山区风电工程特点与风机吊装技术

(中国水利水电第七工程局， 四川 眉山 620860)

山区风电工程特点与风机吊装技术

张栋

(中国水利水电第七工程局， 四川 眉山 620860)

近年来国内山区风电场所处海拔越来越高，风机安装难度越来越大，如何保证在紧张的工期内安全高效地完成风机安装，是每个风电施工企业面临的重要课题。本文以河北坝上骆驼沟二期风电场为例，对山区风电工程特点和风机吊装技术进行总结分析，以期对更多山区风机安装作一些指导。

山区；风机；吊装技术

1 工程特点

河北大唐国际丰宁骆驼沟二期风电场共有24台2MW直驱式风力发电机，其中XE72-2000型风机9台、XE82-2000型风机15台，总装机容量48MW。该风电场海拔在1700～2250m，地势高，山地落差在500m左右，起伏较大。风机机位大多分布在独立山头上，场内施工道路设计路面宽度仅6m，且多急弯、陡坡，风机运输设备、吊装设备行走的难度较大。风机塔架(下段58.6t)、发电机(57.6t)重量大，吊装高度(80m)。该工程采用QUY400型履带吊作主吊、55t履带吊作辅助吊进行风机吊装，吊装工程施工期在7～9月，属于该地区多雷雨、多大风季节，吊装工作受天气影响较大，安全风险较高。

2 山区风机吊装技术特点

吊装主要部件塔架、机舱、发电机、叶轮中，发电机属于重量较大、吊装高度较高的部件，叶轮属于吊装高度较高、受风面较大、质量较轻的部件，吊装时需注意的事项均不相同。

2.1 塔架吊装

起吊前依据履带吊上的测风速装置并结合手持式风速计确定现场风速是否满足吊装条件。天气及风速、设备等均满足要求方可开工。将主吊车、副吊车和塔架吊具相连(主吊与塔架上吊具相连)，主副吊车同时起吊，待塔架离开地面后，主吊车继续提升，副吊车则调整塔架底端与地面的距离，当塔架离地约1.5m时，副吊车停止上升。通过调整副吊车的大臂及主吊车的配合使塔架处与垂直状态，这时副吊车脱勾，卸去塔架下吊具。由主吊车将塔架缓慢竖直起吊至基础环上方(见图1)。

图1 塔架吊装

2.2 机舱吊装

在机舱底部对称端选两个牢固点各系上缆风绳。匀速起吊机舱至塔架顶部，主吊徐徐下降使机舱主轴承端面落位于塔架法兰面上，吊车保持50%的负载。机舱对正落位后，解去牵引安全绳，迅速安装机舱与塔架连接螺栓组，并用电动扳手将其对称拧紧。螺栓组施工过程中吊车仍需保留50%以上的负荷。用塞尺测量机舱与塔架法兰面间隙，间隙不超过0.5mm，超差时加垫片补偿。紧固所有机舱与偏航轴承连接螺栓组。

2.3 发电机吊装

2.3.1 翻转发电机

直驱发电机吊装需用专用吊具，先组装好发电机吊具，将吊具平衡梁上的两个葫芦挂到发电机轮毂侧的两个吊环上，保持葫芦链条绷紧。将发电机轮毂侧靠近锁紧销的那个吊耳上的葫芦取下，在发电机靠机舱面和轮毂侧各装1个发电机翻转用吊耳，链条和发电机接触处应加垫软布以保护涂层。起吊发电机，使发电机主吊耳中心离地约2m，确保发电机有自由翻转的空间。两人站于发电机顶部同步拉手动葫芦，一人松发电机轮毂侧吊耳上的手拉葫芦，一人紧发电机机舱侧吊耳上的手拉葫芦，使发电机机舱侧平面由水平翻转为大致和水平面呈85°夹角。将两根缆风绳分别系于发电机吊耳的环形钢丝绳索具上，缆风绳用于从地面控制电机方向以及届时分离吊具与发电机。

2.3.2 发电机起吊

缓慢起吊发电机升空，当发电机与机舱要对接时，先使发电机顶部螺栓进入机舱法兰对接孔内。必要时可借助一个手拉葫芦将发电机拉向机舱以便螺栓组的对接。当发电机和机舱对接孔有径向角度偏差时，可通过专用吊具手动泵调整发电机吊具两侧液压缸的行程来减少角度偏差。螺栓组全部进入对接孔后，安装垫圈、螺母并紧固所有螺母。螺栓组紧固开始时吊车依然保持100%的载荷。当紧固的螺栓数大于40个时，缓缓降低吊车载荷，松开手动葫芦，将手动泵绑在手拉葫芦上，地面人员通过缆风绳将发电机吊具上的环形钢丝绳索具与发电机吊耳分离，吊车移走吊具(见下页图2)。

2.4 叶轮吊装

2.4.1 组装叶轮

图2 发电机吊装

2.4.2 叶轮起吊

起吊前给叶尖向上的两支叶片套上叶片护套，沿叶片根部方向移动护套直至不能移动， 每支护套上系两组缆风绳，给起吊时叶尖向下的叶片尖端套上保护板，将一根吊带绑在保护板上(系活结)，在结头处用细绳绑好，用以日后松开吊带。在保护板上也绑上细绳，用以取下保护板，然后卸掉叶轮与装配架的连接螺栓。

将叶轮从装配架上缓缓起吊，主吊起吊叶尖向上的两支叶片，副吊起吊向下的叶片，保持两部吊车起吊速度同步不致使叶片碰到地面，拉紧缆风绳以防叶轮翻转。当叶轮起吊至竖直后，通过牵引绳打开竖直向下的叶片上的活结，取下叶片防护板、吊带及牵引绳。

在叶轮与发电机对接时，应先使上端面螺栓组进入装配孔。如螺栓组无法与装配孔对齐时，在发电机内的工作人员可通过手拉葫芦调节轮毂连接螺栓组上下方向位置。当叶轮进入后，给先进入的螺栓套上螺母，以防由于阵风使叶轮摆动而出现滑出的情况。在吊车落钩前启用叶轮锁紧装置和液压制动器刹车将叶轮锁紧，防止叶轮转动，紧固完2/3以上数量螺栓后解除锁紧，使另外两支叶片转至叶尖竖直向下位置，移去叶片上的牵引绳及护套(见图3)。

图3 叶轮吊装

3 山区风电吊装的注意要点

3.1 吊装地基处理

a.吊装地基应垫石碴，并利用振动碾反复碾压，振动碾碾压后，由履带吊在吊装处对地基来回走车，进行二次压实，确保地基承载力达到吊装要求。

b.在吊装时必须在两侧履带板下铺垫路基板(提高履带接地面积的一种专用钢板)，不得只垫一侧，如只垫一侧则会使履带起重机在带载回转时履带比压发生变化，造成未垫路基板一侧履带沉降，使整个履带起重机倾斜，臂杆扭转失稳，进而整机折臂倾覆。

3.2 风机吊装过程中注意事项

a.风机叶片、机舱轮毂等吊装时必须拴缆风绳，且在风速过大时，需在吊装时打地锚拉住叶片和机舱轮毂等受风面比较大的部件。

b.如因天气原因不能起吊叶轮时，可将所有叶片变桨至与地面平行(从轮毂内部看，叶片180°标记正对轮毂0 位指针)，以使叶轮迎风角度最小，并且打地锚固定。

c.吊装发电机前2h 左右方可拆开发电机的外包装。用兆欧表测试发电机绝缘电阻，其值应高于500MΩ。检查发电机表面涂层是否有损坏，并修复损坏的涂层。检查吊车与机舱之间的距离是否足够起吊发电机要求，如果不满足要求，给机舱控制柜供电，使机舱偏航到适当位置。

d.发电机与机舱对接时，拦风绳朝外拉紧，对接后拦风绳朝机舱方向适当拉紧。

e.吊装各部件时，前道工序的连接螺栓都按规定力矩值拧紧到位。各部件螺栓连接面均涂密封胶。

f.双机抬吊。在吊装塔架时，需要两台履带吊对塔架进行竖立，在两台履带吊抬吊时，需合理分配主辅履带吊所承受的吊装重量，必须计算两台履带吊所承受的动载荷，因为在竖立塔架时，主吊设备在吊装过程中所承受的重量也在不断变化中，辅助履带吊在承载载荷后需走车以配合主吊设备吊装。

g.安装作业人员通过无线对讲机对吊车司机和缆绳队进行指挥操作。

h.在雷雨较多的季节，吊装前要做好设备接地，使设备处于安全状态下，以防打雷时将设备损坏，将操作人员击伤。

3.3 履带吊转场注意事项

风机吊装的主吊设备一般履带吊居多，履带吊在各风机机位间转场过程中存在很大的安全风险。为安全起见，起重机转场时尽量将设备拆除后采用平板拖车运输，如工期不允许设备的二次拆装，必须采用走车方式在机位间转场，需采取以下措施以保证施工过程安全：

a.在转场前需制定走车安全专项方案，并对走车人员进行全面交底。在转场过程中需要有专门的安全人员进行监控，并安排专业人员对走车进行指挥。

b.必须在天气和道路条件良好的情况下走车，不得为了赶工期在冰冻雨雪、大风、大雾等恶劣天气下走车。

c.走车时应卸去配重，拆除短起重臂，主动轮应在后面，起重臂、机身吊钩等需全部制动锁定，每走500～1000m时应对行走机构进行检查和润滑。

d.在不平路面上急转弯，容易造成倾翻事故。因此，履带吊在行走时转弯不应过急，转弯半径过小时应分次转弯，当路面凹凸不平时应禁止转弯。

e.履带吊在上下坡时，重心和起重臂的幅度应随坡度变化而变化。因此，履带吊上下坡道时应无载行走，上坡时将起重臂仰角适当放小，下坡时应将起重臂仰角适当放大。下坡空挡滑行将使履带吊失去控制，严禁下坡空挡滑行。

4 结 语

通过对河北大唐国际丰宁骆驼沟二期风电场风机设备的吊装，可以总结出山区风电工程中风机吊装工作的如下特点：a.山区风电施工中要对场内道路进行重点关注，既要能通过风机主体设备超长、超宽、超重等运输工况的考验，还要能满足履带吊等大型吊装设备转场的需要。

b.在山区风机吊装过程中要随时关注天气的变化对吊装工作的影响，天气变化是除人为因素和设备因素外影响风机吊装安全性的另一重要因素。

c.主吊设备在风机吊装和转场过程中，需要采取很多必要的安全措施，这些措施中某些措施是在平坦地面施工中所不必要的，但在山区风机安装中却极为必要，因此重点关注主吊设备在吊装和转场过程中的安全措施和状态也是山区风电工程的又一特点。

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MountainousRegionWindPowerProjectFeaturesandTurbineHoistingTechnology

ZHANG Dong

(ChinaWaterConservancyandHydropowerNo. 7EngineeringBureauCo.,Ltd.,Meishan620860,China)

In recent years, domestic mountainous region wind power location is allocated in higher and higher altitude, thereby leading to more and more difficult turbine installation. How to safely and efficiently complete turbine installation is an important issue faced by all wind power construction enterprises. Hebei Bashang Luotuogou Stage II wind power field is adopted as an example in the paper. Mountainous region wind power project features and turbine hoisting technologies are summarized and analyzed, thereby providing some guidance experience for installing more mountainous region turbines.

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TM614

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1673-8241(2014)04-0011-04