李楠
天津港航工程有限公司 天津 300456
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摘要：新时代的到来，人类社会的发展理念初步朝着绿色、低碳、可持续的方向发展。在这样的背景之下，为了巩固工业经济的发展，各地区以及国家加强了对于可再生、绿色能源的运用。目前，风电作为一种清洁可再生能源，其在技术发展的过程中成为了极具开发价值的新型能源，并满足了社会生产、生活的电力需求。因此我们在本文中主要对海上风电系统风机设备安装施工要点及案例进行了简单的分析与探讨。
关键字：海上风电系统；风机设备；安装施工要点；案例分析
1 风电设备构成
近年来，随着我国发展理念的转变以及社会生产、生活对于电力资源的需求量日益提升，我国的电力企业加强了对于风力资源的生产。不同于传统的火力发电系统，风力发电系统构成的复杂性以及难度性都较强。一般而言，风力发电系统中主要包含机舱、转子叶片、液压系统、齿轮箱、驱动发电机、冷却元件、风向标等设备。正是由于该电力系统的设备数量较多，且多为精密设备，故而工作人员要对风电设备进行科学、合理的安装工作，并对其进行定期的维护保养工作，确保设备能够得到稳定的运行，促进各项效益的取得。
2工程概况
中水电江苏如东海上风电场（潮间带）100MW示范项目Ⅱ期80MW风电机组土建及安装工程位于如东县洋口渔港凌洋外滩，处于黄海海域潮间带，场址沿海岸线方向直线距离长约7km，垂直海岸线方向（离岸）宽约3.7km。场地范围总面积约16.1km2。场区地势平坦，地面高程在-2.5m～4.0m之间。
本工程布置32台单机容量为2.5MW的风力发电机组，总装机容量为80MW。我公司负责12台海上五桩导管架基础风机的施工。
2主要施工工艺
2.1风机部件卸车装船
本工程所有设备吊装工装均由风机厂家上海电气提供，其使用、吊装方式均需严格按照上海电气现场人员的指导进行。
塔筒采用吊带吊装。吊装前，需在塔筒放置底部的船甲板上放置圆弧形搁架，并在搁架上放置柔性材料，以放置运输过程中对油漆造成损伤。塔筒两端的法兰需采用十字形槽钢进行固定，所用螺栓需与法兰相适应，防止运输、保存过程中塔筒法兰出现轻微的变形。塔筒两端用防雨布进行包覆，防止海上运输过程中塔筒内部器件受潮。塔筒放置后，用槽钢将塔筒与甲板固定，槽钢与甲板连接处焊接，与塔筒连接处用螺栓固定。
各部件装卸过程中均需注意对油漆进行保护，一旦破坏，及时联系厂家进行原样补涂。同时需保护设备自带防护材料，如防雨布等的完好，至现场正式吊装施工前方可进行拆封。
2.3底段塔筒内电气设备预安装
安装前，检查电气设备外包装在运输、吊装过程中有无碰撞、破损。在监理见证下开箱检查，并对应设备清单进行清点。设备点收齐全、合格后，按照安装手册要求的安装顺序、安装方式对设备进行预组装。
2.4塔筒吊装
塔筒吊装时，首先将塔筒上下两端的吊装工装安装好，上端2个吊具对称安装，确保塔筒吊起后保持直立状态，方便对接。
工装安装好后，塔筒上端工装与750t履带吊钩头连接，下端工装与100t辅助履带吊钩头连接。连接完毕后，两履带吊钩头缓缓起升，待离开甲板一定高度后，750t履带吊钩头继续上升，100t履带吊钩头停止起升，将塔筒慢慢立直。立直后，拆除底端吊装工装。
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将塔筒起升，慢慢套入已组装好的电气设备，并将电气设备与塔筒内壁连接固定，连接后起升塔筒与电气设备进行安装，将塔筒慢慢起吊至导管架顶部。底段塔筒安装前，安装人员提前进入到导管架顶平台，待塔筒吊至安装法兰附近时，由该安装人员通过对讲机指挥履带吊司机进行调整安装。底端塔筒与导管架顶法兰对接时，需保证塔筒的安装方向，塔筒法兰零位标记与导管架顶法兰零位标记对正。
2.5机舱吊装
机舱吊装前，需先对机舱内油冷风扇、逃生支架、舱内吊车、避雷针、风速风向仪、航空灯、机舱罩等进行组装。组装完毕后，对机舱内卫生进行清扫。吊装前需在机舱上系2根缆风绳，防止吊装过程中机舱晃动太大无法安装，同时防止机舱摇晃碰撞履带吊主臂。
安装好吊装工装后，750t履带吊起吊机舱。机舱起吊时，由甲板上的指挥人员指挥，待机舱吊至塔筒顶部附近时，由塔筒上平台的安装人员指挥。待提升到机舱下偏航齿圈端面超过塔筒上法兰面0.5米后继续回转，并适时变幅，使机舱下偏航齿圈端面位于塔筒法兰面的正上方，并缓慢落钩。在机舱的下偏航齿圈端面离塔架上法兰的距离有5cm左右时，吊机停止动作。
机舱底部法兰与塔筒顶部法兰对齐后，用导向棒对准安装螺孔；用螺栓、垫片进行装配，螺栓旋入1cm的螺纹；此时吊机下落到两端面接触，吊机还要负荷1/2机舱的重量；安装人员按螺栓紧固工艺要求使用电动或液压扳手拧紧螺栓，给螺栓施加到规定到力矩，卸下吊具，吊机复位。
2.6叶轮拼装
拼装前，将叶轮拼装工装“象腿”安放在甲板上，并将轮毂安放在工装上，通过螺栓固定。
吊装叶片时需使用叶片保护器以免损坏叶片，并在叶根、叶尖位置分别连接缆风绳，确保吊装过程中叶片不随意旋转，保证吊装安全。根据叶片上确定的吊点位置固定吊索具，将叶片慢慢吊起。将叶片根部吊至轮毂处，操作人员通过变桨控制盒控制变桨，将叶片根部法兰与轮毂法兰对齐，后吊车慢慢将叶片送进轮毂，用冲击扳手交叉紧固轮毂中的螺栓，并使用液压力矩扳手紧固叶片螺栓，达到规定的力矩值。
2.7叶轮吊装
首先安装轮毂吊装工装，在上部两片叶片叶尖处各安放一个帆布叶片保护套，并系150m长的缆风绳，底部的第三片叶片距离叶尖端10m位置处安装溜尾装置叶片夹，溜尾装置上系2根缆风绳，吊机就位。由于叶轮规格太大，起吊时转动严重，因此每根缆风绳需安排不少于10个操作人员。起吊前，拆除轮毂底部与工装间的连接螺栓。750t履带吊和100t履带吊同时起升，慢慢将叶轮吊离拼装工装，待叶轮整体吊离甲板一定高度后，100t履带吊停止起升，750t履带吊将叶轮慢慢立直。叶轮立直后，通过控制器卸去叶片溜尾装置的夹持力。松开前，操作人员向远离第三片叶片的方向拖曳溜尾装置上的缆风绳，以保证溜尾装置脱离叶片后不来回晃动碰触叶片。
750t履带吊将叶轮吊至轮毂高度后，提前进入机舱内的操作人员对机舱进行偏航调整，使机舱主轴与叶轮对齐，慢慢将叶轮法兰与机舱法兰对正，安装螺母和垫圈。用电动扳手依次紧固螺栓到规定的力矩值，拆卸吊具。
总之，风机吊装工艺应结合不同的风机机型、根据风机厂家的要求进行确定，主要是叶轮的安装方式不同。本次介绍的为叶轮整体式安装工艺，另有叶片分体式吊装和“兔耳朵”式吊装工艺，本文介绍的施工方法同样可做参考。
参考文献：
[1]海上风电场基础形式及配套施工技术[J]. 秦顺全，张瑞霞，李军堂. 中国工程科学. 2010（11）
[2]土基海流耦合条件下海上风电场塔架支撑结构动力特性初探[J]. 严根华，古华，陆忠民，林毅峰. 中国工程科学. 2010（11）
[3]海上风机桩式基础结构形式综合模糊优选[J]. 翟钢军，李玉刚，康海贵. 中国工程科学. 2010（11）
[4]漂浮式风电场的基础形式和发展趋势[J]. 段金辉，李峰，王景全，程建生. 中国工程科学. 2010（11）
论文作者:李楠
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第19期
论文发表时间:2018/2/3
标签：机舱论文; 叶片论文; 叶轮论文; 法兰论文; 螺栓论文; 工装论文; 轮毂论文; 《建筑科技》2017年第19期论文;