风电安装行业中大型动臂塔机的应用

摘要：在风机安装活动中，移动式起重机正暴露出越来越多的问题和不足。为此，对大型动臂塔机在风电安装活动中的应用进行了探讨，并提出了提高安装效率的相关建议，希望能够起到抛砖引玉的作用。

关键词：大型动臂塔机;风电安装;施工方法

0    引言

随着世界各国环保意识的增强，环保、清洁的可再生能源在各国能源结构中的占比日益提升。我国2018年的风力发电量达到了3 660亿kWh，关于风能的开发和利用，在理论层面和实践应用层面都获得了长足的进步。当前，我国风力发电机的额定功率已达6 MW，而叶轮直径也超过了126 m。可以预见，风力发电机势必朝着科技附加值更高、体积更大的方向发展。但需要注意的是，若轮毂中心高度超过了150 m，那么在安装过程中，移动式起重机的铰点实现难度较大，超过正常的作业范围。为此，本文针对大型动臂塔机在风电安装中的应用进行研究，目的是较为理想地解决现实中存在的问题，更好地促进我国风电事业的发展。

1    大型动臂塔机的性能

在现代高层建筑施工活动中，大型动臂塔机有着广泛和大量的应用。我国中联重科所研发的LH3350-120标志着我国动臂塔机的研发生产能力已居于世界前列。如表1所示，LH3350-120的性能已能够满足大型风机的安装和施工需求。

2    动臂塔机使用的注意事项

通过动臂塔机来进行大型风机的安装，必须注意以下主要事项：（1）对于风电主机的设计生产企业来说，一定要考虑安装过程中动臂塔机的基础情况，切实全面地考虑到塔机的附着力等因素。（2）在塔筒设计活动中，一定要考虑到塔机附着部分的受力，在同塔机接口部分完成对接之后，才可以采用预定方案开展风机的安装施工。（3）就现实施工活动而言，塔机和塔筒的附着存在较大的问题和困难。为此，可以通过以下方法来进行解决：将卡爪装置增设于附着装置的前端部位，以起到更好抱紧风机塔筒的目的。当塔机处于自立状态时，卡爪装置处于完全开启的状态;而当塔机处于附着状态时，卡爪装置处于完全闭合的状态，如图1所示。

3    风电机组安装过程中大型动臂塔机的施工方法

在风电机组的安装过程中，大型动臂塔机的施工方法主要如下：

（1）地基处理。塔筒底部的地基必须能够实现与之相对应的承载力，同时还必须具备防颠覆、防失稳等方面的能力。在地基处理的过程中，应当完成塔机预埋节的预埋活动，以便后续塔机的组装。需要注意的是，必须严格控制地基的沉降，以确保风机能够持续、稳定、可靠运行。

（2）塔机自立高度的安装。按照规定要求，完成塔机的塔臂、回转、塔身结构、套架、附着装置、基础节等上部装置的安装，让塔机能够完成基础自立，在此基础上，完成塔机自吊标准节的安装。

（3）塔筒基础节和塔筒的安装。以塔机为基础，完成塔筒基础节和塔筒的安装。

（4）塔机附着状态的实现。随着安装活动的进行，在塔筒高度满足塔机附着条件后，塔机增加标准节的安装，并开始进行塔机附着的施工。

（5）风机机舱与传动链的安装。机舱的安装如图2所示。就附着塔机而言，因为动臂塔机的起升高度要高出平臂塔机40 m左右，因此能够更好地进行机舱的吊装施工。

（6）轮毂部分的安装。因为轮毂部分的重量相对较大，如此一来，若事先完成轮毂与风叶的安装，再进行吊装，那么其重量会更大;同时，安装活动还会受到风叶面积的影响。故施工活动中，应当尽可能对轮毂与风叶分别进行安装，从而在降低施工难度的同时，显著提升施工活动的安全性水平。

（7）在空中完成轮毂与风叶的组装。對轮毂进行调整，以使安装法兰处在更利于安装的状态，通过专用吊具来逐一完成风叶的起吊与安装。至此，风机的主要部件基本安装完毕。风叶安装如图3所示。

（8）安装活动结束后，按照相反的顺序拆除塔机，完成转运。

4    大型动臂塔机在风电机组安装过程中存在的不足与提高效率的方法

通过前文的分析和论述可以发现，大型动臂塔机在风电机组安装过程中还存在着较为明显的不足，主要如下：（1）在基础施工时，必须对塔机基础的安装进行相应考虑;（2）拆卸和安装塔机耗时耗力，难度相对较大;（3）需要相对较长的施工周期;（4）需要配套的临时设施，以供施工人员的工作、生活所需。

为提高施工安装活动的效率，进而提升企业的经济效益，建议采取以下方法来提高效率，缩短安装活动的时间。（1）适度增加基础节、附着装置和塔身标准节。（2）在完成上一个风机的安装活动后，在进行塔机拆除的同时，将适度增加的基础节、附着装置和塔身标准节应用于下一个风机的基础安装，从而提高施工活动的效率。（3）梳理工艺流程和经验，为后续风机安装活动提高效率奠定坚实的基础。

5    结语

可以预见，未来我国风电产业势必还将长期保持高速增长的态势，风力发电的设计、制造和施工技术也将进入高速发展的时期。为确保社会经济的可持续发展，我国政府已明确发展5 MW及以上的风力发电机组。在这样的大环境之下，风电机组必将朝着“轮毂中心增高、叶轮直径增大”的方向发展，通过移动式起重机来进行风机的安装已表现出越来越多的问题和不足，而动臂塔机则会越来越多地应用于我国风机的施工安装活动当中，更好地促进我国风力发电事业的发展。

[参考文献]

[1] 任招良，沈立中.大型动臂塔机在风电安装行业的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2016（10）：4787.

[2] 高兴梁.内爬外挂式动臂塔机外挂架倒运技术研究[J].建筑机械，2019（4）：103-106.

[3] 温涛，徐慧，赖裕凤.动臂式塔机若干设计问题初探[J].山东工业技术，2019（9）：71.

收稿日期：2020-05-25

作者简介：郭巍（1988—），男，江苏南京人，硕士在读，机械工程师，主要从事能源工程建设工作。