云南石洞山风电场风机机组吊装施工

张 金 月，　金 世 森，　邓 智 勇

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都　610072)

云南石洞山风电场风机机组吊装施工

张 金 月，金 世 森，邓 智 勇

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都610072)

摘要：山地风电场风机吊装作为风电建设中安全风险最大、可挖掘潜力最大的工作，在其实施过程中需要统筹规划。结合石洞山风电场风机机组吊装施工，介绍了山地风电场风机吊装机械的选择和机组吊装工艺，可供风机吊装同行参考。

关键词：石洞山；风电场；风机机组；吊装；施工

1工程概述

石洞山风电场位于云南省红河州弥勒县巡检司镇北面的山上，场址涉及五山乡和巡检司镇，该区域主要为1条南北走向的连续山脊，南北长约4.2 km，东西宽约2.3 km，高程在1 900～2 100 m之间。石洞山风电场工程的任务为发电，装机容量为49.5 MW。该工程风电场主要由33台单机容量为1 500 kW风机、33台箱式变压器、35 kV集电线路、场内道路及一座110 kV升压站组成。

风机型号为金风科技股份有限公司生产的GW87/1500型机组，轮毂中心至地面高度为75 m。由基础环、塔架、机舱、发电机、叶轮五大部分组成。机组吊装特性见表1。

2机组吊装规划

2.1施工现场条件分析

(1)风电场布置在山脊地带，地势较高，地面起伏很大。

(2)部分风机位布置在低山丘陵区，机位分布广，丘陵区风机的安装增加了吊装机械拆装和行走的难度。

(3)部分吊装平台为山体起伏区，吊装场地有限，致使风机各部件的堆放、地面组装和吊装难度加大。

(4)风机主要部件重量大，吊装高度大(75 m)，吊装过程中对设备和天气的要求特别高。

2.2吊车的选择

风机机组的主吊选型经过了仔细的筛选定型，综合考虑了每个机位场地及道路坡度、宽度、机组各部件重量及尺寸与就位高度，画图模拟，确保了起重机负荷、钩下高度满足设备就位要求且保证了臂杆与设备有可控的安全距离。

通过对重量进行计算、最高件标高、山路弯道、拆装实现条件及效益等进行综合分析，选择了1台500 t汽车吊作为第一主吊机械，同时配备1台70 t汽车吊为副吊，作为为第三、四节塔筒以及机舱、发电机、轮毂与叶片的组装吊装。另外，选择了1台240 t汽车吊作为第二主吊机械，同时配备1台50 t汽车吊为副吊，进行第一、二节塔筒的吊装。配置了2台30 t搬运汽车进行吊车配重件、吊具、工器具等的转场及电气设备二次转运。主吊车的放置兼顾满足机舱吊装的要求并满足叶轮的吊装要求，布置为主吊吊臂正对机舱的法兰，吊机一次到位，尽量减少主吊的移动以提高吊装的工效。

风机吊装平面布置情况见图1。500 t汽车吊主要性能参数见表2。

2.3安装场地规划

风机安装按每台风机机组吊装场地45 m×40 m左右规划。按功能分为相当独立的三个区——构件区和轮毂、叶片、风轮组装区，零部件起吊区，机舱、塔筒及零部件堆放区。在主吊车布置的同时，考虑到需满足机舱和叶轮吊装的要求，尽量一次布置到位以缩短安装周期，按照33台风机的布置实施流水作业模式。

3风力发电机组的吊装

简述了塔架、机舱、叶轮的吊装施工。

3.1风力发电机组吊装工艺流程

风力发电机组设备安装工艺流程见图2。

3.2塔架的吊装

吊装准备：清扫塔架内外的灰尘；清洁塔架法兰；清理基础环法兰并在螺栓孔外侧均匀涂抹密封胶，提前将连接螺栓涂抹上二硫化钼；提前将工具、螺栓、电源准备好；吊装机具配备及附属设备准备。

3.2.1塔架第一段的吊装

(1)主、辅吊车相互配合起吊塔架从水平状态翻身成竖直状态至溜尾吊车不起作用为止，塔架吊装，然后拆卸掉溜尾吊车索具及下法兰吊耳并在下法兰孔均布至少绑扎3根导向绳索以便在塔架吊装过程中做牵引使用 。

(2)主吊车提升第一段塔架至基础电控柜体上方合适高度时缓慢下降，同时用导向绳配合调整塔架位置以防止其与柜体磕碰，当接近基础时拆掉导向绳并缓缓旋转塔架确定塔筒门的方向。

(3)待塔架下法兰接近锚栓时稍做停留，以便使法兰孔更准确地对准并穿入相应的锚栓；要求塔架下法兰穿入锚栓过程尽可能缓慢，避免出现撞弯锚栓、刮蹭锚栓螺纹等情况。注意：在锚栓穿入法兰的过程中防止施工人员的脚、手被挤压伤害事故的发生。

(4)待塔架下法兰孔全部穿入基础锚栓后及时将螺母拧紧，此时，将主吊车吊钩的提升力维持在10 t即可，然后使用扳手将塔架下法兰内外两圈锚栓螺母十字对角预紧一遍。

3.2.2塔架第二段的吊装

(1)先在第一段塔架上反向平衡法兰筒壁端部表面涂抹一圈密封胶。

(2)将主、尾吊具分别安装在塔架上下法兰，并在下法兰均布绑扎至少两根揽风绳索，同时将第三段塔架连接螺栓、螺母、拉伸器等工器具摆放至塔架上平台，要求固定牢靠以防止其在吊装过程跌落。

(3)主、辅吊车配合将第二段塔架从地面水平状态翻身成竖直状态；主吊提升第二段塔架并将其降低至地面，拆卸尾吊具；拉下法兰揽风绳人员配合主吊车起吊第二段塔架至第一段塔架安装位置，同时，塔架内部的工作人员调整第二段塔架方向至正确。

(4)上下法兰对接后，将螺栓按从下往上方向全部穿入反向法兰孔，并用电动扳手预紧，然后使用拉伸器十字对角均匀分布且同时按照超张拉力100%进行拉伸紧固；当法兰面30%以上螺栓张拉到超张拉油且压其它螺栓用手动扳手或电动扳手初拧后，吊车可以脱钩，开始安装第三段塔筒，此时应继续对未张拉的螺栓进行对称张拉至超张拉油压。

3.2.3塔架第三、四段的吊装

(1)第三、四段反向平衡法兰塔架吊装类同于第一、二段塔架的吊装。

(2)要求第三、四段塔架与机舱同一天内进行安装，并要求将塔架间所有连接螺栓拉伸至最终拉伸力。

(3)塔架中的每个节点均为对称将两台张拉设备安装在螺栓上，然后加压到“超张拉油压”，用电动扳手拧紧法兰螺栓(锚栓)螺母，拧紧力矩不小于300 N·m并标识紧固标识(从螺栓螺纹过螺母、垫片到法兰盘画一道直线)。

注意事项：

①在反向平衡法兰塔架安装完成1 h后的24 h之内须进行首次安装检查。

②塔筒反向平衡法兰加劲板顶紧面错边允许偏差为t/10且不大于3 mm(t为加劲板厚度)，允许20%的加劲板错边最大值不超过1.2倍的允许偏差。

③塔筒反向平衡法兰筒节顶紧面错边允许均匀偏差为2 mm；允许最大偏差为3.5 mm，但连续长度不超过500 mm且总长不超过10%筒节周长。

3.3机舱吊装工艺

(1)机舱下壳体拼装：将机舱吊至机舱组装支架上并用M30螺栓紧固后拼装机舱下壳体，用60套M10×60 mm螺栓连接机舱与下壳体，拼装完后外部用密封胶处理，打完密封胶后用洗洁精水将密封胶抹平密封。

(2)测风支架的安装：其安装原则为左高右低。在测风支架安装的同时，将机舱内的95 mm2的接地电缆进行安装。所用4套M10×55 mm螺栓及垫片安装完毕，用密封胶密封处理测风支架与底座结合处。

(3)安装吊物孔门机舱楼梯，在吊物孔门螺栓机舱外露处涂抹密封胶。

(4)将12根断面为185 mm2的主电缆、轮毂与发电机动轴连接的标准件、机组上部所用安装附件、电气附件、电动扳手及手拉葫芦、吊带、风速仪、风向标、滑环及滑环支架放在底座平台上并固定。

(5)清洁底座与发电机连接法兰、偏航轴承与塔架连接面，安装导正棒，绑2根导向绳。

(6)起吊机舱至塔架上法兰面高约100 mm,慢慢放下机舱至法兰间距约20 mm时停止，插入塔架与机舱连接螺栓，指挥吊车放下机舱；在用电动快速扳手旋紧螺栓后，用液压力矩扳手按对角方向分三次力矩(600 N·m、900 N·m、1 200 N·m)上紧螺栓。机舱起吊吊具及挂点见图3。

3.4叶轮的吊装

叶轮组合好后，先进行整体复核、检查。风速≥8 m/s时禁止吊装叶轮并准备好地锚、紧风绳等防风措施，叶轮组装对接情况见图4。

(1)在前2 个叶片(+90°)上安装吊带(L>200 mm)。在叶尖处通过叶尖护袋各固定两根导向绳。

(2)在第3 个叶片(-90°)上安装护具及吊带，应尽量拉紧吊带并固定两根导向绳，叶片后缘辅吊吊装点使用护具保护情况见图5。

(3)检查轮毂内齿形带、齿形带压板的固定情况，三个叶片的锁定销为叶片锁定状态。检查密封胶打胶情况，不可有缝隙，然后对主轴螺栓孔过丝以方便后续螺栓的穿入，清洁主轴法兰面，安装导正棒。

(4)吊车同时起吊，主吊车慢慢向上，辅助吊车配合将叶轮由水平状态慢慢倾斜并保证叶尖不能接触到地面。待垂直向下的叶尖完全离开地面后，辅助吊车脱钩，拆除叶片护具，由主吊车将叶轮起吊至轮毂高度。

(5)机舱中的安装人员指挥吊车缓缓平移，轮毂法兰接近发电机动轴法兰时停止。

(6)指挥吊车慢慢靠近发电机使导正棒穿入。若导正棒无法穿入时，可松开转子锁定装置，用手拉葫芦缓缓转动发电机以调整动轴法兰孔位置，待对接完成后，先进行发电机锁定，再进行叶轮吊具的摘除。

(7)螺栓涂MoS2并旋入，用电动扳手紧固后，再用液压力矩扳手分三次力矩(1 025 N·m、1 540 N·m、2 050 N·m)上紧螺栓，然后拆下吊带和导向绳。

4结语

机组叶轮吊装完成，标志着单台机组大件吊装工作结束，随后进行辅助设备的吊组装、电气设备及配套设施的安装。

通过对石洞山风力发电机组吊装的精心组织施工和对施工工艺的严格控制，以及对施工中出现的问题进行认真分析、查找原因并采取了可靠的措施进行保障后取得了良好的施工效果。石洞山风电场本期33台风电机组的成功吊装，为今后类似工程的施工积累了宝贵的经验。

张金月(1981-)，女，河南太康人，工程师，从事水利水电工程施工技术与管理工作；

金世森(1978-)，男，甘肃靖远人，助理工程师，从事机电设备安装施工技术与管理工作；

邓智勇(1967-)，男，四川大英人，高级工程师，从事金属结构制造技术与管理工作.

(责任编辑：李燕辉)

收稿日期:2015-02-15

文章编号:1001-2184(2015)02-0035-04

文献标识码:B

中图分类号:TV52;TV53+2;TK83

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