風電吊裝技術要點探析

王啟華

【摘 要】近年來我國經濟發展速度很快，科學技術也日新月異，尤其是對風電等新能源的利用，為社會生產生活提供了充足的電力能源。風電吊裝是風電工程建設中的重要內容，不僅技術要求較高，施工流程也非常復雜，需要我們引起足夠重視，合理選擇起吊設備，加強過程控制，保證風電吊裝順利完成。本文將簡述風電吊裝技術，然后分析了風電吊裝技術的現狀，最后提出了風電吊裝技術流程與要點。

【關鍵詞】風電;吊裝;技術要點

中圖分類號： TM614文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）36-0125-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.056

風力屬于清潔能源，在電力行業中應用日益廣泛，不僅能量轉化率較高，也在一定程度上推動了我國清潔能源的開發，為環境保護作出了巨大貢獻。在風電工程建設中各項設備的吊裝是重難點內容，吊裝高度大，體積大，對此我們要掌握風電吊裝技術要點，保證風電工程建設的順利進行。這樣才能保證風力發電能量轉化率的提升，也降低風電吊裝中的安全隱患。

1 風電吊裝技術概述

1.1 風電吊裝技術特點與要求

風電吊裝的過程中高度一般超過140m，由于不同機型設備質量不一樣，塔架高度也有較大差異，并受到風力分布的影響。因為風險尺寸很大，通常大于90m，單體質量在70t以上，作業環境也非常復雜，如所在地形比較復雜，會受到大風的影響，這對風電吊裝技術有了較高要求，確保合理選用吊裝作業方案與設備[1]。要根據風機單機實際特性制定吊裝施工方案，風電場的機組較多，經常為幾十臺乃至上百臺，在風電吊裝時需要在較大范圍內移動施工，這要求風電安裝施工時滿足便捷的要求，確保專場的順利進行。

由風電吊裝技術特點與要求能夠得出，在選擇風電吊裝設備與制定施工技術方案的過程中會受到多個因素的影響，如地理環境、場內道路情況和設備參數等，其中設備參數主要體現在機艙尺寸、質量和塔架高度等方面。對于施工方案與設備的選擇，必須要有較強的起重與防風能力，能夠適應各種場地，不僅專場方便，也能提升風電吊裝施工的效率。

1.2 基于風機主機的吊裝技術

在風機吊裝中選擇基于風機主機的吊裝方案，主要從風電機組主機與塔筒結構特征出發，借助新型專用設備完成吊裝作業。專用設備通常包括起升機構、自升機構、門架結構、底架結構、變幅機構、導向機構、抱緊裝置、引進裝置、防護裝置、液壓系統和電氣和電控等機構組成。對自升機構來說，能夠完成對專用設備的升降，起升機構在吊運發電機等風電機組各零部件的安裝、拆卸等垂直作業中應用，變幅機構則能夠達到吊裝零部件安裝位置水平調整規定。

分析風機吊裝技術原理可知：主要借助專用設備的自升降機構帶動設備沿風機塔筒升至風機主機下方的預定高度，并利用連接裝置把專用設備與風機主機、塔筒進行固定，從能夠變化的門架覆蓋作業范圍，借助起升機構裝卸風機大部件，以及自升降機構完成對設備本體的拆卸與降落。

基于風機主機的吊裝技術中，以及專用設備等，能夠解決以往基于地面的吊裝方案的不足之處，該技術優點包括以下幾點：第一，該方案中沒有塔身結構，通過風機主機已有高度把專用設備與機組主機相連，不同于其他地面起重機，避免受到起重機起升高度的影響。第二，該方案選擇門架式臂架、油缸變幅，可覆蓋風電機組吊裝維護范圍中全部零部件進行吊裝與維護施工[2]。第三，利用原有的裝置，能夠保證設備起升、下降以及拆裝等順利進行。第四，借助模塊化設計方式，不僅簡化了結構，也為拆裝與運輸創造了良好條件，具備較強的轉場適應能力。第五，實現了成本的有效控制，也最大限度減少了對環境的影響。

2 風電吊裝技術的現狀分析

2.1 大型履帶式起重機

大型履帶式起重機不僅起重能力極強，也能夠有效適應各種復雜場地，能夠保證施工效率，尤其是可以帶載行走，確保風機葉輪和機艙對接安裝要求得到滿足。在以往風機吊裝中，主要借助履帶式起重機安裝風格電聲，并完成機艙、塔架以及葉輪等大部件吊裝施工。當場地與道路比較寬敞的時候，這種方法有利于履帶式起重機作用得到充分發揮，若是道路比較狹窄、周圍環境復雜，若是選擇這種方法，在兩臺風機中必須對履帶式起重機進行拆卸與安裝，除了會增加工期以外，也提高了成本。此外，履帶式起重機缺乏一定抗風的能力，尤其是側向抗風能力非常薄弱，若是風機吊裝中風力過大，則必須根據要求停止施工，而上段塔架與機艙需要當天進行安裝，這樣吊裝作業就顯得不夠連貫，為安裝進度與質量帶來了不利影響[3]。風電吊裝中因為轉場次數較多，也沒有專用轉場設備協助運輸，只通過已有履帶作業，不僅效率不高，也嚴重磨損了履帶。且履帶式起重價格昂貴，在維護與轉場運輸時需要投入較大成本，從而大幅度增加了風機吊裝成本，影響了最終的經濟效益。

2.2 大型汽車起重機

在吊裝風電設備的過程中，要想讓葉片吊裝有良好的條件，機艙吊裝中起重機位置應該符合機艙與葉輪等吊裝要求。通常起重機吊臂必須正對機艙中與輪轂連接的法蘭，從而確保葉輪吊裝保持在適當位置，這樣要求改變起重機位置或偏航，從而達到葉輪吊裝要求。大型汽車起重機也具備較強的起重能力，便于轉移，機動性較好，當場地平整、環境較好時可以保證性能的有效發揮。風機起吊過程中應該讓支腳落地，不能出現負載形式的情況，這讓起重機面臨著較大束縛，且汽車起重機對風載非常敏感，對此這種方案被選用的概率往往不高。

2.3 大型輪胎式起重機

大型輪胎式起重機與汽車起重機不一樣，不僅車輪間距很大，在穩定性與對路面適應性上也有了很大提升，解決了汽車起重機的部分缺陷。同時輪胎式起重機轉移速度很快，機動性較好，也彌補了履帶式起重機在這些方面的不足。結合輪胎式起重機自身特性，在安裝主流1.5MW機組風機的過程中，一般會選擇超過5000kN的輪胎式起重機，并輔以至少500kN的汽車起重機。雖然輪胎式起重機包括了履帶式起重機與汽車起重機等特性，不過支腳需要落地方可負載，不能帶載行駛[4]。尤其是風電安裝環境比較惡劣，安裝高度不高，葉輪安裝方位比較特殊時，使用輪胎式起重機會出現較大的局限。輪胎式起重機與履帶式起重機、汽車起重機類似的高大臂架在面對風載時非常敏感，從而影響了輪胎式起重機在風電吊裝中所發揮的作用。

3 風電吊裝技術流程與要點

3.1 風電吊裝技術流程

通常而言風電機組類型不一樣，吊裝設備也具備較大差異，以雙饋異步風電機組為例，需要吊裝的部件有塔筒、機艙和葉輪;在直驅同步風電機組吊裝中，通常以塔筒、機艙、發電機和葉輪等部件為主。風電吊裝時應該關注葉輪吊裝的可操作性，并關注機艙或發電機吊裝時主吊機械站位，確保達到葉輪吊裝要求。通常來說主吊機械起重臂正對機艙或發電機與輪轂間連接法蘭，能夠為之后葉輪的吊裝創造良好條件，也避免改變主吊機械位置、通過偏航等對機艙方向作出調整。結合風電吊裝施工要求可知，具體吊裝流程包括以下幾點：吊裝準備→支架→電抗器、電控柜→塔架Ⅰ段→塔架Ⅱ段→塔架Ⅲ段→機艙→發電機（機艙不含發電機）→葉輪組合→葉輪→吊裝結束。

3.2 塔筒吊裝要點

塔筒卸車要與吊裝場地邊緣保持較近的距離，并結合Ⅲ段、Ⅱ段、Ⅰ段順序進行卸車，在吊裝過程中結合Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段順序吊裝。在卸車的過程中要防止塔筒表面受到污染，需要借助沙袋、支架等做好保護工作，防止塔筒兩端發生變形的情況[5]。在吊裝塔筒的時候主要選擇雙機抬吊遞送法，簡而言之就是吊裝塔筒需主輔兩臺吊車配合起吊，主吊機械吊裝塔筒小直徑端，副吊機械吊裝塔筒大直徑端，在吊裝中當塔筒離開地面后，塔筒底部借助輔助吊車對塔筒底端與地面距離作出調整，防止塔筒底部和地面出現接觸變形的情況，空中轉90°確保塔筒保持豎直。在平移、起吊塔筒對接就位的過程中，在完成對塔筒的吊裝后必須穿上高強螺栓，通過專用電動扳手預緊塔筒和基礎環的高強螺栓，保證緊固達到要求，實現穩定性的提升。

3.3 機艙組件吊裝要點

在吊裝施工的時候要考慮風電機型機艙吊點布置情況，借助配套專用吊具，將專用吊具掛好。此外要想在地面實現對機艙起升方位的有效控制，防止機艙起升時旋轉、磕碰主吊機械或塔筒。要注意導向風繩的長度，通常在機艙高度的2倍以下。由于螺孔中會殘留很多塵土泥沙、鐵銹和殘渣等雜物，需要及時清理干凈。

3.4 發電機組及葉輪吊裝要點

發電機組是風電吊裝中的一項重要內容，必須考慮到以下幾點情況：第一，要與主吊機械加強配合，組裝發電機專用吊具，吊具整合好后吊至發電機上部，進使用高強螺栓和工器具。第二，將2根導向風繩綁在發電機兩側吊耳，并徹底、全面清理法蘭面。第三，對手拉葫蘆進行調整，讓軸和水平線保持3°上仰的夾角[6]。當準備工作結束后才能對風電吊裝，讓發電機和機艙能夠有效的對接與緊固。在主吊機械摘鉤過程中，作業人員需要將安全帶系好，牢固進行固定后才能施工。葉輪吊裝是風電吊裝中的關鍵內容之一，在吊裝前要結合葉片重心標識，保證吊點位置得到明確。

4 結語

總之，大力發展風力發電技術，有利于能源利用率的提升，在保護環境、減少污染上發揮著重要的作用。隨著風力發電建設規模的擴大，為社會各界提供了充足的電力能源，由于風電項目非常特殊，施工中吊裝和高空作業很多，主要出現問題將釀成重大安全事故。對此我們要提高對風電吊裝的重視程度，不斷改進技術方法，確保所有風電設備安裝質量實現提升，為風電工程建設奠定良好基礎。

【參考文獻】

[1]崔丹丹，周玉龍.履帶起重機風電吊裝用攬風繩系統技術分析[J].建筑機械，2019（09）：51-53.

[2]張磊，鄧國輝，顏昌祿，李峰，何春勇.風電安裝平臺運營優化[J].船舶工程，2019，41（S1）：369-371.

[3]郝洪峰，李志明，辛玉寬，韓洋.潮間帶濕地風電機組吊裝方法[J].中國電力企業管理，2019（21）：80-81.

[4]本刊訊.中復連眾制造全球最大風輪直徑海上風電葉片完成吊裝[J].中國建材，2019（06）：87.

[5]吳德勝.海上風電機組吊裝難點分析與對策[J].中國電力企業管理，2019（12）：32-33.

[6]田興明，蔡亞森.起重機臂架風電吊裝載荷工況性能研究[J].建筑機械，2019（04）：101-102.