国内陆上风电机组单机容量纪录再度刷新。
根据常州官方微信公众号“常州发布”披露，由中车戚墅堰所自主研发的国内首款陆上15兆瓦风电主齿轮箱近日正式批量生产，率先下线的2台产品已装载完毕。据了解，该15兆瓦风电机组在完成风场测试后，将批量应用于新疆塔城额敏130万千瓦风电项目。这一重大成果不仅刷新了陆上风电机组单机容量的世界纪录，更意味着超大型风电机组“传动心脏”这一关键核心技术真正实现了自主可控，整体性能站上国际领先台阶。此前，行业普遍认为陆上风电3兆瓦已是极限，而从3兆瓦到15兆瓦，功率跨越5倍。
主齿轮箱的功能是将风轮每分钟不足十转的低速，精准转化为发电机所需的高转速。功率每提升一个台阶，齿轮箱需承受的扭矩便呈倍数级增长。相较于10兆瓦产品，15兆瓦齿轮箱功率增长至1.5倍，扭矩需求却飙升至1.8倍，对材料、设计、加工和装配提出极限挑战。
中车戚墅堰所将这组看似矛盾的数据统一在量产产品中。这家始建于1959年的中国中车核心企业，主业是轨道交通装备关键零部件，其高铁齿轮传动系统覆盖时速160公里至400公里全速度谱系。正是高铁传动领域积淀的工业传动与材料工艺两大技术，为风电装备的跨越提供了支撑。
核心技术难点在于“多行星轮均载”。研发人员将这一过程比作多人同时扛重物——功率小的时候只需3个齿轮分担载荷，而15兆瓦需要10个齿轮同时出力，任何一个“偷懒”都可能酿成故障。行星轮数量越多，对齿轮加工精度、系统刚度匹配和装配同轴度的要求越严苛。据该产品设计负责人洪翔介绍，团队通过大量前期仿真分析进行精准耦合匹配，最终将均载系数控制在极高水准。
轻量化是另一组关键指标。该产品采用三级行星加一级平行级高效传动结构，通过拓扑优化设计与先进热处理工艺，15兆瓦风电齿轮箱相较同级别机型成功减重约6%，扭矩密度提升至250Nm/kg以上。单机约89吨，相当于减重5吨。“扭矩提升至1.8倍，但产品重量增幅被控制在1.5倍左右。”洪翔说。
在可靠性层面，团队创新集成齿圈与轴承座结构，攻克了一级齿圈偏载这一长期困扰行业的难题。针对我国“沙戈荒”地区风速波动大、风沙侵蚀强的特殊工况，产品集成高精均载与抗风沙密封控制技术，全工况传动效率达98%。
绿色账本的测算数据是：单台15兆瓦风电机组相较上一代主流机型，年新增发电量超过300万度，相当于每年可节约标准煤约960吨，减少二氧化碳排放约2000吨。中车戚墅堰所风电装备事业部副总经理张保松表示，这意味着用更少的土地占用面积，实现数倍于以往的风能捕获效率。
站上陆上风电齿轮箱的世界之巅，中车戚墅堰所已将目光投向下一战场。“十五五”时期要补齐高端产品短板，海上风电是重点方向。”董事长王成龙透露，相较陆上，海上风电环境更为复杂，波浪载荷与台风冲击对可靠性的要求更高。企业将规划建设海上风电研发与生产基地，同时推动中国风电核心装备走向海外。
