基于風(fēng)機(jī)主機(jī)的風(fēng)電吊裝技術(shù)研究

王坤

摘要：目前，風(fēng)電機(jī)組吊裝工作主要利用大型履帶式起重機(jī)或大型汽車起重機(jī)來(lái)完成。這種方案受到施工區(qū)域的天氣環(huán)境和場(chǎng)地體積大小的限制，在進(jìn)行風(fēng)電吊裝時(shí)有很大的弊端?；陲L(fēng)電機(jī)組吊裝的技術(shù)特點(diǎn)與發(fā)展現(xiàn)狀，提出了基于風(fēng)機(jī)主機(jī)的風(fēng)電吊裝技術(shù)，為大型風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)提供了安全、可靠的解決方案。本文概述了風(fēng)電吊裝技術(shù)的特點(diǎn)和要求，論述了風(fēng)電吊裝技術(shù)現(xiàn)狀，最后分析了基于風(fēng)機(jī)主機(jī)的風(fēng)電吊裝技術(shù)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)主機(jī);風(fēng)電吊裝技術(shù)研究;吊裝

引言：近年來(lái)，風(fēng)電新能源已經(jīng)成為世界各國(guó)解決能源問(wèn)題的一個(gè)發(fā)展方向，我國(guó)已將風(fēng)能規(guī)劃為未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分，大力發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)。但是在風(fēng)電機(jī)組吊裝施工過(guò)程中，仍然存在著一些技術(shù)難題。基于此，筆者提出以下幾點(diǎn)討論：

一、風(fēng)電吊裝技術(shù)的特點(diǎn)和要求

風(fēng)電吊裝流程為：吊裝準(zhǔn)備→支架→電抗器、電控柜→塔架Ⅰ段→塔架Ⅱ段→塔架Ⅲ段→機(jī)艙→發(fā)電機(jī)→葉輪組合→葉輪→吊裝結(jié)束。根據(jù)各種機(jī)型的質(zhì)量和施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)力分布情況確定的風(fēng)電設(shè)備的安裝高度一般在140 m以上，其直徑一般在90 m以上，單體質(zhì)量大于70 t，而作業(yè)環(huán)境卻較為復(fù)雜，這為風(fēng)電設(shè)備安裝帶來(lái)了較大的困難。因此，施工時(shí)需要特殊的安裝作業(yè)方案來(lái)滿足施工要求。除此之外，在風(fēng)電設(shè)備安裝施工時(shí)，通常幾十臺(tái)甚至上百臺(tái)機(jī)組同時(shí)工作，整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的安裝需要在較大的范圍內(nèi)移動(dòng)施工。風(fēng)電安裝的施工技術(shù)應(yīng)該具有方便、快捷、便于轉(zhuǎn)場(chǎng)的特點(diǎn)。根據(jù)風(fēng)電設(shè)備安裝的特點(diǎn)及要求，選擇風(fēng)電吊裝設(shè)備和施工方案時(shí)，需要綜合考慮施工地的地理環(huán)境、道路狀況、設(shè)備參數(shù)等因素，滿足起重設(shè)備起重能力大，防風(fēng)能力強(qiáng)，場(chǎng)地適應(yīng)性好，便于轉(zhuǎn)場(chǎng)、效率高的要求。

二、風(fēng)電吊裝技術(shù)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的風(fēng)電設(shè)備吊裝采用基于地面的吊裝模式，主要有以下三種吊裝方案：

1、大型履帶式起重機(jī)做主力，小型汽車起重機(jī)輔助

大型履帶式起重機(jī)起重能力強(qiáng)、場(chǎng)地適應(yīng)性好、效率高、能夠帶載載行走，可以使風(fēng)機(jī)葉輪與機(jī)艙對(duì)接順利完成。因此，其作為風(fēng)電設(shè)備安裝時(shí)的首要選擇，用來(lái)吊裝機(jī)艙塔架和葉輪等大部件。但是大型履帶式起重機(jī)體積龐大，在場(chǎng)地寬闊，道路條件良好的情況下，使用方便，施工效率較高。但是，如果施工場(chǎng)地道路狹窄，場(chǎng)地空間不足，采用該方案進(jìn)行不同風(fēng)機(jī)吊裝時(shí)，需要不斷的拆卸和重新安裝履帶式啟起重機(jī)，操作較為復(fù)雜，既拖延了工期，又增加了成本。除此之外，履帶式起重機(jī)不具備較強(qiáng)的抗風(fēng)能力，當(dāng)施工場(chǎng)地風(fēng)力較強(qiáng)時(shí)只能停止作業(yè)，保證施工人員的安全，導(dǎo)致吊裝施工進(jìn)度停滯不前。

2、大型汽車起重機(jī)做主力，小型汽車起重機(jī)做輔助

在風(fēng)電設(shè)備吊裝時(shí)，為了方便葉片吊裝，機(jī)艙吊裝式起重機(jī)的位置要同時(shí)滿足機(jī)艙與葉輪的吊裝要求。一般要求主力起重機(jī)吊臂正對(duì)機(jī)艙的法蘭，以此來(lái)保證葉輪吊裝就位。大型汽車起重機(jī)具有起重能力大、能夠迅速轉(zhuǎn)移、機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，在場(chǎng)地平整、堅(jiān)實(shí)的施工環(huán)境下，能夠充分發(fā)揮其性能。但是施工場(chǎng)地的道路條件較差時(shí)，大型汽車起重機(jī)很難在場(chǎng)地里靈活移動(dòng)，甚至是不能移動(dòng)，造成了極大的不便。而且大型汽車起重機(jī)在起吊時(shí)必須將支腳落地，無(wú)法負(fù)載行駛，使汽車起重機(jī)在風(fēng)電設(shè)備吊裝時(shí)受到了很大的制約，風(fēng)電吊裝時(shí)也較少使用該方案。

3、大型輪胎式起重機(jī)做主力，小型汽車起重機(jī)做輔助

輪胎式起重機(jī)相對(duì)于汽車式起重機(jī)，車輪間距變得更大，其穩(wěn)定性和對(duì)路面的適應(yīng)性也有了較大的提高，在一定程度上比汽車起重機(jī)更具優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，輪胎式起重機(jī)具有轉(zhuǎn)移迅速，機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)，相對(duì)于履帶式起重機(jī)性能上又有了較大的提升。因此，當(dāng)施工場(chǎng)地道路狹窄、路況條件很差時(shí)，輪胎式起重機(jī)成為了優(yōu)選方案。但是輪胎式起重機(jī)起吊時(shí)，支腳也必須落地，同樣不能負(fù)載行駛，風(fēng)載對(duì)其影響也同樣顯著。所以在施工環(huán)境惡劣、安裝高度較高、葉輪安裝方位要求特殊等情況下，輪胎式起重機(jī)并能勝任。

三、基于風(fēng)機(jī)主機(jī)的風(fēng)電吊裝技術(shù)研究

1、基于風(fēng)機(jī)主機(jī)的吊裝技術(shù)

風(fēng)電機(jī)組的整體質(zhì)量較大，但是其由相對(duì)獨(dú)立的大部件模塊組成，如果采用模塊式吊裝每一部分獨(dú)立構(gòu)件，化整為零，降低一次吊裝的重量，從而減小吊裝設(shè)備體積，實(shí)現(xiàn)低投入、高回報(bào)，獲得較好的適應(yīng)性。模塊式吊裝技術(shù)采用設(shè)備主要由起升機(jī)構(gòu)、自升機(jī)構(gòu)、臂架變幅系統(tǒng)、導(dǎo)向定位裝置、液壓及電控統(tǒng)等機(jī)構(gòu)系統(tǒng)組成。模塊式吊裝技術(shù)的基本原理是：通過(guò)專用設(shè)備自身的自升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)設(shè)備沿風(fēng)機(jī)塔筒升至風(fēng)機(jī)主機(jī)下方預(yù)定高度，使用連接裝置將專用設(shè)備與風(fēng)機(jī)主機(jī)及塔筒連接固定，依靠可變幅的門架覆蓋作業(yè)范圍，通過(guò)起升機(jī)構(gòu)裝卸風(fēng)機(jī)大部件，通過(guò)自升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)設(shè)備本體的拆卸和降落。這種方法采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，便于運(yùn)輸轉(zhuǎn)場(chǎng)。而且不受施工場(chǎng)地地形影響，能夠隨時(shí)進(jìn)行風(fēng)機(jī)吊裝。

2、風(fēng)力較大時(shí)的吊裝技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電需要在風(fēng)力比較大的地方才能滿足其使用要求，所以施工場(chǎng)地所在地區(qū)的必定長(zhǎng)期處于較強(qiáng)風(fēng)力的狀態(tài)，相關(guān)的工作人員應(yīng)該提前收集施工時(shí)的天氣情況，及時(shí)關(guān)注當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力和風(fēng)向，對(duì)天氣狀況做出相應(yīng)的分析。在極端天氣情況下，吊車臂桿在趴下后應(yīng)該使用防風(fēng)錨做好固定措施。在風(fēng)力較大時(shí)，轉(zhuǎn)子葉片也會(huì)出現(xiàn)大幅轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)安裝工作造成了很大的困難，相關(guān)的操作人員需要將吊機(jī)的吊桿降低到地面上，借助防風(fēng)錨對(duì)吊車進(jìn)行有效的固定。為了保證施工環(huán)境的安全性和周邊的生態(tài)環(huán)境不被破壞，相關(guān)人員在充分掌握當(dāng)?shù)貧夂虻那闆r下，考慮風(fēng)力發(fā)電設(shè)備高大且沉重的特點(diǎn)，制定重大危險(xiǎn)源的管理方案并進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案的綜合演練，保證施工人員和施工場(chǎng)地的安全，使得風(fēng)電設(shè)備吊裝可以順利進(jìn)行。

結(jié)論：綜上所述，由于風(fēng)電吊裝施工區(qū)域的天氣環(huán)境惡劣，施工場(chǎng)地體積有限，在進(jìn)行風(fēng)電吊裝施工時(shí)，施工人員很難使用大型的起吊機(jī)器，這為風(fēng)電吊裝施工產(chǎn)生了很大的困難。而基于風(fēng)機(jī)主機(jī)的吊裝技術(shù)避免了傳統(tǒng)基于地面的吊裝模式及方案對(duì)地形地貌要求嚴(yán)格、成本高昂、安全性差等弊端，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，為大型風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)提供了安全、可靠的解決方案。

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