型发展注入持久的强劲动力。
面对双碳机遇,中车戚墅堰所的管理者意识到,在风电这样一个充分竞争的市场中,国企要完成从“跟跑”到“领跑”的逆袭,必须改革体制机制,向外扩大“朋友圈”,引入战略投资者,实现产业协同与优势互补;对内强化激励机制,调动员工的积极性和主动性,激发企业的内生活力。
基于这样的认识,中车戚墅堰所加快了市场化转型的步伐,采取了包括引入职业经理人制度在内的一系列改革举措。
齿轮箱产品
其中值得一提的是,作为中车集团旗下首家制造类混改企业,中车戚墅堰所在2019年入选国家发展改革委第四批混合所有制改革试点单位。2022年6月,其混改方案获中国中车集团批复。
今年3月21日,中车戚墅堰所在混合所有制改革上迈出关键一步,引入了国家能源集团、山东能源集团、中国船舶集团、中国诚通等多家大型产业集团或国家级基金旗下投资主体,战略投资企业均是能源、装备、资本等领域的“佼佼者”,具有与中车戚墅堰所发展“高匹配度、高认同感、高协同性”的特点。在本次混合所有制改革中,中车戚墅堰所将风电齿轮箱定为重点投资领域之一。
值得注意的是,本次混合所有制改革同步实施了国有科技型企业股权激励计划,数百名员工共同出资,成立了员工持股平台实现持股。通过股权激励计划,建立起对核心员工的长效激励与约束机制,企业与核心员工成为“命运共同体”。
整体技术实力的提升,研发生产能力的增强,体制机制改革的落地,为瑞泰装备公司进一步打开风电齿轮箱市场奠定了基础。“面对前所未有的机遇,在所里的全方位支持下,我们有信心成为国内领先、行业一流的风电装备提供商,为达成所里的中长期战略目标贡献力量。”杜利清向记者表示。