张文博
内蒙古电力勘测设计院有限责任公司 内蒙古自治区呼和浩特市 010011
摘要：风能作为最具商业潜力和活力的可再生的绿色能源，已引起全球诸多国家的广泛研究和开发利用。尤其在欧美等发达国家，其研究和利用已发展到相对成熟阶段。风机吊装施工技术是风电场施工的关键技术，掌握好风机吊装的关键施工技术，才能确保风电建设的安全，真正实现风机吊装的安全、可控、能控。本文对风电场风机吊装施工技术进行探讨。
关键词：风电场；风机吊装；施工技术
1 设备选型
结合施工现场的环境条件、要求以及施工时间，正确选择风机的吊装设备，使其满足施工的具体需要，所选择的用于2MW风机的吊装设备是两台履带吊机，可吊装载荷约分别为700t、200t，还有一台汽车吊机，可吊装载荷约为75t。这些设备中，发挥重要作用的是700t的履带吊车，发挥辅助作用的是200t履带吊及75t的汽车吊机，基础环就位由汽车吊完成，上段、主机以及叶片的吊装工作由吊装载荷为700t和200t的履带吊机来完成。
2 风机吊装设备的质量缺陷
设备的集中检查中影响风机吊装的缺陷塔筒缺陷较多，风机、轮毂、叶片外观问题较少，吊装过程中所发现的影响风机吊装及影响今后风机正常运行的塔筒缺陷及整改措施如下：
①由于尺寸控制的偏差，造成变频柜平台、中段塔筒平台与控制电缆固定槽架之间间隙太小，多根电缆无法正常穿过。本缺陷由塔筒厂家对几处间隙较小出进行切割，只切割电缆槽架的通过处且不得影响平台的稳固性，保证处理完毕之后的安全性。②底段、中段塔筒上部电缆槽架短，控制电缆无法固定。此缺陷由塔筒厂家对较短的电缆槽架进行延长处理，在厂内加工好相同的电缆槽架，进行现场安装使电缆槽架通过平台，对电缆起到固定的作用。此缺陷在塔筒的设计图纸中没有清楚的表示出来，只有电缆槽架的安装位置，并没有电缆槽架的安装长度，这是图纸的一个设计缺陷，但是从实际应用来说，此缺陷的产生是可以避免的。③底段、中段塔筒上安装的灯架和插座位置影响控制电缆的敷设。此缺陷实属制造缺陷，在图纸中明确的表示了，插座与灯架的位置，但是现场到货的塔筒中发现，全部将位置安装错误，且将固定支架的位置也安装错误，这说明塔筒厂家出厂检验人员的不负责任。④塔筒门口与变频柜平台连接处的连接板无法固定（没有预留螺孔、也没有提供紧固螺栓）。此缺陷由塔筒厂家负责现场钻孔、安装，并不影响风机吊装，但是从此问题中可以看出塔筒厂家对产品的制造、出厂时的质量把关不严谨。⑤塔筒有部分柔性连接器丝堵无法取出及提供的柔性连接器紧固螺栓长，起不到紧固作用。本塔筒在法兰采购回来之后，塔筒厂家没有对法兰再做研究处理，塔筒柔性连接器丝堵是为了防止进杂物造成以后的安装困难所专门安装的，但是在安装时为考虑安装后取出的问题，在塔筒上漆后，由于油漆会顺丝浸入内部，时间一长后，丝堵将无法取出，如果不采用螺栓做丝堵，而采用油脂此问题则不会出现。
3 机舱吊装
机舱含发电机重96t，将机舱专用吊具布置在机舱的吊点上，挂上吊钩，同时在机舱两端布置好溜放麻绳，以防止吊装过程发生设备问碰撞。②起吊机舱时机舱纵轴线应处于偏离主风向90°的位置，以便于叶片组件的安装。③履带吊缓慢吊起机舱至上法兰约10mm处，安装人员用导正棒调整机舱的相对位置，同时指挥吊车缓慢下落机舱，拧上连接螺栓，按对角线顺序均匀地紧固上法兰与偏航轴承连接螺栓。
4 叶轮组合和安装
叶轮具有良好的吸风能力，可以高效的将空气的动能转化为叶轮转动的机械能。风力作用在叶片上部以后，产生一定的上升力，促进了叶片的转动。叶轮组主要由三个部分构成，分别为叶片、变桨系统和轮毂。单独的叶片具有自身的变桨机构，可以发挥自身对叶片的调节作用。在叶片中配置雷电保护系统，在进行风机的维护时，要做好几个方面的工作，在锁定销的作用下，实现叶轮的锁定。
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4.1 准备工作
做好吊装设备以及材料、工具的准备，在工作中所涉及到的设备主要包括吊车，数量为2台，主吊车采用履带吊，吊装载荷约为700t，辅助吊车采用履带吊，吊装载荷约为200t。
4.2 安装之前的检查
安装叶轮组之前，首先进行全面的检查工作，检查的内容包括：叶尖和各自的编号是否保持一致，是否存在对应错误，表面外观是否完好，存在划痕或者损伤，如果发现破损或者凹槽等缺陷，及时和制造商沟通，做好维修和养护。其次，做好钢丝绳、液压罐以及液压缸和接管的检查，避免连接错误，保证连接顺畅，外保证完好。
4.3 叶轮组合
①为叶轮的组合选择合适的组合场地，要求场地平整。②叶片前端垫衬相应高度的方木且接触面衬海棉，以免划伤叶片。清洗叶尖螺旋导向花键及顶端内螺纹。③用内六方扳手将叶片安装孔盖拆开，再将钢丝夹索螺旋卡具拆下。④拆下环首螺旋圆柱销上的开口销并将圆柱销抽出，同时取出靠外的半块橡胶减震垫并收好。⑤抬起叶尖将花键旋转轴插入叶片轴孔内，当接近导块时转动叶尖，对准导块和外花键上的定位标记点，推入叶尖，使外花键旋转插入内花键，叶尖旋线与叶尖旋线约呈90°夹角。⑦装入取出的半块橡胶减震垫(应注意减震垫上下同凸台的位置)，旋入环首螺栓并紧固。将叉形止退环装入叶尖花键和圆螺母之间并紧固圆螺母。依次装入环首螺栓上的圆柱销和开口销并锁紧。最后装入钢丝夹索螺旋卡具及安装孔盖板。⑧将轮毂吊放在指定对接的位置，下垫约20cm高的枕木，应使轮毂与主轴连接法兰面方向朝下，清除延长节法兰面上的毛刺和锈迹，并在所有法兰面上涂抹润滑脂。⑨用吊带将任一叶片兜住，吊带的一端直接挂在吊车的吊钩上，另一端通过倒链挂在吊钩上(便于对接时转动叶片)。⑩利用吊车将叶片吊起，将叶根后缘0刻度与轮毂的定位标记对正。传人联结螺栓(螺栓上涂抹润滑脂)并预紧，在微调对准安装刻度后按规定的顺序及力矩紧固螺栓。⑩重复⑨⑩条的操作，组合另两片叶片。组合以后设备的质量约小于15t。
5 吊装叶轮
第一，将牵引片向上端移动，将两叶片的位置设置在轮毂内，一个端部绕过导向轴，将绳子在迎风面的位置移动，绳子沿着叶片迎风面的方向缠绕半圈。尽可能保证半圈不出现偏差，尽可能不多绕，避免解开绳锁扣比较不容易，参与这项工作的工作人员数量大于3个人，依照参与工作人员的数量，接入指令，实现吊车的配合调节，做好叶轮方向与位置的调整。第二，将吊环的螺丝紧固如轮毂的吊孔中，当并没有设置吊孔或者吊孔并不是用于螺栓悬吊的，则可以将叶轮导向螺栓接入起吊设备的螺栓孔位置。第三，叶轮有不同的车配合使用，与地面相分离以后和轮毂法兰相分离，在法兰面上部涂覆防锈油，采用内部光履带吊装在上部的叶片吊环，吊装载荷量约为150t，汽车车吊是一类向下部垂直的设备，起重载荷量约为50t，两个吊装设备配合使用，将设备上抬，两个设备配合使用，实现是设备的起吊，小型设备和大型设备配合使用，实现吊轮由水平状态向倾斜状态的转化，当设备为垂直时，则避免设备之间发生碰撞。第四，松开低速度锁定。进行轴向螺栓的合理调节，将高速轴向刹车合理松开，将高速轴逐渐调整和转动，牵引绳和吊装设备配合使用，促进导向轮向主轴紧固，实现高速度轴刹车的合理调节与处理。
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]风电场安全运行管理方略谈[J].曹恒.科技展望.2016(33)
[2]DL/T5210.1-2012.电力建设施工质量验收及评价规程第1部分：土建工程[S].2012
论文作者:张文博
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/14
标签：叶片论文; 螺栓论文; 叶轮论文; 风机论文; 设备论文; 机舱论文; 缺陷论文; 《建筑学研究前沿》2018年第22期论文;