中国能源建设集团山西电力建设第一有限公司 山西大同 037043
摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，风力发电建设越来越多。针对风力发电机组吊装高度高，体积大，质量大，且现场位于多风、高山位置的施工特点，主要从风力发电机组塔筒安装各阶段的控制要点、吊装方法的确定以及采取的控制措施方面进行了论述。从应用过程来看，塔筒安装过程中施工前准备、起吊、高强螺栓的紧固和密封等过程均得到了有效控制。
关键词：风力发电；塔筒安装；高强螺栓
引言
当前风电产业作为绿色清洁可再生的新能源迅速发展起来，全国各地兴建风力发电场。其建设地多为人烟稀少、空旷多风地区，包括草原、荒漠、近海潮间带、山地等，其中山地环境对大型风电设备的吊装是一项挑战。塔筒在风力发电机组中除起支撑和保护作用外还负责吸收机组的震动，因此其安装质量的好坏直接关系到机组的安全和正常运行。
1风力发电塔筒安装工艺控制要点
1.1 准备工作
吊装机具的选择：吊装机具应根据周围地理环境、道路状况、设备参数等综合决定，塔筒吊装根据吊装重量选取主吊、辅吊各一台，通过抬吊翻转使塔筒就位；
吊具的选择及方案：选取吊具时应经过计算，吊装方案应经审批、论证，合格后方可作业；吊装前对吊装机械、索具等进行全面检查，确保安全可靠；
基础复验：吊装前对基础进行复验，确保其水平度、强度、承载力等满足塔筒安装要求；清扫基础表面的杂物、积水及表面油污，检查内侧标记方位的准确性，塔筒安装前2h在螺栓孔周围及法兰外缘处涂抹密封胶；
对平整后的作业场地进行检查，确保吊装平台平整坚实，场地大小及承载力满足施工要求；
安装前对各段塔筒进行检验、打磨、清洁，对损伤的漆面及时进行修复，确保法兰处清洁平整，各项指标满足安装要求。
1.2安全技术交底
施工前由项目技术负责人依据获准的施工方案向施工人员进行书面的安全技术交底，强调工程难点、技术要点、安全措施，使作业人员掌握要点，明确责任；交底人、被交底人、专职安全员签字确认。
1.3 塔筒吊装
法兰面整圈在螺栓节圆上喷涂“∞”形密封胶，密封胶喷涂应均匀不间断，暴露时间不宜过长；
吊装工具安装完毕后拆除临时支撑，并固定缆风绳，塔筒起吊翻身，辅吊摘钩后由主吊继续起升并吊装至安装位置，过程中应严格按照起重指挥信号执行；
1.4塔筒就位
转动塔筒至上下螺栓孔精确对齐，对称安装定位销，在定位销两侧由下向上穿入高强螺栓，高强螺栓穿入1/3时主吊落钩至法兰面完全接触，待所有高强螺栓穿完后主吊方可松钩，此后用电动扳手预紧螺栓并拆除吊具。
1.5附件安装
检查塔筒内平台、塔筒门及内爬梯、电缆夹板、护栏等有无损坏、松脱现象；确认符合安装要求后方可进行安装。
1.6 高强螺栓的紧固
高强螺栓的紧固分预紧和终紧两个阶段：
1）安装前对连接面进行清洁，对高强螺栓孔内的铁锈、杂物及毛刺等进行清除；
2）扭矩扳手在使用前必须校准，扭矩误差不得大于±5%，校验合格后方可投入使用。液压扳手的力矩应根据高强螺栓的规格进行调整，预紧和终拧力矩必须符合设计要求；
3）螺栓连接副要齐全、完好，按照紧固顺序和方向施工，以保证紧固均匀，对角线方向紧固法兰螺栓，分两遍紧固，第一次达到50%、第二次达到100%。逐个将螺栓拧紧到规定的力矩值，整个高强度螺栓紧固的作业过程中必须保证连续性，直到不间断完成终拧扭矩；
4）法兰盘和塔筒的接触面应达到90%以上；接触面间隙检查用0.25mm的塞尺进行，如可碰到螺栓或可看到连接处有间隙，必须用薄垫片垫上；
5）液压扳手不得与塔筒直接接触，高强螺栓紧固过程中须使用橡胶垫对塔筒进行保护，高强螺栓紧固后应及时进行标记，以防遗漏标记或重复标记。
高强螺栓终拧完成且力矩验收合格后清除螺栓表面油污及锈蚀并刷涂两遍冷喷锌（待第一层干固后刷涂第二层），刷涂时应注意螺栓、垫片、螺母缝隙部位冷喷锌的充分渗透，螺栓防腐工艺按Q/GW 2CGJGJ.1-2016附录B执行；待干固后做防松标记，防松标记工艺按GW-00FW.0249执行。
1.7吊装时，关闭塔筒门，可限制涡激振动的幅度
当首节塔筒底部门关闭时，由于空气在自然条件下其本身的流动性和不可压缩性使塔筒内部可以起到阻尼器的效果，对减小塔筒的振动幅度有一定的帮助。但当首节塔筒底部门打开时，塔筒内部即失去了空气构成的阻尼器效果而无法帮助并限制塔筒的振动幅度，而且内部流通的气流如果和外部的涡流产生叠加效应将放大塔筒的振动幅度，从而进一步增加了破坏性风险。因此，在风机塔筒及机舱（发电机）、叶轮的吊装过程中，一定要求塔筒门必须处于关闭状态。
为避免涡激振动对风机造成破坏，施工要求如下：
对于完成整机吊装但仍长时间未上电的机组，存在发生涡激振动的可能，应当使风机正对主风向，并对塔架螺栓进行定期巡检。
底段塔筒与电控柜需要在同一天完成。
塔筒为三段时，顶段塔筒和机舱须在同一天内完成安装；
塔筒为四段、五段时，后两段塔筒与机舱在同一天完成安装；
塔筒为六、七段时，后两段塔筒与机舱、发电机在同一天完成安装。
对于发电机和叶轮不能即时完成吊装的100m及以上机组，不允许长期停滞在四段以上吊装阶段（特殊情况需校核确认）。
100m及以上高塔和混塔，无法避开涡缴震动频发吊装阶段（四段至机舱）。如果一天之内无法吊装完成则主吊车不松钩；如果安装过程停滞超过一天以上需安装扰流装置。
扰流条安装：
其原理相当于在“芦苇杆”上增加扰乱贴表流水的表面附着物。主要是通过在塔筒尤其是顶段塔筒外表面施加扰流条以打乱来风的轨迹、影响塔筒表面风的流动、抑制涡流的产生，使其不能形成频率稳定的漩涡，从而避免共振现象的发生。该方法比较适合于相对较高的，如100m以上的机组形式。扰流条可用轻质材料制作，吊装前在顶段塔筒缠绕。比如，用塑料泡沫制作成三角柱串联，将三根扰流条等距缠绕在塔筒上段，底部由细绳牵引至地面固定，待吊装完成、风机形成自体扰流条件后，拉动顶部固定绳即可自然拆除。
1.8其他控制要点
1）塔筒吊装时，缆风绳的操作人员要配合控制塔筒的移动幅度及范围，以防与下段塔筒发生碰撞。
2）塔筒中段吊装时在塔筒上平台摆放导电轨及连接螺栓；塔筒顶段吊装时将塔筒与机舱连接螺栓以及导电轨摆放在塔筒的上平台。
3）塔筒中段、顶段吊装时的风速须≤10m/s，如突遇瞬时大风，可将缆风绳与地锚锁紧，以防塔筒剧烈晃动，待风速降低至允许吊装风速时再进行安装；如因风速过大而导致机舱不能当天就位，则要将该段塔筒吊下等待吊装时机；若塔筒已用高强度螺栓固定，则全部螺栓要拧到规定力矩值，主吊车不得松钩保持一定负载挂住该塔筒。
4）风速超过10m/s时，不能提升物品；
5）风速超过14m/s时，必须关闭机舱天窗；
6）风速超过15m/s时，严禁在机舱内工作；
7）风速超过18m/s时，严禁攀爬风机；
8）风速超过25 m/s时，严禁人员户外作业。
结语
综上所述，结合现场施工条件，合理制定风力发电机塔筒的安装工艺，并在安装过程中严格把控，才能保质保量地完成塔筒的安装并杜绝安全事故的发生。
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