單葉片吊裝型風電機組安裝技術研究與應用

［摘 要］隨著全球能源需求的日益增長和對環(huán)境保護的關注度不斷提高，風能作為一種清潔環(huán)保的可再生能源，逐漸得到了廣泛關注和應用。風力發(fā)電機組的安裝是風電項目建設過程中不可或缺的環(huán)節(jié)，而單葉片吊裝型風電機組則是一種新型的安裝方式。文章從行業(yè)專業(yè)角度出發(fā)，對單葉片吊裝型風電機組安裝技術進行詳細研究。

［關鍵詞］單葉片吊裝型風電機組；風電機組安裝技術；風電場

［中圖分類號］TM315 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）02–0101–03

隨著可再生能源的迅猛發(fā)展和能源結構的轉型，風能作為清潔能源的重要組成部分正在得到越來越多的關注和應用。然而，由于風電機組葉輪直徑越來越大，安裝高度也越來越高，傳統(tǒng)的風機吊裝施工技術已無法滿足日益提高的需求。而且受場地面積、環(huán)境風速、設備重量等多種因素的制約，傳統(tǒng)吊裝施工存在著困難和挑戰(zhàn)，單葉片吊裝型風電機組安裝技術的應用可以解決這些問題。

1 單葉片吊裝型風電機組安裝技術優(yōu)勢

（1）單葉片吊裝型風電機組的安裝效率更高。由于其結構簡單，安裝過程中無需進行塔架的傾斜，因此可以更快速地進行安裝。同時，單葉片吊裝型風電機組也可以采用集中吊裝的方式，將整機一次性吊裝到位，相比于傳統(tǒng)的吊裝方式，可以更快地完成安裝工作。

（2）單葉片吊裝型風電機組的運行效率更高。由于吊裝時整機可一次性安裝到位，保證了整機的平衡性和精度，從而減小了各個部位的摩擦和損耗，提高了風電機組的運行效率。此外，單葉片吊裝型風電機組也具備更好的風向適應性，可以在更廣闊的風速范圍內運行，從而提高發(fā)電效率。

（3）單葉片吊裝型風電機組的安全性更高。吊裝時整機可一次性安裝到位，避免了分段吊裝過程中可能存在的安全隱患。同時，其結構簡單，減少了傳統(tǒng)風電機組中吊裝鏈條和吊臂等部件的使用，也減小了安全風險。

（4）傳統(tǒng)的葉輪整體吊裝施工需要確保最大允許風速限定在6～8 m/s 的情況下才能進行，該限制極大的影響了施工作業(yè)的效率。然而，單葉片吊裝型的設備重量相對較輕，可以在較高的風速下進行作業(yè)，大幅增加了施工作業(yè)的有效時間，也提高了施工作業(yè)的效率。

（5）單葉片吊裝型風電機組安裝技術可優(yōu)化布置吊裝機械的位置，進一步提高施工效率。傳統(tǒng)的葉輪整體吊裝施工需要承受更大的重量和提升力，因此需要更多的起重機械和人員，易造成施工現(xiàn)場的混亂。而單葉片吊裝型可更好地布置吊裝機械，減少了現(xiàn)場的操作人員和機械設備數(shù)量，進一步提高了施工效率。

2 單葉片吊裝型風電機組安裝方案具體的實施

2.1 施工準備

（1）技術準備。在風機安裝準備階段，需要召開技術聯(lián)絡會議，并進行技術審批，確保施工方案符合相關技術要求和法律法規(guī)。同時，需要進行技術交底和培訓，使得施工人員充分了解施工要求和技術標準，減少施工過程中的人為差錯。

（2）機械和工具準備。風電機組是一種相對較大的重型設備，因此在進行安裝前需要對相應的吊裝設備進行評估和檢測。需要檢查吊裝設備的質量和性能是否符合要求，如起重量、高度等，需要進行吊裝設備的維護和保養(yǎng)，以確保吊裝設備在吊裝過程中的穩(wěn)定性和安全性。在進行吊裝時，需要嚴格遵守相關的規(guī)定和標準，確保安裝過程中的吊裝高度、傾斜度及方向控制的準確性，從而保證安裝的質量和精度。

（3）材料準備。除了吊裝機械和工具的準備外，還需要準備齊全的措施性材料和消耗性材料，以確保安裝過程不會受到材料不足的影響。此外，還需要對材料進行檢查，確保其符合相關的標準和要求。

2.2 吊裝機械布置

（1）對于吊裝機械的布置，原則上應將吊裝平臺布置在風機場內道路的一側。這樣可以方便機械設備的進出和操作。吊裝機械的布置應與風機站位位置相鄰，以便順利進行吊裝作業(yè)。在選擇吊裝機械的站位時，需要根據(jù)預先確定的吊裝半徑進行布置，以確保吊裝作業(yè)的安全進行。

（2）吊裝平臺的尺寸需要足夠大，以容納吊裝機械和風機。同時，需要確保吊裝平臺的承載能力足夠大，能夠承受風機和吊裝機械的重量。在計算吊裝平臺的尺寸和承載能力時，需要考慮到風機的重量、吊裝機械的重量及吊裝時的動態(tài)荷載等因素。在吊裝過程中，需要確保吊裝平臺對地的耐壓力足夠大，能夠承受吊裝機械和風機的重量。在一些特殊情況下，例如，吊裝風機時需要通過軟弱地基或者沙土地面，就需要對吊裝平臺的對地耐壓力進行更為嚴格的控制和計算。

（3）吊裝機械布置還需考慮到吊車站位的選擇。吊車是風機安裝中不可或缺的設備，吊車站位的布置直接影響到吊裝作業(yè)的進行。一般來說，吊車站位應選擇在吊裝平臺上與主機站位位置相鄰的位置。吊車站位的選定需要考慮到場地的平整程度和對地耐壓力的要求。場地應保證平整，避免坡度和溝壑的存在。同時，吊車站位的布置應避免對地耐壓力的影響，特別是在特殊地質條件下，需要加固處理。并且吊車站位的布置還需考慮到后續(xù)的放料區(qū)域，以便吊裝完畢后的設備能夠順利安放。

2.3 塔架畫線和機艙起吊

（1）在風機安裝的初期階段，需要進行塔架畫線工作。該步驟的目的是確定機艙偏轉定位螺栓孔，并用記號筆在塔架法蘭面上對這些螺栓孔進行標記。通過畫線標記，可以確保在后續(xù)的安裝工作中，機艙能夠準確地與塔架連接，以確保整個風機系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

（2）進行機艙的起吊工作。機艙吊裝是一個復雜的過程，需要一系列專門的設備和技術。這個過程需要使用機艙吊具和導向溜繩來控制機艙的角度，并確保機艙在吊裝過程中的穩(wěn)定。機艙吊具通常由吊鉤、鋼絲繩和鐵板組成。吊裝過程中需要將機艙吊具與機艙和吊鉤相連接，以確保機艙在吊裝過程中的安全和穩(wěn)定。同時，在機艙頭部和尾部需要系上導向溜繩，以便在起吊過程中調整機艙的角度。

（3）在機艙的吊裝過程中，需要拆除機艙與運輸架連接的螺栓組，并安裝機艙附件。這個過程需要嚴格遵守相關步驟和規(guī)范，以確保機艙在吊裝過程中的安全和穩(wěn)定。準備就緒，就可以緩慢提升機艙，使其與運輸架分離，并離地面約20 cm。在這個高度上，需要進行試吊和檢查機械及地基的情況。然后，控制機艙角度的勻速提升，當機艙提升到塔架頂部約0.5 m的位置，停止起吊機艙。

2.4 調整機艙角度和機艙就位

風力發(fā)電機組的塔架與機艙的組裝安裝過程要求高度的配合和嚴謹?shù)牟僮饕?guī)范。塔架頂部的起重人員與地面溜繩人員需要緊密配合，完成機艙角度的準確調整。這一步需要施工人員掌握起重機操作技巧、熟悉機艙結構和組裝方式，以及準確掌握機艙與塔架之間的連接螺栓組件。同時，為確保機艙與塔架間的連接牢固可靠，施工人員需要按照規(guī)范標準緊固所有機艙與塔架連接螺栓至規(guī)定力矩。這一步需要準確掌握緊固力矩和緊固次序，以確保機艙與塔架之間的連接處不會出現(xiàn)松動或脫落現(xiàn)象。在完成機艙角度調整后，施工人員需要拆除機艙吊具和解去導向溜繩，以保證機艙可自由運行，并啟動風機進行電網連接試運行。這一步需要施工人員具備扎實的專業(yè)知識和操作技能，以確保機艙在正常運行時不會出現(xiàn)異常情況。其中，機艙吊具和導向溜繩的拆除非常關鍵，需要施工人員嚴格按照操作規(guī)范進行，以確保機艙在運行時不會因為外界因素造成過多的震動或壓力，進而影響整個發(fā)電機組的運行效果。

在進行調整機艙角度和機艙就位的過程中，需要特別注意以下事項：①操作人員必須具備相關的操作技能和操作經驗，以確保安全；②操作過程中要逐步進行，確保各項操作的準確性和安全性，全程要保持良好的溝通協(xié)調，以確保各個環(huán)節(jié)的順利進行；③操作人員必須使用符合標準的工具和設備，確保操作的準確性和安全性，同時，在操作過程中要隨時注意風力發(fā)電機組的運行情況，及時處理異常情況，以確保安全和高效。

2.5 輪轂就位

（1）在安裝輪轂前，需要將導流罩先行起吊至輪轂上方，并且旋轉導流罩以確保葉片軸承間的艙門對齊。導流罩與葉片軸承的方向必須正確，否則會對輪轂的使用產生不良影響。

（2）需要將輪轂專用吊索具安裝至設備設計吊點，并將吊具連接螺栓緊固至設計數(shù)值。在連接吊索具之前，需要確保設備設計吊點的位置和數(shù)量正確無誤，并且吊具連接螺栓的數(shù)值符合標準。

（3）在啟動液壓泵電源之前，還需要確保液壓缸已經安裝在外部位置。然后將輪轂從運輸架、盲蓋和蓋板中拆下來，并且將輪轂吊到機艙前部。在調整好位置之后，需要進行人工鎖止，進而進行輪轂的安裝。

（4）拆除吊具，輪轂吊裝完成。在整個安裝過程中，除了注意上述步驟外，還需要特別注意以下幾點：①要注意輪轂與機艙的匹配。在輪轂安裝之前，需要確保輪轂與機艙的匹配程度，以便輪轂能夠在旋轉時更加平穩(wěn)。②要注意輪轂與葉片的匹配。在進行輪轂安裝之前，需要確保輪轂與葉片之間的匹配程度，以便輪轂能夠在旋轉時更加平穩(wěn)，并減少葉片和輪轂之間的磨損。③要注意輪轂與地面的接觸。在輪轂安裝完成后，需要進行地面試車，確保輪轂旋轉時與地面的接觸程度符合標準，以便在正式使用前確保輪轂的穩(wěn)定性和可靠性。

2.6 葉片就位

在進行葉片吊裝前，工作人員需要對設備進行全面檢查和準備。具體而言：①需要檢查設備的吊裝方案、吊裝路徑、吊裝點的承載能力等因素，以確保吊裝的安全性；②需要將吊裝點清理干凈，以確保吊裝時不會出現(xiàn)故障；③需要準備好專用的葉片吊具和相關的工具設備，包括起重機、調節(jié)輪轂變槳機構、專用轉子工具等。這些設備和工具的質量和使用方法都需要嚴格符合設備廠家的技術要求。葉片吊裝的步驟主要涉及以下幾個步驟。

（1）安裝葉片吊具。在安裝葉片吊具時，要先認真閱讀葉片吊具使用說明，并按照說明書要求進行安裝。需要注意的是，不同型號的葉片吊具可能會存在一些差異，用戶必須嚴格按照產品使用說明書要求進行操作。葉片吊具前后兩端存在一定差異，需要注意其所在位置。同時，還需要保證吊點位置分別對應葉片前后吊裝點標識，在葉片前后端分別拴掛纜風繩。確認無誤后才能進行吊裝。

（2）將葉片起吊至變槳軸承端面。在起吊過程中，起重機懸掛的重物必須保證處于穩(wěn)定狀態(tài)，且葉片吊裝速度和角度不可過快，以確保葉片吊裝的平穩(wěn)和安全。

（3）調節(jié)輪轂變槳機構，將葉片就位。在將葉片吊到變槳軸承端面后，需要根據(jù)設備廠家的要求，通過調節(jié)輪轂變槳機構，將葉片就位。

需要特別注意的是，在進行葉片吊裝作業(yè)時，必須嚴格遵守相關安全規(guī)定，做好安全防護工作。施工人員必須正確佩戴安全帶，不得跨越電纜、機器、吊具、輪轂變槳機構等危險區(qū)域。另外，施工現(xiàn)場要保持整潔，不得堆放雜物，防止施工過程中發(fā)生意外事故。同時在吊裝前需要進行相關的檢查、試運轉等工作，確保施工前設備的正常運轉和狀態(tài)。同時，還需要及時處理任何可能影響葉片吊裝的異常情況，以確保施工過程的順利進行。

3 結束語

單葉片吊裝型風電機組的安裝技術是風電行業(yè)中一個重要的領域。在安裝過程中，需要加強對施工人員的培訓和管理，嚴格按照規(guī)范和標準進行操作，以提高安裝效率和安全性。隨著技術的不斷進步和完善，相信該技術的應用前景將會越來越廣闊。

參考文獻

[1] 劉昕沖，李亞飛，宋成立，等. 單葉片吊裝型風電機組安裝技術研究與應用[J]. 建設機械技術與管理，2022（3）：35.

[2] 郭旺，強喜臣，王琦，等. 一種風電機組單葉片吊裝電動盤車裝置試驗研究[J]. 東方電氣評論，2022，36（4）：74-76.

[3] 王慧，趙春雨，李有亮，等. 風電機組單葉片吊裝過程中葉根螺栓的強度分析[J]. 太陽能，2021（6）：78-84.

[4] 王岳峰. 風電機組現(xiàn)場安裝技術分析[J]. 機械工程與自動化，2023（1）：187-189.