3.6MW风力发电机组安装所需起重机械的论述

3.6MW风力发电机组安装所需起重机械的论述

张英

（中国能源建设集团东北电力第一工程有限公司辽宁112611）

摘要：随着科学技术的进步，2.0MW风力发电机组逐步被3.6MW风力发电机组所取代，由于功率的大幅提升，造成风力发电机组部件的外形尺寸和重量也随之增大，所以，在安装3.6MW风力发电机组时所需要的起重机械的起重能力也要增大。关于起重机械的选择及理论计算如下所述。

关键词：3.6MW风力发电机组；起重机械选择；理论计算

1、3.6MW风力发电机组简介

某厂家生产的3.6-135风力发电机组额定功率为3.6MW，叶轮直径为135m，水平轴、三叶片、上风向、防冰冻、抗低温、防风沙、防紫外线、并网型风电机组。该机组采用半直驱结构设计，该技术方案综合考虑了传统带齿轮箱风机及直驱型风机的优点，采用低速比齿轮箱和主轴一体化设计，驱动中速永磁发电机。

该机组没有传统的机舱罩，整机采用模块化设计，依次由轮毂、齿轮箱、发电机、机舱弯头四大模块组成，系统集成度高、结构紧凑、传动路径短、重量轻、体积小。

3.6-135风力发电机组主要安装部件外型尺寸和重量：

2、计划选用的起重机械

施工现场计划配备三一集团有限公司生产的SCC6500E型履带式起重机一台，作为安装3.6MW风力发电机组主力起重机，标准风电工况配置（起重性能表见附图2）。吊装风机部件时的工况为：主臂臂长96m，风电臂杆12m/10°夹角，作业半径22m，额定起重量118t。

计划配置辅助起重机300t汽车式起重机一台（起重性能表略），以及100t汽车式起重机一台（起重性能表见附图1），它们主要工作是：风力发电机组部件卸车、辅助主力起重机安装塔筒、机舱和叶轮等。

3、校核选用的起重机械

3.1SCC6500E型履带式起重机吊装叶轮时吊装高度的校核

根据《3.6-135平台大偏航风力发电机组机械现场安装手册》得知：吊装叶轮时需要起重机的吊装高度最大，所以，校核起重机吊装叶轮的吊装高度如下：叶轮吊索具（风机厂家提供）最长，使用SCC6500E型履带式起重机吊装叶轮，采用标准主臂96m+12m风电副臂工况，车身平衡重80t，转台平衡重190t，工作半径22m时，主吊的起升高度约为108m（附图略），额定起重量118t，选用150t吊钩，钢丝倍率2*5倍，主钩钢丝绳单根许用拉力为16.4t。

吊装高度计算选用公式：H=h1+h2+h3+h4+h5

公式中：H为叶轮的吊装起升高度，单位m；

h1为锚栓板与平台落差0.5m；

h2为轮毂中心高度85m；

h3为150t吊钩高度2.5m；

h4为限位高度3m；

h5为吊索具高度9.3m；

即H≈100.3<108m，所以，SCC6500E型履带式起重机吊装高度满足最高设备提升高度要求。

3.2起重机载荷计算的校核

根据《3.6-135平台大偏航风力发电机组机械现场安装手册》得知：风机叶轮（轮毂和3个叶片的组合件）是所有设备中最重的部件，故仅需对吊装叶轮时SCC6500E型履带式起重机的负荷率进行校核。

起重机吊装载荷计算公式：G=m1+m2+m3+m4

公式中：G为吊装计算载荷，单位t；

m1为叶轮重量89.928t；m2为吊索具重量0.2t；m3为吊钩重量4.8t；m4为钢丝绳重量1.6t（43*10*3.7=1591kg）；所以，G≈96.53t。

SCC6500E型履带式起重机吊装叶轮时幅度为22m，此时额定起重量为118t，安全系数k取1.1，故负荷率：η=kG/118≈89.8%，小于90%，所以，满足叶轮等设备的吊装要求。

3.3吊装叶轮时与起重臂间距的校核

使用AutoCAD制图软件，按照1:200的比例绘制吊装叶轮的吊装高度图，叶轮吊装就位时，轮毂整流罩距离起重臂净距离约为3.421m，满足吊装要求。

3.4双机抬吊的校核

主力起重机与辅助起重机抬吊翻转叶轮的校核

叶轮重89.928t，Y叶片投影为31.402m，辅助起重机（QY100K-Ⅰ汽车式起重机）的吊点距离叶尖22.75m，主力起重机（SCC6500E型履带式起重机）的吊点距质心2.15m。主力起重机幅度为22m，额定起重量118t；辅助起重机起重臂长41.63m，幅度为16m，起重量15.7t。

受力图如下。

G――设备自重（t）G≈90t

P1――主力起重机吊重（t）

P2――辅助起重机吊重（t）

A――辅助起重机吊点离重心距离（m）A=42.25+2.15=44.4m

B――主力起重机吊点离重心距离（m）B=2.15m

根据力矩的平衡条件：P1*（A+B）=G*A，P1=G*A/（A+B）≈85.84t。

所以，主力起重机承担的载荷为：P1+m2+m3+m4=85.84t+0.2t+4.8t+1.6t=92.44t，

负荷率η=92.44/118≈78.3%，小于80%，符合要求。

同理可得：P2*（A+B）=G*B，P2=G*B/（A+B）≈4.2t，所以，辅助起重机承担的载荷约为5.7t（包括吊钩和杆头至吊钩之间的钢丝绳的重量）。

负荷率η=5.7/15.7≈36.3%，小于80%，符合要求。

附图1附图2

4、结束语

通过理论计算，证明了计划选用的SCC6500E型履带式起重机和2台汽车式起重机满足3.6-135风力发电机组安装施工需求。

参考文献

[1]《3.6-135平台大偏航风力发电机组机械现场安装手册》.

[2]《电力建设安全工作规程》DL5009.1-2014.

[3]《SCC6500E履带式起重机技术规格书》.

[4]《GMK6300全路面汽车起重机使用说明书》.

[5]《QY100K-Ⅰ汽车式起重机使用说明书》.