风电场风机吊装施工技术的分析与探讨

发表时间:2020/7/15   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:吴昊
[导读] 摘要:风能是目前使用广泛的一种可持续绿色能源,使用风能保持资源的可持续利用,同时起到尊重自然,保护自然,顺应自然的效果,在使用风能的过程中,风电场起到不可忽视的作用,尤其是风电场中的风机吊装施工技术,通过此种技术的应用,使得风能更加有效率的利用,节约能源,扩大能源的使用效率,风机吊装技术是风电场使用能源的关键性技术,必须保证风机吊装施工技术的安全性与稳定性,逐渐提高对风机吊装技术的研究与应用。
        (天津蓝巢特种吊装工程有限公司  天津市  300308)
        摘要:风能是目前使用广泛的一种可持续绿色能源,使用风能保持资源的可持续利用,同时起到尊重自然,保护自然,顺应自然的效果,在使用风能的过程中,风电场起到不可忽视的作用,尤其是风电场中的风机吊装施工技术,通过此种技术的应用,使得风能更加有效率的利用,节约能源,扩大能源的使用效率,风机吊装技术是风电场使用能源的关键性技术,必须保证风机吊装施工技术的安全性与稳定性,逐渐提高对风机吊装技术的研究与应用。
        关键词:风电场风机吊装施工技术
        一、施工机具及设备的选型
        风机吊装的主要施工机械是吊装机具,在吊装施工前,需要根据工程实际选择合适的吊装机具,合理的选择主力吊车和辅助吊车。如某2.5MW风机吊装施工项目,根据施工现场的场地条件及施工工期的要求,可以选择的风机设备的吊装机具为:一台650t履带吊,一台260t汽车吊,两台70t汽车吊。其中,650t履带吊作为主力吊车,260t汽车吊作为辅助吊机,主要负责机舱卸车和塔架下段的吊装;650t履带吊主要负责其它塔筒吊装、主机及叶轮的组装和吊装,70t汽车吊作为辅助吊车,负责塔架的抬吊及叶片组合及抬吊。分两个工作面同时进行交叉作业时,可以提高安装速度确保工期正常实施。下面,就以此2.5MW风机吊装施工项目为例,对风机吊装施工中的塔架吊装、机舱吊装、叶轮组合及吊装等风机吊装的关键施工技术进行研究和探讨。
        二、分析风电机组吊装技术现状
        2.1大型履带式起重机为主,小型汽车起重机辅助
        起重能力强的大型履带式起重机,现场适应性好、效率高,尤其是可以负荷运行,能够满足风机叶轮和机舱对接安装的需求。在现场道路宽敞、地势平坦时,使用该程序可以充分发挥起重机的优势;但如果在狭窄的道路上,环境恶劣,应用该方案,从一台风机到另一台风机需要反复拆卸与重新安装的履带式起重机,不仅影响施工进度,而且增加了成本。同时,由于履带式起重机的抗风性能(特别是抗侧风能力不强),现场风力较大时,必须按照规定停止作业,难以确保吊装作业的连贯性(一般机型要求上段塔架与机舱尽可能在同一时间完成安装),对安装的进度和质量有很大影响;风电场安装需要频繁转场,缺乏专用转场协助设备时,仅仅依靠履带来维持,效率不高,履带磨损快,同时大型履带式起重机的购置、维修与运输等成本高,导致安装成本高,因此,除特殊风机机型(高塔筒、部件重)和施工场地必须考虑使用该方案外,相比较而言将会影响到该方案的经济效益。
        2.2大型汽车起重机为主,辅以小型汽车起重机
        当安装风力发电设备时,要方便叶轮吊装,起重机的位置既要满足机舱的要求,也要满足叶轮吊装需求。一般情况下,主力起重机吊臂面对连接轮毂法兰机舱法兰,保证叶轮吊装就位,否则需要移动起重机或偏航位置方可满足叶轮吊装。大型汽车起重机具有容量大、快速、灵活的特点,能在光滑、坚实的环境中充分发挥其性能。但在升降时必须将支脚落地,不能进行负载运行,限制了汽车起重机作业能力,汽车起重机对风荷载的敏感性。因此,除吊装小容量风机机型和在风速较小地区使用外,目前该方案在吊装2.5MW等大容量风机机型实际应用不高,对于吊装1.5MW等小容量风机机型有较好的检修前景。
        2.3大型轮胎式起重机辅助小型汽车起重机
        与汽车起重机相比,轮胎式起重机具有车轮间距大的特点,其稳定性和对道路的适应性有了很大的提高,在一定程度上克服了汽车起重机的缺陷。同时,该起重机又具有快速转移、移动灵活的特点,弥补了履带式起重机灵活性差的缺陷。因此,在狭窄的道路施工现场,轮胎式起重机的使用已成为首选方案。考虑到轮胎起重机本身的特点,我国在安装常规2.5MW的风机机组时,多选择大型轮胎起重机为主、辅以汽车起重机的施工方案。
        三、机舱吊装技术分析
        机舱即发电机组,是风机的核心组成部分及质量最重的设备,常规2.5MW机型机舱总重(含吊具)约90吨,发电机为双馈异步发电机,具有坚固、寿命长、可靠性高的特点,吊装设备为650吨履带式吊车为例。


        机舱吊装前,首先进行机舱风向标、风速仪等零部件安装,清理所有与塔架的连接螺孔,确保螺栓能够旋进,并将机舱专用吊具挂在机舱各个吊点之上,同时在机舱两侧布置好两条揽风绳(强度6吨,长度200米,前端从低速轴前端孔穿入固定在低速轴锁紧盘上,后端从机舱尾部窗口穿入固定在冷却风扇的支撑架上)。
        其次,吊车吊钩调正后进行带架试吊,确认吊起后能保证机舱水平再放下拆下支架,并安排机舱总轴线尽量偏移主风向的90°~120°位置,为风轮的安装提供便利条件。在满足气候条件及准吊签字流程后开始机舱起吊工作,机舱吊起过程中保持相应的吊起速度,最终机舱吊起至上塔筒法兰10毫米处时,要求技术人员采用导正棒来不断调整机舱位置,保证螺栓顺利旋入;然后指挥吊车缓慢降下机舱,并使用连接螺栓进行法兰与机舱的紧固。
        最后,根据风机厂家对机舱与塔筒连接螺栓紧固要求,按不同厂家要求分几次紧固螺栓,最终达到力矩设计值,并完成电缆及其它附件安装。
        四、风电场风机吊装施工技术改进措施
        4.1增强人员训练与培训次数
        风机的整个吊装过程需要多种人员的相互配合,吊机人员,施工人员甚至是辅助人员,任何岗位的人员都应该好好坚守自己的岗位,防止环节出现各种问题,像在风机吊装过程中每个部件甚至设备的吊装都需要人员进行监督与维护,例如,在叶轮进行安装过程中,需要保证叶轮的标号无混乱情形,正常进行安装,增强人员训练次数,主要是为了提升各个岗位人员的配合程度及合作观念,这并非一人可以完成的工作,需要多方合作,通过增强训练次数使得合作观提升,同时,增强培训次数使得人员的理论知识与技能得以提升,保证在整个过程中的人员能力的提升,总之,通过增强人员训练与培训次数能够提升风机吊装过程中的稳定性与安全性。
        4.2增加检查维修频率
        风电场的风机吊装过程中需要进行检查与维修,尤其是对安装前的各个设施的检查,通过检查保证各个设施在吊装后可以正常的运行,不会出现各种问题,检查并非只是肉眼的观看,更多的是需要机器进行操作检查,实时查看出现的各种问题,在检查过程中,一旦出现问题,需要进行及时的修理与补救工作,这个过程需要的是专业人员的敏锐程度及专业程度,进行及时的维修可以节约时间,防止进行吊装后的设备不可以正常使用而重新安装的浪费。增加检查维修的频率需要领导人员的配合,需要多方的合作,更需要检查人员敏锐的眼光和熟识的专业程度,提升风机的发电使用效率,保证风机吊装工作的顺利进行,通过增加检查与维修频率得以实现。
        4.3现代科技与风机吊装融合
        现代科技的省事,省力甚至是效率的保证,会给各项产业带来优势与帮助,通过现代科技与风机吊装的融合,例如,在整个吊装过程中,使用电子眼装置外加视感装置,当一旦发生安装过程中的失误或者安装中发生碰撞及时警报,提升安装过程的效率,保证安装过程中不发生各种问题;现代科技的使用不单单局限于进行监督检查,还可以进行维修,有许多自助机器可以对简单的问题进行处理,简单的程序操作就可以进行简单的处理,现代科技带给人们的是效率的提升,同时是安全性能的提升,带给风电场的是风能使用效率的提升,风机吊装技术的安全性能提升。
        结语:
        风电场建设特点是“点多线长面广”,风机机座多、施工道路长、占地面积广,野外作业环境复杂,施工安装难度大。如何能更深入地做好风电建设安全与技术管理是当今风电建设队伍研究的一个重要的课题。吊装施工中,针对存在的问题要及时解决,避免对吊装生产造成影响,以促进风力发电生产的顺利开展,带动电力企业的吊装技术水平的提高。
        参考文献:
        [1]靳振一,郝素华.风电场设备安装施工及管理探究[J].技术与市场,2016,05:305.
        [2]高飞.风电场项目设计构思探析[J].民营科技,2016,02:62.
        [3]雷云波.风电场风机吊装施工技术的研究与探讨[J].中国新技术新产品,2017,01:90.
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