杜學(xué)忠
新疆金風(fēng)科技股份有限公司 北京 100176
現(xiàn)階段,風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為我國電力的主要來源,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2019 年,我國風(fēng)力發(fā)電量4057 億千瓦時,比2018 年增長9.8%,占全部發(fā)電量的5.5%。風(fēng)電平均利用小時數(shù)2082 小時。作為新世紀(jì)重要的發(fā)電技術(shù),風(fēng)力發(fā)電不僅沒有能源損耗,并且還不會產(chǎn)生空氣污染或輻射,與新時期可持續(xù)發(fā)展理念相契合。
與其他機(jī)械相同,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組也是由各種零部件所構(gòu)造而成,諸多零部件按照相關(guān)的技術(shù)要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),按照一定順序進(jìn)行連接,從而組成一臺完整的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,這一整個過程便稱為裝配。
其中,部件裝配指的是機(jī)組任意部件的總成,例如,將轉(zhuǎn)子、定子、端蓋等結(jié)合在一起形成發(fā)電機(jī),這一過程便可稱為部件裝配。一般情況下,發(fā)電機(jī)組的控制柜、發(fā)電機(jī)、潤滑站等部件都在工廠生產(chǎn)裝配。
現(xiàn)場裝配指的是將發(fā)電機(jī)組包括葉輪、機(jī)艙底座、發(fā)電機(jī)、等諸多總成零部件以及滑環(huán)、風(fēng)向標(biāo)、電纜等零散結(jié)構(gòu),按照一定安裝順序組裝成一臺完整發(fā)電機(jī)組的過程。事實上,由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)相對特殊,很難在主機(jī)廠完成全部裝配。例如葉輪、塔架等尺寸較大的結(jié)構(gòu)需要在風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場才能夠進(jìn)行最終的裝配[1]。
裝配的準(zhǔn)備情況對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的裝配質(zhì)量和裝配效率有著直接影響,裝配之前主要需注意四點內(nèi)容:①仔細(xì)研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總裝配圖,保證能夠熟悉和掌握,同時對裝配的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、裝配工藝等有明確的了解。②提前準(zhǔn)備好用于裝配的臺車、工具、量具以及其他涉及到的工藝裝備。③根據(jù)零件明細(xì)表對裝配零件進(jìn)行仔細(xì)清點,保證部件的種類、數(shù)量與明細(xì)表完全吻合,且保證所有零部件均有檢驗合格標(biāo)識。對于不清潔或者有防銹包的零件在安裝之前需進(jìn)行清洗。④確定水、電、油等安裝供給品的充足,同時檢查場地、照明、運(yùn)輸設(shè)備、安全設(shè)施等情況符合裝配需求。
在實際裝配過程中,需要嚴(yán)格按照主機(jī)廠的實際情況,選擇合理的裝配工藝進(jìn)行裝配。一般來講,為提高裝配效率,降低裝配時間,小部件會提前單獨完成,關(guān)鍵裝配過程中主要進(jìn)行大部件整體裝配。
裝配完畢后,需要進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體調(diào)整、檢驗、包裝等步驟。首先,對各零部件之間的相對位置、配合間隙等情況進(jìn)行調(diào)節(jié),保證發(fā)電機(jī)組的安全性和穩(wěn)定性。其次,根據(jù)質(zhì)量監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)和裝配技術(shù)要求,對裝配過程中涉及到的主要控制點精度進(jìn)行檢測,保證發(fā)電機(jī)組符合實際安裝需求。
通常情況下,為滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體裝配需求,通常采用以下三種裝配方式:
①完全互換法。完全互換法指的是在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝配時,任選一零部件,在不經(jīng)任何調(diào)整即進(jìn)行裝入的情況下,能夠保證相關(guān)裝配規(guī)定的裝配方式。完全互換法主要體現(xiàn)在同種零件能夠?qū)崿F(xiàn)完全互換上,具有生產(chǎn)效率高、裝配便捷、保證生產(chǎn)節(jié)奏等優(yōu)點,為組織流水生產(chǎn)提供了很大方便[2]。
②選配法。選配法指的是通過放寬零部件制造的公差要求,在實際裝配之前,根據(jù)零件的尺寸、重量等情況進(jìn)行參數(shù)分組,從而將同組零件進(jìn)行組裝達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)的裝配方式。比如葉輪葉片,風(fēng)力發(fā)電機(jī)在實際組裝過程中,每臺機(jī)組的葉片都要根據(jù)重量差異進(jìn)行分組,然后進(jìn)行編號,編號不同的葉片禁止安裝在同一葉輪上。
③調(diào)整法。調(diào)整法指的是通過對零部件之間的關(guān)系進(jìn)行調(diào)整,從而使得實際裝配滿足規(guī)定要求的裝配方式。調(diào)整法最大的特點在于實際裝配過程中,僅依靠必要性的調(diào)整即可,具有操作簡單的優(yōu)點,但需要注意的是,在進(jìn)行零部件調(diào)整的過程中,要保證調(diào)整后部件的牢固性,并且需要進(jìn)行定期復(fù)查。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝程序可分為電控柜安裝、塔架吊裝、機(jī)艙吊裝、葉輪吊裝以及其他部分安裝五個部分。
①電控柜安裝。電控柜安裝之前,需要構(gòu)建鋼筋混基礎(chǔ),將電器柜安裝在基礎(chǔ)之上,并且應(yīng)該保證在吊下段塔架之前安裝。
②塔架吊裝。塔架吊裝主要有兩種方式。第一種采用吊車將下段吊裝就位,在地面將機(jī)艙和葉輪組裝完畢后,再進(jìn)行中上段吊裝,這樣一來,能夠在很大程度上降低使用大噸位吊車的時間,借助50 噸、130 噸吊車進(jìn)行“抬吊”,提高整體安裝效率。第二種借助50 噸吊車配合650 噸以上的履帶吊,一次性將塔架的上、中、下段全部吊裝完畢。在進(jìn)行塔架吊裝的過程中,由于需要大量的緊固螺栓,需要大量的時間去緊固,因此,在條件允許的情況下,可以在吊裝之前單獨完成。
③機(jī)艙吊裝。根據(jù)機(jī)艙類型不同,機(jī)艙的吊裝方式可分為兩種:一種是當(dāng)機(jī)艙的艙蓋為鉸鏈?zhǔn)綍r,將機(jī)艙蓋打開,用鋼絲繩或吊帶連接好,保證機(jī)艙整體處于水平狀態(tài),這時便可通過吊機(jī)將其裝于塔架頂法蘭上;另一種采用機(jī)艙、機(jī)艙蓋分開吊裝的方式進(jìn)行吊裝。實際吊裝過程中需要注意,已經(jīng)裝好的輪轂(帶葉片),在吊裝之前一定要鎖好葉輪軸承,避免出現(xiàn)安全事故[3]。
綜上所述,本文對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的裝配過程、裝配方法及安裝程序進(jìn)行研究。風(fēng)力發(fā)電是現(xiàn)階段我國重要的發(fā)電技術(shù),其不僅不會產(chǎn)生能源損耗,并且與綠色環(huán)保理念相吻合,具有十分重要的現(xiàn)實意義。在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝配過程中,首先需要保證整體裝配質(zhì)量,其次降低裝配成本,在最大程度上保證發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、安全性,進(jìn)而促進(jìn)我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的整體發(fā)展。