陆上风力发电设备安装施工技术研究

中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院岩土工程有限公司 张文海

中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 张尚鹏

1 陆上风力发电监督要求

2022年11月，国家能源官网发布“国家能源局综合司关于公开征求火力发电、输变电、陆上风力发电、光伏发电等四类建筑工程质量监督检查大纲”的相关内容，要求各企业单位要全面落实工程建设参建责任主体质量责任化发展机制。为更好地践行“放管服”的原则，考虑到陆上风力发电建设项目升压站建设周期较短，要提高阶段性作业监督水平。尤其是对发电设备的管理，要充分关注实际管理要求和规范，更好地满足施工作业标准，提高施工主控效果，从而减少发电设备安装处理不当对后续运营管理产生的不良影响。

2 陆上风力发电设备安装施工技术方案

基于陆上风力发电设备安全运行要求，要结合工程项目的具体情况开展针对性施工作业方案，维持整体施工处理环节的可控性和标准性，整合具体的施工应用管控模式，维持多元化管理以及检查控制环节的平衡，更好地实现综合发展目标。

2.1 案例

本文以A 风电清洁供暖项目为例，现场地势较为平坦，施工作业为第一年11月份到第二年的5月份，因此，施工作业期间多为大风、低温环境，为此，为更好地提升资源应用效率，现场安装30台风机，型号为W3450-146，整体轮毂安装高度设定为90m，工程项目总装机容量为100MW。与此同时，工程项目还设置了底段塔筒、二段塔筒、三段塔筒、四段塔筒各29套[1]。

2.2 设备安装施工技术要点

2.2.1 设备选型

依据工程项目的实际情况，结合具体的施工作业方案要求，要保证主吊设备选型的合理性和科学性，尽可能地维持施工项目的整体进度水平。在主吊选型工艺开始后，要对现场的地形结构、施工作业环境以及风机设备特性予以评估，建立综合分析模式，配合调配主吊车的方式，及时落实额定起重能力分析状态，有效了解不同工况参数环境下设备的吊装能力，并对比起吊重量从而计算负载率。

第一，吊车为ZCC800T-9800，工作半径为18m，额定起重量为160t，机舱起吊重量为150t，负载率为93.7%。设备采取双卷扬模式，提升速度较快且无须拆解就能转场行走。

第二，吊车为SCC6500A，工作半径为20m，额定起重量为180t，机舱起吊重量为150t，负载率为83.8%。设备采取双卷扬模式，提升速度较快，但是需要拆解主臂等结构才能转场行走。

第三，吊车为SCC8000A，工作半径为18m，额定起重量为175t，机舱起吊重量为150.5t，负载率为86%。设备采取双卷扬模式，提升速度较快，但是需部分拆解后进行转场行走。

第四，吊车为QUY750，工作半径为18m，额定起重量为168t，机舱起吊重量为149.5t，负载率为88.9%。设备采取双卷扬模式，提升速度较快，但是需部分拆解后进行转场行走。

与此同时，要按照行进单车起吊负荷率的计算，其中，G 表示设备吊装重量，也就是起重机吊装作业中的实际荷载。表示的是设备的实际重量、表示的是起重机吊钩重量、表示的是吊索具的重量，表示的是动载荷系数[2]。

在全面分析负荷率、提升速度、行走便捷性等因素后，判定ZCC800T-9800研究存在履带负荷率超90%的情况，最后选取QUY750作为起吊设备，各方面具有一定的优势，且设备价格相对偏中低，也能更好地提升项目施工作业的成本管理水平，尽可能地满足性价比要求。

2.2.2 准备工作

基于工程项目整体作业要求，要整合具体的作业内容，充分落实精细化准备工作，确保相应作业处理环节衔接的可靠性和规范性。并且，在吊装平台修筑作业开始前，要尽量减少占地面积，及时存放风机设备，减少二次倒转或者是过度占地等问题对后续施工作业产生的影响。

第一，要落实规范化规划管理作业内容，保证相应设备应用运行和管控环节都能落实到位，并且，吊装平台修筑处理工作开始前还需要组织吊装起重设备管理人员进行现场勘察，充分了解工程项目的实际作业情况，维持设备管理工作的科学性和规范性。

第二，要结合机位所在位置进行地形、道路走势、塔筒摆放、主吊车站位等基础情况完善相应工作，满足统一现场测算和推演工作的基本需求。与此同时，要对每台机位进行摆放方案的定制处理，积极落实“一机一方案”的应用管理原则[3]。施工现场布置如图1所示。

图1 施工现场布置

第三，叶片供货管理工作中，要确保能落实点对点沟通管理机制，结合叶轮组装时间提前一天将其运输到指定地点，维持统一化管理控制工作的水平，并更好地满足场地综合应用的管理标准。需要注意的是，相应结构要固定在基础位置上，更好地规避二次转倒、起吊等问题，从根本上避免了冒险违规操作等环节造成的安全隐患。

2.2.3 安装作业

结合陆上风力发电设备管理控制要求，在实际安装作业中，要统筹关注安全、环保、经济等因素，保证安装处理环节的可控性和科学性，确保风机设备卸车、塔筒吊装、机舱安装以及叶轮吊装等作业内容都能逐步落实，维持整体控制环节的质量效果。

一是卸货存放，在发电设备安装工作开始前，要按照规范化流程完成风机设备的卸货和存放处理，并且，要关注吊装设备的具体选型工作，结合设备卸货要求完善工作内容，并匹配专业的吊具进行卸车操作。与此同时，要结合机舱和轮毂设备防护要求，有效避免雨雪或者是风沙等对设备内部产生的影响，更好地维持应用控制的基本效果[4]。另外，针对一些直径较大的塔筒设备，若是存放时间较长，就会出现“失圆”等问题，此时，一般是借助加固塔筒“米字型”支撑结构的方式对其进行应力的释放处理，维持圆度的同时，避免吊装作业中因为参数尺寸不匹配影响对接效果。而对于风机叶片的处理，则要依据其空气动力学特性配合使用壳体式结构设计方案，有效完成叶片吊装作业内容，并且在相应位置设置专用叶片支架设备，维持支撑结构的稳定性。值得一提的是，若是施工作业区域存在风力较大的区域，出于安装工作安全考量，要对其进行地锚加固作业。

二是风机基础检查，按照土建施工作业以及安装管理规范程序落实具体工作，确保平台压实度、混凝土强度参数以及上锚板水平度等都能满足规范标准，并对相关数据进行复测和记录处理，将获取的信息数据与设计参数予以对比分析，第一时间判定其是否超出允许偏差数值范围，从而为后续安装处理环节提供保障。

三是安装塔筒，依据陆上风力发电设备安装作业的基本要求，为更好地维持整体工程项目应用控制的质量水平，要对塔筒安装作业予以重视，践行规范化施工作业方案，保证相应工作流程的可控性和安全性。第一，要对底段塔筒锚栓拉伸过程、塔筒间高强度螺栓连接过程等予以严格控制，保证其质量效果满足规范要求，提高施工作业的安全性，也能为设备后续运行管理予以保障。第二，对初次拉伸数值、二次拉伸数值以及终次拉伸数值予以及时记录，判定预紧力数值是否满足规范要求。利用经过校核的专用工具完成作业，使用前要进行数值的准确核对，配合对称处理的方式逐步开展具体操作流程，保证内部应力得以均匀释放，需要注意的是，为提高作业的安全性，要着重避免漏打、少打以及超打等问题，依据上部结构安装作业要求维持预紧力数值的科学性。第三，在每段塔筒结构的上接触面和下接触面施工作业中，要利用硅胶枪在法兰结构内圈和外圈各自完成硅胶注射作业，然后要沿着螺栓孔一圈完成硅胶注射，在实际作业中，保证硅胶注射没有断点，维持其饱和度，更好地避免雨水等干扰因素对其安装质量产生影响。

四是安装机舱，对于陆上风力发电设备安装工作而言，机舱的安装处理环节也非常关键，施工作业部门要秉持全过程质量管理要求开展具体工作。起吊作业开始前，要结合运输限制的具体情况进行临时性拆分处理，并按照标准要求及时复位，有效完成配对标识的检查管理，确认机组匹配后进行施工。另外，要保证测风仪、航空灯、避雷针等设备安装的及时性和标准性，并维持螺栓结构预紧力参数，更好地提高连接效果和整体设施安全控制水平。当拆除主轴承和前机架固定螺栓结构后，要利用双头螺柱穿入风轮和主轴连接端的方式保证螺孔操作的稳定性，配合垫片就能尽可能地维持质量效果。除此之外，要确保起吊人员操作管理的科学性，保证相关人员能充分认识到规范施工的重要性，严格落实标准化作业内容，践行实时性管理要求，维持相应作业管理的科学性，并选取自上而下的顺序对塔筒法兰与螺栓的连接过程予以控制[5]。

五是安装叶轮，在叶轮安装作业中，要先完成地面组装处理工作，保证相应环节衔接的可控性和合理性，然后在组装工作结束且质量匹配标准要求后进行吊装处理。一方面，组装环节中要对螺栓的力矩进行严格控制，遵循设备以及元件安装手册的相关要求，确保对称拉伸以及逐步拉伸作业有序开展。另一方面，实际施工作业环节中，要对拉伸进行复验分析，及时查阅拉伸器的次数、现场旁站监督质量等，有效建构完整且科学的施工作业模式，提高对具体施工环节的管控水平。除此之外，起吊作业开始前要对周围环境进行评估，一般是选取天气较好且风力较小的环境完成起吊作业，并配合相应的测风软件，有效评估风力的变化趋势以及风速的实际情况，更好地避免大风等问题对运行管理造成的影响，从根本上提高吊装作业的安全性。

六是安装电气设备，在完成基础设备安装工作后，就要结合陆上风力发电设备管理要求和质量控制标准完成电气安装作业，主要的作业对象是机舱、塔筒、塔底柜等，保证电线电缆等基础电气元件安装作业的科学性和可控性。

首先，在安装作业开始前要进行技术交底，及时了解相应设施的安装情况，并编制相应的设备安装指导作业书，确保电气设施安装过程不会对设备安装作业产生影响，联合设计部门、施工部门以及监理部门进一步提高综合安装质量效果。并且，要及时设置安全标识牌，以确保后续作业顺利开展。其次，施工作业中要强化现场技术指导水平和监督水平，并要求设备厂家配合落实具体工作，更好地发挥电气设备元件的应用价值，提高综合安全管理水平。最后，在安装处理环节结束后要进行验收管理，确保相应作业的准确性和安全性，针对存在的问题及时纠正并落实优化调整方案。

3 结语

总而言之，在陆上风力发电设备安装作业中，要践行规范化施工作业流程，保证相应作业质量满足规范要求，提升全过程管理效果，并及时开展验收工作，为陆上风力发电可持续健康发展奠定坚实基础。