山地風電場風機單葉片吊裝技術

孫二濤

（中國電建集團河北工程有限公司，河北石家莊 050021）

0 前言

UPC臺州黃巖風電場工程共有21臺歌美颯單機容量2.0MW的風電機組，總裝機規模42MW，每臺風機在機艙內布置一臺變電器，將機端電壓升至35kV，由場內輸電線路輸送至場區新建升壓站，最終接入電網。該風電場海拔高，起伏較大。場內施工道路設計路狹窄，且多急彎、陡坡，風機運輸設備、吊裝設備行走的難度較大。風機機位大多分布在獨立山頭上，風機吊裝平臺小，為風機設備卸貨帶來諸多困難。根據施工現場的場地條件及施工工期的要求，選擇的風機設備的吊裝機械為：一臺200t汽車吊，一臺500t履帶吊，兩臺70t汽車吊。其中200t汽車吊作為主力吊車，70t汽車吊作為輔助吊車，主要負責塔架下段的吊裝；500t履帶吊主要負責塔架中段與上段、機艙、輪轂及葉片的吊裝，70t汽車吊作為輔助吊車，負責塔架的抬吊。分兩個工作面同時進行作業以便提高安裝速度確保工期正常實施。

1 施工技術特點

風力發電機組組成及安裝順序一般為塔架、機艙、輪轂、葉輪。其中風力發電機組葉片安裝一般分為葉輪地面組裝、單葉片空中組對兩種施工方法。采用單葉片空中組對比葉輪地面組裝節約了施工場地，尤其狹小、陡峭的場地，更加靈活方便。葉輪以散件形式在空中組對，對地形要求低，同時解決了狹小場地設備無法接卸和組裝問題。單葉片空中組對比葉輪地面組裝，降低了設備荷載，主力吊車更易操控，減少了風速等天氣因素的影響。值得一提的是吊裝平臺場地的縮小也減少了對綠色植被的破壞，壓縮了對于土建施工以及環保的成本要求。

2 工藝原理

葉片吊具組合件由T型架、T型架吊鏈、葉片尾部支撐等組成，并按照設計及廠家安裝手冊要求現場組裝。機艙偏航箱由旋轉齒輪、旋轉電機等組成。葉片吊具組裝完成，調整T型架吊鏈調整葉片角度方便葉片空中對組；葉片安裝前，機艙偏航箱安裝和調試完成，并調整好輪轂安裝孔角度。葉片組對完成，施工人員系好安全帶、佩戴防滑鞋、雙鉤并確定雙鉤固定在機艙上，拆除葉片吊具前端吊帶，吊具由葉片尾部移出。

3 葉輪組合安裝工藝流程及操作要點

按照設計及廠家安裝手冊進行塔架吊裝、機艙吊裝、輪轂吊裝，上述工序吊裝結束后進行葉輪組合件的安裝。

3.1 葉輪組合件安裝

葉片T型吊具分為5段，中間由螺栓連接。葉片T型吊具組裝完成后，對吊具各段連接處及整體進行檢查，防止出現安全事故，檢查合格后與葉片組裝。

3.2 變槳系統組裝

變槳系統由風機廠家進行指導、安裝、調試。變槳系統組件由齒輪盤、護板、3個變槳泵等組成，齒輪盤安裝在聯軸器上，護板安裝在齒輪盤上，齒輪盤安裝完成后，3個變槳泵安裝在齒輪盤上，變槳系統安裝完成后由廠家指導操作。

3.3 葉片變槳

安裝變槳系統，調整輪轂角度，設定輪轂與葉片對應法蘭為A、B、C，現以輪轂在吊車左側為例，為達到要求的方向，使用偏航控制箱按鈕，轉動機艙方向，使葉片C相應的軸承處于垂直位置，調整時使用傳動裝置來檢查葉片B是否處于30度的位置，從而確保葉片C處于90度的位置。

3.4 葉片與吊具組裝

4根吊帶分別用于葉片T型吊具前后兩端，前端8m5t吊帶為主支撐吊帶、8.5m3t吊帶為輔助安全吊帶，后端9m5t吊帶為主支撐吊帶、10m5t吊帶為輔助安全吊帶；葉片尾部支撐葉片T型吊具后端吊帶配合支撐葉片，3根纜風繩分別在葉片T型吊具前后各一根，葉片尾部導向帶捆綁一根，對葉片進行導向。

3.5 葉片與輪轂組對

3.5.1 葉片安裝

以500t履帶吊為主吊，使用葉片專用吊具，在確認吊鉤位置垂直方向上與葉片重心重合后，起吊葉片，拆除葉片法蘭處工裝，起吊前葉片外殼平表面朝向地面及葉片前緣朝向機艙的前端，在葉尖適當位置通過葉尖護袋固定導向繩，在起吊過程中，設專人拉住導向繩，控制葉片移動。以葉片0點為基準，通過變漿電機將變漿軸承零度位置調整到合適位置，使變漿軸承零度與葉片零度標記點對齊。對正標記位置，進行組對。在雙頭螺栓螺紋部分涂MoS2，安裝所有螺栓、螺母和墊片以及與葉片對應的鎖定塊，使用液壓扳手，上緊螺栓，固定葉片后，取掉導向螺栓，并使用鎖定塊的長螺栓代替。

3.5.2 葉片空中組對

以葉片0點為基準，通過變漿電機將變漿軸承零度位置調整到合適位置，將變漿軸承零度與葉片零度標記點對齊。通過液壓變槳泵調整，使螺栓順利的進入螺栓孔。安裝葉片后，確保剎車卡鉗處剎車手動泵讀數為140bar，這樣可以確保雙鎖定輪轂。第一片葉片安裝后，當葉片處于86°～90°（垂直方向）時，鎖定螺栓必須鎖入與輪轂上的鎖定槽，防止裝配時轉動。否則就應對鎖定位置進行檢查并重新設置，使用鎖定塊鎖定葉片后，降低變壓泵的壓力。操作變槳泵，讓變槳油缸里的油流回來，防止輪轂出現漏油情況，將輪轂所有工具回收到機艙，斷開電磁閥中的變槳泵連接頭和油管接頭，退出輪轂。最后，松開吊車吊鉤上的“T”型吊具，拆掉根部吊帶，吊具從葉尖處退出，取掉“T”型吊具，葉片垂直時風繩導向袋自動掉落。使用鎖定塊鎖定軸承，取出輪轂中所有工具，并在操作員撤離后，轉動輪轂，開始安裝葉片B，此時釋放剎車鉗中的手動液壓泵壓力，轉動傳動裝置，使輪轂葉片B安裝口轉至安裝位置。按以上步驟組對第二片、第三片葉片；三個葉片必須在一天內組裝完成，做好防風措施，確保葉片、輪轂不會損壞。

4 風機吊裝中的注意要點

（1）吊裝前風場道路必須滿足主力吊車通行，吊裝場地平整堅實，滿足主力吊車承壓的要求；吊裝場地必須滿足起重機械的安裝以及拆卸要求。

（2）吊裝過程中力矩必須按照安裝工藝施工，所有螺栓緊固完一遍后，才能進行下一遍力矩的緊固工作。嚴禁超打或欠打螺栓力矩，風機吊裝完成后，應對高強螺栓力矩進行抽檢驗收。

（3）風速變化是影響風機吊裝最大的因素。塔架、機艙、葉輪、葉片等部件吊裝時，風速不應高于該機型安裝技術規定。未明確相關吊裝風速的，風速超過8m/s時，不宜進行葉片吊裝；風速超過10m/s時，不宜進行塔架、機艙、輪轂等設備吊裝。

5 結束語

隨著國內風電行業的蓬勃發展，全國各地陸上風機可投資的地域資源在不斷減少，尤其是北方戈壁、草原、平原等可投資興建風場的地域在不斷減少，迫使各風電投資方將目標轉移至南方山地風資源豐富的地域，然而南方雨季及山地條件嚴重制約風機的安裝進度。近年來國內山區風電場所處海拔越來越高，風機安裝難度越來越大，投資方為了節約成本支出，風機組裝場地面積壓縮到極限，如何保證在緊張的工期內安全高效地完成風機安裝，是每個風電施工企業而臨的重要課題。單葉片安裝最大的優勢在于減少了整體葉輪安裝造成的對抬吊葉片的隱性傷害，保障了葉輪整體的質量，為風機長期的安全運行提供了有力支持。此次浙江UPC黃巖風電場工程，通過采用單葉片空中組對的施工技術，解決了吊裝平臺面積狹小的困難，保證了施工進度、質量，使機組能夠長期穩定運行，最終起到了經濟、節能和環保效果。