摘要：风能作为一种清洁的、储量丰富的可再生能源越来越受到人们的重视，并成为发展最快的新型能源之一。文章以广西兴安风场风机安装工程为例，主要介绍了山区风场风机安装工艺流程及吊装要点。通过对风机组件卸货、风机塔筒、机舱、轮毂、发电机、叶片组装、叶轮吊装等施工技术方案做了详细的叙述，可为类似安装工程提供参考。
关键词：山区风场；安装技术；吊装要点
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0116-03
1 工程概况
中电投广西兴安风电场位于广西兴安县兴安镇源江村一带，场址中心距兴安县城、桂林市距离分别约为20km、80km。场址区域为海拔500～750m的山地丘陵地形，属亚热带季风湿润气候。
广西兴安风电场工程前两期工程分为源江、唐家冲风场，规划总装机容量约为100MW，共安装66台单机容量为1500kW的风力发电机组。
2 主吊设备选择
2.1 主要部件参数表
主要部件参数表，详见表1。
2.2 主吊选型
主吊车设备规格选择应由现场吊装经理根据所安装机型的风机部件重量和轮毂中心高度以及对照吊车性能参数表和相关起重规范来确定，本工程拟采用一台格鲁夫7450型450t汽车吊为吊装工程主吊，采用一台75t和50t汽车吊作为辅吊。
表1
机组类型82/1500kW塔架高度70m/3段
一段塔筒18.575m/45t二段
塔筒24.75m
/43.579t三段
塔筒24.35m
/28.276t
轮毂13.85t机舱11.685t发电机43.9t
变流柜2.5t主控柜500kg水冷柜320kg
散热器850kg叶片6.43t
3 施工前期准备工作
安装前核查确认基础混凝土强度是否合格（混凝土基础一般需要28天以上的养护期且各项技术指标均合格）。基础环到基础环内混凝土的距离（设计距离为40cm，允许误差±5mm）、接地电阻测试报告结果是否满足设计要求、接地扁铁与基础环连接方式是否正确、基础环上法兰水平度6点检测报告是否满足要求（最大水平误差平均不超过3mm）。
风机各部件安装前均已按要求放置在指定位置（设备布置示意图（仅供参考）。
1.箱变；2.基础；3.电控柜；4.塔架；5.机舱；6.发电机；7.叶轮；8.主吊车；9.辅助吊车；10.集装箱
图1
吊装专用工具的准备：根据《吊装专用吊具清单》检查工装的符合性、齐全性、完性。
安装工具准备：（1）安装工具的选择：根据《安装工具清单》准备工具，并检查工具的齐全性、配套性（如套筒方孔与扳手方头）、符合性（特别是薄壁套筒或厚壁套筒，如塔架用套筒）。（2）安装工具的检查及报废：检查工具的完好性，并查看工具的合格证、校验证书、使用期限等。（3）按照工具的《使用说明书》操作规定正确使用工具。（4）专用或特殊用途工具使用前应试用，以校验其可靠性。
4 风机安装工艺流程
4.1 施工流程
风机基础验收交接→Switch变流系统各部件安装→下段塔筒吊装→中段塔筒吊装→上段塔筒吊装→机舱吊装→叶轮地面组装→叶轮与机舱对接→塔筒、机舱内附件安装→电缆敷设连接→验收、调试。
4.2 安装工艺
4.2.1 Switch变流系统各部件安装。
（1）基础环内支架的定位。先定出通过塔筒门方向的基础环直径中心线AB，然后再拉一根过基础环直径的中心线CD，两中心线夹角为15°，再拉一根绳子垂直于CD；变流柜支架长度方向横梁与中心线CD距离100mm，水冷柜支架长度方向横梁与中心线CD距离735mm；EF中心线对称，水冷柜支架塔筒门侧支架立腿（槽钢）与基础环兰直径中心线距离778mm，其另一侧支架立腿与基础环法兰直径中心线距离770mm；至此，变流柜和水冷柜支架定位
完毕。
图2
（2）Switch变流柜支架、主控及水冷柜支架安装：将支架之间的平台面板装好，通过面板的安装可整体调整两支架相对位置；依据基础环内定位画线基点（或定位支架）先调整两支架在水平面方向的摆放位置，使其摆放位置正确；通过每个支架四根工字钢端部调节螺栓调整两支架在上平面在一个高度面上。
（3）主控柜、水冷柜、Switch变流柜、3s全功率电阻箱、散热器安装：将变流柜、主控柜、水冷柜、3s全功率电阻箱、散热器依次吊至相应安装位置并用螺栓固定可靠，卸钩；如果下段塔筒不立即吊装，需用导向绳从各个柜体顶部四点固定，防止因大风带来安全事故，只有待塔架下段吊装时，方可拆掉牵引固定用导向绳；各个柜体表面包裹的防雨、防尘、防污用塑料包装膜在吊装环节不允许拆离，防止雨水或其他污物侵蚀电器元件。
4.2.2 塔筒吊装。
（1）下段塔筒吊装：吊装前检查塔筒法兰是否变形（法兰面内十字对角测量）；水平起吊塔筒至离地面合适高度时，清洁与塔筒外壁污物，补刷破损油漆；辅助吊车配合主吊使塔筒从水平状态提升至竖直状态，然后竖直提升塔筒至塔筒下法兰离地面合适高度，辅吊松钩后拆掉辅助吊具，并移走辅助吊车；提升第一段塔筒至电控柜柜体上方1.5m左右时，用3根导向绳配合调整塔筒位置以防止塔筒与柜体磕碰，快接近基础环时拆掉导向绳，并缓缓旋转塔筒确定塔筒门的方向；塔筒对正后，缓慢落下塔筒至两法兰间留有一定小间隙，然后迅速十字对角安装一部分螺栓、垫片和螺母，然后可落下塔筒，吊车维持10t左右提升力，安装剩余螺栓；待所有螺栓手工装完，用液压扳手快速以十字交叉方式按5个螺栓一组交叉紧固20颗螺栓后，再依次预紧剩余螺栓；快速使用液压力矩扳手在法兰面内以十字对角方式分三次紧固螺栓力矩，分别是最终值的50%、75%、100%，每次均使用记号笔做好标记。
（2）中、上段塔筒吊装：吊装流程与底下段塔筒吊装方法一致，注意在吊装顶端塔筒前必须将动力电缆敷设固定，风机安装完成后自上而下敷设电缆；上段塔筒吊装完成后必须在当天吊装机舱。
4.2.3 机舱安装。
（1）将左、右机舱底组件与机舱壳体用螺栓连接紧固，结合部位外表面用密封胶密封处理。
（2）左、右机舱底组件组装完成后，撕去拉伸缠绕膜，并安装吊物孔门及梯子。
（3）为给下道工序做好准备，将机舱所需部件及工具在起吊前放入机舱（如光缆、风速仪、风向标、滑环等）。
（4）拆除组装支架的连接螺栓，用主吊将机舱缓缓吊起至塔筒上法兰，注意刚起吊时注意控制机舱的摆动，避免机舱与支架碰撞而损坏，起吊过程配合揽风绳保证机舱平稳安全起吊。
（5）起吊机舱至塔架上法兰面约10cm时，用导向棒对准螺孔，将机舱法兰与塔筒法兰引导对位，穿入螺栓并紧固，在紧固过程中吊机还要负荷5t左右的机舱重量。
（6）待预紧完后，放松主吊至吊钩提升力为零，及时迅速、连续使用液压力矩扳手按十字对角线方向紧固螺栓三遍，分别是终值的50%、75%、100%。
（7）安装机舱时依据主吊车可移动区域确定机舱口朝向，确保便于后续发电机及叶轮的吊装，如果场地条件允许，一般要求机舱口与主风向一致。
4.2.4 发电机安装。
（1）由主吊起吊发电机至一定的高度，清理干净定轴法兰面及螺纹孔。
（2）在定轴法兰螺孔上120°等分安装三根发电机吊装导正棒。
（3）继续将发电机起吊至足够翻身的高度，在辅助吊车配合下，将发电机从水平状态翻转成接近竖直状态。
（4）主吊起吊，地面人员配合拉导向绳将发电机缓慢平稳起吊至机舱安装位置，使发电机定轴法兰与机舱底座法兰面对齐并借助导正棒使安装法兰孔对中。
（5）安装栓头螺栓，按要求打紧螺栓力矩。
4.2.5 叶片组装和叶轮吊装：
（1）叶轮安装流程：叶片垂直放置（后缘向上）→变桨→组对（锁定）→装挡雨环、上端盖→吊装→拆吊具→解除锁定→装齿形带。
图3
（2）叶片组装：根据现场情况确定叶片与轮毂组装的区域，要求轮毂放置区域地面硬实、平整。使用一辆吊车，采用两根扁平吊带起吊、组对叶片，要求两吊带间距：L≥4m。缓缓起升主吊，调整叶片，使叶片根部位与轮毂变桨系统安装孔对正，将叶片缓缓的送进轮毂；分三次按规定力矩值上紧螺栓，卸下吊具。对组对完的叶片及时进行支撑防护，要求支撑必须稳固、可靠、承载力至少3t以上，支撑点位于叶尖辅助吊点标记处。叶片密封安装（安装挡雨环、导流罩前端盖）。
（3）叶轮吊装：清理检查组好的叶轮，对轮毂内部遗留的工器具、螺栓等清理干净，并清洁导流罩内壁；对齿形带、齿压板等物体固定牢靠。
根据吊车就位及叶轮摆放情况确定2个起吊叶片（主吊叶片），并在这2个叶片根部安装扁平宽吊带，在确保宽吊带与叶片密封上端的最小距离L约为200mm。
安装好叶尖护袋，主吊车、辅助吊车各自挂好主吊带、辅助吊带。
主吊车和辅助吊车同时匀速缓缓起吊，待轮毂支架稍离地面后，拆卸轮毂支架，继续提升到一定高度后清洁轮毂法兰面和螺纹孔。
辅助吊车配合主吊车将叶轮由水平状态慢慢调整至竖直状态，确保叶尖不触地。待第三个叶片成竖直向下时，辅吊脱钩。缆风绳拉住叶片以便于控制叶轮倾角，主吊车继续匀速缓缓提升，地面人员设专人拉住两叶尖导向绳使叶轮平稳起吊至发电机安装位置。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，轮毂法兰靠近发电机动轴法兰时暂时停止，地面人员听从机组上指挥要求，吊车配合使轮毂法兰面与发电机动轴承法兰面保持平行对接状态，必要时可通过手拉葫芦协助对接。
安装涂有固体润滑膏的螺栓，待所有螺栓人工旋入，按规定力矩值分三次紧固所有螺栓。轮毂与主轴螺栓紧固完成后，拆掉叶轮吊具。
5 推广应用价值
通过广西兴安风电场风力发电机组安装技术实施，风机安装完成后检测各项技术参数均满足要求，质量等级优良，相比传统吊装方式节省了大量人力及设备资源，取得了显著的经济效益和社会效益，在类似安装工程中具有较大借鉴意义。
参考文献
[1] 《风力发电工程施工与验收》编委会.风力发电工程
施工与验收[M].北京：中国水利水电出版社，
2009.
[2] 机械设备安装工程施工及验收通用规范（GB50231）
[S].
[3] 建筑电气工程施工质量验收规范（GB50303）[S].
[4] 电气装置安装工程（GB50169）[S].
作者简介：钟艺谋，男，甘肃临洮人，中国水利水电第四工程局有限公司高级工程师，硕士。
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