風(fēng)電工程吊裝技術(shù)要點(diǎn)分析

杜 全 林

(山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司,山西 太原 030032)

隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，風(fēng)力作為一種清潔能源在電力行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，且能量轉(zhuǎn)化率越來越高，對(duì)我國清潔能源的開發(fā)與環(huán)境保護(hù)起到了積極作用?；陲L(fēng)力發(fā)電，其設(shè)備的安全屬于重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，吊裝高度大，體積大，存在較多的吊裝難點(diǎn)及重點(diǎn)。為節(jié)約成本及提高風(fēng)力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化率，實(shí)際過程中應(yīng)對(duì)風(fēng)電吊裝過程中的難點(diǎn)及重點(diǎn)進(jìn)行分析與解決，以減少吊裝作業(yè)安全隱患及提高吊裝作業(yè)效率。

1 風(fēng)電工程風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)及其吊裝作業(yè)特點(diǎn)分析

1.1 風(fēng)電工程風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)分析

風(fēng)電工程吊裝作業(yè)主要是將風(fēng)電機(jī)組通過吊裝而實(shí)現(xiàn)安裝的過程，故認(rèn)識(shí)風(fēng)電機(jī)組的構(gòu)成對(duì)實(shí)施吊裝作業(yè)及規(guī)范作業(yè)流程具有重要價(jià)值。一般來講，對(duì)于直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組主要包括塔筒、機(jī)艙、發(fā)電機(jī)、葉輪等組成，其發(fā)電機(jī)屬于主要部件，也是吊裝過程中的重要部件，其除了作為能量轉(zhuǎn)化部件，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能向電能的轉(zhuǎn)化外，還屬于承重部件。葉片屬于機(jī)組吸收風(fēng)能的部件，采用特殊材料構(gòu)成，目前主要有兩葉式與三葉式，其主要作用在于利用風(fēng)能推動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)電。塔筒的作用不可小視，其將風(fēng)電發(fā)電機(jī)組居高至頂部，故，塔筒高度較高，施工屬于難點(diǎn)及重點(diǎn)，實(shí)際過程應(yīng)考慮各因素，以保證施工安全。塔筒屬于風(fēng)電機(jī)組的主要承載部件，主要作用在于承受葉輪、機(jī)艙、塔架上的力及葉輪引起的振動(dòng)載荷，以減少葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)等對(duì)機(jī)組造成的不穩(wěn)影響。

1.2 風(fēng)電工程風(fēng)電機(jī)組吊裝作業(yè)特點(diǎn)分析

風(fēng)電工程屬于民生工程，也屬于環(huán)保工程，旨在實(shí)現(xiàn)清潔能源的利用減少傳統(tǒng)火力發(fā)電而帶來的環(huán)境污染問題。但具體來講，風(fēng)電工程實(shí)施具有其特殊性，如較多的風(fēng)電設(shè)備機(jī)組安裝高度較高，如大多機(jī)組常在140 m以上的高空實(shí)施吊裝及安裝作業(yè)。同時(shí)，項(xiàng)目施工所處的地理氣候環(huán)境較為特殊，如一般風(fēng)電項(xiàng)目常安裝在風(fēng)力較大且大風(fēng)天氣較為頻繁的地區(qū)，施工前必須充分了解氣候條件及制定有效的吊裝方案，以便保證項(xiàng)目施工及安全。再者，風(fēng)電項(xiàng)目常屬于規(guī)?；┕ぃ４嬖诎倥_(tái)以上的機(jī)組進(jìn)行安裝，故為提高施工效率及安全，移動(dòng)施工應(yīng)作為考慮的重點(diǎn)與思路。此外，風(fēng)電工程設(shè)備較大，部分道路可能無法運(yùn)輸大規(guī)模的風(fēng)電設(shè)備，故運(yùn)輸?shù)缆芳鞍惭b場地的選擇也是主要考慮因素，實(shí)際施工方案制定及作業(yè)過程實(shí)施中應(yīng)結(jié)合上述條件綜合考慮，以制定合理的吊裝方案及實(shí)施。

2 風(fēng)電工程風(fēng)電機(jī)組吊裝作業(yè)及控制分析

2.1 吊裝機(jī)械的選擇及評(píng)估

風(fēng)機(jī)吊裝作業(yè)以起重作業(yè)為主，專業(yè)性強(qiáng)，風(fēng)險(xiǎn)大，如就位高度一般處于70 m以上，且對(duì)于大型風(fēng)機(jī)，就位高度可能超過100 m，設(shè)備一旦出現(xiàn)事故，則必然造成嚴(yán)重事故，機(jī)械損傷及人員傷亡不可避免，設(shè)備選擇應(yīng)謹(jǐn)慎。做好吊裝負(fù)荷的評(píng)估與計(jì)算是必要基礎(chǔ)?？紤]各因素并至少增加0.25的安全系數(shù)，以防止由于異常情況出現(xiàn)而導(dǎo)致的過載發(fā)生，從而引發(fā)事故。除以上所述的主要吊裝設(shè)備外，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況做好輔助吊裝設(shè)備的選擇，負(fù)荷載重要求的汽車吊、履帶吊是主要選擇，對(duì)保證吊裝安全可起到積極作用。吊裝機(jī)械的選擇屬于篩選過程，現(xiàn)場實(shí)地踏勘，詳細(xì)了解機(jī)位場地及道路坡度、寬度，并了解風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙或發(fā)電機(jī)重量、尺寸及就位高度，確保起重機(jī)械負(fù)荷、鉤下高度滿足吊物就位要求等因素應(yīng)充分考慮，并根據(jù)機(jī)械費(fèi)用和使用時(shí)間等確定吊機(jī)。

2.2 風(fēng)電機(jī)組吊裝作業(yè)流程及技術(shù)要點(diǎn)說明

2.2.1主要吊裝作業(yè)流程及其說明

一般來講，不同類型的風(fēng)電機(jī)組，所吊裝的設(shè)備存在一定差異，如對(duì)于雙饋異步風(fēng)電機(jī)組主要指塔筒、機(jī)艙、葉輪三大部件的吊裝；而對(duì)于直驅(qū)同步風(fēng)電機(jī)組主要指塔筒、機(jī)艙、發(fā)電機(jī)、葉輪四大部件的吊裝。吊裝過程既要考慮葉輪吊裝的可操作性，也要考慮機(jī)艙或發(fā)電機(jī)吊裝時(shí)主吊機(jī)械站位，同時(shí)也要滿足葉輪的吊裝要求。一般情況下，主吊機(jī)械起重臂正對(duì)機(jī)艙或發(fā)電機(jī)與輪轂間連接法蘭，可有利于后續(xù)葉輪吊裝，且不需要移動(dòng)主吊機(jī)械或利用偏航來調(diào)整機(jī)艙方向。根據(jù)風(fēng)電機(jī)組吊裝作業(yè)特點(diǎn)，其主要吊裝作業(yè)流程如下所示：

吊裝準(zhǔn)備→支架→電抗器、電控柜→塔架Ⅰ段→塔架Ⅱ段→塔架Ⅲ段→機(jī)艙→發(fā)電機(jī)→葉輪→吊裝結(jié)束。

2.2.2塔筒吊裝及要點(diǎn)分析

塔筒卸車應(yīng)盡量靠近吊裝場地邊緣，且按照Ⅲ段、Ⅱ段、Ⅰ段的順序依次卸車，吊裝時(shí)按照Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段順序進(jìn)行吊裝。卸車時(shí)應(yīng)減少塔筒表面污染，如采用沙袋、支架等進(jìn)行保護(hù)，以避免塔筒兩端出現(xiàn)變形，圖1為塔筒吊裝卸車作業(yè)現(xiàn)場圖。塔筒采用雙機(jī)抬吊遞送法吊裝，即吊裝塔筒需主輔兩臺(tái)吊車配合起吊，主吊機(jī)械吊裝塔筒小直徑端，副吊機(jī)械吊裝塔筒大直徑端，雙機(jī)將塔筒吊離地面后，塔筒底部用輔助吊車調(diào)整塔筒底端和地面的距離避免使塔筒底部與地面接觸變形，在空中轉(zhuǎn)90°將塔筒豎直。最后平移、起吊塔筒進(jìn)行對(duì)接就位。塔筒吊裝作業(yè)后應(yīng)穿上高強(qiáng)螺栓，用專用電動(dòng)扳手對(duì)塔筒與基礎(chǔ)環(huán)之間的高強(qiáng)螺栓進(jìn)行預(yù)緊，后完成最終緊固，確保其穩(wěn)定性，圖2為塔筒吊裝就位示意圖。

2.2.3機(jī)艙組件吊裝作業(yè)及要點(diǎn)分析

吊裝作業(yè)過程應(yīng)結(jié)合風(fēng)電機(jī)型機(jī)艙吊點(diǎn)布置情況，選擇配套專用吊具，并掛好專用吊具。同時(shí)，為便于作業(yè)人員在地面控制機(jī)艙的起升方位，并避免機(jī)艙在起升過程中旋轉(zhuǎn)、磕碰主吊機(jī)械或塔筒。導(dǎo)向風(fēng)繩長度一般一個(gè)小于機(jī)艙高度的2倍。此外，清除螺孔內(nèi)殘留的一些塵土泥沙、鐵銹及殘?jiān)入s物，圖3為機(jī)艙組裝及吊裝示意圖。

2.2.4發(fā)電機(jī)組及葉輪吊裝作業(yè)及要點(diǎn)分析

發(fā)電機(jī)組吊裝作業(yè)屬于控制的重點(diǎn)，應(yīng)綜合考慮。首先，在主吊機(jī)械的配合下，組裝發(fā)電機(jī)專用吊具，并把整合好的吊具吊到發(fā)電機(jī)上方，準(zhǔn)備好高強(qiáng)螺栓及工器具。其次，在發(fā)電機(jī)兩側(cè)吊耳綁兩根導(dǎo)向風(fēng)繩并做好法蘭面的清理；再者，調(diào)整手拉葫蘆使軸與水平線成3°上仰的夾角；準(zhǔn)備工作完成后可實(shí)施吊裝作業(yè)，完成發(fā)電機(jī)與機(jī)艙的對(duì)接與緊固。此外，主吊機(jī)械摘鉤時(shí)，相關(guān)作業(yè)人員必須系好安全帶，固定牢固后方可操作。葉輪吊裝是風(fēng)電吊裝關(guān)鍵工序，吊裝前應(yīng)根據(jù)葉片的重心標(biāo)識(shí)來找準(zhǔn)吊點(diǎn)位置，見圖4。

3 結(jié)語

風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用對(duì)提高能源利用率及減少環(huán)境污染具有重要的價(jià)值及意義。近幾年，風(fēng)力發(fā)電廣泛建設(shè)，對(duì)電力能源利用提供了必要基礎(chǔ)。但風(fēng)電項(xiàng)目實(shí)施屬于特殊工程，施工過程涉及較多的吊裝與高空作業(yè)，一旦出現(xiàn)施工故障，必然造成重大施工安全及傷亡事故，影響項(xiàng)目施工及建設(shè)。本文就風(fēng)電工程項(xiàng)目施工為例，對(duì)其吊裝作業(yè)過程的特點(diǎn)及控制要點(diǎn)進(jìn)行了分析與說明，以便為后期該類項(xiàng)目的實(shí)施及控制施工質(zhì)量及安全提供參考與借鑒。