中国能源集团云南省电力设计院有限公司 云南昆明 650051)
摘要：由于风电场风机吊装方案更加优化科学，吊装设备更加先进可靠，风机吊装平台可趋于小型化设计，必将大幅降低征地的费用。本文针对流行的2MW风电机组，介绍一个典型的35mX35m的小平台设计方案，并以浙江珠山某风电场为样本，对不同的平台方案进行对比分析，得出小平台设计的必要性和可行性结论，供业内同行讨论。
关键词：风电场；风机小平台；对比分析
1小平台设计意义
随着风电场工程向集约化利用土地、精细化吊装施工转变，以往根据风机厂家及安装单位要求的传统大平台方案已不能适应风电场全过程优化设计的要求。一种传统要求的风机平台布置如下图2.1.1所示[1]，在草原、戈壁滩等较平坦地区，实施难度不大。但是针对山地风电场，由于风机均位于山包上，若都做成规矩的大平台代价很大。同时，海边风机的安装，风机多设计在防护堤或盐田地带，而这些地方多是防护林或盐地，地势松软，安装场地狭小[2]。为此，我们必须摈弃千篇一律的设计思想，根据不同的地形特点和不同的吊装方案开展设计，风机平台应该是一个平台一张设计图纸。
图2.1.1 传统要求的吊装场地布置图
本文提出的小平台设计方法，能够为陆上风电场及滩涂风电场优化设计提供有益的技术支撑，但需要针对具体的地形地质，并基于优化科学的吊装方案，开展个性化风机平台设计。
2 小平台设计方法
小平台的设计，理论上应该由业主组织设计院、吊装单位先根据各个平台特点，同时结合道路设计，对每个吊装平台确定好吊装方案，设计院根据吊装方案、机具摆放要求开展各个平台的设计。但是，由于吊装招标一般比较靠后，土建已经开始施工时吊装招标还未开始，存在设计先入为主的情况，这就要求设计院对吊装的常规和优化布置展开一定的研究，以适应这种不利局面。
典型的2MW的风机，可以配500t（400t）的汽车吊一台，100t（70t）的汽车吊一台。500t（400t）的汽车吊为主吊，负责机舱、叶片和塔筒的吊装；100t（70t）的汽车吊为辅吊，配合主吊完成叶片和塔筒的吊装，并组织现场卸车、现场倒运、现场组对叶片。
常规的风机吊装顺序为：底部平台安装——变频器安装——叶片地面组对——安装塔架——安全绳、塔筒内外梯安装——机舱安装——叶片安装——塔筒内电气设备安装——其它附件安装。此过程重点是吊装机具科学摆放，充分利用平台周边的有利条件，包括平坦的道路接口，平台下方向的可利用的阶地等。
2.1山地风电场小平台设计
例如，浙江珠山某风电场第16#平台，由于场地条件限制，该平台设计尺寸只有16mX25m，为实现吊装机具的摆放，施工中充分利用平台下边坡处支线道路安放辅助吊车，同时叶片采用双点支撑，悬臂摆放。该风电场24#风机平台，对应的支线纵坡已超限，为实现设备吊装，平台设计为错台形式，共分为上下两台，高差4m，在道路接口处设置小的吊装平台。
珠山某风电场23#平台是典型的楔形平台，风机基础位于平台中上部，27m（18m）X40m，围绕风机塔筒布置了主吊、辅吊、轮毂机舱和塔筒，叶片有两片处于悬空状态。此处吊装厂家可以根据厂家提供的叶片安装存放图，例如图2.1.1所示，灵活布置叶片的布置组对方案，可以使其中的一个甚至两个叶片处于悬空状态，但应该做好直或吊保护。
图2.1.1 典型的厂家叶片安装存放及吊装示意图
吊装场地的设计是施工组织设计中的一个重要环节，依据同时考虑叶片组对与否，目前常规的做法可以分为以下两类：
1）方案一：考虑主起重机和辅助起重机、需要存放风机部件的空间，以及组装2000kW 风机叶轮所需空间；最小空间为60m×50m（含风机基础）； 见图2.1.2。
图2.1.2 单个风机平台占地面积60m×50m
2）方案二：考虑主起重机和辅助起重机、存放风机部件的空间，将塔架、机舱、发电机吊装完毕后进行叶轮组对；最小空间为35m×35m。见图2.1.3。
图2.1.3 单个风机平台占地面积35m×35m
方案二占地面明显优于方案一， 根据山地风电的设计经验，风机多布置于山顶和山脊上，风机吊装平台最小尺寸按35m×35m（含风机基础）设计时，平台两面具备扫空条件是能做到的[3]，因此推荐采用案二进行风机吊装平台的设计。经济性对比具体见表2.1.1。
由此可见，小平台设计可以显著节省用地面积和土石方量，一个10万的风场预计可节省风机平台投资100万。值得我们针对山地风电场开展相应的研究，优化小平台设计方案。
2.2针对海边风电场，海南某风电场进行了吊装方案优化设计。由于该风电场位于海边的防护林区域，为防止对周围环境破坏，安排设备根据吊装进度分批入场。根据现场情况及吊装顺序，由于塔筒内的电缆敷设在第三节塔筒内，先安排第三节塔筒进场卸车，再让第一节塔筒进场，直接在运输车上安装吊耳，抬吊安装就位，然后依次吊装第二、三节塔筒，之后安排机舱、轮毂和发电机进场卸车吊装。最后利用主吊对叶片卸车、叶轮安装，这样既利用了主吊可以在空中转动的优势，最大限度减小平台的尺寸[3]。
3 结语
由于风机小平台设计可以节省土地资源，减少工程造价，同时可以尽量减少平台标高的损失，对于风资源的利用具有有益作用。我们必须与时俱进，推广风机小平台设计理念。但是，同时需要注意吊装方案的安全合理性，不能以牺牲安全放大事故隐患的代价来做小平台。一定是建立在先进科学安全的吊装方案的基础上，这样的小平台设计是我们推崇的。
另外，结合国内风电工程建设经验，建议土建和吊装打捆招标，或者整体EPC，这样可以使场内施工与吊装、平台和道路、平台与基础以及各个分部工程有序开展，避免由于建设条件约束导致土建单位和吊装单位推诿、慢工、怠工情况的出现。
小平台设计理念的提出，不等同于风机平台越小越好，存在小平台设计施工与吊装布置方案安全合理相结合的一个过程。通过一定量的工程实践积累，可以找到二者最优的结合点，这是我们开展小平台设计追求的理想状态。
参考文献：
[1]国电联合动力UP2000-96-DF- CC/NC-3A风电机组总体技术参数 UP2000-96-DF- CC NC-3A风电机组总体技术参数-F
[2]中国国电集团公司风力发电工程设计导则(最终版)_2010518[1]
[3]胡容明. 风机安装工艺改进与发展方向 设备安装，2010(6):24-27
作者简介：
王斯伟（1983~），男，山东聊城人，高级工程师，从事火电及风电结构设计研究工作。
论文作者:刘秀云,王斯伟,白宝华
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/29
标签：平台论文; 风机论文; 叶片论文; 方案论文; 风电场论文; 机舱论文; 风电论文; 《电力设备》2015年第12期供稿论文;