風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度檢測(cè)方法的應(yīng)用研究

劉超群 劉敏 李貞 曾德培

摘 要：在風(fēng)力發(fā)電中，風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)環(huán)水平度檢測(cè)是保證風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。本文以云南省楚雄州某已建風(fēng)電場(chǎng)二期項(xiàng)目試運(yùn)行階段的48臺(tái)風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象，依據(jù)5月和10月的基礎(chǔ)環(huán)水平度觀測(cè)數(shù)據(jù)，提出了一種利用兩期風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度數(shù)據(jù)做對(duì)比的檢測(cè)手段。結(jié)論表明該方法行之有效，能準(zhǔn)確分析得到基礎(chǔ)環(huán)水平度不合格的風(fēng)機(jī)編號(hào)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán);徠卡DNA03;水平度檢測(cè);兩期數(shù)據(jù)處理

中圖分類(lèi)號(hào)：P258 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1003-5168（2021）27-0027-03

Abstract： In wind power generation，the level detection of the basic ring of the wind turbine is an important guarantee for the safe and stable operation of the wind turbine. Based on the observation data of the basic ring levelness of 48 wind turbines in May and October during the trial operation phase of a built wind farm in Chuxiong Prefecture， Yunnan Province， this paper proposes a method for comparing and testing the levelness of the basic ring of wind turbines based on the two-phase data. The conclusion shows that the method is effective and can accurately analyze and obtain the number of unqualified fans for basic ring levelness.

Keywords： fan basic ring; Leica DNA03;levelness detection; two-phase data processing

十四五期間，國(guó)家將“推進(jìn)能源革命，建設(shè)清潔低碳、安全高效的能源體系”“大力提升風(fēng)電、光伏發(fā)電規(guī)模”，繼續(xù)大力發(fā)展綠色新能源[1]。近年來(lái)，隨著風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國(guó)在建大型風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)越來(lái)越多，風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行顯得尤為重要。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度檢測(cè)是保證風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障[2]。一般風(fēng)機(jī)由風(fēng)機(jī)底座、塔身、風(fēng)機(jī)葉片三部分組成。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)是連接風(fēng)機(jī)底座與塔身的重要關(guān)鍵部件，在現(xiàn)實(shí)施工安裝過(guò)程中對(duì)其法蘭面水平平整度控制要求嚴(yán)格，其安裝水平平整度直接關(guān)乎整個(gè)風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行與否[3-4]。因此，在風(fēng)機(jī)塔身安裝前，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)水平度監(jiān)測(cè)[5]及施工精度控制[6-7]，是必不可缺的一個(gè)環(huán)節(jié)。

1 研究對(duì)象及測(cè)繪儀器介紹

1.1 研究對(duì)象及項(xiàng)目特點(diǎn)分析

云南楚雄州某已建風(fēng)電場(chǎng)二期，風(fēng)機(jī)總數(shù)為48臺(tái)，為102 MW風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目。該風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目處于已投產(chǎn)試運(yùn)營(yíng)期，為試運(yùn)營(yíng)期風(fēng)電場(chǎng)基礎(chǔ)環(huán)水平度監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目與傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度監(jiān)測(cè)不同，傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度監(jiān)測(cè)是在風(fēng)機(jī)塔身、風(fēng)機(jī)葉片未安裝前監(jiān)測(cè)的，由于風(fēng)筒內(nèi)作業(yè)空間狹小、自然光線暗淡、風(fēng)機(jī)上半部機(jī)身振動(dòng)等問(wèn)題，大大增加了外業(yè)監(jiān)測(cè)的難度。

1.2 采用的測(cè)繪儀器介紹

徠卡電子水準(zhǔn)儀DNA03，為瑞士徠卡公司在2002年推出的全新第二代精密測(cè)量電子水準(zhǔn)儀，測(cè)量精度為0.3 mm/km，最小顯示讀數(shù)為0.01 mm，能滿足該施測(cè)項(xiàng)目測(cè)量精度要求。考慮到風(fēng)筒水平度（基礎(chǔ)層內(nèi)）作業(yè)空間狹小，經(jīng)測(cè)量實(shí)地考察確定，測(cè)量塔尺為特殊定制1.5 m長(zhǎng)的條碼數(shù)字水準(zhǔn)尺。為解決測(cè)量環(huán)境采光補(bǔ)償及作業(yè)安全問(wèn)題，采用便攜式大功率強(qiáng)光LED手電筒輔作作業(yè)。

2 觀測(cè)方法簡(jiǎn)介

把基礎(chǔ)環(huán)劃分成六等分，如表1中觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)示意圖所示，將徠卡電子水準(zhǔn)儀DNA03儀器架于基礎(chǔ)環(huán)盡可能中心的固定位置，采用人工手電筒，分別觀測(cè)6點(diǎn)的高度（以測(cè)站為基準(zhǔn)），計(jì)算出最低點(diǎn)與最高點(diǎn)，然后以最低點(diǎn)為計(jì)算基準(zhǔn)，分別計(jì)算出其他點(diǎn)與它的差值，從而算出平均差值與最大差值。本項(xiàng)目采用本年度5月、10月兩期觀測(cè)結(jié)果來(lái)統(tǒng)計(jì)分析兩期數(shù)據(jù)，最后計(jì)算分析評(píng)價(jià)出該個(gè)基礎(chǔ)環(huán)水平度合格與否。

2.1 基礎(chǔ)環(huán)水平度檢測(cè)外業(yè)記錄表

外業(yè)測(cè)繪數(shù)據(jù)采用測(cè)量記錄本人工方式現(xiàn)場(chǎng)鉛筆記錄，記錄過(guò)程滿足相關(guān)測(cè)量規(guī)范要求，《基礎(chǔ)環(huán)水平度檢測(cè)外業(yè)記錄表》如表1所示。

2.2 觀測(cè)注意事項(xiàng)[8]

①?lài)?yán)格按照最新版《工程測(cè)量規(guī)范》的要求實(shí)施作業(yè)測(cè)量。②觀測(cè)過(guò)程中應(yīng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)，直至機(jī)身保持穩(wěn)定或靜止?fàn)顟B(tài)才開(kāi)始施測(cè)。③觀測(cè)時(shí)應(yīng)安排專(zhuān)人打手電筒，手電筒光照應(yīng)均勻照射水準(zhǔn)尺讀數(shù)區(qū)域位置，保證測(cè)繪儀器能正常補(bǔ)光讀數(shù)。④讀數(shù)時(shí)，望遠(yuǎn)鏡成像應(yīng)清晰、穩(wěn)定，立尺人應(yīng)保證水準(zhǔn)尺靜止且氣泡居中。⑤觀測(cè)結(jié)果應(yīng)滿足限差要求，否則重測(cè)。

2.3 兩期數(shù)據(jù)觀測(cè)結(jié)果分析

觀測(cè)結(jié)果如表2、表3所示，表中分別顯示了某風(fēng)電場(chǎng)二期77#-126#共48臺(tái)風(fēng)機(jī)5月、10月的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度觀測(cè)數(shù)據(jù)。

5月最大差異數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果為：最大差異值2 mm以內(nèi)的風(fēng)機(jī)數(shù)量為29個(gè)，占比60.42%;2～3 mm區(qū)間內(nèi)為13個(gè)，占比27.08%;3～4 mm區(qū)間內(nèi)為5個(gè)，占比10.42%;4 mm以上為1個(gè)，占比2.08%。10月最大差異數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果為：最大差異值2 mm以內(nèi)為32個(gè)，占比66.67%;2～3 mm區(qū)間內(nèi)為11個(gè)，占比25.00%;3～4 mm區(qū)間內(nèi)為5個(gè)，占比10.42%;4 mm以上為0。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)業(yè)主要求，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度最大差異值超過(guò)3.5 mm（一般該值小于5 mm，屬于正常運(yùn)行范圍[9]），為基礎(chǔ)環(huán)水平度檢測(cè)超限。從表2、表3可知：?jiǎn)未螠y(cè)量中，風(fēng)機(jī)85#、92#、94#、125#基礎(chǔ)環(huán)水平度檢測(cè)不合格，應(yīng)采取矯正措施。

筆者將風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度10月數(shù)據(jù)與5月數(shù)據(jù)作差（兩期計(jì)算公式為[I=ρ2-ρ1]，其中[I]為月平均變形速率;[ρ1]、[ρ2]分別為10月、5月風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)水平度偏差值;[n]為觀測(cè)時(shí)間間距即5個(gè)月），可得圖1、圖2。從圖1可知，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)水平度最大偏差值大部分在0.25 mm以內(nèi)，風(fēng)機(jī)79#、82#、101#、111#差值過(guò)大，最大風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)水平度最大偏差值為0.54 mm。從圖2可知，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)水平度月平均變形速率大部分在0.1 mm/月以內(nèi)，風(fēng)機(jī)79#、82#、101#、111#差值過(guò)大，最大風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)水平度月平均變形速率為0.204 mm/月;綜上分析，79#、82#、101#、111#可能存有地基不均勻沉降、施工安裝質(zhì)量等問(wèn)題，須采取糾偏加固處理措施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國(guó)政府網(wǎng).中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要[EB/OL].（2021-03-23）[2021-08-02].https：//www.ndrc.gov.cn/，2021-03-23.

[2] 董志勇.淺談風(fēng)力發(fā)電廠基礎(chǔ)環(huán)施工方法及工藝措施[J].甘肅科技，2010（19）：21-24.

[3] 李利，萬(wàn)瑞義，王紅亮.風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度的觀測(cè)與分析[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，28（11）：45-47.

[4] 郭奎.風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工的注意事項(xiàng)[J].科技信息，2011（7）：112-114.

[5] 吳啟仁，鄭主平.風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度糾偏方法探討[J].水利水電技術(shù)，2009（9）：31-33.

[6]蔡書(shū)成.風(fēng)電施工基礎(chǔ)環(huán)的安裝水平精度控制方法探討[J].工程技術(shù)研究，2017（12）：99-100.

[7]李建章，李春紅.風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度控制方法探討[J].西北水電（5）：87-88.

[8] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.工程測(cè)量規(guī)范：GB50026—2016[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2016.

[9]彭柱.風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)風(fēng)致傾斜加固方法研究[D].湘潭：湖南科技大學(xué)，2017.