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力學博士如何成為風電產品的研發大咖?——記“中央企業勞動模范”獲得者張凱

82年出生的他,頭上已有許多白發,醉心于風電科研,以最大熱情投入到科研工作,是他的工作常態。在8年科研工作中,他先后為中國海裝研發出眾多爆款機型,占領市場、拔得頭籌,他就是中國海裝研究院常務副院長,“中央企業勞動模范”獲得者張凱。

 

引領2 MW葉片加長

助力明星爆款產品推出

 

張凱說,與風電結緣,感覺是冥冥之中注定的事。2003年,在重慶大學攻讀工程力學的他參加了重慶市牽頭的一個風電立項論證課題,那是張凱第一次接觸風電。

 

2010年力學博士畢業后,張凱又機緣巧合下進入了風電企業——中國海裝。加入中國海裝后,張凱將自己所學運用到風電研發中,先后從事了流體分析和載荷計算等工作。

 

 

在2012年參與H111-2MW風電機組研制時,當時負責載荷計算的他,充分利用整機與葉片開發同步設計及優化迭代這一創新模式,突破了國內以往在市場“淘葉片”的方式,成功實現了葉片與整機的高性能匹配,從而使開發出的產品極具市場競爭力。隨后,此款機型成為中國海裝的“明星擔當”,迅速占領市場,2015年,該機型位列全球機型成交量第八,為中國海裝當年首次躋身全球前十國內前五作出了突出貢獻。

 

 

在一展身手后,2014年,張凱開始挑大梁,他承擔了H120-2MW機型的研制項目。當時面臨了諸多困難,如LM公司提出有競爭力的2MW機組葉片長度的天花板大約為57m,對應風輪直徑115米,Aerodyn公司提出120米風輪直徑對于2MW機組挑戰太大,焊接主機架幾乎無法實現。在難題面前,他和團隊在經過無數次的設計方案嘗試后,成功在降低葉根陣風工況極限載荷和優化主機架力的傳遞路徑取得突破,在原有產品的基礎上小幅增加成本顯著提升發電量,成功推出了有競爭力的H120-2MW機型產品,機組總體性能達國際先進水平,比國內外同類產品推出早半年以上。該產品誕生以來,已累計裝機超過400臺,手持訂單超過1400臺,同時也為中船重工培育出了有競爭力的風電產業鏈,整機零部件配套占比達90%以上,輻射帶動作用顯著,并獲得了中船重工2018年科技進步二等獎。

 

主持研制3.X MW產品

助力企業斬獲最大訂單

 

2019年4月,烏蘭察布風電基地一期600萬千瓦示范項目三標段中標通知書發來,讓每個海裝人無比興奮與驕傲,更令張凱感到無比欣慰與榮光,這個中國海裝成立以來單體容量最大、單次中標金額最大的項目,選用正是張凱和他的團隊潛心研制的3.X MW機組。

 

談及3.X MW機組,張凱感慨萬分,這個凝結了他和團隊成員心血與智慧的“高、大、智”的下一代大功率陸上風電機組,創下了當年研發設計當年下線交付的紀錄。“這么快的速度來自于市場的急切需求,也來自我們團隊的自我加壓和辛勤付出。”張凱說。

 

 

2017年春節剛過,張凱帶領團隊一頭扎進了3MW項目中,此前公司的主打產品是2MW系列風電機組,3MW是一個全新的機型,機組的關鍵系統都需要從頭做起,同時此次開發也不僅僅只是單純的設計開設,還需要邊設計、邊制造、邊銷售。

 

攻堅的槍聲一打響,張凱和團隊全面進入狀態,在他統籌下,20多名技術人員分工協作,有做機械設計、電氣設計、工藝設計、軟件設計的,也有深入合作方工廠進行測試的。

 

“那8個月里,我們團隊每個人都頂住壓力,爭分奪秒、加班加點推進自己手里的工作,有的技術人員甚至忙到通宵達旦。”其實作為項目負責人的張凱,他的壓力更是不小,工作量也是巨大,他需要對整個項目進展進行把控,與零部件廠家緊密溝通交流,確保風輪系統、主軸部件、傳動鏈、塔筒等各個零部件在規定時間內完成,他需要進行項目的風險管控,對項目實施過程中重大方案都要進行大量的討論決策,確保項目成功,同時他還要對接客戶需求,開展售前支持等……

 

 

8個多月攻堅,張凱和團隊從春天忙碌到了秋天,在汗水與智慧的澆灌下,他們也秋收了碩果。2017年9月22日,中國海裝首臺擁有自主知識產權的3.XMW機組成功下線,不僅填補了中國海裝大功率陸上風電機組空白,擴展了公司產品序列,也大大提高了我國風電開發的資源利用集中度,對中東南部土地資源短缺的地區有較好的適應性,被中國可再生能源協會鑒定為“總體技術水平達到國內領先,機組適應性達到國際先進”。

 

3.XMW的下線,在張凱看來只是研發工作起點,隨后他帶領團隊又接力賽似的主持開發了3.XMW陸上風電機組系列產品,開發出功率3.0-3.4MW可調、風輪直徑136/140/146/160米,產品涵蓋IECⅠ、Ⅱ、Ⅲ、低風速風區及高低溫、潮濕、沙塵等復雜環境,形成了領先的產品型譜規劃,其中H146、H160機型在同功率等級下為國內首發,H146-3.XMW機組還以其適應市場發展、先進的研發技術及可靠的產品質量,榮獲“2018中國風電產業50強”中的“十佳優秀產品”。

 

 

市場瞬息萬變,下一個爆款又在哪里?對于張凱,研發工作永遠在路上,為迎接海上風電競價上網時代的到來,目前張凱又投入到了下一代海上風電產品——8MW機型的研發工作中,該產品將搭配目前國內最長葉片,風輪直徑達到185米,相對5MW單臺機組發電量最高提升近60%,能覆蓋我國各類風區,成為深遠海最佳解決方案。在他帶領下,中國海裝8MW海上風電機組已指日可待。

 

漫漫科研路上,張凱始終以飽滿的熱情、極度的專注、極致的匠心投身于工作中,奏響了屬于自己人生事業的凱歌,也必將奏響中國海裝發展的嘹亮凱歌。

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