风电吊装技术要点探析

风电吊装技术要点探析

张爱华

山西电建华鼎机械工程有限公司 山西省太原市 030031

摘要：近年来，我国经济快速发展，科学技术日新月异，特别是风电等新能源的利用，为社会生产生活提供了充足的动力。风电吊装是风电工程建设的重要组成部分。它不仅技术要求高，而且施工工艺复杂。要引起足够重视，合理选择吊装设备，加强过程控制，确保风电吊装顺利完成。本文将简述风电吊装技术，然后分析了风电吊装技术的现状，最后提出了风电吊装技术流程与要点。

关键词：风电; 吊装; 技术要点;

导言：风力发电是一种清洁能源，在电力工业中得到了广泛的应用。它不仅具有较高的能源转化率，而且在一定程度上促进了我国清洁能源的发展，为环境保护做出了巨大贡献。在风电工程建设中，各种设备的吊装是重点和难点。吊装高度大，体积大。因此，要掌握风电吊装技术要点，保证风电工程建设的顺利进行。只有这样，才能提高风力发电的能量转化率，同时降低风电吊装的安全风险。

1 风电吊装技术概述

1.1 风电吊装技术特点与要求

在风电吊装过程中，其高度一般在140m以上，由于不同类型设备质量不尽相同，塔架高度也相差很大，并受风分布的影响。由于风险规模很大，一般大于90m，单体重量大于70t，工作环境非常复杂。地形复杂时，受强风影响，对风电吊装技术要求较高，以保证吊装作业方案和设备的合理选择。根据单台风机的实际特点，制定吊装施工方案。风电场的机组很多，往往几十台甚至上百台。风电吊装时，必须大范围移动施工。这就要求风电的安装施工满足便利性要求，保证特殊场地的顺利进行。

从风电吊装技术的特点和要求来看，风电吊装设备的选择和施工技术方案的制定将受到地理环境、道路条件、设备参数等诸多因素的影响，其中设备参数是主要体现在机舱尺寸、质量和塔高上。施工方案和设备的选择要有较强的起重和防风能力，并能适应各种场地。既方便了特殊场地，又能提高风电吊装施工效率。

1.2基于风机主机的吊装工艺

在风机吊装中，根据风机主机和塔架的结构特点，选择基于风机主机的吊装方案，借助新型专用设备完成吊装作业。特种设备通常包括起升机构、顶升机构、门架结构、底架结构、变幅机构、导向机构、夹持装置、引入装置、保护装置、液压系统、电气和电子控制机构。自升机构可完成特种设备的吊装，起升机构可用于发电机等风电机组部件的安装、拆卸等垂直作业，变幅机构能满足吊装部件安装位置的水平调整要求。

通过对风机吊装工艺原理的分析可知，专用设备的自升机构主要是将设备沿风机塔架驱动至主风机下方预定高度，连接装置用于将专用设备与主风机和塔筒固定，从可更换的龙门架覆盖操作范围，借助升降机构装卸风机大件，利用自升机构完成机体的设备调整拆卸和落地。

基于主风机的吊装技术，以及专用设备，可以解决以往地面吊装方案的不足。该技术的优点在于：一是方案中没有塔式结构，专用设备通过现有的主风机高度与机组主机相连，这与其他地面起重机不同，为了避免起重机起升高度的影响。其次，方案中选用了门机臂架和油缸变幅，可以覆盖风机吊装和维修范围内的所有零部件。第三，使用原设备可以保证设备的平稳升降和拆卸。第四，模块化设计不仅简化了结构，而且为拆卸和运输创造了良好的条件，适应性强。五是成本得到有效控制，对环境的影响最小。

2 风电工程风电机组吊装作业及控制分析

2.1 吊装机械的选择及评估

风机吊装作业以吊装作业为主，专业性强，风险大。如果定位高度一般在70m以上，对于大型风机，定位高度可能超过100m，一旦发生设备事故，必然会造成严重事故，机械损坏和人员伤亡不可避免。因此，设备的选择应谨慎。有必要对起重荷载进行评估和计算。综合考虑各种因素，将安全系数至少提高0.25，以防止因异常情况引起过载而引发事故。除上述主要起重设备外，还应根据实际情况选择辅助起重设备。主要选用有荷载要求的汽车吊和履带吊，对保证吊装安全起到积极作用。起重机械的选择属于筛选过程。进行现场勘察，详细了解场地、道路坡度、宽度，风机机房或发电机的重量、尺寸、定位高度等，确保起重机械的荷载和吊钩下的高度满足吊物就位的要求。起重机应根据机械成本和使用时间确定。

2.2风电吊装工艺流程

一般来说，风力发电机的类型不同，起重设备也有很大的不同。以双馈感应风电机组为例，吊装部件包括塔架、机舱和叶轮；直驱同步风机吊装中，塔架、机舱、发电机和叶轮是主要部件。风电吊装应注意叶轮吊装的可操作性，吊装机舱或发电机时应注意主吊的机械位置，以满足叶轮吊装的要求。一般来说，主吊臂正对着机舱或发电机与轮毂之间的连接法兰，可以为后续叶轮的吊装创造良好的条件，避免通过偏航改变主机位置和调整机舱方向。

结合风电吊装施工要求可知，具体吊装流程包括以下几点:吊装准备→支架→电抗器、电控柜→塔架Ⅰ段→塔架Ⅱ段→塔架Ⅲ段→机舱→发电机（机舱不含发电机）→叶轮组合→叶轮→吊装结束。

2.3塔筒吊装要点

塔筒卸车要与吊装场地边缘保持较近的距离，并结合Ⅲ段、Ⅱ段、Ⅰ段顺序进行卸车，在吊装过程中结合Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段顺序吊装。为防止卸料过程中塔架表面受到污染，应使用砂袋和支架对塔架进行保护，防止塔架两端变形。塔架吊装时，主要选用双吊吊运法。简言之，主起重机需要借助两台起重机提升塔筒。主起重机用于提升塔筒的小直径端和辅助起重机的大直径端。塔架吊离地面时，塔筒底部用辅助吊车调整塔底端与地面的距离，防止塔底与地面接触变形时伸出，在空中旋转90度，保证塔筒垂直。在塔筒对接接头平移吊装过程中，塔架吊装完成后，必须上高强度螺栓。塔筒和基础环的高强度螺栓必须用特殊的电动扳手预紧，以确保紧固符合要求，提高稳定性。

2.4机舱部件吊点

吊装施工时，应考虑风机机舱内吊点的布置。使用专用吊具吊好。另外，要在地面上实现机舱起吊方向的有效控制，防止机舱在起吊过程中转动或碰撞主起重机械或塔筒。注意导风绳的长度，一般小于机舱高度的两倍。由于螺孔内有较多的灰尘、沉淀物、铁锈和残留物，必须及时清理干净。

2.5发电机组及叶轮吊点

发电机组是风电吊装的重要组成部分，必须考虑以下条件：首先要加强与主起重机械的配合，装配好发电机专用吊装工具，待吊具整体就位后，将起重装置吊至发电机上部，应使用高强度螺栓和工具。其次，将两根导风绳系在发电机两侧的吊耳上，并对法兰面进行彻底清洁。第三，调整手拉葫芦，使轴与水平线的夹角向上3°。准备工作完成后，方可吊装，使发电机与机舱有效对接固定。主吊卸钩时，操作人员应系好安全带，并在施工前固定牢固。叶轮吊装是风电吊装的关键内容之一。吊装前，应将叶片重心组合，确保吊点位置清晰。

结束语

风力发电的应用对提高能源利用率、减少环境污染具有重要的价值和意义。近年来，风力发电得到了广泛的建设，为电力能源的利用提供了必要的基础。然而，风电项目是一个特殊的项目。施工过程中需要更多的吊装和高空作业。一旦施工失败，势必造成重大施工安全事故和人员伤亡事故，影响工程的施工。以风电工程施工为例，对吊装作业过程的特点及控制要点进行了分析和说明，为风电工程后期施工质量安全的实施和控制提供参考。

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