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1、第二批济南“泉城学者”建设工程课题兆瓦级垂直轴风力发电机招标书济南“泉城学者”建设工程领导小组办公室二八年十月0一、 课题名称：兆瓦级垂直轴风力发电机二、 招标单位：济南“泉城学者”建设工程领导小组办公室三、 课题提出单位：山东齐鲁电机制造有限公司四、 招标方式：公开招标五、 课题的目标、主要研究内容和可行性分析、课题背景：当前，世界各国都在重视环境污染问题并采取措施进行治理。作为占能源消耗首位的电能是二次能源，是由其他能源转换而来。目前世界各国电能产生主要是靠火力发电的，而火力发电是以煤、石油等为燃料，燃烧后向大气排放SO2、CO2等有害气体，造成大气污染。近两年来，我国煤、电、油等能源供应
2、全面紧张，风能作为一种清洁的无污染、可再生、零成本的能源，越来越受到重视，我国幅员辽阔，风能资源丰富，发展风力发电机及风电前途广阔，前景光明。1.1发展风能已成大势所趋。我国政府1996年制订了乘风计划，鼓励提高中大型风力发电机制造技术和国产化率，“十五”期间计划在风力发电产业进行投资，党的十六大更是确立了“利用可再生能源、走可持续发展道路”的方针大计。2006年1月1日，可再生能源法正式实施，为风电等可再生能源提供了加速发展的契机，高磁盘电机技术在风电、水电等方面的技术优势为风力高效率发电问题提供了技术保障。2008年财政部制定了风力发电设备产业化专项资金管理暂行办法中规定“对中国境内从事风
3、力发电设备（包括整机和叶片、齿轮箱、发电机、变流器及轴承等零部件）生产制造的中资及中资控股企业首台风电机组的单机容量在1500千瓦（含）以上按照600元千瓦的标准予以补助”更是对发展风力发电快速发展的直接财政支持。国家电力监管委员会正式公布的电网企业全额收购可再生能源电量监管办法于今年9月1日正式实施，根据该法规规定，风力发电上网价格为每度0.76元，这也解除了目前风电企业成本居高不下的后顾之忧。1.2开发垂直轴风力发电技术是发展自主知识产权、技术创新型经济的必然需要。1.2.1目前国际大厂商已经基本垄断水平轴风电机组关键技术，我国大部分风电设备生产厂商基本以技术许可证方式取得大功率风电机组设
4、计、生产关键技术，严重制约了我国可再生能源的发展和利用水平，也威胁到了国家能源安全。1.2.2目前在世界范围内兆瓦级垂直轴风力发电机组的研发还相当少见，我国相关技术处于世界领先水平。1.2.3垂直轴风电技术比水平轴风电技术具有效率高、可靠性高、造价低廉、适应性强、设计灵活、安装方便、维护容易、噪音低等技术优势，发展前景更广阔。 1.3符合济南市政府制订的济南“泉城学者”建设工程实施暂行办法的精神。实施“泉城学者”建设工程，是市委、市政府树立和落实科学发展观和科学人才观，实施人才强市战略，促进济南市市经济发展、科技进步、社会事业繁荣的重要举措。课题提出单位是山东省和济南市重点支持的发电设备开发、
5、设计、推广的高新企业，其空内冷汽轮发电机的单机容量和产量已连续多年位居国内同行业第一，获得业界的普遍认可。本着以技术创新为龙头带动企业持续又好又快的发展的原则，通过“泉城学者”这一有力的平台支撑，实现企业创新能力的不断提高，人才不断涌现和推动产业链不断升级和完善的新局面。2、课题目标2.1学术技术创新目标：本课题旨在设计一种MW级以上功率、各项性能参数不低于同级别水平轴风力发电机的垂直轴风力发电机，并制造试验样机。要求达到如下目标：2.1.1较高的发电机效率。要求效率不低于目前国内水平轴风力发电机的效率：2.1.2较高的安全性。要求不得出现：叶片脱落、断裂和叶片飞出等问题。2.1.3低噪音。2
6、.1.4能抵抗每秒45米的超强台风。2.1.5在最大限度利用风力资源的同时获得更大的发电总量，提高风电设备使用的经济性。2.1.6易安装。2.1.7打造优良公共技术平台(如大型叶片试验、传动系统试验、整机测试场等)。2.2人才培养目标：实施兆瓦级垂直轴风力发电机的创新研制，进一步整合研发团队，使之形成一支结构合理的人才梯队。该团队将拥有35名具有系统研发创新管理经验的人才，要求从发电机设计研发、工艺装备研发，以及技术检验等各关键技术领域拥有23名技术（学术）带头人，46名专业技术骨干，多名后备技术专业人才。3、课题内容本课题旨在设计一种MW级以上功率、各项性能参数不低于同级别水平轴风力发电机的
7、垂直轴风力发电机，并制造试验样机。要求完成以下内容：3.1方案设计。包括：3.1.1垂直轴风力发电机的主要技术参数。包括：效率、启动风速、工作风速、叶片攻角等。3.1.2叶片型式。要求对采用的叶片提供必要的原理说明，参数说明（如：叶片个数、材料、结构简图等）及动力学分析数据。3.1.3轮盘型式。包括：设计的轮盘的结构型式、材料以及必要的力学分析数据。3.1.4塔架型式。包括：设计的塔架的结构型式、材料以及必要的力学分析数据。3.1.5传动部分。包括：原理说明、方案图、相关部件（如轴承）的结构型式、材料以及必要的力学分析数据。3.1.6电机部分。包括：电机型式，性能参数等，要求优先采用申报单位产
8、品。3.1.7控制部分。包括：原理图、原理说明及各部件的性能参数。3.1.8监测及保护系统。分为：1）温度检测轴承温度；发电机温度；控制盘温度(主要是晶闸管的温度)；控制器环境温度。2） 转速检测及保护。即发电机转速和风轮转速，风轮转速和发电机转速可以相互校验。如果不符，则提示风力发电机组故障。3）机舱振动。振动传感器的结构型式，工作原理图。4）机械刹车装置检测。5）油位检测。包括：润滑油、液压系统油位检测。3.1.9运输及安装说明。3.2结构设计。包括：3.2.1发电机总装配图。3.2.2叶片装配图以及技术条件。3.2.3轮盘装配图以及技术要求。3.2.4塔架装配图以及技术要求。3.2.5传
9、动部分原理图及相应零部件的图纸及技术要求。3.2.6电机装配图及技术要求。3.2.7控制组件的安装图以及零部件图。3.2.8 监测及保护系统安装图。3.2.9 包装运输图纸以及使用安装说明书。3.3加工。包括：3.3.1零件的加工要求和必要的工艺技术说明文件。3.3.2对于需要外购的部件，除提供必要的型号参数信息外还需提供国内的相关商家信息。3.4型式试验。包括：3.4.1试验原理说明书。3.4.2试验条件，包括：试验设备和仪器清单；判定依据等。以上内容如果投标方不能完成，必须提供可信的理由或提出更佳的方案。4、可行性分析4.1关键问题的技术可行性分析4.1.1小容量垂直轴风力发电机组技术已经
10、取得成功的经验。20世纪80年代，国内曾有单位试制过小型的垂直轴风机，单机容量仅有几千瓦，如中国气动力研究与发展中心在1984年设计一座了直径6米，额定功率2kW的试验风机，并进行了风洞测试。2005年，国务院三峡办联合哈尔滨工程大学、中国机械科学院和哈尔滨电机集团等十多家单位，研制了50kW垂直轴风电机组小型试验。随着近年来国内多家风电生产厂家将小容量风电进行推广，小容量垂直轴风电技术已经成熟。4.1.2制约垂直轴风电向大容量发展的叶片力学计算问题有了巨大突破。随着计算机流体力学计算（CFD）的深入发展，解决了原来只能靠经验设计叶片的难题，困扰叶片力学计算的问题得到了解决。4.2市场可行性分
11、析我国风电设备市场处于严重供不应求状况，目前70%以上产品依赖进口，国内主要供应厂商产品订单已排期到2011年以后。国内市场自2004年以来，每年以200%以上的复合增长率增长。预期到2015年左右，我国风电设备市场规模将达到1500亿元以上，将成为全球最大的风电设备市场和生产加工中心，超过目前国内电信市场的规模。3、国家政策可行性分析1）、1995年初,国家计委、经贸委、科委联合发表了中国新能源和可再生能源发展纲要(1996-2010),推动我国再生能源事业的发展. 2）、国家计委于1996年提出“乘风计划”,倡导发展风力发电事业；2006年可再生能源法的实施为风电这一可再生能源提供了发展契
12、机；3）、国家电力监管委员会于2008年正式公布电网企业全额收购可再生能源电量监管办法，对风电上网电价给予了规定，解除了风电成本居高不下的后顾之忧。4）2008年财政部制定了风力发电机设备产业化专项资金管理暂行办法中规定“对中国境内从事风力发电设备（包括整机和叶片、齿轮箱、发电机、变流器及轴承等零部件）生产制造的中资及中资控股企业首台风电机组的单机容量在1500千瓦（含）以上按照元千瓦的标准予以补助”更是对发展风力发电快速发展的直接财政支持。国家电力监管委员会正式公布的电网企业全额收购可再生能源电量监管办法于今年9月1日正式实施，根据该法规规定，风力发电上网价格为每度0.76元，这也解除了目前
13、风电企业成本居高不下的后顾之忧。5、拟解决的关键问题5.1 MW级风电机组的总体设计技术。5.2能量转换效率高的叶片设计技术。5.3永磁多级低速发电机研制技术。5.4整机控制系统设计技术。5.5大型叶片试验、传动系统试验、整机测试场技术。6、课题计划投入经费科目预算数（万元）支出预算合计500一、人员费（80）万元课题负责人20主要研究人员60二、设备费（250）万元购置费100试制费150三、相关业务费（210）万元材料费80燃料及动力费30测试及化验费80四、其他费用80六、 对投标单位的相关要求：1、对投标单位和课题主持人的条件要求A) 为保证“泉城学者”建设工程招标课题的顺利实施，需要
14、投标单位具备如下资质条件：B) 凡在中华人民共和国境内合法注册的具有独立法人资格的企事业单位。C) 投标单位应具有健全的财务制度和科研管理制度，具有较强的技术创新能力，具备完成项目所必需的技术人才、技术条件和技术装备。D) 投标单位对课题的关键问题论证充分，创新性明显，拟突破的难点明确，研究思路清晰，技术先进，所投项目方案科学合理，内容明确，技术路线成熟，预期目标具体，经费预算合理，便于过程管理与考核。E) 2003年1月至2007年1月，投标单位相关专业部门至少承担10项省级及以上课题，发表核心期刊论文50篇以上。F) 投标单位学术队伍完善，至少具有5名正高级相关专业人员。为保证“泉城学者”
15、建设工程招标课题的顺利实施，课题主持人的条件要求如下：A) 课题主持人是国内本领域及相关学科的知名专家，有丰富的研究经验和理论基础，并能够组织相关学科、领域的专家进行联合研究。B) 课题主持人必须具有高级专业技术职称或已获得博士学位，具有一定的组织能力，较为全面的基础理论及相应课题内容的研究基础，并从事所投课题有关内容的研究达2年以上，课题主持人年龄原则应在55周岁以下（含55周岁）。C) 2003年1月至2007年9月，课题主持人应至少承担5项省级及以上课题，在国家核心期刊至少发表5篇论文或申请5项专利（没有任何知识产权纠纷），获得3项以上的省级科研成果奖励。2、课题进度计划要求2008年12月技术调研；2009年1月2009年3月完成兆瓦级垂直轴风力发电机设计、仿真及优化；2009年4月2009年5月完成的工艺设计；2009年6月2009年9月完成首台兆瓦级垂直轴风力发电机装配；2009年10月测试与完善；2009年11月鉴定验收。3、人才培养要求：通过本项目
