张兴伟
（葛洲坝集团第五工程有限公司）
摘要：大龙山风电场地处海拔2070~2190m，具有典型的高原环境特点，施工地形复杂，人员、设备要求与平原地区相比有更高的要求。本吊装工程较为分散，风机安装高度高，重量大，风机机舱重85吨，吊装高度80米。本文着重阐述了风机设备吊装的施工方法及注意事项。
关键词：风机吊装；施工方法；注意事项
一、大龙山风电场工程简介
大龙山风电场位于文山州丘北县西南面，场址涉及丘北县的腻脚乡，地理坐标介于东经103°52′～103°58′、北纬23°58′～24°0′之间，是大龙山规划风电场的大龙山片区。场址总体为一条东西向山脊，山脊总长约8km，高程在2070m～2190m之间，场址范围约24km2。施工场地多为高山丘陵区，地面起伏较大，道路不平坦，施工难度大。
风电场总装机规模约48MW，风电场安装24台单机容量为2000kW的风力发电机组，通过2回35kV架空线路集电后并入风电场内110kV升压站，最终以1回110kV线路出线。
安装设备的最重部件为风机机舱，重量为85t，最长件为风机叶片，长度为50.5m，叶轮直径102m，塔筒高度77m，至机舱顶部高约80m。
二、设备吊装前的准备工作
2.1设备吊装前应具备的条件
基础检查及验收合格，已办理工序交接手续，并提交质量合格证书等有关技术资料。塔架设备吊装前应对其方位进行检查确认，并做好安装标记。风机各部件安装前均已检查验收合格，达到起吊条件。根据吊装要求，欲分段分片吊装就位、进行空中组对的各部件应分别在地面装配完毕。施工场地平整，吊车进场道路畅通，所有影响设备吊装、吊车转场移位的障碍物清除干净。通路和现场地面必须具有足够的耐压力，要求达到1~1.5MPa。吊装索具已按施工方案要求配备好，应具有足够的安全系数并有合格证明。起重机的机械和安全装置，经检查符合安全操作要求。
2.2主要吊装设备配置
根据风电机组主要技术参数可知，风机安装中吊装难度最大的是机舱，机舱总重85t（地面组装后总重），安装高度80m（轮毂高度），以及现场具体条件、工期要求，本工程配置QLY9096A型轮式塔吊作为主吊，另配置LTM1200型汽车吊一台、75吨汽车吊一台作为辅助吊车。卸货工作由LTM1200型汽车吊和75吨汽车吊完成。根据需要，LTM1200型汽车吊主要承担机舱、塔筒的卸货，并在卸底段塔架的同时，LTM1200型汽车吊作为主吊，75吨汽车吊溜尾配合，直接完成塔架的吊装工作。75吨汽车吊主要承担轮毂、叶片、机组附件的卸车，并配合QLY9096A吊车的收车、转场。QLY9096A轮式塔吊完成中、上段塔架、机舱的吊装、叶轮系统的组装、吊装工作，LTM1200型汽车吊或75吨汽车吊配合。
三、风机吊装施工方法及注意事项：
3.1风机吊装施工程序
基础处理、吊装作业场地处理→风机各部段运输到现场指定位置→开箱、检查验收→吊车进入现场→塔架底段吊装→塔架中段吊装→塔架顶段吊装→机舱吊装就位→风机三片叶片和轮毂地面组装→轮毂与机舱吊装→塔筒、机舱内附件吊装
3.2风机吊装施工方法
3.2.1塔架的吊装（以厂家安装手册为准）
本风电场单台风机塔架共三段，吊装步骤如下：
1）吊装塔架前检查
a确保基础法兰上平面水平度在2mm之内，为一平面，没有严重的损伤和变形。使用水平仪在法兰表面四周取12个均匀分布的点测量水平，校验基础环的水平度误差，做好记录。
b塔筒的圆度检测：确保塔筒的圆度在2.5mm 以内，不满足要求时，禁止用千斤顶校正，应退还厂商；
c塔筒动力电缆或母线排已经预装完成。
d塔筒照明系统已经安装到位。
e检查机舱梯子、塔筒平台、照明灯、电缆夹等安装是否松动，如果有则安装牢固；检查机舱连接螺栓表面和塔筒壁表面防腐是否损伤，如果有则按照防腐要求补上。
f塔筒在将要吊装之前2 天内用拖把、抹布、煤油清理塔筒内外表面的灰尘油污。吊装时，如塔筒仍有灰尘油污等，清理干净后再吊装。
g清理塔筒各个螺纹孔、清理基础环的上法兰面。
2）基础平台支架吊装
a起吊基础平台机架，将其吊入到基础环内，保证其与基础环同心（用卷尺测量基础平台机架四个竖直工字钢与基础环的距离，使四处距离相等）。
b将支架安装到基础平台上，与基础预埋钢板则焊接固定。
3）变频柜、塔基柜、塔基变压器吊装
a起吊变频器，缓慢下降将其放到基础平台安装位置，对好安装孔位。用8个螺栓M16×60、8 个螺母M16、16 个垫圈16 打紧将其安装牢固。
b起吊塔基柜，缓慢下降将其放到基础平台安装位置，对好安装孔位，用4个螺栓M12×40、4 个螺母M12、8 个垫圈12 打紧将其安装牢固。
c起吊塔基变压器，缓慢下降将其放到基础平台安装位置，对好安装孔位，用4 个螺栓M12×40、4 个螺母M12、8 个垫圈12 打紧将其安装牢固。
4）第一段塔架吊装
按厂家规范要求准备好硅酮耐候密封胶，在基础环的上法兰面上离外边10mm 处均匀地涂上一圈硅酮耐候密封胶（要求宽约8mm、高约5mm）；
按厂家要求将紧固螺栓进行处理，并按螺栓孔数量提前摆放在基础环内侧；
使用力矩扳手按照规定的力矩紧固吊具上的螺栓。
将主吊QLY9096A塔吊（或200吨汽车吊）吊钩与塔筒上法兰索具连接。
辅助吊车按要求站好位，将塔筒下法兰专用吊装工具与吊钩连接。
同时启动两台吊车将吊装索具收紧（如果支撑物固定在法兰上，这时应尽快卸下）。
用两台起重机将塔筒缓缓吊起到离开支撑物大约1米的高度。
辅助配合吊车停止提升。
主吊吊车继续提升塔筒上法兰，在辅助吊车的配合下将塔筒吊装至垂直状态。拆除塔筒底部吊具，在塔筒下法兰安装两根风绳，用来引导塔筒的下落方向。
起吊塔筒至塔基控制柜上方（高出300mm 左右），对好位置，用风绳引导塔筒下降，下降到距基础环上法兰一定位置后，清理法兰面的杂质，对好塔筒门的位置，最后拆下风绳。
对齐塔筒与基础环连接的两法兰处的接地螺栓柱，调整对好孔位后，用事先摆放好的螺栓、平垫及螺母从下往上套入连接两个法兰。
塔筒缓慢落下直到基础环与塔筒的法兰面接触时停止，手动拧上所有螺栓之后，将起重吊机的负载调到5 吨左右。
用电动冲击扳手按照《螺栓紧固作业指导书》顺序连接打紧所有螺栓，打紧之后拆除起重吊机和吊具。
使用液压扳手以技术要求的一半力矩值紧固所有螺栓，然后检查塔筒法兰内侧之间的间隙，如果4 个螺栓间的法兰间隙超过0.5mm，则要使用填隙片（不锈钢片）填充。
最终使用液压扳手以技术要求规定的力矩紧固所有螺栓。
5）中、上段塔架吊装
中、上段塔架采用QLY9096A轮式塔吊作为主吊，其他工艺要求与底段塔架相同。
6）塔架吊装操作注意事项
a塔架吊装前要对塔架部件进行检查，重点检查法兰连接表面、连接螺栓。会同发包人对塔架各部件进行验收，经认可后，方可进行塔架吊装。
b检查清洁基础环法兰和塔架下法兰面，法兰面上一圈呈S状涂抹玻璃胶，并将基础环法兰连接螺栓涂抹MoS2，摆放在相应螺栓孔位置其中还包括双垫片与螺母。
c基础环法兰与塔架底法兰对接标记，表明与塔架底法兰的对接位置，一般这个标记对应塔架门的方向。
d塔架吊装时，要将吊耳板装在塔架两端的法兰上按厂家要求打好力矩。
e在塔架吊装前应确定塔架各段的最大重量和长度。
f塔架吊装要严格控制风速，清理现场，保证施工现场安全。
g塔架分段吊装前要先将各种电缆及附件绑扎在塔筒内壁上，参见设备技术说明书等技术文件。
h塔架安装时要对齐各段法兰安装中心线，调整好相对连接的法兰。各部位的紧固连接螺栓应先用电动工具十字对角把螺栓力矩700 N.M，然后主吊摘钩，吊装机舱时应打够力矩值的百分之五十。吊装轮毂时应把力矩拧到位时才能吊装，然后使用力矩扳手按要求的力矩数值，逐个将螺栓拧紧到规定的力矩，质量检验人员100%检查螺栓，每检查完一个螺栓，用记号笔在该螺栓上做标记。紧固力矩按厂家技术文件规定执行。
i塔架下段吊装时直至塔架完全成竖直状态后，拆下塔架辅助吊具。移动至高于基础环上方1厘米处，须特别注意塔架移动时不能碰撞电控柜。用导正棒调整相互位置，注意对准法兰标记位置，确保塔架门的朝向正确。
j塔架中段吊装时要将以及塔架与塔架连接螺栓摆放在塔架上平台；塔架上段吊装时要将以及塔架与机舱连接螺栓摆放在塔架上平台。
k对称装上几个螺栓，放下塔架，使底法兰相接触但保持吊绳处于受力状态，装上所有螺栓，并用电动扳手预紧。吊车脱钩并拆除吊具，调整好液压扳手的力矩，对角线方向紧固下法兰螺栓。
3.2.2机舱吊装
机舱吊装步骤
1）吊装前清理
a拆除机舱罩运输保护罩，拆除后统一回收利用。
b检查机舱罩表面是否有污迹，如有则可以使用抹布和煤油将污垢和污迹等清除掉。
c检查机舱罩外表面是否破碎，有则进行修复。
2）常规测风桅杆及其测风仪安装
a风速风向仪安装、接线
b测风桅杆安装
3）超声波测风桅杆及其测风仪安装
4）航空灯安装
5）机舱吊装
机舱是本风机最重的部件，总重量为85吨（不含工装），本方案计划采用QLY9096A轮式塔吊作为吊装设备。
a吊装机舱前的准备工作
①清理机舱内的灰尘杂质。
②将机舱梯子、底部吊装孔盖板、底部运输孔盖板、塔筒防雷装置、主机与叶轮系统的连接螺栓以及安装工具放到机舱内安全位置，固定好随主机一起吊装。
③安装机舱与塔筒的工具和螺栓必须全部准备好并放置于第三节塔筒顶部平台上待用。
b机舱起吊
①在机舱前后各安装一根引导绳，在机座四个吊座上安装吊具，连接吊带将其挂到主吊机吊钩上。
②两到三名工作人员在第三节塔筒上平台，清洁上法兰面，清除锈迹毛刺，并在法兰上外侧涂抹耐候密封胶。
③拆卸机舱与运输工装连接螺栓，试吊一下机舱，确保吊具吊带安全。
④起吊机舱至1.5 米高左右，清理机舱底部法兰的杂质锈迹。
⑤清理完成后，徐徐提升机舱。
C机舱就位
①将机舱提升超过上塔筒的上法兰后，按照塔上安装人员的指挥缓慢移动吊机，待机舱在塔筒的正上方时，缓慢下降机舱至离塔筒上法兰的距离1cm 左右时，吊机停止，通过引导绳和机舱内安装人员，保证机舱纵轴线偏离当前风向90度的位置，以便于叶轮的安装。
②用导向棒对准安装螺孔，用72 个螺栓M36×210、72 个垫圈36 将塔筒与机舱联接，用手拧上。
③将机舱完全落下，但吊机还要负荷1/2机舱的重量，将所有螺栓按照《螺栓紧固作业指导书》要求使用电动和液压扳手拧紧，最终力矩为2220NM。
至此，机舱吊装就位，然后进行偏航轴承齿面润滑、底部运输孔盖板、顶部吊装孔盖板安装、齿轮箱风冷排风管安装等附属工作。
6）机舱吊装注意事项：
a机舱安装应严格按厂家技术文件执行。并严格按《起重机安全规程》执行。机舱安装时的风速不大于12m/s。是指吊车出完臂杆旋转360°的平均值。
b机舱吊装前应检查表面及连接处是否有泥渍、灰尘和油污等要清除。在运输和吊装过程中有无损坏，并报主机厂家人认可后方可吊装。
c吊装工具和验收用的测量器具，应满足厂家技术要求，并应经计量检定机构检定合格。
3.2.3叶轮吊装
叶轮吊装步骤
1）安装前准备
a拆除运输保护罩，清理轮毂系统里面的杂质灰尘，检查整流罩叶片出口与变桨轴承内圈的同轴度，保证在15mm 之内，接好变桨操作箱的控制线。
b清除叶片上的污迹或者油污，打磨掉叶片法兰上的毛刺，清理法兰面，调整叶片螺栓到叶片法兰面为240mm。
c按照《螺栓紧固作业指导书》润滑叶片与轮毂连接紧固件。
d变桨系统调试箱的安装及检查。
2）组装叶片
a用两根扁吊带在叶片中心位置固定好叶片，缓慢起吊叶片，两个人扶住叶根部位，保证叶片处于平稳状态。
b平稳移动吊机，使叶片靠近轮毂系统，待叶片接近轮毂系统后，对好叶片与整流罩叶片出口的位置（保证基本同心），继续将叶片靠近轮毂系统，直至叶片安装的T 型螺栓离变桨轴承10mm 左右时，通过操作变桨操作箱使变桨轴承内圈转动（要求有发电机提供电源），将叶片零位标识与变桨轴承内圈零位标识对齐。
c将叶片零位对好后，缓慢将叶片插入变桨轴承内圈上，保证T 型螺栓的螺纹不受损坏，套上垫圈，旋入螺母。
d、使用电动扳手快速上紧所有的螺母，卸下吊具，在叶片前部1/3 处用支架托住叶片；最后通过手动变桨装置使叶片转动，按要求的力矩值的一半预紧螺栓。若场地条件有限，可考虑用辅吊一直提着叶片。
e、依照上述步骤及要求安装另外两片叶片。
f为保证安全，叶片力矩必须在地面上打完再进行吊装，不可以在天上打叶片力矩。并使用液压力矩扳手按照《螺栓紧固作业指导书》紧固叶片螺栓，力矩值最终打到1520NM。
g叶片组装完成后，对变桨轴承齿轮面进行润滑处理。
h按要求安装导流罩顶盖。
3）叶轮吊装
a、检查叶片是否有污垢，如有将其清理干净。利用变桨控制箱把叶片调整到逆顺桨的位置，用叶片锁定装置把叶片锁定防止转动。
b将两条无接头扁平吊带连接到处于相邻位置的两个叶片的叶根处，将吊带连接到QLY9096A吊机吊钩上。
c、在主吊机相对的叶片叶尖处安装吊带并将其连接到辅助吊机上，由于辅助吊点位置离地较高，为方便拆卸吊带，可以在吊带上系上麻绳，在拆卸吊带时，以方便拆除吊带。
d将风绳穿过叶尖吊装保护罩的安装孔，引导绳的长度至少大于轮毂高度+叶片长度+10 米，将叶尖吊装保护罩套入叶尖，由于吊装完之后要卸下，所以切勿用力过大。同时，也要安装好引导绳，以便在叶轮安装好后可以从地面轻易地将其卸掉。
e在卸掉工装螺栓之前，将主辅吊机起吊拉起直到将吊带拉直绷紧。从轮毂运输支架上卸掉螺栓。
f起吊叶轮系统，主吊机开始向上起吊轮毂，辅助吊机保持叶片底部离开地面。同时，风绳操作人员保持叶轮不随风向改变而移动。待叶轮系统吊至直立位置时，卸除辅助吊机的吊带。
g起吊叶轮系统至轮毂高度后，机舱中的安装人员通过对讲机与吊车保持联系，指挥吊车缓缓平移，轮毂法兰接近主轴法兰时停止。
h调整液压站，使得高速轴制动器松开，缓缓转动高速轴调整主轴法兰的位置，引导绳配合吊车使叶轮系统导向螺栓穿入主轴法兰孔，锁紧高速轴刹车。移动主吊机直至叶轮系统与主轴完全贴紧，用手拧紧60个内六角螺栓M42×270、60 个垫圈。
i通过旋转高速轴使得叶轮系统转动，先用电动冲击扳手打紧所有螺栓，最后用液压扳手将所有螺栓打到规定力矩值3750NM。
j移走主吊机，卸下吊具，转动叶轮直到叶片指向地面，引导绳和叶尖吊装保护罩便从叶片上坠落下来。如果没有立即落下，小心仔细地拉动引导绳。
k叶轮系统吊装完成之后，清理叶轮、机舱的杂物。
4）叶轮系统安装操作注意事项：
a叶轮安装应严格按厂家技术文件执行。并严格按《起重机安全规程》执行。叶轮安装时的风速不大于10m/s。是指吊车出完臂杆旋转360°的平均值。
b叶轮吊装前，应检查叶轮各部件及连接处是否有泥渍、灰尘和油污等要清除。在运输、组装和吊装过程中有无损坏，并报监理人认可后方可吊装。
c吊装工具和验收用的测量器具，应满足精度要求，并应经计量检定机构检定合。
结束语
本风机设备吊装工程根据施工方法及布置条件，充分利用当地现有条件，遵循因地制宜、因时制宜、有利于生产、易于管理、经济合理的原则，采用集中与分散相结合的方式；考虑到施工的连续性和施工强度的均衡性，确定合理的施工程序，也是保证本标段顺利、按时完成施工任务的关键。
参考文献：
[1] 林 海 阐述崇明风电场工程风机吊装过程中的注意事项{J} 科技与生活 2011-9
[2] 薛福林 风电场工程风机吊装探讨[J] 广东科技 2014-2 3-4
论文作者:张兴伟
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/22
标签：机舱论文; 螺栓论文; 叶片论文; 法兰论文; 叶轮论文; 力矩论文; 吊车论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;