淺議100MW風力發電機組工程2.0MW風機安裝施工工藝及技術

唐 釗 中國能源建設集團江蘇省電力建設第一工程有限公司

1 項目概況

本風電場規劃裝機規模100MW，單機容量為2MW的風力發電機組50臺。風機采用GW115/2000kW，機組轉輪直徑115m，輪轂高度為100m。安裝的工作內容主要包括：50臺風電機組塔架、機艙、輪轂、葉片等風電設備卸車；機組控制柜（含支架）安裝、塔架安裝、機艙安裝、葉片輪轂組裝及葉輪的安裝等。

該項目是我公司首次安裝單臺2.0MW規模的風力發電機組。本工程發電機組由50臺風機組成，提高安裝效率和控制施工質量，減少施工成本，保障風力發電機組運行優良是本項目實施的重點。

2 主要安裝工藝及技術

2.1 主要設備卸車方案

發電機卸車：發電機總重約50T，650T主吊現現場卸車，查點隨發電機一同運過來的各部件。

塔筒卸車：采用兩臺吊車雙機抬吊時，塔筒按要求放置在風機吊裝平臺附近，依次擺放。塔筒軸線方向滿足吊裝要求，塔筒逐一并排擺放，單段塔筒的上法蘭應靠近主力吊具，確保塔架水平放置，支撐處用三角木獲防傾斜道木，防止塔筒滾動

葉片卸車：采用兩臺吊車抬吊卸車，為防止葉片傾翻，風機葉片的擺放時應注意現場近期內的主風向，葉片應順風放置，且葉片根部呈迎風(主風向)狀態，并保證對葉片加固或采取有效措施，嚴禁葉片隨意擺動；且地勢平坦，對于凸凹不平的場地，進行必要的回填或是開挖。如是土質松軟地或沙土地，避免前、后支架下陷，葉片不能接觸地面，否則會損壞葉片。如果場地呈一定程度的坡度，且坡度方向與主風向一致，則順風放。

2.2 塔筒底部附件安裝

首先清除基礎環內部垃圾；然后安裝塔筒底段輔件和塔筒。同時使用手動砂輪或砂紙將鋪設電纜的PVC管削短并打磨光滑（避免PVC管和電氣柜支架干涉，推薦PVC管高出混凝土面10cm）。

2.3 塔筒吊裝

底塔筒吊裝：使用QUY650履帶吊為主吊車，50t履帶吊輔助配合，主、輔吊車配合緩慢地水平吊裝起塔筒。利用纜風繩控制塔筒的擺動，主吊車提升下段塔筒至即將安裝的法蘭面位置并調整方位。在即將安裝的法蘭面位置的工作人員與地面操作纜風繩的人員及時溝通，調整并確定塔筒的安裝方位（根據塔筒內爬梯對接位置或者已經表示的塔筒門位置），工作人員分別站在兩處或者三處，各取一個螺栓從上方安裝在來回擺動的塔筒法蘭，當塔筒位置對正對齊后，迅速將螺栓穿過下段塔筒節的法蘭，以固定塔筒節的位置。最后解開纜風繩。

中段塔筒的安裝；塔筒中間有4段，采用和底段塔筒相同的方法進行塔筒吊裝。

當兩個法蘭完全固定好后，此時必須準確固定并連接好兩段塔筒之間的扶梯和滑軌（鋼絲繩）。

上段塔筒安裝：上段塔筒的安裝過程基本上與底段塔筒安裝過程一樣。

首先安裝電動葫蘆到上段塔筒并檢查。在起吊上段塔筒之前，把和中段塔筒連接的螺栓、螺母和墊片放入中段塔筒上平臺內。把和機艙連接的雙頭螺柱、螺母和墊片放在上段塔筒的上平臺內并綁扎緊固。把從偏航平臺進入機艙的踏板梯放在上平臺（偏航平臺處）并綁扎緊固。轉動塔筒，直到法蘭上的孔精確地對齊且兩個法蘭用四個螺栓固定好為止。降低塔筒的位置，直到兩部分之間保留一定的空隙為止。空隙的寬度允許可插入螺栓。從下面用螺栓穿過法蘭，上面用一個螺母固定。檢查螺栓、螺母和墊圈是否固定。墊圈的倒角必須始終面相螺栓桿和螺母。一旦用手擰緊所有螺栓，則完全可以將塔筒放下。先用開口扳手或兩用扳手把住螺栓頭，然后用電動扳手預緊所有螺栓；按照螺栓緊固力矩表緊固法蘭力矩，完成后需用黑顏色油漆筆標記，同時貫穿螺栓頭，螺母，墊片和法蘭本體。從已安裝的塔筒頂端法蘭松開起重吊耳上的吊鉤，拆除頂端法蘭面上的吊耳及吊索具。

2.4 機艙安裝

機艙安裝作業流程如下：

安裝測風架→拆卸密封壓條→安裝機艙頂蓋→機艙內物資放置→機艙吊裝→吊具拆卸。

2.5 發電機的安裝

發電機安裝作業流程如下：

發電機吊具安裝→發電機翻身→發電機吊裝→冷卻管道安裝→液壓油管安裝→發電機與機艙連接踏步安裝→吊具拆卸。

2.6 葉輪組件和安裝

葉輪安裝作業流程如下：

輪轂操作準備→葉片操作準備→葉輪組對→葉片密封安裝→導流罩前端蓋安裝→葉輪吊裝。

3 吊車選用

機艙吊裝主吊用650t履帶吊，采用標準輕型主臂108m+7m風電桿頭工況，工作半徑26m時，主吊的有效起升高度為112m（除去吊鉤限位高度約3m）。吊裝塔筒、機艙時作業半徑為24m式中由于中一段塔筒重量最大，所以取中一段塔筒重量54.15t校驗。吊裝發電機、葉輪時作業半徑為22m式中，取葉輪重量58.5t校驗。

4 安全措施

風機施工高處作業人員必須配帶工具袋，防高處落物，較大的工具應系保險繩，物品及工器具嚴禁拋擲。六級以上大風或惡劣氣候時應停止露天高處作業，且做好大型吊具防傾倒的安全措施。設備起吊前應檢查起重設備及其安全裝置是否有效。起吊設備要綁牢牢固可靠，并有防止傾倒措施。起吊過程中嚴禁偏拉斜吊，所起吊設備未固定好，嚴禁松鉤。當平均風速超過9m/s，或陣風速超過10m/s時，嚴禁進行風機各部件的吊裝施工。塔筒下段吊裝時，切勿把手放在螺栓桿上。一旦螺栓對準螺孔，施工人員將塔筒迅速落下。在進行葉輪吊裝時，須備好人用吊藍以卸掉控制繩索，所配置吊籃的安全護欄應齊全、完好，并設有腹桿，并經過載荷檢驗合格后才能使用，吊籃上的作業人員必須系好安全帶及其他防護措施。在起吊過程中速度要均勻、平穩，不得突起突落。吊件吊起10cm時應暫停10min，逐一檢查各機械設備制動裝置，確認完好后方可繼續起吊。起吊時吊鉤懸掛點應與吊物重心在同一垂線上，吊鉤鋼絲繩或吊帶應垂直，嚴禁偏拉斜吊。

5 環保措施

在對風機吊裝過程中，對在施工過程中產生的各種垃圾應及時運到廢料堆放處集中處理，防止施工垃圾對環境造成污染，并且在所排放的超標三廢及噪聲等污染物控制在國家的排放標準內。在施工生產過程中，優先考慮采用無污染或少污染的生產工藝，優先考慮采用先進的施工方法。對在施工過程中產生的廢舊物品集中堆放，統一處理。妥善保管易燃易爆或有毒有害危險品，做好防爆防燃措施和應急預案，防止在儲運過程中發生火災、爆炸或泄漏等事故造成對環境的污染。對施工現場的環境衛生應經常清理，確保環境的衛生、整潔。

6 效益分析

該項目是我公司首次安裝單臺2.0MW規模的風力發電機組。施工過程中，提高安裝效率，加強施工質量控制，保障風力發電機組運行優良。本技術的采用，大大節約了機械臺班、降低了施工成本，縮短了施工工期，施工效率得到進一步提高。經統計，本工程節省施工成本共計65.26萬元。不僅如此，通過精湛的安裝工藝和良好的施工管控，在風電場建成運行中屢獲佳績，一舉獲得“2017年度全國風電場生產運行統計指標對標”5A級，施工質量得到高度認可，并獲得業主表揚，樹立了良好的企業形象。