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摘 要:本文主要介绍了永磁直驱风力发电机组的安装工艺流程以及吊装安全性分析,对风机塔筒、机舱、叶片组装以及叶轮吊装等施工方法和注意事项进行了详细的叙述,可做类似工程参考。
关键词: 风力发电机组;安装技术;吊车选型;注意事项
一、引言
风能资源是我国重要的能源资源,风力发电具有清洁、环境效益好、可再生、永不枯竭、基建周期短、占地少、投资少、装机规模灵活、技术相对成熟、自动控制水平高、运行管理人员少等优点,随着技术水平的提高和市场不断扩大,近年来,我国风电已经基本具备了大规模发展的条件,设备制造产业正在形成。截止2012年年底,全国风电装机容量已达到6266千瓦。风电快速发展的同时,单机容量已在不断的增大,大容量机组对现场机组安装技术带来了巨大的挑战,安装工艺、吊装设备选择以及施工人员素质等均成为大容量机组安装的重要因素。下文主要浅谈国内2.5MW风力发电机组吊装技术,并对起吊设备即起重机选择做简要分析。
二、施工流程
基础环复测→基础平台支架安装→塔基柜安装→底端塔筒吊装→中段塔筒吊装→顶段塔筒吊装→机舱吊装→叶轮地面组装→叶轮与机舱对接→塔筒、机舱内附件安装→电缆敷设连接→验收、调试。
三、施工方法
1、塔底部件安装
使用水准仪在法兰表面四周八个均匀分布的点测量水平,校验基础环的水平度≤3mm;检测基础环圆度≤2.5mm;基础环表面无污渍、杂物等。
塔筒吊装前必须先将基础平台支架吊入到基础环内并固定,保证其与基础环同心(底段塔筒安装后再安装基础平台)。
起吊变频器、塔基柜、变压器,缓慢下降将其放到基础平台安装位置,对好安装孔,用螺栓紧固。
2、塔筒吊装
2.1 底端塔筒吊装:
(1)先将吊耳板装在塔筒两端的法兰上,按厂家要求打好力矩。
(2)起吊前将本塔筒上法兰所用螺栓、工器具等物品放置在塔筒上平台处固定。
(3)在塔筒吊具上安装卸扣、吊带或钢丝绳分别与主吊和副吊连接。
(4)主吊和副吊同时起身待塔筒离开地面1m后,清理基础环与塔筒下法兰的灰尘和杂物,磨损的地方进行补漆,基础环法兰面涂硅胶进行密封。
(5)主吊继续起升,副吊配合,待塔筒处于垂直位置后,拆卸下法兰吊具。
(6)主吊继续下落至基础环,螺栓孔对位后穿入螺栓、垫片后先用电动扳手预紧螺栓,随后用液压扳手根据厂家要求进行力矩拧紧螺栓。
2.2 中段、顶端塔筒的吊装:
(1)方法与底端塔筒吊装方法一致,注意在吊装每段塔筒前,必须将相关物料放入塔筒中,利于后续现场施工。
(2)顶端塔筒吊装完成后必须在当天吊装机舱。
3、机舱吊装
(1)机舱在地面时,将安装叶轮的工具和标准件以及控制电缆预先放置在机舱内,完成上下机舱罩的组对,再安装风速仪、风向仪、航空警示灯等;机舱罩壳安装齐全并密封良好。
(2)拆除机舱运输支架连接螺栓,安装机舱吊装专用吊具,主吊挂钩缓缓起升至距地面1m处,安装机舱爬梯。
(3)将机舱提升超过上塔筒的上法兰后,按照塔上安装人员的指挥缓慢移动吊机,待机舱在塔筒的正上方时,缓慢下降机舱至离塔筒上法兰的距离1cm 左右时,吊机停止,通过引导绳和机舱内安装人员,保证机舱纵轴线偏离主风向90€暗奈恢茫员阌谝堵值陌沧啊?
(4)用导向棒对准螺孔,将机舱法兰与塔筒法兰引导对位,穿入螺栓并紧固,在紧固过程中吊机至少需要负荷1/2的机舱重量。
4、发电机吊装
(1)主吊与辅吊就位,安装辅吊螺栓,发电机翻身。
(2)根据厂家要求,调整发电机仰角,使用专用仪器测量(如数显水平仪)。
(3)发电机起吊,与机舱面靠近后,使用导向销,与主机架面对准后,安装螺栓,取出导向销,根据厂家技术要求,把合螺栓力矩。
5、叶片组装和叶轮吊装
(1)拼装前将轮毂吊装至利于叶片拼装和叶轮起吊的有利位置。
(2)缓缓起升主吊,将叶片缓缓的送进轮毂;上紧所有的螺栓,卸下吊具,在叶片前部1/3处用支架托或用副吊牵引住叶片。
(3)用扁平形吊带兜在两只叶片的根部(注意选择叶片时须考虑吊车位置),同时将2个叶轮导向螺栓并排旋入轮毂起吊上方位置螺孔。
(4)起吊叶轮,离地后清洁轮毂法兰,由副吊提起垂直向下的那个叶尖。副吊配合主吊,将叶轮由水平状态慢慢倾斜(注意防止叶尖着地),待垂直向下的叶尖完全离开地面后,副吊脱钩,由主吊将叶轮起吊至轮毂高度。机舱中的安装人员通过对讲机与吊车保持联系,指挥吊车缓缓平移,轮毂法兰接近主轴法兰时停止。
(5)使用导向销将叶轮与发电机法兰面对准,安装叶轮螺栓,取出导向销,根据厂家技术要求把合螺栓力矩,叶轮螺栓力矩完成后,方可松开主吊。
四、主吊机械选型
风机单机容量的增大,直接导致风机各主要部件的重量越来越重,尺寸越来越大,需要大型起重机才能起吊。由于风电场地形地貌复杂多变及风电施工的特殊性,适用的吊装机械主要是自行式起重机,包括履带式起重机与汽车式起重机。
吊装机械选型时,正常吊装的吊车负荷率应为额定负荷的82%-87%,以便应对风机设备组件摆放位置(受地形、地貌、地面树木、石块、水坑等影响)超过设计最大工作半径的情况,还可以应对风载及风力吹动组件增加的动荷载,保证吊装工作的安全性。
1、履带式起重机
优点:履带的支撑面积较大,对地面的要求相对较低,行走时一般不超过0.2MPa,起重时不超过0.4MPa,可在不平坦的松软地面行驶和工作(必要时可垫路基板),机动性强,转弯半径小,起重能力大,起吊高度高,作业速度快以及动作平稳,租赁价格相对较低。 缺点:组装场地上空不能有障碍物,否者爬杆不能升起,行走速度较慢,履带会破坏公路路面,长距离转场必须拆卸后才可运输、用平板拖车运输到达工作地点、再进行组装,因此风电施工应尽量选用有自行拆卸系统的履带式起重机。
2、汽车式起重机
优点:汽车式起重机是一种自行式起重机,机动灵活,行驶速度高,转场速度快,适用于流动性大、不固定的作业场所。
缺点:不能带负荷行驶,作业时必须打支腿。
总结:大吨位履带起重机具有汽车式起重机所无法达到的臂长、起重力矩、作业幅度、带载行驶能力及适应恶劣地面的能力等优势,而且自拆装功能越来越完善,大大缩短了工作准备时间。结合风电场施工的主要特点,若是大型长期工程,要求的起重量、起升高度都很大,主要地形是平地、草原、滩涂等松软地面,选择履带起重机比较经济,若地形坡度较大,宜采用汽车式起重机。
风电机组主吊选型是一个筛选的过程,选型前去现场实地踏勘,详细了解每个机位场地及道路坡度、宽度,其次了解风电机组各件重量及尺寸及就位高度,定型前画图模拟,确保起重机械负荷、钩下高度满足吊物就位要求,且保证臂杆与吊物见有不少于0.5m的可控安全距离。初步选定几种起重机型号后,再根据周围起重机具体情况并综合考虑机械转场费用和使用时间等,最终定型。
五、注意事项
1、吊装所用设备必须经过安全质量监督检验部门检测合格方能投入使用。
2、液压力矩扳手、水准仪等器具需经校验合格后使用。
3、施工操作、管理人员必须获得安全施工相关资质。
六、结束语
风力发电机组安装工程大同小异,大体的施工过程基本一致,施工中的细节根据各厂家机型的不同施工方法上有所不同。
只有在施工的过程中不断的思索、创新才能更好的理解和掌握施工技术要点,取得更好的成绩。
参考文献
[1]《风力发电机组验收规范》GB/T20319-2006 中国国家标准化管理委员会
[2]《风力12在中国》化学工业出版社,2006(4)
[3]《起重机械性能参数》起重运输网
作者简介: 李兴华( 1979 - ) ,男,四川仪陇人,工程师,主要从事项目管理工作。
关键词: 风力发电机组;安装技术;吊车选型;注意事项
一、引言
风能资源是我国重要的能源资源,风力发电具有清洁、环境效益好、可再生、永不枯竭、基建周期短、占地少、投资少、装机规模灵活、技术相对成熟、自动控制水平高、运行管理人员少等优点,随着技术水平的提高和市场不断扩大,近年来,我国风电已经基本具备了大规模发展的条件,设备制造产业正在形成。截止2012年年底,全国风电装机容量已达到6266千瓦。风电快速发展的同时,单机容量已在不断的增大,大容量机组对现场机组安装技术带来了巨大的挑战,安装工艺、吊装设备选择以及施工人员素质等均成为大容量机组安装的重要因素。下文主要浅谈国内2.5MW风力发电机组吊装技术,并对起吊设备即起重机选择做简要分析。
二、施工流程
基础环复测→基础平台支架安装→塔基柜安装→底端塔筒吊装→中段塔筒吊装→顶段塔筒吊装→机舱吊装→叶轮地面组装→叶轮与机舱对接→塔筒、机舱内附件安装→电缆敷设连接→验收、调试。
三、施工方法
1、塔底部件安装
使用水准仪在法兰表面四周八个均匀分布的点测量水平,校验基础环的水平度≤3mm;检测基础环圆度≤2.5mm;基础环表面无污渍、杂物等。
塔筒吊装前必须先将基础平台支架吊入到基础环内并固定,保证其与基础环同心(底段塔筒安装后再安装基础平台)。
起吊变频器、塔基柜、变压器,缓慢下降将其放到基础平台安装位置,对好安装孔,用螺栓紧固。
2、塔筒吊装
2.1 底端塔筒吊装:
(1)先将吊耳板装在塔筒两端的法兰上,按厂家要求打好力矩。
(2)起吊前将本塔筒上法兰所用螺栓、工器具等物品放置在塔筒上平台处固定。
(3)在塔筒吊具上安装卸扣、吊带或钢丝绳分别与主吊和副吊连接。
(4)主吊和副吊同时起身待塔筒离开地面1m后,清理基础环与塔筒下法兰的灰尘和杂物,磨损的地方进行补漆,基础环法兰面涂硅胶进行密封。
(5)主吊继续起升,副吊配合,待塔筒处于垂直位置后,拆卸下法兰吊具。
(6)主吊继续下落至基础环,螺栓孔对位后穿入螺栓、垫片后先用电动扳手预紧螺栓,随后用液压扳手根据厂家要求进行力矩拧紧螺栓。
2.2 中段、顶端塔筒的吊装:
(1)方法与底端塔筒吊装方法一致,注意在吊装每段塔筒前,必须将相关物料放入塔筒中,利于后续现场施工。
(2)顶端塔筒吊装完成后必须在当天吊装机舱。
3、机舱吊装
(1)机舱在地面时,将安装叶轮的工具和标准件以及控制电缆预先放置在机舱内,完成上下机舱罩的组对,再安装风速仪、风向仪、航空警示灯等;机舱罩壳安装齐全并密封良好。
(2)拆除机舱运输支架连接螺栓,安装机舱吊装专用吊具,主吊挂钩缓缓起升至距地面1m处,安装机舱爬梯。
(3)将机舱提升超过上塔筒的上法兰后,按照塔上安装人员的指挥缓慢移动吊机,待机舱在塔筒的正上方时,缓慢下降机舱至离塔筒上法兰的距离1cm 左右时,吊机停止,通过引导绳和机舱内安装人员,保证机舱纵轴线偏离主风向90€暗奈恢茫员阌谝堵值陌沧啊?
(4)用导向棒对准螺孔,将机舱法兰与塔筒法兰引导对位,穿入螺栓并紧固,在紧固过程中吊机至少需要负荷1/2的机舱重量。
4、发电机吊装
(1)主吊与辅吊就位,安装辅吊螺栓,发电机翻身。
(2)根据厂家要求,调整发电机仰角,使用专用仪器测量(如数显水平仪)。
(3)发电机起吊,与机舱面靠近后,使用导向销,与主机架面对准后,安装螺栓,取出导向销,根据厂家技术要求,把合螺栓力矩。
5、叶片组装和叶轮吊装
(1)拼装前将轮毂吊装至利于叶片拼装和叶轮起吊的有利位置。
(2)缓缓起升主吊,将叶片缓缓的送进轮毂;上紧所有的螺栓,卸下吊具,在叶片前部1/3处用支架托或用副吊牵引住叶片。
(3)用扁平形吊带兜在两只叶片的根部(注意选择叶片时须考虑吊车位置),同时将2个叶轮导向螺栓并排旋入轮毂起吊上方位置螺孔。
(4)起吊叶轮,离地后清洁轮毂法兰,由副吊提起垂直向下的那个叶尖。副吊配合主吊,将叶轮由水平状态慢慢倾斜(注意防止叶尖着地),待垂直向下的叶尖完全离开地面后,副吊脱钩,由主吊将叶轮起吊至轮毂高度。机舱中的安装人员通过对讲机与吊车保持联系,指挥吊车缓缓平移,轮毂法兰接近主轴法兰时停止。
(5)使用导向销将叶轮与发电机法兰面对准,安装叶轮螺栓,取出导向销,根据厂家技术要求把合螺栓力矩,叶轮螺栓力矩完成后,方可松开主吊。
四、主吊机械选型
风机单机容量的增大,直接导致风机各主要部件的重量越来越重,尺寸越来越大,需要大型起重机才能起吊。由于风电场地形地貌复杂多变及风电施工的特殊性,适用的吊装机械主要是自行式起重机,包括履带式起重机与汽车式起重机。
吊装机械选型时,正常吊装的吊车负荷率应为额定负荷的82%-87%,以便应对风机设备组件摆放位置(受地形、地貌、地面树木、石块、水坑等影响)超过设计最大工作半径的情况,还可以应对风载及风力吹动组件增加的动荷载,保证吊装工作的安全性。
1、履带式起重机
优点:履带的支撑面积较大,对地面的要求相对较低,行走时一般不超过0.2MPa,起重时不超过0.4MPa,可在不平坦的松软地面行驶和工作(必要时可垫路基板),机动性强,转弯半径小,起重能力大,起吊高度高,作业速度快以及动作平稳,租赁价格相对较低。 缺点:组装场地上空不能有障碍物,否者爬杆不能升起,行走速度较慢,履带会破坏公路路面,长距离转场必须拆卸后才可运输、用平板拖车运输到达工作地点、再进行组装,因此风电施工应尽量选用有自行拆卸系统的履带式起重机。
2、汽车式起重机
优点:汽车式起重机是一种自行式起重机,机动灵活,行驶速度高,转场速度快,适用于流动性大、不固定的作业场所。
缺点:不能带负荷行驶,作业时必须打支腿。
总结:大吨位履带起重机具有汽车式起重机所无法达到的臂长、起重力矩、作业幅度、带载行驶能力及适应恶劣地面的能力等优势,而且自拆装功能越来越完善,大大缩短了工作准备时间。结合风电场施工的主要特点,若是大型长期工程,要求的起重量、起升高度都很大,主要地形是平地、草原、滩涂等松软地面,选择履带起重机比较经济,若地形坡度较大,宜采用汽车式起重机。
风电机组主吊选型是一个筛选的过程,选型前去现场实地踏勘,详细了解每个机位场地及道路坡度、宽度,其次了解风电机组各件重量及尺寸及就位高度,定型前画图模拟,确保起重机械负荷、钩下高度满足吊物就位要求,且保证臂杆与吊物见有不少于0.5m的可控安全距离。初步选定几种起重机型号后,再根据周围起重机具体情况并综合考虑机械转场费用和使用时间等,最终定型。
五、注意事项
1、吊装所用设备必须经过安全质量监督检验部门检测合格方能投入使用。
2、液压力矩扳手、水准仪等器具需经校验合格后使用。
3、施工操作、管理人员必须获得安全施工相关资质。
六、结束语
风力发电机组安装工程大同小异,大体的施工过程基本一致,施工中的细节根据各厂家机型的不同施工方法上有所不同。
只有在施工的过程中不断的思索、创新才能更好的理解和掌握施工技术要点,取得更好的成绩。
参考文献
[1]《风力发电机组验收规范》GB/T20319-2006 中国国家标准化管理委员会
[2]《风力12在中国》化学工业出版社,2006(4)
[3]《起重机械性能参数》起重运输网
作者简介: 李兴华( 1979 - ) ,男,四川仪陇人,工程师,主要从事项目管理工作。