陸上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安裝施工技術(shù)研究

中國水電顧問集團貴陽勘測設(shè)計研究院巖土工程有限公司 張文海

中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司 張尚鵬

1 陸上風(fēng)力發(fā)電監(jiān)督要求

2022年11月，國家能源官網(wǎng)發(fā)布“國家能源局綜合司關(guān)于公開征求火力發(fā)電、輸變電、陸上風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等四類建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢查大綱”的相關(guān)內(nèi)容，要求各企業(yè)單位要全面落實工程建設(shè)參建責(zé)任主體質(zhì)量責(zé)任化發(fā)展機制。為更好地踐行“放管服”的原則，考慮到陸上風(fēng)力發(fā)電建設(shè)項目升壓站建設(shè)周期較短，要提高階段性作業(yè)監(jiān)督水平。尤其是對發(fā)電設(shè)備的管理，要充分關(guān)注實際管理要求和規(guī)范，更好地滿足施工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高施工主控效果，從而減少發(fā)電設(shè)備安裝處理不當(dāng)對后續(xù)運營管理產(chǎn)生的不良影響。

2 陸上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安裝施工技術(shù)方案

基于陸上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安全運行要求，要結(jié)合工程項目的具體情況開展針對性施工作業(yè)方案，維持整體施工處理環(huán)節(jié)的可控性和標(biāo)準(zhǔn)性，整合具體的施工應(yīng)用管控模式，維持多元化管理以及檢查控制環(huán)節(jié)的平衡，更好地實現(xiàn)綜合發(fā)展目標(biāo)。

2.1 案例

本文以A 風(fēng)電清潔供暖項目為例，現(xiàn)場地勢較為平坦，施工作業(yè)為第一年11月份到第二年的5月份，因此，施工作業(yè)期間多為大風(fēng)、低溫環(huán)境，為此，為更好地提升資源應(yīng)用效率，現(xiàn)場安裝30臺風(fēng)機，型號為W3450-146，整體輪轂安裝高度設(shè)定為90m，工程項目總裝機容量為100MW。與此同時，工程項目還設(shè)置了底段塔筒、二段塔筒、三段塔筒、四段塔筒各29套[1]。

2.2 設(shè)備安裝施工技術(shù)要點

2.2.1 設(shè)備選型

依據(jù)工程項目的實際情況，結(jié)合具體的施工作業(yè)方案要求，要保證主吊設(shè)備選型的合理性和科學(xué)性，盡可能地維持施工項目的整體進度水平。在主吊選型工藝開始后，要對現(xiàn)場的地形結(jié)構(gòu)、施工作業(yè)環(huán)境以及風(fēng)機設(shè)備特性予以評估，建立綜合分析模式，配合調(diào)配主吊車的方式，及時落實額定起重能力分析狀態(tài)，有效了解不同工況參數(shù)環(huán)境下設(shè)備的吊裝能力，并對比起吊重量從而計算負載率。

第一，吊車為ZCC800T-9800，工作半徑為18m，額定起重量為160t，機艙起吊重量為150t，負載率為93.7%。設(shè)備采取雙卷揚模式，提升速度較快且無須拆解就能轉(zhuǎn)場行走。

第二，吊車為SCC6500A，工作半徑為20m，額定起重量為180t，機艙起吊重量為150t，負載率為83.8%。設(shè)備采取雙卷揚模式，提升速度較快，但是需要拆解主臂等結(jié)構(gòu)才能轉(zhuǎn)場行走。

第三，吊車為SCC8000A，工作半徑為18m，額定起重量為175t，機艙起吊重量為150.5t，負載率為86%。設(shè)備采取雙卷揚模式，提升速度較快，但是需部分拆解后進行轉(zhuǎn)場行走。

第四，吊車為QUY750，工作半徑為18m，額定起重量為168t，機艙起吊重量為149.5t，負載率為88.9%。設(shè)備采取雙卷揚模式，提升速度較快，但是需部分拆解后進行轉(zhuǎn)場行走。

與此同時，要按照行進單車起吊負荷率的計算，其中，G 表示設(shè)備吊裝重量，也就是起重機吊裝作業(yè)中的實際荷載。表示的是設(shè)備的實際重量、表示的是起重機吊鉤重量、表示的是吊索具的重量，表示的是動載荷系數(shù)[2]。

在全面分析負荷率、提升速度、行走便捷性等因素后，判定ZCC800T-9800研究存在履帶負荷率超90%的情況，最后選取QUY750作為起吊設(shè)備，各方面具有一定的優(yōu)勢，且設(shè)備價格相對偏中低，也能更好地提升項目施工作業(yè)的成本管理水平，盡可能地滿足性價比要求。

2.2.2 準(zhǔn)備工作

基于工程項目整體作業(yè)要求，要整合具體的作業(yè)內(nèi)容，充分落實精細化準(zhǔn)備工作，確保相應(yīng)作業(yè)處理環(huán)節(jié)銜接的可靠性和規(guī)范性。并且，在吊裝平臺修筑作業(yè)開始前，要盡量減少占地面積，及時存放風(fēng)機設(shè)備，減少二次倒轉(zhuǎn)或者是過度占地等問題對后續(xù)施工作業(yè)產(chǎn)生的影響。

第一，要落實規(guī)范化規(guī)劃管理作業(yè)內(nèi)容，保證相應(yīng)設(shè)備應(yīng)用運行和管控環(huán)節(jié)都能落實到位，并且，吊裝平臺修筑處理工作開始前還需要組織吊裝起重設(shè)備管理人員進行現(xiàn)場勘察，充分了解工程項目的實際作業(yè)情況，維持設(shè)備管理工作的科學(xué)性和規(guī)范性。

第二，要結(jié)合機位所在位置進行地形、道路走勢、塔筒擺放、主吊車站位等基礎(chǔ)情況完善相應(yīng)工作，滿足統(tǒng)一現(xiàn)場測算和推演工作的基本需求。與此同時，要對每臺機位進行擺放方案的定制處理，積極落實“一機一方案”的應(yīng)用管理原則[3]。施工現(xiàn)場布置如圖1所示。

圖1 施工現(xiàn)場布置

第三，葉片供貨管理工作中，要確保能落實點對點溝通管理機制，結(jié)合葉輪組裝時間提前一天將其運輸?shù)街付ǖ攸c，維持統(tǒng)一化管理控制工作的水平，并更好地滿足場地綜合應(yīng)用的管理標(biāo)準(zhǔn)。需要注意的是，相應(yīng)結(jié)構(gòu)要固定在基礎(chǔ)位置上，更好地規(guī)避二次轉(zhuǎn)倒、起吊等問題，從根本上避免了冒險違規(guī)操作等環(huán)節(jié)造成的安全隱患。

2.2.3 安裝作業(yè)

結(jié)合陸上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備管理控制要求，在實際安裝作業(yè)中，要統(tǒng)籌關(guān)注安全、環(huán)保、經(jīng)濟等因素，保證安裝處理環(huán)節(jié)的可控性和科學(xué)性，確保風(fēng)機設(shè)備卸車、塔筒吊裝、機艙安裝以及葉輪吊裝等作業(yè)內(nèi)容都能逐步落實，維持整體控制環(huán)節(jié)的質(zhì)量效果。

一是卸貨存放，在發(fā)電設(shè)備安裝工作開始前，要按照規(guī)范化流程完成風(fēng)機設(shè)備的卸貨和存放處理，并且，要關(guān)注吊裝設(shè)備的具體選型工作，結(jié)合設(shè)備卸貨要求完善工作內(nèi)容，并匹配專業(yè)的吊具進行卸車操作。與此同時，要結(jié)合機艙和輪轂設(shè)備防護要求，有效避免雨雪或者是風(fēng)沙等對設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的影響，更好地維持應(yīng)用控制的基本效果[4]。另外，針對一些直徑較大的塔筒設(shè)備，若是存放時間較長，就會出現(xiàn)“失圓”等問題，此時，一般是借助加固塔筒“米字型”支撐結(jié)構(gòu)的方式對其進行應(yīng)力的釋放處理，維持圓度的同時，避免吊裝作業(yè)中因為參數(shù)尺寸不匹配影響對接效果。而對于風(fēng)機葉片的處理，則要依據(jù)其空氣動力學(xué)特性配合使用殼體式結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，有效完成葉片吊裝作業(yè)內(nèi)容，并且在相應(yīng)位置設(shè)置專用葉片支架設(shè)備，維持支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。值得一提的是，若是施工作業(yè)區(qū)域存在風(fēng)力較大的區(qū)域，出于安裝工作安全考量，要對其進行地錨加固作業(yè)。

二是風(fēng)機基礎(chǔ)檢查，按照土建施工作業(yè)以及安裝管理規(guī)范程序落實具體工作，確保平臺壓實度、混凝土強度參數(shù)以及上錨板水平度等都能滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進行復(fù)測和記錄處理，將獲取的信息數(shù)據(jù)與設(shè)計參數(shù)予以對比分析，第一時間判定其是否超出允許偏差數(shù)值范圍，從而為后續(xù)安裝處理環(huán)節(jié)提供保障。

三是安裝塔筒，依據(jù)陸上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安裝作業(yè)的基本要求，為更好地維持整體工程項目應(yīng)用控制的質(zhì)量水平，要對塔筒安裝作業(yè)予以重視，踐行規(guī)范化施工作業(yè)方案，保證相應(yīng)工作流程的可控性和安全性。第一，要對底段塔筒錨栓拉伸過程、塔筒間高強度螺栓連接過程等予以嚴格控制，保證其質(zhì)量效果滿足規(guī)范要求，提高施工作業(yè)的安全性，也能為設(shè)備后續(xù)運行管理予以保障。第二，對初次拉伸數(shù)值、二次拉伸數(shù)值以及終次拉伸數(shù)值予以及時記錄，判定預(yù)緊力數(shù)值是否滿足規(guī)范要求。利用經(jīng)過校核的專用工具完成作業(yè)，使用前要進行數(shù)值的準(zhǔn)確核對，配合對稱處理的方式逐步開展具體操作流程，保證內(nèi)部應(yīng)力得以均勻釋放，需要注意的是，為提高作業(yè)的安全性，要著重避免漏打、少打以及超打等問題，依據(jù)上部結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)要求維持預(yù)緊力數(shù)值的科學(xué)性。第三，在每段塔筒結(jié)構(gòu)的上接觸面和下接觸面施工作業(yè)中，要利用硅膠槍在法蘭結(jié)構(gòu)內(nèi)圈和外圈各自完成硅膠注射作業(yè)，然后要沿著螺栓孔一圈完成硅膠注射，在實際作業(yè)中，保證硅膠注射沒有斷點，維持其飽和度，更好地避免雨水等干擾因素對其安裝質(zhì)量產(chǎn)生影響。

四是安裝機艙，對于陸上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安裝工作而言，機艙的安裝處理環(huán)節(jié)也非常關(guān)鍵，施工作業(yè)部門要秉持全過程質(zhì)量管理要求開展具體工作。起吊作業(yè)開始前，要結(jié)合運輸限制的具體情況進行臨時性拆分處理，并按照標(biāo)準(zhǔn)要求及時復(fù)位，有效完成配對標(biāo)識的檢查管理，確認機組匹配后進行施工。另外，要保證測風(fēng)儀、航空燈、避雷針等設(shè)備安裝的及時性和標(biāo)準(zhǔn)性，并維持螺栓結(jié)構(gòu)預(yù)緊力參數(shù)，更好地提高連接效果和整體設(shè)施安全控制水平。當(dāng)拆除主軸承和前機架固定螺栓結(jié)構(gòu)后，要利用雙頭螺柱穿入風(fēng)輪和主軸連接端的方式保證螺孔操作的穩(wěn)定性，配合墊片就能盡可能地維持質(zhì)量效果。除此之外，要確保起吊人員操作管理的科學(xué)性，保證相關(guān)人員能充分認識到規(guī)范施工的重要性，嚴格落實標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)內(nèi)容，踐行實時性管理要求，維持相應(yīng)作業(yè)管理的科學(xué)性，并選取自上而下的順序?qū)λ卜ㄌm與螺栓的連接過程予以控制[5]。

五是安裝葉輪，在葉輪安裝作業(yè)中，要先完成地面組裝處理工作，保證相應(yīng)環(huán)節(jié)銜接的可控性和合理性，然后在組裝工作結(jié)束且質(zhì)量匹配標(biāo)準(zhǔn)要求后進行吊裝處理。一方面，組裝環(huán)節(jié)中要對螺栓的力矩進行嚴格控制，遵循設(shè)備以及元件安裝手冊的相關(guān)要求，確保對稱拉伸以及逐步拉伸作業(yè)有序開展。另一方面，實際施工作業(yè)環(huán)節(jié)中，要對拉伸進行復(fù)驗分析，及時查閱拉伸器的次數(shù)、現(xiàn)場旁站監(jiān)督質(zhì)量等，有效建構(gòu)完整且科學(xué)的施工作業(yè)模式，提高對具體施工環(huán)節(jié)的管控水平。除此之外，起吊作業(yè)開始前要對周圍環(huán)境進行評估，一般是選取天氣較好且風(fēng)力較小的環(huán)境完成起吊作業(yè)，并配合相應(yīng)的測風(fēng)軟件，有效評估風(fēng)力的變化趨勢以及風(fēng)速的實際情況，更好地避免大風(fēng)等問題對運行管理造成的影響，從根本上提高吊裝作業(yè)的安全性。

六是安裝電氣設(shè)備，在完成基礎(chǔ)設(shè)備安裝工作后，就要結(jié)合陸上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備管理要求和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)完成電氣安裝作業(yè)，主要的作業(yè)對象是機艙、塔筒、塔底柜等，保證電線電纜等基礎(chǔ)電氣元件安裝作業(yè)的科學(xué)性和可控性。

首先，在安裝作業(yè)開始前要進行技術(shù)交底，及時了解相應(yīng)設(shè)施的安裝情況，并編制相應(yīng)的設(shè)備安裝指導(dǎo)作業(yè)書，確保電氣設(shè)施安裝過程不會對設(shè)備安裝作業(yè)產(chǎn)生影響，聯(lián)合設(shè)計部門、施工部門以及監(jiān)理部門進一步提高綜合安裝質(zhì)量效果。并且，要及時設(shè)置安全標(biāo)識牌，以確保后續(xù)作業(yè)順利開展。其次，施工作業(yè)中要強化現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)水平和監(jiān)督水平，并要求設(shè)備廠家配合落實具體工作，更好地發(fā)揮電氣設(shè)備元件的應(yīng)用價值，提高綜合安全管理水平。最后，在安裝處理環(huán)節(jié)結(jié)束后要進行驗收管理，確保相應(yīng)作業(yè)的準(zhǔn)確性和安全性，針對存在的問題及時糾正并落實優(yōu)化調(diào)整方案。

3 結(jié)語

總而言之，在陸上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安裝作業(yè)中，要踐行規(guī)范化施工作業(yè)流程，保證相應(yīng)作業(yè)質(zhì)量滿足規(guī)范要求，提升全過程管理效果，并及時開展驗收工作，為陸上風(fēng)力發(fā)電可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。