云南石洞山風(fēng)電場風(fēng)機機組吊裝施工

張 金 月，　金 世 森，　鄧 智 勇

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都　610072)

云南石洞山風(fēng)電場風(fēng)機機組吊裝施工

張 金 月，金 世 森，鄧 智 勇

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都610072)

摘要：山地風(fēng)電場風(fēng)機吊裝作為風(fēng)電建設(shè)中安全風(fēng)險最大、可挖掘潛力最大的工作，在其實施過程中需要統(tǒng)籌規(guī)劃。結(jié)合石洞山風(fēng)電場風(fēng)機機組吊裝施工，介紹了山地風(fēng)電場風(fēng)機吊裝機械的選擇和機組吊裝工藝，可供風(fēng)機吊裝同行參考。

關(guān)鍵詞：石洞山；風(fēng)電場；風(fēng)機機組；吊裝；施工

1工程概述

石洞山風(fēng)電場位于云南省紅河州彌勒縣巡檢司鎮(zhèn)北面的山上，場址涉及五山鄉(xiāng)和巡檢司鎮(zhèn)，該區(qū)域主要為1條南北走向的連續(xù)山脊，南北長約4.2 km，東西寬約2.3 km，高程在1 900～2 100 m之間。石洞山風(fēng)電場工程的任務(wù)為發(fā)電，裝機容量為49.5 MW。該工程風(fēng)電場主要由33臺單機容量為1 500 kW風(fēng)機、33臺箱式變壓器、35 kV集電線路、場內(nèi)道路及一座110 kV升壓站組成。

風(fēng)機型號為金風(fēng)科技股份有限公司生產(chǎn)的GW87/1500型機組，輪轂中心至地面高度為75 m。由基礎(chǔ)環(huán)、塔架、機艙、發(fā)電機、葉輪五大部分組成。機組吊裝特性見表1。

2機組吊裝規(guī)劃

2.1施工現(xiàn)場條件分析

(1)風(fēng)電場布置在山脊地帶，地勢較高，地面起伏很大。

(2)部分風(fēng)機位布置在低山丘陵區(qū)，機位分布廣，丘陵區(qū)風(fēng)機的安裝增加了吊裝機械拆裝和行走的難度。

(3)部分吊裝平臺為山體起伏區(qū)，吊裝場地有限，致使風(fēng)機各部件的堆放、地面組裝和吊裝難度加大。

(4)風(fēng)機主要部件重量大，吊裝高度大(75 m)，吊裝過程中對設(shè)備和天氣的要求特別高。

2.2吊車的選擇

風(fēng)機機組的主吊選型經(jīng)過了仔細(xì)的篩選定型，綜合考慮了每個機位場地及道路坡度、寬度、機組各部件重量及尺寸與就位高度，畫圖模擬，確保了起重機負(fù)荷、鉤下高度滿足設(shè)備就位要求且保證了臂桿與設(shè)備有可控的安全距離。

通過對重量進行計算、最高件標(biāo)高、山路彎道、拆裝實現(xiàn)條件及效益等進行綜合分析，選擇了1臺500 t汽車吊作為第一主吊機械，同時配備1臺70 t汽車吊為副吊，作為為第三、四節(jié)塔筒以及機艙、發(fā)電機、輪轂與葉片的組裝吊裝。另外，選擇了1臺240 t汽車吊作為第二主吊機械，同時配備1臺50 t汽車吊為副吊，進行第一、二節(jié)塔筒的吊裝。配置了2臺30 t搬運汽車進行吊車配重件、吊具、工器具等的轉(zhuǎn)場及電氣設(shè)備二次轉(zhuǎn)運。主吊車的放置兼顧滿足機艙吊裝的要求并滿足葉輪的吊裝要求，布置為主吊吊臂正對機艙的法蘭，吊機一次到位，盡量減少主吊的移動以提高吊裝的工效。

風(fēng)機吊裝平面布置情況見圖1。500 t汽車吊主要性能參數(shù)見表2。

2.3安裝場地規(guī)劃

風(fēng)機安裝按每臺風(fēng)機機組吊裝場地45 m×40 m左右規(guī)劃。按功能分為相當(dāng)獨立的三個區(qū)——構(gòu)件區(qū)和輪轂、葉片、風(fēng)輪組裝區(qū)，零部件起吊區(qū)，機艙、塔筒及零部件堆放區(qū)。在主吊車布置的同時，考慮到需滿足機艙和葉輪吊裝的要求，盡量一次布置到位以縮短安裝周期，按照33臺風(fēng)機的布置實施流水作業(yè)模式。

3風(fēng)力發(fā)電機組的吊裝

簡述了塔架、機艙、葉輪的吊裝施工。

3.1風(fēng)力發(fā)電機組吊裝工藝流程

風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備安裝工藝流程見圖2。

3.2塔架的吊裝

吊裝準(zhǔn)備：清掃塔架內(nèi)外的灰塵；清潔塔架法蘭；清理基礎(chǔ)環(huán)法蘭并在螺栓孔外側(cè)均勻涂抹密封膠，提前將連接螺栓涂抹上二硫化鉬；提前將工具、螺栓、電源準(zhǔn)備好；吊裝機具配備及附屬設(shè)備準(zhǔn)備。

3.2.1塔架第一段的吊裝

(1)主、輔吊車相互配合起吊塔架從水平狀態(tài)翻身成豎直狀態(tài)至溜尾吊車不起作用為止，塔架吊裝，然后拆卸掉溜尾吊車索具及下法蘭吊耳并在下法蘭孔均布至少綁扎3根導(dǎo)向繩索以便在塔架吊裝過程中做牽引使用 。

(2)主吊車提升第一段塔架至基礎(chǔ)電控柜體上方合適高度時緩慢下降，同時用導(dǎo)向繩配合調(diào)整塔架位置以防止其與柜體磕碰，當(dāng)接近基礎(chǔ)時拆掉導(dǎo)向繩并緩緩旋轉(zhuǎn)塔架確定塔筒門的方向。

(3)待塔架下法蘭接近錨栓時稍做停留，以便使法蘭孔更準(zhǔn)確地對準(zhǔn)并穿入相應(yīng)的錨栓；要求塔架下法蘭穿入錨栓過程盡可能緩慢，避免出現(xiàn)撞彎錨栓、刮蹭錨栓螺紋等情況。注意：在錨栓穿入法蘭的過程中防止施工人員的腳、手被擠壓傷害事故的發(fā)生。

(4)待塔架下法蘭孔全部穿入基礎(chǔ)錨栓后及時將螺母擰緊，此時，將主吊車吊鉤的提升力維持在10 t即可，然后使用扳手將塔架下法蘭內(nèi)外兩圈錨栓螺母十字對角預(yù)緊一遍。

3.2.2塔架第二段的吊裝

(1)先在第一段塔架上反向平衡法蘭筒壁端部表面涂抹一圈密封膠。

(2)將主、尾吊具分別安裝在塔架上下法蘭，并在下法蘭均布綁扎至少兩根攬風(fēng)繩索，同時將第三段塔架連接螺栓、螺母、拉伸器等工器具擺放至塔架上平臺，要求固定牢靠以防止其在吊裝過程跌落。

(3)主、輔吊車配合將第二段塔架從地面水平狀態(tài)翻身成豎直狀態(tài)；主吊提升第二段塔架并將其降低至地面，拆卸尾吊具；拉下法蘭攬風(fēng)繩人員配合主吊車起吊第二段塔架至第一段塔架安裝位置，同時，塔架內(nèi)部的工作人員調(diào)整第二段塔架方向至正確。

(4)上下法蘭對接后，將螺栓按從下往上方向全部穿入反向法蘭孔，并用電動扳手預(yù)緊，然后使用拉伸器十字對角均勻分布且同時按照超張拉力100%進行拉伸緊固；當(dāng)法蘭面30%以上螺栓張拉到超張拉油且壓其它螺栓用手動扳手或電動扳手初擰后，吊車可以脫鉤，開始安裝第三段塔筒，此時應(yīng)繼續(xù)對未張拉的螺栓進行對稱張拉至超張拉油壓。

3.2.3塔架第三、四段的吊裝

(1)第三、四段反向平衡法蘭塔架吊裝類同于第一、二段塔架的吊裝。

(2)要求第三、四段塔架與機艙同一天內(nèi)進行安裝，并要求將塔架間所有連接螺栓拉伸至最終拉伸力。

(3)塔架中的每個節(jié)點均為對稱將兩臺張拉設(shè)備安裝在螺栓上，然后加壓到“超張拉油壓”，用電動扳手?jǐn)Q緊法蘭螺栓(錨栓)螺母，擰緊力矩不小于300 N·m并標(biāo)識緊固標(biāo)識(從螺栓螺紋過螺母、墊片到法蘭盤畫一道直線)。

注意事項：

①在反向平衡法蘭塔架安裝完成1 h后的24 h之內(nèi)須進行首次安裝檢查。

②塔筒反向平衡法蘭加勁板頂緊面錯邊允許偏差為t/10且不大于3 mm(t為加勁板厚度)，允許20%的加勁板錯邊最大值不超過1.2倍的允許偏差。

③塔筒反向平衡法蘭筒節(jié)頂緊面錯邊允許均勻偏差為2 mm；允許最大偏差為3.5 mm，但連續(xù)長度不超過500 mm且總長不超過10%筒節(jié)周長。

3.3機艙吊裝工藝

(1)機艙下殼體拼裝：將機艙吊至機艙組裝支架上并用M30螺栓緊固后拼裝機艙下殼體，用60套M10×60 mm螺栓連接機艙與下殼體，拼裝完后外部用密封膠處理，打完密封膠后用洗潔精水將密封膠抹平密封。

(2)測風(fēng)支架的安裝：其安裝原則為左高右低。在測風(fēng)支架安裝的同時，將機艙內(nèi)的95 mm2的接地電纜進行安裝。所用4套M10×55 mm螺栓及墊片安裝完畢，用密封膠密封處理測風(fēng)支架與底座結(jié)合處。

(3)安裝吊物孔門機艙樓梯，在吊物孔門螺栓機艙外露處涂抹密封膠。

(4)將12根斷面為185 mm2的主電纜、輪轂與發(fā)電機動軸連接的標(biāo)準(zhǔn)件、機組上部所用安裝附件、電氣附件、電動扳手及手拉葫蘆、吊帶、風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)、滑環(huán)及滑環(huán)支架放在底座平臺上并固定。

(5)清潔底座與發(fā)電機連接法蘭、偏航軸承與塔架連接面，安裝導(dǎo)正棒，綁2根導(dǎo)向繩。

(6)起吊機艙至塔架上法蘭面高約100 mm,慢慢放下機艙至法蘭間距約20 mm時停止，插入塔架與機艙連接螺栓，指揮吊車放下機艙；在用電動快速扳手旋緊螺栓后，用液壓力矩扳手按對角方向分三次力矩(600 N·m、900 N·m、1 200 N·m)上緊螺栓。機艙起吊吊具及掛點見圖3。

3.4葉輪的吊裝

葉輪組合好后，先進行整體復(fù)核、檢查。風(fēng)速≥8 m/s時禁止吊裝葉輪并準(zhǔn)備好地錨、緊風(fēng)繩等防風(fēng)措施，葉輪組裝對接情況見圖4。

(1)在前2 個葉片(+90°)上安裝吊帶(L>200 mm)。在葉尖處通過葉尖護袋各固定兩根導(dǎo)向繩。

(2)在第3 個葉片(-90°)上安裝護具及吊帶，應(yīng)盡量拉緊吊帶并固定兩根導(dǎo)向繩，葉片后緣輔吊吊裝點使用護具保護情況見圖5。

(3)檢查輪轂內(nèi)齒形帶、齒形帶壓板的固定情況，三個葉片的鎖定銷為葉片鎖定狀態(tài)。檢查密封膠打膠情況，不可有縫隙，然后對主軸螺栓孔過絲以方便后續(xù)螺栓的穿入，清潔主軸法蘭面，安裝導(dǎo)正棒。

(4)吊車同時起吊，主吊車慢慢向上，輔助吊車配合將葉輪由水平狀態(tài)慢慢傾斜并保證葉尖不能接觸到地面。待垂直向下的葉尖完全離開地面后，輔助吊車脫鉤，拆除葉片護具，由主吊車將葉輪起吊至輪轂高度。

(5)機艙中的安裝人員指揮吊車緩緩平移，輪轂法蘭接近發(fā)電機動軸法蘭時停止。

(6)指揮吊車慢慢靠近發(fā)電機使導(dǎo)正棒穿入。若導(dǎo)正棒無法穿入時，可松開轉(zhuǎn)子鎖定裝置，用手拉葫蘆緩緩轉(zhuǎn)動發(fā)電機以調(diào)整動軸法蘭孔位置，待對接完成后，先進行發(fā)電機鎖定，再進行葉輪吊具的摘除。

(7)螺栓涂MoS2并旋入，用電動扳手緊固后，再用液壓力矩扳手分三次力矩(1 025 N·m、1 540 N·m、2 050 N·m)上緊螺栓，然后拆下吊帶和導(dǎo)向繩。

4結(jié)語

機組葉輪吊裝完成，標(biāo)志著單臺機組大件吊裝工作結(jié)束，隨后進行輔助設(shè)備的吊組裝、電氣設(shè)備及配套設(shè)施的安裝。

通過對石洞山風(fēng)力發(fā)電機組吊裝的精心組織施工和對施工工藝的嚴(yán)格控制，以及對施工中出現(xiàn)的問題進行認(rèn)真分析、查找原因并采取了可靠的措施進行保障后取得了良好的施工效果。石洞山風(fēng)電場本期33臺風(fēng)電機組的成功吊裝，為今后類似工程的施工積累了寶貴的經(jīng)驗。

張金月(1981-)，女，河南太康人，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

金世森(1978-)，男，甘肅靖遠人，助理工程師，從事機電設(shè)備安裝施工技術(shù)與管理工作；

鄧智勇(1967-)，男，四川大英人，高級工程師，從事金屬結(jié)構(gòu)制造技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-02-15

文章編號:1001-2184(2015)02-0035-04

文獻標(biāo)識碼:B

中圖分類號:TV52;TV53+2;TK83

作者簡介: