符燦輝

（中國水利水電第八工程局有限公司）

1 引言

新能源時代下，風電技術(shù)愈發(fā)成熟，因此誕生了很多可投入使用的風電設(shè)備，此類設(shè)備現(xiàn)已在發(fā)電、生活、工作等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但因為發(fā)電技術(shù)的差異性，風電設(shè)備安裝與其他發(fā)電技術(shù)設(shè)備的安裝方式、要求等不同，所以要保障風電設(shè)備安裝質(zhì)量，就必須針對性地開展技術(shù)管理工作。

2 風電設(shè)備基本構(gòu)成

風力發(fā)電系統(tǒng)主要由底座、機艙、輪毅、塔筒、轉(zhuǎn)子葉片、液壓系統(tǒng)、齒輪箱、驅(qū)動發(fā)電機、冷卻元件、箱式變壓器、風向標等設(shè)備組成。其中，底座、機艙屬于基礎(chǔ)部件，用于支撐、保護內(nèi)部其他設(shè)備，關(guān)系到風電系統(tǒng)運作的穩(wěn)定性。塔筒、轉(zhuǎn)子葉片、液壓系統(tǒng)、齒輪箱、驅(qū)動發(fā)電機、冷卻元件、箱式變壓器屬于發(fā)電設(shè)備，用于采集風能，并將風能轉(zhuǎn)化為可用電能，是整個風力發(fā)電系統(tǒng)的核心。風向標屬于功能性設(shè)備，也是風電技術(shù)中比較獨特的設(shè)備，主要功能是判斷風向，便于人們根據(jù)風向?qū)ζ渌O(shè)備進行控制，確保能采集到足夠風能，間接維系發(fā)電運作[1]。整個系統(tǒng)中，任何設(shè)備安裝不當，都可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)異常。

由此可見，風電設(shè)備種類繁多，且各個設(shè)備彼此之間存在緊密關(guān)系，同時大多數(shù)設(shè)備的精密度很高，說明風電設(shè)備安裝要求嚴格、水平標準較高。在具體的風電設(shè)備安裝中若不進行技術(shù)管理，非常容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，這對風電系統(tǒng)運作有不利影響，還會間接帶來經(jīng)濟、安全等層面上的困擾。另外，風電設(shè)備的重量、高度不同，如相同系統(tǒng)內(nèi)不同塔筒的高度就存在差異，而高度上的差異自然也說明不同塔筒重量不同，且塔筒的高度取決于風力高度分布，因此在風力高度分布曲線差異下，相同系統(tǒng)中的塔筒數(shù)量并不唯一，故進一步導(dǎo)致風電設(shè)備安裝難度增大（見圖1）。

圖1 風機發(fā)電安裝

3 風電設(shè)備安裝技術(shù)管理要點

3.1 場地選型與處理

風力發(fā)電系統(tǒng)需要在合適的場地才能充分發(fā)揮風能作用，以保障發(fā)電質(zhì)量、效率，因此風電設(shè)備必須安裝在合適場地，這也說明場地選型是風電設(shè)備安裝技術(shù)管理的重點內(nèi)容之一。在進行風電場地選型管理的時候，要優(yōu)先考慮到發(fā)電質(zhì)量、效率問題，因此建議選擇風力充足、持續(xù)性強的開闊場地，然后要考慮設(shè)備安裝空間問題，即風電設(shè)備個體體積普遍較大，加之整個系統(tǒng)包含到的設(shè)備種類、數(shù)量較多，安裝時還需要使用到很多大型設(shè)備，場地空間不足，勢必會導(dǎo)致設(shè)備無法全部安裝，必須選擇空間足以滿足所有設(shè)備安裝空間占用總和需求的場地[2]。結(jié)合以上兩點，還要從運輸成本角度出發(fā)進一步篩選場地，盡可能選擇與生產(chǎn)廠家相近的場地，距離越短，運輸成本越低。

場地選型完畢后，要對場地進行優(yōu)化處理，即風力發(fā)電設(shè)備安裝場地多屬于自然環(huán)境，而自然環(huán)境的地理條件未必滿足設(shè)備運作需求，因此絕大部分情況下都要對場地進行優(yōu)化處理。場地優(yōu)化處理的基本內(nèi)容為：其一，要對場地進行清潔，內(nèi)部不能存在遮擋物、污染物；其二，要對場地地面進行整平；其三，如果場地地基強度等級不足，或強度等級不均，需要事前進行補強處理，如采取夯擊法處理地基，可使地基強度等級全面提升，且整體強度均勻，這樣能防止設(shè)備在安裝過程中出現(xiàn)過度沉降、不均勻沉降問題，解決這兩個問題，有益于設(shè)備后續(xù)穩(wěn)定運作。

3.2 設(shè)備裝卸管理

風機裝卸雖然屬于運輸環(huán)節(jié)，但該環(huán)節(jié)中可能會發(fā)生一些對設(shè)備安裝有影響的事件，因此安裝技術(shù)管理人員要展開裝卸管理。裝卸管理分為裝載、卸載兩個環(huán)節(jié)，相關(guān)管理內(nèi)容為：①裝載中要求根據(jù)設(shè)備重量選擇專用車輛進行運輸，確保運輸穩(wěn)定性，否則設(shè)備可能受損；②卸載中要使用專門的卸車執(zhí)行工作，一般為單機卸車，也可考慮雙機卸車，特殊情況下，可直接通過吊裝設(shè)備進行卸載。無論選擇何種卸車，卸載管理中都要保障卸車的承重能力必須大于卸載設(shè)備重量[3]。

3.3 吊裝設(shè)備選型與施工

風機設(shè)備安裝初期，需要頻繁使用吊裝設(shè)備將設(shè)備移動到指定位置，而出于安裝效率、安全性等考慮，應(yīng)當在管理工作中做好吊裝設(shè)備選型管理工作。風電設(shè)備安裝中比較常見的吊裝設(shè)備為履帶式吊裝設(shè)備、輪胎式起重設(shè)備，其中前者在戶外環(huán)境中具有移動靈活、平穩(wěn)的特點，適合大范圍設(shè)備安裝作業(yè)，而后者吊裝承重能力更強，但移動不夠靈活，移動平穩(wěn)性也略有不足，適合中小范圍設(shè)備安裝作業(yè)，選型時可根據(jù)實際需求作出判斷。但如果選擇了履帶式吊裝設(shè)備，那么吊裝安裝工作就要按照規(guī)定標準進行，規(guī)定標準相關(guān)內(nèi)容為：①當履帶式吊裝設(shè)備需要移動時，其速度不能超過500m/h，否則吊裝設(shè)備可能在吊臂的帶動下發(fā)生側(cè)翻；②在履帶式吊裝設(shè)備移動之前，應(yīng)當優(yōu)先確認移動路徑，并且對路徑進行觀察，如果路徑平整度不足，理應(yīng)先行處理，例如使用推土機整平地面；③履帶式吊裝設(shè)備移動過程中應(yīng)委派專人負責指揮，并由其他人對履帶式吊裝設(shè)備的前后履帶、左右履帶情況進行觀察，當發(fā)現(xiàn)異常時要立即喊停。主要異常情況有：①前后履帶傾斜角度超過3°；②左右履帶夾角超過2°；③如果地表情況過于復(fù)雜，不便處理，可考慮鋪設(shè)路基板幫助移動。

吊裝施工中，因為風力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)主要需進行吊裝的設(shè)備有塔筒、機艙、葉輪，所以按照吊裝流程順序，管理中應(yīng)當要求相關(guān)人員確認塔筒、機艙、葉輪的實際所在位置，并根據(jù)位置確認標高、軸線，隨后確認吊裝設(shè)備吊臂場地、吊裝角度以及吊裝設(shè)備自身所在位置。待吊裝設(shè)備就位后，要在地面上將風電設(shè)備與吊臂掛鉤連接，過程中應(yīng)注意風電設(shè)備的面朝方向，若方向錯誤，吊裝到位后很難繼續(xù)調(diào)整[4]。同時，風電設(shè)備與掛鉤連接時要注意兩者碰撞問題，故起吊速度要緩慢、均勻，一般建議在風電設(shè)備離地后短暫低空懸停，待設(shè)備不再晃動后再一次性吊裝到位。任何情況下，如果需要在夜間進行吊裝作業(yè)，必須事前在現(xiàn)場安裝充足照明設(shè)備，否則會極大地威脅到現(xiàn)場人員安全。

針對不同吊裝目標，技術(shù)管理中應(yīng)提出不同要求。①機艙在所有需吊裝安裝的設(shè)備中重量最大，因此吊裝設(shè)備吊裝時的受力最大，如果發(fā)生過大晃動很可能出現(xiàn)脫鉤等嚴重事件，機艙吊裝時的速度應(yīng)當更慢。同時，機艙的吊裝安裝成果對后續(xù)葉輪安裝有直接影響，機艙吊裝應(yīng)考慮葉輪安裝需求，一般要求讓機艙法蘭正對吊臂，這能讓吊裝作業(yè)一次性完成，否則為了正確吊裝葉輪，需要不斷調(diào)整吊機位置，甚至需要調(diào)整機艙位置，對吊裝安裝效率有極大影響。②葉輪吊裝時，因為葉輪的結(jié)構(gòu)比較特殊，進入高空時受風力影響會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，所以在沒有限制的情況下容易發(fā)生劇烈晃動，對吊裝安全性有極大影響。為了防止這種情況發(fā)生，建議在葉輪吊裝之前測定風速，根據(jù)風速大小采取特定材料等對葉輪進行綁扎，多數(shù)情況下只需要使用溜繩綁扎上部兩個葉片即可，但溜繩綁扎時要特別注意松緊度問題，過松不利于葉輪吊裝時的穩(wěn)定，過緊可能損壞葉片，這需要人工進行調(diào)節(jié)[5]。當葉輪吊裝即將到位時，需要采取3 根左右的定位銷引導(dǎo)葉片準確進入安裝范圍，然后緩慢松鉤對接，再通過人工將葉輪移動到機艙上指定位置即可。③塔筒吊裝時，起吊之前應(yīng)當檢查塔筒內(nèi)部設(shè)施是否處于正確位置，然后對所有設(shè)施進行固定，例如固定電纜，否則設(shè)施可能在吊裝過程中受損。檢查相關(guān)設(shè)施時，不僅要避免損壞內(nèi)部設(shè)施，還要做好漏電保護工作，并檢查電源線。在底部、中部塔筒吊裝過程中，建議使用臨時加固設(shè)施將兩個部分固定在頂部塔筒上，這能保障塔筒作業(yè)時的人員安全。塔筒對接時要有專人指揮，要求確保塔筒與機艙、葉輪合理對接。塔筒吊裝應(yīng)當與對應(yīng)機艙吊裝在同一天內(nèi)完成。任何塔筒安裝完畢之后，應(yīng)參考《安裝手冊》要求，采取螺栓將塔筒部件連接在一起，過程中應(yīng)擰緊螺栓，確認擰緊后才可以松開塔筒與吊機連接開始下一步操作。

3.4 現(xiàn)場安裝管理

風電設(shè)備安裝所處環(huán)境比較惡劣，經(jīng)常會遭遇大風、陰雨等氣候現(xiàn)象，這些氣候現(xiàn)象對于安裝效率、質(zhì)量、安全都有影響，因此為了確保安裝效率、質(zhì)量、安全，需做好現(xiàn)場安裝管理工作。在現(xiàn)場安裝管理工作中，首先管理人員要結(jié)合當?shù)貧庀筚Y料以及勘察部門，對安裝期間的風速、氣候變化等進行全過程分析，以便在特殊氣候時段作出科學(xué)應(yīng)對。其次針對不同特殊氣候，管理人員要選擇正確應(yīng)對方式[6]。例如，在大風氣候中，單純的綁扎防護只能保障葉輪不轉(zhuǎn)動，但無法保障葉輪本身不會晃動，因此可以考慮在吊裝設(shè)備吊臂上安裝防風錨作出應(yīng)對。又或者在陰雨天氣，塔筒設(shè)備安裝時內(nèi)部電纜等設(shè)施可能會接觸到雨水，甚至會出現(xiàn)內(nèi)部積水的情況，因此可以考慮臨時封堵塔筒孔洞，若情況比較極端，則可以規(guī)避惡劣氣候。

3.5 安裝后設(shè)備測試管理

風機設(shè)備安裝中容易發(fā)生意外，比較常見的意外情況就是設(shè)備受損，因此為了確認設(shè)備安裝質(zhì)量，以便及時處理，技術(shù)管理人員應(yīng)當分階段開展風電設(shè)備安裝測試工作。一般情況下測試工作可分為機艙安裝、葉輪安裝、塔筒安裝以及全安裝四個階段，各階段的測試內(nèi)容不同，即前三個階段分別對機艙、葉輪、塔筒進行測試，確認三者本身不存在故障或任何異常即可，而第四階段則是對三者綜合運作情況進行測試。雖然各階段測試內(nèi)容不同，但基本的測試思路以及問題處理方法是一致的，即任意階段測試中如果發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)當及時記錄問題相關(guān)信息，然后由專管部門進行處理，處理要求先進行問題檢測，確認問題具體類型、位置、程度等，最終根據(jù)實際情況作出應(yīng)對。例如發(fā)現(xiàn)某個部件完全損壞，那么就要及時更換，但如果遇到外殼受損等問題，則應(yīng)當采取焊接等手段進行修復(fù)[7]。

4 結(jié)語

綜上所述，風電設(shè)備安裝內(nèi)容復(fù)雜，相關(guān)要求嚴格、標準水平較高，且安裝時的環(huán)境比較惡劣，內(nèi)部還存在很多影響因素，從技術(shù)管理角度出發(fā)，要充分了解風電設(shè)備安裝相關(guān)要求，并結(jié)合環(huán)境情況，對整個安裝過程進行動態(tài)、全面、精細的管理，保障風電設(shè)備安裝取得理想成果。