浅议100MW风力发电机组工程2.0MW风机安装施工工艺及技术

唐 钊 中国能源建设集团江苏省电力建设第一工程有限公司

1 项目概况

本风电场规划装机规模100MW，单机容量为2MW的风力发电机组50台。风机采用GW115/2000kW，机组转轮直径115m，轮毂高度为100m。安装的工作内容主要包括：50台风电机组塔架、机舱、轮毂、叶片等风电设备卸车；机组控制柜（含支架）安装、塔架安装、机舱安装、叶片轮毂组装及叶轮的安装等。

该项目是我公司首次安装单台2.0MW规模的风力发电机组。本工程发电机组由50台风机组成，提高安装效率和控制施工质量，减少施工成本，保障风力发电机组运行优良是本项目实施的重点。

2 主要安装工艺及技术

2.1 主要设备卸车方案

发电机卸车：发电机总重约50T，650T主吊现现场卸车，查点随发电机一同运过来的各部件。

塔筒卸车：采用两台吊车双机抬吊时，塔筒按要求放置在风机吊装平台附近，依次摆放。塔筒轴线方向满足吊装要求，塔筒逐一并排摆放，单段塔筒的上法兰应靠近主力吊具，确保塔架水平放置，支撑处用三角木获防倾斜道木，防止塔筒滚动

叶片卸车：采用两台吊车抬吊卸车，为防止叶片倾翻，风机叶片的摆放时应注意现场近期内的主风向，叶片应顺风放置，且叶片根部呈迎风(主风向)状态，并保证对叶片加固或采取有效措施，严禁叶片随意摆动；且地势平坦，对于凸凹不平的场地，进行必要的回填或是开挖。如是土质松软地或沙土地，避免前、后支架下陷，叶片不能接触地面，否则会损坏叶片。如果场地呈一定程度的坡度，且坡度方向与主风向一致，则顺风放。

2.2 塔筒底部附件安装

首先清除基础环内部垃圾；然后安装塔筒底段辅件和塔筒。同时使用手动砂轮或砂纸将铺设电缆的PVC管削短并打磨光滑（避免PVC管和电气柜支架干涉，推荐PVC管高出混凝土面10cm）。

2.3 塔筒吊装

底塔筒吊装：使用QUY650履带吊为主吊车，50t履带吊辅助配合，主、辅吊车配合缓慢地水平吊装起塔筒。利用缆风绳控制塔筒的摆动，主吊车提升下段塔筒至即将安装的法兰面位置并调整方位。在即将安装的法兰面位置的工作人员与地面操作缆风绳的人员及时沟通，调整并确定塔筒的安装方位（根据塔筒内爬梯对接位置或者已经表示的塔筒门位置），工作人员分别站在两处或者三处，各取一个螺栓从上方安装在来回摆动的塔筒法兰，当塔筒位置对正对齐后，迅速将螺栓穿过下段塔筒节的法兰，以固定塔筒节的位置。最后解开缆风绳。

中段塔筒的安装；塔筒中间有4段，采用和底段塔筒相同的方法进行塔筒吊装。

当两个法兰完全固定好后，此时必须准确固定并连接好两段塔筒之间的扶梯和滑轨（钢丝绳）。

上段塔筒安装：上段塔筒的安装过程基本上与底段塔筒安装过程一样。

首先安装电动葫芦到上段塔筒并检查。在起吊上段塔筒之前，把和中段塔筒连接的螺栓、螺母和垫片放入中段塔筒上平台内。把和机舱连接的双头螺柱、螺母和垫片放在上段塔筒的上平台内并绑扎紧固。把从偏航平台进入机舱的踏板梯放在上平台（偏航平台处）并绑扎紧固。转动塔筒，直到法兰上的孔精确地对齐且两个法兰用四个螺栓固定好为止。降低塔筒的位置，直到两部分之间保留一定的空隙为止。空隙的宽度允许可插入螺栓。从下面用螺栓穿过法兰，上面用一个螺母固定。检查螺栓、螺母和垫圈是否固定。垫圈的倒角必须始终面相螺栓杆和螺母。一旦用手拧紧所有螺栓，则完全可以将塔筒放下。先用开口扳手或两用扳手把住螺栓头，然后用电动扳手预紧所有螺栓；按照螺栓紧固力矩表紧固法兰力矩，完成后需用黑颜色油漆笔标记，同时贯穿螺栓头，螺母，垫片和法兰本体。从已安装的塔筒顶端法兰松开起重吊耳上的吊钩，拆除顶端法兰面上的吊耳及吊索具。

2.4 机舱安装

机舱安装作业流程如下：

安装测风架→拆卸密封压条→安装机舱顶盖→机舱内物资放置→机舱吊装→吊具拆卸。

2.5 发电机的安装

发电机安装作业流程如下：

发电机吊具安装→发电机翻身→发电机吊装→冷却管道安装→液压油管安装→发电机与机舱连接踏步安装→吊具拆卸。

2.6 叶轮组件和安装

叶轮安装作业流程如下：

轮毂操作准备→叶片操作准备→叶轮组对→叶片密封安装→导流罩前端盖安装→叶轮吊装。

3 吊车选用

机舱吊装主吊用650t履带吊，采用标准轻型主臂108m+7m风电杆头工况，工作半径26m时，主吊的有效起升高度为112m（除去吊钩限位高度约3m）。吊装塔筒、机舱时作业半径为24m式中由于中一段塔筒重量最大，所以取中一段塔筒重量54.15t校验。吊装发电机、叶轮时作业半径为22m式中，取叶轮重量58.5t校验。

4 安全措施

风机施工高处作业人员必须配带工具袋，防高处落物，较大的工具应系保险绳，物品及工器具严禁抛掷。六级以上大风或恶劣气候时应停止露天高处作业，且做好大型吊具防倾倒的安全措施。设备起吊前应检查起重设备及其安全装置是否有效。起吊设备要绑牢牢固可靠，并有防止倾倒措施。起吊过程中严禁偏拉斜吊，所起吊设备未固定好，严禁松钩。当平均风速超过9m/s，或阵风速超过10m/s时，严禁进行风机各部件的吊装施工。塔筒下段吊装时，切勿把手放在螺栓杆上。一旦螺栓对准螺孔，施工人员将塔筒迅速落下。在进行叶轮吊装时，须备好人用吊蓝以卸掉控制绳索，所配置吊篮的安全护栏应齐全、完好，并设有腹杆，并经过载荷检验合格后才能使用，吊篮上的作业人员必须系好安全带及其他防护措施。在起吊过程中速度要均匀、平稳，不得突起突落。吊件吊起10cm时应暂停10min，逐一检查各机械设备制动装置，确认完好后方可继续起吊。起吊时吊钩悬挂点应与吊物重心在同一垂线上，吊钩钢丝绳或吊带应垂直，严禁偏拉斜吊。

5 环保措施

在对风机吊装过程中，对在施工过程中产生的各种垃圾应及时运到废料堆放处集中处理，防止施工垃圾对环境造成污染，并且在所排放的超标三废及噪声等污染物控制在国家的排放标准内。在施工生产过程中，优先考虑采用无污染或少污染的生产工艺，优先考虑采用先进的施工方法。对在施工过程中产生的废旧物品集中堆放，统一处理。妥善保管易燃易爆或有毒有害危险品，做好防爆防燃措施和应急预案，防止在储运过程中发生火灾、爆炸或泄漏等事故造成对环境的污染。对施工现场的环境卫生应经常清理，确保环境的卫生、整洁。

6 效益分析

该项目是我公司首次安装单台2.0MW规模的风力发电机组。施工过程中，提高安装效率，加强施工质量控制，保障风力发电机组运行优良。本技术的采用，大大节约了机械台班、降低了施工成本，缩短了施工工期，施工效率得到进一步提高。经统计，本工程节省施工成本共计65.26万元。不仅如此，通过精湛的安装工艺和良好的施工管控，在风电场建成运行中屡获佳绩，一举获得“2017年度全国风电场生产运行统计指标对标”5A级，施工质量得到高度认可，并获得业主表扬，树立了良好的企业形象。