王培松 （中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

1 工程概況

安徽省岳西縣高傳牛草山風(fēng)電場一期工程設(shè)計(jì)安裝33臺(tái)NJ100-1.5MW-80型風(fēng)電機(jī)組，重約64t，該機(jī)組為水平軸，機(jī)組按GL2010 S型來定義，湍流強(qiáng)度I15＝0.18，空氣密度1.225kg/m3。機(jī)組配套3張葉片，每張葉片長度為48m，上風(fēng)向結(jié)構(gòu)，單機(jī)額定功率為1500kW，輪轂中心高度為80m，轉(zhuǎn)輪直徑為100m。風(fēng)機(jī)塔筒高度為78m，底端最大直徑為4.4m，頂端最小直徑為2.7m，單個(gè)塔筒總重161.4t。

2 低風(fēng)速發(fā)電機(jī)組吊裝的工程特點(diǎn)

①風(fēng)電場海拔地勢高，起伏大。

②風(fēng)機(jī)位大多在獨(dú)立山頭上，機(jī)群分部廣，吊裝機(jī)械拆裝和行走的難度大。

③吊裝平臺(tái)大多是山體降基或臨近山體，吊裝場地有限，使風(fēng)機(jī)各部件的堆放、地面組裝和吊裝更加困難。

④風(fēng)機(jī)機(jī)艙重量大，吊裝高度大。

3 吊裝前應(yīng)具備的條件

3.1 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)驗(yàn)收

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土必須有當(dāng)?shù)鼐哂邢嚓P(guān)資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)出具的試壓塊強(qiáng)度報(bào)告。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)回填且優(yōu)先利用基槽中挖出的優(yōu)質(zhì)土或采用級(jí)配良好的土壤，回填土須分層碾壓密實(shí)，回填干密度≥1.8t/m3，壓實(shí)度≥0.95?；A(chǔ)環(huán)測平采用檢驗(yàn)合格的水平儀進(jìn)行測量，要求基礎(chǔ)環(huán)傾斜度即法蘭水平度偏差不得大于2mm。

QLY2400型輪胎起重機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表1

3.2 模擬運(yùn)輸

鑒于風(fēng)機(jī)設(shè)備的特殊性，以及山路的坡度、轉(zhuǎn)彎處、天氣的影響，在運(yùn)送風(fēng)機(jī)設(shè)備前，特要求大型平板運(yùn)輸車進(jìn)行模擬運(yùn)行，以保證設(shè)備完好運(yùn)輸至吊裝現(xiàn)場，設(shè)備完好率100%，在試運(yùn)行前，安排專門人員協(xié)同駕駛員對(duì)即將運(yùn)輸?shù)牡缆忿D(zhuǎn)彎處、坡度、風(fēng)機(jī)位進(jìn)行熟悉。

試運(yùn)行期間，所有司機(jī)以及指揮人員、觀察人員必須配備良好的無線通話設(shè)備，安排一輕型車輛作為指引，通過無線通話設(shè)備與后方運(yùn)輸司機(jī)將前方道路（尤其是高邊坡以及轉(zhuǎn)彎處）情況及時(shí)匯報(bào)，并要求一輛裝載機(jī)隨時(shí)待命，以防緊急情況時(shí)，及時(shí)牽引。

4 安裝前的準(zhǔn)備工作

4.1 外業(yè)準(zhǔn)備

①用自動(dòng)安裝水準(zhǔn)儀對(duì)基礎(chǔ)環(huán)法蘭面的水平度進(jìn)行測量，確保水平度偏差不大于2mm，安排人員檢查基礎(chǔ)環(huán)連接螺栓孔數(shù)、間距是否與塔筒底部法蘭相吻合，基礎(chǔ)環(huán)平面度允許最大變形1.5mm；最大允許弓性變形外邊0.5mm，內(nèi)邊1.5mm，法蘭水平面對(duì)中最大允許角度偏差0.15mm。

②檢查清理基礎(chǔ)環(huán)表面及螺栓孔有無混凝土澆注飛濺物等雜質(zhì)。

③安排人員將第一段塔筒與基礎(chǔ)環(huán)連接的螺栓準(zhǔn)備就緒，并用絲錐對(duì)螺紋清理干凈，在螺紋處涂滿MOS2潤滑脂后放在基礎(chǔ)環(huán)螺栓內(nèi)側(cè)，等待下一步工序的進(jìn)行。

④檢查塔筒各段是否有遺漏或損壞零件，檢查平臺(tái)支架與鋼板固定是否牢固，是否有松動(dòng)零件，檢查LD、BD2導(dǎo)電軌母線連接螺栓是否緊固。

⑤由現(xiàn)場指揮者牽頭，執(zhí)行詳細(xì)的安裝作業(yè)計(jì)劃。明確工作崗位，責(zé)任到人。明確安裝作業(yè)順序、技術(shù)要求、安全要求，明確各工序使用的安裝設(shè)備、工具、吊具及輔助材料等。

⑥了解詳細(xì)48h之內(nèi)天氣預(yù)報(bào)，確認(rèn)安裝當(dāng)日氣象條件適宜。

⑦清理安裝現(xiàn)場，清理出大型車輛通道和足夠風(fēng)機(jī)吊裝的施工場地。

4.2 內(nèi)業(yè)資料準(zhǔn)備

①確認(rèn)吊車、吊車司機(jī)和吊車指揮所有的證件齊全。

②對(duì)底法蘭進(jìn)行測平，并形成文件。

③基礎(chǔ)所用的水泥、鋼筋等所有材料的測試報(bào)告，還有混凝土過養(yǎng)護(hù)期后的試塊報(bào)告。

4.3 吊裝設(shè)備選擇

綜合運(yùn)輸、吊裝等條件，采用QLY2400型輪胎起重機(jī)能滿足風(fēng)機(jī)機(jī)艙大重量及大高度（120m）要求。主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表1。

5 發(fā)電機(jī)組吊裝施工

5.1 塔架吊裝

5.1.1 第一節(jié)塔筒吊裝

清掃基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)混凝土地面，并用銼刀修整基礎(chǔ)環(huán)上法蘭面毛刺，用水平儀或激光測平儀檢查其水平度，基礎(chǔ)法蘭螺孔以外平面連續(xù)注射硅膠以防雨水進(jìn)入塔架內(nèi)，并在螺紋處涂二硫化鉬。將穿線電纜用的保護(hù)管截取合適長度，用平銼清除基礎(chǔ)環(huán)上的接地連接座，用螺栓緊固4個(gè)接地扁鋼。

固定上法蘭的專用吊具，見圖1。上法蘭吊具必須以主吊機(jī)吊鉤與地面垂直軸對(duì)稱固定在上法蘭平面上。下法蘭吊具必須使輔助吊機(jī)吊鉤與地面垂直固定在下法蘭平面上。

兩吊機(jī)同時(shí)徐徐吊起塔架離開地面約1m左右，清洗塔架未清洗的表面污物，必要時(shí)補(bǔ)漆或采取必要措施。兩吊車在指揮人員的指揮下，豎直塔架。在豎直過程中，輔吊始終保持塔架下法蘭面不能接觸地面，見圖2。

圖1 固定上法蘭的專用吊具

圖2 塔筒起吊

第一段塔架與基礎(chǔ)環(huán)對(duì)接，將2根或3根繩索系到塔架底部法蘭，吊起塔架并橫向移動(dòng)塔架，使塔架放低，使其蓋上電控柜和變頻柜，徐徐將第一節(jié)塔架落下，見圖3。當(dāng)?shù)谝欢嗡芟路ㄌm平面距基礎(chǔ)環(huán)法蘭平面10cm左右停止，用撬棒扳手的撬棒引導(dǎo)兩法蘭孔對(duì)中，注意兩法蘭零位標(biāo)記一定要對(duì)正。

圖3 第一節(jié)塔架落下圖

主吊機(jī)提升力保持5t，安裝預(yù)先放臵好的螺栓、墊片和螺母，注意螺栓必須由下向上穿，墊片內(nèi)孔倒角必須朝向螺栓頭和螺母。接著用快速電動(dòng)扳手按圖4所示順序預(yù)擰緊塔架內(nèi)圈100個(gè)螺栓約700N·m～1000N·m，在預(yù)擰緊過程中用梅花扳手阻止螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖4 螺栓預(yù)擰緊順序

預(yù)擰緊結(jié)束后，放松主吊機(jī)吊鉤，用液壓力矩扳手按圖5所示順序四點(diǎn)擰緊塔架內(nèi)圈第一節(jié)塔架下法蘭與基礎(chǔ)環(huán)上法蘭連接的螺栓（螺栓分三次擰緊，每次間隔時(shí)間不少于30min），第一次擰緊力矩為螺栓終擰力矩值的60%（用粉筆做好起始位臵標(biāo)記)，在擰緊過程中用相應(yīng)的梅花扳手阻止螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖5 螺栓擰緊順序

在擰緊塔架內(nèi)法蘭螺栓后，同時(shí)上塔架平臺(tái)拆卸上法蘭吊具，準(zhǔn)備第二段塔架的起吊。

5.1.2 第二段塔架安裝

用硅膠槍在螺孔外圈注射連續(xù)一圈硅膠，以密封雨水及灰塵進(jìn)塔架內(nèi)。

按起吊第一段塔筒的要求起吊第二段塔架。當(dāng)?shù)诙嗡芟路ㄌm平面高出第一段塔架上法蘭平面15cm左右時(shí)，塔架內(nèi)指揮人員開始指揮吊車，安裝人員在安全風(fēng)繩的幫助下，用撬棒扳手的撬棒引導(dǎo)上下法蘭孔對(duì)中，并拆除安全風(fēng)繩，注意兩法蘭零位標(biāo)記一定要對(duì)正。

5.1.3 剩余段塔架安裝

重復(fù)第二段塔架安裝過程。

5.1.4 爬梯和爬梯助力器安裝

塔架安裝結(jié)束后，開始連接每段爬梯接頭，包括安全滑道的接頭，使其平直連接起來，連接接地系統(tǒng)，用力矩扳手設(shè)計(jì)給出的力矩值，固定爬梯上所有螺栓使其達(dá)到要求力矩。爬梯助理器安裝完成后，整理現(xiàn)場，收集好工具，準(zhǔn)備機(jī)艙的安裝。

5.2 機(jī)艙吊裝

5.2.1 準(zhǔn)備工作

安裝人員人工搬運(yùn)電動(dòng)扳手、拉伸器、液壓高壓泵、2只S55套筒、2只S55（套筒、平板銼刀、硅膠注射槍及膠、彩色記號(hào)筆）等工具搬運(yùn)到達(dá)第四段塔架上平臺(tái)。固定機(jī)艙前吊具（長度5.0m）03T030、機(jī)艙后吊具（長度5.55m）03T031和安全風(fēng)繩，并在機(jī)艙內(nèi)固定2個(gè)螺栓拉伸器S55拉套、1個(gè)電動(dòng)液壓泵、1套梅花開口兩用扳手和54個(gè)M42螺母。接著在吊車輔助下拆卸掉運(yùn)輸支架上的M36×310螺栓。

5.2.2 試吊

試吊時(shí)，吊起機(jī)艙離地約200mm，使用后吊鏈上的花螺栓，調(diào)節(jié)機(jī)艙縱向和橫向水平，并使4根吊鏈都能受力。

5.2.3 吊裝施工

機(jī)艙調(diào)平后，等安裝人員撤離到安全位置后，方可開始起吊。用平板銼刀除去四段塔架上法蘭平面毛刺，并注射一圈硅膠。機(jī)艙起吊到一定高度（機(jī)艙偏航盤離高出塔架頂部法蘭面25cm左右）時(shí)塔架內(nèi)指揮人員指揮吊車開始與塔架頂部法蘭對(duì)中，使3個(gè)引導(dǎo)螺栓都進(jìn)入正確的法蘭孔位置。

兩法蘭面接觸后，裝上72個(gè)M36螺帽，用電動(dòng)扳手按順序預(yù)擰緊所有螺栓700N·m～1000N·m扭矩，接著放吊鉤到15t的預(yù)緊力，拆掉三個(gè)引導(dǎo)螺栓用電動(dòng)扳手再次按順序預(yù)擰緊所有螺栓700N·m～1000N·m扭矩一次。電動(dòng)扳手預(yù)擰緊完畢，吊鉤提升力繼續(xù)保持為15t，30min后用拉伸器順序預(yù)擰緊所有螺栓到448kN。

安裝人員進(jìn)入機(jī)艙，拆卸吊具，并安裝好避雷針、航標(biāo)燈接線等。30min后，用拉伸器按順序第三次拉伸機(jī)艙偏航盤與塔架法蘭連接螺栓到560kN拉力。向下按順序擰緊第四段塔架與第三段塔架法蘭連接螺栓到終擰力矩值。每一段第一次力矩?cái)Q完后，必須相隔30 min后，方可擰第二次力矩。擰緊所有法蘭螺栓檢驗(yàn)合格后，用硅膠密封塔架頂平臺(tái)與塔架內(nèi)壁縫隙。

5.3 葉輪吊裝

5.3.1 葉輪地面組裝

用3只30t卸扣和2根10m長扁平吊帶起吊輪轂和運(yùn)輸架，水平放臵輪轂及輪轂運(yùn)輸支架用螺栓固定在調(diào)平的4m×4m×10cm的鋼箱梁上。輪轂放臵時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場地形情況和吊車位置調(diào)整好3個(gè)葉根軸承法蘭方向。

安裝葉片吊具，吊鉤位置要在葉片重心處，調(diào)節(jié)手動(dòng)葫蘆長度使葉片后椽向上，0°標(biāo)記朝向地面，清洗葉片并用MOS2潤滑螺栓。

將第一片葉片慢慢吊于輪轂葉根軸承法蘭接口處，進(jìn)行組裝，如圖6。

圖6 葉片吊裝

再用手動(dòng)葫蘆微調(diào)葉片，使葉根部0度刻度線零點(diǎn)與葉根軸承轉(zhuǎn)盤上的0標(biāo)記線對(duì)正，然后通過安裝調(diào)試電源盒進(jìn)行變漿微調(diào)，使葉片所有螺栓能順暢裝入變漿軸承孔中，帶上螺母。葉片的法蘭端面與軸承端面貼合。用電動(dòng)扳手按順序預(yù)擰緊所有螺栓，擰緊力矩達(dá)到700N·m，使用專用支架撐葉片離尖部12m的部位并放臵軟的支墊物，待支撐物墊好后方可松開吊車和吊帶。用螺栓拉伸器S55拉伸M36葉根螺栓，第一次拉伸為280kN，30min后第二次拉伸拉伸力為350kN。

按照前面敘述要求，組裝剩余2只葉片，最終形成葉輪，見圖7。

圖7 組裝完成后的葉輪

5.3.2 葉輪吊裝

拆卸掉葉輪與低速軸聯(lián)接處法蘭面上最頂部M42螺栓，同時(shí)裝上M42×360尖頭對(duì)中螺栓。在兩支葉片的葉根位置分別用2根30t扁平吊帶或葉輪專用吊板固定住葉輪，作為主吊機(jī)起吊用的吊具，見圖8。

圖8 葉輪吊裝

在主吊點(diǎn)兩側(cè)葉片上分別套上風(fēng)繩保護(hù)套，并對(duì)稱攜好4根φ18×120m安全風(fēng)繩，在風(fēng)繩保護(hù)套內(nèi)墊入硬紙殼，以便順利脫套。當(dāng)葉輪安裝結(jié)束后，葉片轉(zhuǎn)向下方向時(shí)，風(fēng)繩保護(hù)套可通過2根風(fēng)繩作用保護(hù)套可被拽下。

吊帶繞一圈素緊在Y型風(fēng)輪的葉片上，葉片上墊一塊后緣保護(hù)套，并距葉尖位置約12m左右，同時(shí)在吊帶上綁2根約20m長的安全風(fēng)繩；吊帶另一頭掛于輔助吊機(jī)上，并稍微拉緊。

安裝好主吊鉤與輔助吊鉤后，每條安全風(fēng)繩處安排2人去控制葉輪在松開輪轂運(yùn)輸架連接螺栓時(shí)發(fā)生的晃動(dòng)。

拆卸葉輪與輪轂運(yùn)輸架連接螺栓，拆卸完畢后，安裝人員撤離。主副吊機(jī)在指揮人員的指揮下慢慢提升，距地面1.5m～1.7m時(shí)拆下輪轂最高處一根螺栓，安裝一根更長的導(dǎo)向銷，以便使葉輪與主軸法蘭安裝時(shí)更容易聯(lián)接。

主吊機(jī)起吊葉輪，副吊機(jī)配合同步起吊第三只葉片，直到風(fēng)輪到達(dá)垂直位置，但副吊機(jī)必須保證第三吊葉片的葉尖離地面有1m以上的距離。

利用4條風(fēng)繩調(diào)節(jié)葉輪方向，在引導(dǎo)葉輪上升之前，松開副吊機(jī)上的吊帶，并將其移去，副吊機(jī)把后椽保護(hù)套用繩索拉下。用人工推拉垂直向下的葉片，使輪轂配合面向下傾斜5度，與低速軸法蘭面仰角5度相一致。葉輪在4條風(fēng)繩控制下，主吊機(jī)謹(jǐn)慎緩慢起吊，當(dāng)葉輪到主軸法蘭高度處，利用主吊機(jī)和風(fēng)繩把葉輪調(diào)整到法蘭前方，見圖9。

主吊機(jī)聽從機(jī)艙內(nèi)指揮把葉輪移向主軸法蘭，此時(shí)釋放高速軸剎車，將導(dǎo)向螺栓銷引導(dǎo)入法蘭螺栓孔，隨后微動(dòng)主吊機(jī)將其余輪轂螺栓送入主軸法蘭螺孔內(nèi)，利用電動(dòng)沖擊扳手及液壓拉伸器快速把全部螺帽擰到最終力矩的60%緊固。高速軸剎車回到制動(dòng)狀態(tài)，調(diào)整葉輪鎖定裝臵到鎖定狀態(tài)。釋放剎車和葉輪鎖定裝臵，緩慢左右移動(dòng)葉輪，把輪轂螺栓拉伸力按順序拉到最終拉力890kN。

圖9 葉輪吊裝

葉輪在左右移動(dòng)時(shí)，可隨手將兩葉片風(fēng)繩保護(hù)套拉下，此時(shí)必須注意風(fēng)機(jī)下面周圍人員安全。關(guān)閉好所有頂部蓋板，單根分別放下控制電纜和動(dòng)力電纜，讓其垂吊于塔架內(nèi)。2MW發(fā)電機(jī)與齒輪箱聯(lián)軸部分安裝、對(duì)中要求將激光對(duì)中裝臵兩部分分別固定在齒輪箱與發(fā)電機(jī)聯(lián)動(dòng)軸上，位置基本保持一致。用激光對(duì)中儀測量發(fā)電機(jī)輸入軸與齒輪箱輸出軸是否對(duì)齊，對(duì)中開始后分別在相對(duì)-45°、0°和+45°這三個(gè)位置計(jì)算偏差量，要求發(fā)電機(jī)輸入軸比齒輪箱輸出軸1.8mm～2mm。發(fā)電機(jī)輸入軸向右（從齒輪箱往發(fā)電機(jī)方向）偏離齒輪箱輸出軸2.0mm～2.2mm。角度控制在0.1/100范圍內(nèi)。如果沒有對(duì)齊，通過調(diào)節(jié)槽螺母來調(diào)節(jié)上下差，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)螺母來調(diào)節(jié)左右差。安裝聯(lián)軸器保護(hù)罩，對(duì)中工作完成。打掃機(jī)艙內(nèi)衛(wèi)生，收集工具，離開塔架，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械部分安裝結(jié)束。

6 施工注意事項(xiàng)

為了保證安徽省岳西縣高傳牛草山風(fēng)電場一期工程低風(fēng)速發(fā)電機(jī)組安裝及吊裝的順利進(jìn)行，確保工程質(zhì)量安全和公司管理體系的落實(shí)，施工時(shí)有如下注意事項(xiàng)。

①凡參加風(fēng)電機(jī)組吊裝和施工的人員，必須持證上崗，熟悉起吊方法和工程內(nèi)容，按照施工方案進(jìn)行施工，并嚴(yán)格按規(guī)程和規(guī)范進(jìn)行操作。

②在施工過程中，施工人員必須分工明確，責(zé)任明晰，在整個(gè)吊裝過程中，要切實(shí)遵守現(xiàn)場勞動(dòng)紀(jì)律，服從指揮，不得擅自離崗。

③在吊裝過程中，應(yīng)有統(tǒng)一的指揮信號(hào)，聲音清晰明亮。凡參加施工的全體人員必須熟悉此信號(hào)，各操作崗位動(dòng)作協(xié)調(diào)一致。

④吊車司機(jī)必須熟悉起重機(jī)機(jī)械性能，執(zhí)行規(guī)定的各項(xiàng)檢查和保養(yǎng)后，方可啟動(dòng)。檢查各種儀器儀表，確認(rèn)正常后方可開始工作。

⑤開始工作前，吊車應(yīng)先試運(yùn)轉(zhuǎn)一次，檢查各機(jī)構(gòu)的工作是否正常，制動(dòng)裝置是否靈敏可靠。

⑥雙機(jī)抬吊時(shí)，每臺(tái)吊車的負(fù)荷不得超過該機(jī)允許負(fù)荷的70%，起吊過程中兩機(jī)動(dòng)作要協(xié)調(diào)，相互配合，起重滑車組基本保持垂直狀態(tài)。