2023年10月16日-19日，2023北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP2023）在北京如約召開(kāi)。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場(chǎng)由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國(guó)內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京，聚焦中國(guó)能源革命的未來(lái)。

本屆大會(huì)以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來(lái)”為主題，將歷時(shí)四天，包括開(kāi)幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話(huà)、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時(shí)代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電機(jī)組可靠性論壇”等不同主題的21個(gè)分論壇。能見(jiàn)App全程直播本次大會(huì)。

10月18日上午，中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)有限公司高級(jí)主任研究員黃衛(wèi)鋒在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新論壇I上發(fā)表題為《中國(guó)寶武高性能風(fēng)電用鋼解決方案》的主題演講。

以下為發(fā)言全文：

各位嘉賓上午好，今天我給大家?guī)?lái)中國(guó)寶武高性能風(fēng)電用鋼解決方案，分三塊：風(fēng)電用鋼現(xiàn)狀、TMCP高強(qiáng)鋼的優(yōu)勢(shì)、Baowind用鋼情況。

目前每年就風(fēng)電的基礎(chǔ)用鋼量新增600-800萬(wàn)噸，全球范圍內(nèi)風(fēng)電用鋼量達(dá)到1億噸，而且目前隨著風(fēng)電行業(yè)在進(jìn)行大型化高效化的發(fā)展也遇到成本的壓力，我們想通過(guò)鋼材技術(shù)的創(chuàng)新給大家?guī)?lái)降本的效果。    

目前風(fēng)電機(jī)組來(lái)講，塔架占整個(gè)成本的30%，在當(dāng)中又有80%的成本屬于原材料鋼材的成本。所以說(shuō)鋼材成本本身對(duì)于主機(jī)廠(chǎng)和業(yè)主，成本的壓力也是比較大的，也是比較敏感的。所以寶武看到風(fēng)電用鋼的發(fā)展方向，也看到具體應(yīng)用工作。

隨著目前海上風(fēng)電做的比較大，單樁來(lái)講預(yù)期最大直徑可以做到15米，長(zhǎng)度可以達(dá)到150米，鋼板厚度可以做到150mm。后來(lái)也有專(zhuān)家估計(jì)接下來(lái)達(dá)到單裝一根鋼管4000噸，對(duì)于吊裝的影響也是非常大的。另外導(dǎo)管架也是越來(lái)越大，就風(fēng)塔本身而言也是越來(lái)越大，像16兆瓦的塔桶直徑可以達(dá)到8米，單重達(dá)到800多噸。

越來(lái)越大造成鋼板生產(chǎn)和塔桶制造，也是造成很大的困擾。塔架越來(lái)越大，壁厚也是越來(lái)越大，長(zhǎng)度也是非常大的?，F(xiàn)在15米直徑的塔桶，要求鋼桶長(zhǎng)度40米。隨著鋼板的單重增加，生產(chǎn)制造難度也非常高，現(xiàn)在采用拼接的方式解決這個(gè)問(wèn)題，但也會(huì)帶來(lái)其他的問(wèn)題，對(duì)于整個(gè)制造難度是增加的。

對(duì)于塔桶制造本身來(lái)講，隨著厚度的增加，對(duì)于三管成型的能力要求越來(lái)越高。厚度越厚，焊接的時(shí)間和質(zhì)量也是難以保障的，重量的增加對(duì)于吊機(jī)能力和風(fēng)電的安裝船能力要求越來(lái)越高，所有的這些問(wèn)題給我們提出能不能有更好的方式解決。

就風(fēng)電用鋼來(lái)講，無(wú)論這么大的尺寸或者單噸這么大，我們的用鋼材料非常低，用整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中最落后的工藝來(lái)生產(chǎn)。目前來(lái)講，無(wú)論是海上或者陸上的風(fēng)電鋼，用的材料級(jí)別就是最普通的355，也就是對(duì)于海上風(fēng)電來(lái)講，一般用的國(guó)標(biāo)712，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中最低的材料。相比于傳統(tǒng)72來(lái)講，去年標(biāo)準(zhǔn)增加后可以增加960，對(duì)于陸上塔桶來(lái)講用的是191，現(xiàn)在用的也是Q35，對(duì)于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)最高鋼級(jí)也是達(dá)到690，所以也是用標(biāo)準(zhǔn)中最低強(qiáng)度級(jí)別的材料，所以提升的空間非常大。

我們用標(biāo)準(zhǔn)整體來(lái)講要求比較低，其實(shí)對(duì)于后續(xù)鋼材加工所需要的焊接性、疲勞性能，在主流的主機(jī)廠(chǎng)當(dāng)中沒(méi)有涉及。所以說(shuō)，這些要求對(duì)于后期的加工制造非常關(guān)鍵，但這沒(méi)有反映在現(xiàn)有風(fēng)電行業(yè)技術(shù)要求當(dāng)中。

另外是材料制造工藝全部以是政府工藝為主，最大的問(wèn)題是碳排放比較高，因?yàn)樾枰獰崽幚?，而且能夠制造鋼材最大的?qiáng)度級(jí)別有限，最大是460，強(qiáng)度再高是做不了的。目前先進(jìn)的工藝在風(fēng)電行業(yè)得到的認(rèn)識(shí)不足，反觀(guān)其他的行業(yè)，風(fēng)電安裝船，大批量采用高強(qiáng)鋼，這些應(yīng)用可以為風(fēng)電行業(yè)來(lái)去建。就我們對(duì)風(fēng)電鋼的預(yù)測(cè)，后續(xù)高性能風(fēng)電鋼有幾個(gè)突出的特點(diǎn)。

一是高性能，二是可焊性，三是制造過(guò)程要綠色低碳，采用最先進(jìn)的制造工藝不需要熱處理，同時(shí)希望減少用鋼量和碳排放，四是低成本，雖然說(shuō)性能和工藝提高，總的成本還是要下降的。

介紹一下TMCP高強(qiáng)鋼的優(yōu)勢(shì)，目前大家所用的材料是19世紀(jì)40年代出現(xiàn)的，在19世紀(jì)60年代出現(xiàn)了調(diào)制處理的扎制工藝，70年代出現(xiàn)TMCP工藝，目前來(lái)講用最簡(jiǎn)單的工藝，里面最大的問(wèn)題在于正火和正火工藝只能適用于低強(qiáng)度的材料，調(diào)制工藝可以達(dá)到非常高的強(qiáng)度，但最大的問(wèn)題是不好焊，一般用于不需要焊接的場(chǎng)合。TMCP覆蓋的鋼級(jí)比較廣泛，同時(shí)韌性、可焊性比正火調(diào)制要好，所以我們認(rèn)為T(mén)MCP在峰頂行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。   

同時(shí)，目前正火用40、355碳鋼量大于0.43，如果用TMCP工藝，即使做到460，碳鋼量可以降低到0.40左右。如果在基礎(chǔ)上加上一定的核心，我就可以把碳鋼量進(jìn)一步降低0.33。如果在基礎(chǔ)上再稍微加一點(diǎn)合金，從這個(gè)意義上來(lái)講TMCP具有的優(yōu)勢(shì)，能夠細(xì)化，包括提高疲勞強(qiáng)度。

基于工藝情況下，中國(guó)Baowind構(gòu)建355-500的風(fēng)電鋼，最大厚度可以做到120，突出的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)高效銜接，目前的用量也非常廣泛。在材料的設(shè)計(jì)之初考慮到后續(xù)材料的加工工藝，包括焊接工藝，已經(jīng)形成非常完整后續(xù)加工指導(dǎo)工藝的規(guī)范。

目前，Baowind風(fēng)電用鋼的解決方案包含兩部分，一是純粹用高強(qiáng)本身，二是在高強(qiáng)本身的情況下增加高疲勞，能夠進(jìn)一步降本。先說(shuō)高極限方案，目前塔桶推薦用420、460，希望用Q420為大家降本，同時(shí)出現(xiàn)高塔可以做到K500，目前主流的420方案，比如說(shuō)右邊的案例是在新疆比較項(xiàng)目，采用355和420經(jīng)濟(jì)性的對(duì)比。420原來(lái)是346噸，用到420直接減重40噸。

從去年6月份開(kāi)始，所有的主機(jī)廠(chǎng)在大批量應(yīng)用420材料，有一些主機(jī)廠(chǎng)基本上一半設(shè)計(jì)，已經(jīng)用420材料替代。海上目前的幾大設(shè)計(jì)院，也在設(shè)計(jì)420和460替代方案。

這個(gè)構(gòu)建塔（PPT）采用的是550方案，比傳統(tǒng)的355減重非常大，采用鋼管是用保鋼制造的1.4米直徑，現(xiàn)有塔一般是3米一段，這個(gè)不需要那么多的焊縫，整個(gè)產(chǎn)能非常高，成本也非常低。

高疲勞的方案，剛剛只是提到高極限，風(fēng)電運(yùn)行環(huán)境當(dāng)中，大部分情況下對(duì)于焊縫疲勞強(qiáng)度要求非常高，我們要提高壽命減少用鋼量，我們做三種材料的對(duì)比，355疲勞強(qiáng)度是DC92，420疲勞極限101，500是155。這就意味著壽命可以延長(zhǎng)這么多或者說(shuō)把材料的壁厚減薄。

同時(shí)做附件焊縫，做的次數(shù)是1000萬(wàn)次?；旧纤菍儆跓o(wú)限疲勞壽命，附件疲勞做到110兆帕，420提升13.8%，都比對(duì)接焊縫疲勞強(qiáng)度高一些。

在今年4月份的時(shí)候，北京鑒衡全程參與做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，給我們頒發(fā)疲勞性能提升的技術(shù)評(píng)估復(fù)合性報(bào)告，也是全球鋼鐵行業(yè)或者風(fēng)電行業(yè)第一家取得證書(shū)，而且大家能夠用高疲勞的方案設(shè)計(jì)證書(shū)。可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減重20-40噸，就去年來(lái)講寶武風(fēng)電鋼供貨量也非常大，大家認(rèn)為高強(qiáng)之后韌性會(huì)下降，無(wú)論是-20或者-40，性能永遠(yuǎn)是非常高的，在標(biāo)準(zhǔn)的情況下做各位置的評(píng)價(jià)，最低也就是在100多家。

最后給大家介紹一下碳鋼量的設(shè)計(jì)，采用TMCP工藝后，其實(shí)是500采購(gòu)，碳鋼量只有0.39，現(xiàn)在Q935是0.42%，所以我們認(rèn)為寶武高強(qiáng)系列材料，從可靠性的角度上來(lái)講是優(yōu)于35材料。這是TMCP業(yè)績(jī)表，涉及到國(guó)內(nèi)外不同強(qiáng)度級(jí)別的材料也都有。

我們希望大家在風(fēng)電行業(yè)，能夠更多的用高性能的風(fēng)電鋼材料，對(duì)于寶武來(lái)講為了區(qū)別現(xiàn)有的材料和寶鋼新開(kāi)發(fā)材料的區(qū)別，所以我們申請(qǐng)Baowind這么一個(gè)品牌，也希望通過(guò)寶武在行業(yè)內(nèi)的推動(dòng)，讓大家用到更多高性能的風(fēng)電鋼，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）