風電設備安裝技術管理綜述論文

在風電施工建設中，工程的施工重點和工作量主要反映在風機的安裝作業上，一般情況下，履帶式起重機充當了吊裝設備主角，汽車起重機則充當配角，主要任務是完成機艙、塔筒和葉輪等三大部件的安裝。下面是專業從事風電安裝的施工企業工程師，根據多年施工經驗撰寫的文章，以供相關讀者參考。

近年來，國家對以風力發電爲主的新能源示範工程作了專項安排，國內風力發電的規模如雨後春筍的迅速發展起來。目前在江蘇、吉林、遼寧、廣東、內蒙、新疆、寧夏等地已有多個裝機容量爲100MW及以上的風電場已建或在建。我公司從1998年開始進入風電場安裝市場，目前已經完成了十幾個風電場的建築安裝工程，並積累了一定的安裝和管理經驗，下面就風電場風機安裝過程談談技術及管理方面的經驗，希望能與同行相互交流。

1、風機設備組成

風機設備主要由底座、塔筒、機艙、輪轂、葉片、箱式變壓器、及電氣等部分組成。各種機型設備的重量不同，塔筒的高度不同，而塔筒的高度一般是隨風力高度分佈情況而確定。

2、安裝場地要求

目前國內風電場施工及設備存放場地主要有兩種類型，一種是在現場設立臨時存放場地，風機設備到貨後集中存放在臨時倉庫，安裝時再二次運輸到吊裝點。另一種是直接將風機設備運輸到吊裝現場存放不再二次運輸。爲了節約運輸的成本，越來越多的風電場採用風機設備一次到位的方式。但這樣也加大了對安裝場地的要求，每個安裝場地必須可以存放一臺套風機的全部設備，並能讓大型吊機和輔助吊機有吊裝設備的位置。因此在設備到達現場前須要對進行場地策劃，讓場地符合風機設備安裝的要求。

3、風機吊裝

吊裝時主力吊車的選用主要受到地理環境、場內道路狀況、設備參數（機艙尺寸、重量、塔筒高度）等因素影響。隨着風機單機容量的日趨增大，對吊裝機械要求也越大。在場地和道路寬敞的情況下，一般使用履帶吊進行吊裝。但如果施工現場道路較窄，應首先考慮使用輪胎式起重機。因爲使用履帶吊進行吊裝，如果道路狹窄，從一臺風機到另一臺風機間需要不斷拆卸和重新安裝履帶吊，這樣既拖延了工期，也加大了成本。目前國內安裝的風機主要以1500kW機型爲主，如江蘇如東、江蘇東臺，吉林通榆、遼寧阜新、內蒙古呼倫貝爾等風電場。從目前國內1500kW風機設備安裝的情況，一般要選用400t以上的大型履帶吊或500t以上的輪胎吊來滿足吊裝要求。

下面以華能吉林通榆風電場舉例說明：華能吉林通榆風電場一期工程爲100MW風電場，單機容量爲1500kW，共67臺。根據現場環境和設備的技術參數，則確定現場安裝平臺爲50×50m2，地壓爲15t/m2，共存放3節塔筒、1個機艙、3個葉片、1個輪轂等一臺套風機設備，並滿足一臺450t履帶吊和一臺輔助吊機吊裝設備的站位要求。

根據設備參數和現場的環境因素，經過計算，我們確定CC2500/450t履帶吊爲主力吊機，根據機艙就位的最高高度（約72m），再確定吊臂的長度爲96m，這樣可以保證在葉輪吊裝時，將葉輪的法蘭口正對機艙就位而機艙不會碰杆（吊機吊臂），從而避免了吊機移位或機艙偏航等複雜作業。

4、設備卸車

風電場設備卸車主要是指塔筒、機艙等大件設備的卸車。機艙是風機最重要的部件，也是最重的設備。根據設備的技術參數以及現場機械的實際情況，可以採用單機卸車或雙機卸車。如內蒙古呼倫貝爾風電場塔筒最重40t，機艙54t，因而採用雙機（一臺65t汽車吊和一臺50t汽車吊）卸車。塔筒用專用的吊裝工具卸車。機艙則用吊裝樑和雙機進行卸車。

5、風機設備吊裝

風機設備吊裝主要指塔筒機艙、葉輪等大件設備吊裝，其中最重要的環節是吊裝機艙和葉輪（輪轂和葉片的組合體）。機艙最重則吊機受力也最大；葉片的受風面積最大，因此對風速要求嚴格，一般要求風速不大於8m/s.爲了考慮葉片吊裝的'方便和容易操作，機艙吊裝時吊機的位置既要考慮滿足機艙的要求也要滿足葉輪的吊裝要求。我們一般要求主力吊機吊臂正對機艙的法蘭（連接輪轂的法蘭），這樣對葉輪吊裝就位方便得多，不需要移動吊機來調整位置（也不需要進行偏航來調整機艙的位置），而是吊機一次到位。如果側面吊裝機艙則還需要移動吊車的位置或進行偏航才能滿足葉輪的吊裝，根據風機設備吊裝情況分析，選擇大型主力吊機一般是機艙就位的標高（機艙頂部的高度）加上20m左右，就是主力吊機吊臂所需要的長度。

葉輪吊裝時，要求隨時注意風速的變化，上面2個葉片溜繩按技術要求綁紮。每條溜繩需要5～6人，配合指揮人員進行鬆緊調整。葉輪與機艙對接時，需要2～4根尺寸適當的定位銷進行定位，然後再慢慢鬆鉤對接。

塔筒吊裝時，每節連接螺栓力矩達到《安裝手冊》上技術要求時才能松下吊機，進行下一步吊裝工作。

根據風機塔筒的特點，在安裝時除了按吊裝安全規程進行作業，還應注意以下幾點：

①塔筒起吊前，檢查設備內所有的電纜，並進行必要加固措施，確保在吊裝過程中電纜不被損壞。

②塔筒內作業時必須做好漏電保護措施，檢查電源線。

③吊裝底節和中節塔筒時，把臨時安全繩固定在塔筒頂端，確保作業人員上下塔筒的安全，吊裝上段塔筒後，把永久的安全繩安裝好。

④塔筒對接時，由起重指揮站在地面透過對講機與塔筒平臺上人員聯繫，並指揮吊機動作；當機艙到達塔筒上方和葉輪與機艙對接時，吊裝作業指揮權由地面起重指揮移交給塔筒平臺上起重指揮，由其透過對講機指揮吊機動作。

⑤一般的機型要求將上段塔筒與機艙在同一天安裝完成。

6、現場施工管理

由於風電場存在安裝時間較短，長期風力大等特點，因此進行風電工程項目施工也有流動性大、工期短、長時間在大風環境下作業、不同風電場條件差異大、施工條件惡劣等特點。由於工期短，因此辦公和住宿點一般採用臨時搭建簡易房或租用當地的民房來解決，這給現場施工管理帶來一定的困難。因此主要管理人員應提前進入施工現場，收集現場施工資料和周圍環境、自然環境資料，然後根據施工特點提前採取相應有效的措施，充分利用當地的資源，以確保施工正常有序進行。

7、在風力較大情況下的施工管理

風電場存在長時間必須在較大風力情況下作業的特點。因此無論是作業期間或大型吊車停駐時，必須考慮到可能有最大的風速情況。若風的條件大於停車的限制值，必須及時把吊杆降低到地面上。如果場地條件允許，應該朝着迎風方向降低吊杆系統。必須及時考慮風力和風向的變化，每天預先收集資訊。以便及時做好防範工作，吊車臂杆趴下後應用防風錨做好固定。

履帶吊轉移時，速度一般不宜超過500m/h（由於吊臂長，吊機容易發生意外而側翻），轉移前用推土機把行車路線推平。轉移時由履帶吊司機長負責指揮，履帶吊前方、左右履帶設專人監護，保證前後履帶角度不超過3度，左右履帶夾角不超過2度。當地壓不夠時須鋪設路基板，夜間轉移時要配備照明設施。

施工過程中，隨時觀察天氣狀況，及時將強風預報通知履帶吊機長。吊車司機接到強風預告應馬上停止作業，將吊鉤升到最高位置，然後趴杆將臂杆頭部觸地或將臂杆放置於鐵板凳上，關閉發動機，鎖好操作室，人員撤離。