風(fēng)電吊裝技術(shù)要點(diǎn)探析

王啟華

【摘 要】近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，科學(xué)技術(shù)也日新月異，尤其是對(duì)風(fēng)電等新能源的利用，為社會(huì)生產(chǎn)生活提供了充足的電力能源。風(fēng)電吊裝是風(fēng)電工程建設(shè)中的重要內(nèi)容，不僅技術(shù)要求較高，施工流程也非常復(fù)雜，需要我們引起足夠重視，合理選擇起吊設(shè)備，加強(qiáng)過程控制，保證風(fēng)電吊裝順利完成。本文將簡(jiǎn)述風(fēng)電吊裝技術(shù)，然后分析了風(fēng)電吊裝技術(shù)的現(xiàn)狀，最后提出了風(fēng)電吊裝技術(shù)流程與要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)電;吊裝;技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類號(hào)： TM614文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）36-0125-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.056

風(fēng)力屬于清潔能源，在電力行業(yè)中應(yīng)用日益廣泛，不僅能量轉(zhuǎn)化率較高，也在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)清潔能源的開發(fā)，為環(huán)境保護(hù)作出了巨大貢獻(xiàn)。在風(fēng)電工程建設(shè)中各項(xiàng)設(shè)備的吊裝是重難點(diǎn)內(nèi)容，吊裝高度大，體積大，對(duì)此我們要掌握風(fēng)電吊裝技術(shù)要點(diǎn)，保證風(fēng)電工程建設(shè)的順利進(jìn)行。這樣才能保證風(fēng)力發(fā)電能量轉(zhuǎn)化率的提升，也降低風(fēng)電吊裝中的安全隱患。

1 風(fēng)電吊裝技術(shù)概述

1.1 風(fēng)電吊裝技術(shù)特點(diǎn)與要求

風(fēng)電吊裝的過程中高度一般超過140m，由于不同機(jī)型設(shè)備質(zhì)量不一樣，塔架高度也有較大差異，并受到風(fēng)力分布的影響。因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)尺寸很大，通常大于90m，單體質(zhì)量在70t以上，作業(yè)環(huán)境也非常復(fù)雜，如所在地形比較復(fù)雜，會(huì)受到大風(fēng)的影響，這對(duì)風(fēng)電吊裝技術(shù)有了較高要求，確保合理選用吊裝作業(yè)方案與設(shè)備[1]。要根據(jù)風(fēng)機(jī)單機(jī)實(shí)際特性制定吊裝施工方案，風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)組較多，經(jīng)常為幾十臺(tái)乃至上百臺(tái)，在風(fēng)電吊裝時(shí)需要在較大范圍內(nèi)移動(dòng)施工，這要求風(fēng)電安裝施工時(shí)滿足便捷的要求，確保專場(chǎng)的順利進(jìn)行。

由風(fēng)電吊裝技術(shù)特點(diǎn)與要求能夠得出，在選擇風(fēng)電吊裝設(shè)備與制定施工技術(shù)方案的過程中會(huì)受到多個(gè)因素的影響，如地理環(huán)境、場(chǎng)內(nèi)道路情況和設(shè)備參數(shù)等，其中設(shè)備參數(shù)主要體現(xiàn)在機(jī)艙尺寸、質(zhì)量和塔架高度等方面。對(duì)于施工方案與設(shè)備的選擇，必須要有較強(qiáng)的起重與防風(fēng)能力，能夠適應(yīng)各種場(chǎng)地，不僅專場(chǎng)方便，也能提升風(fēng)電吊裝施工的效率。

1.2 基于風(fēng)機(jī)主機(jī)的吊裝技術(shù)

在風(fēng)機(jī)吊裝中選擇基于風(fēng)機(jī)主機(jī)的吊裝方案，主要從風(fēng)電機(jī)組主機(jī)與塔筒結(jié)構(gòu)特征出發(fā)，借助新型專用設(shè)備完成吊裝作業(yè)。專用設(shè)備通常包括起升機(jī)構(gòu)、自升機(jī)構(gòu)、門架結(jié)構(gòu)、底架結(jié)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、抱緊裝置、引進(jìn)裝置、防護(hù)裝置、液壓系統(tǒng)和電氣和電控等機(jī)構(gòu)組成。對(duì)自升機(jī)構(gòu)來說，能夠完成對(duì)專用設(shè)備的升降，起升機(jī)構(gòu)在吊運(yùn)發(fā)電機(jī)等風(fēng)電機(jī)組各零部件的安裝、拆卸等垂直作業(yè)中應(yīng)用，變幅機(jī)構(gòu)則能夠達(dá)到吊裝零部件安裝位置水平調(diào)整規(guī)定。

分析風(fēng)機(jī)吊裝技術(shù)原理可知：主要借助專用設(shè)備的自升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)設(shè)備沿風(fēng)機(jī)塔筒升至風(fēng)機(jī)主機(jī)下方的預(yù)定高度，并利用連接裝置把專用設(shè)備與風(fēng)機(jī)主機(jī)、塔筒進(jìn)行固定，從能夠變化的門架覆蓋作業(yè)范圍，借助起升機(jī)構(gòu)裝卸風(fēng)機(jī)大部件，以及自升降機(jī)構(gòu)完成對(duì)設(shè)備本體的拆卸與降落。

基于風(fēng)機(jī)主機(jī)的吊裝技術(shù)中，以及專用設(shè)備等，能夠解決以往基于地面的吊裝方案的不足之處，該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：第一，該方案中沒有塔身結(jié)構(gòu)，通過風(fēng)機(jī)主機(jī)已有高度把專用設(shè)備與機(jī)組主機(jī)相連，不同于其他地面起重機(jī)，避免受到起重機(jī)起升高度的影響。第二，該方案選擇門架式臂架、油缸變幅，可覆蓋風(fēng)電機(jī)組吊裝維護(hù)范圍中全部零部件進(jìn)行吊裝與維護(hù)施工[2]。第三，利用原有的裝置，能夠保證設(shè)備起升、下降以及拆裝等順利進(jìn)行。第四，借助模塊化設(shè)計(jì)方式，不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，也為拆裝與運(yùn)輸創(chuàng)造了良好條件，具備較強(qiáng)的轉(zhuǎn)場(chǎng)適應(yīng)能力。第五，實(shí)現(xiàn)了成本的有效控制，也最大限度減少了對(duì)環(huán)境的影響。

2 風(fēng)電吊裝技術(shù)的現(xiàn)狀分析

2.1 大型履帶式起重機(jī)

大型履帶式起重機(jī)不僅起重能力極強(qiáng)，也能夠有效適應(yīng)各種復(fù)雜場(chǎng)地，能夠保證施工效率，尤其是可以帶載行走，確保風(fēng)機(jī)葉輪和機(jī)艙對(duì)接安裝要求得到滿足。在以往風(fēng)機(jī)吊裝中，主要借助履帶式起重機(jī)安裝風(fēng)格電聲，并完成機(jī)艙、塔架以及葉輪等大部件吊裝施工。當(dāng)場(chǎng)地與道路比較寬敞的時(shí)候，這種方法有利于履帶式起重機(jī)作用得到充分發(fā)揮，若是道路比較狹窄、周圍環(huán)境復(fù)雜，若是選擇這種方法，在兩臺(tái)風(fēng)機(jī)中必須對(duì)履帶式起重機(jī)進(jìn)行拆卸與安裝，除了會(huì)增加工期以外，也提高了成本。此外，履帶式起重機(jī)缺乏一定抗風(fēng)的能力，尤其是側(cè)向抗風(fēng)能力非常薄弱，若是風(fēng)機(jī)吊裝中風(fēng)力過大，則必須根據(jù)要求停止施工，而上段塔架與機(jī)艙需要當(dāng)天進(jìn)行安裝，這樣吊裝作業(yè)就顯得不夠連貫，為安裝進(jìn)度與質(zhì)量帶來了不利影響[3]。風(fēng)電吊裝中因?yàn)檗D(zhuǎn)場(chǎng)次數(shù)較多，也沒有專用轉(zhuǎn)場(chǎng)設(shè)備協(xié)助運(yùn)輸，只通過已有履帶作業(yè)，不僅效率不高，也嚴(yán)重磨損了履帶。且履帶式起重價(jià)格昂貴，在維護(hù)與轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸時(shí)需要投入較大成本，從而大幅度增加了風(fēng)機(jī)吊裝成本，影響了最終的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 大型汽車起重機(jī)

在吊裝風(fēng)電設(shè)備的過程中，要想讓葉片吊裝有良好的條件，機(jī)艙吊裝中起重機(jī)位置應(yīng)該符合機(jī)艙與葉輪等吊裝要求。通常起重機(jī)吊臂必須正對(duì)機(jī)艙中與輪轂連接的法蘭，從而確保葉輪吊裝保持在適當(dāng)位置，這樣要求改變起重機(jī)位置或偏航，從而達(dá)到葉輪吊裝要求。大型汽車起重機(jī)也具備較強(qiáng)的起重能力，便于轉(zhuǎn)移，機(jī)動(dòng)性較好，當(dāng)場(chǎng)地平整、環(huán)境較好時(shí)可以保證性能的有效發(fā)揮。風(fēng)機(jī)起吊過程中應(yīng)該讓支腳落地，不能出現(xiàn)負(fù)載形式的情況，這讓起重機(jī)面臨著較大束縛，且汽車起重機(jī)對(duì)風(fēng)載非常敏感，對(duì)此這種方案被選用的概率往往不高。

2.3 大型輪胎式起重機(jī)

大型輪胎式起重機(jī)與汽車起重機(jī)不一樣，不僅車輪間距很大，在穩(wěn)定性與對(duì)路面適應(yīng)性上也有了很大提升，解決了汽車起重機(jī)的部分缺陷。同時(shí)輪胎式起重機(jī)轉(zhuǎn)移速度很快，機(jī)動(dòng)性較好，也彌補(bǔ)了履帶式起重機(jī)在這些方面的不足。結(jié)合輪胎式起重機(jī)自身特性，在安裝主流1.5MW機(jī)組風(fēng)機(jī)的過程中，一般會(huì)選擇超過5000kN的輪胎式起重機(jī)，并輔以至少500kN的汽車起重機(jī)。雖然輪胎式起重機(jī)包括了履帶式起重機(jī)與汽車起重機(jī)等特性，不過支腳需要落地方可負(fù)載，不能帶載行駛[4]。尤其是風(fēng)電安裝環(huán)境比較惡劣，安裝高度不高，葉輪安裝方位比較特殊時(shí)，使用輪胎式起重機(jī)會(huì)出現(xiàn)較大的局限。輪胎式起重機(jī)與履帶式起重機(jī)、汽車起重機(jī)類似的高大臂架在面對(duì)風(fēng)載時(shí)非常敏感，從而影響了輪胎式起重機(jī)在風(fēng)電吊裝中所發(fā)揮的作用。

3 風(fēng)電吊裝技術(shù)流程與要點(diǎn)

3.1 風(fēng)電吊裝技術(shù)流程

通常而言風(fēng)電機(jī)組類型不一樣，吊裝設(shè)備也具備較大差異，以雙饋異步風(fēng)電機(jī)組為例，需要吊裝的部件有塔筒、機(jī)艙和葉輪;在直驅(qū)同步風(fēng)電機(jī)組吊裝中，通常以塔筒、機(jī)艙、發(fā)電機(jī)和葉輪等部件為主。風(fēng)電吊裝時(shí)應(yīng)該關(guān)注葉輪吊裝的可操作性，并關(guān)注機(jī)艙或發(fā)電機(jī)吊裝時(shí)主吊機(jī)械站位，確保達(dá)到葉輪吊裝要求。通常來說主吊機(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，能夠?yàn)橹笕~輪的吊裝創(chuàng)造良好條件，也避免改變主吊機(jī)械位置、通過偏航等對(duì)機(jī)艙方向作出調(diào)整。結(jié)合風(fēng)電吊裝施工要求可知，具體吊裝流程包括以下幾點(diǎn)：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)（機(jī)艙不含發(fā)電機(jī)）→葉輪組合→葉輪→吊裝結(jié)束。

3.2 塔筒吊裝要點(diǎn)

塔筒卸車要與吊裝場(chǎng)地邊緣保持較近的距離，并結(jié)合Ⅲ段、Ⅱ段、Ⅰ段順序進(jìn)行卸車，在吊裝過程中結(jié)合Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段順序吊裝。在卸車的過程中要防止塔筒表面受到污染，需要借助沙袋、支架等做好保護(hù)工作，防止塔筒兩端發(fā)生變形的情況[5]。在吊裝塔筒的時(shí)候主要選擇雙機(jī)抬吊遞送法，簡(jiǎn)而言之就是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，在吊裝中當(dāng)塔筒離開地面后，塔筒底部借助輔助吊車對(duì)塔筒底端與地面距離作出調(diào)整，防止塔筒底部和地面出現(xiàn)接觸變形的情況，空中轉(zhuǎn)90°確保塔筒保持豎直。在平移、起吊塔筒對(duì)接就位的過程中，在完成對(duì)塔筒的吊裝后必須穿上高強(qiáng)螺栓，通過專用電動(dòng)扳手預(yù)緊塔筒和基礎(chǔ)環(huán)的高強(qiáng)螺栓，保證緊固達(dá)到要求，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性的提升。

3.3 機(jī)艙組件吊裝要點(diǎn)

在吊裝施工的時(shí)候要考慮風(fēng)電機(jī)型機(jī)艙吊點(diǎn)布置情況，借助配套專用吊具，將專用吊具掛好。此外要想在地面實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)艙起升方位的有效控制，防止機(jī)艙起升時(shí)旋轉(zhuǎn)、磕碰主吊機(jī)械或塔筒。要注意導(dǎo)向風(fēng)繩的長(zhǎng)度，通常在機(jī)艙高度的2倍以下。由于螺孔中會(huì)殘留很多塵土泥沙、鐵銹和殘?jiān)入s物，需要及時(shí)清理干凈。

3.4 發(fā)電機(jī)組及葉輪吊裝要點(diǎn)

發(fā)電機(jī)組是風(fēng)電吊裝中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，必須考慮到以下幾點(diǎn)情況：第一，要與主吊機(jī)械加強(qiáng)配合，組裝發(fā)電機(jī)專用吊具，吊具整合好后吊至發(fā)電機(jī)上部，進(jìn)使用高強(qiáng)螺栓和工器具。第二，將2根導(dǎo)向風(fēng)繩綁在發(fā)電機(jī)兩側(cè)吊耳，并徹底、全面清理法蘭面。第三，對(duì)手拉葫蘆進(jìn)行調(diào)整，讓軸和水平線保持3°上仰的夾角[6]。當(dāng)準(zhǔn)備工作結(jié)束后才能對(duì)風(fēng)電吊裝，讓發(fā)電機(jī)和機(jī)艙能夠有效的對(duì)接與緊固。在主吊機(jī)械摘鉤過程中，作業(yè)人員需要將安全帶系好，牢固進(jìn)行固定后才能施工。葉輪吊裝是風(fēng)電吊裝中的關(guān)鍵內(nèi)容之一，在吊裝前要結(jié)合葉片重心標(biāo)識(shí)，保證吊點(diǎn)位置得到明確。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，有利于能源利用率的提升，在保護(hù)環(huán)境、減少污染上發(fā)揮著重要的作用。隨著風(fēng)力發(fā)電建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，為社會(huì)各界提供了充足的電力能源，由于風(fēng)電項(xiàng)目非常特殊，施工中吊裝和高空作業(yè)很多，主要出現(xiàn)問題將釀成重大安全事故。對(duì)此我們要提高對(duì)風(fēng)電吊裝的重視程度，不斷改進(jìn)技術(shù)方法，確保所有風(fēng)電設(shè)備安裝質(zhì)量實(shí)現(xiàn)提升，為風(fēng)電工程建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]崔丹丹，周玉龍.履帶起重機(jī)風(fēng)電吊裝用攬風(fēng)繩系統(tǒng)技術(shù)分析[J].建筑機(jī)械，2019（09）：51-53.

[2]張磊，鄧國(guó)輝，顏昌祿，李峰，何春勇.風(fēng)電安裝平臺(tái)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化[J].船舶工程，2019，41（S1）：369-371.

[3]郝洪峰，李志明，辛玉寬，韓洋.潮間帶濕地風(fēng)電機(jī)組吊裝方法[J].中國(guó)電力企業(yè)管理，2019（21）：80-81.

[4]本刊訊.中復(fù)連眾制造全球最大風(fēng)輪直徑海上風(fēng)電葉片完成吊裝[J].中國(guó)建材，2019（06）：87.

[5]吳德勝.海上風(fēng)電機(jī)組吊裝難點(diǎn)分析與對(duì)策[J].中國(guó)電力企業(yè)管理，2019（12）：32-33.

[6]田興明，蔡亞森.起重機(jī)臂架風(fēng)電吊裝載荷工況性能研究[J].建筑機(jī)械，2019（04）：101-102.