风力发电塔筒安装工艺控制要点

刘建全 杨凌云

摘要：风力发电作为清洁能源，在我国能源应用中的应用更加成熟。具有占地面积小、投资收益快等诸多优势。风力发电工程建设中，塔筒的安装是非常重要的环节，需要对塔筒安装的工艺和施工过程进行严格管控，保障安装效率和质量，充分发挥风力发电的优势。

关键词：风力发电;塔筒;安装

引言

风力发电因其具有清洁、环保、可再生、永不枯竭、基建周期短、运行和维护成本低的优势，近年在国内得到广泛的应用。其原理就是将发电机组安装在风能资源比较丰富的海岛、山谷或偏僻的乡村把风的动能转为电能。根据风力发电特性，其普遍所处位置与自身高度都处于比较高的位置，所以风电机组的安装成为一件技术性、安全性特别强，且工作量集中的工作，风电塔筒在风力发电机组中主要起支撑和最外层保护作用，同时吸收机组震动，其安装质量的好坏、效率高低直接关系到整个发电机组的正常运行和施工单位的经济效益。

1风力发电塔的基础现状

目前我国风力发电塔在基础建设的过程中，大多数是使用厂家提供的标准图纸，其中的钢筋混凝土板式独立拓展基础的形式较为单一，在施工过程中，显得较为简便并且工程实践的经验显得较为丰富，同时基础和上部塔筒的连接往往是通过埋入式塔筒实现的，和上部法兰的连接方式相同，因此便于彼岸准话。当风机的功率较小，而基础底板的悬挑较小，这种基础形式也会显得较为合理。但在此过程中仍然存在有较为严重的问题。首先基础形式过于单一，在实际的使用过程中无法适应不同地质条件，同时独立拓展基础的抗压能力显得过高，但抗弯效率较低，在实际的使用过程中，基础边缘和地基的脱开常起控制作用。而埋入式塔筒也会导致基础桩墩的最大受力截面的强度以及刚度突然降低，极易出现应力集中以及脆性破坏等情况。同时相对于大功率的风机，这种板式基础的悬挑长度过大，在实际的使用过程中，经济性较差。

2风机基础的选型

根据风机运行特点，风机基础的受力在360°方向受力的概率基本相同，从基本概念出发，应该首选圆形基础;其次，风机基础所受的弯矩较大，基底的应力分布不均匀，基础大小并不是按平均应力控制的.所以基础尺寸会较大.而且，风机正常运行时基础范围内不允许出现零应力区，可以预见，风机基础埋深较大.根据以上受力特点，圆形的大块式基础是风机塔架基础的首选，早期由国外引进的设计方案，以及现有的风电场的风机塔架基础也均以此种基础为主。2007年后，随着我国行业规范文献的出台，我国风机基础走上自主设计之路，各勘察设计院都在对引进的风机基础技术方案进行研究.结果发现这种大块的圆形基础并不是普遍适用，也并不是最经济的方案。在基础选择方面，不应千篇一律，而是应该根據设计条件，因地制宜。基础与上部结构的连接也是基础设计的重点，设计可采取增加穿孔及增加穿孔钢筋的方式保证基础环本身与基础整体性，同时还要保证基础环与内部混凝土的组合柱墩与基础底板的连接可靠，设计时可采用增加钢筋锚固长度、提高混凝土等级等来避免基础环与基础底板脱落的情况发生，同时在台风盛行的地区还要考虑适当增加基础埋深，避免基础整体倾覆。

2.1前期电气施工管理

管理中要加强施工计划、资源等实施落实，确保施工过程的顺利进行。并且在制定施工方案之前，应该深讨论，向每个施工人员交底，使每个人都对施工质量进行把关。电气施工技术和管理人员，必须熟悉工程中的重点环节，尤其是耍做好对交叉作业和电气隐蔽工程的管控和协调。电气工程施工虽然技术性复杂、质量要求严格、但是只要施工单位在施工前做好充分的技术准备，施工中严格按照国家规范，严格执行：控制程序，施工质还是可以得到保证，从而也将确保工程的施工质量、工期以及造价控制等能达到设计功能的要求。

2.2风电机组塔筒设备及安装流程

风机塔筒从外观上看整体为锥形，塔筒与基础环、每段塔筒之间采用高强螺栓进行连接。最下一节塔筒下端有一个门，操作人员可通过塔筒内部装有安全护栏梯子爬上塔筒，每一节塔筒上端设有供安装施工和休息用的平台及照明灯装置。一般风电机组塔筒安装的流程为施工准备?塔筒布线?变频柜、塔基柜安装?底段塔筒安装?中段塔筒安装?顶段塔筒安装。

2.3底段塔筒的安装

塔筒法兰面喷涂密封胶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。

合理设置主副吊车吊点。主副吊车在相应位置做好准备，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。

塔筒起吊吊装。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。塔筒与基础法兰对接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。

塔筒固定。转动塔筒，直到法兰上下孔精确对齐，对称穿上定位销并定好位置后，迅速在每个定位销两侧穿入螺栓（从下往上）。带上大约1/3的螺栓后，再次放低吊钩至两个法兰面完全接触，此时吊车仍需保持提升力，直至带完所有剩下的螺栓。用电动扳手预紧。吊车脱钩并拆除吊具。

3风电塔垂直度检测

3.1全站仪伪倾角测设腰线法全站仪伪倾角测设腰线法数据处理较简单，获取的塔筒顶截面和底截面的数据通过常规的处理软件和算法就可以获取风电塔中心的偏移量和倾斜角，可用性较好。

3.2全站仪前方交会法

全站仪前方交会法数据计算量较大，要将前方交会理论与实际采集相结合，确保每个环节不能出现问题，另外要充分考虑误差理论与误差传播原理，数据处理有一定的难度，对数据处理人员有一定的要求。

3.3三维激光扫描多站拼接法

三维激光扫描多站拼接法数据处理前期采用的常规点云数据的处理方法，主要侧重点云数据的提取、拼接、去噪和模型的切片，后期的主要侧重切片截面圆心的拟合，数据处理量大，要确保做好每个环节，内业工作任务繁重。

结语

在实际工程应用中，由于风电工程项目在户外施工，特别是塔筒安装处于风场，风力较大，有着更多的不可预测因素，在安装及后续的使用过程中带来较大的安全隐患。要熟悉并掌握该设备本身性能，不仅能提高设备的使用效率，对安全生产也是起到至关重要的作用。

参考文献

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