山地風(fēng)電機(jī)組吊裝綠色施工工法

李宏偉 山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司

1 前言

隨著生活水平的不斷提高，人們越來越重視所生存的環(huán)境，再加之我國對于清潔型能源的開發(fā)與倡導(dǎo)，山地風(fēng)力發(fā)電等清潔型能源的使用方式前景一片大好。在一般情況下，山地風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目施工過程，主要包括：挖掘基坑、澆筑混凝土、吊裝風(fēng)機(jī)這幾個(gè)步驟，如果施工地點(diǎn)過于偏僻的話，還要實(shí)現(xiàn)修建一條臨時(shí)道路，以供運(yùn)輸使用。在這幾個(gè)步驟當(dāng)中，吊裝風(fēng)機(jī)當(dāng)屬是最重要、最關(guān)鍵，也是難度最大的一步。如何保證吊裝風(fēng)機(jī)的安全性和施工的環(huán)保性，是工作人員亟須思考的問題。

2 山地風(fēng)力發(fā)電廠施工的難點(diǎn)

山地風(fēng)力發(fā)電廠，顧名思義就是要建設(shè)在一些海拔較高的山地上的風(fēng)力發(fā)電廠。這一類型的山地風(fēng)力發(fā)電廠一般都存在著以下幾點(diǎn)特點(diǎn)：位置比較偏僻，地形復(fù)雜，海拔較周圍地區(qū)偏高，施工設(shè)備、材料、工作人員的進(jìn)出不方便；地質(zhì)條件復(fù)雜，多堅(jiān)硬山石，土石方挖掘難度大；風(fēng)力發(fā)電機(jī)之間需要較大間隔，整個(gè)山地風(fēng)力發(fā)電廠占地面積巨大，工程量大。

這些特點(diǎn)都是山地風(fēng)力發(fā)電廠在施工過程中所要面對的難題，在進(jìn)行施工和吊裝的過程中，需要工作人員使用有效的方法加以克服，并且還要注意施工過程對于周邊環(huán)境的影響，要做到綠色施工。這對于山地風(fēng)力發(fā)電廠的施工人員而言，是一個(gè)極大的難題。

3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組吊裝技術(shù)的特點(diǎn)與要求

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由眾多的機(jī)械設(shè)備組成，這些設(shè)備普遍體積巨大，平均重量更是超過了80t。并且，這些巨大的設(shè)備要在風(fēng)速快、風(fēng)力大且地形復(fù)雜的山地當(dāng)中進(jìn)行工作，要想讓這些設(shè)備能夠成功地被安裝好投入使用，就需要使用特殊的安裝技術(shù)與安裝方案。

除此之外，一個(gè)山地風(fēng)力發(fā)電廠往往擁有數(shù)量眾多的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，而且為了能夠發(fā)電的效率和質(zhì)量，相鄰的機(jī)組之間往往相隔較遠(yuǎn)，這就使得整個(gè)山地風(fēng)力發(fā)電廠占地面積巨大，施工團(tuán)隊(duì)往往要在很大的一個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)式的施工。這就要求安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的吊裝技術(shù)具有靈活的特點(diǎn)，可以迅速地進(jìn)行轉(zhuǎn)場施工。

此外，為了對抗山地地區(qū)的復(fù)雜地形以及其他的不利于施工的負(fù)面特點(diǎn)，在選擇山地風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的吊裝施工設(shè)備與施工方案時(shí)，需要進(jìn)行充分的考慮，例如抗風(fēng)能力好、適應(yīng)性好等。

4 山地風(fēng)力發(fā)電機(jī)組吊裝施工現(xiàn)狀

4.1 基于地面的吊裝技術(shù)

在一些傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組吊裝技術(shù)當(dāng)中，主要采用的是基于地面的吊裝模式，這種吊裝模式是使用大型起重設(shè)備來將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的零部件吊起來完成施工。這種傳統(tǒng)的吊裝技術(shù)主要適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率較小、整體風(fēng)力發(fā)電設(shè)備高度較低的施工情況，主要有以下三種施工方案可供選擇。

4.1.1 使用大型履帶式起重機(jī)，以小型汽車起重機(jī)輔助配合

大型的履帶式起重機(jī)的起重能力較強(qiáng)、效率較高，可以在多種復(fù)雜的地形條件下進(jìn)行工作，適應(yīng)能力較強(qiáng)，并且這種大型的履帶式起重機(jī)還有著一定的載重能力，可以說是滿足了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組施工的大部分的要求，在一些戈壁、平原之類的地區(qū)當(dāng)中建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠時(shí)，就經(jīng)常使用大型履帶式起重機(jī)的施工方案，在這些施工環(huán)境較為寬敞的地區(qū)能夠充分地發(fā)揮這種大型履帶式起重機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。

但是，在山地的地形當(dāng)中，大型履帶式起重機(jī)就頗受限制。由于道路狹窄，施工條件比較惡劣，建設(shè)完一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)之后，需要將履帶式起重機(jī)拆卸，之后運(yùn)輸?shù)较乱慌_(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的建設(shè)場地重新進(jìn)行組裝，因此較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力，經(jīng)常停止施工作業(yè)，施工作業(yè)的不連續(xù)不僅會(huì)導(dǎo)致施工效率的下降，還會(huì)使前后施工的操作發(fā)生變化，可能會(huì)對施工質(zhì)量造成一定的影響。

這樣的施工方案施工效率較低，成本較高，對于整個(gè)山地風(fēng)力發(fā)電廠的建設(shè)以及施工團(tuán)隊(duì)的經(jīng)濟(jì)效益都是十分不利的。并且因?yàn)樵谏降仫L(fēng)力發(fā)電廠的建設(shè)當(dāng)中，難以彌補(bǔ)大型履帶式起重機(jī)在山地地形中行動(dòng)不便的缺點(diǎn)，導(dǎo)致這種施工方案在施工周期上有一定的缺陷。

4.1.2 使用大型汽車起重機(jī)，以小型汽車起重機(jī)輔助配合

大型的汽車起重機(jī)的起重能力雖然相較于履帶式起重機(jī)弱了一些，但是其在一定程度上克服了履帶式起重機(jī)行動(dòng)不便的缺點(diǎn)，大型汽車起重機(jī)的行動(dòng)較為靈活。但是其無法負(fù)重行動(dòng)，并且抗風(fēng)能力也并不出眾，對于山地風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的吊裝施工也會(huì)造成一定的負(fù)面影響。因此，這種方案也不被大部分的山地風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目施工團(tuán)隊(duì)所采用的。

4.1.3 使用大型輪胎式起重機(jī)，以小型汽車起重機(jī)輔助配合

相較于大型的汽車起重機(jī)，大型的輪胎式起重機(jī)擁有著更加寬闊的輪距，這就使得大型輪胎式起重機(jī)的穩(wěn)定性和對于惡劣地形的適應(yīng)性更加優(yōu)秀，這在一定程度上彌補(bǔ)了前面兩種方案中起重機(jī)在山地地形中行動(dòng)不便的缺陷。

但是，大型的輪胎式起重機(jī)也擁有一定的缺點(diǎn)，例如部分輪胎式起重機(jī)行走時(shí)是要拆除主臂，只有在支撐腳落地的情況下才可以進(jìn)行負(fù)載。同時(shí)，輪胎式起重機(jī)在安裝高度等方面也存在著一定的局限性。這些因素都使得大型輪胎式起重機(jī)也不完全符合山地風(fēng)力發(fā)電廠項(xiàng)目施工的主力起重機(jī)的要求。

4.2 基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)的吊裝技術(shù)

前文中所提到的基于地面的吊裝技術(shù)是從前經(jīng)常使用的、較為傳統(tǒng)的吊裝技術(shù)，而如今較為先進(jìn)的吊裝技術(shù)是基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)的吊裝技術(shù)。這種吊裝技術(shù)是在結(jié)合了風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及塔筒的相關(guān)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過新式設(shè)備的使用來實(shí)現(xiàn)的。

新式的基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)的吊裝技術(shù)采用的是新式的吊裝設(shè)備，這種新式設(shè)備主要由升降機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、門架結(jié)構(gòu)、底架結(jié)構(gòu)、報(bào)緊裝置、液壓裝置、防護(hù)裝置等部件組成。在這當(dāng)中，升降機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)可以說是這個(gè)設(shè)備當(dāng)中的兩個(gè)最重要的機(jī)構(gòu)。

升降機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)的是控制設(shè)備的上升與下降，其主要用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)吊裝施工中的一些安裝方面的垂直作業(yè)；變幅機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)的是控制設(shè)備的水平移動(dòng)，其在風(fēng)力發(fā)電機(jī)吊裝施工中主要用于在水平方向上進(jìn)行調(diào)整。

5 山地風(fēng)電機(jī)組吊裝綠色施工工法介紹

5.1 該施工工法的適用范圍與施工主要使用的機(jī)械設(shè)備

該項(xiàng)山地風(fēng)電機(jī)組吊裝綠色施工工法主要適用于高度在100m之下的山地地區(qū)，質(zhì)量在100t以下的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的山地風(fēng)力發(fā)電廠的施工。

該工法使用的主要機(jī)械設(shè)備是南京中晟QTZ1650輪胎塔式起重機(jī)，起重能力約為100t，最高的起升高度可以達(dá)到100m。QTZ1650型輪式起重機(jī)可以自行行動(dòng)，較為靈活，并且抗風(fēng)能力強(qiáng)。在不負(fù)載的情況下，整個(gè)車體長約20m，寬約5m，爬坡能力較強(qiáng)，可以在30度的坡道上進(jìn)行正常行駛。在工作時(shí)僅需要搭建一個(gè)20m×20m的作業(yè)平臺(tái)就可以滿足一般情況下的施工作業(yè)要求。由此看來，QTZ1650型輪式起重機(jī)已經(jīng)很好地滿足了山地地區(qū)風(fēng)力發(fā)電廠工程建設(shè)的坡度大、路面狹窄等惡劣的施工環(huán)境要求了。

5.2 效益分析

在分析這種綠色施工工法的效益時(shí)，可以將所有的效益劃分為經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及環(huán)境效益三個(gè)部分來進(jìn)行分析。

5.2.1 經(jīng)濟(jì)效益

由于該種施工工法所使用的主力起重機(jī)是QTZ1650型輪式起重機(jī)，該種起重機(jī)體積較小，在施工現(xiàn)場僅需要5m左右的道路就可以滿足該種起重機(jī)的通行需要，相較于使用其他類型的大型起重機(jī)，可以在修建道路這個(gè)方面節(jié)約大量的資金。并且，QTZ1650型輪式起重機(jī)僅僅需要一個(gè)20m×20m的作業(yè)平臺(tái)就可以開展施工作業(yè)，而其他的大型起重機(jī)則是需要面積更大的平臺(tái)，在這個(gè)方面施工企業(yè)又可以節(jié)約一大筆資金。

5.2.2 社會(huì)效益

使用本種綠色施工工法進(jìn)行施工可以有效地保障施工所使用的設(shè)備以及參與施工的工作人員的安全，并且施工效率更高、施工質(zhì)量更好，可以使得施工團(tuán)隊(duì)和企業(yè)樹立良好的企業(yè)形象，形成良好的社會(huì)聲譽(yù)。除此之外，由于該種施工工法相較于傳統(tǒng)施工工法更加環(huán)保，社會(huì)效益十分明顯。

5.2.3 環(huán)境效益

由于該種施工工法主打的優(yōu)勢就是其環(huán)保的能力，所以其環(huán)境效益是所有效益中最明顯的。山地風(fēng)力發(fā)電廠一般都建設(shè)在山高坡陡、植被茂密的山地地區(qū)中，建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠就勢必會(huì)對當(dāng)?shù)氐闹脖辉斐善茐?，若是?dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境較為脆弱，就會(huì)導(dǎo)致在建設(shè)完發(fā)電廠之后，當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境恢復(fù)困難。而使用該種施工工法，所需要修建的道路、作業(yè)平臺(tái)的面積較小，可以大大減少所需要使用的土地面積，就可以使當(dāng)?shù)卮笠?guī)模的植被避免被破壞。并且，使用本施工工法進(jìn)行施工還可以減少機(jī)械設(shè)備使用的燃油量，減少污染物的排放。

6 結(jié)束語

綜上所述，風(fēng)力發(fā)電廠在我國的發(fā)展前景已經(jīng)是十分光明。但是，隨著風(fēng)力發(fā)電廠的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的吊裝技術(shù)亟須得到進(jìn)一步的改進(jìn)，其中的一個(gè)非常重要的改進(jìn)方向就是要使施工技術(shù)更加綠色環(huán)保。本文針對山地風(fēng)電機(jī)組吊裝的綠色施工工法進(jìn)行了一系列的分析和討論，希望可以為相關(guān)領(lǐng)域工作的開展提供有益的借鑒。