风电机组吊装优化设计_姚燕洪

风电机组吊装优化设计

姚燕洪

（宁波市镇海力安建筑安装工程有限公司，浙江宁波315207）

摘要：通过对国内常见风力发电机组吊装平台、场内道路、吊装机械及吊装平面布置的分析及实例介绍，提出相应的优化方案及措施，减少业主投资及施工成本。

关键词：风电机组；吊装；优化

０引言

近几年，中国国内风力发电场的数量持续增加，全国除西藏外，包括香港台湾，都有风力发电的踪迹。据资料显示，2013年，中国（不包括台湾地区），新增装机容量16088.7MW，同比增长24.1%；累计装机容量91412.89MW，同比增长21.4%，新增装机和累计装机两项数据均居世界第一。在如此巨大的风机安装量下，涉及的风电场情况也是千差万别，山区、沙漠、草原、海洋、滩涂，都有可能成为风场的选址地。针对这些不同的地形，前期安装时也需要因地制宜，编制不同的吊装方案。同时从风力发电场业主角度出发，也往往希望施工单位能帮助优化选择风机机位，提供经济合理的吊装平台及场内道路设计方案，以减少成本。本文希望能从以往的一些工程实例中，总结出一些经验，对影响吊装施工的部分因素在常用方案上进行优化，从而能对众多的风机安装工程能有一些帮助。

１吊装平台

国内现有风电项目的现场地形条件一般都无法直接满足风机吊装施工的场地要求。因此需在每台风机基础附近，依托施工道路修筑一个满足风机吊装要求的施工平台。这个吊装平台不仅作为风力发电机组部件、零件的拼接和摆放场地，同时也是起重机械、运输车辆和辅助设备的摆放和布置场地。

站在业主的角度，吊装平台越小，直接采用挖出的土方回填，平台修筑所需的工程量就越小，但是太小的吊装平台不能存放风机部件。所有的塔筒、机舱、风轮组件都需要依次进场方可吊装，这对吊装工期又是不利的，延长了工期就意味着增加了安装费用。如果吊装平台大到能存放所有风力发电机组组件及施工机械，势必造成场地的浪费。因此必须要有一个合理的平台大小才能达到成本最小化。

按国内较常见的750kW和1500kW风力发电机组来说，现在的吊装平台很多都跟基础连在一起，这样可以适当借用基础承台进行零部件的存放。通常750kW机组的吊装平台要求

图１７５０ｋＷ风机吊装平台示意图30m×30m左右，1500kW风力发电机组的吊装平台要求40m×30m左右，平台采用碾压泥土的结构形式，平台顶面敷设300mm厚塘渣碎石，平台的倾斜度不能超过1%，在不影响交通运输的情况下尽可能利用施工道路。图1、图2分别表示了750kW和1500kW两种规格风机的吊装平台情况。

2008年我们在华能山东昌邑一期风电项目施工中吊装平台大小在47.5m×33m，在2010年二期项目施工中，我们对吊装平台大小进行了优化，每个平台都缩小到了38m×28m，虽然场内道路宽度均在3~5m，但是平台大小还是都能满足安装需要。从面积上每个吊装平台比一期减小了500m2左右，大大节约了

业主方的投资，取得了良好的经济效益。

图２１５００ｋＷ风机吊装平台示意图

２场内道路

场内道路在风场内距离长，使用频率高，而且经常要通行装有履带吊主机、机舱、叶片等重型设备的大吨位运输车辆，对道路的宽度、坡度、转弯半径有特殊要求。

临时进场道路或永久进场道路施工时，要清除表层虚土。如有必要，在道路两侧设置路边排水沟，然后进行碾轧试验以检验路面承载能力是否可以承受风场安装中的最大运输轴重，正常的最大轴重可按10~13吨考虑。

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1500kW风电机组场内道路一般可按5m修筑，同时道路两侧各设0.5m宽路肩，道路净高不小于6m，一侧或两侧最小横向坡度2.5%。道路纵向最大坡度可按下面的数值来确定：对铺装路面的道路（沥青/混凝土），最大纵向坡度7%；对未铺路面的道路（砾石），最大纵向坡度5%。对于750kW风机，在路面非常坚固的情形下，纵向坡度允许最大12%，在尖角转弯的地方，允许最大值为8%，在需要用两辆车拉上坡的情形下，坡度不应超过10%。

对于1500kW风电机组来说，叶片长度均在40m以上，国内常见的叶片运输车有两种：①车头和炮车之间使用钢梁直接

连接的，炮车无动力，不能主动转向，这种最常见。场内道路修筑时必须考虑到叶片运输车的实际情况，对这类风机叶片运输车采用最小转弯半径R=30m，同时拐弯处需要适当加宽。②炮车自带动力转向的，转弯半径可以适当减小，R=20m也可以安全通过，但是叶片尾部及中部的扫略区域仍是需要考虑不能有障碍物的，在狭窄弯道的外侧必须提供10~15m的空闲区域。

对于750kW风机，道路转弯半径一般不大于R=20m，但是最小也不能小于12m，否则要求道路宽度加宽，反而得不偿失。

以选择320吨或350吨级以上履带吊。以国内常见的华锐

SL15001500kW风电机组机舱吊装为例，风机轮毂中心高度70m，机舱重量56吨，一般选用400吨级履带吊吊装。选择92m混合主臂，工作半径18m，额定负荷77吨，能满足机舱吊装需要。图4是华电上海老港风电场一期采用SCC4000400吨履带吊吊装1500kW风机风轮实例。

３吊装机械

近年来，国内吊装机械装备能力飞速发展，大型吊车的使用已经很普及了。在风电机组吊装机械选择上，既有传统的全地面汽车吊和履带吊，又有新型的吊装机械如GROVE

图４４００吨履带吊吊装１５００ｋＷ风机风轮

由于国内机械设计制造水平的提高，同时鉴于风电项目的蓬勃发展和对风电吊装专用机械的需求，国内很多起重机厂家专门设计了窄履带机型的履带吊以适应风场的狭小道路行走，如三一重工的SCC2800WE（1.5MW风机吊装专用），同时还开发出了风电吊装专用副臂，如中联重科的QUY350350吨履带吊重型主臂+固定副臂工况，三一重工的SCC3200320吨履带吊主臂+固定副臂（FJ工况）。

一般风电场业主均要求用400t以上履带吊吊装1500kW风机，实际上按现有的工程机械设计制造水平，320吨履带吊选用79m主臂+9m固定副臂，额定负荷69吨，完全能符合吊装需要。我们通过方案优化，在华能寿光三期风电项目吊装中就采用了这个方案，为业主和施工单位节约了大量工程成本。

GTK1100这样的新型吊车进行吊装。风电机组吊装中，以机舱吊

装为最重，选用的吊装机械只要能满足机舱吊装，其他的如塔筒、风轮一般均能满足要求。这里以传统吊装机械为主作简单介绍。

一般的，750kW机组轮毂中心高度在48~60m之间，机舱重量均不超过25吨。选用的吊装机械中，汽车吊可以选择

AC350350吨汽车吊、LTM1300300吨汽车吊，履带吊可以选

择150吨级以上履带吊。以运达WD49/750750kW风机22.5吨重的机舱吊装为例，当选择AC350汽车吊主吊，56m主臂及

7.3m副臂组合臂工况时，最大吊装能力27.7吨，完全能胜任。

选用汽车吊转场方便，主机、臂杆转场无需其他运输车辆辅助，主机可以自行移动，这是小型风电机组安装吊装机械的首选。图3是华能南澳东岛风电项目采用AC350350吨汽车吊吊装

４平面布置

因为风场所处地形的不同，涉及到山地、滩涂、盐场、沙地等各种地质状况，道路布置也是各不相同，各个机位平台的吊装平面布置需要因地制宜，这里以山地风场的几种情况说明：

（1）情形一

风机机位四周空旷，无边坡及其他障碍物，风机机位靠近风场内交通道路，机位前方有会车路口可以掉头。这种情形下，可以安排叶片、机舱及轮毂配件优先进场，将设备在吊装平台上摆放。然后按塔筒底段到塔筒上段的安装顺序将塔筒依次运输到吊装平台，从运输车上直接起吊。

（2）情形二

风机机位位于断头路，四周空旷并无边坡及障碍物。这种情形下，可以安排机舱、轮毂配件优先进场并在吊装平台上存放。然后按塔筒底段到塔筒上段的顺序将塔筒依次运输进场，在运输车上起吊，然后运输车在平台上掉头返回。在塔筒全部吊装完毕后再安排叶片进场组对。

750kW风机机舱实例。

图３３５０吨汽车吊吊装７５０ｋＷ风机机舱

1500kW机组轮毂中心高度在70~80m之间，机舱重量在

（3）情形三

风机机位所处平台三边都有边坡阻挡，机位靠近场内交通

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55~65吨。汽车吊可以选择LTM1500500吨汽车吊，履带吊可

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碎屑；最后再将螺丝均匀拧紧对角。及时处理螺母滑扣、滑丝、螺缝的情况，若发现线夹变形、松弛情况，导线多疲劳断股，则应立即更换。

（2）硬母线接头发热的处理。检查铝、铜的接触面情况，若烧伤较轻，可先破平烧痕，将相关杂物清理干净，然后均匀涂抹导电膏，最后均匀拧紧对角。若铝、铜接触面烧伤较为严重，应立即更换。

像仪、红外线测温仪、氧化锌避雷器泄电流在线监测仪等新技术的应用，为随时掌握配置运行状态提供了科学的依据，通过对配置状态进行精确评估，可以制定合理的测试项目和周期。

３．３提高测试数据的分析能力

此时，将出厂测试数据比、测试数据和同规程规定的值比和历次测试数据比相互比较，同时与同类配置的测试数据相比较，综合分析测试数据的规律。对于那些初始状态良好而运行又比较稳定的配置，采取恰当延伸预试周期的方式；对于运行状况不良的配置，此时采取恰当缩短预试周期的方式。

２．３预防设备热故障

（1）确保系统中金具质量的良好状态，根据实际需求对金具产品设备进行筛选，其实际的动热稳定性能以及载流量一定要满足预先设计的标准和要求。变电系统中的设备线夹可以采用铝和铜等扩散焊接技术的铜铝过渡设备，避免使用伪劣产品。

（2）系统设备防氧化的注意事项，在变电系统中设备接头设备的接触表面，需要按照要求进行有效、正确的防氧化处理，以往的处理手段为将凡士林涂抹上，现阶段可使用电力复合脂对其进行防氧化处理。

３．４革新变电检修要领

从我国电力企业现有的条件来看，要想将配置都改为状态检修是非常困难的。电力企业要本着实事求是的原则，在具体问题具体分析后就可以采取更有力的措施。例如，在新建和改建的项目中，可以采取先将状态检修引入其中，然后在取得成功后再向其他地区逐渐推广。从经济的角度思考，那些重要地区的变电站为预防事故而全部接纳代价高昂的监测诊断体系显然是不合算的，此时就需要针对故障出现比较高的地方安装有实用成果的配置，并延伸到定期维修中，当资金充裕时就可以采取状态检修。而对于那些重要性较低的配置和部件，就不必采取状态检修，只要通过变更部件和配置就可以收到理想的效果。

２．４变电检修作业的终结阶段

变电检修作业的终结阶段应注意检查各设备是否恢复正常运行。检修负责人在检修人员离开现场后，可申请变电所的运行值班人员进行验收，负责人可与值班人员一起验收检修成果；验收合格后，双方签字确认，变电检修工作终结。

３变电检修的对策分析

３．１加强变电检修制度管理

检修管理制度的加强要从三个方面出发：①要加强检修人员的工作责任意识，根据他们所积累的工作经验和技能决窍加入管理并自我负责。在成本上要做好充分的公开，同时还要和稽核制度进行挂钩，这样才会使检修人员关心成本，而将本所的检修力量汇合于最关键的检修事情，加强检修的力度。②逐渐采取计算机化的检修管理模式，这样可以有效的提高检修人员的工作能力，检修工作的进行也会比较认真的进行，而在检修工艺的实施上，检修工作的实施如果可以按照工艺完成检修工作，就能有效控制其内在风险。③在管理工作的后备内容上，对备件的供应、工器具和备品、厂家的技术支持等工作中必须的文件、图纸、配置等都需要做好规程的存放、归档，为检修创造良好的条件。

４结论

通过计算机信息系统辅助管理，科学合理地选择检修方式，由专业技术人员进行检修操作，使变电检修工作中存在的问题得到解决，有利于完善变电检修工作，提高检修效率与质量，使变电设备更好的为电力事业服务。参考文献：

［1］马昊.浅谈分析变电检修中的问题［J］.中国新技术新产品，2011（3）.［2］刘糁亮.变电检修技术的发展及趋势［J］.机电信息，2011（9）.［3］蔡思宁.110kV变电站设备改造与维护［J］.科技与企业，2011（8）.［4］颜志刚.浅析110kV及以下变电检修［J］.科协论坛：下半月，2010

（8）.

作者简介：曾李阳光（1985～），男，助理工程师，本科，从事电网基建及电网规划工作。

提高检测能力３．２加强在线监测，

伴随着微机保护在线监测、主变的油色谱在线分析仪、热

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义所在了。参考文献：

［1］樊兆馥.重型设备吊装手册（第二版）［M］.北京：冶金工业出版社，

道路。这时可以安排机舱与轮毂优先进场并在吊装平台上存放，由于平台三边均有障碍物阻挡，塔筒需按顺序依次进场，在运输车上起吊安装。塔筒吊装完后才能安排叶片进场组对，叶片的拼装方位需要对后续缆风绳的设置方向有利。

2006.

５结束语

各个风场吊装施工中不光受上述几个因素影响，同时风场的地理位置、季节、工期长短、当地民情，甚至油料供应这些因素都会制约风电机组的安装进度，导致成本的升高。因此本文希望能在众多相关因素中，择其一二进行探讨，提出优化解决方案，在实际施工中能起到一定的指导作用，也就是本文的意

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作者简介：姚燕洪（1972~），男，工程师，本科，从事石油化工、交通、能源等行业设备吊装技术的研究。

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