山區(qū)風(fēng)電工程特點(diǎn)與風(fēng)機(jī)吊裝技術(shù)

(中國水利水電第七工程局， 四川 眉山 620860)

山區(qū)風(fēng)電工程特點(diǎn)與風(fēng)機(jī)吊裝技術(shù)

張棟

(中國水利水電第七工程局， 四川 眉山 620860)

近年來國內(nèi)山區(qū)風(fēng)電場所處海拔越來越高，風(fēng)機(jī)安裝難度越來越大，如何保證在緊張的工期內(nèi)安全高效地完成風(fēng)機(jī)安裝，是每個風(fēng)電施工企業(yè)面臨的重要課題。本文以河北壩上駱駝溝二期風(fēng)電場為例，對山區(qū)風(fēng)電工程特點(diǎn)和風(fēng)機(jī)吊裝技術(shù)進(jìn)行總結(jié)分析，以期對更多山區(qū)風(fēng)機(jī)安裝作一些指導(dǎo)。

山區(qū)；風(fēng)機(jī)；吊裝技術(shù)

1 工程特點(diǎn)

河北大唐國際豐寧駱駝溝二期風(fēng)電場共有24臺2MW直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中XE72-2000型風(fēng)機(jī)9臺、XE82-2000型風(fēng)機(jī)15臺，總裝機(jī)容量48MW。該風(fēng)電場海拔在1700～2250m，地勢高，山地落差在500m左右，起伏較大。風(fēng)機(jī)機(jī)位大多分布在獨(dú)立山頭上，場內(nèi)施工道路設(shè)計路面寬度僅6m，且多急彎、陡坡，風(fēng)機(jī)運(yùn)輸設(shè)備、吊裝設(shè)備行走的難度較大。風(fēng)機(jī)塔架(下段58.6t)、發(fā)電機(jī)(57.6t)重量大，吊裝高度(80m)。該工程采用QUY400型履帶吊作主吊、55t履帶吊作輔助吊進(jìn)行風(fēng)機(jī)吊裝，吊裝工程施工期在7～9月，屬于該地區(qū)多雷雨、多大風(fēng)季節(jié)，吊裝工作受天氣影響較大，安全風(fēng)險較高。

2 山區(qū)風(fēng)機(jī)吊裝技術(shù)特點(diǎn)

吊裝主要部件塔架、機(jī)艙、發(fā)電機(jī)、葉輪中，發(fā)電機(jī)屬于重量較大、吊裝高度較高的部件，葉輪屬于吊裝高度較高、受風(fēng)面較大、質(zhì)量較輕的部件，吊裝時需注意的事項均不相同。

2.1 塔架吊裝

起吊前依據(jù)履帶吊上的測風(fēng)速裝置并結(jié)合手持式風(fēng)速計確定現(xiàn)場風(fēng)速是否滿足吊裝條件。天氣及風(fēng)速、設(shè)備等均滿足要求方可開工。將主吊車、副吊車和塔架吊具相連(主吊與塔架上吊具相連)，主副吊車同時起吊，待塔架離開地面后，主吊車?yán)^續(xù)提升，副吊車則調(diào)整塔架底端與地面的距離，當(dāng)塔架離地約1.5m時，副吊車停止上升。通過調(diào)整副吊車的大臂及主吊車的配合使塔架處與垂直狀態(tài)，這時副吊車脫勾，卸去塔架下吊具。由主吊車將塔架緩慢豎直起吊至基礎(chǔ)環(huán)上方(見圖1)。

圖1 塔架吊裝

2.2 機(jī)艙吊裝

在機(jī)艙底部對稱端選兩個牢固點(diǎn)各系上纜風(fēng)繩。勻速起吊機(jī)艙至塔架頂部，主吊徐徐下降使機(jī)艙主軸承端面落位于塔架法蘭面上，吊車保持50%的負(fù)載。機(jī)艙對正落位后，解去牽引安全繩，迅速安裝機(jī)艙與塔架連接螺栓組，并用電動扳手將其對稱擰緊。螺栓組施工過程中吊車仍需保留50%以上的負(fù)荷。用塞尺測量機(jī)艙與塔架法蘭面間隙，間隙不超過0.5mm，超差時加墊片補(bǔ)償。緊固所有機(jī)艙與偏航軸承連接螺栓組。

2.3 發(fā)電機(jī)吊裝

2.3.1 翻轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)

直驅(qū)發(fā)電機(jī)吊裝需用專用吊具，先組裝好發(fā)電機(jī)吊具，將吊具平衡梁上的兩個葫蘆掛到發(fā)電機(jī)輪轂側(cè)的兩個吊環(huán)上，保持葫蘆鏈條繃緊。將發(fā)電機(jī)輪轂側(cè)靠近鎖緊銷的那個吊耳上的葫蘆取下，在發(fā)電機(jī)靠機(jī)艙面和輪轂側(cè)各裝1個發(fā)電機(jī)翻轉(zhuǎn)用吊耳，鏈條和發(fā)電機(jī)接觸處應(yīng)加墊軟布以保護(hù)涂層。起吊發(fā)電機(jī)，使發(fā)電機(jī)主吊耳中心離地約2m，確保發(fā)電機(jī)有自由翻轉(zhuǎn)的空間。兩人站于發(fā)電機(jī)頂部同步拉手動葫蘆，一人松發(fā)電機(jī)輪轂側(cè)吊耳上的手拉葫蘆，一人緊發(fā)電機(jī)機(jī)艙側(cè)吊耳上的手拉葫蘆，使發(fā)電機(jī)機(jī)艙側(cè)平面由水平翻轉(zhuǎn)為大致和水平面呈85°夾角。將兩根纜風(fēng)繩分別系于發(fā)電機(jī)吊耳的環(huán)形鋼絲繩索具上，纜風(fēng)繩用于從地面控制電機(jī)方向以及屆時分離吊具與發(fā)電機(jī)。

2.3.2 發(fā)電機(jī)起吊

緩慢起吊發(fā)電機(jī)升空，當(dāng)發(fā)電機(jī)與機(jī)艙要對接時，先使發(fā)電機(jī)頂部螺栓進(jìn)入機(jī)艙法蘭對接孔內(nèi)。必要時可借助一個手拉葫蘆將發(fā)電機(jī)拉向機(jī)艙以便螺栓組的對接。當(dāng)發(fā)電機(jī)和機(jī)艙對接孔有徑向角度偏差時，可通過專用吊具手動泵調(diào)整發(fā)電機(jī)吊具兩側(cè)液壓缸的行程來減少角度偏差。螺栓組全部進(jìn)入對接孔后，安裝墊圈、螺母并緊固所有螺母。螺栓組緊固開始時吊車依然保持100%的載荷。當(dāng)緊固的螺栓數(shù)大于40個時，緩緩降低吊車載荷，松開手動葫蘆，將手動泵綁在手拉葫蘆上，地面人員通過纜風(fēng)繩將發(fā)電機(jī)吊具上的環(huán)形鋼絲繩索具與發(fā)電機(jī)吊耳分離，吊車移走吊具(見下頁圖2)。

2.4 葉輪吊裝

2.4.1 組裝葉輪

圖2 發(fā)電機(jī)吊裝

2.4.2 葉輪起吊

起吊前給葉尖向上的兩支葉片套上葉片護(hù)套，沿葉片根部方向移動護(hù)套直至不能移動， 每支護(hù)套上系兩組纜風(fēng)繩，給起吊時葉尖向下的葉片尖端套上保護(hù)板，將一根吊帶綁在保護(hù)板上(系活結(jié))，在結(jié)頭處用細(xì)繩綁好，用以日后松開吊帶。在保護(hù)板上也綁上細(xì)繩，用以取下保護(hù)板，然后卸掉葉輪與裝配架的連接螺栓。

將葉輪從裝配架上緩緩起吊，主吊起吊葉尖向上的兩支葉片，副吊起吊向下的葉片，保持兩部吊車起吊速度同步不致使葉片碰到地面，拉緊纜風(fēng)繩以防葉輪翻轉(zhuǎn)。當(dāng)葉輪起吊至豎直后，通過牽引繩打開豎直向下的葉片上的活結(jié)，取下葉片防護(hù)板、吊帶及牽引繩。

在葉輪與發(fā)電機(jī)對接時，應(yīng)先使上端面螺栓組進(jìn)入裝配孔。如螺栓組無法與裝配孔對齊時，在發(fā)電機(jī)內(nèi)的工作人員可通過手拉葫蘆調(diào)節(jié)輪轂連接螺栓組上下方向位置。當(dāng)葉輪進(jìn)入后，給先進(jìn)入的螺栓套上螺母，以防由于陣風(fēng)使葉輪擺動而出現(xiàn)滑出的情況。在吊車落鉤前啟用葉輪鎖緊裝置和液壓制動器剎車將葉輪鎖緊，防止葉輪轉(zhuǎn)動，緊固完2/3以上數(shù)量螺栓后解除鎖緊，使另外兩支葉片轉(zhuǎn)至葉尖豎直向下位置，移去葉片上的牽引繩及護(hù)套(見圖3)。

圖3 葉輪吊裝

3 山區(qū)風(fēng)電吊裝的注意要點(diǎn)

3.1 吊裝地基處理

a.吊裝地基應(yīng)墊石碴，并利用振動碾反復(fù)碾壓，振動碾碾壓后，由履帶吊在吊裝處對地基來回走車，進(jìn)行二次壓實，確保地基承載力達(dá)到吊裝要求。

b.在吊裝時必須在兩側(cè)履帶板下鋪墊路基板(提高履帶接地面積的一種專用鋼板)，不得只墊一側(cè)，如只墊一側(cè)則會使履帶起重機(jī)在帶載回轉(zhuǎn)時履帶比壓發(fā)生變化，造成未墊路基板一側(cè)履帶沉降，使整個履帶起重機(jī)傾斜，臂桿扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)，進(jìn)而整機(jī)折臂傾覆。

3.2 風(fēng)機(jī)吊裝過程中注意事項

a.風(fēng)機(jī)葉片、機(jī)艙輪轂等吊裝時必須拴纜風(fēng)繩，且在風(fēng)速過大時，需在吊裝時打地錨拉住葉片和機(jī)艙輪轂等受風(fēng)面比較大的部件。

b.如因天氣原因不能起吊葉輪時，可將所有葉片變槳至與地面平行(從輪轂內(nèi)部看，葉片180°標(biāo)記正對輪轂0 位指針)，以使葉輪迎風(fēng)角度最小，并且打地錨固定。

c.吊裝發(fā)電機(jī)前2h 左右方可拆開發(fā)電機(jī)的外包裝。用兆歐表測試發(fā)電機(jī)絕緣電阻，其值應(yīng)高于500MΩ。檢查發(fā)電機(jī)表面涂層是否有損壞，并修復(fù)損壞的涂層。檢查吊車與機(jī)艙之間的距離是否足夠起吊發(fā)電機(jī)要求，如果不滿足要求，給機(jī)艙控制柜供電，使機(jī)艙偏航到適當(dāng)位置。

d.發(fā)電機(jī)與機(jī)艙對接時，攔風(fēng)繩朝外拉緊，對接后攔風(fēng)繩朝機(jī)艙方向適當(dāng)拉緊。

e.吊裝各部件時，前道工序的連接螺栓都按規(guī)定力矩值擰緊到位。各部件螺栓連接面均涂密封膠。

f.雙機(jī)抬吊。在吊裝塔架時，需要兩臺履帶吊對塔架進(jìn)行豎立，在兩臺履帶吊抬吊時，需合理分配主輔履帶吊所承受的吊裝重量，必須計算兩臺履帶吊所承受的動載荷，因為在豎立塔架時，主吊設(shè)備在吊裝過程中所承受的重量也在不斷變化中，輔助履帶吊在承載載荷后需走車以配合主吊設(shè)備吊裝。

g.安裝作業(yè)人員通過無線對講機(jī)對吊車司機(jī)和纜繩隊進(jìn)行指揮操作。

h.在雷雨較多的季節(jié)，吊裝前要做好設(shè)備接地，使設(shè)備處于安全狀態(tài)下，以防打雷時將設(shè)備損壞，將操作人員擊傷。

3.3 履帶吊轉(zhuǎn)場注意事項

風(fēng)機(jī)吊裝的主吊設(shè)備一般履帶吊居多，履帶吊在各風(fēng)機(jī)機(jī)位間轉(zhuǎn)場過程中存在很大的安全風(fēng)險。為安全起見，起重機(jī)轉(zhuǎn)場時盡量將設(shè)備拆除后采用平板拖車運(yùn)輸，如工期不允許設(shè)備的二次拆裝，必須采用走車方式在機(jī)位間轉(zhuǎn)場，需采取以下措施以保證施工過程安全：

a.在轉(zhuǎn)場前需制定走車安全專項方案，并對走車人員進(jìn)行全面交底。在轉(zhuǎn)場過程中需要有專門的安全人員進(jìn)行監(jiān)控，并安排專業(yè)人員對走車進(jìn)行指揮。

b.必須在天氣和道路條件良好的情況下走車，不得為了趕工期在冰凍雨雪、大風(fēng)、大霧等惡劣天氣下走車。

c.走車時應(yīng)卸去配重，拆除短起重臂，主動輪應(yīng)在后面，起重臂、機(jī)身吊鉤等需全部制動鎖定，每走500～1000m時應(yīng)對行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查和潤滑。

d.在不平路面上急轉(zhuǎn)彎，容易造成傾翻事故。因此，履帶吊在行走時轉(zhuǎn)彎不應(yīng)過急，轉(zhuǎn)彎半徑過小時應(yīng)分次轉(zhuǎn)彎，當(dāng)路面凹凸不平時應(yīng)禁止轉(zhuǎn)彎。

e.履帶吊在上下坡時，重心和起重臂的幅度應(yīng)隨坡度變化而變化。因此，履帶吊上下坡道時應(yīng)無載行走，上坡時將起重臂仰角適當(dāng)放小，下坡時應(yīng)將起重臂仰角適當(dāng)放大。下坡空擋滑行將使履帶吊失去控制，嚴(yán)禁下坡空擋滑行。

4 結(jié) 語

通過對河北大唐國際豐寧駱駝溝二期風(fēng)電場風(fēng)機(jī)設(shè)備的吊裝，可以總結(jié)出山區(qū)風(fēng)電工程中風(fēng)機(jī)吊裝工作的如下特點(diǎn)：a.山區(qū)風(fēng)電施工中要對場內(nèi)道路進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，既要能通過風(fēng)機(jī)主體設(shè)備超長、超寬、超重等運(yùn)輸工況的考驗，還要能滿足履帶吊等大型吊裝設(shè)備轉(zhuǎn)場的需要。

b.在山區(qū)風(fēng)機(jī)吊裝過程中要隨時關(guān)注天氣的變化對吊裝工作的影響，天氣變化是除人為因素和設(shè)備因素外影響風(fēng)機(jī)吊裝安全性的另一重要因素。

c.主吊設(shè)備在風(fēng)機(jī)吊裝和轉(zhuǎn)場過程中，需要采取很多必要的安全措施，這些措施中某些措施是在平坦地面施工中所不必要的，但在山區(qū)風(fēng)機(jī)安裝中卻極為必要，因此重點(diǎn)關(guān)注主吊設(shè)備在吊裝和轉(zhuǎn)場過程中的安全措施和狀態(tài)也是山區(qū)風(fēng)電工程的又一特點(diǎn)。

[1]湘電風(fēng)能有限公司.XE-2000 通用型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝手冊[Z].2011,9.

[2]謝正根.風(fēng)電設(shè)備安裝技術(shù)管理綜述[J].建設(shè)機(jī)械與管理,2007(5).

[3]林海.闡述崇明風(fēng)電場工程風(fēng)機(jī)吊裝過程中的注意事項[J].科技與生活,2011(9).

[4]張小琴.風(fēng)機(jī)葉輪安全準(zhǔn)備及吊裝技術(shù)[J].工程機(jī)械與維修,2010(1).

MountainousRegionWindPowerProjectFeaturesandTurbineHoistingTechnology

ZHANG Dong

(ChinaWaterConservancyandHydropowerNo. 7EngineeringBureauCo.,Ltd.,Meishan620860,China)

In recent years, domestic mountainous region wind power location is allocated in higher and higher altitude, thereby leading to more and more difficult turbine installation. How to safely and efficiently complete turbine installation is an important issue faced by all wind power construction enterprises. Hebei Bashang Luotuogou Stage II wind power field is adopted as an example in the paper. Mountainous region wind power project features and turbine hoisting technologies are summarized and analyzed, thereby providing some guidance experience for installing more mountainous region turbines.

mountainous region; turbine; hoisting technology

TM614

B

1673-8241(2014)04-0011-04