下载app

扫码下载

扫码关注

新华报业网  > 首页 > 正文
探索|装备再制造,造出产业新“蓝海”!

交汇点讯 近年来,我国交通、新能源及钢铁产业快速发展,盾构机、风电叶片等大型设备大量应用。但随着产业加快升级和设备更新换代,这些设备将面临批量退役问题。如何有效利用,同时避免不规范利用处置带来的土地占用和环境风险?

记者走访了解到,江苏各个上下游企业正在积极探索退役盾构机、风电设备及钢渣循环利用技术和应用场景,加快传统新兴产业废物循环利用。

盾构机不再“一次性”,智能改造后比买新省一半

盾构机是一种用于隧道掘进的大型机械设备,主要用于地下隧道的开挖和施工。由于每次开挖的隧道直径不同,且设计使用寿命约为10至15公里,盾构机完工后就会报废,常常被原地掩埋处理。而随着新技术的诞生,如今盾构机经过智能化改造后可以迎来重生。

6月17日,中交天和机械设备制造有限公司盾构基地开足马力赶订单。记者在位于常熟的中交天和盾构基地12万平方米盾构组装外场看到,400吨、250吨龙门吊林立,一条条盾构主装线满负荷运转、工人们正忙碌着对一台台退役的盾构机进行再制造,使这些“老将”焕发出新的生机。

“一台盾构机造价不菲,再制造可降低采购成本,延长盾构机使用寿命,避免重复投资。”中交天和副总经理、总工程师杨辉告诉记者,对于企业来说,设备更新既可以“添新”,也可以“焕新”,再制造盾构机与购置一台同类型新盾构机相比,再制造产品可节省成本约一半、节能60%、节材70%,生产过程中碳排放量降低80%以上,积极响应国家“双碳”战略。

盾构机作为“工程机械之王”,体积庞大,技术壁垒极高。如何实现再造呢?记者在基地看到,12万平方米盾构组装外场上堆放近30台套旧盾构机,工人正在将一台超大直径泥水平衡盾构机的直径由13.19米改为13.5米。“再造不仅是直径变大变小,还得根据地质条件、掘进地层的变化增强盾体、刀盘、智能控制系统、渣土改良系统和多层次注浆系统等功能,就相当于把一辆只能在城市驾驶的汽车,改造成可以适应多种复杂环境带有自主巡航的越野汽车。”中交天和副总经理、总工程师杨辉介绍,盾构机再造仅是结构系统设计就历时三四个月,不比新机设计的时间短。

近年来,客户对盾构机的智能化和个性化改造需求越来越多。为应对再制造的需求,中交天和创新性地构建了盾构机领域的“4S店”模式,采用先进适用的工艺、技术、设备和材料对旧件进行专业化修复、功能升级及检测联调,使再制造盾构机满足客户“精准定制”要求,性能和质量达到或超过原型新品。

“今年二季度还没结束,再制造订单就已经排满全年。”杨辉表示,目前常熟制造中心再制造基地加外部基地已拥有了30台盾构机再制造生产线,年再制造盾构机达200台套。近三年以来,仅中交天和盾构机“4S店”常熟再制造基地已成功完成了150多台盾构机的再制造任务,并广泛应用于国内多个大工程项目中。此外,近期中交天和还成功入选工信部第一批《符合<机电产品再制造行业规范条件>名单》,这标志着我省在盾构机再制造领域取得了显著的成果和认可‌。

风电叶片实现可回收,循环再造可继续服役

射阳是江苏海域面积最大的县,有着广阔的风力资源,沿海滩涂上,一座座风电机组如长龙列阵,气势非凡。风电机组使用寿命平均在20年到25年,如今最早投入使用的一批海上风电机组正逐步迈入换新节点。几十米甚至上百米的风电叶片退役后如何处理?

在株洲时代新材料科技股份有限公司射阳工厂堆场,记者看到长长的风电叶片整齐排列。“这些82米长的可回收热固性树脂叶片TMT82是全国首套可回收风电叶片,它们的前身是风电机组退役叶片,经过循环再利用技术再造,将继续运往风场服役。”射阳中车风电叶片工程有限公司工艺副经理梁冰介绍说。

风力发电是能源结构转型重要支柱之一,然而,随着风电设施的广泛应用,退役风力涡轮叶片的处理问题逐渐浮出水面。梁冰告诉记者,这些叶片由玻璃纤维、碳纤维等复合材料制成,具备耐久性、轻量化特性,但在生命周期结束后,却因其难以降解,对环境构成挑战。“过去,对退役叶片业内普遍采用焚烧或填埋处置手段,即便是采用物理破碎的方法,产生的树脂粉末、短纤维等产物附加值低,应用场景极为有限,无法从根本上解决退役叶片处置问题,导致碳排放加剧。”

数据显示,2025年至2030年,我国将出现第一波风机退役高潮,庞大的退役叶片规模对技术创新提出迫切要求。为解决这一难题,行业内一直在进行项目攻关。“TMT82叶型创新性采用可逆化学键树脂体系,在保持传统环氧树脂力学性能的基础上,通过定向化学解聚技术实现‘树脂—纤维’高效分离,从而达到叶片材料回收的目的。”株洲时代新材料公司风电产品事业部开发中心工程师黄逸舟解释说,风电叶片材料中,玻璃纤维、碳纤维是骨架,树脂为血液,融入叶片全身。传统叶片采用的环氧树脂,像一款强力胶将各个零部件黏住,难以拆解回收,而新型叶片每个零部件都可以拆卸。可回收热固性树脂叶片还具备减少碳排放的“功效”。“可回收热固性树脂叶片退役时的固废量将大幅减少,规避有毒有害气体排放,相较传统叶片,单支TMT82型叶片全生命周期碳足迹可减少27吨以上。”黄逸舟补充道。

此外,通过定向化学解聚技术,退役叶片还能变身手糊树脂、环氧地坪原料及玻纤毡等材料,实现更大的二次利用价值。记者看到,切割台上,旧叶片碎块正被送入解聚设备,通过温和条件下的定向化学解聚,树脂与玻璃纤维实现高效分离。“解聚后的再生树脂能直接做环氧地坪,每吨成本比新树脂低 30%。” 射阳工厂工艺负责人付东抓起一把银白色纤维,“这些玻璃纤维强度保留 85% 以上,做成玻纤毡用在建筑保温里,跟新料没啥区别。”

目前,时代新材已具备可回收叶片批量生产能力,这标志着可回收叶片从实验室研发走向产业化应用迈出了关键一步。“批量生产不仅能够满足市场对可回收叶片的需求,降低生产成本,还能推动整个风电产业链的绿色升级。”梁冰表示,随着生产规模的扩大,可回收叶片的成本将逐渐降低,这将进一步提高其市场竞争力,促进更多风电企业采用可回收叶片,加速风电行业的可持续发展进程。

3D打印,废弃钢渣秒变功能房

钢铁企业在生产过程中不可避免地会产生很多固体废物,其中钢渣的比重最大,处理不当还会造成环境污染。为解决这一难题,位于苏州永联村的永钢集团联合一家3D打印企业,将钢渣变成环保建筑新材料,创造了废渣变房子的奇迹。

每到下午,张家港市南丰镇建农村的农民休闲公园里,村民们都会不约而同地前来散步、话家常。在这里,不仅风景优美,还分布着一些功能各异、形状奇特的建筑,有村民议事厅、休闲廊架、垃圾分类房、仓储房、生态厕所等,都与村民的日常生活息息相关。这些线条分明,外观精致的建筑并非水泥堆砌而成,而是来自永钢集团的一条神奇生产线,制作材料主要为钢渣。

在永钢循环事业部车间里,3D打印设备正根据指令有序制作一批景观小品。工作人员介绍,钢渣经过处理并配以相关辅料,就形成了打印用的“油墨”,设计师根据客户所需,可以打印出功能各异、形状多样的绿色环保产品,如岗亭、喷泉、公共厕所、公共座椅、花坛、摆件等等,满足客户不同的需求。

除了助力美丽乡村建设,这些新奇玩意也在绿色工厂打造方面贡献力量。在永钢厂区内,3D打印的景观鱼池花开正盛,流水淙淙、鱼儿嬉戏。行走在厂区内,岗亭、艺术花坛、花池挡墙、立体艺术字、安全教育馆……3D打印产品随处可见,并以其美观及功能性,深受员工和参访者喜爱。

“3D打印建筑有着独特的‘画风’,却又与自然景观融为一体,给厂区的环境氛围布置带来了改变。”永钢集团环保工程师景鑫表示。

如今,3D打印产品的应用范围也越来越广。企业加强产品设计,压缩生产成本,提高产品质量,创新打造了一批景观小品等特色产品。“有海豚趣味摆件、书架、多功能座椅等,根据设计图纸定制化生产。”永钢集团循环事业部经理刘进步介绍,相较传统的建造方式,3D打印有更大的灵活性、效率性,原材料和生产方式更加绿色环保,产品使用寿命长,可以有效替代传统水泥类制物。刘进步接下来,企业将继续推动3D打印产品规范化、标准化进程,围绕市场需求,进一步提升产品质量,推动行业可持续健康发展。

新华日报·交汇点记者 张宣

受访单位供图

责编:李睿哲
版权和免责声明

版权声明: 凡来源为"交汇点、新华日报及其子报"或电头为"新华报业网"的稿件,均为新华报业网独家版权所有,未经许可不得转载或镜像;授权转载必须注明来源为"新华报业网",并保留"新华报业网"的电头。

免责声明: 本站转载稿件仅代表作者个人观点,与新华报业网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或者承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

专题
视频

扫码下载

交汇点新闻APP

Android版

iPhone版

分享到微信朋友圈
打开微信,点击底部的“发现”,使用 “扫一扫” 即可将网页分享到我的朋友圈。
分享到QQ
手机QQ扫描二维码,点击右上角 ··· 按钮分享到QQ好友或QQ空间