風電工程風機塔筒設備安裝安全管理淺析

湖北省電力勘測設計院有限公司 張展志 陳 喆

1 引言

風力發電工程目前主要由風力發電機組、風力發電機組箱式變壓器、開關站與升壓站、集電線路等部分組成，同時配套施工過程中需要新建場內檢修道路和風機安裝平臺，其中風力發電機組主要施工工序為基礎土石方開挖、基礎澆筑、風力發電機組設備安裝、調試和試運行。風力發電機組設備安裝需組裝風力發電機組的塔筒、機艙、輪轂、葉片等部件，單件設備安裝起重重量可達90～110t，設備起重最大高度為90～140m，涉及超過一定規模危險性較大分部分項工程，施工難度大、安全風險高，因此需要重點關注。

為做好風機設備安裝工程的安全管理工作，需要管理人員從縱向——安裝工程開始前、安裝工程過程中、安裝工程結束后，和橫向——人、機、料、法、環等多方面全角度進行安全分析和管控[1]。

2 安裝工程開始前安全管理

2.1 安裝工程開始前機械設備管理

根據工程特點，首先選定起重設備，起重設備的選擇考慮的因素有起重重量、地形條件、環境條件、場內運輸條件等。風電工程主要分為陸上風電工程和海上風電工程，本文主要討論陸上風電工程設備安裝管理，而陸上風電工程又細分為平原風電和山地風電，平原風電和山地風電在設備選型上有細微差別。以筆者參與建設的某分散式風電工程為例，其既有山地風電又有平原風電，主要設備參數如表1所示：

表1 風機塔筒設備參數

在目前風電工程市場因政策影響下，“630”和“1230”搶裝潮形勢下，還需考慮工期影響、設備租金和市場供應等因素。

吊車進場后首先應注意吊車的相關資料：一是特檢證；二是起重機型式檢驗報告/起重機定期其中報告；三是保險；四是特種設備使用登記證；五是合格證。提供以上資料后視為吊車進場資料齊全，可以進行報審。

吊車提供必須報審材料后，為方便對吊車的安全性能進行管控，必須要求吊裝單位對提供吊車進場能力認可，確定此吊車滿足現場各項需求，吊車組裝完畢后，必須進行試吊，即負荷試驗。負荷試驗通常分為動負荷試驗和靜負荷試驗，部分規范要求負荷試驗需要進行超負荷試驗，實際在實施過程中只需要驗證90%負荷率負荷試驗即可。

2.2 安裝工程開始前人員管理

設備安裝工程開始前管理人員、技術人員和作業人員均應就位，開展安全教育培訓，并進行進場安全考試，合格后方可進場，專兼職安全管理人員到位并持證上崗，特種作業人員需配備充足，特種設備管理人員不少于1名，起重指揮不少于2名，主起重機司機不少于2名，高空作業、司索員工等均應持證上崗。特種作業人員還應進行體檢，合格后方可進場。

2.3 安裝工程開始前工器具（材）管理

設備安裝前應對吊具、吊帶、卡環、鋼絲繩、安全帶、力矩扳手、塔筒螺栓等進行專項檢查驗收，必要的由專業檢驗機構出具檢驗合格證書，確認起重量、規格、外觀、使用期限、完好程度等符合規范要求，指定專人保管，定期保養，并建立驗收、檢查、保養檔案。

2.4 安裝工程開始前方案（法）管理

設備安裝前應組織專業技術人員編制專項施工方案，專項施工方案必須有起重設備安裝拆卸專項施工方案、設備安裝專項施工方案，根據相關法律法規起重設備安拆和起重量大于30t 的設備安裝工程，均應對專項施工方案組織專家論證，經施工單位技術負責人審批同意，報監理單位和建設單位審核同意后，方可施行。重點進行起重設備的負載校核，起重高度校核，作業半徑校核，吊具、鋼絲繩和吊鉤等重量應進行核算，確保起重設備起重量不超過設備使用說明和相關法規要求。專項施工方案應由項目總工組織進行施工方案安全技術交底，并保留書面交底材料。

2.5 安裝工程開始前外界施工條件（環境）管理

安裝工程開始前應對外界施工條件進行檢查，檢查設備基礎是否滿足安裝要求，是否完成驗收交接手續，復測風機基礎水平度，應提供以下資料：一是風機基礎強度報告；二是風機基礎二次灌漿強度報告（如有則提供）；三是風機及箱變基礎接地電阻測試記錄；四是風機安裝平臺承載力檢測報告；五是風機基礎錨板水平度復測記錄。吊裝施工前應確認需要跨越的構筑物高度及與周圍障礙物的間距。施工場地大小是否滿足施工要求，施工機械、工器具、風電機組設備存放須滿足最低要求。

確保各項條件均具備后，施工機械進場，進行主起重機械組裝工作，組裝完畢后，風電機組設備運輸到安裝現場，進行設備安裝。安裝過程開始前安全管控到位是工程有序開展的前提[2]。

3 安裝工程過程中安全管理

作為風電施工工序風險最高的單位工程，風力發電機組安裝過程中的安全管控是重中之重。

3.1 風機設備安裝過程中人員管理

反違章指揮、反違章作業、反違反勞動紀律是安全管理的重心，設備起重安裝工作最大的不可控因素是人，管理人員嚴禁違章指揮、冒險指揮，作業人員違章作業、不遵守勞動紀律、不佩戴安全防護用品等現象是安全管理頑疾，必須嚴格管控措施。同時，嚴格落實作業前站班會制度，進行作業前安全交底，作業過程中的要安全巡查，重點工序安全要旁站監督，杜絕違章行為的發生。精神狀態差、酒后或患有恐高癥、幽閉癥、高血壓、低血糖、貧血、癲癇病、心臟病、抑郁癥等人員嚴禁參加吊裝作業。

3.2 風機設備安裝過程中機械管理

吊車的日常化管理中，吊車安拆結束，必須要進行負荷試驗，每半月或者是一個月需要對吊車進行常規化檢查，或要求吊裝單位提供吊車保養記錄等信息，以確保吊車使用過程中的安全。起重設備轉運到施工現場后需進行組裝，組裝完成后按程序進行檢查、空載試驗、負載試驗、試吊等工作，并形成記錄。履帶式起重機取得有效安全檢驗合格證，在首臺風機吊裝前，完成搬起后需在當地特檢所備案登記；吊車各部件已正確安裝且狀況良好，各機構功能正常，安全保護裝置配備齊全且功能有效；吊車扳起前檢查臂桿頭部風速儀，保證風速儀工作正常；吊車使用過程中應正常維護保養，性能和功能良好；吊車在組裝前、拆除后或輔吊履帶式起重機行走移動時，可不連接接地線。

除此之外，其他無論是在進行吊裝作業或是停用狀態，均應用專用接地線將主吊吊車（左側或右側履帶框架上吊裝點或下部螺栓上）和已安裝完畢的風機接地裝置引出線可靠連接，汽車吊在吊裝完機艙后，大風天氣前且無吊裝作業，應將汽車吊臂桿降至機艙以下高度。

3.3 風機設備安裝過程中工器具（材）管理

對所有吊索具進行外觀檢查，重點檢查索具的外觀是否有缺陷、索具型號是否與施工方案相符合，必要時對其規格尺寸進行復測。吊具安裝完畢后應進行檢查復核，確保螺絲擰到位。工器具移動過程中不要生拖硬拽避免破損，吊帶、安全繩等裝備應注意防水，定期檢查保養并保留記錄。

3.4 風機設備安裝過程中方案（法）管理

一是山地風電的機位常位于孤立的山頭，一般沒有足夠區域用于履帶吊組裝吊車的地方，則該現場環境條件不具備履帶吊施工條件，此時盡量選取非履帶吊車。

二是做負荷試驗的時候主要關注吊車試驗過程中傳動機構、卷揚機構是否有異響，電路部分是否正常工作，吊車顯示器傳感器是否正常工作，液壓裝置和管道有無漏油情況。完成負荷試驗后方可進行吊裝。

三是過負荷試驗屬于破壞性試驗，一般在吊車出廠或者重大改裝后才會試驗，普通的吊車安拆不需要做此試驗。

四是需要注意，國產品牌的吊車對負荷率有一定的安全系數，通常上限值是120%，日本品牌的吊車負荷率嚴格控制不能超100%。

五是安裝過程中專項施工方案的落實是關鍵，目前較多的施工現場施工方案和現場情況不一致的，應根據情況及時進行調整，并重新進行審批，涉及重大變更的應重新組織專家論證。嚴格落實專項方案中的組織措施和技術措施，嚴格落實作業票、工作票制度，嚴格落實負責人帶班制度、安全監護制度。起重指揮應采用對講機統一指揮，雙機抬吊時，對起重機械的站位、工作半徑、起升高度、起重量、重物重心和擺放位置進行準確核對，起重機械操作人員必須在指揮人員統一指揮下，相互密切配合，動作協調一致，謹記“十不吊”原則，已確保整個吊裝過程的安全、準確、高效。

3.5 風機設備安裝過程中施工條件（環境）管理

因風電工程施工現場狹窄，作業場地大小限制嚴格，作業前應根據每處風機位地形特點，繪制施工現場平面布置圖，明確主吊、輔吊站位區，設備運輸車輛進場卸貨區，葉輪拼裝區，工器具堆放區等，確保起重機械負荷、鉤下高度滿足吊物就位要求，且保證臂桿與吊物間有可控安全距離，因此現場施工環境非常重要。

風機安裝過程中施工現場應進行封閉管理，設備存放地面應有足夠的承載力，防止設備傾斜，起重機配重不得集中堆放，防止發生塌陷或地基開裂，設備吊裝過程中吊物下方嚴禁站人。應根據起重機使用說明書規定的要求，在風速超過規定是嚴禁吊裝，塔筒、機艙吊裝風速不宜超過8m/s，葉輪吊裝風速不宜超過6m/s。作業過程中要安排專人對設備基礎和吊裝平臺進行巡查，發現有明顯的沉降或裂紋應及時采取措施。

雷雨、大霧天氣或夜間視線不清等環境不適合風機設備起吊作業情況下，必須停止施工，對人員、機械設備采取防護措施，不能存在僥幸心理強行施工。雨后應及時組織人員清理吊裝平臺積水，防止長時間積水影響平臺地基承載力，雨后應對運輸道路和吊裝平臺進行檢查，防止邊坡失穩導致起重設備傾覆[3]。

4 單臺風機安裝工程完畢后安全管理

風電工程每個風力發電機組作為一個單位工程，單臺風機安裝完畢，應及時對風機連接高強螺栓按終緊力矩值進行擰緊，確保螺栓力矩達到設計要求的100%，方可將起重機吊具卸下。安裝完畢后起重設備轉場工作仍然非常重要，起重設備轉場對場內道路壓實度要求較高，特別是汽車式起重機，整車重量在拆除部分配件后仍近200t，對道路承載力要求較高。轉場過程中應注意主吊配件、吊具等不得發生碰撞、變形，如發生異常情況必須進行處理，由設備生產廠家檢測判斷是否具備繼續使用條件，不得冒險作業。轉場完成后重復按照人、機、材、法、環等進行全面安全管控。

5 結語

安全事故的發生大部分是安全管控不到位造成的，而風電工程極具特色的保電價、搶工期現象，導致安全管控不到位現象時有發生，現場安全風險迅速加大，而只有嚴格的進行全過程、無死角的安全管控，各級管理人員落實安全職責，加大現場違章管控力度，杜絕違章行為發生，嚴格落實安全措施，管控安全風險，杜絕冒險作業，才能確保盡職履責工作落到實處，這需要全體管理人員特別是主要負責人杜絕僥幸心理和麻痹大意心理。