大型风力发电机组安装

大型风力发电机组安装

摘要：《可再生能源法》的正式实施，为我国风力发电创造了良好的发展环境，依据现有政策，中国风电装机容量到2020年底可达到5000万千瓦。目前风力发电机组趋向大型化,目前全国安装风力发电机组平均功率达到1.5mw以上。大型机组的吊装给风机安装带来新的课题。本文结合工程实例介绍了风力发电机组安装过程。关键词：风力发电机组；安装；塔架基础；接地系统

1 风力发电机组组成

一套完整的大型风力发电机组由塔架基础、接地系统、塔架、机舱、轮毂、叶片、箱式变压器、及电气等部分组成。

风机基础为整台风力发电机组提供各种受力支撑，将风力所受力均匀合理的传递到大地，是整个风力发电机组的根本。基础一般采用八边型或圆形钢筋混凝土设计，部分采用退台。接地系统一般与基础施工同时进行，根据设备型号不同，接地电阻值为2~8ω不等。风机塔架现在全部采用圆筒钢材式，分节安装组合，而塔筒的高度一般是随风力高度分布情况而确定。风机机舱是整个风力发电机组的大脑，除直驱型机组外，其他型号风机机舱内集成了发电机系统、齿轮变速系统、制动系统、偏航系统、冷却系统等。直驱式发电机组机舱里面取消了发电机、齿轮变速系统，将发电机直接外置至与轮毂连接部分。风机轮毂是叶片与机舱或发电机的连接部件，采用椭圆或平顶型。叶片是机组吸收风能的部件，采用特殊材料制作。机组常见的采用两叶和三叶式，有一叶或多叶式。

2风力发电机组安装

2.1安装场地要求

目前国内风电场施工及设备存放场地主要有两种类型，一种是在现场设立临时存放场地，风机设备到货后集中存放在临时仓库，安装时再二次运输到吊装点。另一种是直接将风机设备运输到吊装现场存放不再二次运输。为了节约运输的成本，越来越多的风电场采用风机设备一次到位的方式，在设备到达现场前须要对进行场地策划，让场地符合风机设备安装的要求。

2.2 设备卸车

风电场设备卸车主要是指塔筒、机舱等大件设备的卸车。机舱是风机最重要的部件，也是最重的设备。根据设备的技术参数以及现场机械的实际情况，可以采用单机卸车或双机卸车。

2.3 风机设备吊装

风机设备吊装主要指塔筒、机舱、叶轮等大件设备吊装，其中最重要的环节是吊装机舱、叶轮或发电机（直驱式）。机舱或发电机最重则吊机受力也最大；叶片的受风面积最大，因此对风速要求严格，一般要求风速不大于8m/s。为了考虑叶片吊装的方便和容易操作，机舱或发电机吊装时吊机的位置既要考虑满足机舱的要求也要满足叶轮的吊装要求。

叶轮吊装时，要求随时注意风速的变化，上面2个叶片溜绳按技术要求绑扎。每条溜绳需要5～6人，配合指挥人员进行松紧调整。叶轮与机舱对接时，需要2～4根尺寸适当的定位销进行定位，然

后再慢慢松钩对接。

塔筒吊装时，每节连接螺栓力矩达到厂家安装资料上技术要求时才能松下吊机，进行下一步吊装工作。

根据风机塔筒的特点，在安装时除了按吊装安全规程进行作业，还应注意以下几点：

①起吊前，检查设备内所有的电缆，并进行必要加固措施，确保在吊装过程中电缆不被损坏。

②塔筒内作业时必须做好漏电保护措施，检查电源线。

③吊装底节和中节塔筒时，把临时安全绳固定在塔筒顶端，确保作业人员上下塔筒的安全，吊装上段塔筒后，把永久的安全绳安装好。

④塔筒对接时，由起重指挥站在地面通过对讲机与塔筒平台上人员联系，并指挥吊机动作；当机舱到达塔筒上方和叶轮与机舱对接时，吊装作业指挥权由地面起重指挥移交给塔筒平台上起重指挥，由其通过对讲机指挥吊机动作。

⑤一般的机型要求将上段塔筒与机舱在同一天安装完成。

2.4 电气系统安装

电气系统包括塔筒内电气连接和塔筒外电气系统连接。

塔筒外电气系统包括风机发电机送出线缆，变压器系统，高压送出线路。一般在风力发电机组安装前，风机发电机除送出线缆外其他设备应该具备投运条件。变压器系统现在大部分采用集成箱式变压器，将高、低压开关、变压器、保护系统集成一体。安装时只需

要在预先施工完成的基础上就位箱变即可。高压送出线路有架空线路和直埋电缆两种方式。架空线路造价便宜，因为风电场大多处于大风等恶劣天气地区，架空线路附件较多容易受外界影响，较多发生事故。直埋电缆线路无以上缺点，且施工进度快，但成本造价较高。

塔筒内电气系统包括塔筒内各种电缆的接线，塔筒内电缆根据塔筒高度留富裕量剪断，一般随上节塔筒一起吊起，待风力发电机组吊装完成后根据要求进行放线，排线，在根据厂家安装手册要求进行连接，校验后完成电气接线系统。

2.5 附件安装

机舱外附件一般在吊装前完成安装，内部附件待吊装完成后进入机舱安装，塔筒内包括电气照明系统、电缆支架、爬梯及安全绳等附件。

3风力发电机组吊装方案

下面以内蒙古某风电场为例介绍吊装方案。此风电场采用1250kw 进口机组，轮毂高度65米，叶轮扫风直径为64米，机舱重量44t，塔筒分三节总重98t，叶轮总重19.8t，场地只需部分平整即可进行吊装。

3.1施工机械及工器具准备

（1）主起重机，辅助起重机。用于吊装塔架、机舱和叶轮。根据本工程特点，对本工程需要机械吊装的材料设备选择两种吊装方式进行吊装。一种是汽车吊，汽车吊的优点是转移迅速，机动灵活，

对路面破坏小，但起吊时，必须将支脚落地，不能负载行驶，且对工作场地要求较高，必须平整、压实，以保证操作平稳安全；一种是履带吊，履带吊的优点是起吊高度大，有效工作范围广，可以带负载轻微位移，但转移不方便，机动灵活型差。根据吊车实际工况和经济效益综合分析，本风电场选用500t汽车吊与100t汽车吊配合施工。

（2）液压移动吊车。用于移动材料/设备，本工程选用25t吊车。

（3）载重拖车。转移材料/设备，选用5t汽车吊1辆，10t卡车2辆。

（4）空气压缩机。进行清洁处理。

（5）气枪：用于润滑操作。

（6）钢缆、尼龙绳、吊索装置、形钩环装置，转矩扳手、转矩倍增器、扳手调整装置：用于吊起设备，紧固螺钉等，由厂家配套提供。

（7）发电机作为临时电源使用，因为风电机组吊装属野外施工，无固定电源，因此配备4台5kw汽油发电机，1台15kw柴油发电机。

3.2塔架安装

3.2.1 塔架与基础环连接

1)清洁塔架油漆表面，对漆膜缺损处补漆处理；清理塔架下法兰端面及基础上法兰端面，在基础环上法兰端面上涂密封胶。

2)根据风力发电机组安装手册，采用大吨位吊车与小吨位副吊车