風力發電塔筒安裝工藝控制要點

武晉輝

(山西省工業設備安裝集團有限公司，山西 太原 030008)

風力發電因其具有清潔、環保、可再生、永不枯竭、基建周期短、運行和維護成本低的優勢，近年在國內得到廣泛的應用。其原理就是將發電機組安裝在風能資源比較豐富的海島、山谷或偏僻的鄉村把風的動能轉為電能。根據風力發電特性，其普遍所處位置與自身高度都處于比較高的位置，所以風電機組的安裝成為一件技術性、安全性特別強，且工作量集中的工作，風電塔筒在風力發電機組中主要起支撐和最外層保護作用，同時吸收機組震動，其安裝質量的好壞、效率高低直接關系到整個發電機組的正常運行和施工單位的經濟效益。

1 風電機組塔筒設備及安裝流程

風機塔筒從外觀上看整體為錐形，塔筒與基礎環、每段塔筒之間采用高強螺栓進行連接。最下一節塔筒下端有一個門，操作人員可通過塔筒內部裝有安全護欄梯子爬上塔筒，每一節塔筒上端設有供安裝施工和休息用的平臺及照明燈裝置。一般風電機組塔筒安裝的流程為施工準備→塔筒布線→變頻柜、塔基柜安裝→底段塔筒安裝→中段塔筒安裝→頂段塔筒安裝。

2 安裝前準備

風機塔筒、基礎環是風力發電機組的結構基礎，其質量情況直接影響風電機組設備安裝質量，一般遇到的質量問題常見且處理較容易，但安裝完后處理將帶來很大難度，現場施工人員通過精心策劃和仔細檢查及時發現問題，把問題處理控制在設備安裝前，對于現場管理各方面具有重要作用。

2.1 安裝現場要求

基礎驗收完成后平整吊裝作業場地，確保四周沒有影響安裝障礙物，吊裝場地大小、平整度、承載力應符合施工需求。如果地勢比較平緩，為節省成本，可以將塔筒設備直接運輸到吊裝現場。

2.2 吊裝設備的選擇和專用吊具準備

1)吊裝設備的選擇:吊裝的主吊車選用主要受地理環境、場內道路狀況、設備參數(塔筒重量、高度、尺寸)等因素影響，隨著單機容量增大，對吊裝機械的要求也提高，在場地寬敞的條件下，一般使用履帶起重機作為主吊；汽車起重機作為輔吊，用于塔筒吊裝的溜尾。

2)專用吊具準備：根據各段塔筒重量，核實計算吊裝專用工具吊具規格，檢查吊裝用吊具、吊耳焊接件、鋼絲繩有無裂紋、彎曲、永久變形及其他損害現象；吊帶表面有無磨損、邊緣破損、老化、縫合處有無變質及其他損壞。

2.3 基礎環清理復查

清掃混凝土和基礎環外露表面的積水、塵土，基礎環法蘭質量控制內容包括：有無銹蝕、毛刺、凸點、法蘭孔阻塞、表面油污及其他雜物；內側標記方位是否清晰正確；在裝配前2 h距離基礎法蘭外緣大約10 mm和螺栓孔周圍涂抹密封膠，防止濕氣從外部進入塔內。

2.4 塔筒兩端法蘭面、內外漆面的檢查

法蘭面需保證平整度、清潔度，螺栓孔完好。法蘭面如有突起應當使用銼子將法蘭面銼平，打磨后對打磨面作防腐處理，用鋼絲刷、棉布或工業用清潔劑對表面進行清潔。漆面有損傷的地方用廠家提供的油漆進行補刷。

2.5 平臺、門、護欄、爬梯等附件及電氣設備的檢查

確保以上附件完好、數量齊全，固定螺栓牢靠，重點檢查固定平臺附件的焊接處有無缺陷，油漆噴涂是否完整合格；查看電路是否通暢、接口是否匹配，照明燈、應急燈是否完好。如有損壞或脫落情況，及時修補。為便于操作，將安裝下段塔筒所需的螺栓緊固件和工具裝入工具盒，固定在上層平臺，并采取措施防止物體高空墜落。

3 底段塔筒的安裝

3.1 塔筒法蘭面噴涂密封膠

塔筒法蘭連接面整圈在螺栓節圓上噴涂“∞”形密封膠，密封膠噴涂均勻，不允許間斷。暴露時間不宜過長，防止固化。

3.2 合理設置主副吊車吊點

主副吊車在相應位置做好準備，按照圖1安裝吊耳：上法蘭面兩側按照1點半、4點半、7點半、10點半位置安裝4個吊耳；下法蘭按1點半、10點半位置安裝2個吊耳。吊具與塔筒法蘭連接螺栓采用扳手擰緊。

3.3 塔筒起吊

吊裝工具安裝完后開始提升操作。拆除塔筒支撐，在塔筒下法蘭對邊的法蘭螺栓孔上固定纜風繩用于調整塔筒位置。主副吊車要做到同時作業，同時起吊，塔筒離開地面后，主吊車繼續提升，副吊車則調整塔筒底端與地面的距離，提升塔筒時應保持水平，吊起塔筒到一個合適的高度時清潔與地面接觸時外壁沾染的污物，油漆有破損的地方及時補漆。清潔后繼續將塔筒提升為豎直，使下法蘭與地面接近但整個過程中塔筒不應與地面接觸以防塔筒變形損壞，副吊車隨時配合主吊車，利用纜風繩控制塔筒的位置與擺動，待塔筒豎直且擺動幅度趨于穩定后拆除塔筒底部的吊具。

3.4 塔筒與基礎法蘭對接

主吊車繼續吊起塔筒至基礎法蘭正上方，接應人員、指揮人員及時溝通，隨時調整塔筒的具體位置。在塔身內部，由兩個站在控制平臺上的人指引移動方向，另外三個人在外部扶住塔身，塔筒的移動由纜風繩控制。按照塔筒底段法蘭與基礎環法蘭的對接標記調節塔筒使塔筒門朝向設計位置，塔筒下降時嚴禁與塔基上的柜體碰撞。

3.5 塔筒固定

轉動塔筒，直到法蘭上下孔精確對齊，對稱穿上定位銷并定好位置后，迅速在每個定位銷兩側穿入螺栓(從下往上)。帶上大約1/3的螺栓后，再次放低吊鉤至兩個法蘭面完全接觸，此時吊車仍需保持提升力，直至帶完所有剩下的螺栓。用電動扳手預緊。吊車脫鉤并拆除吊具。

3.6 塔筒附件安裝

當所有螺栓都打到規定力矩后，攀爬至頂部平臺拆下吊裝設備并移除，連接電纜和照明系統。安裝塔筒門外的斜梯，以方便后續工作。

3.7 高強螺栓緊固

高強螺栓緊固作為塔筒安裝的關鍵控制要點，直接影響塔筒的安裝質量，必須從以下方面嚴格控制:

1)各連接面應進行清潔，并清除螺栓孔的鐵銹、雜物、毛刺；2)高強度螺栓施工中所用的扭矩扳手，在使用前必須校準，其扭矩誤差不得大于±5%，合格后方可使用。根據高強螺栓規格調整好液壓扳手的力矩，使各連接點的預緊和終擰力矩符合要求；3)螺栓連接副要齊全、完好，按照緊固順序和方向施工，以保證緊固均勻，從門中心下面的螺栓開始，對角線方向緊固法蘭螺栓，分兩遍緊固，第一次達到50%、第二次100%。逐個將螺栓擰緊到規定的力矩值，整個高強度螺栓緊固的作業過程中必須保證連續性，直到不間斷完成終擰扭矩；4)檢查塔筒的垂直度和法蘭盤的結合情況，塔筒和法蘭盤的接觸面應達到90%以上；用0.25 mm的塞尺檢查接觸面間隙，如果可以碰到連接螺栓，或者可以看到連接處有間隙，法蘭間必須用薄墊片墊上；5)在對螺栓進行緊固的過程中須要使用橡膠墊對塔壁進行防護，液壓扳手不得與塔筒直接接觸，每完成一個螺栓緊固后及時標記，以防止重復或遺漏。所有螺栓完成緊固后對螺栓噴涂冷噴鋅進行防腐處理并劃防松標記線；6)力矩驗收合格后，清除表面污物和銹蝕，將外露塔筒的錨栓及螺母用保護罩蓋上，并在錨栓及螺母與保護罩的縫隙中填充防腐油脂。

4 其他段塔筒吊裝控制重點

其余各段塔筒的安裝方法參照底段塔筒吊裝執行，但由于其提升高度高，和機艙安裝銜接緊密，且容易遇到天氣突發情況，特別需要從以下方面引起注意：

1)提升塔筒往已安裝的塔筒上法蘭處下落時需特別注意纜風繩的操作人員要配合控制塔筒的移動，防止與下段塔筒碰撞。2)塔筒中段吊裝時要將導電軌及連接螺栓擺放在塔筒上平臺；塔筒頂段吊裝時要將導電軌以及塔筒與機艙連接螺栓擺放在塔筒上平臺。3)中段塔筒吊裝完后根據現場情況決定是否吊裝頂段塔筒。如果頂段塔筒吊裝則必須當天將機艙吊裝至塔筒上，未安裝機艙的塔筒，不應過夜，確因客觀原因，機艙不能在塔筒安裝的當天吊裝，應該在頂段塔筒上口采取措施臨時封閉，防止產生“煙筒效應”，發生震蕩。4)吊裝中段、頂段塔筒時風速不大于10 m/s，如突發大風，應將纜風繩與地錨鎖緊，防止塔筒晃動，等風速降低后再行安裝；若風速過大機艙起吊不能當天完成，應將該段塔筒吊下等待時機；若塔筒已經用高強度螺栓固定，則需要將全部螺栓擰規定的力矩值，主吊具有一定負載不松鉤，掛住該段塔筒。

5 結語

充分考慮現場施工條件，制定合理的風力發電塔筒安裝工藝，并在安裝過程中嚴格把控，才能保質保量完成塔筒安裝。該風力發電塔筒安裝工藝控制在大唐新能源廣西富川龍頭風電二期項目風筒安裝中得到應用，確保了整個安裝過程安全有序，安裝質量明顯提高，一次交驗合格率100%，施工效率也大幅提升，實現了質量與效率雙贏。