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(中國水利水電第四工程局有限公司西南分局，成都，610091)

1 工程概述

湖南江華河路口風(fēng)電場場址面積約14.03km2，海拔高度在470m～1500m之間，區(qū)域內(nèi)地貌類型為低山丘陵，地勢起伏較大，山頂植被多為低矮灌木，并且分布較密。場內(nèi)主道路及進(jìn)風(fēng)機(jī)機(jī)位各支線道路大部分均為依山體地勢盤旋修筑的原狀土道路，各風(fēng)機(jī)位較為分散，相距較遠(yuǎn)。風(fēng)機(jī)吊裝平臺(tái)多處于丘陵山體頂部，吊裝平臺(tái)設(shè)計(jì)尺寸大小為40m×60m。風(fēng)電場地區(qū)為典型的南方丘陵地區(qū)。

受風(fēng)電場建設(shè)地理?xiàng)l件限制，并盡可能地減少對原有植被的破壞，風(fēng)機(jī)吊裝平臺(tái)、進(jìn)場道路盡可能地減少大規(guī)模開挖，造成風(fēng)機(jī)到貨設(shè)備卸貨和布置困難、設(shè)備轉(zhuǎn)場運(yùn)輸困難、吊裝設(shè)備布置困難，另外，因機(jī)位分散造成到貨設(shè)備及施工機(jī)具看護(hù)等困難，從而增加了風(fēng)機(jī)安裝施工難度，不利于質(zhì)量控制、成本控制，嚴(yán)重制約著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝施工進(jìn)度。

2 吊裝前施工準(zhǔn)備

(1)根據(jù)土建部分風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)澆筑時(shí)間及混凝土強(qiáng)度時(shí)間進(jìn)行交安計(jì)劃，混凝土強(qiáng)度等級滿足設(shè)計(jì)要求且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均合格；

(2)勘查現(xiàn)場吊裝場坪，編制施工專項(xiàng)方案；

(3)復(fù)測基礎(chǔ)環(huán)平整度，其偏差符合規(guī)范及設(shè)計(jì)(最大偏差≤4mm)要求；

(4)落實(shí)設(shè)備的供需計(jì)劃；

(5)上報(bào)吊裝機(jī)械、吊索具，施工人員及設(shè)備等相關(guān)資料；

(6)進(jìn)行安全技術(shù)交底；熟悉廠家作業(yè)指導(dǎo)書(三一SE11520-2.0MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝手冊)；

(7)配備施工工器具并做相應(yīng)的檢查、對施工人員進(jìn)行三級安全教育；

(8)組裝主吊車，進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)；

(9)監(jiān)理單位專業(yè)工程師驗(yàn)收、簽署準(zhǔn)吊證，開始進(jìn)行吊裝作業(yè)。

3 風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)輸

南方丘陵地區(qū)風(fēng)電場道路因受地形及環(huán)保影響，不可能大面積進(jìn)行道路修筑，如何在有限的道路條件下使56.5m長的風(fēng)機(jī)葉片順利運(yùn)輸至風(fēng)機(jī)位，是該地區(qū)施工的一大難點(diǎn)。湖南河路口風(fēng)電場經(jīng)過多方案的現(xiàn)場試驗(yàn)及測算，總結(jié)出風(fēng)機(jī)葉片二次轉(zhuǎn)運(yùn)可節(jié)省極大的成本。

(1)在吊裝前，在風(fēng)電場進(jìn)場道路處找一塊開闊地帶，簡單修復(fù)平整進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片的存放；

(2)吊裝開始后，采用市場現(xiàn)有的舉升及旋轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)輸車進(jìn)行二次轉(zhuǎn)運(yùn)，該車在道路坡度較大及轉(zhuǎn)彎半徑不足的地方，通過自帶液壓氣缸，舉升旋轉(zhuǎn)運(yùn)輸葉片，能有效地克服風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)輸?shù)臉O大困難(風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)輸車示意見圖1)。

圖1 風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)輸車示意

4 風(fēng)機(jī)設(shè)備卸車

塔筒、機(jī)艙和輪轂到貨卸車場地一般為風(fēng)機(jī)吊裝平臺(tái)，如何在有限的場地內(nèi)合理擺放風(fēng)機(jī)設(shè)備是該過程的難點(diǎn)。湖南河路口風(fēng)電場設(shè)計(jì)平臺(tái)尺寸為40m×60m，但因現(xiàn)場諸多因素限制，平臺(tái)尺寸無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，風(fēng)電場現(xiàn)場實(shí)踐出擺放方案(見圖2)。

圖2 風(fēng)機(jī)設(shè)備現(xiàn)場布置示意

另外，在設(shè)備卸車時(shí)要求安全風(fēng)速值為5min平均風(fēng)速10m/s以下，葉片卸車的安全風(fēng)速值為5min平均風(fēng)速8m/s。

4.1 塔筒、輪轂卸車

(1)選定目標(biāo)位置地點(diǎn)，將拖車完全停穩(wěn)在目標(biāo)位置附近，塔筒、輪轂的儲(chǔ)存機(jī)位地點(diǎn)必須平整，且足夠?qū)挸?，放置塔筒、輪轂的地面不得塌陷，避免損壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)；

(2)所有作業(yè)人員正確穿戴個(gè)人防護(hù)用品；

(3)檢查塔筒、輪轂是否完好，固定位置是否發(fā)生變化，如果完好，則開展下一步工作；如果塔筒、輪轂固定位置變化較大或者塔筒、輪轂受損，必須報(bào)告項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，由負(fù)責(zé)人根據(jù)實(shí)際情況作出決定；

(4)在塔筒上法蘭3點(diǎn)和9點(diǎn)位置連接兩個(gè)吊裝工具，在塔筒下法蘭12點(diǎn)位置連接一個(gè)吊裝工具，保證塔筒內(nèi)電纜支架位于下方，將卸扣、吊裝工具和鋼絲繩連接好。拆除綁扎塔筒支撐架的鋼絲繩，用兩臺(tái)汽車吊吊住連接塔筒吊座的鋼絲繩，開始起吊塔筒；

(5)使用3個(gè)專用輪轂吊座，按均布位置(三個(gè)夾角均為120°)用規(guī)定規(guī)格的螺栓固定在輪轂上，并將輪轂專用吊帶用卸扣和輪轂吊座連接好。用汽車吊吊鉤勾住吊帶，開始起吊輪轂；

(6)當(dāng)塔筒、輪轂開始拖車約1m時(shí)停止起吊，靜置2min～3min，確保安全可靠后繼續(xù)起吊至地面選定位置，塔筒、輪轂下降即將接近地面時(shí)，運(yùn)輸人員開始引導(dǎo)定位，當(dāng)塔筒、輪轂接近地面時(shí)，人切勿站在或?qū)⑹帜_放在其地面之間；

(7)拆除吊裝工裝、卸扣和鋼絲繩，清理現(xiàn)場，將工具等回收至指定位置。

4.2 葉片卸車

4.2.1 葉片放置場地準(zhǔn)備

參照臨時(shí)存放場地實(shí)際情況，因風(fēng)機(jī)葉片較長，盡可能地將葉片放置在起重機(jī)的起重半徑之內(nèi)，方便轉(zhuǎn)運(yùn)車轉(zhuǎn)運(yùn)，放置葉片的地面必須堅(jiān)固、平坦、均勻，以避免沉陷和損壞。

4.2.2 葉片卸車

可采用兩種方式起吊葉片：

(1)采用兩臺(tái)汽車吊的方式進(jìn)行吊裝，使用2條吊帶綁扎葉片，綁扎時(shí)應(yīng)使用葉片護(hù)板，葉根吊帶綁扎在葉片根部圓柱部分，葉尖吊帶距離葉片跟部約28.5m/30.2m/33.3m/35m；

(2)采用吊梁的方式進(jìn)行吊裝，吊梁兩端吊環(huán)處左右各懸掛吊帶，下端捆綁與葉片重心左右3m處，且需要使用葉片護(hù)板。葉片護(hù)板需要至少為長1m、寬50cm、厚6mm，與相應(yīng)剖面吻合，護(hù)板內(nèi)還需要墊橡膠等軟的填充材料，避免局部的損壞或者小的裂紋。前緣應(yīng)該朝下，當(dāng)使用吊帶時(shí)，帶寬至少為300mm。起吊前需要確認(rèn)起吊重心是否正確，至少要使用兩個(gè)操作纜繩使葉片離開運(yùn)輸車輛后能控制其位置，可使用一臺(tái)汽車吊進(jìn)行輔助。

為防止葉片在卸車過程中發(fā)生打滑而轉(zhuǎn)動(dòng)，需要在吊帶兩側(cè)加墊防滑泡沫塊或珍珠棉。

4.3 機(jī)艙卸車

4.3.1 準(zhǔn)備工作。

(1)選定目標(biāo)放置地點(diǎn)，將拖車完全平穩(wěn)停放在目標(biāo)位置附近，機(jī)艙的儲(chǔ)存場地必須平整，且足夠?qū)挸ǎ胖脵C(jī)艙的地面不得塌陷，避免損壞輪轂內(nèi)部結(jié)構(gòu)；

(2)所有作業(yè)人員正確穿戴個(gè)人防護(hù)用品；

(3)檢查機(jī)艙是否完好，固定位置是否發(fā)生變化，如果完好，則開展下一步工作。如果機(jī)艙固定位置變化較大或機(jī)艙受到損壞，必須報(bào)告項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，由負(fù)責(zé)人根據(jù)實(shí)際情況作出決定。

4.3.2 機(jī)艙卸車

(1)用吊帶將機(jī)艙吊裝工裝掛于汽車吊(200t汽車吊)的吊鉤上，緩慢移動(dòng)并提升吊鉤直到工裝鏈條位于機(jī)艙頂部正上方，保證機(jī)艙吊裝工裝的“前”字朝拖車車頭方向；

(2)工裝人員進(jìn)入機(jī)艙，將機(jī)艙吊裝工裝的吊帶用卸扣安裝在機(jī)艙底架的吊裝點(diǎn)上，然后緩慢升吊鉤直到吊帶拉直，確保吊帶不與機(jī)艙的其他部件相接觸，同時(shí)避免損壞機(jī)艙罩及內(nèi)部設(shè)備。

5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝施工技術(shù)

5.1 安裝施工準(zhǔn)備和要求

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝前，采用精密水準(zhǔn)儀檢查基礎(chǔ)環(huán)與塔筒接觸面的水平度不超過±2mm；地基有良好的接地要求，接地電阻≤4Ω；基礎(chǔ)混凝土齡期必須達(dá)到28d以上。

吊裝前提前了解施工期間天氣狀況，合理安排施工時(shí)間，確保風(fēng)機(jī)機(jī)艙、葉輪安裝時(shí)風(fēng)速不應(yīng)超過6m/s。

5.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝包括塔筒安裝、機(jī)艙吊裝、葉輪組裝及吊裝等。根據(jù)湖南河路口風(fēng)電場“三一SE11520-85型”風(fēng)機(jī)性能以及現(xiàn)場實(shí)踐，小面積吊裝平臺(tái)可采用300t汽車吊吊裝一、二段塔筒，SCC6500E(650t)履帶吊吊裝三、四節(jié)塔筒、機(jī)艙及葉輪，同時(shí)輔以70t汽車吊、25t汽車吊的施工方式。另外，在吊裝機(jī)艙當(dāng)天，葉片轉(zhuǎn)運(yùn)車亦將葉片轉(zhuǎn)運(yùn)至機(jī)位，待機(jī)艙壓頂后直接進(jìn)行葉輪組裝。根據(jù)風(fēng)機(jī)吊裝數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，此流水式吊裝在南方丘陵地帶小面積吊裝平臺(tái)的綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。

安裝主要工藝流程為：基礎(chǔ)環(huán)表面檢查(包括表面平整度)→控制柜就位安裝→塔筒吊裝→機(jī)艙吊裝→發(fā)電機(jī)吊裝→葉片輪轂組合→葉輪組件吊裝→塔筒內(nèi)配套電氣設(shè)備及電纜/光纜安裝。

5.2.1 風(fēng)機(jī)塔筒安裝

安裝塔筒前需將電氣柜平臺(tái)、變流器、塔底柜等設(shè)施安裝好，清潔基礎(chǔ)法蘭面并在基礎(chǔ)法蘭、外緣和內(nèi)緣各涂一圈密封膠(可賽新TS1921)以避免濕氣進(jìn)入塔筒內(nèi)部，密封膠距法蘭外緣和內(nèi)緣均約10mm，寬度約4mm。

用專用吊裝螺栓在第一節(jié)塔筒上法蘭3點(diǎn)和9點(diǎn)位置連接兩個(gè)吊裝工裝，下法蘭12點(diǎn)位置連接一個(gè)吊裝工裝，將安裝在第一節(jié)塔筒上法蘭的吊裝工裝連接在主起重機(jī)(一、二段塔筒采用300t汽車吊，三、四段塔筒采用650t履帶吊)吊鉤上，下法蘭的吊裝工裝連接在副起重機(jī)(70t汽車吊)吊鉤上。吊裝現(xiàn)場照片見圖3。

圖3 風(fēng)機(jī)塔筒現(xiàn)場吊裝實(shí)況

當(dāng)完成前兩遍螺栓緊固工作后，拆除第一節(jié)塔筒上法蘭的吊裝工裝，將其吊至地面第二節(jié)塔筒附近，為吊裝第二節(jié)塔筒做準(zhǔn)備。

安裝固定塔底電氣柜平臺(tái)蓋板、安裝塔筒外爬梯，安裝剩余塔筒的方法與安裝第一節(jié)塔筒工序相似，需要注意的是安裝二、三節(jié)塔筒之前要提前在塔筒內(nèi)預(yù)放電纜。

二、三節(jié)塔筒吊裝前，必須按照工藝要求敷設(shè)電纜并緊固，未緊固的電纜要綁扎牢靠，以防安裝過程中砸傷工作人員。安裝完成后必須做好防雷接地，磨光防雷接線柱和接地平面，吊裝完一節(jié)塔筒，連接好塔筒爬梯，同時(shí)做好塔筒間照明安裝。

5.2.2 機(jī)艙安裝

從機(jī)艙罩頂部取下保護(hù)蓋，起吊橫梁吊鏈從孔中穿過，在機(jī)艙上固定長度至少為150m的兩根纜風(fēng)繩，沿與起重機(jī)吊臂垂直方向吊起機(jī)艙，將其定位于距塔筒上部法蘭1m的位置，緩緩放下機(jī)艙至兩個(gè)接觸面間距50cm的位置，手動(dòng)將螺栓旋入偏航軸承螺紋孔中，以此作為定位機(jī)艙的向?qū)?，通過吊車放下機(jī)艙。吊裝現(xiàn)場照片見圖4。

圖4 風(fēng)機(jī)機(jī)艙現(xiàn)場吊裝實(shí)況

機(jī)艙安裝完成后，必須蓋好吊裝孔蓋板，擰緊固定螺母。

5.2.3 葉片拼裝及吊裝

一個(gè)風(fēng)輪由一個(gè)輪轂(帶導(dǎo)流罩)、一個(gè)導(dǎo)流罩頂和三支葉片組成，須先組裝好風(fēng)輪，而后整體吊裝。

(1)安裝風(fēng)輪前的準(zhǔn)備工作：葉片安裝前，檢查葉片序列號(hào)和重量是否匹配，葉片法蘭上的螺栓是否完好并清潔，輪轂的回轉(zhuǎn)支承密封是否完好，螺紋孔是否清潔。若發(fā)現(xiàn)葉片的任何損傷都必須報(bào)告，只能在葉片經(jīng)過修復(fù)且項(xiàng)目負(fù)責(zé)人允許的情況下，該葉片才能組裝；

(2)葉輪組裝：組裝葉輪時(shí)要注意對準(zhǔn)葉片和輪轂零位線，因?yàn)槠溆绊懙胶罄m(xù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行發(fā)電量。葉輪組裝示意見圖5。

圖5 風(fēng)機(jī)葉輪組裝示意

(3)起吊葉輪。

(4)葉輪對接

①安裝前，必須拆下聯(lián)軸器護(hù)罩，盤車使維護(hù)銷對準(zhǔn)定位盤上的銷孔；

②風(fēng)輪起吊1m左右時(shí)，必須用清洗劑清潔輪轂法蘭面；

③將主軸上半部分的連接螺栓緊固到70%力矩后，才能摘除吊帶；

④摘除吊帶時(shí)，必須鎖上維護(hù)銷，液壓站手動(dòng)打上壓力；

⑤等吊車移位后，盤車安裝剩余的螺栓，盤車過程中，分別撤除風(fēng)繩，注意風(fēng)繩切勿纏繞輪轂，摘除風(fēng)繩時(shí)，注意安全以免被砸傷；

⑥安裝完成之后，將輪轂上的防塵膠皮塞入機(jī)艙罩的防水槽內(nèi)；

⑦主軸所有螺栓的70%力矩完成后，若因天氣變化無法進(jìn)行100%力矩，必須將主軸銷子鎖緊，液壓站打上壓力；

⑧若螺栓無法順利穿入，必須先清理螺紋孔內(nèi)雜質(zhì)，必要時(shí)要重新攻絲。

6 風(fēng)機(jī)吊裝設(shè)備轉(zhuǎn)場

針對南方丘陵地區(qū)風(fēng)電場風(fēng)機(jī)位布置分散狀況、交通道路實(shí)際情況，為了最大限度地減少因道路及風(fēng)機(jī)吊裝平臺(tái)的施工而大面積破壞原有生態(tài)植被，風(fēng)機(jī)吊裝主吊650t履帶吊必須進(jìn)行拆車轉(zhuǎn)場。另外，根據(jù)多次實(shí)際測算，在轉(zhuǎn)場時(shí)，現(xiàn)場采用風(fēng)機(jī)吊裝輔助吊車70t汽車吊、25t汽車吊配合拆車后(主吊拆除后主機(jī)重約40t),利用60t和40t平板車倒運(yùn)主機(jī)、吊臂和配重至下一個(gè)風(fēng)機(jī)位。另外在道路坡度較陡的情況下，增配裝載機(jī)作為輔助牽引機(jī)械。

7 結(jié)語

通過對南方丘陵地區(qū)特殊地理環(huán)境下風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的介紹，對相同地域后續(xù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝施工進(jìn)度控制、方案優(yōu)化和成本控制方面具有一定的指導(dǎo)意義，可作為今后類似地區(qū)風(fēng)力發(fā)電施工方案的參考。