（铁姆肯公司）

　　随着风能行业的蓬勃发展，我们经常可以在风力资源丰富的高山和大海看到大型风机的随风旋转。作为火力发电的有力补充，风力发电正越来越有效地造福人类。以居民用电来说，如果一个家庭平均每天用20度电，那么一个2MW的风机满功率发电时可以同时满足约2400个家庭的正常用电。而风机的功率还在变得bigger and bigger，已经从2MW发展到2.5MW、3MW乃至9MW。今天，我们请到铁姆肯公司风能应用工程经理陆建国（下文统称陆工）来为大家说说“风机那些事儿”。

　　风机不是大号的风扇

　　小编：有人说风机就是大个头的风扇，这种说法对吗？

　　陆工：具有三个大叶片的风机外形与风扇的确非常相似。记得前些年风能市场大火的时候我曾经拜访过一个从生产风扇转产到制造风机的企业，当时他们的技术人员信心满满地说：“我们以前生产电风扇做得很好，所以生产风机应该也没有问题。”然而，事情远没有这么简单。风扇是把电能转化成风能，而风机则是把风能转化成电能，二者的设计、运行原理有着本质的不同。
小编：那么风机是否会受到恶劣天气的影响呢？Z近天天高温橙色甚至红色预警的，不知对风机正常运行是否会有影响？

　　陆工：其实，在高温天里，为了保证陆地或海上风机不“中暑”，背后是有大量工作人员坚守在现场默默地工作着的。正是由于他们的辛勤劳动，我们才能将大自然的馈赠转化成电能然后将凉风送至千家万户。前几天我的一位同事还在微信群里发了一张奋斗在风场一线的图片，大家对这位“抗日英雄”都钦佩不已。

　　堪比航空母舰的风机尺寸

　　小编：据说目前全球Z大的风力发电机是Vestas的9MW风机，这么大功率的风机到底有多大呢？

　　陆工：实际上，继9MW风机研制成功后，目前世界上已经有多个10MW的风机项目正在研发中。那么10MW的风机到底有多大呢？答案是其尺寸量级已经和美国尼米兹级航空母舰相差不远了。尼米兹航母的长度为333米，而10MW风机的高度已经达到了245米甚至更高。

　　变大的不只是风机
　　小编：如此庞大的风机对轴承性能有哪些新要求呢？
　　陆工：首先，轴承的作用是用来降低摩擦力，提高机械效率。也就是让风机Z大程度地将所捕捉到的风能转化成电能，而不是浪费在机械部件间的摩擦生热上。假设对一台普通的风机进行解剖，轮毂就相当于动物的头，而主轴上的两个轴承则如同动物的脖子，承受着来自头部的重量。所以主轴轴承除了降低摩擦外，还起到支撑轮毂及叶片的作用。

　　如此说来，如果这个“动物”的块头和航空母舰一个级别，那么要支撑这个庞然大物的重量及风力载荷可不是一件容易的事情。为了具有足够的支撑能力，轴承的尺寸也必须非常大。比如3MW风机主轴轴承的尺寸就可能达到直径2.5米以上。功率更大的风机则需要尺寸更大的轴承。

　　目前整个风电行业都面临着尺寸受限的问题。一味地增大尺寸不仅技术难度大而且成本高昂。成本自不必说，从技术角度讲，要加工超大尺寸的精密部件是非常困难的，需要极高水准的设备条件和工艺水平。以轴承在制造过程中需要进行的热处理来说，零件尺寸越大，需要的时间和成本也就越高，而且零件的尺寸变形量也越大，也越不容易控制零件的精度。

　　小编：那么，针对这样的现状我们有什么解决方案吗？

　　陆工：铁姆肯公司在风机轴承领域还是具有领先优势的。我们目前可以生产的风机主轴轴承的Z大尺寸超过3米。此外，我们也有独特的办法解决轴承尺寸的问题，例如现在风机设计人员在设计主轴结构时经常采用单支撑双列圆锥轴承的方案。所谓的单支撑双列圆锥轴承设计，就是只有一个具有两排滚子的圆锥轴承来支撑所有的重量和载荷。

　　这种设计的优点在于结构紧凑系统刚度好，但经济性比较差，因为在正常的情况下两个主轴轴承中一个受力很大，另一个受力相对较小，也就是说至少有一列轴承的尺寸是浪费的。对于一个10MW的风机来说，主轴轴承稍微浪费一点，那么也许一辆宝马车就没有了。

　　铁姆肯公司的解决办法说起来也很简单，直接将轴承一分为二就可以了。本来一个双列圆锥轴承要增加载荷支撑点距离、提高系统稳定性只能增大轴承尺寸，但分开之后则可以通过拉开两个单列圆锥轴承的距离来实现。关键是一分为二之后，可以将其中一个受力较小的轴承尺寸大幅度缩小，这样可以优化设计，提高经济性。根据我个人的经验在保证风机功率相同的情况下，两个单列圆锥轴承的重量比一个双列圆锥轴承应该可以降低约40%左右。

　　小编：风机轴承的学问可真大！非常感谢陆工今天的介绍，让我们对风能行业的发展和轴承的作用有了更进一步的认识。