风机安装工艺改进与发展方向研究

沈凤德

中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 山东济南 250100

我国的风力发电产业在发展中的这些年取得的成果也有很多，但是在发电效益的同时对于设备的消耗和人员的消耗也是巨大的，真正造成的效益微乎其微，在建设风力发电装置的设备过程中，其中很多高精端设备和核心的技术都需要由国外进口和操作，这也是一个技能的壁垒和资金的消耗。

1 风机安装的相关内容

风力发电过程中，风机安装施工十分重要，其包含的项目比较多，主要有：一是基础安装、调整、基础浇筑等；二是吊装塔筒；三是吊装机舱；四是组合和吊装叶轮；五是安装电器气部分。这五个部门每一个环节都十分重要，必须予以有效的管理，确保其安装质量达到规定标准。通常情况下，在安装风机的时候都会选用八百吨以上的汽车吊机、或是四百吨以上的履带吊机为主力吊机，而辅助吊机则会选择五十吨至两百六十吨之间的汽车吊。在安装电气部分的时候，不仅要根据实际情况选择合适的电缆敷设方法，还要做好盘柜安装，基于风力发电场环境的变化，来进行相应的调整。风机安装的难度，与风力发电场的周围环境有着一定的关系，当周围环境比较糟糕，如处于一些山地、高原地区时，风机安装的难度就比较大，当然具体的情况还要参考场地的情况[1]。

2 风机安装工艺方面的改进

2.1 风电机组塔筒设备

塔筒法兰连接面整圈在螺栓节圆上喷涂“∞”形密封胶，密封胶喷涂均匀，不允许间断。暴露时间不宜过长，防止固化。主副吊车在相应位置做好准备，按照图1安装吊耳：上法兰面两侧按照1点半、4点半、7点半、10点半位置安装4个吊耳；下法兰按1点半、10点半位置安装2个吊耳。吊具与塔筒法兰连接螺栓采用扳手拧紧。吊装工具安装完后开始提升操作。拆除塔筒支撑，在塔筒下法兰对边的法兰螺栓孔上固定缆风绳用于调整塔筒位置。主副吊车要做到同时作业，同时起吊，塔筒离开地面后，主吊车继续提升，副吊车则调整塔筒底端与地面的距离，提升塔筒时应保持水平，吊起塔筒到一个合适的高度时清洁与地面接触时外壁沾染的污物，油漆有破损的地方及时补漆。清洁后继续将塔筒提升为竖直，使下法兰与地面接近但整个过程中塔筒不应与地面接触以防塔筒变形损坏，副吊车随时配合主吊车，利用缆风绳控制塔筒的位置与摆动，待塔筒竖直且摆动幅度趋于稳定后拆除塔筒底部的吊具。主吊车继续吊起塔筒至基础法兰正上方，接应人员、指挥人员及时沟通，随时调整塔筒的具体位置。在塔身内部，由两个站在控制平台上的人指引移动方向，另外三个人在外部扶住塔身，塔筒的移动由缆风绳控制。按照塔筒底段法兰与基础环法兰的对接标记调节塔筒使塔筒门朝向设计位置，塔筒下降时严禁与塔基上的柜体碰撞[2]。

2.2 混凝土塔架门洞加强

混凝土塔架可视为一种高耸建筑物，施加预应力后，竖直方向受压，门洞处会产生应力集中。基于柱的特点，在门洞两侧设置加强柱可分担竖直方向的压力，大大减小门洞处的应力集中程度。采用降温法施加预应力后，每根预应力筋应力大小相同，均为1140MPa。施加风机荷载后，预应力筋应力分布发生变化，每根预应力筋上的应力有增有减，最大值为1184MPa，最小值为1093MPa。原因是施加风机荷载后，迎风侧预应力筋顶部受拉，应力增大；而背风侧混凝土顶部受压，混凝土进一步压缩，抵消部分预应力，应力减小。因此，施加风机荷载后，预应力筋应力分布与实际情况一致[3]。

混凝土塔架主要受力方向为竖向，即本模型中的y向，因此，提取S22应力值进行分析。门洞处的竖向应力分布图（负号为压应力），后处理时选择只显示超过混凝土抗压强度（23．1MPa）的应力区。结果表明：门洞相当于混凝土塔段的缺陷，此处产生应力集中，有较大面积区域压应力超过混凝土抗压强度，压应力最大值约为36．4MPa，出现在门洞的边角处；设置加强柱后，门洞处压应力降低，压应力超过混凝土抗压强度的区域大幅减小，只剩边角处极小区域。同时，压应力最大值降低至30MPa，降幅约为18%。

2.3 电气施工时的涡流问题

还是站在电缆的角度上来说，在电缆的周围很容易产生强烈的磁场，但是钢管自身会产生一种电流，两者之间发生了相互的反应，就会产生涡流。涡流的出现会消耗大量的电能，使得钢管表面越来越发烫，最终结果是并没有产生大量的电能，同时还对钢管自身产生了一定的损害。另外，钢管发烫到一定的温度时，也会对电缆产生一定的影响，严重的情况下，直接对电缆的使用造成无法挽回的损失。所以有关人员在进行电缆的铺设时，要按照一定的科学原理进行铺设，可以铺设成一个品字形，这样就大大地避免了磁场与电场之间的相互反应，同时这对有关人员进行电缆铺设也是一个考验。现在的电缆铺设大都采用直埋式，将电缆直接埋在土壤中，土壤在长时间的作用下，会对电缆的表面造成一定的损害，所以要做好对电缆的检查工作。首先，在进行铺设时就要检查电缆的外皮，要保证电缆的质量，铺设工作完成之后，还需要对电缆进行相应的绝缘工作，其次，还需要对埋在土壤里的电缆进行及时的检查，如果发现破损需要更换，来保证整个工作可以平稳地运行。

3 结语

加强对风机安装工艺的研究，十分有必要，改进风机安装工艺，提高风机安装施工水平，实施高效的质量管理工作，有利于推动风机安装的现代化发展，使其满足于当前风力发电场建设的需求，降低风机安装成本，促进风机安装效率的提升。