风电场土建与设备安装施工技术研究

李路路

(国电电力河北新能源开发有限公司 河北张家口 075000)

风电场承担着转化风能能源的功能，主要功能就是在捕获风能后将风能有效地转化为电能，从而为人们的生产生活提供电力资源。我国的风电场建设时间较短，机械设备安装灵活性较强，后续开展维护工作时会产生较多成本。受到资源短缺因素的影响，风力发电模式的应用范围比较广。为了保证风电场建设工作顺利开展，应在土建施工、设备安装施工、风电场管理等多个方面投入较多的时间和精力，保障风电场建设的质量，提高风力发电的可靠性。

1 风电场概述

1.1 内容

风电场是指捕获风能后将风能转化为电能的一种发电设备设施，还要将转化完成的电能输送入电网。风电场包括风力发电机、集电线路、变电站、风电场道路等多个方面。风力发电机的主要功能是将风能转化为电能；集电线路的主要作用是汇集风力发电装置具体产生的电能，再将其进行传送；变电站是指监控和电能配送中心；风电场道路是指处于风电场旁边的检修通道，包括风电场内部的道路和进出道路多种类型。

1.2 发展状况

20世纪80年代，我国开始发展风力发电。经过长时间的发展，我国各个地区在开展风电场建设工作时不仅投入了较多资金和资源，还引入了先进的技术，将技术研发工作放在重要位置[1]。当前，我国现阶段已经建设出了具有地域特征的风电场。

2 风电场土建施工方法

2.1 风电场土建施工特征与困难

2.1.1 场内道路和运输

开展风电场土建施工工作的最终目标，是连接整个风电场内的机组、外界公路，不仅具有施工内容较多和复杂的特征，也要保证风机基础施工、风机塔筒、叶片、机舱等超长超重车辆运输和吊装工作的有序开展。同时，要在实际生产运行期间，严格按照标准要求做好检修和维护工作，这样能够保证风电场建设和运行等各个方面的工作符合规范要求。

2.1.2 锚栓组合件安装

这一环节的工作存在一定难度，具体表现为涉及的内容比较多，如果没能依据标准要求进行操作，就会对锚栓组合件安装有效性造成影响，难以满足风电场土建施工和管理要求。锚栓组合件安装流程比较复杂，极易出现厂家指导技术交底和图纸熟悉程度不够的现象，不仅难以保证预应力锚固组合间安装方式、各部件安装注意事项中的内容落到实处，甚至还会出现与施工图纸不紧密结合的现象。

例如：锚栓组合件清点难度较大，没能集合预应力锚栓基础图纸中锚栓组合件抢单，对各个部件的数量进行清点，忽视外观检查工作[2]。一旦下锚板出现变形或是锚栓螺纹损伤和弯曲现象，就会导致因部件质量不达标而不能使用。在安装下锚板过程中，应以选用25 t 的汽吊车为主，并将下锚板吊起止之后缓慢地移动到预埋件上方300 mm的位置停住。在此期间，需要先将下锚板支撑螺栓对应穿如下锚板上的螺孔中，并且需要在下锚板上下各放置一个螺母，甚至还要在下锚板下面的螺母上加一垫片。此外，定位锚栓安装工作的难度也比较大，同样使用吊车将上锚板吊到一定的高度，之后在上锚板的内外螺栓孔上布置具有对称特征的上定位锚栓，并且在锚栓穿入上锚板后保证带上临时钢螺母等。

2.1.3 风机主体施工

这一环节的工作极易受到雨天天气因素的影响，出现施工材料能不能按时运送到作业地点，以及加工成品或是半成品钢筋生锈问题。这就要在前期阶段做好施工计划、防雨防汛施工方案编制工作，主要就是保证风机基础、建构筑物施工正常作业。

2.2 土建施工要点

2.2.1 高效落实“基础平台平整”这项工作

考虑到风电场的风力发电机组主要分布在山脊上，就要在开展土建施工管理工作时对风电机组的山脊平台进行平整。将以往统计的数据信息作为基础依据进行分析，可知不同容量风力发电机组需要的基础平台面积不尽相同，一般2 MW风电机吊装场地按40 m×50 m规划；3 MW风电机吊装场地按40 m×60 m规划，3 000 kW以上风电机吊装场地根据实际需要设计，同时承载力也需要满足吊装要求。

2.2.2 高效处理水电缺失方面的问题

风电场土建工程施工期间如果想要保证基础施工工作有序开展，非常关键的举措就是现场施工用电采用发电机，施工用水采取山下运水到山上这种解决方法。不仅如此，不能忽视的一项工作是做好地基处理管理工作，具体包括确定建设规模和工艺布置要求、充分考虑工程地质和水文地质因素、掌握场地发生地震的基本裂度、评价地下水类型和深度以及混凝土侵蚀性等多项工作。

3 风电场设备安装施工质量控制方法

3.1 保证技术准备工作有序开展

风电场设备安装工作至关重要，为了保证该项工作达到标准要求，需要在控制设备安装质量方面投入更多的时间和精力，并要保证设备始终处于正常运行的状态。在此种状况下，一定要保证技术准备工作有序开展，如在正式吊装风机之前可以邀请厂家技术人员，对风电场施工人员进行专业的技术培训；保证设备安装期间可以依据规范的技术要点进行操作，同时将施工图纸作为依据，防止产生安装效果差的问题。一旦在安装期间存在技术方面的问题，就要第一时间向相关部门反馈，在明确原因之后采取针对性措施解决问题，保证后续设备安装工作顺利进行。

3.2 对设备进行开箱验收

风机设备在进入风电场施工区域后，需要充分利用现有人力资源组建“设备验收小组”，这就要将厂商供货清单与技术说明书作为依据，保证实际开展的设备开箱验收工作具有规范性[3]。通常情况下，为了保证设备开箱验收工作的内容全面，就要对设备的外观、配件、工具等进行较为详细的检查，同时也要精准核对设备的型号和数量，防止产生与风电场工程施工需求不符的问题。在保证验收过程中的每一个环节工作高效开展之后，需要确定设备是否处于合格状态，并由验收人员签字确认。在验收期间，一旦发现存在设备缺件、破损、缺失合格证、试验资料等问题，要第一时间将具体遇到的问题反馈给厂家。对于厂家而言，则是要采取相应的处理措施，保证设备安装工作有序开展，资料手续齐全。

3.3 不断加大监理控制力度

通过不断加大监理控制力度的方式，使风机安装质量符合规范要求，监理单位一定要严格审查风电场设备安装施工技术方案。在此期间，如果发现方案中存在与施工要求不符的现象，需要及时督促和改进；严格审查新技术、新设备、新工艺的各项技术指标，并要认真审核特殊施工人员的资格证书，既要保证风电场设备质量达标，也要让施工人员在具备相应资质的基础上施工建设。安装设备期间需要不断加大设备安装施工监督管理力度，不仅要对每一道设备安装工序进行监控，也要及时制止违规操作和符合标准安装要求的现象，并要结合具体情况提出有针对性的整改措施。

3.4 做好大型机械吊装工作

风电吊装这项工作比较复杂，主要因为大部分的风电场都会选择建设在山地或是丘陵地带，所以会增加大型机械操作难度，甚至一些施工单位还会出现“机械翻车事故”[4]。基于此，为了防止出现此类问题，就要对吊装过程进行严格管控，主要目的就是保证机械设备处于高效稳定运行的状态。除此之外，大型机械履带吊车需要拆卸转场，一般会涉及比较复杂的内容，如从其中臂开始拆解，具体的方向应保证与履带架方向处于一致状态，之后再将履带拆卸下；支撑座下应垫好路基箱或是枕木，这样可以为完成安装工作提供保障；着重开展应急预案制订工作，第一时间发现并处理吊装问题。

3.5 保证风电场工程质量验收工作高效开展

风电场建设质量控制过程中应将风机安装终检工作放在重要位置，如在正式安装风机之前，需要成立专门负责此项检验的“风机安装终检小组”，精准地确定各个参建方的职责，严格执行风机安装终检制度[5]。因此，在提高终检工作有效性过程中，成立由业主单位、监理单位、施工单位、风机供货厂家四方代表的“终检小组”，并让业主单位的成员担任组长。

一般情况下，需要在保证机械和电气设备安装、电气设备试验、设备充电等多项工作按序开展之后再开展终检工作，以检查过程文件、机械连接情况、电气接线状况为主，同时也要在实际检查螺栓连接力矩方面投入更多精力。在风机运行过程中的振动频率特性作用下，螺栓连接质量会在风机运行安全和运行寿命方面发挥决定作用。风电场施工单位和监理单位应做好自身本职工作，如提供具有全面细致特征的现场记录和单位工程评定资料，在对各方具体提供的资料进行严格审核之后，到施工现场对项目的具有情况进行抽查，之后则是精准评定。不仅如此，实际操作过程中也要填写单位工程验收签证表，并且单位工程验收组的成员也要在确定不存在问题之后签字确认。

4 提高风电场整体运行水平的重要举措

4.1 严格按照标准要求，规范设备安装过程

将我国风电设备行业的发展状况与其他国家进行对比，可知存在发展时间短的问题，导致风电设备受到关键零部件技术的影响比较严重[6]。因此，为了防止设备安装过程中产生安全事故或是严重的经济损失，就要在施工工程中严格按照规范要求做好作业机械、被安装设备检修、维护、替换工作，从而使风电场始终处于顺利运行的状态。风电机处于质保期时，应积极联系厂家督促其承担设备检修维护、培训等责任。受到风电场建设规模不断扩大的影响，设备检修维护过程中的工作重心逐步从厂家转移到生产运行单位，这就对规模比较大和建设风电场比较早的企业提出了更加严格的要求。

4.2 加大力度管控安全问题，降低各项影响

4.2.1 强化施工队伍的安全意识，规范施工作业行为

为了避免出现安全问题，要求每一个环节的工作人员自身都具备较强的安全意识，在保证前期阶段高效完成安全防范方案制订工作后，减少安全问题造成的影响，防止在后续发生意外事故时出现混乱和无法及时处理等现象[7]。不仅如此，应急预案应涵盖多个方面的内容，具体包括明确预案体系和响应程序、确定事故预防和应急保障要点、组织开展应急培训和预案演练、为现场处置提供参考依据等。

4.2.2 高效处理极端、恶劣天气带来的风电场安全问题

风电场在日常运行过程中，不可避免地会受到降水、低温天气等自然因素的影响。例如：结合Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级的冬季低温暴雪冰冻天气特征进行分析，精准确定前期阶段的应急准备要点，不仅要时刻保持警惕，也要避免对交通安全和生产安全造成影响。基于此，风电场在实际开展安全管理工作，就要制订有针对性的风电场极端、恶劣天气等安全管控方案，主要就是对各种自然天气带来的安全问题进行处理，并要适当加大安全巡查力度，保证能够及时处理外部安全问题；成立应急处置小组，保证应急演练、事故预想、事故案例学习等多个方面的工作有序开展。例如：应急演练期间让综合能力强的人员担任“组长”这一职责，主要负责实时指挥，并要保持通信畅通，甚至也要及时快速地调配车辆，对于其他人员而言没有经过应急救援组长同意，不能启动和随时驾驶应急救援车辆，并且要保证具备充足的应急物资，降低实际造成的影响。

4.3 明确环保工作的重要性，减少对环境造成的破坏

开展风电场建设工作的主要目的，就是为了能够高效处理环境保护与水土保持方面具体存在的问题，这就要在提高风电场整体管理水平过程中，将环境保护管理方面的工作落到实处。在初期阶段开展风电场选址工作时，不仅要充分考虑风力资源的开发要求，也要避免风电场建设工作对当地的生态环境造成破坏。在按照标准要求完成风电场建设工作之后，应从多个角度出发提高环境保护与水土保持管理效果，正确认识环境保护和水土保持工作的重要性，对各种类型的废弃物进行环保处理，创造更多环境效益。

5 结语

综上所述，在我国经济水平稳定提升的背景下，风电场建设工作备受关注。为了保证完成建设的风电场处于高效稳定运行的状态，不能忽视土建与设备安装施工、管理多个方面的工作，最大程度地保证风电场发挥能源转化的作用，为人们生产生活提供充足的电力资源。风电场通常会选择山区进行建设，具有建设区域地形复杂的特征，一旦没能排除各个环节的安全隐患和质量隐患，就会引发更多难以处理的问题，严重影响风电场建设效益。这就要从多个角度出发，对风电场土建施工的内容和实际存在的问题进行分析总结。在确定产生各项问题的具体原因之后，重点研究风电场设备安装施工和管理方面的内容，在不断加大风电场管理力度同时，促进我国风电场建设行业长远发展。因此，风电场建设要着重开展安全管控、质量保障、环境保护等工作，将各类风险控制在可控范围内，使每个环节开展的工作都具有规范性和标准性，为后续提高风电场建设效益提供保障。