陆上风机吊装施工要点研究

发表时间:2020/7/21   来源:《电力设备》2020年第9期   作者:宋方义
[导读] 摘要:陆上风机吊装按地形不同分为平原、山地、丘陵、戈壁、草原等,每种地形都有其独特的特点,本文以青海戈壁和四川山地风电施工为原型,从优化施工组织和设计展开阐述,结合类似风电场施工经验,总结适合戈壁和山地风电施工的方法和经验。
        (山东电力建设第三工程有限公司  山东青岛  266100)
        摘要:陆上风机吊装按地形不同分为平原、山地、丘陵、戈壁、草原等,每种地形都有其独特的特点,本文以青海戈壁和四川山地风电施工为原型,从优化施工组织和设计展开阐述,结合类似风电场施工经验,总结适合戈壁和山地风电施工的方法和经验。
        关键词:风电吊装,施工优化
        1.引言
        风能具有清洁稳定,低碳环保,可再生,成本效益和资源有效性高等优点。近年来,随着风电技术的相对成熟,使得风电成为世界上增长最快的能源之一,但是风电吊装根据作业环境不同其吊装方法和施工组织设计又有较大差别,掌握和研究不同环境下施工方法对于提高施工业内竞争力有着非常重要的意义。本文根据戈壁和山地施工的主要特点,在吊装机械选择,场地布置,资源准备,施工工序等方面进行简述。
        2.陆上风电吊装
        根据风机场地地形特点,平原、戈壁、草原地区地势平坦均可归类为平原地区;山地、丘陵高低起伏统称为山地地区。但是,有些平原和山地有兼有对方的特点,比如内地平原地区人口密集,设备倒运、机械转场等和山地施工难度基本相同;而一些高山顶部地势相对平坦,设备存放、机械转场又较为容易。本文主要针对青海戈壁和四川山地风电施工进行特点描述。
        2.1戈壁风电
        戈壁地区,地广人稀,地势平缓,植被很少,设备运输、机械行走条件便利,是各建设单位和施工企业所追崇的地区。这里不但征地费用少,施工风险低,而且风机位置可以设计的非常集中,有利于大型机械行走转场,可展开规模化吊装作业,建设成本低,施工效率及利润率高。
        2.2山地风电
        山地风场,施工环境恶劣,大风、雷雨、霜雪、冰冻天气较多;海拔高,道路窄,且坡多弯急,危险性大,施工资源集结困难;场外场内道路经过地区村庄、线路、树木较多,建设征地、运输清障牵扯人多面广,手续繁琐,成本和协调难度高且存在被阻工风险;风机施工吊装平台较小,设备运输、卸车、存放困难,吊装机械转场难度、耗时长;建设成本高,施工效率低且存在亏损风险。
        3.施工要点简述
        风场选址出于对风资源的依赖,使得不利于施工的因素往往都被忽略,我国风资源主要分布在高原、高山、草原地带,这些地区除去风季、冬季、雨季外,每年有利于风机吊装的窗口期很短。所以,研究如何抓住最有利的施工窗口期,在确保安全、质量的前提下,合理组织施工,优化施工工序,快速完工并释放资源降低成本,是各建设单位及施工企业追求的目标。
        3.1施工平台设计
        施工平台作为风机设备摆放和吊装机械的作业区域,在满足施工要求的前提下,要本着尽可能减少原始地貌破坏和节约生态资源的理念,从少占土地、林地资源和减少后期临时用地的恢复面积的角度出发,综合考虑风机设备的组成,起吊设备的投入数量和占地情况进行平台大小的设计。
        3.2吊装机械选用
        风机安装是将塔筒、机舱、发电机、轮毂按照从下往上的顺序依次进行组装的过程。一般情况下,根据组合后的轮毂和叶片的总重量和就位高度来确定主吊机械的型号,然后采用同一台机械来完成其他设备的吊装工作。这种选取方式,弊端是使用较大型号的吊车完成了较小设备的吊装工作(如塔筒中下段的吊装),有较大的工期和成本压缩空间。以金风2.0MW轮毂中心高度90米机型,戈壁5万千瓦(25台)项目为例,在通过单独使用一台650t履带吊和使用650t+260t履带吊进行工期、费用对比后发现,两种方案成本基本相同,但是后者工期要比前者缩短25%左右,而且工期、成本和安装台数是随着安装台数的增加而减少的一种关系。此外,针对山地风电吊装平台较小的特点,采用260t履带吊(或者汽车吊)先行完成2节塔筒的吊装,还能及时为平台腾出空间,方便其他设备存放。
        山地风电,场内道路狭窄,大型履带吊无法正常通行;风机之间距离较远,履带吊行走缓慢,浪费时间;吊装作业平台较小,塔筒、发电机常规的双机抬吊卸车在这里比较难以操作;履带吊具有租赁成本低,抗风能力强,占地面积小行走灵活,场地适应能力强等优点,但是拆除、组装时间较长,进出场费用较高;汽车吊则具有拆除、组装快捷,进出场方便、费用低的优点,但是租赁费用较高,抗风能力相对履带吊较弱,占地面积较大等特点。
        对于主吊机械的选择,建议选取两个,两个吊装作业面进行平行或者搭接作业。戈壁地区建议都选取履带吊,山地区域建议选取大型履带吊和小型汽车吊。风电吊装机械,目前国内主要生产厂家有SANY、徐工、中联重科,履带吊型号有260t、400t、500t、650t、800t等,汽车吊有260、800、1020、1600等。
        辅吊机械的选择,对于山地风电建议配备履带吊用于配合主吊机械的吊装,戈壁地区则建议配备汽车吊进行设备卸车、配合吊装等工作。
        3.3人员分工
        根据施工内容和工序搭接作业要求,在确保机械、人员不窝工、不欠缺的前提下,将施工人员根据专业或者工序不同,尽可能的分的越细越好,使每个人都有自己的小班组,每个小班组又都是风机安装过程中的一个独立又重要的环节,充分发挥其主观能动性,使其各司其职,自主安排时间,相互独立又相互督促,提高效率。
        3.4搭接作业
        风电施工搭接作业,是运用统筹兼顾的基本思想,将错综复杂、种类繁多的工作进行统一筹划,合理安排出一种科学方法,最大程度上做好施工准备和工序衔接工作,减少施工资源浪费,达到降本增效的效果。下图列出了当前安装风机(2号)、紧后安装风机(3号)、紧前安装风机(1号)以及主吊机械不可避免的停工转场期间而进行的一些搭接作业:
       
        3.5特殊应对
        随着国内风电装机容量的迅速增加,导致风机设备、吊装机械供不应求,很多风场塔筒到了,风机设备却到不全;随着单机容量的增加,叶片回转直径已达到140米,这种长度的叶片,在内地或者山地风电,运输困难非常大,往往滞后于其他设备到场。针对这种情况,为了推进工程进展,可根据实际情况结合厂家要求,将风机安装分两次完成,即先尽可能多的完成可吊装的设备然后转场吊装其他风机,等剩余设备全部到了,再吊装剩余部分,以减少窝工造成的损失。
        4.结束语
        风电吊装施工难度、危险性、复杂性是其他吊装无法比拟的,在保证安全的前提下,如何结合自身特点,因地制宜的选择制定最优施工方案,短平快的完成施工、释放主要资源,是保证施工企业在该行业生存发展的重要条件之一。
        参考文献:
        [1]《金风风机机组整机机械安装手册》金风科技股份有限公司
        [2]中国风力发电网
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