淺析風(fēng)力發(fā)電機(jī)組吊裝及安裝施工方案

【摘要】風(fēng)能是取之不盡、用之不竭、不污染環(huán)境、不破壞生態(tài)的可再生能源之一，風(fēng)力發(fā)電是目前可再生能源中各種技術(shù)發(fā)展最快、技術(shù)最為成熟、具有大規(guī)模開(kāi)發(fā)和商業(yè)化前景的能源。同時(shí)《可再生能源法》的正式實(shí)施，為我國(guó)風(fēng)力發(fā)電創(chuàng)造了良好的發(fā)展環(huán)境，風(fēng)電的快速發(fā)展，給大型機(jī)組的吊裝及安裝帶來(lái)了新的課題，本文結(jié)合華潤(rùn)電力風(fēng)能威海經(jīng)區(qū)風(fēng)電場(chǎng)一期工程實(shí)例簡(jiǎn)單介紹風(fēng)力發(fā)電機(jī)組吊裝及安裝過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；吊裝；安裝

華潤(rùn)電力風(fēng)能威海經(jīng)區(qū)風(fēng)電場(chǎng)一期工程設(shè)計(jì)裝機(jī)容量49.8MW，擬安裝24臺(tái)單機(jī)容量為2000kW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和1臺(tái)單機(jī)容量為1800kW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，預(yù)裝輪轂高度80m。

根據(jù)《風(fēng)電場(chǎng)工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》（試行）（FD002-2007），考慮風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)規(guī)模，按照裝機(jī)容量劃分，本風(fēng)電場(chǎng)工程等別為Ⅳ等小型，風(fēng)電機(jī)組塔架地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)級(jí)別為1 級(jí)。35kV 開(kāi)關(guān)站內(nèi)建筑物抗震設(shè)防分類(lèi)為丙類(lèi)，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)施工，主要包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組基礎(chǔ)開(kāi)挖澆注及回填，電纜和光纜通道的預(yù)留。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量為2000kW ，風(fēng)力發(fā)電機(jī)吊裝分為4 道工序：塔筒、機(jī)艙、葉片、電氣設(shè)備。整個(gè)塔筒高78m，分三段分別吊裝，安裝完塔筒后吊裝機(jī)艙，再吊葉輪。安裝過(guò)程如下：

（1）施工準(zhǔn)備

施工場(chǎng)內(nèi)道路路面寬度應(yīng)不小于5m。安裝工作由兩臺(tái)吊車(chē)聯(lián)合作業(yè)。為了配合風(fēng)機(jī)施工吊裝的主、輔吊作業(yè)場(chǎng)地要求，保證吊車(chē)吊臂在起吊過(guò)程中不碰到塔筒，根據(jù)風(fēng)機(jī)布置情況和施工吊裝要求，需在每臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)附近修筑一個(gè)施工操作平臺(tái)，平臺(tái)頂面呈矩形布置，寬35m，長(zhǎng)55m。平臺(tái)采用碾壓泥土的結(jié)構(gòu)形式。平臺(tái)頂面敷設(shè)300mm 厚碎石，在不影響交通運(yùn)輸?shù)那闆r下盡可能利用施工道路，在吊車(chē)四個(gè)支點(diǎn)處采用頂面2m×2m，深1.0m 塊石路基箱，以分散吊車(chē)所傳荷載，便于設(shè)備吊裝，提高設(shè)備利用率。

為便于管理，風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，采取集中存放，待風(fēng)機(jī)安裝時(shí)再分批運(yùn)至各臺(tái)風(fēng)機(jī)位置進(jìn)行施工吊裝。風(fēng)機(jī)設(shè)備臨時(shí)堆場(chǎng)布置于控制中心附近的場(chǎng)地，考慮25臺(tái)風(fēng)機(jī)分四批運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)。風(fēng)機(jī)設(shè)備臨時(shí)堆場(chǎng)需進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡孛嫣幚怼⒛雺杭纯伞Ｔ跈C(jī)艙、塔架堆放支撐處需加設(shè)枕木或增加碎石墊層。

（2）塔筒安裝

本期工程共安裝塔筒25 套。塔筒由三段組成，每?jī)啥沃g用法蘭盤(pán)連接。塔筒分段運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，擺放在吊車(chē)的旋轉(zhuǎn)起吊半徑內(nèi)。在現(xiàn)場(chǎng)保存時(shí)應(yīng)注意放置于硬木上，并將塔架的兩側(cè)固定好，防止其滾動(dòng)，存放場(chǎng)地應(yīng)盡可能平整無(wú)斜坡。必須在現(xiàn)場(chǎng)檢查塔筒及其配件在運(yùn)輸中是否損壞，任何外表的損傷都應(yīng)立即修補(bǔ)，必須清除所有污物。塔筒吊裝前，必須在現(xiàn)場(chǎng)將筒內(nèi)的所有電纜固定好后，方可進(jìn)行吊裝。

在塔筒安裝前再次檢查基座的平整度，采用水準(zhǔn)儀校正基座的水平度，水平度的誤差應(yīng)符合廠家的要求，符合設(shè)計(jì)要求，確保在整個(gè)安裝過(guò)程中的施工安全及施工質(zhì)量。然后將電源控制柜固定在基座上。另外，塔筒安裝前，還應(yīng)對(duì)氣象條件和安裝時(shí)間做出確切了解和安排，以確保在整個(gè)安裝過(guò)程中安全可靠。塔架的吊裝采用分段吊裝，由下至上逐節(jié)安裝，每節(jié)塔架采用雙機(jī)抬吊，三節(jié)塔架分別在空中進(jìn)行組裝。吊車(chē)將下塔架提升到基礎(chǔ)環(huán)上，用螺栓擰緊固定，法蘭之間應(yīng)密封良好。下塔架就位后，需要進(jìn)行2 次混凝土灌漿，養(yǎng)護(hù)期滿后進(jìn)行下一個(gè)吊裝工序。

現(xiàn)場(chǎng)塔筒吊裝采用400t 履帶吊車(chē)為主吊，配一臺(tái)80t 和一臺(tái)15t 汽車(chē)吊為輔吊。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)起吊設(shè)備進(jìn)一步研究吊裝方案，確保施工安全和塔筒的施工質(zhì)量。塔筒要分段吊裝，由下至上逐節(jié)安裝，調(diào)整好后，按設(shè)備安裝技術(shù)要求緊固連接螺栓。塔筒安裝的允許誤差應(yīng)符合廠家要求。施工中要有良好的防銹蝕保護(hù)措施，確保塔筒的使用壽命。應(yīng)按設(shè)備安裝技術(shù)要求，對(duì)塔筒及其配件進(jìn)行正確的安裝和維護(hù)。在塔筒安裝前，應(yīng)清除基礎(chǔ)座環(huán)法蘭上的塵土及澆筑混凝土的剩余物，尤其是法蘭及各連接部位，不允許有任何銹蝕存在。

（3）機(jī)艙安裝

應(yīng)在廠家專(zhuān)門(mén)技術(shù)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行，安裝過(guò)程如下：

機(jī)艙的安裝：機(jī)艙重量約68t。安裝工作由400t 主吊車(chē)與80t 和15t 輔助吊車(chē)聯(lián)合作業(yè)。

風(fēng)輪組裝需要在吊裝機(jī)艙前完成。在地面上將三個(gè)葉片與風(fēng)輪輪轂連接好，并調(diào)好葉片安裝角。

吊裝機(jī)艙前，將主吊車(chē)停在旋轉(zhuǎn)起吊允許半徑范圍內(nèi)，將機(jī)艙的三個(gè)吊點(diǎn)用專(zhuān)用工具與吊車(chē)的吊鉤固定好。為了保證吊車(chē)吊臂在起吊過(guò)程中不碰到塔架，應(yīng)保證起重機(jī)吊裝時(shí)有足夠的工作空間。主吊車(chē)支撐部位需鋪墊路基箱，增加接地面積以分散起重荷載，以防止地面下陷。將人拉風(fēng)繩在機(jī)艙的兩邊固定好，先將機(jī)艙吊離地面100～200mm，檢查吊車(chē)的穩(wěn)定性、制動(dòng)器的可靠性和綁扎點(diǎn)的牢固性。上述工作完畢并檢查無(wú)誤后，才可以起吊。提升過(guò)程中，應(yīng)保持機(jī)艙平整，如果產(chǎn)生較大的傾斜，應(yīng)將機(jī)艙重新放下，矯正后再起吊。安裝機(jī)艙時(shí)，需要2名裝配人員站在塔架平臺(tái)上，機(jī)艙由吊車(chē)提升，由人工牽引風(fēng)繩，應(yīng)絕對(duì)禁止機(jī)艙與吊車(chē)及塔架發(fā)生碰撞。機(jī)艙與塔架頂法蘭進(jìn)行對(duì)接，機(jī)艙慢慢落下時(shí)，可用螺栓與墊圈先將后面固定，然后將所有的螺栓擰上。完成以上步驟后，繼續(xù)緩慢落下機(jī)艙，但應(yīng)使吊鉤保持一定的拉力。機(jī)艙應(yīng)完全坐落在塔架頂法蘭盤(pán)上，以保證制動(dòng)墊圈位于塔筒法蘭盤(pán)的中心。按設(shè)備安裝技術(shù)要求，將所有的連接螺栓擰緊，螺栓緊固力矩達(dá)到預(yù)定值，并將所有螺栓完全固定后，可將吊車(chē)和提升裝置移走。

（4）葉片安裝

風(fēng)機(jī)葉片由專(zhuān)用的加長(zhǎng)平板拖車(chē)運(yùn)輸?shù)桨惭b現(xiàn)場(chǎng)。為了防止葉片與地面的接觸，應(yīng)使用運(yùn)輸支架將其固定。在運(yùn)輸時(shí)，每個(gè)葉片的排列之間必須保證相隔足夠的距離，特別是葉尖與車(chē)板面之間至少距離40cm。

風(fēng)速是影響風(fēng)電機(jī)組安裝的主要因素，當(dāng)風(fēng)速超過(guò)6 級(jí)（氣象站標(biāo)準(zhǔn)）時(shí)不允許安裝葉輪。現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員應(yīng)進(jìn)行風(fēng)速測(cè)定，并保證安全風(fēng)速條件下進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組安裝。

葉輪組裝前，必須對(duì)葉片進(jìn)行全面的檢查，以查明其在運(yùn)輸過(guò)程中有否損壞，還應(yīng)對(duì)葉片法蘭和輪轂法蘭進(jìn)行清理。禁止不經(jīng)全面檢查的葉片，直接組裝葉輪。

葉輪在地面組裝，用兩小吊車(chē)配合吊裝，將葉片的法蘭一一對(duì)正于輪轂相應(yīng)的法蘭處，校對(duì)法蘭安裝中心，按設(shè)備安裝技術(shù)要求緊固連接螺栓。

葉輪整體吊裝時(shí)，采用400t 主吊車(chē)與80t 輔助吊車(chē)聯(lián)合作業(yè)，為了避免葉片在提過(guò)程中擺動(dòng)，用圓環(huán)繩索分別套在三片葉片上，每片葉片用3～6 名裝配人員在地面上拉住。在提升過(guò)程中，禁止葉片與吊車(chē)、塔筒、機(jī)艙發(fā)生碰撞，應(yīng)確保繩索不相互纏繞。通過(guò)兩臺(tái)吊車(chē)的共同作用，慢慢將轉(zhuǎn)子葉片豎立。隨后，以與吊裝塔筒相似的方法將葉輪起吊并安裝到機(jī)艙的法蘭上，按設(shè)備安裝技術(shù)要求緊固連接螺栓。

安裝結(jié)束后，將葉片的安裝附件拆掉、吊車(chē)移走，并清理安裝現(xiàn)場(chǎng)。

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