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东南大学产学研合作重大成果:超大型液压冲击锤 领跑海上风电核心装备

发布者:魏子琦发布时间:2023-11-22浏览次数:197

风能是重要的新能源,在解决环境污染、能源短缺等方面发挥着重要作用。我国海上风电行业起步较晚,尤其是用于海上风机安装的大型液压锤,长期被国外公司垄断,严重制约了我国海上风电的大规模推广。为解决海上风电“卡脖子”问题,历经多年技术沉淀和两年集中攻关,20231028日,东南大学联合江苏龙源振华海洋工程有限公司(简称龙源振华)、中国一重集团有限公司(简称中国一重)、中机锻压江苏股份有限公司研发的3500kJ大型液压锤核心锻件成功下线,标志着我国已掌握大型液压冲击锤核心锻件的设计和制造技术,实现了风电核心施工装备的重大突破。

超大型液压打桩锤是用于海上风电施工的核心装备。近年来,随着海上风电的快速发展,机组单机容量越来越大,液压打桩锤的打击能力和管桩直径成为限制行业发展的瓶颈问题,研制开发更大规格的液压打桩锤迫在眉睫。全球大型液压打桩锤市场长期被荷兰IHC、德国MENCK垄断,高端产品只租不卖。2022年初,东南大学机械工程学院倪中华、孙蓓蓓、严岩团队联合龙源振华,启动了3500kJ海洋大型液压打桩锤成套装备攻关,迈出了大型液压锤国产化第一步。结合龙源振华丰富的现场施工经验和装备使用心得,团队建立了大载荷冲击动力学及疲劳寿命预测模型超大型锻件制造热处理工艺以及高精度沉桩过程数字孪生模型,通过工程数据确立模型核心系数,充分体现了产学研联合攻关的技术优势,为大尺寸核心锻件(替打毡座、替打环)的轻量化设计与制造工艺定型奠定基础。

3500kJ液压打桩锤核心锻件完成交货的同时,6000kJ+9.08m超大型液压打桩锤项目正式开工。然而,更大施打直径、更高锤击能量的液压冲击锤核心锻件(锤芯、替打毡座、替打环)吨位大、直径大、探伤性能要求高,属于极限制造范畴,对设计、制造环节都带来了极大挑战。作为全球仅有的3个能够开发大型打桩锤的联合体之一,龙源振华联合中国一重、东南大学、中机锻压等8家单位,于20233月签订“全球首创自主研发6000kJ+超大型液压打桩锤”联合研发协议,该装备是目前全球打击能量最大、技术水平和科技含量最高的海上液压打桩设备,经过半年多的技术攻关和方案论证,核心锻件已在中国一重投产开工。

东南大学团队坚持“将论文写在祖国大地上、写在核心装备上”,与龙源振华合作成立“海洋工程装备与技术联合研发中心”,开展“破极限、创新高、塑精品、开拓海工装备新篇章”为主题的党建共建实践活动,围绕海洋工程装备、风电施工过程管控等重点领域研究开展联合攻关,发挥行业龙头企业作为原创技术策源地、高校院所作为共性关键问题答卷人的合作模型,充分体现产学研联合攻关的技术优势。未来,中心将继续开展风电施工和运维核心装备的研发,为国家实现双碳目标、推进绿色能源转型发展做出更大的贡献。