风电场机组运输及安装方案分析

欧亮亮

摘要：伴随着风电技术的不断进步，发电机组的容量和设备也逐渐大型化，叶片、塔筒、发电机的增大，给我国山地风电场的机组运输和安装带来了很大困难，道路、吊装平台的工程量与项目投资存在着较强的敏感性，因此选择合理的运输方式与主要吊装设备进行组合具有关键的指导作用。

关键词：特种运输，汽车吊。

中图分类号:DF416 文献标识码：A

1、项目概况：

湖南新化大熊山风电场工程位于湖南省娄底市新化县大熊山林场境内，总装机容量为50MW，设计安装25台直驱永磁发电XE105-2000机组。

表1XE105-2000外形尺寸及重量

41.8

四段

塔筒 第1节长度及直径 L=15400,φ4400 54.6

第2节长度及直径 L=20000, φ4400-φ4046 47.9

第3节长度及直径 L=20000,φ4046-φ3485 37.7

第4节长度及直径 L=21500, φ3485-φ2686 28

基础环直径及长度 φ4.4×2.5（底端φ4.58） 12.9

塔筒（含基础环） 高度H=77.5m 181.9

风电场距新化县县城公路里程约88km，场址区高程1150m～1580m，主要以北东向延伸的山脊、山岭为主，山体浑厚，场区无道路局部较陡，道路布置条件较差。风电场大件经娄怀高速至新化县城后，由S217、X035、X052运输至大熊山林场山脚，对外交通条件一般。

2、运输方式与吊装方案组合

2.1组合（1） 常规运输加履带吊

2.1.1道路设计方案

机组叶片、塔筒均采用常规运输，道路平曲线最小半径为35m，对沿线弯道路边高度大于2.0m的构筑物需清除，以保证叶片在运输拐弯时15m范围内不能有其他任何障碍物侵占。道路纵坡一般不超过14%，在受地形条件限制无法展线时，纵坡控制在18%以内，同时采取合适的辅助牵引措施。为配合履带吊车在场内安全运行及高效进行吊装作业，直线路面宽为8.5m，路基宽为9m，路面采取碎石加粘土拌和铺筑压实，含泥量不超过15%，道路路基路面压实度不小于92%，以满足运输车辆的承载力。

表2 机组主要运输车辆清单表

序号 设备名称 型号规格 功率(HP) 运载

能力 用途 数量 备注

1 100t平板拖车 100t 运输 1 发电机、

2 70t低平板拖车 70t 运输 1 第1、2节塔筒

3 60t低平板拖车 60t 运输 3 第3节塔筒，机舱、轮毂

4 汽车吊 QAY130k 75t 装卸 1

5 汽车吊 QY70k 50t 装卸 1

6 装载机 ZL50 215 5t 牵引 1

2.1.2风机吊装方案

工程拟选用一台500t履带吊、一台260t汽车吊和一台80t汽车吊进行吊装施工活动，500t履带吊和80t汽车吊负责进行风机塔筒和发电机的吊装；260t汽车吊负责设备卸货；叶轮的组装可由260t汽车吊和80t汽车吊进行。

表3 风机吊装设备清单表

序

号 机械装备

（试验仪器）名称 型 号

规 格 数

量 备

注

1 500t履带吊 CC2500-1 1台 主吊

2 260t汽车吊 1台 辅助吊

3 80t汽车吊 1台 辅助吊

4 30吨加长拖班车 东风 1台 辅助吊

5 10吨中型卡车 五十铃 1台

6 5吨中型卡车 福临 1台

风机吊装时，要求各配合工种必须满足现场施工进度的要求，相互密切配合，

同时加强与监理业主和相关施工单位的沟通，确保吊装及吊车转移顺利进行。对履带吊站位点的地面应进行碾压和平整，并达到20t/m2的承载力要求，安装场地面积不低于35×40，在进行吊装作业时必须保证吊装场地的坡度小于5%。

风机吊装安装流程图：

2.1.3主要工程量分析

采用常规运输与履带吊进行组合，对交通工程和机组吊装场地工程要求较大，道路弯道最小半径35m，路基宽9m，施工需要高挖深填，同时对生态平衡与水土环境等造成一定的破坏。

表4 常规运输加履带吊工程量概算表

项目编号 单位 工程量 万元

场内新建道路 km 21 4870

土石方开挖 万m3 84 2184

土石方回填 万m3 68 476

植草防护 万m2 6.45 10

道路临时用地 万m2 31.5 630

吊装场地临时用地 万m2 3.5 70

场外交通改造费 项 1 1500

2.2组合（2） 常规运输加汽车吊

2.2.1道路设计方案

机组叶片、塔筒均采用常规运输，道路平曲线最小半径为35m，对沿线弯道路边高度大于2.0m的构筑物需清除，以保证叶片在运输拐弯时15m范围内不能有其他任何障碍物侵占。道路纵坡一般不超过14%，在受地形条件限制无法展线时，纵坡控制在18%以内，同时采取合适的辅助牵引措施。为配合汽车吊车在场内安全运行及高效进行吊装作业，直线路面宽为4.5m，路基宽为5.5m，路面采取碎石加粘土拌和铺筑压实，含泥量不超过15%，道路路基路面压实度不小于92%，以满足运输车辆的承载力。机组主要运输车辆清单见表2。

2.2.2风机吊装方案

工程拟选用一台600t汽车吊、一台100t汽车吊和一台75t汽车吊进行吊装施工活动， 600t汽车吊和100t汽车吊负责进行风机塔筒和发电机的吊装； 75t汽车吊负责设备卸货；叶轮的组装可由100t汽车吊和75t汽车吊进行。机组安装场地应碾压和平整，并达到16t/m2的承载力要求，安装场地面积不低于35×50。

表5 风机吊装设备清单表

序号 设备

名称 型号及规格 数量 备注

1 汽车吊 SAC6000 1 主吊

2 汽车吊 SAC1000 1 辅助吊

3 汽车吊 SAC750 1 辅助吊

4 平板拖车 100t 2 运输

2.2.3主要工程量分析

采用常规运输与汽车吊进行组合，降低了施工路面的宽度，只需要道路弯道半径满足叶片的运输要求，道路弯道最小半径35m，有效行使路面宽4.5m，路基宽5.5m。

表6 常规运输加汽车吊工程量概算表

项目编号 单位 工程量 万元

场内新建道路 km 21 3731

土石方开挖 万m3 53 1378

土石方回填 万m3 42 252

植草防护 万m2 5.3 9

道路临时用地 万m2 25.2 504

吊装场地临时用地 万m2 4.4 88

场外交通改造费 项 1 1500

2.3组合（3） 特种运输加履带吊

2.3.1道路设计方案

采用特种车辆运输叶片、塔筒在地形复杂的山地风电场已经得到广泛应用，其最大优势就是能有效躲避沿线电杆、树木、房子、受限山体等，道路平曲线最小半径为20m，当弯道路面宽度不够时，还可以在后轮增加液压转向装置。由于特种车使叶片在运输时能举升和转向，因此道路设计由塔筒长度来控制因素，一般在采取了特种方式运输风机时，80m-90m的轮毂高度塔筒分为四节。

表7机组主要运输车辆清单表

序号 设备名称 型号规格 功率(HP) 运载

能力 用途 数量 备注

1 100t平板拖车 100t 运输 1 发电机、

2 70t低平板拖车 70t 运输 1 第1节塔筒

3 60t低平板拖车 60t 运输 3 第2、3节塔筒，机舱、轮毂

4 45t低平板拖车 45t 运输 1 第4节塔筒

5 40t特种平板拖车 40t 运输 3 叶片特种车辆

6 汽车吊 QAY130k 75t 装卸 1

7 汽车吊 QY70k 50t 装卸 1

2.3.2风机吊装方案

同一机型且容量相等的风机，仅在塔筒的尺寸和重量发生较小变化时，譬如XE105-2000风机由3节塔筒分为4节段，根据现场实施经验总结，吊装方案及设备基本类似。

2.3.3主要工程量分析

采用特种车辆运输，能缩小汽车转弯对路面宽度的要求，尤其是在复杂地段需要拆迁、改道、大范围挖填时，该方式运输基本能有效解决困难。同时为配合履带吊车在场内安全运行及高效进行吊装作业，需保证有效路面宽8.5m，路基宽9m，吊装场地要求不小于35×40。

表8 特种运输加履带吊工程量概算表

项目编号 单位 工程量 万元

场内新建道路 km 21 3165

土石方开挖 万m3 46 1196

土石方回填 万m3 37 222

植草防护 万m2 5.45 9

道路临时用地 万m2 29.4 588

吊装场地临时用地 万m2 3.5 70

特种车辆运输费 项 1 780

场外交通改造费 项 1 300

2.4组合（4）特种运输加汽车吊

2.4.1道路设计方案

机组叶片、塔筒采用特种车辆运输，道路平曲线最小半径为20m，在弯道路面宽度不够时，可以在后轮增加液压转向装置。由于特种车使叶片在运输时能举升和转向，因此道路设计由塔筒长度来控制因素，一般在采取了特种方式运输风机时，80m-90m的轮毂高度塔筒分为四节。机组主要运输车辆清单见表7。

2.4.2风机吊装方案

同一机型且容量相等的风机，仅在塔筒的尺寸和重量发生较小变化时，譬如XE105-2000风机由3节塔筒分为4节段，根据现场实施经验总结，吊装方案及设备基本类似。

2.4.3主要工程量分析

采用特种车辆运输，能缩小汽车转弯对路面宽度的要求，尤其是在复杂地段需要拆迁、改道、大范围挖填时，该方式运输基本能有效解决困难。同时为汽车吊在场内安全运行及高效进行吊装作业，需保证有效路面宽4.5m，路基宽5.5m，机组安装场地要求不小于35×50。

表9 特种运输加汽车吊工程量概算表

项目编号 单位 工程量 万元

场内新建道路 km 21 2540

土石方开挖 万m3 32 832

土石方回填 万m3 26 156

植草防护 万m2 3.2 6

道路临时用地 万m2 18.9 378

吊装场地临时用地 万m2 4.4 88

特种车辆运输费 项 1 780

场外交通改造费 项 1 300

3方案确定原则

山地风电场的开发建设正在如火如荼，其建筑工程费用比平原、戈壁滩、丘陵等地区的比例一般要大，其中又主要表现在道路工程上，因此合理进行运输方式和吊装设备组合，对后期的建设施工和项目收益具有一定的影响。

综合上述4种组合分析可见，特种车辆运输非常适用场外交通复杂，穿越地物多，地形起伏大，施工环境恶劣的山区风场，可大幅度的节约投资，改造不需要大面积的施工和拆迁征用等，对生态环境的破坏也要少，另外在建设期减少了协调组织及征地等方面的难度。常规运输从厂家发货后，可不必经二次转运，通过公路直接运输至机位点，缩小了运输周期，但弯道内外侧不能有任何障碍物破坏构件，一般在场外交通条件良好，高等级公路时优先采取此运输方式。

风电场汽车吊车身一般在4m以内，履带吊车车身约9m，两者对场内道路路面宽度相差近一倍，设计中如调整道路宽度而引起工程量显著变化时，选择吊装设备需要因地制宜。在重岭山丘地形，山体崎岖起伏，山脊狭长可采取汽车吊方案，在高山草原以及地形起伏不大的山地可考虑采用履带吊方案。

风电场道路设计必须满足机组大件运输和吊装设备的安全通行，在设计中需要对场内外交通条件进行实地勘察，结合实际地形地貌，机组的尺寸和质量，合理选择运输方式和吊装设备，尽量减小道路弯道半径和吊装场地面积，既能高效高质量的完成工程进度，又为项目创造了良好的经济效益。