張程遠(yuǎn)，項(xiàng)建強(qiáng)

(福清海峽發(fā)電有限公司，福建 福州 350300)

受臺(tái)灣海峽狹管效應(yīng)影響，福建風(fēng)能資源非常豐富，風(fēng)能儲(chǔ)備位列全國(guó)前列[1]，近年來(lái)，隨著我國(guó)海上風(fēng)電的快速發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新，海上機(jī)組單機(jī)容量不斷增大，如：福清興化灣樣機(jī)試驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)14臺(tái)風(fēng)電機(jī)組均為5～6.7 MW的大功率風(fēng)電機(jī)組[2-3]，福清興化灣二期海上風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組已涵蓋8、10 MW機(jī)型[4-5]，機(jī)組容量的大型化，其重量和體積也在不斷增大，大幅增加了吊裝技術(shù)難度和吊裝工藝[6]，本文以福清興化灣海上風(fēng)電場(chǎng)二期項(xiàng)目8 MW海上風(fēng)機(jī)吊裝為例，詳細(xì)概述了大容量海上風(fēng)機(jī)單葉片吊裝技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)超大容量機(jī)組吊裝積累經(jīng)驗(yàn)。

福清興化灣海上風(fēng)電場(chǎng)二期項(xiàng)目地處福清市江陰半島，總裝機(jī)容量280 MW，共規(guī)劃安裝45臺(tái)5 MW及以上大容量機(jī)組，機(jī)組涵蓋2臺(tái)8 MW風(fēng)電機(jī)組。

1 8 MW海上風(fēng)電機(jī)組主要信息

2臺(tái)8 MW海上風(fēng)電機(jī)組分別由國(guó)內(nèi)2家知名風(fēng)機(jī)供應(yīng)商供貨，機(jī)組信息見(jiàn)表1。

表1 風(fēng)電機(jī)組信息表

2 施工船機(jī)設(shè)備

選擇自升式風(fēng)電安裝船“三航風(fēng)和”號(hào)進(jìn)行2臺(tái)8 MW海上風(fēng)機(jī)安裝，“三航風(fēng)和”號(hào)型長(zhǎng)90 m，型寬40.8 m，配備1 200 T和360 T主輔起重機(jī)兩臺(tái)，均采用液壓繞樁全回轉(zhuǎn)型式，主吊最大吊高在甲板面以上130 m。樁腿長(zhǎng)度89.7 m，最大作業(yè)水深可達(dá)50 m。

3 風(fēng)電機(jī)組安裝方案

2臺(tái)8 MW海上風(fēng)機(jī)采用大部件分體安裝、風(fēng)機(jī)葉片采用單葉片安裝方案，其中GW175/8MW海上機(jī)組采用水平式單葉片安裝，MySE180/8MW海上機(jī)組采用非水平式單葉片安裝。

4 單葉片吊裝控制要點(diǎn)

從施工準(zhǔn)備、塔筒吊裝、機(jī)艙組合體吊裝及葉片吊裝等吊裝工序?qū)︼L(fēng)機(jī)各部件安裝控制要點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析。具體控制要點(diǎn)詳見(jiàn)表2。

表2 單葉片吊裝控制要點(diǎn)

5 單葉片安裝技術(shù)

5.1 GW175/8MW海上機(jī)組水平式單葉片吊裝

1)蓓蕾平臺(tái)搭設(shè)。采用單葉片吊裝工藝?yán)萌~片夾具夾持葉片時(shí)需保持葉片靜止?fàn)顟B(tài)，才可滿(mǎn)足葉片夾具夾持條件，葉片在運(yùn)輸船上受涌浪影響無(wú)法達(dá)到葉片夾具直接夾持條件，所以需將葉片過(guò)駁至平臺(tái)船上進(jìn)行葉片夾持動(dòng)作。GW175/8MW海上風(fēng)機(jī)葉片長(zhǎng)度85.0 m，運(yùn)輸支架間距52 m，受船舶甲板限制，葉片無(wú)法直接過(guò)駁放置至甲板面上， 需要在船舷兩側(cè)搭設(shè)平臺(tái)以便葉片支撐工裝放置。

2)吊臂機(jī)械纜風(fēng)布置。葉片夾具纜風(fēng)采用回轉(zhuǎn)平臺(tái)上的2個(gè)10 t卷?yè)P(yáng)機(jī)作為機(jī)械纜風(fēng)系統(tǒng)，在主臂約60 m位置布置纜風(fēng)索導(dǎo)向滑輪，保持在葉片吊裝至安裝位置處時(shí)低于葉片夾具約2～3 m，以保障操作纜風(fēng)索時(shí)纜風(fēng)索保持處于仰角狀態(tài)，通過(guò)操作卷?yè)P(yáng)機(jī)將葉片保持平衡。

3)盤(pán)車(chē)工裝安裝。拆除機(jī)艙罩前片體，吊機(jī)緩慢提升盤(pán)車(chē)工裝，從機(jī)艙罩前端開(kāi)口處緩慢放入，使其安裝到機(jī)艙底座接口法蘭上。將盤(pán)車(chē)工裝上6個(gè)銷(xiāo)軸插入安裝孔中，完成盤(pán)車(chē)安裝。

4)單支葉片依次過(guò)駁至平臺(tái)船。葉片過(guò)駁采用主輔吊機(jī)同步進(jìn)行，過(guò)駁需要橫穿甲板面，雙機(jī)抬吊需保持葉片水平同步，葉尖吊點(diǎn)位置位于葉根52 m處。

5)葉片吊裝。通過(guò)葉片夾具夾持葉片，起吊葉片時(shí)，攬風(fēng)系統(tǒng)置于自動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)葉片到達(dá)變漿軸承高度后，人員通過(guò)變槳軸承擋板人孔處觀(guān)察，配合吊車(chē)、攬風(fēng)系統(tǒng)將葉片移至變槳軸承正前方對(duì)接。螺栓緊固完成后可松開(kāi)夾具，啟動(dòng)盤(pán)車(chē)裝置，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪，將輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)到下一支葉片水平安裝的位置上進(jìn)行下一支葉片安裝。水平式單葉片安裝見(jiàn)圖1。

圖1 水平式單葉片安裝

5.2 MySE8.0-180海上機(jī)組非水平式單葉片吊裝

5.2.1 第一支葉片+30°位置安裝

1)夾持葉片。通過(guò)葉片吊具的液壓系統(tǒng)(液壓缸和執(zhí)行元件)、纜風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)將夾持的葉片姿態(tài)在空中慢慢調(diào)整為+30°(水平位置為0°，逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù))，再通過(guò)操作自動(dòng)平衡系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)保持葉片+30°平衡。

2)操縱吊機(jī)、纜風(fēng)系統(tǒng)和吊具系統(tǒng)，使葉片運(yùn)動(dòng)到安裝位置附近。

3)通過(guò)調(diào)整葉片位置和姿態(tài)實(shí)現(xiàn)與變槳軸承對(duì)接。

5.2.2 第一支葉片夾具-60°位置摘除

1)主吊車(chē)司機(jī)控制吊車(chē)吊鉤跟隨單葉片吊具將第一支葉片由+30°位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°至-60°位置。

2)單葉片吊具慢慢打開(kāi)夾持葉片的夾子，打開(kāi)過(guò)程中葉片吊具在纜風(fēng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的共同控制下摘除夾具。

3)夾具摘除后，以俯視風(fēng)機(jī)機(jī)艙逆時(shí)針?lè)较蚱?80°。

5.2.3 第二支葉片0°位置安裝

1)夾持葉片。通過(guò)葉片吊具的液壓系統(tǒng)(液壓缸和執(zhí)行元件)、纜風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)將夾持的葉片姿態(tài)在空中慢慢調(diào)整為0°，通過(guò)操作平衡系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)橫向和縱向保持水平0°。

2)操縱吊機(jī)、纜風(fēng)系統(tǒng)和吊具系統(tǒng)，使葉片運(yùn)動(dòng)到安裝位置附近。

3)通過(guò)調(diào)整葉片位置和姿態(tài)實(shí)現(xiàn)與變槳軸承對(duì)接。

5.2.4 第二支葉片夾具+30°位置摘除

1)操縱吊機(jī)借助葉片吊具將第二支葉片由0°位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°至+30°位置。

2)在+30°位置，夾持葉片的單葉片吊具慢慢打開(kāi)夾持葉片的夾子，打開(kāi)過(guò)程中葉片吊具在纜風(fēng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的共同控制下摘除夾具。

3)夾具摘除后，以俯視風(fēng)機(jī)機(jī)艙順時(shí)針?lè)较蚱?80°。

5.2.5 第三支葉片+30°位置安裝

同第一支葉片吊裝步驟一致。

6 安裝工藝對(duì)比分析

水平單葉片吊裝，每安裝完一支葉片，需使用盤(pán)車(chē)工裝將機(jī)組盤(pán)車(chē)至下一支葉片安裝位置。葉片安裝過(guò)程，盤(pán)車(chē)拆裝需要耗費(fèi)一定的時(shí)間；非水平式單葉片吊裝，無(wú)需安裝盤(pán)車(chē)，可節(jié)省盤(pán)車(chē)拆裝時(shí)間，但對(duì)安裝船吊機(jī)吊高提出更高的要求。兩種單葉片安裝工藝對(duì)比分析見(jiàn)表3。

表3 單葉片安裝工藝對(duì)比分析表

7 結(jié) 語(yǔ)

本文以福清興化灣海上風(fēng)電場(chǎng)二期項(xiàng)目2臺(tái)8 MW海上風(fēng)機(jī)為工程實(shí)例，全面介紹了GW175/8MW海上風(fēng)機(jī)水平式單葉片安裝和MySE8.0-180海上風(fēng)機(jī)非水平式單葉片安裝流程與施工控制的相關(guān)問(wèn)題及實(shí)施控制，并對(duì)比分析兩種吊裝工藝對(duì)吊裝風(fēng)速、盤(pán)車(chē)系統(tǒng)、攬風(fēng)系統(tǒng)、吊機(jī)性能等方面的要求，為大容量海上機(jī)組單葉片吊裝施工提供技術(shù)參考。