風(fēng)機(jī)安裝工藝及質(zhì)量控制方法

劉大忠

(中國國電集團(tuán)龍?jiān)磸埣铱陲L(fēng)力發(fā)電有限公司，河北 張家口 075000)

1 概述

風(fēng)力發(fā)電以其投資周期短、清潔環(huán)保、再生性強(qiáng)的特點(diǎn)，一直是國家重點(diǎn)研究扶持的項(xiàng)目。隨著國內(nèi)風(fēng)電研究技術(shù)的快速發(fā)展，及國家相關(guān)利好政策的支持，近年來國內(nèi)投資風(fēng)電市場(chǎng)異?；馃?。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝包括預(yù)埋件的安裝、塔筒吊裝、機(jī)艙吊裝、葉輪組合及吊裝和電氣設(shè)備安裝，電氣部分的安裝包括盤柜安裝和電纜敷設(shè)。由于風(fēng)力發(fā)電受風(fēng)速的限制，風(fēng)力發(fā)電投資場(chǎng)地也主要集中在海邊、草原、戈壁灘、山區(qū)、沙漠等條件惡劣的地區(qū)，單機(jī)的發(fā)電功率也不斷向大功率發(fā)展，這也勢(shì)必會(huì)增大風(fēng)機(jī)安裝的難度。本文作者通過多年風(fēng)機(jī)安裝的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了河北壩上地區(qū)風(fēng)機(jī)吊裝的工藝方法及質(zhì)量控制方面的改進(jìn)和提高，給廣大風(fēng)機(jī)安裝同行提供一些借鑒。

2 風(fēng)機(jī)吊裝的工藝方法

2.1 吊車的選擇

為確保安全，又避免不必要的浪費(fèi)，吊車的選擇非常重要，1.5 MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，機(jī)艙設(shè)備安裝高度約為65 m，重61 t。為該工程中安裝位置較高的部件，葉輪為外形最大且安裝位置最高的部件。

通過計(jì)算及綜合分析:一般400 t履帶起重機(jī)，主臂84 m，20 m工作半徑時(shí)額定起重量71.2 t，鉤頭極限高度80 m，即可滿足機(jī)艙和轉(zhuǎn)子的吊裝。按照要求400 t履帶車即可滿足條件。

塔筒吊裝前，需要一臺(tái)70 t汽車起重機(jī)配合翻轉(zhuǎn)。

2.2 預(yù)埋件安裝

河北壩上地區(qū)屬丘陵及戈壁灘地帶，地基多以細(xì)沙、石頭等為主，相對(duì)比較干燥，按正常施工，接地電阻難以達(dá)到安裝要求，針對(duì)不同的地基情況，分別采用延長接地扁鋼、增加接地極、注入石墨降阻劑和安防接地電阻盒等工藝方法，使接地電阻滿足了安裝要求;基礎(chǔ)環(huán)的水平度是風(fēng)機(jī)能否垂直安裝的關(guān)鍵，在基礎(chǔ)環(huán)安裝時(shí)，在各支腿下部加裝了預(yù)埋鐵板，把支腿下部焊接規(guī)定在鐵板上，然后用鋼筋焊接的方式把各支腿連接起來，使下部支腿部分形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，然后在鋼筋綁扎完后和混凝土澆筑前，對(duì)基礎(chǔ)環(huán)的水平度進(jìn)行測(cè)量、調(diào)整，并做好記錄，通過這樣的處理方法使風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)水平度合格。

2.3 卸車

塔筒卸車時(shí)，塔筒的堆放下方必須用枕木或沙袋架空。輪轂在卸車后用防護(hù)罩加以保護(hù)。為避免倒運(yùn)，部件卸車時(shí)必須在塔基周圍。部件之間有一定的間距以利于裝配，輪轂葉片的布置應(yīng)利于其吊裝時(shí)兩機(jī)抬吊，部件卸車應(yīng)不影響履帶起重機(jī)進(jìn)出場(chǎng)和吊裝路線。機(jī)艙卸車時(shí)，采用兩臺(tái)50 t汽車起重機(jī)進(jìn)行，輪轂和塔筒卸車時(shí)，均可由50 t汽車起重機(jī)進(jìn)行。塔筒、機(jī)艙卸車如圖1所示。

圖1 塔筒及機(jī)艙卸車示意圖

2.4 塔筒的吊裝

在塔筒法蘭處安裝專用吊具。底塔筒吊裝所需工具、吊具和緊固件，在吊裝塔筒時(shí)，可以在主吊車的鉤子上懸掛一個(gè)箱子，箱子中裝著螺栓、螺母、墊圈和工具，但要保證它不會(huì)破壞任何東西。

使用主吊車并通過輔助吊車協(xié)助開始吊裝塔筒，使塔筒在離地面大概1 m高處呈豎直狀態(tài)，清理塔筒表面并補(bǔ)漆，然后放開輔助吊車。

提起塔筒并旋轉(zhuǎn)，使塔筒的橫截面朝向基礎(chǔ)旋轉(zhuǎn)塔筒門到必需的位置(門的位置由業(yè)主確定但應(yīng)避開主風(fēng)向)放下塔筒，使之與基礎(chǔ)環(huán)的法蘭相連。

用一個(gè)或兩個(gè)大長釘使塔筒和基礎(chǔ)環(huán)的法蘭面定位，放置大長釘在有梯子的區(qū)域?qū)⑵涔潭ǎ瑢⒙菟ú迦敕ㄌm孔中在吊車完全放下之前，安裝好所有的螺栓，墊片，螺母。將吊車降至最低載荷，用電動(dòng)扳手先緊固四個(gè)對(duì)角的螺栓，每個(gè)對(duì)角緊固5個(gè)螺栓，然后依次緊固螺栓，電動(dòng)擰緊扳手打力矩大概應(yīng)為1000 N·m。然后使用液壓扳手緊固螺栓力矩到額定力矩，分兩步實(shí)施:第一步打到額定力矩的50%，先緊固四個(gè)對(duì)角，然后依次將螺栓緊固到額定力矩的50%，第二步打到額定力矩，方法同上。對(duì)已打過力矩的螺栓作上標(biāo)記，注意螺栓使用前應(yīng)用潤滑劑潤滑。

第一段塔筒安裝完后，將外部的梯子放置在便于安裝塔筒門的區(qū)域安裝第二節(jié)塔筒，吊裝連接一、二節(jié)塔筒的螺栓、螺母、墊圈、安裝連接需要的工具到底部塔筒的上部平臺(tái)上，為安裝第二節(jié)塔筒作準(zhǔn)備。

吊裝過程和吊裝第一節(jié)塔筒相同，從涂抹SIKAFLEX 40(玻璃膠)開始，重復(fù)前面的安裝步驟。

安裝第三節(jié)塔筒，吊裝連接二、三節(jié)塔筒的螺栓、螺母、墊圈，安裝連接需要的工具到底部塔筒的上部平臺(tái)上，為安裝第三節(jié)塔筒作準(zhǔn)備。吊裝過程和第一、二節(jié)塔筒相同，從涂抹SIKAFLEX 40(玻璃膠)開始，重復(fù)前面的工作。

2.5 機(jī)艙吊裝

將特制的吊裝工具安裝到吊車上并移動(dòng)到機(jī)艙上方。將吊裝工具通過機(jī)艙上部的吊裝孔與機(jī)艙進(jìn)行固定。

將機(jī)艙、機(jī)艙上罩從卡車上卸下來。在吊裝前進(jìn)行二次安裝:機(jī)艙內(nèi)吊車、機(jī)艙內(nèi)風(fēng)筒、機(jī)艙上罩的安裝。安裝風(fēng)向標(biāo)及風(fēng)速儀，固定電纜，并在機(jī)艙上安裝必要的工具，清理機(jī)艙。

在機(jī)艙內(nèi)部或外部特定位置安裝四條吊裝保護(hù)繩索，要確保機(jī)艙在吊裝過程中得到控制。

卸掉機(jī)艙與運(yùn)輸支架、支撐工裝的連接螺栓，將機(jī)艙移位并清理偏航剎車盤的法蘭端面。

小心的將機(jī)艙吊起，并通過機(jī)艙保護(hù)繩控制機(jī)艙的方向。機(jī)艙頭的方向由吊裝公司根據(jù)吊裝輪轂的要求確定。

將機(jī)艙吊到稍微高于頂塔筒法蘭的位置。

按照塔頂人員的無線電指揮將機(jī)艙放低。在調(diào)整過程中可以使用撬杠或類似的工具做輕微的調(diào)整。將偏航軸承孔與頂塔筒法蘭孔對(duì)齊，然后安裝上所有的螺栓及墊片。

2.6 組裝葉輪

卸載輪轂準(zhǔn)備，如果必要，在被稱為“象腳”的位置下部放置木頭作為支撐，安全放置在地面。

輪轂必須垂直放置，以使螺栓穿過法蘭連接到葉片。當(dāng)安裝第一片葉片時(shí)，移走法蘭的運(yùn)輸罩，其余的法蘭仍需罩住以保護(hù)輪轂內(nèi)部。帶入所有必須的螺栓、墊圈和螺母到輪轂內(nèi)。

注意:在放置輪轂之前需先平整場(chǎng)地，場(chǎng)地平整之后測(cè)量水平度，水平度合格后方可進(jìn)行輪轂組裝。如果現(xiàn)場(chǎng)是砂質(zhì)軟地，需要先平整場(chǎng)地然后用鋼板作為底部支撐平臺(tái)，水平度合格后將輪轂放置在底部鋼板上。

安裝所有必要的部件，清理連接葉片的法蘭和輪轂。在輪變漿軸承上標(biāo)注出0°螺栓孔位置，通過變漿電機(jī)將變漿軸承0°位置調(diào)整到時(shí)鐘12點(diǎn)方向。然后將變漿軸承0°標(biāo)記點(diǎn)與葉片0°標(biāo)記點(diǎn)對(duì)齊。

可以先卸載葉片，存放在地面上，或者最好是從卡車上卸載后就立即進(jìn)行安裝。

注意:葉片是極易受到損害的，所以處理時(shí)一定要小心。

起吊葉片:

1)固定吊索和葉片后緣保護(hù)。固定吊索并在第一個(gè)葉片后緣固定保護(hù)物。

2)用兩臺(tái)起重機(jī)吊起葉片。解除運(yùn)輸固定裝置后，用兩臺(tái)吊車小心地將葉片吊到輪轂處或者準(zhǔn)備放置的位置。

將葉片移動(dòng)到輪轂附近之前，先將葉片根部的運(yùn)輸支架拆卸下來。將葉片清理干凈，并對(duì)螺栓進(jìn)行潤滑。

將葉片上的螺栓穿入變漿軸承上的孔內(nèi)?？梢酝ㄟ^變漿機(jī)構(gòu)微調(diào)漿角，使螺栓能夠平滑的穿入孔內(nèi)，確保螺栓穿入正確的孔(0°漿角標(biāo)記)。調(diào)整漿葉角度可以通過手動(dòng)控制盒和變漿控制開關(guān)以及手動(dòng)搖把進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在確定所有螺栓都與法蘭沒有間隙之后，裝上墊圈及螺帽并擰緊。對(duì)葉片頂部進(jìn)行支撐，先對(duì)葉片頂部進(jìn)行支撐，再解除吊車的吊鎖。對(duì)其余兩個(gè)葉片，重復(fù)上述步驟。當(dāng)?shù)谌~片安裝完成后，移除前兩支葉片頂部的支撐。

2.7 安裝葉輪

將四耳吊具和兩根吊帶固定在兩個(gè)朝向主吊車的葉片葉根處，用一根吊帶兜住第三葉片的葉尖部位(用輔吊)，葉片后緣應(yīng)加以保護(hù)。在葉片的頂部拴兩根繩子在保護(hù)套上，以便在起吊期間控制位置。

葉輪的起吊:

1)卸掉輪轂與運(yùn)輸支架連接的螺栓。

2)用兩臺(tái)吊車同步起吊轉(zhuǎn)子使其離地約1 m高。

3)清理法蘭面。

4)安裝連接輪轂與主軸的雙頭螺柱，并加以潤滑。

5)用主吊車起吊轉(zhuǎn)子，同時(shí)用輔助吊車控制第3個(gè)葉片，直至轉(zhuǎn)子處于垂直狀態(tài)將吊帶從葉片上拉下來。從輔助吊車上摘下吊帶，并將吊車開走。

6)拉緊兩根繩子并將其固定(例如固定在卡車上)以便控制轉(zhuǎn)子。在起吊的過程中保持拉緊繩子以防葉片碰到吊車梁或塔架損壞葉片。

7)小心并緩慢的起吊轉(zhuǎn)子，直至主軸法蘭的高度。

8)利用吊車和繩子轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子至主軸法蘭前面。

9)根據(jù)上部人員的無線通訊指令小心將轉(zhuǎn)子移向法蘭。

10)通過調(diào)整吊車大臂上下位置，將葉輪拉向主軸法蘭。松開高速軸制動(dòng)器，調(diào)整主軸法蘭定位銷，通過連接的長螺栓定位，將輪轂螺栓插入主軸法蘭螺栓孔。盡可能多的將螺栓裝入輪轂內(nèi)，并將它們擰緊。

11)當(dāng)輪轂與主軸牢牢固定后將主吊車載荷卸掉。將吊具卸掉并用吊車將它們放下。此時(shí)重新松開主軸制動(dòng)器，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，裝上其他的螺栓并擰緊。

2.8 電纜敷設(shè)

風(fēng)機(jī)塔筒在吊裝之前，690 V動(dòng)力電纜敷設(shè)數(shù)量較多，工期長，影響風(fēng)機(jī)吊裝。較多的電纜中間接頭，同時(shí)存在工藝質(zhì)量差和留下了安全隱患。為解決上述問題，改進(jìn)塔筒690 V動(dòng)力電纜敷設(shè)方式，改分段敷設(shè)為直線敷設(shè)，取消了中間接頭。

為了實(shí)現(xiàn)同相電纜單根敷設(shè)，同時(shí)平衡工作量與施工工期的關(guān)系，采取風(fēng)機(jī)第二節(jié)塔筒吊裝之前敷設(shè)整根690 V動(dòng)力電纜。第一、第三節(jié)塔筒電纜暫時(shí)卷放在第二節(jié)塔筒，等風(fēng)機(jī)吊裝完成時(shí)候再完成第一、第二節(jié)塔筒電纜整改。從而減少電纜的中間接頭，提高工作效率，保證電纜運(yùn)行過程中安全穩(wěn)定。

3 風(fēng)機(jī)吊裝的質(zhì)量控制

3.1 建立施工質(zhì)量誠信體系

質(zhì)量是過程中形成的而不是檢驗(yàn)產(chǎn)生的，只有施工人員具有較高的素質(zhì)、意識(shí)，才能雕刻過程精品，從而創(chuàng)造整體工程精品。為此在工程管理中推行誠信評(píng)價(jià)體系，增強(qiáng)各級(jí)人員的質(zhì)量榮辱感，重獎(jiǎng)重罰，真正使質(zhì)量誠信度高的人受益、質(zhì)量誠信度低的人失去存在的環(huán)境。利用質(zhì)量檢驗(yàn)、質(zhì)量監(jiān)督、監(jiān)理意見、工程巡查、專業(yè)抽查等各種信息，每月評(píng)選出本工程現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量信得過個(gè)人、部門;質(zhì)量信不過個(gè)人、部門。除給予相應(yīng)的獎(jiǎng)罰外，在公司宣傳窗口中予以公布，同時(shí)納入績效管理。

3.2 強(qiáng)化內(nèi)部關(guān)系管理體系，對(duì)工序質(zhì)量把關(guān)

整個(gè)吊裝過程推行工序間客戶關(guān)系管理制度，下道工序是上道工序的用戶，每道工序本著用戶就是上帝的意識(shí)全心全意為下道工序服務(wù)。每道工序在交接時(shí)，除完成質(zhì)量驗(yàn)收和相關(guān)資料、記錄之外，還應(yīng)在文明施工、產(chǎn)品防護(hù)等方面滿足下道工序的要求，工序移交后也要及時(shí)處理和解答下道工序提出的問題和要求。下道工序有問題用工作聯(lián)系單的形式對(duì)上道工序提出要求并限期反饋。項(xiàng)目部對(duì)工序交接和工作聯(lián)系單進(jìn)行嚴(yán)格管理，確保內(nèi)部關(guān)系順暢。

4 結(jié)語

通過對(duì)風(fēng)機(jī)吊裝工藝和質(zhì)量控制方法的探究，從而達(dá)到縮短風(fēng)機(jī)的安裝時(shí)間，提高風(fēng)機(jī)安裝質(zhì)量工藝，減少風(fēng)電場(chǎng)施工成本的目的。希望通過本文作者的總結(jié)，能給風(fēng)電行業(yè)的吊裝人員提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

[1]最新風(fēng)電工程技術(shù)手冊(cè)[M].香港:中國科技文化出版社，2006.

[2]GB/T 19568-2004，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝配和安裝規(guī)范[S].

[3]GB/T 19072-2000，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 塔架[S].

[4]JB/T 10194-2000，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 風(fēng)輪葉片[S].

[5]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求[Z].

[6]GB 50169-2006，電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[7]聯(lián)合動(dòng)力發(fā)電機(jī)組安裝指導(dǎo)書[Z].2008.

[8]華銳風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝指導(dǎo)書[Z].2007.