單葉片吊裝型風電機組安裝技術分析

劉艷青

（山西省安裝集團股份有限公司，山西太原 030000）

0 引言

為滿足行業需求，當前風電機組葉輪直徑設計不斷增大，安裝高度的提升使施工難度隨之提升。因此，強調行業應提高對風電機組安裝工作的重視度，將單葉片吊裝型風電機組安裝技術應用到實際施工作業中，切實落實技術控制工作，充分發揮技術作用，優化現場施工流程有序性，確保施工有效性，提高風電場建設水平。

1 研究背景

當前，各行各業均高度關注環境保護工作，這也為新能源行業發展創造了良好的機遇。風能屬于可持續能源，借助風力發電不僅能夠保障區域供電穩定性以及安全性，還能夠在最大程度上降低環境污染，減少其他行業在傳統燃料使用方面的依賴性，促進電力行業整體發展。因此，在新能源產業中，風力發電具有代表性，受到行業的高度認可。近年來，各項政策推行使風力發電成本不斷下降。當前風電機組更加重視單機容量、葉輪直徑等設計工作，風電技術發展使設備機型、設計參數也發生了一定的變化，傳統吊裝作業往往難以滿足行業需求，需要行業進一步加大研究力度，探索更加科學的吊裝技術，進而有效保障風電機組安裝效果，為區域供電提供保障。與常規技術進行對比，單葉片吊裝技術具有明顯優勢，并且近年來已經逐步被應用到風電行業中，具有良好的適應性，優勢明顯。吊裝作業屬于整個風電發電機組安裝工作的重要一環，常規葉輪整體吊裝具有一定的危險性，具有較高的復雜性，一旦未做好操作處理工作，不僅會導致設備損壞，甚至還會出現人員傷亡事件，對整個項目的開展影響嚴重。因此，以保障風力發電穩定性作為重點，要求行業應切實關注風力發電吊裝作業，加強技術控制工作，確保所有操作均按照規范流程進行，并配合針對性安全措施，確保整個吊裝作業順利開展。在明確單葉片吊裝優點的基礎上，考慮到單葉片吊裝的風險，行業應做好技術分析工作，進而為單葉片吊裝作業提供支持[1]。

2 案例分析

本文以某5MW 風電機組為例，該葉輪直徑200m，葉片長度97m。如果按照常規方式完成吊裝工作，占地面積相對較大。因此，本文提倡采取單葉片吊裝方式，下文對風電機組安裝技術進行分析。經方案對比，借助單葉片吊裝型風電機組安裝技術優勢顯著，能夠有效減少現場設備組裝應用場地，有利于節省空間。該技術吊裝順序更加合理，可確保機械吊裝后各項性能得到最大化發揮，提升現場施工安全性。在安裝單葉片后，起重機能夠在施工基礎上，同步安裝其他葉片，有效提升整體吊裝施工效率。同時，借助該安裝技術，現場應用主吊機械安裝葉輪，對比其他技術，該技術有利于促進成本節約。在工況相同的情況下，借助單葉片吊裝技術，經分體吊裝方式，可有效減輕重量，為汽車起重機吊裝提供方便，提高建設速度。該技術實施迎風面積更小，能夠提升最大允許風速，增加窗口期，在風電場建設中具有較高的適應性。經對比分析，單葉片吊裝型風電機組安裝技術更適合本文項目。下文具體對相關安裝技術進行分析。

3 單葉片吊裝特點

風力發電機中主要存在3 片葉片，傳統技術通過逐一安裝葉片，完成施工作業，但是該方法施工較為煩瑣，施工難度較高，整體吊裝重量較重，并且迎風面積較大，在吊裝后，需要占用施工場地大量時間，難以滿足實際施工需求。而相比較之下，單葉片吊裝操作相對簡單，吊裝重量較輕，并且占地面積較小，夠有效保障吊裝效果。對比傳統吊裝技術，該技術吊裝效果明顯。同時，經單葉片吊裝，不會占用額外區域，能夠有效減少征地面積，可有效減少區域土地破壞情況，有利于促進生態保護，施工更加方便。在吊裝過程中，技術需要起吊空間更小，基本不存在高度限制，適應性較強，能夠在最大程度上減少安裝平臺面積，并且不會對施工區域周邊植被造成破壞。正常而言，由于葉片表面積較大，在安裝過程中，受到風荷載影響，將會導致吊裝效果下降，而該技術對風速要求更低，應用更加方便。經單葉片吊裝處理，迎風面積較小，基本不受風荷載影響。因為技術會分別對輪轂、葉片進行吊裝處理，吊裝要求更低，可有效降低吊裝成本，提高整個吊裝作業的經濟性。如果后續出現單一葉片損壞情況，經該技術單獨吊裝處理，可直接更換損壞的葉片，不需要拆卸整個葉輪，維修更加方便[2]。

4 單葉片吊裝型風電機組安裝技術要點

4.1 施工前期準備

所有施工參建方在施工前參與技術聯絡會，集中就施工方案進行審批，落實各項技術交底工作，加強內部培訓工作，確保專業能力符合行業要求。具體而言，應篩選具備一定從業經驗的施工人員進行施工處理，強調施工人員應具備良好的問題處理以及解決能力，明確行業操作規范。特殊工種施工人員應持證上崗，對施工使用設備進行檢查，確保所有機械狀態良好，可正常工作。對吊裝工具進行檢查，要求所有工具應與國家檢驗標準相符。對施工涉及材料進行檢查，確保材料準備齊全。做好基礎施工工作，加強鋼筋混凝土保養工作，清理好現場。在吊裝期間，應注意控制吊裝風速。

4.2 吊裝器械安排

在風機場，應結合區域實際情況，做好吊裝機械安置工作，確保安置妥當，為后續施工作業奠定基礎。因為本次施工葉輪不涉及地面組合，考慮到后續車輛進出、機械施工等因素，可在道路側放置吊裝平臺。做好場地管理工作，應提前給予壓實處理，保障場地平整度，確保吊裝平臺穩定性，滿足后續吊裝作業需求。當前主機站位在場地方面要求應控制在16m×16m，強調該平臺應符合設備站位面積要求。并且主機站位對地耐壓力應始終超過16t/m2，滿足設備作業期間壓力需求。需要注意的是，在吊裝前，應給予地基承載力試驗。如果區域地質條件具有特殊性，需要提前做好加固處理，以免后續受到施工影響，導致地基下陷，確保施工安全性。應以吊裝半徑作為依據，合理布置吊裝機械，并進一步安排吊車站位，確保各項機械設備能夠在后續正常運行。

4.3 塔架吊裝技術

在塔架法蘭平面上，經統一指揮，控制主吊、輔助吊車，起鉤后吊離地面。該項施工中，輔助吊車在離地0.5m 停止運行。主吊機械繼續運行，直到整個塔架處于直立狀態，將吊具拆除。合理控制塔架提升高度，在塔架下落過程中，應保持與法蘭間的間距。按照上述方法，繼續安裝場地各段塔吊[3]。

4.4 塔架畫線處理

塔架畫線屬于重要施工步驟，要求工作人員應做好相應的控制工作，確保各項參數合理性。結合實際施工情況，明確螺栓孔位置。其中，保持機艙、吊裝設備相對，并將吊裝機械偏轉90°。合理控制相關設備之間的距離，要求起重機臂桿應側對機艙，在合理控制安全距離的基礎上，進一步確定葉片、輪轂、起重機臂桿之間的距離。結合機艙參數數據，對機艙、起重機臂桿安全距離進行模擬，經過計算得出，將機艙向90°偏轉后，可滿足整個風電機組安裝的安全距離要求。進一步計算螺栓孔偏轉情況。本次項目中，機艙、塔架共存在85 個連接螺栓。為確定機艙定位點，工作人員應經過準確計算，最終確定在機械臂中線中，選取第25 個螺栓孔作為定位點。

4.5 機艙安裝技術

工作人員應高度重視機艙吊裝工作，切實加強技術細節化控制，確保整個吊裝工作順利進行。可使用專業工具連接機艙吊點，將兩條控制繩安裝在機艙相應位置處，做好固定處理，確保在整個吊裝過程中，能夠根據實際情況，合理調整機艙吊裝方向，保持勻速緩慢狀態，對機艙進行起吊處理，注意對中心偏移情況進行檢查，要求偏移水平度應保持在低度范圍內，確保整個機艙平穩性。做好連接面清理工作，以免影響起吊效果[2]。在吊起機艙后，加強牽引繩控制，把控機艙方向，確保機艙塔筒能夠順利對接，按照規定安裝相應的螺栓，給予固定處理。需要注意的是，螺栓安裝期間應合理控制吊車荷載。上述工作完成后，將控制繩、吊具拆除，松開剎車，觀察主軸狀態，在主軸呈現自由旋轉狀態的情況下，說明吊裝完成[4]。

4.6 輪轂安裝技術

在該項工作開始前，起吊導流罩，將其吊至到輪轂上方，要求兩者在整體方向上保持一致。使用專業工具安裝輪轂，在確定輪轂位置后，應用連接螺栓進行固定。將運輸架等相關設備拆除后，繼續起吊[3]。在整個起吊過程中，合理控制輪轂方向，起吊位置為機艙前端部位，合理調整輪轂、機艙對應位置，確保角度對準的基礎上，安裝輪轂，并使用連接螺栓固定，拆除剩余吊裝工具[5]。

4.7 葉片安裝技術

在輪轂安裝完成后，進一步做好葉片安裝控制。該技術需要分別對3 支葉片進行起吊處理。在第一支葉片吊裝方面，在吊裝前，需要集中對葉片進行檢查，在確定葉片未出現損傷的情況下，固定好相應的零部件，并選取合適的位置安裝護板。應用運輸車對葉片進行吊裝處理，將葉片放置在旋轉支架上，按照操作要求，安裝葉片螺栓，合理調整葉片姿態，根據單葉片安裝說明，將吊具安裝在葉片上，并將兩根控制繩安裝在吊具上，做好施工前期工作。在施工期間，使用控制繩，對葉片方向進行控制，確保方向準確性。啟動盤車系統，在做好葉片安裝方向控制的基礎上，保持與地面垂直。使用遙控器對吊具進行調整，保持葉片呈現軸向水平狀態，對葉片進行起吊處理，控制葉片接近輪轂，在變槳軸承螺栓孔中，將葉根螺栓插入其中，使用專業工具，經機艙間隙，將葉片插入輪轂中，結合實際情況，合理調整各設備的位置，確保安裝精準度。將螺栓固定在螺栓孔內后，安裝螺母，并做好固定處理。合理控制吊具下移，控制起重機自動脫鉤，并結合具體情況，適當抬高吊具，按照葉尖方向進行移動，拆除吊具。合理移動葉片，完成葉片鎖止處理[6]。在安裝螺柱后，順漿情況下，將輪轂退出。在第二支葉片吊裝方面，將兩只緊銷退出，應用盤車系統，對葉輪進行旋轉處理，借助控制繩將葉片保護套去除，做好緊銷孔位對應處理，并按照第一支葉片安裝方式完成后續安裝工作。第三支葉片同樣按照上述操作完成安裝處理。在安裝處理結束后，應及時拆除掉工裝。可應用盤車系統，合理調整葉輪狀態，確保葉輪鎖止。將電源斷開后，經手動泄壓方式，拆除相應管線，將工裝經過吊裝處理后放置在地面，解除葉片鎖鎖定狀態，進一步安裝防雷碳刷。將輪轂中的接線進行恢復處理，對機艙內其他部件進行恢復。在對中工作結束后，將剎車松開，觀察葉輪狀態，確保葉輪始終呈現自由旋轉狀態[7]。

在吊裝過程中，需要工作人員密切關注各項操作細節，加強控制處理工作，進而有效保障電吊裝效果。需要注意的是，在吊裝過程中，工作人員應保持良好的控制能力，借助專業手段。加強葉片監測工作，重點檢查平衡性以及傾斜度，結合實際要求進行調整，保證各項參數的準確性。同時，在整個吊裝處理過程中，應注意觀察環境變化，以免受到環境變化影響，葉片平衡力下降，導致吊裝效果難以滿足行業要求。應配備相應的自動脫鉤功能，經按鈕處理后，使葉片能夠順利完成空中對接，及時撤出吊具。應按照單獨起吊的方式，對輪轂進行安裝處理，并配套相應的主、輔吊具。同時，應結合項目實際情況，在必要的情況下，可對輪轂進行特殊設計處理，進而有效滿足實際安裝需求。在傳動鏈中，應配套相應的盤車、鎖止功能，確保在葉輪不平衡的情況下，葉片能夠具備一定的荷載承受能力。工作人員應提高對葉片吊裝處理工作的重視度，建立良好的安全意識，明確各施工操作安全連接點，嚴格按照規范落實施工操作，確保施工安全性[8]。

5 結語

綜上所述，借助單葉片吊裝技術，能夠為風電機組安裝工作提供便利，進而有效滿足行業整體發展需求。本文結合當前行業發展實際情況，以具體項目出發，在分析單葉片吊裝技術特點的基礎上，綜合多方面因素，梳理了單葉片吊裝技術流程，通過做好前期準備工作，合理安置吊裝器械，進一步加強塔架吊裝、塔架畫線處理，做好機艙、輪轂以及葉片安裝技術，可有效提升風電機組安裝效果，確保區域供電穩定性。在當前風電行業技術不斷完善的當下，在后續單葉片吊裝技術也會更加完善。工作人員應以實踐出發，積極探索先進技術，并從細節著手，不斷對現有技術進行完善，配套專業的維護技術，促進單葉片吊裝技術改進，促進行業整體發展。