淺析大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組吊裝方案設(shè)計(jì)改進(jìn)

【摘要】風(fēng)電資源是無(wú)污染、可再生的資源，2012年我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量6300萬(wàn)千瓦，僅2012年一年新增風(fēng)電裝機(jī)容量就達(dá)到1590多萬(wàn)千瓦（按照1500KW計(jì)算約1.06萬(wàn)臺(tái)風(fēng)機(jī)），未來(lái)還將以每年大約1萬(wàn)臺(tái)的速度增長(zhǎng)，因此研究大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝與吊裝，具有十分重要的意義。此文根據(jù)一些風(fēng)電工程的實(shí)際操作，講解和分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝和吊裝過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；起重機(jī)；吊裝；風(fēng)載荷

一、施工前準(zhǔn)備

（一）施工現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃

項(xiàng)目施工前期，勘察風(fēng)機(jī)安裝現(xiàn)場(chǎng)，以減少場(chǎng)地處理，減少二次轉(zhuǎn)運(yùn)為原則合理的規(guī)劃施工場(chǎng)地設(shè)備及機(jī)械布置，提高工作效率。

（二）起重機(jī)站位場(chǎng)地處理

在每個(gè)機(jī)位，起重機(jī)的站位位置應(yīng)平整壓實(shí)，尤其是主力吊機(jī)（如400t履帶起重機(jī)）站位位置要求更為嚴(yán)格，要求吊裝平臺(tái)的平整度和承載能力符合要求。對(duì)土質(zhì)松軟的安裝場(chǎng)地，采用砂石或回填土夯實(shí)碾壓后，使地壓達(dá)到11t/m2以上，再鋪設(shè)10塊專用的大面積（長(zhǎng)6m，寬2.4m）重型路基箱，重型路基箱與履帶垂直布置。

（三）風(fēng)機(jī)設(shè)備開(kāi)箱驗(yàn)收和倉(cāng)庫(kù)管理

塔筒、機(jī)艙、輪轂、葉片和箱式變壓器等大型設(shè)備直接從廠家運(yùn)抵安裝現(xiàn)場(chǎng)，驗(yàn)收合格后起吊就位，其它小件設(shè)備安排專業(yè)質(zhì)檢人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行外觀檢查、參數(shù)核對(duì)、性能檢驗(yàn)，設(shè)倉(cāng)庫(kù)管理員進(jìn)行數(shù)量清點(diǎn)、型號(hào)規(guī)格核對(duì)并記錄臺(tái)帳，編號(hào)入庫(kù)，按需發(fā)放。記錄每臺(tái)風(fēng)機(jī)各部分設(shè)備的編號(hào)，確保三節(jié)塔筒和基礎(chǔ)環(huán)出于同一套設(shè)備，三片葉片和輪轂出于同一套設(shè)備。塔筒、機(jī)艙和葉輪在安裝前須進(jìn)行清洗，檢查是否有刮傷或油漆剝落，并進(jìn)行修補(bǔ)。各部位螺栓在安裝前清點(diǎn)完。

（四）基礎(chǔ)驗(yàn)收

風(fēng)機(jī)有基礎(chǔ)環(huán)，在基礎(chǔ)環(huán)上法蘭中部，相隔120°的三個(gè)方向各取一點(diǎn)用水平儀和大地尺測(cè)量水平度，每點(diǎn)最少測(cè)量?jī)纱危∑骄担畲笏秸`差≤規(guī)定值。其它風(fēng)機(jī)機(jī)型若無(wú)基礎(chǔ)環(huán)此項(xiàng)略，但須調(diào)整低節(jié)塔筒墊鐵高度和螺栓垂直度。清理并銼平法蘭結(jié)合面，清除基礎(chǔ)上的塵土、銹斑和雜物。

二、風(fēng)機(jī)設(shè)備的運(yùn)輸及主力吊機(jī)的轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸

風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)輸及主力吊機(jī)的轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸過(guò)程中，機(jī)艙的重量是最重的，葉片的長(zhǎng)度是最長(zhǎng)的，策劃好這2類設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)及卸車。

（一）設(shè)備運(yùn)輸要注意車輛的選擇

要求運(yùn)輸車輛的工況及狀況必須符合運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)先決條件，同時(shí)對(duì)車輛的裝載能力、結(jié)構(gòu)件的支撐強(qiáng)度、車體穩(wěn)定性、安全制動(dòng)等技術(shù)性能進(jìn)行檢查及評(píng)估。如運(yùn)輸機(jī)艙的車輛必須根據(jù)機(jī)艙的重量進(jìn)行選擇，要求馬力必須足夠，同時(shí)車板的高度要適當(dāng)，以免因設(shè)備超高而無(wú)法順利通行；運(yùn)輸葉片的車輛要求車板長(zhǎng)度足夠，能夠帶后輪導(dǎo)向可以適應(yīng)轉(zhuǎn)彎半徑狹小的路況。

（二）運(yùn)輸時(shí)要注意現(xiàn)場(chǎng)道路的路況

設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前派專人及運(yùn)輸司機(jī)進(jìn)行勘察看場(chǎng)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)道路的路面寬度、轉(zhuǎn)彎半徑、承載能力、高空路障等進(jìn)行判斷，做到心中有數(shù)。策劃好設(shè)備進(jìn)場(chǎng)的路線，對(duì)路況不好的路段進(jìn)行修復(fù)、平整、壓實(shí)等，預(yù)先準(zhǔn)備用于拖拽的鏟車及挖掘機(jī)等專門機(jī)械。在運(yùn)輸過(guò)程中，要做好警示標(biāo)志，并且由專人押車，遇到路面狹窄、轉(zhuǎn)彎及高空路障時(shí)，應(yīng)減速慢行，并隨時(shí)隨刻對(duì)運(yùn)輸車輛、設(shè)備的裝載及綁扎情況進(jìn)行檢查和監(jiān)護(hù)。

三、風(fēng)機(jī)施工吊裝過(guò)程控制

（一）明確風(fēng)機(jī)設(shè)備重量

風(fēng)機(jī)設(shè)備主要由基礎(chǔ)環(huán)、塔筒、機(jī)艙、輪轂、葉片、箱式變壓器及其它電氣等部分組成。其中3個(gè)葉片和1個(gè)輪轂等組合成一個(gè)葉輪；3段或者4段塔筒。其中機(jī)艙吊裝重量最大。

（二）起重機(jī)選型

風(fēng)機(jī)設(shè)備吊裝中，機(jī)艙、葉輪等就位高度高、吊裝重量大，且風(fēng)力影響較大，因此起重機(jī)選型時(shí)不僅要考慮起重機(jī)負(fù)荷率，還需考慮被吊設(shè)備與起重機(jī)吊臂的安全距離，確保吊裝的安全性。例如機(jī)艙吊裝，可正面吊裝或側(cè)面吊裝。一般情況下，側(cè)面吊裝需起重機(jī)噸位較小，但需要偏航（利用發(fā)電機(jī)電力帶動(dòng)機(jī)艙轉(zhuǎn)向），正面吊裝不需偏航，卻往往需要較大噸位起重機(jī)。

（三）風(fēng)載荷控制

在風(fēng)機(jī)設(shè)備吊裝中，風(fēng)載荷是影響施工安全的最重要因素之一。尤其是有突發(fā)性的陣風(fēng)，若措施不當(dāng)，容易造成起重機(jī)超載或由于設(shè)備擺動(dòng)過(guò)大而引起的碰撞。其中葉輪的迎風(fēng)面最大，是吊裝的難點(diǎn)，因此施工前收集氣候信息、關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，施工過(guò)程監(jiān)測(cè)風(fēng)速，做好安全措施，是防風(fēng)控制的首要原則。一般風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址的年平均風(fēng)速達(dá)到6m/s以上，常見(jiàn)4～5級(jí)風(fēng)，6～7級(jí)陣風(fēng)。下為制定葉輪吊裝風(fēng)載荷控制措施的原理。

1、吊裝風(fēng)速要求

設(shè)備吊裝風(fēng)速按如下考慮：暴露在動(dòng)壓力為60N/m2風(fēng)中的負(fù)荷的表面積取1m2/t。假如葉輪及吊鉤總重量為Gt，則在此情況下風(fēng)允許作用的表面積為Gt×1m2/t=Gm2；而葉輪實(shí)際受風(fēng)面積為Sm2。則有：

允許動(dòng)壓力

實(shí)際允許最大風(fēng)速

2、根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，風(fēng)載荷計(jì)算Pw=CKhqS，取Kh=1.86，風(fēng)力系數(shù)C=1.2，風(fēng)壓q=0.613V2（N/m2），計(jì)算出4至7級(jí)風(fēng)的風(fēng)載荷。

參照葉片吊裝時(shí)4至7級(jí)風(fēng)的風(fēng)載荷表，判斷溜繩所受拉力，采取相關(guān)錨固措施，避免超過(guò)相應(yīng)風(fēng)載荷風(fēng)速的葉片吊裝，確保風(fēng)機(jī)吊裝安全。

四、風(fēng)機(jī)安裝過(guò)程中的幾點(diǎn)應(yīng)急措施

1、當(dāng)發(fā)生起重機(jī)械下沉（陷）但未傾覆的情況，除了疏散周圍人員之外，還應(yīng)快速調(diào)撥枕木、碎石等物資到現(xiàn)場(chǎng)，用以填充起重機(jī)械底盤或者車輪、履帶等底部，以避免機(jī)械進(jìn)一步下沉（陷）。

2、當(dāng)發(fā)生起重機(jī)械吊臂向下折彎但未斷裂并懸于空中時(shí)，應(yīng)考慮采取固定措施將吊臂進(jìn)行綁扎或者支撐，避免吊臂斷裂造成次生災(zāi)害。

3、當(dāng)在裝車、運(yùn)輸以及卸車過(guò)程中發(fā)生設(shè)備傾翻時(shí)，應(yīng)及時(shí)圍設(shè)警戒區(qū)，在夜晚則必須設(shè)置警示燈，避免過(guò)往車輛沖撞造成事故。

結(jié)語(yǔ)

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組吊裝是一項(xiàng)高危的作業(yè)，風(fēng)機(jī)吊裝項(xiàng)目部應(yīng)建立統(tǒng)一的事故監(jiān)測(cè)、預(yù)警與報(bào)告網(wǎng)絡(luò)體系，逐步形成完善的預(yù)警工作機(jī)制。通過(guò)定期開(kāi)展事故隱患排查等方法，對(duì)可能發(fā)生機(jī)械設(shè)備及運(yùn)輸事故的信息，特別是苗頭性信息進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和掌握可能引發(fā)事故的苗頭和傾向性問(wèn)題。對(duì)機(jī)械設(shè)備和施工作業(yè)的安全事項(xiàng)，要落實(shí)責(zé)任單位、責(zé)任人，明確及時(shí)消除事故隱患的要求，督促有關(guān)部門限期消除事故隱患，做到早發(fā)現(xiàn)、早控制、早解決。加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的檢查，凡發(fā)現(xiàn)事故隱患或者發(fā)生機(jī)械設(shè)備及運(yùn)輸事故的，必須將有關(guān)信息及處置情況及時(shí)上報(bào)。

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