風力發電塔筒安裝工藝控制要點

劉建全 楊凌云

摘要：風力發電作為清潔能源，在我國能源應用中的應用更加成熟。具有占地面積小、投資收益快等諸多優勢。風力發電工程建設中，塔筒的安裝是非常重要的環節，需要對塔筒安裝的工藝和施工過程進行嚴格管控，保障安裝效率和質量，充分發揮風力發電的優勢。

關鍵詞：風力發電;塔筒;安裝

引言

風力發電因其具有清潔、環保、可再生、永不枯竭、基建周期短、運行和維護成本低的優勢，近年在國內得到廣泛的應用。其原理就是將發電機組安裝在風能資源比較豐富的海島、山谷或偏僻的鄉村把風的動能轉為電能。根據風力發電特性，其普遍所處位置與自身高度都處于比較高的位置，所以風電機組的安裝成為一件技術性、安全性特別強，且工作量集中的工作，風電塔筒在風力發電機組中主要起支撐和最外層保護作用，同時吸收機組震動，其安裝質量的好壞、效率高低直接關系到整個發電機組的正常運行和施工單位的經濟效益。

1風力發電塔的基礎現狀

目前我國風力發電塔在基礎建設的過程中，大多數是使用廠家提供的標準圖紙，其中的鋼筋混凝土板式獨立拓展基礎的形式較為單一，在施工過程中，顯得較為簡便并且工程實踐的經驗顯得較為豐富，同時基礎和上部塔筒的連接往往是通過埋入式塔筒實現的，和上部法蘭的連接方式相同，因此便于彼岸準話。當風機的功率較小，而基礎底板的懸挑較小，這種基礎形式也會顯得較為合理。但在此過程中仍然存在有較為嚴重的問題。首先基礎形式過于單一，在實際的使用過程中無法適應不同地質條件，同時獨立拓展基礎的抗壓能力顯得過高，但抗彎效率較低，在實際的使用過程中，基礎邊緣和地基的脫開常起控制作用。而埋入式塔筒也會導致基礎樁墩的最大受力截面的強度以及剛度突然降低，極易出現應力集中以及脆性破壞等情況。同時相對于大功率的風機，這種板式基礎的懸挑長度過大，在實際的使用過程中，經濟性較差。

2風機基礎的選型

根據風機運行特點，風機基礎的受力在360°方向受力的概率基本相同，從基本概念出發，應該首選圓形基礎;其次，風機基礎所受的彎矩較大，基底的應力分布不均勻，基礎大小并不是按平均應力控制的.所以基礎尺寸會較大.而且，風機正常運行時基礎范圍內不允許出現零應力區，可以預見，風機基礎埋深較大.根據以上受力特點，圓形的大塊式基礎是風機塔架基礎的首選，早期由國外引進的設計方案，以及現有的風電場的風機塔架基礎也均以此種基礎為主。2007年后，隨著我國行業規范文獻的出臺，我國風機基礎走上自主設計之路，各勘察設計院都在對引進的風機基礎技術方案進行研究.結果發現這種大塊的圓形基礎并不是普遍適用，也并不是最經濟的方案。在基礎選擇方面，不應千篇一律，而是應該根據設計條件，因地制宜。基礎與上部結構的連接也是基礎設計的重點，設計可采取增加穿孔及增加穿孔鋼筋的方式保證基礎環本身與基礎整體性，同時還要保證基礎環與內部混凝土的組合柱墩與基礎底板的連接可靠，設計時可采用增加鋼筋錨固長度、提高混凝土等級等來避免基礎環與基礎底板脫落的情況發生，同時在臺風盛行的地區還要考慮適當增加基礎埋深，避免基礎整體傾覆。

2.1前期電氣施工管理

管理中要加強施工計劃、資源等實施落實，確保施工過程的順利進行。并且在制定施工方案之前，應該深討論，向每個施工人員交底，使每個人都對施工質量進行把關。電氣施工技術和管理人員，必須熟悉工程中的重點環節，尤其是耍做好對交叉作業和電氣隱蔽工程的管控和協調。電氣工程施工雖然技術性復雜、質量要求嚴格、但是只要施工單位在施工前做好充分的技術準備，施工中嚴格按照國家規范，嚴格執行：控制程序，施工質還是可以得到保證，從而也將確保工程的施工質量、工期以及造價控制等能達到設計功能的要求。

2.2風電機組塔筒設備及安裝流程

風機塔筒從外觀上看整體為錐形，塔筒與基礎環、每段塔筒之間采用高強螺栓進行連接。最下一節塔筒下端有一個門，操作人員可通過塔筒內部裝有安全護欄梯子爬上塔筒，每一節塔筒上端設有供安裝施工和休息用的平臺及照明燈裝置。一般風電機組塔筒安裝的流程為施工準備?塔筒布線?變頻柜、塔基柜安裝?底段塔筒安裝?中段塔筒安裝?頂段塔筒安裝。

2.3底段塔筒的安裝

塔筒法蘭面噴涂密封膠塔筒法蘭連接面整圈在螺栓節圓上噴涂“∞”形密封膠，密封膠噴涂均勻，不允許間斷。暴露時間不宜過長，防止固化。

合理設置主副吊車吊點。主副吊車在相應位置做好準備，安裝吊耳：上法蘭面兩側按照1點半、4點半、7點半、10點半位置安裝4個吊耳;下法蘭按1點半、10點半位置安裝2個吊耳。吊具與塔筒法蘭連接螺栓采用扳手擰緊。

塔筒起吊吊裝。工具安裝完后開始提升操作。拆除塔筒支撐，在塔筒下法蘭對邊的法蘭螺栓孔上固定纜風繩用于調整塔筒位置。主副吊車要做到同時作業，同時起吊，塔筒離開地面后，主吊車繼續提升，副吊車則調整塔筒底端與地面的距離，提升塔筒時應保持水平，吊起塔筒到一個合適的高度時清潔與地面接觸時外壁沾染的污物，油漆有破損的地方及時補漆。清潔后繼續將塔筒提升為豎直，使下法蘭與地面接近但整個過程中塔筒不應與地面接觸以防塔筒變形損壞，副吊車隨時配合主吊車，利用纜風繩控制塔筒的位置與擺動，待塔筒豎直且擺動幅度趨于穩定后拆除塔筒底部的吊具。塔筒與基礎法蘭對接主吊車繼續吊起塔筒至基礎法蘭正上方，接應人員、指揮人員及時溝通，隨時調整塔筒的具體位置。在塔身內部，由兩個站在控制平臺上的人指引移動方向，另外三個人在外部扶住塔身，塔筒的移動由纜風繩控制。按照塔筒底段法蘭與基礎環法蘭的對接標記調節塔筒使塔筒門朝向設計位置，塔筒下降時嚴禁與塔基上的柜體碰撞。

塔筒固定。轉動塔筒，直到法蘭上下孔精確對齊，對稱穿上定位銷并定好位置后，迅速在每個定位銷兩側穿入螺栓（從下往上）。帶上大約1/3的螺栓后，再次放低吊鉤至兩個法蘭面完全接觸，此時吊車仍需保持提升力，直至帶完所有剩下的螺栓。用電動扳手預緊。吊車脫鉤并拆除吊具。

3風電塔垂直度檢測

3.1全站儀偽傾角測設腰線法全站儀偽傾角測設腰線法數據處理較簡單，獲取的塔筒頂截面和底截面的數據通過常規的處理軟件和算法就可以獲取風電塔中心的偏移量和傾斜角，可用性較好。

3.2全站儀前方交會法

全站儀前方交會法數據計算量較大，要將前方交會理論與實際采集相結合，確保每個環節不能出現問題，另外要充分考慮誤差理論與誤差傳播原理，數據處理有一定的難度，對數據處理人員有一定的要求。

3.3三維激光掃描多站拼接法

三維激光掃描多站拼接法數據處理前期采用的常規點云數據的處理方法，主要側重點云數據的提取、拼接、去噪和模型的切片，后期的主要側重切片截面圓心的擬合，數據處理量大，要確保做好每個環節，內業工作任務繁重。

結語

在實際工程應用中，由于風電工程項目在戶外施工，特別是塔筒安裝處于風場，風力較大，有著更多的不可預測因素，在安裝及后續的使用過程中帶來較大的安全隱患。要熟悉并掌握該設備本身性能，不僅能提高設備的使用效率，對安全生產也是起到至關重要的作用。

參考文獻

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