山地風電場風機單葉片吊裝技術(shù)

孫二濤

（中國電建集團河北工程有限公司，河北石家莊 050021）

0 前言

UPC臺州黃巖風電場工程共有21臺歌美颯單機容量2.0MW的風電機組，總裝機規(guī)模42MW，每臺風機在機艙內(nèi)布置一臺變電器，將機端電壓升至35kV，由場內(nèi)輸電線路輸送至場區(qū)新建升壓站，最終接入電網(wǎng)。該風電場海拔高，起伏較大。場內(nèi)施工道路設(shè)計路狹窄，且多急彎、陡坡，風機運輸設(shè)備、吊裝設(shè)備行走的難度較大。風機機位大多分布在獨立山頭上，風機吊裝平臺小，為風機設(shè)備卸貨帶來諸多困難。根據(jù)施工現(xiàn)場的場地條件及施工工期的要求，選擇的風機設(shè)備的吊裝機械為：一臺200t汽車吊，一臺500t履帶吊，兩臺70t汽車吊。其中200t汽車吊作為主力吊車，70t汽車吊作為輔助吊車，主要負責塔架下段的吊裝；500t履帶吊主要負責塔架中段與上段、機艙、輪轂及葉片的吊裝，70t汽車吊作為輔助吊車，負責塔架的抬吊。分兩個工作面同時進行作業(yè)以便提高安裝速度確保工期正常實施。

1 施工技術(shù)特點

風力發(fā)電機組組成及安裝順序一般為塔架、機艙、輪轂、葉輪。其中風力發(fā)電機組葉片安裝一般分為葉輪地面組裝、單葉片空中組對兩種施工方法。采用單葉片空中組對比葉輪地面組裝節(jié)約了施工場地，尤其狹小、陡峭的場地，更加靈活方便。葉輪以散件形式在空中組對，對地形要求低，同時解決了狹小場地設(shè)備無法接卸和組裝問題。單葉片空中組對比葉輪地面組裝，降低了設(shè)備荷載，主力吊車更易操控，減少了風速等天氣因素的影響。值得一提的是吊裝平臺場地的縮小也減少了對綠色植被的破壞，壓縮了對于土建施工以及環(huán)保的成本要求。

2 工藝原理

葉片吊具組合件由T型架、T型架吊鏈、葉片尾部支撐等組成，并按照設(shè)計及廠家安裝手冊要求現(xiàn)場組裝。機艙偏航箱由旋轉(zhuǎn)齒輪、旋轉(zhuǎn)電機等組成。葉片吊具組裝完成，調(diào)整T型架吊鏈調(diào)整葉片角度方便葉片空中對組；葉片安裝前，機艙偏航箱安裝和調(diào)試完成，并調(diào)整好輪轂安裝孔角度。葉片組對完成，施工人員系好安全帶、佩戴防滑鞋、雙鉤并確定雙鉤固定在機艙上，拆除葉片吊具前端吊帶，吊具由葉片尾部移出。

3 葉輪組合安裝工藝流程及操作要點

按照設(shè)計及廠家安裝手冊進行塔架吊裝、機艙吊裝、輪轂吊裝，上述工序吊裝結(jié)束后進行葉輪組合件的安裝。

3.1 葉輪組合件安裝

葉片T型吊具分為5段，中間由螺栓連接。葉片T型吊具組裝完成后，對吊具各段連接處及整體進行檢查，防止出現(xiàn)安全事故，檢查合格后與葉片組裝。

3.2 變槳系統(tǒng)組裝

變槳系統(tǒng)由風機廠家進行指導(dǎo)、安裝、調(diào)試。變槳系統(tǒng)組件由齒輪盤、護板、3個變槳泵等組成，齒輪盤安裝在聯(lián)軸器上，護板安裝在齒輪盤上，齒輪盤安裝完成后，3個變槳泵安裝在齒輪盤上，變槳系統(tǒng)安裝完成后由廠家指導(dǎo)操作。

3.3 葉片變槳

安裝變槳系統(tǒng)，調(diào)整輪轂角度，設(shè)定輪轂與葉片對應(yīng)法蘭為A、B、C，現(xiàn)以輪轂在吊車左側(cè)為例，為達到要求的方向，使用偏航控制箱按鈕，轉(zhuǎn)動機艙方向，使葉片C相應(yīng)的軸承處于垂直位置，調(diào)整時使用傳動裝置來檢查葉片B是否處于30度的位置，從而確保葉片C處于90度的位置。

3.4 葉片與吊具組裝

4根吊帶分別用于葉片T型吊具前后兩端，前端8m5t吊帶為主支撐吊帶、8.5m3t吊帶為輔助安全吊帶，后端9m5t吊帶為主支撐吊帶、10m5t吊帶為輔助安全吊帶；葉片尾部支撐葉片T型吊具后端吊帶配合支撐葉片，3根纜風繩分別在葉片T型吊具前后各一根，葉片尾部導(dǎo)向帶捆綁一根，對葉片進行導(dǎo)向。

3.5 葉片與輪轂組對

3.5.1 葉片安裝

以500t履帶吊為主吊，使用葉片專用吊具，在確認吊鉤位置垂直方向上與葉片重心重合后，起吊葉片，拆除葉片法蘭處工裝，起吊前葉片外殼平表面朝向地面及葉片前緣朝向機艙的前端，在葉尖適當位置通過葉尖護袋固定導(dǎo)向繩，在起吊過程中，設(shè)專人拉住導(dǎo)向繩，控制葉片移動。以葉片0點為基準，通過變漿電機將變漿軸承零度位置調(diào)整到合適位置，使變漿軸承零度與葉片零度標記點對齊。對正標記位置，進行組對。在雙頭螺栓螺紋部分涂MoS2，安裝所有螺栓、螺母和墊片以及與葉片對應(yīng)的鎖定塊，使用液壓扳手，上緊螺栓，固定葉片后，取掉導(dǎo)向螺栓，并使用鎖定塊的長螺栓代替。

3.5.2 葉片空中組對

以葉片0點為基準，通過變漿電機將變漿軸承零度位置調(diào)整到合適位置，將變漿軸承零度與葉片零度標記點對齊。通過液壓變槳泵調(diào)整，使螺栓順利的進入螺栓孔。安裝葉片后，確保剎車卡鉗處剎車手動泵讀數(shù)為140bar，這樣可以確保雙鎖定輪轂。第一片葉片安裝后，當葉片處于86°～90°（垂直方向）時，鎖定螺栓必須鎖入與輪轂上的鎖定槽，防止裝配時轉(zhuǎn)動。否則就應(yīng)對鎖定位置進行檢查并重新設(shè)置，使用鎖定塊鎖定葉片后，降低變壓泵的壓力。操作變槳泵，讓變槳油缸里的油流回來，防止輪轂出現(xiàn)漏油情況，將輪轂所有工具回收到機艙，斷開電磁閥中的變槳泵連接頭和油管接頭，退出輪轂。最后，松開吊車吊鉤上的“T”型吊具，拆掉根部吊帶，吊具從葉尖處退出，取掉“T”型吊具，葉片垂直時風繩導(dǎo)向袋自動掉落。使用鎖定塊鎖定軸承，取出輪轂中所有工具，并在操作員撤離后，轉(zhuǎn)動輪轂，開始安裝葉片B，此時釋放剎車鉗中的手動液壓泵壓力，轉(zhuǎn)動傳動裝置，使輪轂葉片B安裝口轉(zhuǎn)至安裝位置。按以上步驟組對第二片、第三片葉片；三個葉片必須在一天內(nèi)組裝完成，做好防風措施，確保葉片、輪轂不會損壞。

4 風機吊裝中的注意要點

（1）吊裝前風場道路必須滿足主力吊車通行，吊裝場地平整堅實，滿足主力吊車承壓的要求；吊裝場地必須滿足起重機械的安裝以及拆卸要求。

（2）吊裝過程中力矩必須按照安裝工藝施工，所有螺栓緊固完一遍后，才能進行下一遍力矩的緊固工作。嚴禁超打或欠打螺栓力矩，風機吊裝完成后，應(yīng)對高強螺栓力矩進行抽檢驗收。

（3）風速變化是影響風機吊裝最大的因素。塔架、機艙、葉輪、葉片等部件吊裝時，風速不應(yīng)高于該機型安裝技術(shù)規(guī)定。未明確相關(guān)吊裝風速的，風速超過8m/s時，不宜進行葉片吊裝；風速超過10m/s時，不宜進行塔架、機艙、輪轂等設(shè)備吊裝。

5 結(jié)束語

隨著國內(nèi)風電行業(yè)的蓬勃發(fā)展，全國各地陸上風機可投資的地域資源在不斷減少，尤其是北方戈壁、草原、平原等可投資興建風場的地域在不斷減少，迫使各風電投資方將目標轉(zhuǎn)移至南方山地風資源豐富的地域，然而南方雨季及山地條件嚴重制約風機的安裝進度。近年來國內(nèi)山區(qū)風電場所處海拔越來越高，風機安裝難度越來越大，投資方為了節(jié)約成本支出，風機組裝場地面積壓縮到極限，如何保證在緊張的工期內(nèi)安全高效地完成風機安裝，是每個風電施工企業(yè)而臨的重要課題。單葉片安裝最大的優(yōu)勢在于減少了整體葉輪安裝造成的對抬吊葉片的隱性傷害，保障了葉輪整體的質(zhì)量，為風機長期的安全運行提供了有力支持。此次浙江UPC黃巖風電場工程，通過采用單葉片空中組對的施工技術(shù)，解決了吊裝平臺面積狹小的困難，保證了施工進度、質(zhì)量，使機組能夠長期穩(wěn)定運行，最終起到了經(jīng)濟、節(jié)能和環(huán)保效果。