风电工程风机塔筒设备安装安全管理浅析

湖北省电力勘测设计院有限公司 张展志 陈 喆

1 引言

风力发电工程目前主要由风力发电机组、风力发电机组箱式变压器、开关站与升压站、集电线路等部分组成，同时配套施工过程中需要新建场内检修道路和风机安装平台，其中风力发电机组主要施工工序为基础土石方开挖、基础浇筑、风力发电机组设备安装、调试和试运行。风力发电机组设备安装需组装风力发电机组的塔筒、机舱、轮毂、叶片等部件，单件设备安装起重重量可达90～110t，设备起重最大高度为90～140m，涉及超过一定规模危险性较大分部分项工程，施工难度大、安全风险高，因此需要重点关注。

为做好风机设备安装工程的安全管理工作，需要管理人员从纵向——安装工程开始前、安装工程过程中、安装工程结束后，和横向——人、机、料、法、环等多方面全角度进行安全分析和管控[1]。

2 安装工程开始前安全管理

2.1 安装工程开始前机械设备管理

根据工程特点，首先选定起重设备，起重设备的选择考虑的因素有起重重量、地形条件、环境条件、场内运输条件等。风电工程主要分为陆上风电工程和海上风电工程，本文主要讨论陆上风电工程设备安装管理，而陆上风电工程又细分为平原风电和山地风电，平原风电和山地风电在设备选型上有细微差别。以笔者参与建设的某分散式风电工程为例，其既有山地风电又有平原风电，主要设备参数如表1所示：

表1 风机塔筒设备参数

在目前风电工程市场因政策影响下，“630”和“1230”抢装潮形势下，还需考虑工期影响、设备租金和市场供应等因素。

吊车进场后首先应注意吊车的相关资料：一是特检证；二是起重机型式检验报告/起重机定期其中报告；三是保险；四是特种设备使用登记证；五是合格证。提供以上资料后视为吊车进场资料齐全，可以进行报审。

吊车提供必须报审材料后，为方便对吊车的安全性能进行管控，必须要求吊装单位对提供吊车进场能力认可，确定此吊车满足现场各项需求，吊车组装完毕后，必须进行试吊，即负荷试验。负荷试验通常分为动负荷试验和静负荷试验，部分规范要求负荷试验需要进行超负荷试验，实际在实施过程中只需要验证90%负荷率负荷试验即可。

2.2 安装工程开始前人员管理

设备安装工程开始前管理人员、技术人员和作业人员均应就位，开展安全教育培训，并进行进场安全考试，合格后方可进场，专兼职安全管理人员到位并持证上岗，特种作业人员需配备充足，特种设备管理人员不少于1名，起重指挥不少于2名，主起重机司机不少于2名，高空作业、司索员工等均应持证上岗。特种作业人员还应进行体检，合格后方可进场。

2.3 安装工程开始前工器具（材）管理

设备安装前应对吊具、吊带、卡环、钢丝绳、安全带、力矩扳手、塔筒螺栓等进行专项检查验收，必要的由专业检验机构出具检验合格证书，确认起重量、规格、外观、使用期限、完好程度等符合规范要求，指定专人保管，定期保养，并建立验收、检查、保养档案。

2.4 安装工程开始前方案（法）管理

设备安装前应组织专业技术人员编制专项施工方案，专项施工方案必须有起重设备安装拆卸专项施工方案、设备安装专项施工方案，根据相关法律法规起重设备安拆和起重量大于30t 的设备安装工程，均应对专项施工方案组织专家论证，经施工单位技术负责人审批同意，报监理单位和建设单位审核同意后，方可施行。重点进行起重设备的负载校核，起重高度校核，作业半径校核，吊具、钢丝绳和吊钩等重量应进行核算，确保起重设备起重量不超过设备使用说明和相关法规要求。专项施工方案应由项目总工组织进行施工方案安全技术交底，并保留书面交底材料。

2.5 安装工程开始前外界施工条件（环境）管理

安装工程开始前应对外界施工条件进行检查，检查设备基础是否满足安装要求，是否完成验收交接手续，复测风机基础水平度，应提供以下资料：一是风机基础强度报告；二是风机基础二次灌浆强度报告（如有则提供）；三是风机及箱变基础接地电阻测试记录；四是风机安装平台承载力检测报告；五是风机基础锚板水平度复测记录。吊装施工前应确认需要跨越的构筑物高度及与周围障碍物的间距。施工场地大小是否满足施工要求，施工机械、工器具、风电机组设备存放须满足最低要求。

确保各项条件均具备后，施工机械进场，进行主起重机械组装工作，组装完毕后，风电机组设备运输到安装现场，进行设备安装。安装过程开始前安全管控到位是工程有序开展的前提[2]。

3 安装工程过程中安全管理

作为风电施工工序风险最高的单位工程，风力发电机组安装过程中的安全管控是重中之重。

3.1 风机设备安装过程中人员管理

反违章指挥、反违章作业、反违反劳动纪律是安全管理的重心，设备起重安装工作最大的不可控因素是人，管理人员严禁违章指挥、冒险指挥，作业人员违章作业、不遵守劳动纪律、不佩戴安全防护用品等现象是安全管理顽疾，必须严格管控措施。同时，严格落实作业前站班会制度，进行作业前安全交底，作业过程中的要安全巡查，重点工序安全要旁站监督，杜绝违章行为的发生。精神状态差、酒后或患有恐高症、幽闭症、高血压、低血糖、贫血、癫痫病、心脏病、抑郁症等人员严禁参加吊装作业。

3.2 风机设备安装过程中机械管理

吊车的日常化管理中，吊车安拆结束，必须要进行负荷试验，每半月或者是一个月需要对吊车进行常规化检查，或要求吊装单位提供吊车保养记录等信息，以确保吊车使用过程中的安全。起重设备转运到施工现场后需进行组装，组装完成后按程序进行检查、空载试验、负载试验、试吊等工作，并形成记录。履带式起重机取得有效安全检验合格证，在首台风机吊装前，完成搬起后需在当地特检所备案登记；吊车各部件已正确安装且状况良好，各机构功能正常，安全保护装置配备齐全且功能有效；吊车扳起前检查臂杆头部风速仪，保证风速仪工作正常；吊车使用过程中应正常维护保养，性能和功能良好；吊车在组装前、拆除后或辅吊履带式起重机行走移动时，可不连接接地线。

除此之外，其他无论是在进行吊装作业或是停用状态，均应用专用接地线将主吊吊车（左侧或右侧履带框架上吊装点或下部螺栓上）和已安装完毕的风机接地装置引出线可靠连接，汽车吊在吊装完机舱后，大风天气前且无吊装作业，应将汽车吊臂杆降至机舱以下高度。

3.3 风机设备安装过程中工器具（材）管理

对所有吊索具进行外观检查，重点检查索具的外观是否有缺陷、索具型号是否与施工方案相符合，必要时对其规格尺寸进行复测。吊具安装完毕后应进行检查复核，确保螺丝拧到位。工器具移动过程中不要生拖硬拽避免破损，吊带、安全绳等装备应注意防水，定期检查保养并保留记录。

3.4 风机设备安装过程中方案（法）管理

一是山地风电的机位常位于孤立的山头，一般没有足够区域用于履带吊组装吊车的地方，则该现场环境条件不具备履带吊施工条件，此时尽量选取非履带吊车。

二是做负荷试验的时候主要关注吊车试验过程中传动机构、卷扬机构是否有异响，电路部分是否正常工作，吊车显示器传感器是否正常工作，液压装置和管道有无漏油情况。完成负荷试验后方可进行吊装。

三是过负荷试验属于破坏性试验，一般在吊车出厂或者重大改装后才会试验，普通的吊车安拆不需要做此试验。

四是需要注意，国产品牌的吊车对负荷率有一定的安全系数，通常上限值是120%，日本品牌的吊车负荷率严格控制不能超100%。

五是安装过程中专项施工方案的落实是关键，目前较多的施工现场施工方案和现场情况不一致的，应根据情况及时进行调整，并重新进行审批，涉及重大变更的应重新组织专家论证。严格落实专项方案中的组织措施和技术措施，严格落实作业票、工作票制度，严格落实负责人带班制度、安全监护制度。起重指挥应采用对讲机统一指挥，双机抬吊时，对起重机械的站位、工作半径、起升高度、起重量、重物重心和摆放位置进行准确核对，起重机械操作人员必须在指挥人员统一指挥下，相互密切配合，动作协调一致，谨记“十不吊”原则，已确保整个吊装过程的安全、准确、高效。

3.5 风机设备安装过程中施工条件（环境）管理

因风电工程施工现场狭窄，作业场地大小限制严格，作业前应根据每处风机位地形特点，绘制施工现场平面布置图，明确主吊、辅吊站位区，设备运输车辆进场卸货区，叶轮拼装区，工器具堆放区等，确保起重机械负荷、钩下高度满足吊物就位要求，且保证臂杆与吊物间有可控安全距离，因此现场施工环境非常重要。

风机安装过程中施工现场应进行封闭管理，设备存放地面应有足够的承载力，防止设备倾斜，起重机配重不得集中堆放，防止发生塌陷或地基开裂，设备吊装过程中吊物下方严禁站人。应根据起重机使用说明书规定的要求，在风速超过规定是严禁吊装，塔筒、机舱吊装风速不宜超过8m/s，叶轮吊装风速不宜超过6m/s。作业过程中要安排专人对设备基础和吊装平台进行巡查，发现有明显的沉降或裂纹应及时采取措施。

雷雨、大雾天气或夜间视线不清等环境不适合风机设备起吊作业情况下，必须停止施工，对人员、机械设备采取防护措施，不能存在侥幸心理强行施工。雨后应及时组织人员清理吊装平台积水，防止长时间积水影响平台地基承载力，雨后应对运输道路和吊装平台进行检查，防止边坡失稳导致起重设备倾覆[3]。

4 单台风机安装工程完毕后安全管理

风电工程每个风力发电机组作为一个单位工程，单台风机安装完毕，应及时对风机连接高强螺栓按终紧力矩值进行拧紧，确保螺栓力矩达到设计要求的100%，方可将起重机吊具卸下。安装完毕后起重设备转场工作仍然非常重要，起重设备转场对场内道路压实度要求较高，特别是汽车式起重机，整车重量在拆除部分配件后仍近200t，对道路承载力要求较高。转场过程中应注意主吊配件、吊具等不得发生碰撞、变形，如发生异常情况必须进行处理，由设备生产厂家检测判断是否具备继续使用条件，不得冒险作业。转场完成后重复按照人、机、材、法、环等进行全面安全管控。

5 结语

安全事故的发生大部分是安全管控不到位造成的，而风电工程极具特色的保电价、抢工期现象，导致安全管控不到位现象时有发生，现场安全风险迅速加大，而只有严格的进行全过程、无死角的安全管控，各级管理人员落实安全职责，加大现场违章管控力度，杜绝违章行为发生，严格落实安全措施，管控安全风险，杜绝冒险作业，才能确保尽职履责工作落到实处，这需要全体管理人员特别是主要负责人杜绝侥幸心理和麻痹大意心理。