山地風(fēng)電機組吊裝綠色施工工法

李宏偉 山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團有限公司

1 前言

隨著生活水平的不斷提高，人們越來越重視所生存的環(huán)境，再加之我國對于清潔型能源的開發(fā)與倡導(dǎo)，山地風(fēng)力發(fā)電等清潔型能源的使用方式前景一片大好。在一般情況下，山地風(fēng)力發(fā)電項目施工過程，主要包括：挖掘基坑、澆筑混凝土、吊裝風(fēng)機這幾個步驟，如果施工地點過于偏僻的話，還要實現(xiàn)修建一條臨時道路，以供運輸使用。在這幾個步驟當(dāng)中，吊裝風(fēng)機當(dāng)屬是最重要、最關(guān)鍵，也是難度最大的一步。如何保證吊裝風(fēng)機的安全性和施工的環(huán)保性，是工作人員亟須思考的問題。

2 山地風(fēng)力發(fā)電廠施工的難點

山地風(fēng)力發(fā)電廠，顧名思義就是要建設(shè)在一些海拔較高的山地上的風(fēng)力發(fā)電廠。這一類型的山地風(fēng)力發(fā)電廠一般都存在著以下幾點特點：位置比較偏僻，地形復(fù)雜，海拔較周圍地區(qū)偏高，施工設(shè)備、材料、工作人員的進出不方便；地質(zhì)條件復(fù)雜，多堅硬山石，土石方挖掘難度大；風(fēng)力發(fā)電機之間需要較大間隔，整個山地風(fēng)力發(fā)電廠占地面積巨大，工程量大。

這些特點都是山地風(fēng)力發(fā)電廠在施工過程中所要面對的難題，在進行施工和吊裝的過程中，需要工作人員使用有效的方法加以克服，并且還要注意施工過程對于周邊環(huán)境的影響，要做到綠色施工。這對于山地風(fēng)力發(fā)電廠的施工人員而言，是一個極大的難題。

3 風(fēng)力發(fā)電機組吊裝技術(shù)的特點與要求

風(fēng)力發(fā)電機組由眾多的機械設(shè)備組成，這些設(shè)備普遍體積巨大，平均重量更是超過了80t。并且，這些巨大的設(shè)備要在風(fēng)速快、風(fēng)力大且地形復(fù)雜的山地當(dāng)中進行工作，要想讓這些設(shè)備能夠成功地被安裝好投入使用，就需要使用特殊的安裝技術(shù)與安裝方案。

除此之外，一個山地風(fēng)力發(fā)電廠往往擁有數(shù)量眾多的風(fēng)力發(fā)電機組，而且為了能夠發(fā)電的效率和質(zhì)量，相鄰的機組之間往往相隔較遠，這就使得整個山地風(fēng)力發(fā)電廠占地面積巨大，施工團隊往往要在很大的一個范圍內(nèi)進行移動式的施工。這就要求安裝風(fēng)力發(fā)電機組的吊裝技術(shù)具有靈活的特點，可以迅速地進行轉(zhuǎn)場施工。

此外，為了對抗山地地區(qū)的復(fù)雜地形以及其他的不利于施工的負面特點，在選擇山地風(fēng)力發(fā)電機組的吊裝施工設(shè)備與施工方案時，需要進行充分的考慮，例如抗風(fēng)能力好、適應(yīng)性好等。

4 山地風(fēng)力發(fā)電機組吊裝施工現(xiàn)狀

4.1 基于地面的吊裝技術(shù)

在一些傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機組吊裝技術(shù)當(dāng)中，主要采用的是基于地面的吊裝模式，這種吊裝模式是使用大型起重設(shè)備來將風(fēng)力發(fā)電機組的零部件吊起來完成施工。這種傳統(tǒng)的吊裝技術(shù)主要適用于風(fēng)力發(fā)電機組功率較小、整體風(fēng)力發(fā)電設(shè)備高度較低的施工情況，主要有以下三種施工方案可供選擇。

4.1.1 使用大型履帶式起重機，以小型汽車起重機輔助配合

大型的履帶式起重機的起重能力較強、效率較高，可以在多種復(fù)雜的地形條件下進行工作，適應(yīng)能力較強，并且這種大型的履帶式起重機還有著一定的載重能力，可以說是滿足了風(fēng)力發(fā)電機組施工的大部分的要求，在一些戈壁、平原之類的地區(qū)當(dāng)中建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠時，就經(jīng)常使用大型履帶式起重機的施工方案，在這些施工環(huán)境較為寬敞的地區(qū)能夠充分地發(fā)揮這種大型履帶式起重機的優(yōu)點。

但是，在山地的地形當(dāng)中，大型履帶式起重機就頗受限制。由于道路狹窄，施工條件比較惡劣，建設(shè)完一臺風(fēng)力發(fā)電機之后，需要將履帶式起重機拆卸，之后運輸?shù)较乱慌_風(fēng)力發(fā)電機的建設(shè)場地重新進行組裝，因此較為費時費力，經(jīng)常停止施工作業(yè)，施工作業(yè)的不連續(xù)不僅會導(dǎo)致施工效率的下降，還會使前后施工的操作發(fā)生變化，可能會對施工質(zhì)量造成一定的影響。

這樣的施工方案施工效率較低，成本較高，對于整個山地風(fēng)力發(fā)電廠的建設(shè)以及施工團隊的經(jīng)濟效益都是十分不利的。并且因為在山地風(fēng)力發(fā)電廠的建設(shè)當(dāng)中，難以彌補大型履帶式起重機在山地地形中行動不便的缺點，導(dǎo)致這種施工方案在施工周期上有一定的缺陷。

4.1.2 使用大型汽車起重機，以小型汽車起重機輔助配合

大型的汽車起重機的起重能力雖然相較于履帶式起重機弱了一些，但是其在一定程度上克服了履帶式起重機行動不便的缺點，大型汽車起重機的行動較為靈活。但是其無法負重行動，并且抗風(fēng)能力也并不出眾，對于山地風(fēng)力發(fā)電機組的吊裝施工也會造成一定的負面影響。因此，這種方案也不被大部分的山地風(fēng)力發(fā)電項目施工團隊所采用的。

4.1.3 使用大型輪胎式起重機，以小型汽車起重機輔助配合

相較于大型的汽車起重機，大型的輪胎式起重機擁有著更加寬闊的輪距，這就使得大型輪胎式起重機的穩(wěn)定性和對于惡劣地形的適應(yīng)性更加優(yōu)秀，這在一定程度上彌補了前面兩種方案中起重機在山地地形中行動不便的缺陷。

但是，大型的輪胎式起重機也擁有一定的缺點，例如部分輪胎式起重機行走時是要拆除主臂，只有在支撐腳落地的情況下才可以進行負載。同時，輪胎式起重機在安裝高度等方面也存在著一定的局限性。這些因素都使得大型輪胎式起重機也不完全符合山地風(fēng)力發(fā)電廠項目施工的主力起重機的要求。

4.2 基于風(fēng)力發(fā)電機主機的吊裝技術(shù)

前文中所提到的基于地面的吊裝技術(shù)是從前經(jīng)常使用的、較為傳統(tǒng)的吊裝技術(shù)，而如今較為先進的吊裝技術(shù)是基于風(fēng)力發(fā)電機主機的吊裝技術(shù)。這種吊裝技術(shù)是在結(jié)合了風(fēng)力發(fā)電機以及塔筒的相關(guān)結(jié)構(gòu)特點，通過新式設(shè)備的使用來實現(xiàn)的。

新式的基于風(fēng)力發(fā)電機主機的吊裝技術(shù)采用的是新式的吊裝設(shè)備，這種新式設(shè)備主要由升降機構(gòu)、變幅機構(gòu)、門架結(jié)構(gòu)、底架結(jié)構(gòu)、報緊裝置、液壓裝置、防護裝置等部件組成。在這當(dāng)中，升降機構(gòu)和變幅機構(gòu)可以說是這個設(shè)備當(dāng)中的兩個最重要的機構(gòu)。

升降機構(gòu)主要負責(zé)的是控制設(shè)備的上升與下降，其主要用于風(fēng)力發(fā)電機吊裝施工中的一些安裝方面的垂直作業(yè)；變幅機構(gòu)主要負責(zé)的是控制設(shè)備的水平移動，其在風(fēng)力發(fā)電機吊裝施工中主要用于在水平方向上進行調(diào)整。

5 山地風(fēng)電機組吊裝綠色施工工法介紹

5.1 該施工工法的適用范圍與施工主要使用的機械設(shè)備

該項山地風(fēng)電機組吊裝綠色施工工法主要適用于高度在100m之下的山地地區(qū)，質(zhì)量在100t以下的風(fēng)力發(fā)電機組的山地風(fēng)力發(fā)電廠的施工。

該工法使用的主要機械設(shè)備是南京中晟QTZ1650輪胎塔式起重機，起重能力約為100t，最高的起升高度可以達到100m。QTZ1650型輪式起重機可以自行行動，較為靈活，并且抗風(fēng)能力強。在不負載的情況下，整個車體長約20m，寬約5m，爬坡能力較強，可以在30度的坡道上進行正常行駛。在工作時僅需要搭建一個20m×20m的作業(yè)平臺就可以滿足一般情況下的施工作業(yè)要求。由此看來，QTZ1650型輪式起重機已經(jīng)很好地滿足了山地地區(qū)風(fēng)力發(fā)電廠工程建設(shè)的坡度大、路面狹窄等惡劣的施工環(huán)境要求了。

5.2 效益分析

在分析這種綠色施工工法的效益時，可以將所有的效益劃分為經(jīng)濟效益、社會效益以及環(huán)境效益三個部分來進行分析。

5.2.1 經(jīng)濟效益

由于該種施工工法所使用的主力起重機是QTZ1650型輪式起重機，該種起重機體積較小，在施工現(xiàn)場僅需要5m左右的道路就可以滿足該種起重機的通行需要，相較于使用其他類型的大型起重機，可以在修建道路這個方面節(jié)約大量的資金。并且，QTZ1650型輪式起重機僅僅需要一個20m×20m的作業(yè)平臺就可以開展施工作業(yè)，而其他的大型起重機則是需要面積更大的平臺，在這個方面施工企業(yè)又可以節(jié)約一大筆資金。

5.2.2 社會效益

使用本種綠色施工工法進行施工可以有效地保障施工所使用的設(shè)備以及參與施工的工作人員的安全，并且施工效率更高、施工質(zhì)量更好，可以使得施工團隊和企業(yè)樹立良好的企業(yè)形象，形成良好的社會聲譽。除此之外，由于該種施工工法相較于傳統(tǒng)施工工法更加環(huán)保，社會效益十分明顯。

5.2.3 環(huán)境效益

由于該種施工工法主打的優(yōu)勢就是其環(huán)保的能力，所以其環(huán)境效益是所有效益中最明顯的。山地風(fēng)力發(fā)電廠一般都建設(shè)在山高坡陡、植被茂密的山地地區(qū)中，建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠就勢必會對當(dāng)?shù)氐闹脖辉斐善茐模羰钱?dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境較為脆弱，就會導(dǎo)致在建設(shè)完發(fā)電廠之后，當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境恢復(fù)困難。而使用該種施工工法，所需要修建的道路、作業(yè)平臺的面積較小，可以大大減少所需要使用的土地面積，就可以使當(dāng)?shù)卮笠?guī)模的植被避免被破壞。并且，使用本施工工法進行施工還可以減少機械設(shè)備使用的燃油量，減少污染物的排放。

6 結(jié)束語

綜上所述，風(fēng)力發(fā)電廠在我國的發(fā)展前景已經(jīng)是十分光明。但是，隨著風(fēng)力發(fā)電廠的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機組的吊裝技術(shù)亟須得到進一步的改進，其中的一個非常重要的改進方向就是要使施工技術(shù)更加綠色環(huán)保。本文針對山地風(fēng)電機組吊裝的綠色施工工法進行了一系列的分析和討論，希望可以為相關(guān)領(lǐng)域工作的開展提供有益的借鑒。