风电工程吊装技术要点分析

风电工程吊装技术要点分析

鲍鹏飞

内蒙古察哈尔新能源有限公司

内蒙古 乌兰察布  011800

  摘要：我国的风电行业在近几年飞速发展，陆上风电和海上风电项目也越来越多。其中风机由基础、塔筒、机舱和叶轮组成。叶轮由三片扇叶和轮毂构成。随着陆上风电机组的功率越来越大，叶轮的直径已经增大至200m，轮毂高度也增高至200m。这无疑给风机的吊装施工带来了很大的困难，叶轮在空中的翻转半径增大以及机舱处对接难度上升都对吊装施工的要求较高。基于此，本文将对风电工程风电吊装技术进行分析。

关键词：风电工程；风电吊装；吊装技术

1 风电工程风电吊装技术概述

目前，国家正大力倡导能源转型，陆上风电行业发展迅速。塔筒作为一种结构化的设备是风电机组的主要装备之一，能够支持机舱和风轮至合适的高度，起到收集更多风能的作用。一方面，由于风机的大型化，单机组功率的提高要求较大的风轮直径以增加清扫面积，因此对高塔筒的支撑提出了更高的要求。另一方面，为充分发挥风力资源的作用，必须向中低风速地区进行风能开发，以适应其高切变特性，并要求更高的塔筒。高塔筒结构的设计要充分考虑到结构的重量、尺寸，特别是底部圆筒的直径，这通常会受到路面宽度等限制。同时，高塔筒必须与工厂的生产水平以及工程场地的吊装能力相结合。陆上风机施工还涉及超高空施工、检查、调试等作业，其高空作业亦是安全重点。施工期间需切实组织，高度重视。

2 风电工程风电吊装技术要点

2.1 轮毂定位

1）拆除轮毂桨叶孔布罩、导流罩运输盖板（回收，需妥善保管）o在轮毂内铺设脚踏板，便于后续安装；

2）用55t卸扣和55t/4m（对折使用）吊带连接轮毂导流罩总成吊具，然后将吊带的两头分别挂到起重机的吊钩上。提升轮毂导流罩总成吊具，使其从轮毂上部铸孔进入轮毂内部。然后起重机吊钩缓缓提升，使轮毂导流罩总成吊具上的定位销卡在铸孔内侧，人员离开轮毂导流罩总成后，起重机将其吊起，移动到合适位置；

3）使用锉刀等工具对变桨轴承法兰面进行清洁。

2.2 塔筒就位

拉紧拖索，用主吊慢慢靠近上锚板，塔筒1段的下法兰应该比上锚板高5m左右，在基本找正位置后，将塔筒1段降低到吊装工人可以轻松转动塔筒的位置。对圆周进行初步定位，拆卸拖索。当塔筒逐渐降低到距离锚栓顶端空隙30〜50mm时，按照定位标志调整塔筒，找正周向位置，使塔筒门标记线与上锚板标记线对齐，塔筒继续下移，将塔筒下法兰穿过所有基础露出的预应力高强螺杆，若有偏差，则用撬棒等工具将各预应力高强度螺杆及其相应的塔筒下法兰螺栓孔调直。

2.3 塔筒吊装

（1）塔筒翻身工装在塔筒卧式运输船就位并完成首段塔筒安装后，利用塔筒吊梁将需翻身塔筒吊装至平台甲板，下法兰端悬挂在风机安装平台艉部的翻身立柱，上法兰放置于设计工装。主起重机与上法兰吊具连接，依靠下法兰与立柱形成支点使主起重机能独立地完成塔筒的翻身，等塔筒完全竖立完后取下立柱吊具并拆卸下法兰吊座。施工工艺流程：施工准备一运输船靠泊一首段塔筒安装一卧式塔筒吊装至甲板一卧式翻身及安装。

通过对单钩主吊风机安装平台塔筒翻身方案研究，该工装占用甲板面积少、造价低且实用性强。在当前国内船机资源紧张形势下，使单钩主臂风机吊装平台得以进行海上风机塔筒的吊装施工。同时，由于塔筒选择的是卧式运输，相比立式运输而言，对运输船载重量及吃水并无过多要求，一定程度上丰富了塔筒运输船的选择。在后续的装船运输过程中，由于整体重心低，使安全系数更高，具有明显的可操作性和适用性。

2.4 塔筒立式运输工装

目前海上运输大多采用卧式运输，具有安全可靠的优点，但在海上施工中施工窗口期短、塔筒翻身难等条件制约使得这种运输方式并不是非常理想。为解决上述问题，研究一种用于海上风电项目塔筒海运的立式工装，包括底座工装、顶盖、钢丝绳及花篮螺丝。工装放置在运输船的特定位置，并使用焊机将工装焊在甲板上，工装固定完成之后将塔筒吊装到工装上。顶盖通过辅吊吊装到塔筒上端。钢丝绳在顶盖吊到塔筒上端之前先串在顶盖吊耳上（吊耳与顶盖通过电焊连接，4个吊耳均匀分布于顶盖的四个方位上），钢丝绳穿过锁扣，调整好长度后通过相应紧固装置锁紧。

2.5 风轮组装

1）变桨，使每个轮毂工艺孔内有4个叶片螺栓可以被拉伸。

2）用两个液压拉伸器以交叉的方式按200kN的预紧力同时拉伸两侧的叶片螺栓后拧紧螺母，共28个。

3）用起重机扶持叶片使轮毂保持稳定。

4）其余两片叶片按同样方法安装。

5）待第三片叶片按上述步骤安装完成后，风轮自身能保持平衡，撤去叶片上的吊具。

6）第一片叶片向左（从轮毂往叶尖方向看）变桨，转过4个螺栓孔位。

7）用两个液压拉伸器以交叉的方式按200kN的预紧力同时拉伸两侧的叶片螺栓后拧紧螺母，共24个。

8）第一片叶片向左（从轮毂往叶尖方向看）再次变桨，转过4个螺栓孔位。

9）用两个液压拉伸器以交叉的方式按200kN的预紧力同时拉伸两侧的叶片螺栓后拧紧螺母，共24个。

10）第一片叶片向左（从轮毂往叶尖方向看）再次变桨，转过2个螺栓孔位。

11）用两个液压拉伸器以交叉的方式按200kN的预紧力同时拉伸两侧的叶片螺栓后拧紧螺母，共12个。

12）第一片叶片向右（从轮毂往叶尖方向看）变桨，转过14个螺栓孔位。

13）用两个液压拉伸器以交叉的方式按200kN的预紧力同时拉伸两侧的叶片螺栓后拧紧螺母，共8个。

14）第一片叶片向右（从轮毂往叶尖方向看）继续变桨，直至将所有叶片螺栓以交叉的方式按200kN的预紧力全部拉伸完成。

15）变桨，使叶片恢复到第一次拧紧时的状态。

16）第二、三片叶片以同样的方法紧固所有叶片螺母。

17）用115％的预紧力按同样的方法拧紧三片叶片的所有叶片螺母。

2.6 拆除风轮吊具

1）盘动风轮，使吊装口向上。锁紧高速轴制动盘及高速轴风轮锁紧装置。

2）施工人员进入风轮，拆除风轮吊具。M36x160螺栓装入工具包后与风轮吊具一起由主起重机吊回地面。

3）取下导流罩支架上的吊装口盖板，用胶枪在安装结合面上均匀的涂抹一层密封胶，重新装回、拧紧。

2.7 收尾工作

2.7.1拆除叶尖护套

两台吊车同时起升，使风轮升高至离地5~10m的位置。这时，主吊车持续升高，副吊车同时水平移动，当主吊车升至105-110m时，风轮从水平方向变为竖直方向。两台起重机同步起升，将风轮水平地提升到离地面5-10m的高度处。此时主起重机继续上升，辅助起重机同步水平移动，待主起重机上升到105-110m高度时，风轮由原来的水平位置变成垂直位置。

2.7.2叶片与变桨轴承连接螺栓终拧

1）高速轴制动器制动并锁紧高速轴风轮锁紧装置。

2）施工人员进入轮毂内部，用拉伸器以100％的预紧力（预紧力按叶片上标示值）按顺序拧紧三片叶片的所有叶片螺母。

3 结束语

目前，陆上风电机组的功率越来越大，风机的叶片的直径以及轮毂高度随之增大，给吊装施工带来极大的难度以及安全风险。因此，提出一种大功率风机叶轮吊装施工技术确保工程顺利完成。提出吊前准备工作、风轮组装、起吊风轮、风轮对接以及收尾工作等施工工艺，降低施工风险，为类似工程提供参考。

   参考文献：

[1]佟永录.海上风电机组安装工艺优化[J].铁道建筑技术,2022(11):193-196.

[2]管鸿智.南方丘陵区风电工程水土保持措施模块化设计[J].亚热带水土保持,2022,34(03):37-40.

[3]周国兴,张金发,张震宇,葛畅.海上风电自升式辅助稳桩平台大直径单桩基础施工技术[J].水电与新能源,2022,36(09):47-49.DOI:10.13622/j.cnki.cn42-1800/tv.1671-3354.2022.09.012.