风电齿轮增速箱产业化项目资金申请报告

风电齿轮增速箱产业化项目（一期）资金申请报告申报单位：武汉云鹤齿轮传动有限公司编制单位：湖北省机电研究设计院二〇一〇年八月证书等级：甲级证书编号：工咨甲12120070030项目编号：JDS2010-52院长：杨德斌

总工程师：夏利霞设计负责人：梁楚审核：周利民PAGEPAGE0参加资金申请报告编制人员姓名职称梁楚高级工程师吴大德工程师郑俊工程师阳美枝高级经济师注册咨询工程师朱长明高级工程师注册咨询工程师PAGEPAGEiii目录TOC\o"1-2"\h\z\u1项目概况 11.1项目名称 11.2项目承办单位及负责人 11.3项目建设地点 11.4项目背景 11.5项目建设规模 51.6总投资及资金来源 61.7申请专项资金 71.8主要数据 71.9项目进展情况 71.10资金落实情况 71.11结论和建议 82项目单位基本情况 102.1武汉云鹤齿轮传动有限公司基本情况 102.2国营武汉长虹机械厂基本情况 103项目建设的意义和必要性分析 133.1世界风电产业概述 133.2我国风电产业发展现状 163.3我国风电设备制造业前景广阔 193.4我国风电齿轮箱行业现状 213.5市场分析 223.6项目建设的必要性和意义 244申请政府投资补助的理由和政策依据 264.1申请补助的理由 264.2政策依据 264.3申请投资补助的额度及用途 275项目技术基础 285.1核心关键技术和技术来源及先进性 285.2技术特点 285.3研发基础与研发团队 296项目建设方案 316.1建设主要内容及生产线配置 316.2工艺技术路线与技术特点 316.3设备选型和数量 346.4项目建设地及公用工程 417环境保护和资源综合利用、节能措施 557.1设计依据 557.2设计范围及标准 557.3项目主要污染物及防治措施 557.4职业安全卫生 577.5节能与合理用能 588项目总投资估算及资金筹措方案 618.1项目总投资估算 618.2金筹措方案 628.3投资使用计划 639项目财务分析和社会效益分析 649.1项目财务分析 649.2社会效益分析 6910项目招标方案 7010.1招标范围 7010.2招标组织形式 7010.3招标方式 70附表：（1）经济分析表（1～11）（2）设备明细表附图：厂区总平面布置图PAGEPAGE711项目概况1.1项目名称风电齿轮增速箱产业化项目（一期）1.2项目承办单位及负责人12.1项目承办单位武汉云鹤齿轮传动有限公司1.2.2项目负责人项目总负责人：尹鹏章项目技术负责人：杜昌武1.3项目建设地点武汉东湖开发区新能源产业园1.4项目背景我国是能源消耗大国且结构不尽合理，在我国电力构成中火电(以煤为主)占80%、水电占16%、核电占3%、其它仅占1%，其中风电则仅占0.11%。这样的能源结构给我国带来很大的压力，包括温室气体排放的压力。中国作为最大的二氧化碳排放国之一，实现经济增长与保护环境的平衡将是未来面临的一个严峻挑战。目前我国传统能源资源不断减少。以煤炭为例，已探明储量1145亿吨,到2020年，仅供电就年需约40亿吨,现有储量不过维持30年。预计2030年以后,我国煤炭和石油储量将所剩无几，水电资源基本开发完毕，届时我国经济发展将大量依靠新兴和可再生能源，大力开发新能源和可再生能源刻不容缓。按照我国《可再生能源中长期发展规划》2010年可再生能源占总能源消费量在达到10%，2020年非石化能源在我国一次能源的比重要达到15%左右。为此，“十二五”期间首要任务就是要培育和发展新兴能源产业，其中包括风能、核电、水电、太阳能和生物能源等，到2020年，我国可再生能源将形成年替代1000万吨石油的能力。谁掌握清洁和可再生能源,谁将主导21世纪;谁在新能源领域拔得头筹,谁将成为后石油经济时代的佼佼者。金融危机的发生,使能源业受到了严重的冲击,但却给新能源的发展提供了一个契机。随着各国对新能源支持力度的加大,与高价的石油天然气等常规能源相比,新能源将更具竞争力。风能是一种清洁的无污染、技术成熟、可再生能源，是太阳能的一种转化形式，但风能开发利用的成本比太阳能开发利用的成本要低，它是可再生能源中最具开发前景的一种能源。我国位于亚洲大陆东部,濒临太平洋,季风强盛,风能储备丰富。据中国综合资源利用协会可再生能源专业委员会与美国国家可再生能源实验室(NREL)合作，在联合国环境规划署(UNEP)的支持与资助下，对我国部分地区的风力资源进行了详细测算。根据该测算结果推测，我国陆地可以安装14亿千瓦的风力发电装备，如果考虑海上，总资源量将达到20亿千瓦以上，居世界首位。近年来，我国风电产业快速成长，呈现爆发式扩张。2006年，全国新增装机容量133万千瓦，同比增长166％；2007年，新增装机容量340万千瓦，同比增长156%。2008年以来，随着甘肃酒泉1000万千瓦级风电基地建设项目获国家发改委批准，全国再掀风电建设热潮。中国《可再生能源法》颁布实施和《中长期可再生能源发展规划》出台，为我国风电产业描绘了壮美诱人的前景。在大唐、国电等五大发电公司的带动下，包括地方的一些发电公司及海外投资者，纷纷在我国风力资源富集区测风圈场，投资建设风电项目。截至2009底，我国风电新增装机容量1380.3万千瓦，增长率连续6年超过100%，居世界第一，成为增长速度最快的国家。累计装机容量达到2580万千瓦，超过德国，位列全球第二。风电发展在我国已成“燎原之势”。按照2007年9月我国发布的《可再生能源中长期发展规划》到2020年，我国风电装机目标是3000万千瓦，实际上2011年有望实现这一目标。

按照目前的发展速度,2020年风电的总装机容量可能达到1亿～1.5亿千瓦。届时，风电将成为火电、水电以外的中国第三大电力来源，而中国也将成为全球风能开发第一大国。按照目前国内风电项目平均投资成本计算，每千瓦风电投资大概在1万元左右。巨大的资源开发潜力，必将造就一个蓬勃兴旺的风能产业。湖北省在风电机械制造和科研方面具有较强的优势，全省现有10多家风电零部件项目企业，主要零部件九成可自己加工制造，如风电齿轮增速箱、发电机、控制系统、大型结构件、塔筒制造等。

湖北省和武汉市地方政府大力支持本地发展风电产业，武汉市已在东湖新技术开发区规划建设新能源产业园，风能是其中重要的产业之一。以风力发电机总装为核心、齿轮增速箱、桨叶等关键零部件配套加工，形成湖北省风电产业链，促进武汉市“两型社会”的快速发展。2010年6月8日，由国营武汉长虹机械厂（武汉云鹤齿轮传动有限公司的母公司）、国测诺德新能源、武昌船舶重工、武汉重工铸锻、中国长江航运集团电机厂、湖北新火炬科技、武汉中北造船、中船重工七0九研究所、武汉大学、华中科技大学、武汉理工大学为代表的二十五家企业、高校和科研院所共同组成“湖北武汉风电装备产业技术创新战略联盟”。联盟企业将投资6亿元，在东湖高新区建设占地300亩的风电研发中心、测试中心和试验基地。这标志着东湖高新区将诞生新的百亿元支柱产业。联盟成立后，成员将合作开展重大项目的共同研发，比如海上3.0MW风机项目，这是海内外风机制造企业共同聚焦的领域。未来，湖北风电联盟还将在风电研发、风电产业化配套方面开展合作，实现风电产业规模化发展。在风力发电机组中齿轮增速箱是关键部件之一，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，约20r/min,远达不到发电机转子所要求的1500～1800r/min的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。根据机组的总体布置要求，有时将与风轮轮毂直接相连的传动轴（俗称大轴）与齿轮箱合为一体，也有将大轴与齿轮箱分别布置，其间利用涨紧套装置或联轴节连接的结构。为了增加机组的制动能力，常常在齿轮箱的输入端或输出端设置刹车装置，配合叶尖制动（定浆距风轮）或变浆距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。风力发电机组通常安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，受无规律的变向、变负荷的风力作用及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，加之所处自然环境交通不便，齿轮箱在狭小的机舱不可能像在地面那样具有牢固的机座基础，整个传动系的动力匹配和扭转振动的因素总是集中反映在某个薄弱环节上。大量的实践证明，这个环节常是机组中的齿轮箱。由于风力发电机组的安装高度离地面有几十米甚至更高，一旦齿轮箱出现故障维修很困难。因此，对齿轮箱的可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求。除了常规状态下力学性能外，还应该具有低温状态下抗冷脆性等特性，同时要求工作要平稳，防止振动和冲击等。设计中要根据载荷谱进行疲劳分析，对齿轮箱整机及其零件的设计极限状态和使用极限状态进行动力学分析、极限强度分析、疲劳分析，以及稳定性和变形极限分析。齿轮箱的质量对风力发电机的正常工作有着重要的影响。由于我国风力发电起步较晚，风力发电机的关键技术多是从国外引进，核心技术主要受德国、丹麦、波兰等少数欧洲国家长期垄断，其中包括齿轮增速箱的设计和制造技术，它是制约我国风电产业发展的瓶颈之一。武汉云鹤齿轮传动有限公司（以下简称云鹤公司或公司）利用其雄厚的技术力量和资金研发了新型风电齿轮增速箱，并取得了国家专利（专利号：ZL200920084071.9）。按此专利设计制造的ZSX-13001300KW风电齿轮箱已通过中国船级社设计评估，取得了评估证书。云鹤公司已掌握了这种规格风电齿轮增速箱的的核心技术。公司发明的风电齿轮增速箱与传统的风电齿轮箱的差别在于没有单独的主轴，而是将一级行星架作为输入轴直接与风叶轮毂连接。因此其结构紧凑、体积小、工作更平稳可靠、承载能力强。由于该齿轮箱在负载方面既要承受风叶的重力，还要承受轴向负载，对齿轮箱制造要求更高。1.5项目建设规模本项目是云鹤公司风电齿轮增速箱产业化项目的一期工程，公司将在武汉市东湖新技术开发区新能源产业园征地150亩，建设厂区围墙、大门、道路、厂内水、电等公用工程设施和20880平方米生产厂房，购置机械加工设备和热处理设备共58台（套），利用已获得的专利技术和百年老企业的加工技术积淀，形成年产兆瓦级系列风电齿轮增速箱200台的生产能力，表1-1生产纲领表序号产品类型年产量（套）12.5MW风电齿轮增速箱2022.0MW风电齿轮增速箱3031.5MW风电齿轮增速箱5041.0MW风电齿轮增速箱100合计2001.6总投资及资金来源1.6.1项目总投资本项目总投资18000万元，其中建设投资15934.8万元，建设期利息403.2万元，铺底流动资金1662万元。1.6.2资金来源（1）项目所需固定资产投资为16338万元，其中：公司已投入资金购买设备5500万元申请银行贷款6000万元，公司自筹4838万元。（2）正常年份流动资金需要量为5540万元，其中银行短期贷款2000万元公司自筹3540万元（含铺底流动资金1662万元）1.7申请专项资金本项目申请政府专项资金3000万元（未计入总投资）。1.8主要数据主要财务经济指标销售收入（正常年份） 22300万元利润总额（正常年份） 4435.81万元增值税1458.08万元销售税金及附加（正常年份） 145.81万元所得税（正常年份） 1108.95万元内部收益率(所得税前) 21.95%内部收益率(所得税后) 17.00%静态投资回收期 (所得税前) 5.97年静态投资回收期 (所得税后) 6.88年投资利润率 19.21%投资利税率 26.36%借款偿还期 4.35年（含建设期2年）生产能力表示的盈亏平衡点 46.72% 1.9项目进展情况公司已投入5500万元购进部分先进的数控机械加工设备、热处理生产线和必要的检测设备。利用这些设备已加工出样机，并在武汉国测诺德新能源公司（风电整机厂）试运行。1.10资金落实情况项目建设所需资金已落实。其中，企业自有资金6500万元，上海浦东发展银行武汉市分行承诺贷款8000万元人民币。1.11结论和建议1.11.1结论（1）本项目建设是国家发改委、工业和信息部《2010年重点产业振兴和技术改造中央投资年度工作重点》的内容之一，属“装备制造业的关键基础件”，产品方向为“齿轮”实施内容是“风电配套变速箱”；是国家发改委、工业和信息部《装备产业技术进步和技术改造投资方向（2010年）》支持的项目，属第（三）大类“齿轮”中“兆瓦级风电齿轮箱”项目。（2）本项目建设符合我国《中长期可再生能源发展规划》中“通过大规模的风电开发和建设，促进风电技术进步和产业发展，实现风电设备制造自主化，尽快使风电具有市场竞争力。”的精神。（3）项目建设对改善我国能源结构、节能减排和能源安全有着重要意义。（4）项目建设对我国风电产业朝着整机生产和关键零部件研发、生产平衡发展有积极的意义。（5）项目建设可将拥有自主知识产权的新型风电齿轮箱研发成果进行产业化，对工厂产品结构调整、进入高新技术企业领域，实现良好经济效益奠定基础。（6）项目实施后具有较好的经济效益，项目抗风险能力强，当产销量达到设计能力的46.72%时，项目即可保本。（7）项目项目建成后可进一步增强企业研发能力和自主创新能力。（8）项目建设将促进湖北省、武汉市新能源产业建设，为武汉市“两型社会”的建立和发展起到积极的推动作用。（9）项目建设具有较好的社会效益，可提供160人的就业的机会。1.11.2建议（1）建议加快项目建设速度，以满足我国风电主机厂对新型风电齿轮箱日益增长的需求。（2）建设资金是建设的关键，希望企业通过自身、政府和民间多渠道筹集落实，以保证项目如期或早日建成。（3）项目建成后企业研发手段和生产能力将得到加强，希望企业在此基础上，瞄准风电产业领域国际先进水平，关注国家风电产业技术的发展方向，在“产、学、研”联合开发和与整机企业的配套合作过程中，努力打造技术起点高，提升湖北风电装备产业自主创新能力和国际竞争力，积极推动我省和我国风电装备制造业的蓬勃发展。

2项目单位基本情况2.1武汉云鹤齿轮传动有限公司基本情况武汉云鹤齿轮传动有限公司是国营武汉长虹机械厂的全资子公司，于2009年11月23日注册成立，注册资本2000万元，企业性质为国有及国有控股，公司主导产品为兆瓦级风电齿轮增速箱。公司已在东湖技术开发区购写字楼一层，面积1200平方米，价值700万，专门用作风电齿轮项目技术研究的办公基地，为此成立风电技术研究所，并派20余名工程技术人员到德国进行学习考察。2009年初，公司依托国营武汉长虹机械厂现有生产场地、设备、技术进行产品的研制，截止到2010年6月份已试制生产出5套齿轮箱，其中3套通过实验检测，并送武汉国测诺德新能源公司（风力发动机总装厂）装机使用。依据风电齿轮生产加工的需要，公司已订购各类设备22台（套），其中包括2台进口设备，部分设备已进场。目前公司正在进行购置土地和生产基地建设的前期准备工作。2.2国营武汉长虹机械厂基本情况及财务状况2.2.1工厂基本情况国营武汉长虹机械厂其前身为中国民族工业知名品牌“汉阳造”的拥有者——汉阳兵工厂。工厂坐落在武汉市南郊旅游胜地白云洞，厂内环境优美，景色宜人。工厂占地面积337万平方米，京珠、沪蓉高速公路及107国道在厂前通过，厂内有铁路专线与京广铁路相连，交通十分便利。工厂资产总额10.39亿元，在册职工2300余人，专业工程技术人员700余人，拥有各种加工和检测设备2000余台套。为适应现代化大生产需要，工厂先后引进具有国内先进水平的大型生产和检测设备，如数控仿型铣、加工中心、数控齿轮磨床、高压发泡设备、等离子切割机、铝板阳极氧化生产线、自动油漆生产线、三坐标检测仪、直读光谱仪、电液伺服材料试验机等200余台套。CAD/CAM技术广泛运用，厂内局域网实现了全厂网络信息化管理。目前工厂已形成了较强的机械、电子、模具、表面处理等综合设计、加工和检测能力。自1997年以来，工厂不断提升管理水平，先后取得ISO9001、ISO9002、VDA6.1、QS9000、EAQF94、ISO/TS16949等质量体系、ISO14001环保体系、ISO10012质量检测设备完善体系等认证，是国家一级计量单位、湖北省著名企业、武汉市百强企业。工厂利用自身的机加优势和地域优势，抓住国内轿车工业发展机遇，经过十多年的努力，建成了我国较有影响具有现代化水平的轿车座椅及零部件生产基地。创立了“武汉云鹤”轿车座椅知名品牌，轿车座椅和零部件生产在国内占有重要地位，拥有完善的冲压、焊接、涂装、裁剪、缝纫、总装生产线，装备有大型冲压设备、进口数控弯管机、焊接机器人、电脑裁床等一批高精尖设备，形成年产30万套轿车座椅总成和冲压零部件的生产能力，相继为武汉神龙汽车公司（法国雪铁龙武汉合资公司）、上海通用汽车公司、奇瑞汽车公司、江淮汽车公司、湖南长丰猎豹公司多种车型配套座椅总成、座椅骨架.自1989年以来，作为上海大众汽车公司（德国大众上海合资公司）的主要供应商长期为其“桑塔纳系列”、“波罗”等轿车提供冲压零部件配套，以良好的企业形象、完善的质量保证体系、过硬的产品研发设计能力和售后保障体系赢得了客户的信任，已形成了覆盖华东、华中、华南轿车产品配套链。在抓紧自身发展的基础上，为适应市场竞争，工厂于2003年12月与美国的李尔（毛里求斯）有限公司合资成立了武汉李尔云鹤汽车内饰件系统有限公司。2007年工厂对轿车座椅总成及冲压零部件业务进行全面整合，先后与美国江森自控有限公司合资成立了上海江森鹤华汽车金属零部件有限公司、武汉江森云鹤汽车座椅有限公司、芜湖江森云鹤汽车座椅有限公司、合肥云鹤江森汽车座椅有限公司。目前各合资公司运行状况良好，通过与美国李尔公司、美国江森公司的良好合资合作，在诚实互信的基础上，实现了优势互补，双方已建立起长期稳定的战略伙伴关系。通过引进合资，引入了新的管理理念和管理模式，促进了工厂坚定不移地走外向型企业发展道路。在新产品的研发方面，工厂走“产、学、研”联合开发的道路，充分利用武汉高校的科研技术优势，积极储备技术资源。目前已与华中科技大学、武汉理工大学相关专业建立起了良好的合作关系，在风电齿轮增速箱、海洋石油钻井平台爬升及锁紧装置、工业用陶瓷轧辊新技术研发方面取得了较好的成效。2.2.2财务状况国营武汉长虹机械厂在完成军品的同时，积极开展“军转民”产品开发工作，近年来取得了良好的经济效益效益企业近三年经营情况见表2-1《近三年经营情况表》。表2-1近三年经营情况表2008年2009年2010年（预计）销售收入（万元）336434231054160利润（万元）65410501586税收（万元）121480010003项目建设的意义和必要性分析3.1世界风电产业概述太阳照射地球,地表受热不均,产生大气对流形成风。与其它能源相比,风能具有储量大、可再生、分布广、无污染等显著优点，但同时也有密度低、不稳定、地区差异大等局限。据估计到达地球的太阳能中约有20%转化为风能,约274亿兆瓦，其中可资利用的约2000万兆瓦,比地球上可开发利用的水能总量约大10倍。风能的利用，主要通过风力发电来实现。据估算，全球风能总量如果有1%用来发电,就能满足世界大部分的能源需求。随着世界经济的扩张，传统能源供应不足、污染环境的问题日益突出，世界风电产业得到高度重视和快速发展3.1.1世界风能资源储量丰富世界风能资源储量十分丰富。斯坦福大学土木和环境工程系根据国家气象数据中心和预警系统实验室1998-2002年的风速和温度数据，对7753个地面和446个(其中414个位于距地面高度为80±20米)空间观测点两种不同类型的数据进行比较，采用最小平方原理对全球风能资源进行了统计和计算，得出结论：按在80米高度处6.9米/秒的风速来计算，全球风能可利用资源量为72万亿千瓦。即使只成功利用了其中的20%，依然相当于世界能源消费量的总和。3.1.2世界风电装机容量快速增长通过产业技术进步，风电的成本也持续下降。目前，在各种可再生能源之中，风电的成本最低。国内的风电平均成本为0.50元/(kW·h)，总成本费用已经接近新投资的水电和火电。最近，世界风能理事会对进一步降低风电成本问题进行了分析研究后，认为风电成本下降，60%依赖于规模化发展，40%依赖于技术进步。过去的风电成本下降更多的是依据技术进步，以后风电成本进一步下降则更多的是依赖于规模化、系列化和标准化。世界风能理事会估计到2020年，陆上风机的总体造价还可以下降20%～25%，海上风机的造价可以降低40%以上，发电成本可以同幅下降。风力发电在可再生能源中是技术相对成熟、成本相对较低的一种，受到各国的普遍重视，装机容量快速增长。从1996年起，全球累计风电装机连续12年增速超过20%，平均增速达到28.33%。以地区别来看，欧洲仍是风电最普及的区域，但是，亚洲及美国则是未来三年风电市场增长动能主要来源。另外，北非及中东地区的风电新增装置容量也迅速增长。1997年全球风电装机容量只有7000兆瓦，到2007年已达到9万兆瓦。近5年来，风电在新能源和可再生能源中增长最快，年均达40％。美国、意大利和德国年均增长更高达50％以上。尽管遭遇金融危机，但2009年全球新增风电装机容量仍创下纪录，达到38千兆瓦，中国占据其中的三分之一。预计到2010年世界风电装机总量将达16万兆瓦，2020年达125万兆瓦，将为世界提供约12％的电力，同时减少二氧化碳排放近110亿吨。世界风能协会全球产业蓝皮书指出，13个国家将在未来全球风电发展中扮演领军角色，他们是中国、美国、德国、意大利、英国、法国、加拿大、澳大利亚、日本、印度、菲律宾、土耳其和巴西。其中，美国风电新增装机容量连续3年排名世界第一，2007年新增5244兆瓦，同比增加45％,占当年美国新增发电装机总量的30％，能满足150万个美国家庭生活用电。2009年，美国新增风电装机容量9900兆瓦，能满足240万美国家庭年用电量。2009年末，美国风电装机容量达35000兆瓦，比上年末增加39%。不过，由于2009年风电设施制造和扩充投资相比2008年下降约三分之一，预计2010年美国风电装机容量增速将有所放缓。欧洲国家中德国是发展和利用风能较早的国家，自上世纪90年代以来，德国共建立了6600多座风电站，并以年均30%的速度增长。丹麦靠近北海，是多风之国，也是最早发展风力发电的国家。最近10年，丹麦风力发电的年均增长也在30%以上。欧洲风能协会（EWEA）在其年度统计报告中指出，2009年欧盟风电新增装机容量10163MW（欧洲整体为10526MW），较2008年增长了23%，连续第二年超过了其他任何一种电力技术，占到欧盟电力新增装机容量的39%。其中陆上风电9581MW（较上年增长了21%），近海风电582MW（较上年增长了56%）。新增风电装机容量前五位的欧洲国家是：西班牙（2459MW）、德国（1917MW）、意大利（1114MW）、法国（1088MW）和英国（1077MW）。从累计装机容量来看，截至2009年底欧盟风电达到74767MW，占到欧盟电力总装机容量的9.1%。德国仍是欧盟国家中风电累计装机容量最多的，为25777MW；其次是西班牙（19149MW），意大利（4850MW）、法国（4492MW）和英国（4051MW）。至2009年底，欧盟年风力发电量达到163TWh，可满足欧盟4.8%的电力需求。亚洲、拉美落后于北美和欧洲。日本、印度、中国、巴基斯坦、泰国、印尼、韩国和菲律宾等国家，最近5年在风能开发方面的投资也有较大增长。拉美是近年来世界上风能开发利用进展较快的地区，巴西、阿根廷、智利、委内瑞拉和巴拉圭，近5年风能开发投资年均增长达到18.5%。风力发电快速发展在全球催生了一个庞大的新产业。目前全球风电市场规模超过370亿美元，从事风能产业的人数为40万，未来将大量增加，到2010年时至少达到100万。随着技术进步和风电场的扩大，风电成本得以持续降低。目前2～3兆瓦的风电机组已广泛使用，5兆瓦的风电机组也已投入运行。为了进一步降低成本，提高效率和可靠性、延长寿命，在风电机组设计中出现了许多新理念、新工艺、新材料和新技术，一大批风电设备企业崭露头角，如丹麦维斯塔斯，西班牙歌美飒、Acciona，美国通用电气，德国Enercon、西门子、Nordex、Repower，印度苏司兰和中国的金风公司等。作为世界最大的风电设备提供商，这10家公司占据了90％以上的市场份额。3.2我国风电产业发展现状3.2.1我国的风电资源丰富中国综合资源利用协会可再生能源专业委员会与美国国家可再生能源实验室(NREL)合作，在联合国环境规划署(UNEP)的支持与资助下，对我国部分地区的风力资源进行了详细测算。根据该测算结果推测，我国陆地可以安装14亿千瓦的风力发电装备，如果考虑海上，总资源量将达到20亿千瓦以上。我国的风力资源主要分布在两大风带：一是“三北地区”(东北、华北和西北地区)；二是东部沿海陆地、岛屿及近岸海域。另外，内陆地区还有一些局部风能资源丰富区。“三北”(东北、华北、西北)地区风能丰富带包括东北3省和河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏、新疆等省区近200千米宽的地带，可开发利用的风能储量约2亿千瓦，约占全国可利用储量的79%。该地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模地开发风电场。东部沿海地区风能丰富。冬春季的冷空气、夏秋的台风，都能影响到沿海及其岛屿，是我国风能最佳丰富区，年有效风功率密度在200瓦／平方米以上。如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等，可利用小时数约在7000至8000小时。这一地区特别是东南沿海，由海岸向内陆丘陵连绵，风能丰富地区仅在距海岸50千米之内。内陆局部风能丰富地区是在两个风能丰富带之外，风功率密度一般在100瓦／平方米以下，可利用小时数3000小时以下。但是在一些地区由于湖泊和特殊地形的影响，风能也较丰富。另外，我国海上风能资源丰富，10米高度可利用的风能资源约7亿多千瓦。海上风速高，很少有静风期，可以有效利用风电机组发电容量。一般估计海上风速比平原沿岸高20%，发电量增加70%。在陆上设计寿命20年的风电机组在海上可达25年到30年，且距离电力负荷中心很近。随着海上风电场技术的发展成熟，海上风电将来必然会成为重要的可持续能源。3.2.2我国风电的发展我国的风电发展大体可分为三个阶段。第一阶段：1986～1990年是我国并网风电项目的探索和示范阶段。其特点是项目规模小，单机容量小。在此期间共建立了4个风电场，安装风电机组32台，最大单机容量为200kW，总装机容量为4.215万千瓦。平均年新增装机容量仅为0.843万千瓦。第二阶段：1991～1995年为示范项目取得成效并逐步推广阶段。共建立了5个风电场，安装风电机组131台，装机容量为33.285万千瓦，平均年新增装机容量为6.097万千瓦，最大单机容量为500kW。第三阶段：1996年后为扩大建设规模阶段。其特点是项目规模和装机容量较大，发展速度较快，平均年新增装机容量为60.13万千瓦，最大单机容量为1500kW。截至到2006年底，我国大陆共建成风电场91个，安装风电机组3,311台，总装机容量为2,596MW，排在世界第5位，亚洲第2位。随着我国逐渐成为全球风电大国，我国在风电设备的核心技术方面也不断取得突破。目前初步形成了以风力发电机组总装企业为龙头、零部件制造厂相配套的格局，成功实现了兆瓦级风机在研发、量产两个方面的突破。从最开始的只是通过购买国外技术或生产许可证进行生产，到后来的联合设计开发，再到自主研发，应当说风电设备的核心技术我国正在逐渐掌握，很多方面已经取得了重大突破。3.2.3中国是目前全球风力发电增长最快的市场自2005年我国通过《可再生能源法》后，我国风电产业迎来了加速发展期。《可再生能源发展“十一五”规划》提出：在“十一五”时期，全国新增风电装机容量约900万千瓦，到2010年，风电总装机容量达到1000万千瓦。同时，形成国内风电装备制造能力，整机生产能力达到年产500万千瓦，零部件配套生产能力达到年产800万千瓦，为2010年以后风电快速发展奠定装备基础。实际上2008年，我国新增风电装机容量达到624.6万千瓦，风电总装机容量达到1215.3万千瓦，装机容量超过20万KW的省份超过了12个，成为全球第四大风电市场；根据中国可再生能源学会风能专业委员会统计截止到2009年底，年我国（不含台湾省）新增风电装机10129台，容量13803.2MW，年同比增长124%，居世界第一，成为增长速度最快的国家。累计风电装机21581台，容量25805.3MW，位列全球第二。预计2010年的风电装机容量新增量将在1000万千瓦左右，但同比增速将稍有回落。台湾省2009年新增风电装机37台，容量77.9MW；累计风电装机227台，容量436.05MW。2000～2009年我国新增和累计风电装机容量见表3-1《2000～2009年我国新增和累计风电装机容量表》。表3-12000～2009年我国新增和累计风电装机容量表目前，我国正在紧锣密鼓地制订新能源振兴规划。预计到2020年，可再生能源总投资将达到3万亿元，其中用于风电的投资约为9000亿元。根据目前的发展速度，到2020年，我国风电装机容量将达到2020年风电的总装机容量可能达到1亿～1.5亿千瓦。届时，中国将成为全球风能开发第一大国。3.3我国风电设备制造业前景广阔3.3.1国际国内差距正在缩小风电设备制造行业是一个进入壁垒较高的行业。所以行业集中度非常高，全球十大风电设备商累计占全球市场96%的份额。仅4家最大风力发电机组设备制造商就掌控了全球市场75%的份额。国内市场的风力发电机组产品供应商也主要以国际厂商为主，2004年、2005和2006年，国际厂商产品占国内市场份额的比例分别为75.35%、70.59%、58.80%。根据《国家发展改革委员会关于风电建设管理有关要求的通知》，风电设备国产化率要达到70%以上，不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设。因此，国际风机产业巨头纷纷在中国设立总装厂、配件工厂或是研发中心。目前我国的风电设备水平与国外顶尖水平相比，其主要差距体现在经验上，这主要是因为我国的风电产业发展时间比国外同行要短。受人才、技术、工艺和材料等多种因素制约，尤其是在电机制造、系统控制等核心技术方面，企业自主创新和消化吸收引进技术的能力还有待提高。随着未来国内厂商对外方技术的吸收，以及风机制造经验的增加、相关政策的实施、行业标准的制定，可以预期我国风电产业大环境将得到较大改善，技术研发实力将得到提高，技术工人将增加，与国际先进技术的差距将缩小。3.3.2市场供求状况在未来很长一段时期内，我国对风力发电设备的需求将持续保持强劲增长态势。自2003年以来，我国风电装机容量增长迅速，2004～2009年每年新增装机容量增速均超过100%。随着国家产业政策的大力扶持，以及能源短缺和环境保护压力的持续增大，风力发电技术的逐步成熟和成本的降低，风电行业将保持持续增长态势。供给方面，风力发电机组整机制造进入壁垒较高，从进入到形成稳定的批量生产能力的时间较长，生产能力的扩大比较缓慢，而且先行的整机制造商已与零部件供应商结成了战略合作伙伴，稳定的订单占据了一定的制造资源，给后来的整机厂进入市场带来了一定的困难，因此形成了暂时的市场供不应求的局面。预计2010年以前，我国风力发电机组市场供给的增长总体上将落后于需求的增长。2010年以后，有可能出现供求基本平衡、略有短缺的局面。3.3.3行业技术发展趋势（1）风力发电机组单机容量继续增大，更具经济性。经过20多年的发展，世界风电商业化机组的单机容量已从25kW左右增加到750kW至2500kW的水平。实验机组的单机容量更大，2005年德国已研制出适用于海上风电场的5MW机组。（2）采用无齿轮箱直接驱动技术的风电机组的市场份额在迅速扩大。无齿轮传动提高了风电转换的效率，减少了油品及其它耗材并降低了噪音，而且不易造成风电机组故障。（3）变桨和变速技术更具发展优势。变桨矩调节能提供更好的输出功率品质，通过控制发电机的转速，能够使风力发电机的叶尖速比接近最佳值，提高风力发电机的运行效率。（4）永磁电机优势显著。直驱风电机组包括永磁和励磁两种发电机技术。与励磁电机相比，永磁电机，特别是稀土永磁电机不仅具有结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗小、效率高、电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，而且在额定的低转速下输出功率较大、效率较高。（5）海上风电悄然兴起。海上风资源比陆地更丰富，风速更高更平稳，空气密度也比较高，发电量比陆地高出20～40%。因此，风力发电强国都在悄然向海上发展。3.4我国风电齿轮箱行业现状据有关部门对全国主要风电齿轮箱企业的调查统计，中国国内目前至少有40家风电机组制造厂商，其中国有及国有控股公司17家，民营企业12家，合资企业7家，外商独资企业4家。这些风电机组制造厂商的数量，可能相当于全球其他国家风电设备厂商数量的总和。但数量庞大的同时，却是缺乏经验的投资者较多。可以说，在我国40多家风电机组制造厂商中，多数企业技术水平都比较低下，能够生产风电齿轮箱的只有几家。由于齿轮箱国际大厂均满负荷运行以供应主要的风电巨头，无暇关注中国市场，所以以南京高齿、重齿、杭齿等为代表的几家国内企业本地化落实情况比较好，其中南京高齿、重齿几乎占有了国内市场份额的70%以上。虽然我国风电齿轮箱产能在飞速扩张，但是目前国内生产齿轮箱多为兆瓦级以下以及小批量的1.25兆瓦和1.5兆瓦齿轮箱产品，部分兆瓦级以上产品多采用进口齿轮箱设备，不过随着全球可再生能源市场的迅速发展和中国对清洁能源的需求，风力发电设备成为能源工业新的增长点，风电齿轮箱产品的国内市场也将会进一步扩大，未来五至十年我国风电齿轮箱产品具有广阔的发展前景。3.5市场分析3.5.1根据以上对我国风电发展的分析，未来10年我国每年新增装机容量将达到10000MW以上。受我国风力发电整机水平不高及政府政策对进口设备的限制影响，我国单机容量多以1~1.5MW为主（美国主流风机为1.5MW）。如果以每年新增装机容量10000MW，平均单机容量1.5MW测算，我国每年将新增单机为10000÷1.5=6666（台），与其配套的齿轮增速箱年需求量也有相当的数量，按每台齿轮增速箱100万元计算，总价值约60亿元。3.5.2目前国内风电齿轮增速箱的龙头生产企业主要有南京高精齿轮集团有限公司、重庆齿轮箱有限责任公司及大连重工起重集团有限公司等。（1）市场份额以上三个厂家占据国内市场的95%以上份额（除进口产品以外）。南京高精齿轮集团有限公司排名国内第一，占据市场份额的40%以上。但目前国内风电总装厂国家没有出台一个统一的标准，各主机厂的产品规格尺寸存在较大差异，配套齿轮箱的通用性较低，基本是一个总装厂一种齿轮箱。因此，齿轮箱配套厂家主要受总装厂的制约，其市场也来源于总装厂。而且,就目前国内市场来看，齿轮箱是制约风电主机厂的瓶颈，属卖方市场，几年内仍将维持供不应求的局面。（2）技术差异以上厂家目前产品为1兆瓦以下级着手，兆瓦级产品近年来才进行批量生产，由于本项目为兆瓦级齿轮增速箱的生产，因而在技术上与以上厂家水平相当，在竞争上并无明显劣势。3.5.3本项目主要为风电整机厂家武汉国测诺德新能源有限公司提供配套，该公司位于国家级高新技术开发区武汉东湖新技术开发区，是新兴的高新科技企业。其股东武汉国测科技股份有限公司致力于整个电力产业链，专注于风力发电成套设备、电力试验测试仪器、水电站监控保护系统、水电站微机调速器、水电站励磁、电力调度自动化等系列产品的技术研发、生产销售及系统工程服务。该公司拥有国测科技工业园、风电财富工业园、内蒙古风力发电厂、上海国测电力生产基地及海口测试设备生产基地等。该公司计划在年内完成在美国纳斯达克上市，使之成为具有世界竞争力的国际风电成套设备的一流供应商，目前武汉国测诺德公司已与波兰国家电力公司及东南亚等国家签订了30亿元的风电设备采购意向、中标埃塞俄比亚8亿风电设备合同、凯迪电力10台需求合同，要求都在近两年内交货。2010年～2012年主机厂计划分别生产150台、200台、300台整机。3.5.4国内目前风机总装厂已达80家，齿轮箱生产能力严重不足，除国测诺德公司外，其他风机厂潜在需求仍然很大。根据以上分析，本项目年产200台的产量仅占国内社会年需求量（6666台）的3%左右，市场空间非常大。3.6项目建设的必要性和意义（1）即将出台的《新能源产业振兴规划》中加大了对关键零部件制造企业的扶持力度，其目的就是引导风电产业市场朝着整机生产和关键零部件研发平衡发展的道路前进。多数企业进军风电整机制造业是由于许多企业认为风电机组整机制造门槛低，投资形成的沉没成本相对较小，而且利润相对其他机电产品来说较高。零部件则门槛高，产能建设时间长，供应增长相对迟缓。但从长远来看，关键零部件国产化是大势所趋。目前我国风电零部件生产厂家无论从数量还是从产能来说相对整机厂的需求还有很大的差距。本项目建设将弥补这方面的不足，项目建成后将为我国风电产业平衡发展起到一定的作用，符合新能源产业振兴规划的精神。（2）长期以来我国风电齿轮箱核心技术主要受德国、丹麦、波兰等少数欧洲国家垄断，是制约我国风电产业发展的瓶颈。本项目采用自主研发的风电齿轮增速箱技术生产新型风电齿轮增速箱，具有结构更紧凑，尺寸小、工作更平稳的特点，是对传统技术的突破。本项目建成后将进一步提高企业对风电齿轮箱核心技术的研发能力和产品制造能力，建立我国自己的核心技术体系，对于打破国外技术垄断，增加国产风电机组可靠性，推动和发展我国风电产业，改善我国能源结构将起到积极的作用。（3）武汉云鹤齿轮传动有限公司依托公司总部（国营武汉长虹机械厂）在齿轮生产方面的雄厚基础和机械加工生产研发优势和人才储备优势，以及武汉地区大专院校的科技优势，走产、学、研相结合的发展方式，将在较短时间内实现中国风电齿轮箱关键技术的突破。（4）本项目建设将使公司总部（国营武汉长虹机械厂）闲置的国有资产得到利用和盘活。国营武汉长虹机械厂现有的加工中心、滚齿机、插齿机、磨齿机、铇齿机、锥齿轮双面铣齿机等大量机加设备，因军品生产任务不饱满，一部份设备使用率不高，本项目建成以后，这部份资产将会得到合理利用。（5）湖北省和武汉市地方政府大力支持新能源发展，风电产业是其中重要的产业之一。以风力发电机总装为核心、齿轮增速箱、桨叶等关键零部件配套加工，将形成湖北省新兴的产业链，为实现我国“中部崛起”、促进武汉市“两型社会”的快速发展有着积极的意义。（6）本项目建成后将对我国风电产业发展和优化能源结构，增强能源供给能力有着积极的现实意义，对我国能源安全有着长远的战略意义。

4申请政府投资补助的理由和政策依据4.1申请补助的理由风电齿轮增速箱是风力发电机组中结构最复杂、零件最多，加工工艺难度大的部件，其研发工作量大、周期长、投入设备多、资金大，是风电行业中投入大收效慢的产品，也是多数从事风电加工企业所不愿意干的产品和市场紧缺的产品，是我国风电产业发展的瓶颈。公司从产品最初的设计到购买关键设备加工样机及试运行，已累计投入资金5000多万元，取得了阶段性的成果。下一步产业化，公司还需购买土地、建设生产厂房、购置生产设备等，固定资产投资将达到16338万元。项目的顺利实施除了符合国家产业政策和政府的支持外，资金是关键。为了本项目能按期完成投产，满足主机厂的紧迫需求，促进我国风电事业的平衡发展，需要多方面的资金支持，其中也包括国家的支持。公司特申请资金补助3000万元。4.2政策依据（1）本项目建设是国家发改委、工业和信息部《2010年重点产业振兴和技术改造中央投资年度工作重点》的内容之一，属“装备制造业的关键基础件”，产品方向为“齿轮”，实施内容是“风电配套变速箱”；是国家发改委、工业和信息部《装备产业技术进步和技术改造投资方向（2010年）》支持的项目，属第（三）大类“齿轮”中“兆瓦级风电齿轮箱”项目。（2）本项目建设符合我国《中长期可再生能源发展规划》中“通过大规模的风电开发和建设，促进风电技术进步和产业发展，实现风电设备制造自主化，尽快使风电具有市场竞争力。”的精神。4.3申请投资补助的额度及用途本项目申请政府专项资金3000万元，用于向银行偿还固定资产投资的借贷利息。

5项目技术基础5.1核心关键技术和技术来源及先进性本项目所用关键技术是公司具有自主知识产权的《风力发电齿轮增速箱》专利，专利号为ZL200920084071.9，该专利于2010年1月20日由国家知识产权局授权。该实用新型专利属于齿轮动力传动机构，涉及一种齿轮箱，具体涉及一种用于风力发电的齿轮增速箱。该齿轮箱与其他类型齿轮箱差别在于没有单独的主轴，而是将一级行星架作为输入轴直接与风叶轮毂连接；和其他类型齿轮箱相比结构更为紧凑，体积更小，结构合理、工作平稳可靠、承载能力强；在负载方面既要承受风叶的重力，还要承受轴向负载，对齿轮箱设计制造要求更高。5.2技术特点5.2.1本齿轮箱是将一级行星架作为输入轴直接与风轮连接，结构更为紧凑，主要结构由箱体、第一级行星齿轮架总成、第二级行星齿轮架总成及第三级平行轴组成。箱体由前端壳体、连接壳体、中间壳体、齿轮箱壳体组成；第一级行星齿轮架总成安装在前端壳体，第二级行星齿轮架总成安装在连接壳体，第三级平行轴安装在前端壳体。第一级行星齿轮架总成由一级行星架、三个行星轮、大齿圈、以及太阳轮组成；第二级行星齿轮架总成由二级行星架、三个行星轮、所述的小齿圈、二级太阳轮组成；第三级平行轴由输出轴和第三级大齿轮组成。第一级行星齿轮架总成与第二级行星齿轮架总成的连接是由一级太阳轮与二级行星架通过花键连接，第二级行星齿轮架总成与第三季平行轴的连接是由二级太阳轮与第三级大齿轮通过平键连接，第三级大齿轮安装在三级齿轮轴上。由于风力发电机所受风载频繁变化，而且带冲击，所以齿轮表面常产生微动点蚀而早期失效，这种失效与接触精度和硬化表层物理冶金因素有关。本项目生产的齿轮增速箱在质量控制中对材料热处理的要求非常高，以保证齿轮的疲劳强度和加工精度；另一方面，由于齿轮箱变速比大，所以采用平行传动+行星传动方式，而在行星齿轮中，为了提高齿轮强度、传动平稳性及可靠性，同时减小了尺寸和重量，内齿圈也采用渗碳淬火磨齿工艺。另外还采用现代计算方法，如有限元分析、断裂力学等方法辅以摸拟实际工况的光弹实验，能够较为准确地计算出应力分布的状况；运用CAD技术，排定最佳传动方案，选用合理的设计参数，选择稳定可靠的构件和具有良好力学特性以及在环境极端温差下仍然保持稳定的材料等。5.3研发基础与研发团队公司拥有一批从事齿轮及机械设计及加工的专业技术人员。他们在长期的科研和生产工作中积累了大量丰富的产品研发和生产经验。同时，公司在项目启动阶段就分别与华中理工大学和中国船级社签订了产品设计及设计认证合作协议。技术负责人：杜昌武，早年从事机械加工工艺工作，之后进入华东工学院从事机械设计和制造工艺研究。毕业后一直从事汽车零部件研究和配套工作，1995年在法国接受项目管理和产品开发专业培训，分别组织了为神龙、奇瑞、江淮、吉利、上海大众等主机厂的项目开发和配套工作。当时汽车零部件配套达到5亿的年销售额。技术顾问：胡于进、吴昌林，华中理工大学机械学院博导；陈定方，武汉理工大学机械学院博导。结构设计负责人：贾传万，高级工程师，三十多年机械设计及机械制造工艺工作经历。曾获得湖北省工业厅科技进步二等奖。李尧彬，高级工程师，1953年毕业于华中工学院机械设计与制造专业，在工厂一直从事机械设计与制造工作，曾多次主持工厂新项目的技术开发工作，为工厂新产品开发和项目管理方面积累了丰富的经验。设计验证负责人：梅富喜，高级工程师，1984年毕业于华中理工大学电力系电机专业，2006年获得西北工业大学飞行器专业硕士学位，1995年在法国接受项目管理和产品开发培顺，在工厂多次承担重大工程施工和改造项目，为工厂新产品设计认证工作特别是本项目的认证奠定了坚实的理论基础和实际经验。

6项目建设方案6.1建设主要内容及生产线配置本项目建设将购置各类生产设备和试验检测设备以及相关的辅助设备58台（套），在武汉东湖新技术开发区新能源产业园投资兴建风电齿轮增速箱产业化项目，建设粗加工车间、精加工车间、装配与检测车间和油料库、储存库。项目建成后，年产兆瓦级系列风电齿轮增速箱200台。6.2工艺技术路线与技术特点6.2.1工艺方案工艺现状武汉云鹤齿轮传动有限公司系国营武汉长虹机械厂的全资子公司，国营武汉长虹机械厂是具有百年历史的机械加工厂，有机械类产品研发优势和人才储备优势，在机械加工生产特别是齿轮生产方面有雄厚的基础。厂内有各类专业工程技术人员700余人，拥有各种加工和检测设备2000余台套。其中包括具有国内先进水平的大型生产和检测设备，如数控仿型铣、加工中心、数控齿轮磨床等离子切割机、三坐标检测仪、直读光谱仪、电液伺服材料试验机等。CAD/CAM技术广泛运用，目前工厂已形成了较强的机械、电子、模具、表面处理等综合设计、加工和检测能力。为研发制造高性能的风电齿轮箱奠定了坚实的基础。本项目建设的风电齿轮箱装配与检测车间，购置了先进的专用检测和试验设备，可对齿轮箱各个分总成和整机进行检测、试验，可保证齿轮箱的品质。设计原则（1）工艺设备以高水平、高起点为原则，选用国内外高效、精密、环保、节能的先进设备。（2）根据零件加工工艺流程和工艺特点合理进行工艺平面布局，结合厂区地形组建生产车间，有序组织生产，减少物料运输的迂回。（3）加强产品的质量控制、检测；关键的质量控制点采用先进的检测仪器和手段加以保证。（4）遵循环保建设“三同时”的原则，对投产后的污染源提出相应的治理方案，满足环境保护的要求。6.2.2工艺技术路线本项目产品主要生产工艺包括机械加工、热处理、总装配以及试验检测等；生产性质属多品种、小批量生产。项目产品的主要工艺流程如图6-1。传动件制作传动件制作结构件制作轴承采购紧固件采购密封件采购装配试验入库图6-1项目产品的主要工艺流程项目产品传动件中的齿轮加工是齿轮增速箱生产的主要工序，其工艺流程如图6-2。

原材料采购原材料采购锻造毛坯正火处理粗加工车铣钳加工调质磨齿表面处理转入装配粗加工齿时效处理渗碳淬火图6-2齿轮加工工艺流程图6.2.3技术特点武汉云鹤齿轮传动有限公司生产的各类风力发电齿轮增速箱，主要依据主机厂商—武汉国测诺德新能源有限公司的规划和配套要求建设，是风电整机的关键部套件。本项目齿轮箱结构形式是两级行星轮+一级平行轴;一级行星架作为输入轴直接与风轮连接,齿轮箱箱体分成前端壳体、连接壳体、中间壳体和齿轮箱壳体四部分，和齿轮箱中间部分连接更为紧凑，减小了齿轮箱的体积，重量更轻;合理的扭矩支承结构，降低齿轮箱载荷，提高齿轮箱的可靠性。本项目的齿轮箱还包括润滑系统、温度传感器。润滑系统采用强制加飞溅并循环冷却的混合润滑方式；温度传感器安装在齿轮箱的壳体上；输出轴采用甩油槽加毛毡实现密封；在高速轴承及前端重在轴承均设有喷油嘴，保证轴承正常长久地运行。其中1MW风电齿轮增速箱主要技术参数：输入转速：24.78转/分输出转速：1545转/分额定功率：1300KW额定转矩：500KNm极限转矩：1500KNm传动比：1：62.3546.3设备选型和数量6.3.1设备选型原则（1）贯彻专业化生产的原则，以降低投资和生产成本；（2）采用先进、高效的加工设备，以保证产品质量和生产效率；（3）购置合适的试验检测设备，增加进一步提高产品性能和保证产品质量的手段；（4）在保证产品品质的前提下优先选用国产设备和性价比高的设备；（5）满足环保、安全卫生、消防及节能等方面的要求。6.3.2工艺装备根据产品制备技术与工艺的要求，本项目将购置三类设备，第一类是零件加工设备，第二类是试验检测设备，第三类是涂装设备。（1）零件加工设备包括：桥式五轴加工中心、闭式双点机械压力机、龙门加工中心、双柱立式车床、二轴数控滚齿机、数控插齿机、摇臂钻、井式渗碳炉生产线等22种设备和生产线。（2）试验检测设备包括：试验台集中润滑及控制系统、扭矩加载器、试验台中央控制台及变频电机、试验台高压变频装置、转矩转速传感器及扭矩测量仪、软起动柜、等11台高性能精密仪器和设备。（3）涂装设备是水旋喷漆室，零件加工设备投资估算8046万元试验检测设备投资估算258.7万元水旋喷漆室设备投资80万元共计主要生产、检测、涂装设备投资估算为8384.7万元。6.3.3关键工艺设备介绍由于风电齿轮箱在风力发电机组中的重要性和维修的困难性，为保证其工作的可靠性、高寿命，产品设计时对各零部件特别是齿轮的疲劳强度和加工精度提出了比一般机械高得多的要求。风力发电机受风载频繁变化，而且带冲击，其齿轮表面常产生微动点蚀而早期失效，这种失效与接触精度和硬化表层物理冶金因素有关。另一方面，由于齿轮箱变速比大，所以采用平行传动+行星传动方式，而在行星齿轮中，为了提高齿轮强度、传动平稳性及可靠性，同时减小尺寸和重量，内齿圈也要求采用渗碳淬火磨齿工艺。为达到产品设计要求和保证产品品质，材料的热处理和齿轮加工精度显得尤为重要，在美国ANSI/AGMA/AWEA6006-A03《风力发电机齿轮箱设计规范》的52项质量控制项目中，材料热处理就占20项。因此本项目建设选购了一批国内外先进设备其中包括：（1）P2000G磨齿机P2000G成形磨齿机是德国格里森—普发特公司在经过数十年制造大型齿轮加工机床和磨削大型齿轮的经验上开发研制的。它采用导轨可实现X轴和Z轴平稳、精确的移动。这台磨齿机最大直径2000mm、最大齿宽980mm、最大模数34mm、最大加工重量2000kg，其先进的传动技术、高精度的机械零部件、线性测量系统等保证了加工高精度齿轮不可缺少的条件。P2000G成形磨齿机加工齿轮精度能达到两级半，而由于国内加工齿轮的高精度成形磨齿机最高精度只能达到四级，为了保证本项目齿轮增速箱的传动齿轮的高精度，故本项目引进了具有国际先进水平的P2000G磨齿机，以保证本项目齿轮增速箱的传动平稳，承载大等技术特点。主要功能及特点如下：SiemensSinumerik840C数控研磨单元；所有轴均为数控驱动；故障诊断系统；特殊研磨主轴；驱动马达负载保护；研磨头自动更换/夹紧；冷却剂过滤系统；油雾收集器。（2）井式渗碳炉生产线选用韩国JEONJINTECH公司的井式渗碳炉生产线，包括井式气氛炉、清理装置、移送装置和控制系统等。该生产线具有清洁环保、低能耗、设计简练、操作方便，生产效率高的特点。其中井式气氛炉采用电加热方式（客户也可选择天然气加热）的四区控温井式热处理设备。炉壳由耐热钢和型钢焊接而成，并充分考虑到热应力产生的膨胀变形，搭配安装耐热砖、纤维棉、陶瓷耐热毡及其它轻质耐火材料，达到良好的耐热效果。用于金属材料，一般热处理附件及汽车，重装备附件的渗碳及调质处理。其具有以下特点：①根据客户需要采用电阻丝、硅钼棒、辐射管加热器，及天然气加热；②纵向分为四区加热结构，采用PID控制调节温度；③炉盖动作采用气缸控制，可自动控制其上下滑动；④炉顶安装RC风扇，方便观测和气氛均匀；⑤保留所有工艺数据，并有纸质打点记录仪；⑥精确工艺控制及合理的设计，有效减少能量消耗。技术参数额定功率kw额定电压（V）使用温度（℃）外型尺寸（mm）有效尺寸（mm）装载量（kg）250KW380V9301700x2670950x17501000（3）THP6513型数控卧式铣镗加工中心该加工中心以铣，镗为主，也可进行钻孔、扩孔、锪平面、车端面和车外圆等多种工序的加工。特别适宜加工多孔系，孔距要求较精确的箱体型零件，该机床可实现坐标的自动定位，还可实现X、Y、Z、W、B任意三个坐标轴联动，可用直线插补圆孤插补进行轮廓和三维曲面的加工。根据用户要求可配立式数控转台、直角铣头等附件从而扩大机床加工工艺范围。结构特点：机床总体设计布局为纵、横床身呈T字型分离结构，立柱纵向移动，工作台横向移动；X、Y、Z三坐标采用镶钢导轨，经淬火、精加工后硬度可达HRC60±2，正向为聚四氟乙烯贴塑，侧向为滚动体导向,精度高，摩擦力小，精度保持性好；工作台的回转采用进口圆光栅进行直接测量、闭环控制，可实现任意角度定位，分度精度高、可保证调头镗孔的同轴度；带有数控平旋盘，可对大孔、面、外圆、沟槽进行加工，与Z轴配合还可加工内外螺纹、锥面、异形回转面的加工；工作台回转圆导轨采用铸铁聚四氟乙烯导轨板，内装进口止推轴承卸荷、运动平稳、定位精度高，承载能力大；工作台处于不运动状态时，采用碟形弹簧夹紧（液压松开），夹紧力大、可靠；各坐标移动和回转均采用交流进给伺服电机拖动，其中Y坐标直接连接滚珠丝杠、X、Z坐标通过减速箱与滚珠丝杠连接、B坐标通过减速箱与双蜗杆机构连接，双蜗杆机构用来消除传动间隙，保证分度精度；X、Z坐标的导轨均设有不锈钢拉板式防护罩、防尘、防水、保护导轨；Y向采用风琴式防护，保护Y向导轨、丝杠，外观宜人；主传动采用两挡变速，变速范围大、主轴输出扭矩大；主轴轴承、丝杠轴承以及工作台用卸荷轴承均为进口原装；配备冷却装置、接水盘、冷却过滤装置，排屑装置；配有德国西门子公司SINUMERIK840D进口原装数控系统。交流主轴伺服驱动单元、交流进给伺服驱动单元、交流主轴电机、交流进给伺服电机均为进口原装，性能先进可靠。（4）FV-424E型龙门加工中心FV-424E型龙门加工中心是台湾进口设备，该加工中心采用高速精密加工设计，在同等条件下加工精度比国内产品增加半级精度。三轴进给加减速反应快，最高进给率达到30m/min。T型底座为三层箱式一体铸造，确保最佳刚性及稳定性立柱与横梁铸造为整体门桥，采垂直方向与底座结合；横梁为箱型结构，两线轨为阶梯配置，具有最佳的结构刚性主轴头采无配重设计，没有一般配重块震动及惯性迟滞现象，进给反应灵敏快速稳定Z轴螺杆固定端位于下端以平衡主轴及结构热伸长，提高定位精度提供10000rpm-24000rpm各式主轴以满足各种加工需求主要结构特点如下：三轴采用日本进口滚柱型精密线性滑轨三轴进给马达采用绝对位置编码器X/Y/Z轴滚珠螺杆及线性滑轨采自动油润滑系统X轴底座有油水分离设计，切削水箱附油水分离装置提高切削液使用寿命全密闭式切屑防护罩工作台两侧附螺旋式切屑输送器提供多种控制器、主轴、换刀系统、及周边配备可选购油雾切削冷却及油雾回收装置（5）MK2850立式数控内圆端面磨床本机床采用平砂轮顺序磨削孔及端面的技术方案、砂轮轴线与Z轴进给方向小角度倾斜，磨削端面时采用平面凹砂轮，砂轮端面与磨削表面为线接触，可改善砂轮的磨削及冷却条件，提高端面磨削质量。适用于大型盘类零件的精加工，尤其适用于高精度、大批量的生产条件，典型应用实例为汽车齿轮的加工，孔磨削粗糙度可达Ra0.4μm,端面磨削粗糙度可达Ra0.8μm。采用半闭环定程磨削时尺寸控制精度可达6～7级。机床也可用于盘类零件的外圆磨削。机床结构特点及功能：机床采用SEIMENS-802D数控系统及全数字控制交流伺服驱动系统。两轴伺服进给机构均采用大规格直线滚动导轨及高精度滚珠丝杠副，设计结构简单，布局合理，使用维修方便。合理的设计保证了机床的高精度、高刚度及相应的位置控制精度。工件配制自动卡具，工件一次装卡可自动完成孔及端面的顺序磨削，砂轮的修整补偿也由程序控制自动完成。立式布局、机电一体化安装，整体安装封闭机床罩，悬挂式可回转操作站。SEIMENS-802D数控系统，内置PLC。（也可由用户自行选择配置）全数字控制交流伺服系统。高精度直线滚动导轨付及滚珠丝杠副，大接触角专用轴承及小惯量弹性联轴器。工件主轴：大型高精度交叉滚子轴承，SEW减速电机，同步齿形带驱动，工件主轴交流变频调速。砂轮外圆及端面修整装置，砂轮成型修整装置（选择配置）。高刚度、大功率砂轮电主轴（变频调速），砂轮恒线速度控制功能。Z轴气动平衡装置，电主轴油雾润滑，自动定心自动卡具。磁性分离器或纸带过滤机（选择配置）的切削液过滤系统。大流量、多喷嘴的磨削冷却系统。多种安全保护功能。6.3.4生产纲领根据市场需求和公司生产能力、资金等实际情况，拟定了本项目生产纲领见表6-1《生产纲领表》。表6-1生产纲领表序号产品类型年产量（套）12.5MW风电齿轮增速箱2022.0MW风电齿轮增速箱3031.5MW风电齿轮增速箱5041.0MW风电齿轮增速箱100合计2006.3.5工作制度和年时基数（1）工作制度公司工作制度为一班制；全年工作日为251天。（2）年时基数工人年时基数：1830小时设备年时基数：1930小时6.3.6生产面积本项目的渗碳炉生产线在粗加工车间内，齿轮增速箱的试验检测和涂装工序在装配与检测车间内完成。本项目新建粗加工车间建筑面积为8784平方米；精加工车间8208平方米；装配与检测车间为3888平方米；油料库、储存库为120平方米。6.3.6人员根据劳动量进行估算，本项目新增生产人员160人。其中生产工人80人，技术人员30人，管理人员和其他人员50人。6.4项目建设地及公用工程6.4.1建设地点本项目将在武汉东湖新技术开发区新能源产业园区建设。6.4.2建设地地理位置本项目建设地武汉东湖技术开发区享有“中华硅谷”之称，周邻23所大专院校、56个科研所，智力密集、人才济济、山水相映、风光宜人。珠、沪蓉高速公路在东湖高新区交汇，距离天河机场45分钟车程，距武昌火车站25分钟车程，三环线25分钟直达杨泗港；外环线20分钟直达阳逻港，45分钟直达B型保税物流园区；客运专线距北京、上海、广州、重庆仅需4～6小时；距汉口客运码头20公里，省外贸码头白虎山码头、青山码头约25公里，均在半小时的车程内。6.4.3总图设计（1）总平面布置原则①执行国家现行的有关标准和规范。②满足防火、采光、通风和卫生等各种要求。③满足生产工艺要求、充分考虑公司中长期的发展需要，并符合城建对厂区的整体规划要求。（2）平面布置本厂区规划的生产厂房有粗机加工车间、精机加工车间、装配与检测车间、空压站等公用辅助站房。本次设计根据物流关系、功能分区的不同设计总图方案。厂区规划为办公和生产两大块，办公区为二期工程建设项目。生产区中一期工程建有生产厂房三座，分别为粗机加工车间、精机加工车间、装配与检测车间。公用站房布置在生产厂房两侧。分别布置有油料库、储存库、空压站和配电房。上述建、构物纵横有致的排列使厂区景观简洁、齐整。厂区设置设有两个出入口，其中一个主出入口为人流和物流出入口，另外一个为物流和消防出入口。厂区道路呈环状布置，主干道路面宽12米，各处转弯半径不小于9米详见厂区平面布置图。本项目建设场地平坦，竖向布置采用平坡式布置，具体设计标高，待实地勘测后再定。场地排除雨水和生活污水采用雨污分流制，地面排水坡度不小于3‰。（3）厂区绿化本项目生产性质为机械加工，由于厂区位于东湖国家高新技术区内,对厂区及周边环境要求较高。本项目除采取切实可行的措施使废气、粉尘、废水、固体废弃物、噪音等经过治理后达到国家规定的标准外，还拟在厂房周围的绿化方面采取措施。沿道路两侧种植低矮灌木或常绿篱笆，空地全部培植草地，其上种植树木花卉。行道树选择常绿树种，如桧柏、女贞、龙爪槐、樟树等其它树种，花卉则根据四季不同的观赏要求，适当选择一些乡土品种，沿围墙设置绿化隔离带，以减少粉尘污染。（4）竖向布置厂区采取平坡式布置型式，并合理确定建筑物室内地坪标高，做到厂区内土石方自我平衡，以保证企业在生产运输上有良好的条件，且便于厂区各类管路的敷设，地面雨水排至厂区道路旁雨水管网，由厂区雨水管网汇集后排入市政雨水管网。（5）运输本项目的原材料和外购件主要是：锻件、铸件、轴承等；另外需要油料、保护气体等辅料。本着节省投资，满足生产需要原则，在充分利用社会运输力量的基础上，合理调配各类运力。原材料、外购件和产成品由社会运能解决，各生产工序之间工件的转运采用行车和电动地轨车，公司还拟购四辆电动叉车用于厂内运输。（6）仓库①原材料库和成品库根据生产工艺需要，原材料库和成品库就近设在车间内。②油料库和储存库油料库和储存库建在厂区东侧，建筑面积为120平方米，油料库用于存放各类润滑油、油漆及前处理药剂，储存库用于临时存放热处理保护气体，油料库和储存库按甲类仓库设计，其公用土建均考虑防火防爆要求。（7）总图投资估算道路：160万元绿化：25万元围墙和大门：50万元运输设备：58万元6.4.4建筑工程本项目总建筑面积为21278平方米。新建的建筑物包括粗机加工车间、精机加工车间、装配与检测车间以及生产必需的公用动力综合站房，建筑设计说明见表6-2《建筑物设计一览表》。表6-2建筑物一览表编号项目建筑面积(m)主体结构形式跨数×单跨度×长轨顶标高（m）备注1粗机加工车间8784钢结构（2×24m×174m）12含西侧设置二层办公面积2精机加工车间8208钢结构（2×24m×162m）12含西侧设置二层办公面积3装配、检测车间3888钢结构（24m×162m）124油料库、储存库120框架结构及简易构筑轻质顶5配电房90框架结构6空压站108框架结构7门房80砖混结构2处总计21278厂房均为单层钢结构工业建筑，生产火灾危险性分类根据工艺资料内容及《建筑设计防火规范》第3.1条之规定，均为丁类或戊类。厂房耐火等级均为二级。（1）屋面钢结构厂房屋面均采用现场复合双层压型钢板屋面，屋面坡度按5%考虑，二级防水等级，采用钢板自防水。SBS改性沥青防水卷材防水层，屋面坡度3%考虑，办公及生活设施二级防水等级。公用站房二级防水等级。（2）厂房地面厂房地面均为钢筋混凝土地面。（3）门窗厂房大门采用彩色复合压型钢板提升门；大门边设供人员疏散用交通小门，采用钢板平开门1500×2100(mm)；其余与压型钢板墙接触的门均采用彩板平开门，与砖墙接触的门均采用平开木门（主要用于办公辅助部份）。（4）油漆主要厂房钢结构部分应清除锈蚀、油渍、毛刺打磨光滑后刷防锈底漆、面漆为调和漆。主要厂房根据国家规范均不需要刷防火涂料，可根据当地消防要求确定。所有金属雨水管斗、管道支架均先将表面油污、锈蚀等清除干净，刷防锈漆二道，再刷灰白色金属基醇酸磁漆二道，有特殊要求和注明者除外。（5）采光厂房外墙设两层采光通风窗，底层窗台高度为1.8米高，为改善室内采光通风状况，屋面设采光带，并设屋脊采光通风天窗，由专业厂家配合钢结构及金属屋面围护定型制作。6.4.5给排水设计（1）水源本工程拟从厂区南侧的市政给水管网接入自来水管，管径DN150，压力不小于0.30Mpa。给水管在厂区内分为两路，一路为生产、生活合用管道，管径为DN100，一路为消防专用管道，管径为DN100,各管道均连成环网，由其保证各建（构）筑物的生产、生活及消防用水。（2）用水量标准=1\*GB3①生产用水量按工艺要求确定；②生活用水量标准为40L/人·班；③浇洒场地及绿化用水按2.0L/m2·d计算全厂总用水量统计表详见表6-3《全厂总用水量统计表》。表6-3全厂总用水量统计表序号名称用水量备注日（m3/h）小时最大（m3/h）1生产用水208