新能源风电工程项目建设吊装技术要点分析

国家电投集团山西可再生能源有限公司 郭 耀

新能源风电工程建设是推动我国绿色经济发展的重要路径，实现了清洁性能源的全面覆盖与应用，主要借助相关设备将风能转化为机械能，最后转换为电力能源，应用到日常生活与社会生产中。目前来看，我国风力发电的应用范围越来越广，新能源风电工程项目面积逐渐扩大并且搭配了各类智能化监控系统，能够最大化利用自然资源，提高电力能源生产效率，切实降低传统煤炭发电对自然环境的破坏。

由此可见，新能源风电工程具有符合环境保护、低能耗理念，实现了清洁与可再生能源利用，对环境的污染几乎为零，并且仍然具有较大的发展潜力。不过新能源风电工程项目建设、维护管理成本较高，在基础上也处在探索阶段，部分封建技术未达到预期要求，为了打破瓶颈未来应加强风电工程项目建设与研究，这样才能实现跨越式的进步发展。

1 某县20万kW风电新能源工程机组结构与吊装特点和难点

机组结构。为了保证风电工程吊装施工质量，需要提前明确机组结构，方便施工过程中进行优化调整，目前来看机组主要由叶轮、发电机、机舱以及塔架等多个部分造成，不同组件的安装要求存在差异，施工过程中应严格按照技术规范进行作业。某县20万kW风电新能源项目主要为直驱式风电机组，其中每个组件都具有不可替代的作用，包括能量转化、承载负荷等，需要借助各个组件的优势才能实现风力发电的目标。吊装施工作业安全风险系数大，施工前必须展开全面评估，对各个组件的安装进行设计，从而满足吊装施工效率与质量要求。

吊装特点与难点。风电机组吊装施工具有专业性特点，每个施工环节都具有极强的专业要求，并且施工过程中要以民生、环保为目标，这也是风电工程项目建设的主要目的，加快清洁型能源的使用，解决传统发电生产中存在的弊端。另外，风电机组吊装属于高空作业，本身具有明显的安全风险，施工过程中必须做好安全管理工作，严格按照要求进行施工作业，注意结合地理环境与气候条件。比如，面对较大的风力时，应准备好应对措施，或停止施工保证人员生命安全，同时对体积较大的设备进行固定，从而顺利完成吊装施工[1]。

2 新能源风电工程项目建设的吊装要求与原理

吊装施工要求。新能源风电工程吊装施工应做好全面规划设计，减少施工中的盲目性，并且要准确把握施工要点，减少操作中的失误，以此来保障施工效率和质量。某县20万kW风电新能源项目吊装施工具有明确的标准要求，比如根据设定塔架高度、吊装设备类型，优化调整施工方案，比如叶轮的吊装高度，应控制在1.4m以上，整体施工效果与当地的风力分布存在直接联系，所以应结合气候条件选择施工设备，提前制定针对性强的施工方案。另外，加强施工中的客观因素分析，如地理条件、设备参数性能等，每个施工环节都要进行验收，如风机基础混凝土，应具备试压块强度报告，有监理与业主验收签字后进行实际安装。

吊装施工原理。吊装施工时将不同的部件进行组合安装，从而发挥出风电设备的功能性，工作人员必须按照设计好的施工方案，选择吊装施工设备，包括起重机构、防护装置等，确保各部件能够顺利完成组装施工。因此，吊装施工原理就是利用起重设备，将塔架、机舱、发电机以及叶轮等部件进行连接，起吊到预期设定好的高度，利用连接装置将一系列部件进行固定处理，从而完成大体系部件安装施工，为实现风力发电打下扎实基础。

3 某县20万kW风电新能源项目建设的吊装施工策略

3.1 吊装设备的选择与评估

3.1.1 大型履带式起重机辅以小型汽车起重机

在吊装施工前，应做好吊装设备的选择与评估，从以往的风电项目中不难看出，吊装作业以起重施工为主，不仅会进行高空作业，同时还会面对诸多安全风险，所以要针对性选择起重设备，避免受到外部因素影响造成安全隐患，威胁施工人员的生命安全。因此，某县20万kW风电新能源项目在施工前会计算评估吊装负荷，这也是开展吊装施工的前提，并且深入现场了解道路坡度、宽度，风电设备组件重量、尺寸高度等[2]。

比如，大型履带式起重机适用于塔架、机舱以及叶轮等大型组件的吊装施工，具有较强的起重能力，受场地限制较小，支持带载行走能够充分满足风机叶轮和机舱的对接施工，是现代风电工程中的首选吊装设备，不过应搭配小型汽车起重机辅助施工，这是因为现场可能存在道路狭窄、环境恶劣的条件，为了避免延长工期、增加成本，使用小型汽车启动机保证作业的连贯性。目前来看，大型履带式起重机的缺陷在于抗风性能差，在遇到大风天气时需要停止作业，加上购置、维护成本高，大大降低了该吊装方案的经济性。

3.1.2 大型汽车起重机辅以小型汽车起重机

某县20万kW风电新能源项目中的吊装施工较为复杂，并且对质量有着严格要求，必须满足不同组件的安装需求，包括叶片、机舱以及叶轮的安装位置，必须利用起重设备反复调整，按照要求进行施工。相比之下大型汽车起重设备更为灵活，具有明显的机动性，在场地平整、坚实的环境下更容易发挥出性能，起吊过程中会将支脚落地，所以无法进行负载行驶，这也是汽车起重机设备的主要限制。大型汽车起重机包含很多类型，如轻型汽车起重设备、重型汽车起重设备等，起重量从5～50t，还有部分超重型汽车起重设备，起重量要超过50t。应根据吊装组件的重量进行选择，发挥出起重设备的优势，避免施工中出现超载的情况。

3.1.3 大型轮胎起重机辅以小型汽车起重机

大型轮胎起重机也是适用于某县20万kW风电新能源项目吊装施工的起重设备，相比其他起重机稳定性更高，并且对路面具有较强的适应性，所以不会受到施工现场地面条件影响，相比汽车型起重设备优势较为明显，而机动灵活的特点同样优于履带式起重设备，施工过程中支持灵活转场移动。另外，在本项目部分施工现场道路狭窄的条件下，轮胎式起重机会更加便捷，因此会作为优选方案。目前，我国风电工程项目中1.5MW机组风机施工，便多次采用5000kN以上的大型轮胎式起重设备，并搭配了500kN的小型起重设备完成吊装作业。不过吊装施工中同样需要支架落地，无法进行负载行走，在面对存在特殊要求的吊装施工项目时，往往会出现明显的局限性。

3.2 吊装作业流程与要点

某县20万kW风电新能源项目吊装施工流程繁杂，涉及多个不同设备组件，并且施工过程中的标准要求存在差异，比如塔架、机舱、叶轮三大部件的吊装施工，需要提前进行设计，明确具体的吊装施工方案。目前吊装作业流程主要为：吊装准备→支架→电抗器、电控柜→塔架→机舱→发电机→叶轮。但是施工过程中会结合环境等因素进行调整，所以要保证设计方案的可操作性，满足各个基础设备的吊装施工需求，例如主吊设备的机械起重臂，应正对发电机、机舱等部件与轮毂间连接法兰，为后续吊装叶轮提供施工便利，在不需要调整起吊设备、机舱方向的条件下，也能顺利完成安装施工。

施工过程中应注意做好安全管理与控制，比如加强吊装半径、设备的测量，确保满足各项要求，尤其是吊装设备的选择、地基、工位检查，确保符合安全施工规范，必要的情况下可进行测试操作，缺位设备等环节没有异常问题即可进行正式的吊装施工。施工过程中做好监督管理，应安排专业人员进行指挥事故，严格按照设计好的施工方案进行作业，切实降低安全事故的发生概率。

3.3 塔架吊装施工

塔架作为整个风电设备的基础部分，施工过程中要减少随意性和盲目性，应认真严谨对待施工作业，提前加强现场环境因素控制，比如测量风速为施工提供参考，同时配备专业化的设备，合理判断施工现场的气候条件，在风速符合施工要求的情况下完成作业，充分保障施工人员的生命安全。吊装施工过程中，需要同步操作主吊车和副吊车，将塔架吊起到预定高度，而主吊车应保持上升势头，等待高度符合要求后上升副吊车，以塔架底部距离地面1.5m为标准停止副吊车上升，利用副吊车的吊车臂进行固定，并将副吊车脱钩，最后将塔筒升到基础环上方。

施工过程中需要注意塔架的运输，卸载时应靠近吊装场地边缘位置，并按照顺序依次卸车，减少塔架表面的磕碰、污染，并对塔架进行相应的防护处理，尽量避免造成塔架两端变形等问题影响施工质量。在塔架对接施工完成后，用准备好的螺栓进行固定，先完成和基础环的预紧，所有螺栓安装完成即可进行紧固操作，注意检查塔架的安全稳定性是否符合标准要求。

3.4 机舱吊装施工

机舱吊装施工中应提前固定好缆风绳，可以将其固定在机舱设备底部位置的两点，这样才能确保吊装施工平稳，机场主轴位置对准塔架法兰。在下降机舱时，吊车必须具备负载量，一般来说负载量要高于50%，保证机舱能够准确落位，同时拆除缆风绳即可，并用电动扳手将机舱与塔架之间的螺栓连接紧固，从而完成机舱吊装施工，保证符合安装要求。

3.5 发电机吊装施工

吊装操作中应及时翻转发电机组件，首先将吊具组装完成，并把吊环与发电机轮廓吊环连接，连接过程中保持链条紧绷，随后使用吊耳取下吊环，注意吊装过程中避免滑落造成安全问题。起吊过程中发电机吊耳中心与地面距离为2m，从而满足发电机的翻转空间需求。

要控制好与机舱等部件的对接，主要采用螺栓进行固定，将其准确放置在机舱法兰对接孔位置，固定过程中可以利用链式起重机随时调整，以便提高固定效果，同时方便进行连接固定操作。如果对接孔的位置存在角度误差现象，应利用手动泵调节，避免过大的角度偏差影响连接效果。其次，螺栓插入对接孔后安装垫圈、拧紧螺母，需要注意起重机应保持100%的负载，在螺栓紧固数量大于40的条件下，逐渐降低起重机负载，并松开手动葫芦，将环形钢丝吊绳索、发电机接线片连接在吊索上，最后对吊具进行拆除。

3.6 叶轮吊装施工

叶轮吊装施工同样要做好质量控制，严格按照技术规范进行操作：首先完成叶轮组装施工，叶片与轮毂组件必须借助特殊的部件进行支撑，这是为了提高轮毂与叶轮的稳定性，把准备好的轮毂进行固定，可以通过装配架固定轮毂，同时利用螺栓紧固，并将手动换叶器与换叶器连接，注意调整好换挡轴承内齿圈位置，施工过程中做好标记。在轮毂与第一刀片连接操作中，必须控制好叶片根部与叶片距离，大多数情况下应维持在50cm的标准，拧紧每个螺母，再安装剩下的两个刀片。

其次叶轮吊装施工，施工人员无法对叶轮进行直接操作，所以会在叶片上放一个叶鞘，并朝上方偏移不断优化调整位置。另外，将电缆风扇与护套连接，叶轮起吊时保证叶片末端主要朝下，从而降低对吊装施工效果的负面影响，施工过程中应严格把控各个吊装要点，切实保证施工效率和质量。

4 结语

综上所述，新能源风电工程项目建设对我国社会经济发展有着重要影响，在能源日渐短缺的背景下，风电工程切实解决了能源利用率、环境污染问题，不过风电工程项目建设过程相对复杂，一方面风电工程项目规模大、组件分散，另一方面需要进行吊装施工。为了保证新能源风电工程项目顺利开展，必须加强高空作业的安全管理，同时选择正确的吊装技术，准确把握各个吊装要点。比如，塔架吊装、机舱吊装以及叶轮吊装等，选择适当的吊装设备，在保证施工效率的同时，维护好施工人员的生命安全，推动我国新能源行业可持续发展，实现绿色经济战略目标。