金風70/1500kW 型風力發電機組風機安裝

王 沖

(新疆水利水電工程建設監理中心，烏魯木齊 830001)

1 施工應具備的條件

施工應具備的條件包括3 項［1］:

1.1 施工期間的天氣情況

合理安排施工時間，要求無雨，風速在＞10 m/s時禁止吊裝，風速在＞12 m/s時禁止在機艙外作業，風速在＞20 m/s時禁止在機艙內工作。

1.2 在穩定的風速情況下

吊裝機艙和塔筒的安全風速值為10 m/s;吊裝葉輪的安全風速值＜8 m/s。

1.3 在不穩定的風速情況下

吊裝機艙和塔筒的安全風速值為8 m/s;吊裝葉輪的安全風速值＜8 m/s;下段塔筒可以在12 m/s風速下進行吊裝。

塔筒和機艙的分步吊裝，需在完成全部螺栓75%的力矩值后方可進行下一步吊裝作業;3 段塔筒吊裝完成后必須立即吊裝機艙;機艙就位后必須立即將所有的力矩打到最終力矩值。

1)平均風速(5 min鐘平均)＜10 m/s、陣風風速(5 s平均)＜19 m/s時可以進行涉及變槳的輪轂內作業。

2)平均風速(5 min平均)＜20 m/s、陣風風速(5 s平均)＜27 m/s時可以進行不涉及變槳的輪轂內作業(葉輪鎖鎖定)。

3)平均風速(5 min平均)＜20 m/s時可以進行機艙內作業。雷雨時絕對不能接近風力發電機組;如雷雨發生時，人員正在風力發電機組中作業，要立即離開。

2 塔筒安裝

塔筒安裝包括裝前工序、下段塔筒、中段塔筒和上段塔筒的吊裝4個部分:

2.1 安裝裝前工序

1)電抗器支架、電控柜安裝。將調節螺栓安裝到支架下部地腳鋼板上。支架下部吊入基礎環內，并將4個調節螺栓落在定位標記的位置上。

2)電控柜正面與塔筒門方向一致，用吊帶把電控柜吊至電抗器支架上部平面上。

3)用導向繩固定電控柜，塔筒下段吊裝完成后，方可拆掉導向繩。

4)用吊帶把通風系統吊至電控柜上，取下電控柜頂板相應螺栓，并固定通風系統。

5)電控柜及其電抗器整體應用防雨布遮蓋防止雨水或其它污物侵蝕電器元件［2－5］。

2.2 下段塔筒的吊裝

包括:檢查基礎環的平整度、用MoS2 潤滑所有螺栓的螺紋、400 t主吊(或250 t履帶吊)車與50 t輔助吊車就位、用電動扳手緊固螺栓4個部分:

2.2.1 檢查基礎環的平整度

清理基礎環的法蘭上下面、螺孔;把下塔筒與基礎環連接用的螺栓、螺母、墊片按基礎環螺孔順序依次對應擺放在基礎環里;把下塔筒與基礎環連接用的螺栓、螺母、墊片放進基礎環里。

2.2.2 用MoS2 潤滑所有螺栓的螺紋

(每個螺栓在有絲扣部分保證覆蓋面積達到有絲扣部分面積的2/3 以上)，把每個螺栓上都穿好1個2 mm防震墊片，要注意墊片的正確方向(有倒角的一面朝下)。

2.2.3 400 t主吊(或250 t履帶吊)車與50 t輔助吊車就位

主副吊車同時緩慢吊起，待塔筒離開地面以后，離地約1.5 m時，主吊車繼續提升，副吊車停止上升，通過副吊車的大臂調整與主吊車緩慢吊起使下塔筒處與地面垂直狀態時，拆去副吊的鋼絲繩以及下法蘭上的塔筒吊具并清理塔筒下法蘭面;主吊車緩緩移動塔筒，將塔筒移至基礎環上方時，里面的工作人員迅速在基礎環的法蘭上打好一圈密封膠要均勻涂抹，根據風向擬定的塔筒門的方向調整好塔筒的方向，主吊緩緩下降吊鉤，在兩個法蘭接觸前，工作人員安裝定位銷并定好位置后，迅速在每個定位銷的兩側帶上準備好的螺栓，帶上大約30%的螺栓后，再次放低吊鉤到兩個法蘭面完全接觸，此時的吊車仍需保持起重力，帶完所有剩下的螺栓。

2.2.4 用電動扳手緊固螺栓

用電動扳手按十字對稱各將8個螺栓交叉緊固到20 顆螺栓后，依次緊固完所有的螺栓。此時可將吊車起重力降低、門梯子固定、用螺栓固定掛耳，調整梯子地腳高度，使梯子臺階面水平。

2.3 中段塔筒的吊裝

中段塔筒的吊裝包括5個部分:

1)把中段塔筒與下段塔筒連接用的螺栓、螺母、墊片放進中段塔筒上平臺上并固定安全。

2)用MoS2 潤滑所有螺栓的螺紋(每個螺栓在有絲扣部分保證覆蓋面積達到有絲扣部分面積的2/3 以上)，把每個螺栓上都穿好1個墊片。

3)250 t主吊車與50 t輔助，帶完所有剩下的螺栓，用電動扳手緊固螺栓。

4)用電動扳手按十字對稱各將8個螺栓交叉緊固了20 顆螺栓后，依次緊固完所有的螺栓。

5)此時可將吊車起重力降至2～3 t;拆卸吊具，緊固塔筒與基礎環連接螺栓。

2.4 上段塔筒的吊裝

塔筒上段吊裝使用400 t履帶吊(或500 t 汽車吊)進行吊裝，400 t混合臂工況86 m，作業半徑20 m時，額定起重量為70 t;有較大的儲備能力，滿足本次塔筒上段吊裝的需要。

500 t選用塔式工況47.3 m+4 m+35 m 臂長86 m、作業半徑22 m時額定載荷為61 t;輔助吊車采用50 t履帶吊選用主臂工況，臂長19 m、作業半徑5 m時額定載荷為31 t，滿足輔助吊裝要求:

1)把機艙與上段塔筒連接用的螺栓、螺母、墊片放進上段塔筒上平臺上并固定安全。

2)用MoS2 潤滑所有螺栓的螺紋;把每個螺栓上都穿好1個墊片。

3)400 t主吊車與50 t輔吊就位。

4)主副吊車同時起吊，待塔筒離開地面以后，主吊車繼續提升，副吊車則調整塔筒底端和地面的距離(與下段塔筒的吊裝方式相同)。

5)用電動扳手緊固螺栓。

6)拆卸吊具。

7)緊固塔筒間的連接螺栓;調整好液壓扳手的力矩，對角對稱線方向緊固下法蘭螺栓。

然后使用液壓扳手緊固螺栓力矩到額定力矩1 200 N·m。分3 步實施:

1)第一步打到額定力矩的50%，先緊固4個對角，然后依次將螺栓緊固到額定力矩的50%。

2)第二步打到額定力矩的75%。

3)第三步打到額定力矩值，并對已打過力矩的螺栓作上標記。力矩驗收時倒打60°再打到額定力矩的100%，以檢驗力矩是否合格，并對已打過力矩的螺栓作上驗收標記［6］。

3 機艙組對與吊裝

機艙組對與吊裝包括5個部分，即安裝測風支架、機艙組對、發電機安裝、吊裝、葉輪安裝。

3.1 安裝測風支架

安裝測風支架必須是機艙在地面放置時進行，一人在天窗外協助機艙內人員安裝測風支架，注意測風支架的方向，在機艙內的天窗處面對測風支架，長管在左側，短管在右側。

3.2 機艙組對

拆除機艙與原支架的螺栓，用50 t吊車吊裝至安裝支架上并用螺栓固定。將兩片機艙底與機艙體用螺栓固定，結合部位外表面用密封膠密封處理，并安裝吊物孔門。將偏航軸承與塔筒連接的螺栓、墊片，電纜、底座、發電機定軸、輪轂、發電機動軸連接，電動扳手及手拉葫蘆放在底座平臺上，并加固、固定。

3.3 發電機安裝

發電機重量為43.9 t;發電機吊裝采用400 t履帶吊(或500 t汽車吊)做主力吊機，輔助吊車為50 t汽車吊。400 t履帶吊在86 m主臂工況下，20 m作業半徑額定起重量是70 t，承載率為62.86%;500 t汽車吊選用塔式工況47.3 m+4 m+35 m臂長86 m、作業半徑22 m時額定載荷為61 t，承載率為72%;以上機械施工時，有較大的儲備能力，完全滿足本次工程的需要。

3.4 發電機吊裝

使用專用吊具和兩臺吊車，主吊400 t履帶吊(或500 t汽車吊)，輔吊50 t汽車吊。吊起發電機，將發電機定軸法蘭、機艙底座法蘭面調整對齊，指揮吊車把發電機逐漸靠近機艙同時注意風向的變化。

利用導正棒對準機艙底座法蘭，用手動葫蘆把發電機拉近。裝緊固件，雙頭螺栓長的一端不涂MoS2(將旋入定軸法蘭)，短的一端涂抹MoS2。螺栓漏出長度為60 mm，按對角方向用電動扳手緊固螺母，用液壓力矩扳手分3 次力矩上緊螺栓。

安裝完成后拆下發電機翻身吊具，用堵頭密封螺孔，工作人員通過天窗出入機艙。離開機艙必須帶全身安全帶并將安全繩固定在機艙內可靠的位置。

3.5 葉輪安裝

葉輪總重量為34 t，葉輪吊裝采用400 t履帶吊(或500 t汽車吊)做主力吊機，輔助吊車為50 t汽車吊。400 t履帶吊在86 m主臂工況下，20 m作業半徑額定起重量是70 t，承載率為48.6%;500 t汽車吊選用塔式工況47.3 m+4 m+35 m臂長86 m、作業半徑22 m時額定載荷為61 t，承載率為55.7%;以上機械施工時，有較大的儲備能力，完全滿足本次工程的需要。

4 結語

華電大阪城風電一期的33 臺1 500 kW風力發電機組安裝過程使我們對風力發電機組的內部結構、施工工藝有了更為深刻的認識，從而降低了在安裝過程中人員、設備、機械的危險性，提高了機組的安裝質量和進度，對風電場風機安裝安全、計劃、組織、實施具有重要的參考價值。

［1］朱彩霞，邱文龍.B0—Q/JF 2SJ1500SM.6—2008，金風1500kW 系列風力發電機組安裝手冊:通用部分［S］.烏魯木齊:新疆金風科技股份有限公司，2008.

［2］朱彩霞，邱文龍;B0—Q/JF 2SJ1500SM.6—2008，金風1500kW 系列風力發電機組安裝手冊:塔筒部分［S］.烏魯木齊:新疆金風科技股份有限公司，2008.

［3］中華人民共和國國家發展和改革委員會.DL/T 5191—2004 風力發電場項目建設工程驗收規程［S］.北京:中國電力出版社，2004.

［4］馮博.風力發電機組塔筒結構分析研究［D］.重慶:重慶大學，2010.

［6］陳真，杜靜，何玉林，劉衛，馮博.采用VDI2230 的風力發電機組塔筒法蘭聯接處螺栓強度分析［J］.現代制造工程，2011(05)125－129.

［6］李靜平.預應力混凝土及鋼塔筒的受力分析與優化［D］.北京:北京交通大學，2011.