風力發電機組吊裝機械選型

摘要：隨著國家新能源政策的明確，風電建設將在今后較長一段時間的電力建設中占有越來越重要的地位，風機吊裝作為風電建設中安全風險最大、最富標志性、可挖掘潛力最大的工作將更加密集。如何選用既安全又高效的吊裝機械將成為風電建設者們特別是風機吊裝公司最關注的話題，本文就國內常見風力發電機組的主力吊車給出了吊裝機械的選型規則，可供風機吊裝同行參考。

關鍵詞：風力發電機組；吊裝機械；選型

1 我國風電建設概況

我國風能資源豐富，可開發利用的風能儲量約10億kW，其中，陸地上風能儲量約2.53億kW（陸地上離地10m高度資料計算），海上可開發和利用的風能儲量約7.5億kW，共計10億kW。而2003年底全國電力裝機約5.67億kW。風是沒有公害的能源之一。而且它取之不盡，用之不竭。對于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區、山區和高原地帶，因地制宜地利用風力發電，非常適合，大有可為。隨著技術進步和環保事業的發展，風能發電在商業上將完全可以與燃煤發電競爭。

根據國家《新能源產業振興規劃》草案，根據規劃，我國將在甘肅、新疆、河北、吉林、內蒙古、江蘇、山東七個省區打造八個千萬千瓦級風電基地。甘肅酒泉千萬千瓦級風電基地建設規劃總裝機容量為3565萬千瓦；新疆哈密規劃2000萬千瓦；內蒙古規劃建設5000萬千瓦，其中蒙西2000萬千瓦，蒙東3000萬千瓦；河北規劃在沿海和北部地區共建設1000萬千瓦；江蘇規劃建設1000萬千瓦，其中近海700萬千瓦；吉林西部地區，主要在松源和白城等市，規劃到2020年達到2300萬千瓦；山東規劃建設1000萬千瓦。

業內人士估計2020年屆時的總裝機容量或可達到1.5～3億千瓦。今后10年平均每年約有11～26千兆瓦的增量。2003年到2009年，除2008年受金融危機影響外，其余每年新增風電機組容量的增幅都在100%以上。

2 風機吊裝在風電建設中的地位

國家的新能源戰略給近期相對低迷的電建企業來說都是一份強心劑，隨著國家能源政策重心的轉移，風電建設將成為今后較長一段時間電建企業的逐鹿之地。

風機吊裝作為以起重作業為主的施工，專業性較強，風險較大。就位高度動輒在70～80m以上，隨著風機單機容量的增大，有超過100m就位高度的風機出現。起重作業安全上必須萬無一失，出事就無小事。2011年10月10日，甘肅酒泉南郊工業園華銳風電科技（甘肅）有限公司設備生產廠，1000t履帶吊進行華銳5MW風機試吊準備過程中，起重機吊臂根部斷裂，造成酒泉市肅州區副書記、工業園管委會主任在內的5人死亡，一人受傷。這一事故給風機吊裝作業再次敲響警鐘，要求風電吊裝施工企業必須更加重視起重機械的選擇和使用。

起重機械的選擇主要從風機機型考慮，主要包括風機最大載荷、需要最大作業半徑、就位高度、場地地形等因素。風機吊裝起重機械主要有履帶式起重機、汽車式起重機及風電專用吊。履帶式起重機是一種高層建筑施工用的自行式起重機。是一種利用履帶行走的動臂旋轉起重機。履帶接地面積大，通過性好，適應性強，可帶載行走，適用于建筑工地的吊裝作業。但因行走速度緩慢，轉移工地需要其他車輛搬運，因其通用性強，租賃價格相對較低，在風電建設領域使用比例最高。

3 風電機組制造企業裝機容量及主吊選型

金風科技在2011年新增風電裝機容量為3600MW，仍占行業第一，占有市場份額20.4%。華銳風電新增風電裝機容量為2939MW，占有市場份額16.7%，位列第二。聯合動力新增風電裝機容量為2847MW，占有市場份額16.1%，位列第三。金風科技、華銳風電、聯合動力三個風電機組制造商占有2011年新增風電裝機市場份額超過50%以上。

直至2011年末，華銳風電在中國累計裝機容量為12977MW，金風科技累計裝機容量為12678MW，聯合動力累計裝機容量為6898MW，分列中國風電機組制造商前三名。

2011年風電機組生產企業安裝及出口情況

從上表可算出，目前國內風電機組主力機型依舊為1.5MW機型，絕大部分風機為陸上風機。上述機型除金風和湘電風能為直驅式交流永磁同步風力發電機外，其余機型均為異步（雙饋異步）風力發電機，直驅式交流永磁同步發電機特點是發電機由風力吹動葉輪直接帶動發電機，中間無變速箱；異步（雙饋異步）風力發電機特點是以風力吹動葉輪通過變速箱帶動發電機發電。因存在變速箱的差別，兩種類型主機在相同級別上重量相差較大，比如金風1.5MW發電機重量為45t，而1.5MW異步（雙饋異步）風力發電機重量大多為60～65t之間，不同機型間就需使用不同的主力吊裝機械。另外各風機生產廠家均根據各地不同地形、風速設計了不同高度的配套塔架，這也成為風機吊裝機械選型的重要方面。對70m以下塔架直驅式交流永磁同步風力發電機，500t及以上汽車式起重機或350t及以上履帶式起重機均能滿足吊裝需要；70m以上塔架直驅式交流永磁同步風力發電機就需要800t及以上汽車式起重機或400t及以上履帶式起重機（臂桿長度比就位高度高出20m以上或帶固定式鵝頭臂）。對異步（雙饋異步）風力發電機來說，塔架高度超過60m，汽車式起重機就要求從800t起步了，加之同噸位汽車式起重機租賃費遠高于同等級履帶吊，市場相對較小。在2MW以上機型，因主機就位高度幾乎均在80m及以上，且重量在90t上下，汽車吊幾無用武之地，成就了履帶式起重機或風電專用吊瓜分的狀況。

4 小結

風電機組主吊選型是一個篩選的過程，選型前去現場實地踏勘，詳細了解每個機位場地及道路坡度、寬度，其次了解風電機組各件重量及尺寸及就位高度，定型前畫圖模擬，確保起重機械負荷、鉤下高度滿足吊物就位要求，且保證臂桿與吊物見有不少于0.5m的可控安全距離。初步選定幾種起重機型號后，再根據周圍起重機不知情況并綜合考慮機械轉場費用和使用時間等，最終定型。

參考文獻

[1]《2011年中國風電裝機統計報告》中國可再生能源學會風能專業委員會

[2]《起重技術》重慶大學出版社2006.03

[3]《起重機性能圖冊》西北電建第一工程公司2008.9

[4]《起重機械性能參數》起重運輸網