風(fēng)力發(fā)電塔筒安裝工藝控制要點(diǎn)

劉建全 楊凌云

摘要：風(fēng)力發(fā)電作為清潔能源，在我國(guó)能源應(yīng)用中的應(yīng)用更加成熟。具有占地面積小、投資收益快等諸多優(yōu)勢(shì)。風(fēng)力發(fā)電工程建設(shè)中，塔筒的安裝是非常重要的環(huán)節(jié)，需要對(duì)塔筒安裝的工藝和施工過程進(jìn)行嚴(yán)格管控，保障安裝效率和質(zhì)量，充分發(fā)揮風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;塔筒;安裝

引言

風(fēng)力發(fā)電因其具有清潔、環(huán)保、可再生、永不枯竭、基建周期短、運(yùn)行和維護(hù)成本低的優(yōu)勢(shì)，近年在國(guó)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。其原理就是將發(fā)電機(jī)組安裝在風(fēng)能資源比較豐富的海島、山谷或偏僻的鄉(xiāng)村把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電特性，其普遍所處位置與自身高度都處于比較高的位置，所以風(fēng)電機(jī)組的安裝成為一件技術(shù)性、安全性特別強(qiáng)，且工作量集中的工作，風(fēng)電塔筒在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中主要起支撐和最外層保護(hù)作用，同時(shí)吸收機(jī)組震動(dòng)，其安裝質(zhì)量的好壞、效率高低直接關(guān)系到整個(gè)發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行和施工單位的經(jīng)濟(jì)效益。

1風(fēng)力發(fā)電塔的基礎(chǔ)現(xiàn)狀

目前我國(guó)風(fēng)力發(fā)電塔在基礎(chǔ)建設(shè)的過程中，大多數(shù)是使用廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)圖紙，其中的鋼筋混凝土板式獨(dú)立拓展基礎(chǔ)的形式較為單一，在施工過程中，顯得較為簡(jiǎn)便并且工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)顯得較為豐富，同時(shí)基礎(chǔ)和上部塔筒的連接往往是通過埋入式塔筒實(shí)現(xiàn)的，和上部法蘭的連接方式相同，因此便于彼岸準(zhǔn)話。當(dāng)風(fēng)機(jī)的功率較小，而基礎(chǔ)底板的懸挑較小，這種基礎(chǔ)形式也會(huì)顯得較為合理。但在此過程中仍然存在有較為嚴(yán)重的問題。首先基礎(chǔ)形式過于單一，在實(shí)際的使用過程中無(wú)法適應(yīng)不同地質(zhì)條件，同時(shí)獨(dú)立拓展基礎(chǔ)的抗壓能力顯得過高，但抗彎效率較低，在實(shí)際的使用過程中，基礎(chǔ)邊緣和地基的脫開常起控制作用。而埋入式塔筒也會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)樁墩的最大受力截面的強(qiáng)度以及剛度突然降低，極易出現(xiàn)應(yīng)力集中以及脆性破壞等情況。同時(shí)相對(duì)于大功率的風(fēng)機(jī)，這種板式基礎(chǔ)的懸挑長(zhǎng)度過大，在實(shí)際的使用過程中，經(jīng)濟(jì)性較差。

2風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的選型

根據(jù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的受力在360°方向受力的概率基本相同，從基本概念出發(fā)，應(yīng)該首選圓形基礎(chǔ);其次，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)所受的彎矩較大，基底的應(yīng)力分布不均勻，基礎(chǔ)大小并不是按平均應(yīng)力控制的.所以基礎(chǔ)尺寸會(huì)較大.而且，風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)基礎(chǔ)范圍內(nèi)不允許出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)，可以預(yù)見，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)埋深較大.根據(jù)以上受力特點(diǎn)，圓形的大塊式基礎(chǔ)是風(fēng)機(jī)塔架基礎(chǔ)的首選，早期由國(guó)外引進(jìn)的設(shè)計(jì)方案，以及現(xiàn)有的風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)塔架基礎(chǔ)也均以此種基礎(chǔ)為主。2007年后，隨著我國(guó)行業(yè)規(guī)范文獻(xiàn)的出臺(tái)，我國(guó)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)走上自主設(shè)計(jì)之路，各勘察設(shè)計(jì)院都在對(duì)引進(jìn)的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)方案進(jìn)行研究.結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種大塊的圓形基礎(chǔ)并不是普遍適用，也并不是最經(jīng)濟(jì)的方案。在基礎(chǔ)選擇方面，不應(yīng)千篇一律，而是應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)條件，因地制宜?；A(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的連接也是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)可采取增加穿孔及增加穿孔鋼筋的方式保證基礎(chǔ)環(huán)本身與基礎(chǔ)整體性，同時(shí)還要保證基礎(chǔ)環(huán)與內(nèi)部混凝土的組合柱墩與基礎(chǔ)底板的連接可靠，設(shè)計(jì)時(shí)可采用增加鋼筋錨固長(zhǎng)度、提高混凝土等級(jí)等來避免基礎(chǔ)環(huán)與基礎(chǔ)底板脫落的情況發(fā)生，同時(shí)在臺(tái)風(fēng)盛行的地區(qū)還要考慮適當(dāng)增加基礎(chǔ)埋深，避免基礎(chǔ)整體傾覆。

2.1前期電氣施工管理

管理中要加強(qiáng)施工計(jì)劃、資源等實(shí)施落實(shí)，確保施工過程的順利進(jìn)行。并且在制定施工方案之前，應(yīng)該深討論，向每個(gè)施工人員交底，使每個(gè)人都對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)。電氣施工技術(shù)和管理人員，必須熟悉工程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，尤其是耍做好對(duì)交叉作業(yè)和電氣隱蔽工程的管控和協(xié)調(diào)。電氣工程施工雖然技術(shù)性復(fù)雜、質(zhì)量要求嚴(yán)格、但是只要施工單位在施工前做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備，施工中嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范，嚴(yán)格執(zhí)行：控制程序，施工質(zhì)還是可以得到保證，從而也將確保工程的施工質(zhì)量、工期以及造價(jià)控制等能達(dá)到設(shè)計(jì)功能的要求。

2.2風(fēng)電機(jī)組塔筒設(shè)備及安裝流程

風(fēng)機(jī)塔筒從外觀上看整體為錐形，塔筒與基礎(chǔ)環(huán)、每段塔筒之間采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。最下一節(jié)塔筒下端有一個(gè)門，操作人員可通過塔筒內(nèi)部裝有安全護(hù)欄梯子爬上塔筒，每一節(jié)塔筒上端設(shè)有供安裝施工和休息用的平臺(tái)及照明燈裝置。一般風(fēng)電機(jī)組塔筒安裝的流程為施工準(zhǔn)備?塔筒布線?變頻柜、塔基柜安裝?底段塔筒安裝?中段塔筒安裝?頂段塔筒安裝。

2.3底段塔筒的安裝

塔筒法蘭面噴涂密封膠塔筒法蘭連接面整圈在螺栓節(jié)圓上噴涂“∞”形密封膠，密封膠噴涂均勻，不允許間斷。暴露時(shí)間不宜過長(zhǎng)，防止固化。

合理設(shè)置主副吊車吊點(diǎn)。主副吊車在相應(yīng)位置做好準(zhǔn)備，安裝吊耳：上法蘭面兩側(cè)按照1點(diǎn)半、4點(diǎn)半、7點(diǎn)半、10點(diǎn)半位置安裝4個(gè)吊耳;下法蘭按1點(diǎn)半、10點(diǎn)半位置安裝2個(gè)吊耳。吊具與塔筒法蘭連接螺栓采用扳手?jǐn)Q緊。

塔筒起吊吊裝。工具安裝完后開始提升操作。拆除塔筒支撐，在塔筒下法蘭對(duì)邊的法蘭螺栓孔上固定纜風(fēng)繩用于調(diào)整塔筒位置。主副吊車要做到同時(shí)作業(yè)，同時(shí)起吊，塔筒離開地面后，主吊車?yán)^續(xù)提升，副吊車則調(diào)整塔筒底端與地面的距離，提升塔筒時(shí)應(yīng)保持水平，吊起塔筒到一個(gè)合適的高度時(shí)清潔與地面接觸時(shí)外壁沾染的污物，油漆有破損的地方及時(shí)補(bǔ)漆。清潔后繼續(xù)將塔筒提升為豎直，使下法蘭與地面接近但整個(gè)過程中塔筒不應(yīng)與地面接觸以防塔筒變形損壞，副吊車隨時(shí)配合主吊車，利用纜風(fēng)繩控制塔筒的位置與擺動(dòng)，待塔筒豎直且擺動(dòng)幅度趨于穩(wěn)定后拆除塔筒底部的吊具。塔筒與基礎(chǔ)法蘭對(duì)接主吊車?yán)^續(xù)吊起塔筒至基礎(chǔ)法蘭正上方，接應(yīng)人員、指揮人員及時(shí)溝通，隨時(shí)調(diào)整塔筒的具體位置。在塔身內(nèi)部，由兩個(gè)站在控制平臺(tái)上的人指引移動(dòng)方向，另外三個(gè)人在外部扶住塔身，塔筒的移動(dòng)由纜風(fēng)繩控制。按照塔筒底段法蘭與基礎(chǔ)環(huán)法蘭的對(duì)接標(biāo)記調(diào)節(jié)塔筒使塔筒門朝向設(shè)計(jì)位置，塔筒下降時(shí)嚴(yán)禁與塔基上的柜體碰撞。

塔筒固定。轉(zhuǎn)動(dòng)塔筒，直到法蘭上下孔精確對(duì)齊，對(duì)稱穿上定位銷并定好位置后，迅速在每個(gè)定位銷兩側(cè)穿入螺栓（從下往上）。帶上大約1/3的螺栓后，再次放低吊鉤至兩個(gè)法蘭面完全接觸，此時(shí)吊車仍需保持提升力，直至帶完所有剩下的螺栓。用電動(dòng)扳手預(yù)緊。吊車脫鉤并拆除吊具。

3風(fēng)電塔垂直度檢測(cè)

3.1全站儀偽傾角測(cè)設(shè)腰線法全站儀偽傾角測(cè)設(shè)腰線法數(shù)據(jù)處理較簡(jiǎn)單，獲取的塔筒頂截面和底截面的數(shù)據(jù)通過常規(guī)的處理軟件和算法就可以獲取風(fēng)電塔中心的偏移量和傾斜角，可用性較好。

3.2全站儀前方交會(huì)法

全站儀前方交會(huì)法數(shù)據(jù)計(jì)算量較大，要將前方交會(huì)理論與實(shí)際采集相結(jié)合，確保每個(gè)環(huán)節(jié)不能出現(xiàn)問題，另外要充分考慮誤差理論與誤差傳播原理，數(shù)據(jù)處理有一定的難度，對(duì)數(shù)據(jù)處理人員有一定的要求。

3.3三維激光掃描多站拼接法

三維激光掃描多站拼接法數(shù)據(jù)處理前期采用的常規(guī)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理方法，主要側(cè)重點(diǎn)云數(shù)據(jù)的提取、拼接、去噪和模型的切片，后期的主要側(cè)重切片截面圓心的擬合，數(shù)據(jù)處理量大，要確保做好每個(gè)環(huán)節(jié)，內(nèi)業(yè)工作任務(wù)繁重。

結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際工程應(yīng)用中，由于風(fēng)電工程項(xiàng)目在戶外施工，特別是塔筒安裝處于風(fēng)場(chǎng)，風(fēng)力較大，有著更多的不可預(yù)測(cè)因素，在安裝及后續(xù)的使用過程中帶來較大的安全隱患。要熟悉并掌握該設(shè)備本身性能，不僅能提高設(shè)備的使用效率，對(duì)安全生產(chǎn)也是起到至關(guān)重要的作用。

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