INVESTMENT PERSPECTIVE

投研视角

风电轴承的国产化
来源:锐意资本 发布时间:2022-06-20


作者简介 PROFILE

彭 润 天

曼彻斯特大学硕士,历任中国风险投资有限公司投资经理、锐意资本制造业研究员,专注高端制造领域研究,挖掘潜在的投资机会。

回转支承又叫转盘轴承,是一种能够承受综合载荷的大型轴承。在现实工业中应用很广泛,被人们称为:“机器的关节”,是两物体之间需作相对回转运动,又需同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩的机械所必需的重要传动部件。

风电轴承是风力发电机组的核心零部件。由于风电设备的恶劣工况和长寿命、高可靠性的使用要求,使得风电轴承具有较高的技术复杂度,是最难国产化的风机零部件(轴承和控制系统)之一,成为影响我国风电制造业发展的软肋。

风电轴承可以分为两大类:①变桨、偏航轴承;②传动系统轴承(主轴、齿轮箱(增速器)、发电机)。双馈风机所采用的风电设备轴承示意图如下:

变桨、偏航轴承的主要作用是根据风向、风速改变叶片的桨距角或风机的迎风角度,以确保稳定高效的电力输出,工况则相对简单,停多于转,对产品的要求便相对较低,目前已基本实现国产替代。

传动系统轴承则由于使用率高的原因,磨损相对更为严重,对技术和产品的稳定性要求更高,目前国产化率较低。以2020年的数据作为参考,主轴轴承、齿轮箱轴承、发电机轴承的国产化率分别为33%、0.58%、0.20%。

其中,主轴轴承的国产化集中在3MW及以下的风机,3MW以上的大功率机型偏低,国产化率不足5%;齿轮箱则是由于集成的轴承种类偏多,整体国产化难度较高;发电机轴承市场相对较小,国产化动力不足。预计未来风电轴承国产化的主要战场将在大功率风机的主轴轴承,估算2025年市场规模接近80亿元。

大功率主轴轴承行业壁垒较高,目前集中于SKF、Schaeffler、NTN、TIMKEN和罗特艾德等外资厂商,国产品牌里,仅有洛轴、瓦轴、新强联在产品有一定突破。具体来看,主要体现在以下几个方面:

01

淬火工艺

随着轴承钢的国产化,热处理环节感应再火相比于渗碳出现了明显的效率和成本优势,逐渐成为主流。熟练掌握并理解感应淬火工艺和检测控制环节,不断积累生产经验,培养熟练的技术工人和研发团队是关键性的壁垒。

02

滚子结构

大功率风机主轴轴承主要采用三排圆柱或双列圆锥滚子结构,涉及到轴承选材、滚道同时淬火、深孔加工、轴承检验等多项技术难点。

03

设计经验

外资在轴承环节经验丰富,下游客户涉及的行业广泛。在风机大型化的趋势下,外资的经验能够较好地复制到大功率轴承应用上。

04

进口设备

意大利SAET公司的无软带中频淬火设备采用两组加热组件配合成功消除软带,大幅提升了大功率主轴轴承的生产效率。目前该设备产能较低,且对国内军工企业有出口限制。

05

客户认证

主轴轴承损耗大,故障率高,认证较为谨慎,至少需要三年,涉及到样机验证、小批量供应、批量供应等阶段,对供应商的技术工艺、量产能力有较大考验。

06

资金

 轴承行业设备投资额较高,缺乏融资能力的厂商无法快速新建产能,容易出现掉队现象。

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