風(fēng)電檢修吊裝技術(shù)

張繼選 張志剛

中石油第二建設(shè)有限公司 甘肅蘭州 730060

隨著煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源的逐漸耗盡，風(fēng)能、太陽(yáng)能等新型能源的開發(fā)利用日益被關(guān)注，成為能源領(lǐng)域最具商業(yè)推廣前景的項(xiàng)目之一，發(fā)展迅速。但隨著風(fēng)機(jī)的使用，逐漸出現(xiàn)機(jī)艙部分附件、機(jī)件需要更換檢修的問(wèn)題。為達(dá)到檢修目的，必須將風(fēng)機(jī)輪轂、葉片部分拆卸吊裝。但由于其材料的特殊，有獨(dú)特的捆綁、吊裝、安裝難度及危險(xiǎn)，最理想、最科學(xué)的方法都是將輪轂、葉片整體進(jìn)行拆除吊裝，放置在地面上；待機(jī)艙零部件部分檢修、更換完成后，再整體吊裝就位。

1 風(fēng)電檢修要求

根據(jù)TR- 3ZCYJ006- 2017《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及設(shè)備檢修管理規(guī)定》，任何工況下，起重機(jī)吊臂與工件及吊鉤滑輪三者間的凈距不應(yīng)小于500mm。在保證吊臂與障礙物有足夠的安全凈距的情況下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇履帶式吊車、汽車式吊車、桁架臂式吊車或風(fēng)電專用工況吊車等，按照安全就近原則選擇最短臂長(zhǎng)、最近跨距、參數(shù)最優(yōu)的能夠滿足吊裝檢修條件的吊車。這樣不僅可以減少吊車附件（臂桿、配重）的拉運(yùn)量，而且可以滿足吊車在給定跨距下的額定載荷。根據(jù)每次吊裝高度和重量的不同，變換最優(yōu)工況進(jìn)行吊裝作業(yè)，確保安全優(yōu)質(zhì)吊裝。

2 輪轂與葉片參數(shù)

每個(gè)廠家、每個(gè)風(fēng)機(jī)機(jī)型都有不同的規(guī)格參數(shù)，以1.5 兆瓦風(fēng)機(jī)為例，有以下幾種參數(shù)：

（1）輪轂高度70000mm，葉片長(zhǎng)度40000mm，單個(gè)葉片重量7000kg，輪轂重量18000kg；

（2）輪轂高度70000mm，葉片長(zhǎng)度42380mm，單個(gè)葉片重量8550kg，輪轂重量20000kg；

（3）輪轂高度70000mm，葉片長(zhǎng)度45300mm，單個(gè)葉片重量8500kg，輪轂重量20000kg；

（4）輪轂高度70000mm，葉片長(zhǎng)度48380mm，單個(gè)葉片重量9400kg，輪轂重量20000kg；

（5）輪轂高度70000mm，葉片長(zhǎng)度51380mm，單個(gè)葉片重量10350kg，輪轂重量20000kg；

（6）輪轂高度70000mm，葉片長(zhǎng)度54400mm，單個(gè)葉片重量11000kg，輪轂重量20000kg。

輪轂、葉片的整體吊裝要根據(jù)廠家、機(jī)型的實(shí)際情況，考慮高度、重量進(jìn)行吊車的選型、站位等綜合計(jì)算。

3 輪轂、葉片整體吊裝技術(shù)及難點(diǎn)

3.1 溜繩懸掛

（1）在與地面夾角成30°、150°的兩根葉片上捆綁尼龍溜繩。選擇兩根250m 左右尼龍繩（重量輕、強(qiáng)度大）放置在吊籃內(nèi)，由大型吊車提升吊籃；操作人員高空將尼龍繩捆綁在葉片對(duì)稱合適位置，然后將尼龍繩另一頭慢慢放下，放置在地面上。

（2）將地面尼龍繩在對(duì)稱位置、同一方向拉直，牽引至尼龍繩受力；再在地面適當(dāng)位置固定（采取配重、地錨等方法固定），保證尼龍繩與地面夾角≤30°，這樣牽引效果比較理想。

（3）兩根尼龍繩分別安排配合人員根據(jù)指揮人員指揮進(jìn)行牽引，防止輪轂、葉片整體吊裝旋轉(zhuǎn)過(guò)程中碰掛風(fēng)機(jī)、吊車等。

3.2 輪轂、葉片整體拆除吊裝

（1）根據(jù)需要更換的風(fēng)機(jī)參數(shù)選定合適的吊車工況，進(jìn)行吊車組裝。主要考慮輪轂、葉片整體重量、最大吊裝高度和碰桿最小間隙，結(jié)合吊車組桿條件、站車位置約束等，確定大型吊車參數(shù)。可以選擇汽車吊、履帶吊車、桁架臂式汽車吊車或?qū)Ｓ蔑L(fēng)電工況吊車等。

（2）主吊繩子懸掛：主吊吊鉤懸掛兩根吊帶，施工人員從機(jī)艙上方放下兩根百米長(zhǎng)尼龍溜繩，各自綁在每個(gè)吊帶下方；隨著吊鉤的起升，機(jī)艙上施工人員收緊尼龍溜繩，直到吊鉤起升超過(guò)輪轂上方；吊車慢慢變幅至機(jī)艙頂部，施工人員將吊帶另一端掛至吊鉤上（吊鉤是雙鉤，兩根吊帶分別懸掛，不得交叉懸掛）；之后，吊車起桿至輪轂正上方，受力位置為葉片根部。

（3）吊裝關(guān)鍵點(diǎn)：吊車起重量不得超過(guò)整體最大重量；司機(jī)要嚴(yán)格聽從指揮人員指揮，邊起桿邊落鉤，緩緩將輪轂葉片連同螺栓抽出（如初始狀態(tài)跨距20000mm，螺栓長(zhǎng)度 400mm， 起吊過(guò)程中掌握最近跨距20000- 400=19600mm 左右，若差距太大會(huì)引起脫開瞬間的晃動(dòng)，發(fā)生危險(xiǎn)）。

（4）整體脫開后，主吊車旋轉(zhuǎn)到合適位置進(jìn)行落鉤，直到垂直葉片最下部離地面1000mm 左右；停止下降，懸掛溜尾繩子。

（5）溜尾繩子懸掛：輔助吊車使用雙鉤進(jìn)行操作，大鉤懸掛尼龍吊帶一根，小鉤懸掛吊籃，各自起升到垂直葉片指定捆綁位置；固定好V 型夾片，將尼龍吊帶鎖死在V型夾片上，放下吊籃。

（6）雙車配合直到垂直葉片成水平狀態(tài)，主副吊車同時(shí)下落到地面的合適支放位置，解除繩索，完成拆除任務(wù)。如圖1 所示。

圖1 輪轂、葉片吊裝圖

（7）大型吊車配合吊裝機(jī)艙部分附件，并進(jìn)行檢查、檢修或更換。

3.3 輪轂、葉片整體吊裝安裝

（1）主吊繩子懸掛：主吊吊車雙鉤各自懸掛一根尼龍吊帶，于合適位置選定兩只葉片，在兩根葉片根部兜掛尼龍吊帶。

（2）溜尾繩子懸掛：在溜尾葉片指定捆綁位置固定好V 型夾片，用一根吊帶鎖死在V 型夾片上，溜尾吊車懸掛提升。

（3）尼龍溜繩懸掛：在主吊兩根葉片上選擇合適位置對(duì)稱各自捆綁一根200m 長(zhǎng)尼龍繩，防止輪轂、葉片整體吊裝旋轉(zhuǎn)過(guò)程中碰掛風(fēng)機(jī)、吊車等。

（4）主吊吊車與溜尾吊車同時(shí)起鉤，起升到一定高度時(shí)，溜尾吊車起升速度放緩。要時(shí)刻注意垂直葉片尾部端，防止垂直葉片尾部接觸地面，保證葉片尾部與地面至少1m 的安全距離。直到垂直葉片到完全豎直狀態(tài)，溜尾吊車小鉤提升吊籃，操作人員拆除溜尾索具。

（5）主吊吊車?yán)^續(xù)起升、旋轉(zhuǎn)至對(duì)口安裝位置，對(duì)準(zhǔn)螺栓孔穿入。使用起升變幅增大跨距、落鉤、輕微變幅、起升往返幾次（顯示屏觀察掌握最大提升重量），將螺栓全部穿入，固定好螺母，完成輪轂、葉片整體吊裝安裝任務(wù)。

（6）拆除主吊索具，吊車變幅增大跨距，將吊鉤部分調(diào)整到機(jī)艙上部操作人員能夠操作的位置；操作人員分別從吊鉤上摘下尼龍吊帶一頭自然放開，然后主吊車采取變幅動(dòng)作減小跨距；直到吊鉤在輪轂正前方不與輪轂碰掛時(shí)，吊車落鉤或旋轉(zhuǎn)落鉤到地面，摘除尼龍吊帶，完成輪轂葉片整體吊裝安裝任務(wù)。

（7）拆除溜繩：大型吊車提升吊籃（操作人員、系掛安全帶）至高空，將上部對(duì)稱兩個(gè)葉片捆綁溜繩摘除，固定在吊籃上，隨吊車落鉤放置到地面。

（8）大型吊車配合完成機(jī)艙部分其余附件吊裝、安裝，全部完成風(fēng)機(jī)檢修任務(wù)。

3.4 載荷計(jì)算

以3 兆瓦風(fēng)機(jī)為例說(shuō)明：輪轂重量35000kg，單片葉片重量11000kg，組裝總重量68000kg。圖2 為輪轂和葉片示意圖。

圖2 輪轂、葉片示意圖

溜尾吊點(diǎn)受力計(jì)算見(jiàn)式（1）。以主吊點(diǎn)位置為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，按力矩平衡進(jìn)行計(jì)算。

即得：F=（68000×3500）/ 46500=5118kg

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際吊裝中還要考慮葉片翻身時(shí)的摩擦力（尼龍吊帶與葉片根部），根據(jù)最大受力及提升高度選擇合適的溜尾吊車。

4 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)正逢風(fēng)電發(fā)展的大好時(shí)機(jī)，市場(chǎng)增長(zhǎng)潛力巨大。在風(fēng)電檢修吊裝過(guò)程中，通過(guò)合理地制定吊裝方案，既可以確保在安全的情況下完成任務(wù)，又降低了施工作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，也為業(yè)主降低了施工成本，真正實(shí)現(xiàn)多贏。