浅谈山地风电项目叶轮吊装

浅谈山地风电项目叶轮吊装

吴凡

中国水利水电第十工程局有限公司

摘  要：本文结合普格则洛日风电项目现场施工，简要介绍山地风电项目叶轮整体吊装和单叶片吊装两种吊装方法，分析两种吊装方法各自的特点以及应用情况。

关键词：山地风电；叶轮；吊装

1 工程概述

普格则洛日风电场位于四川省凉山州普格县月吾乡、祝联乡、菜子乡境内的高原山区，海拔在2600m～3600m，属于典型的高海拔山地风电场。

项目新建1座220kV升压站，建设安装20台风力发电机组，其中5.5MW风力发电机组15台，5.0MW风力发电机组5台，总装机容量为107.5MW。

2 山地风电叶轮吊装方法的选择

一般情况下，山地风电项目吊装平台的面积满足叶轮整体吊装的需要，风机叶轮多采用在地面组装完成，再整体将叶轮吊装的方法进行吊装。采用叶轮整体吊装的方法，叶轮在地面组装，减少了施工人员高空作业的持续时间。但由于叶轮直径较大，对吊装平台面积需求较大，且至少保证平台三面无山体遮挡。

随着新能源项目的开发程度逐渐加大，加上征地、环水保等方面的要求也逐渐增高，部分山地风电项目机位平台面积偏小，或平台周围存在山体，无法满足叶轮在地面整体组装的需求。随着主机设备厂家盘车装置、单叶片吊具的配套生产技术及单叶片吊装施工工艺日益成熟，单叶片吊装的应用也逐渐增多。此方法需配置盘车装置和单叶片吊具，虽增加了一定的工程成本，但单叶片吊装对吊装平台面积需求较小，减小了土石方工程量，一定程度上也减少了对环境的破坏；另一方面山地风电在吊装过程中时常遇到突起阵风的情况，单叶片吊装由于单件起吊重量减小，更容易控制调节叶片在半空中的状态，起重吊装作业风险相对较低，吊装作业更佳灵活。

3 山地风电叶轮吊装

3.1 叶轮整体吊装

3.1.1 叶轮整体吊装流程

叶轮整体吊装即在风机平台将3支叶片与轮毂组装成叶轮整体，利用主吊车将叶轮整体进行吊装，流程如下图1所示：

图1 叶轮整体吊装流程图

3.1.2 叶轮地面组装

（1）轮毂就位

在开阔平坦、地面坚固的位置摆放风轮组装支架，周围风轮安装范围内地面应平坦、无凸起，便于吊装作业。起吊轮毂风轮组装支架，摆放在适当位置，风轮组装支架的三条支腿必须和叶片安装方向一致。

（2）清理检查

检查轮毂内各部件是否完好、叶片有无损伤，各紧固件是否松动,标记线是否清晰。

（3）安装叶片

采用单台吊车或双台吊车吊装的方式将叶片依次与轮毂进行对接，完成叶轮地面组装。

3.1.3 叶轮整体吊装

（1）吊装前应检查吊具完好性，将吊座安装在轮毂相应位置，主吊车通过环型吊带、卸扣连接吊座。

（2）将溜尾叶片变桨至前缘朝下，且溜尾位置前后缘连线必须垂直于水平面，以免溜尾时损坏叶片后缘。在距离叶根 50/55m 截面处，前、后缘分别安装专用护板，然后安装溜尾吊带，辅助吊车通过吊带连接叶片。

（3）在溜尾吊带上绑一根缆风绳，用于风轮翻身之后将吊带从叶片上拉出。

（4）在其余两支叶片距叶根 55m 处各安装一条软吊带，软吊带宽度必须不小于300mm，然后在软吊带上系一根揽风绳，以控制风轮姿态。

（5）先让两台吊车同时轻微承载，然后辅吊保持，提升主吊车使风轮离开组装支架；两台吊车配合平吊风轮，逐渐使风轮翻身，当风轮提升到一定高度后，缓慢释放辅助吊车载荷，使叶尖逐步朝下，辅助吊车松钩，拆卸溜尾吊具。

（6）通过牵引绳调节风轮圆周方向，使轮毂法兰与主轴法兰基本平行，然后主吊车提升风轮至机舱高度。

（7）起吊风轮至机舱主轴中心高度，缓慢移动吊车使轮毂法兰面与主轴法兰面接触，通过导向柱的引导，使轮毂与机舱顺利对接。

（8）对连接螺栓进行预紧。

3.2 单叶片吊装

单叶片吊装即利用主吊车分别将轮毂和3支叶片依次进行吊装，流程如下图2所示：

图2 单叶片吊装流程图

（1）在机舱吊装前，安装好盘车装置。

（2）轮毂吊装

起吊轮毂至机舱主轴中心高度，缓慢移动吊车使轮毂法兰面与主轴法兰面接触，通过导向柱的引导，使轮毂与机舱顺利对接，并对连接螺栓进行预紧。

（3）单叶片吊装

操作盘车装置，将轮毂变桨面调整至第一支叶片水平位置，然后操作主轴锁销将主轴锁定。

将叶片运输至指定位置，叶片应保持吸力面朝下。起吊单叶片吊具，挂好揽风绳，缓慢接近叶片摆放位置，控制吊带安全平稳兜住叶片，然后试吊叶片是否处于叶根叶尖水平状态，如叶片处于倾斜状态，则需调整吊具上电动葫芦，将叶片调整至叶根叶尖水平状态。注意叶片试吊时时液压夹持机构处于远离叶片位置。叶片试吊水平后，操作液压夹持机构，使夹持块准确夹持在叶片标识区域内叶片完全夹持后，起吊叶片，将叶片提升到一定高度，观察叶片姿态。叶片姿态稳定后，继续提升叶片至与轮毂变桨面相同的高度，然后将叶片安装到轮毂上。

操作盘车装置，顺时针盘车120°，将轮毂盘车至第二支叶片水平位置，然后按照第一支叶片安装的要求水平安装第二支叶片。

第二支叶片安装完成后，再次操作盘车装置，顺时针盘车120°，将轮毂盘车至第三支叶片水平位置，然后按照第一、二支叶片安装的要求水平安装第三支叶片。

4 山地风电叶轮吊装的要点

4.1 吊装平台地基承载力

吊装平台的承载能力关系到起重吊装作业的稳定性。吊装施工前应根据起重机械、被起吊设备、吊索具重量等，同时考虑起重机械旋转时对地耐力的偏载、以及安全裕度，综合计算出所需的地基承载力值。

通过对起重机占位、行走等区域进行地基承载力试验，以验证吊装平台承载力是否满足要求。

4.2 气候条件

叶轮吊装受现场风速影响较大，因此在吊装前要密切关注天气情况。一般情况下，叶片、风轮在风速＜8m/s时进行吊装，在平均风速＞10m/s、瞬时风速＞14m/s及雷雨大雾气候下不允许吊装。

吊装作业前，应提前了解天气预报，同时通过风速仪实时监测现场风速，综合评判是否满足吊装作业条件。

采用叶轮整体吊装时，叶轮地面组装应尽量保证三支叶片可以连续进行组装，当无法完成三支叶片的组装时，应采取有效措施对未组装完成的风轮进行固定，如对组装支架进行限位、对叶片进行支撑等。

叶轮吊装作业，应提前做好预防气候突变的应急处置措施。

4.3 场地平面布置

合理的场地平面布置，能使叶轮吊装各环节井然有序，作业更加顺畅。

叶轮吊装场地需综合考虑主、辅吊站车及作业位置，叶轮运输及组装（吊装）空间。一般山地风电项目，机位平台不具备叶片堆放条件，通常采用车板卸货的方式，因此场地还需考虑扬举车掉头的空间。

山地风电项目，进出机位平台道路的朝向、机组安装中心的位置以及叶轮的方向并不相同，因此吊装作业前，应根据各机位平台的现场情况，有针对性的进行场地平面布置，以确保叶轮吊装作业的顺畅进行。

4.4 连接螺栓预紧

风力发电机组各部件安装均采用高强螺栓连接，连接螺栓预紧的质量至关重要。

高强度连接螺栓应严格按照作业指导书中规定的扭矩进行三次（50%、75%、100%）拧紧。拧紧后采用扭矩法或性能检验法进行验收，验收时间应在螺栓紧固完成4h之后进行，检验时需使用与紧固时不同的另一套工具。

预紧力检验过程中，所有螺栓的预紧力检验应使用除红色以外的其他颜色记号笔在检验开始前，由检验人员对需要检验的螺栓划一字贯穿标识。

结语

山地风电项目叶轮吊装，采取哪种方法，应根据平台征地范围、周边障碍物等情况提前谋划、综合评判。吊装施工应做好吊装前的各项准备工作、安装过程安全技术控制、安装后的现场清理等工作，保障施工顺利进行。

参考文献

[1] 李小龙等.风力发电机组风场安装指导书（G5500-Y01J3BSM）.东方电气风电股份有限公司.2023

[2] 李小龙等.风力发电机组风场安装指导书（G5000-Y01H2CSM）.东方电气风电股份有限公司.2023

作者简介：

吴凡（1992-），男，湖北黄冈人，工程师，双学士，从事建设工程施工技术与管理工作。