由于离地 500 英尺或离岸 15 英里的风机的维护成本非常高昂,现今客户高度重视可靠且无需维护的风机动力传动系统解决方案。然而,以前并非总能如愿。
铁姆肯公司的战略与业务发展副总裁 Ajay Das 早在 2007 年就负责发展公司的风能业务。随着风机尺寸的增大,设计的复杂性也随之增加,现有设计已经无法满足需求。要想让风机使用 20 年,需要在 7 到 10 年内对齿轮箱进行大修,维修成本可能高达每次 30 万美元,甚至在整个风机寿命期超过 120 万美元。
“铁姆肯公司恰逢此时进入风能领域。”Das 表示。当风机尺寸较小时,轴承上的载荷不会很高,因此轴承设计方案没有优化也问题不大。对于风能市场,铁姆肯公司起初非常谨慎,直到风机逐步升级达到多兆瓦级容量,铁姆肯公司意识到,投资技术更先进的轴承可以显著提升风机的生命周期价值。
Das 说道:“投资风能是一项涉及数百万美元的决定”,并且当时风能行业的未来尚不确定。不过,他又说道:“我们认为这是一个不容错过的机会。”
2010年,铁姆肯公司在中国开设了一家新工厂,为一家中国风能公司供应超大孔径轴承。Das 还负责监管美国、中国无锡、印度钦奈和罗马尼亚普洛耶什蒂的工厂改造与扩建工作。
想象一下,三架波音 747 围绕一个轮毂旋转
铁姆肯公司为风机开发解决方案。
通过降低成本发展风能市场
在铁姆肯公司120 年的历史中,管理层一直对公司解决技术难题的能力感到自豪,而这些难题并非任何企业都能解决。风能也不例外。
Das 表示:“起初,各个环节中最薄弱的一环是轴承。”为了解决下风向轴承过度磨损的问题,铁姆肯公司工程师开发了一种圆锥轴承设计,使轴承内的两排滚子能够均匀地分担径向和推力载荷。Timken轴承的耐磨涂层则能进一步预防微点蚀和润滑问题。
在铁姆肯公司工程师的帮助下,风能前景迅速改善。AWEA 在 2017 年报告称,风力发电厂的运营成本在过去七年中下降了三分之二。在风能优质地区,三到五兆瓦的较大风机现在正在取代亚兆瓦级风机。“突然之间,同一地方同样的风量能生产更多电力。”Das 说道。
全球持续关注可再生能源,而其中风能领域则充满了技术挑战,这两点正好也是铁姆肯公司在业务发展进程中所关注的。Das 表示,尽管铁姆肯公司风能产品的安装基数不断增长,但售后市场机会才刚开始利用起来。他又说道:“到 2020 年,售后市场需求将比 2017 年翻一番。我们通过分销合作伙伴取得了不俗业绩,售后市场零件不仅出售给我们的原始设备,还出售给竞争对手的设备用于升级。”
铁姆肯公司持续投资风能,开发出可延长轴承寿命并显著减少磨损的创新型风机轴承设计。如今,Timken双内圈圆锥滚子轴承 (TDI) 在风能主轴位置的应用面临着前所未有的挑战。TDI 是 10 年工程设计及客户合作的结果,旨在成为三点安装型风机的极佳轴承,延长大风机的生命周期,并提高其性能。
铁姆肯公司还投资并购各种传动产品,包括风机专用 Groeneveld 润滑系统、Lovejoy 联轴器以及 AeroTorque 扭矩限制器。所有这些产品通过协作,可有效地将风机叶片利用的原始动力转移到主轴后面的发电机上,且能在一些全球具挑战性的条件下可靠地运作。
进入新市场的模式 —— 历经一个多世纪的验证
Das 解释道,由于风机尺寸增大并且在海上使用,技术挑战成倍增加,但这对铁姆肯公司有利。他说:“铁姆肯公司通常涉足故障的发生概率和成本均很高的应用。在此类高风险情况下,客户会来找我们,因为他们知道自己将会获得可靠的解决方案。”
秉持着这样的战略,Das 会继续带领铁姆肯公司进入新兴市场,这将为铁姆肯公司的工程师带来各种他们乐于接受的技术挑战。机器人便是其中一个例子。他表示:“现在很多公司都在尝试开发协作机器人(与人类一起工作的机器人),但是动力传动系统必须非常精确、轻巧和节能。铁姆肯公司正在考虑涉足这些应用。”
铁姆肯公司还看到太阳能应用以及食品和饮料加工行业的显著发展,这些行业的动力传动系统必须保持超净消毒。Das 说道:“我们会继续在此类新兴和高增长行业中寻找挑战,在这些细分领域进行有机和无机建设。”
就风能来说,战略是先解决高风险技术挑战。随着挑战被攻克,相关产品的安装基数将会随之增长。然后,铁姆肯公司通过其售后市场分销商销售替换零件,带来源源不断的收入,塑造可持续的盈利能力。
