MySE3.0-145风力发电机组叶轮更换实施方案

MySE3.0-145风力发电机组日期Date 2020-03-06

叶轮更换方案

（山西神池五连山风电场二期1号风机）

编制Prepared by

齐士博

校对Checked by

王锌、代勋伟、段宇、

苏邹端

标准Standardized by

张晓君

批准Approved by

薛振峰

发布Released by

李勇锋

文件号Document No. M010******* 版本Revision A 密级Classification 页码Number of pages 29

□绝密Strictly Confidential □机密Confidential □秘密Secret ■内部Internal □公开Published

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1 背景及目的 (5)

2 使用范围 (5)

3 更换流程及安全要求 (5)

3.1 更换流程 (5)

3.2 施工安全要求 (5)

4 叶片损坏叶轮拆卸 (6)

4.1 叶片损坏叶轮各大部件的尺寸和重量参数 (6)

4.2 叶片损坏叶轮拆卸准备 (6)

4.3 叶片损坏叶轮的拆卸 (9)

4.4 损坏叶片拆卸 (11)

5新叶片叶轮参数及卸车、储存 (12)

5.1新叶片叶轮各大部件的尺寸和重量参数 (12)

5.2新叶片卸车 (12)

5.3新叶片储存 (13)

6新叶片叶轮吊装 (14)

6.1概述 (14)

6.2轮毂前端盖板安装 (14)

6.3叶轮组装 (15)

6.4安装防雷组件（叶片） (18)

6.5叶轮吊装 (21)

6.6安装防雷组件（叶轮） (25)

6.7防腐补漆及清理工作 (27)

6.8拔出风轮定位销 (27)

7齿轮箱润滑保养 (28)

8子系统部件保养 (28)

9消缺 (28)

9.1变桨轴承及变桨减速机小齿轮齿面润滑 (28)

9.2偏航轴承及偏航减速机小齿轮齿面润滑 (28)

9.3防腐补漆 (29)

1 背景及目的

2018年12月26日下午17：55分，风电场不接地零序开关跳闸导致线路停电，经检查发现1号机组3支叶片撞击机位下高压电线塔架尖部，3支叶片均有破损，最终确定方案为三支叶片全部更换，损坏叶片就地报废。为了使现场的更换操作顺利进行，特编写此方案。

2 使用范围

本技术方案适用于山西神池五连山风电场二期1号风机将的损坏叶片叶轮更换为新叶片叶轮的现场施工过程。

3 更换流程及安全要求 3.1 更换流程

山西神池五连山风电场二期1号风机的损坏叶片叶轮更换为新叶片叶轮的工艺流程，具体见更换流程图3.1：

图3.1叶轮更换流程图

3.2 施工安全要求

工程现场施工作业要严格按照《M010*******- MySE3.0/4.0MW 平台大偏航风力发电机组安全手册》进行现场作业，并遵守以下规定：

新叶片转运至1#机位

1#机组叶轮拆卸

1#机组损坏叶片拆卸

损坏叶片倒运至2#机位

损坏叶片2#机位卸车 损坏叶片2#机位报废 新叶片1#机位卸车

新叶片1#机位叶轮组对

新叶轮1#机位吊装

轮毂检查、清理，并按吊装需

求调整摆放位置

1）必须在风速≤8m/s时进行叶轮系统拆卸和安装；

2）确保现场天气状况良好，无雨雪、冰雹等恶劣天气；

3）叶片及叶轮拆卸详细过程可参考《M010*******-MySE3.0_4.0MW平台大偏航风力发电机组机械现场安装手册》进行作业；

4）注意现场施工安全，吊机下方严禁人员逗留，同时做好卫生、清理及收集等环境保护工作。

4 叶片损坏叶轮拆卸

4.1 叶片损坏叶轮各大部件的尺寸和重量参数

叶片损坏叶轮各大部件的尺寸和重量见下表4.1所示：

表4.1 145叶轮各大部件尺寸、重量参数

名称尺寸/mm 重量/ T 备注

轮毂总成4455×4075×4491 45.9 不含运输工装叶片Φ2832×70700（叶根直径×叶片长度）19.1 不含运输工装叶轮系统103.2 不含运输工装4.2 叶片损坏叶轮拆卸准备

在对叶片损坏叶轮进行拆卸前，需要提前做好以下准备工作：

1）检查叶片，确定溜尾叶片和挂风绳两支叶片，依据《M0300002435-MySE3.0-145叶片检查报告（山西神池五连山风电场二期1号风机）》的检查结果并与叶片室确认：溜尾叶片为96MYA18A012，挂风绳两支叶片为96MYA18A014、96MYA18A015。叶片溜尾位置和叶片挂风绳位置叶片要保证相对完好。

2）准备好所有的工具、工装、吊具和物料，并确保无损坏、能正常使用；

3）接好机组线缆及柴油发电机线缆，用柴油发电机给机组上电；

4）将机组停机并把塔基柜维护旋钮打到“机组维护”位置，见下图4.1所示。打开塔筒和机舱照明灯，登上机舱。依次将机舱柜控制面板上风机启停旋钮打到“停”位置，机组维护旋钮打到“机组维护”位置，启动机舱顶部吊机，将拉伸器和电动扳手等工具吊到机舱内；

图4.1 塔基柜控制面板

5）反拖变流器对叶轮盘车，由机舱顶部一名工作人员先确定需要安风绳的（96MYA18A014、96MYA18A015）两支叶片位置（根据叶轮零点）。启动主吊机，使用吊篮将维护人员、工具、叶尖风绳套和风绳送到空中。再继续盘车，当其中一只向上的叶片水平时，启动高速轴制动器锁定叶轮，在距离叶尖没有损坏的位置处套上叶片牵引套，并绑上风绳。再盘车，安装另一只向上叶片的风绳套和风绳；

6）继续盘车，将叶轮调整到“Y”型，（其中一个叶片竖直向下，叶轮吊座安装凸台朝上），用高速轴制动器锁定叶轮，风轮锁销锁住叶轮；

7）将2个55t弓形卸扣连接两个叶轮吊座（工装螺栓带在吊座上），再分别将2根80t×9.3m 圆形吊带一端连接55t弓形卸扣，另一端挂在主吊机吊钩上。起吊叶轮吊具并上升到轮毂凸台上方，工作人员到达轮毂上方，安装两个叶轮吊座，如图4.2所示；

图4.2 叶轮吊具安装完成示意图

8）工作人员安装完叶轮吊座撤离叶轮，启动主吊机，将吊机负重调整到叶轮重量的三分之一（约28t）；拆螺母，上下左右各留两个螺母、把内圈栓头螺柱拆除，外圈上端留1个螺柱，把螺柱、螺母带出轮毂

9）叶轮防雷装置拆卸。将安装在叶轮防雷装置上的2个A4-70螺栓M16×100、2个GB/T 96.1大垫圈16、2个垫块（碳刷安装板）拆卸下来。同样的方法拆卸另外一个叶轮防雷装置。

图4.3叶轮防雷装置拆卸

10）打开机舱柜，断开轮毂通讯，进入轮毂，打开变桨控制箱上的照明灯。打开轴控箱盖板，手动变桨依次驱动3个叶片并将其调整到-91°位置，如图4.5 所示，然后盖上轴控箱盖板，用叶片锁定装置锁定叶片，将M20螺母紧固到力矩值350Nm，再回到机舱；

图4.5 叶片逆顺桨状态

11）将风轮锁定销退出，然后地面人员断开风机箱变电源，将轴控箱1的滑环电缆对应插座或接入对应端子、插座，松开插座锁扣，将沿路绑扎的扎带剪断以及紧固夹松开，将滑环电缆取出并盘绕在齿轮箱法兰面上，并绑扎稳妥，再用保鲜膜包裹进行保护。如图4.6所示。然后盖上轴控箱盖板，收拾所有工具回到机舱；轮毂内部不能留下拆下来的部件和辅料。

图4.6 滑环电缆绑扎示意图

12）在风机机位处附近提前放置好轮毂运输工装、叶片运输工装，并将相应工装螺栓和工具放在旁边位置。

13）地面垫高为放置叶轮做准备

14）自然状态下叶轮与主机是上张口（张口较大）

注意：拆除过程中不要撞击主机前端法兰

4.3 叶片损坏叶轮的拆卸

叶轮吊具清单见表4.1

表4.1 主机吊具清单

序号名称型号/规格数量单位备注

1 叶轮吊座M0600002557 A

2 件

2 高强度螺栓M42×140 GB/T578

3 18 件

3 垫圈42 GB/T97.1 22 件

4 调整座M0600002627 A 1 件

5 螺栓M20×60 GB/T 5783 8 件

6 双眼防护型圆形吊带

80T

XHR02-80T（L=5000） 2 根

7 双眼扁平吊带40t XHW06-40T(长L=20m,

宽d=0.35m）

2 根

8 双眼扁平吊带20t XHW06-20T(长L=8m,

宽d=0.3m）

2 根

9 S(6) 级弓形卸扣85t 2 件

10 叶尖风绳套定制（配风绳

4T×200m）

3 个

11 风绳4T×200m 4 根

12 风轮定位销M0600004066 A 2 件

13 螺母M64 GB/T6170 2 件

准备工作完成后，开始拆卸叶轮，具体拆卸步骤如下：

1）启动主吊机，将吊机负重调整到叶轮重量的三分之一（约28t），两名工作人员带工具进入轮毂；

2）螺栓拆卸：用M36液压拉伸器以大于670KN的拉伸力松开轮毂与主机连接螺栓的圆螺母M36（不拧下），并将已松开的螺栓作好标记。确认所有螺母M36都松开后，用电动扳手将全部螺母拆卸下来，拆卸下来的螺母都要撤离轮毂，转移并安全放置在主机顶部；螺柱只留外圈顶端一个，其他全部拆除。

注意：拉伸器的预拉力现场根据实际情况取值，保证安全。

3）所有的螺母转移到主机后，轮毂内的工作人员携带所有工具撤离轮毂。然后拆卸风轮定位销，并手动打压松开高速轴制动器，并指挥吊机缓慢把轮毂往外拉出，直到轮毂完全脱离齿轮箱法兰面，如图4.8所示。

注意：地面上的工作人员拉紧风绳，配合主吊机把轮毂缓缓吊下。

图4.8 轮毂脱离主机开始往下落

4）当主吊机起吊前，在96MYA18A012叶片的叶尖往上2到3米处（确认叶片相对完好）绑定1根20t×20m×300mm扁平吊带（吊带与叶片间加V型泡沫垫和叶片护板）并挂到辅吊机吊钩上，辅吊高度保持不变且水平移动，主吊缓缓下降（图4.9所示），直到三个叶片处在同一水平面，保持叶轮水平并继续缓慢下降；

图4.9 主吊和辅吊配合使叶轮下降

5）同时移动两个吊机，对好螺栓孔位，使轮毂缓慢平稳放置到事先准备好的轮毂运输工装上（为防止叶轮倾斜，放置轮毂工装的地面需要稳固和平整，图4.10，然后在工装法兰上旋入12根M36×280工装螺栓将其固定，螺栓用电动扳手加55mm套筒头打紧。

图4.10 叶轮放置在轮毂运输工装上

4.4 损坏叶片拆卸

为了不妨碍新叶片的放置，节省施工场地，叶轮安全放置于地面上的轮毂运输工装后，开始拆卸叶片，叶片拆卸步骤如下：

1）先用辅吊机将其中两个叶片支撑住，用主吊机挂专用吊梁和两根扁平吊带40t×20m×300mm在第三支叶片的重心标示两边对称吊住该叶片，叶尖绑一条风绳作牵引，主吊机此时不加负载，如图4.11；

图4.11 叶片拆卸

2）工作人员进入轮毂，变浆调试箱接通电源后连接到要拆卸的叶片变桨电机上，启动变桨电机转动叶片，调整叶片角度，使叶片螺栓与轮毂腹板上的工艺孔对正，然后用液压拉伸器和电动扳手拆卸64颗圆螺母M42。注意：当最后一组13颗螺栓与轮毂腹板圆孔对正时，先将主吊机加载，使吊带拉紧（避免螺母完全松开后叶片倾斜，卡住叶片螺栓）后，再拆卸螺母；

3）主吊机启动，并缓慢使叶片移动，直至叶片螺栓脱离变桨轴承螺栓孔，叶尖牵引绳控制好方向，见下图4.12所示。使叶片平稳放置在事先准备好的叶片运输工装上，并将工装螺栓拧紧固定；

图4.12叶片起吊示意图

4）按同样的方法拆卸剩下的两个叶片，并安全平稳放置在指定位置的叶片运输工装上。

5）轮毂检查：检查轮毂及其部件是否完好。

注意：叶片与轮毂分离后，暂时将轮毂放置在机位附近的安全位置，轮毂要包装好。

6）损坏叶片转场：待运输车辆到达后，再将三支损坏的叶片吊运至运输车辆上转运至2#机位。

叶片全部拆卸完毕，并安全平稳放置在叶片运输工装上后，开始拆卸主机。

5新叶片叶轮参数及卸车、储存

5.1新叶片叶轮各大部件的尺寸和重量参数

新叶片叶轮大部件的尺寸和重量见下表5.1所示：

表5.1 各大部件尺寸、重量参数

名称尺寸/mm 重量/ T 备注

轮毂总成4455×4075×4491 45.9 不含运输工装叶片Φ2832×70700（叶根直径×叶片长度）19.1 不含运输工装叶轮系统103.2 不含运输工装5.2新叶片卸车

卸车方案1：一台吊车卸车。利用主机吊梁和300mm扁平吊带对叶片卸车，前后吊点位置距离重心标识各2 米，前后误差不相差0.2 米，如图5.1所示。

图5.1一台吊车卸车

卸车方案2：两台吊车卸车。叶片运进安装现场后，使用2台吊车卸车，1台吊车吊叶片根部附近距离叶片法兰面约1.4m，另一台吊车吊叶片39.5m吊点标记内。确保叶片在移动过程中保持平稳，以免叶片受损，如图5.2所示。可以卸车后，叶片与轮毂直接对接，吊叶片用0.3m宽的扁平吊带，禁止用圆形吊带。

图5.2两台吊车卸车

145叶轮的叶片长度为70.7米。因此，为了避免叶片起吊时发生损坏，其卸车过程优先采用方案2两台吊机进行。

5.3新叶片储存

叶片的外形不规则，因此叶片放置受多种因素制约。地面承重能力方面，要求地面必须坚固；场地空间如果较大，建议将叶片放置在轮毂周围，或预先指定的轮毂放置区域。

若地面条件允许，尽可能将叶片根部法兰对准轮毂叶片过渡法兰（见图5.3），以方便叶片的安装。

如果场地空间较小，则将叶片集中存放（见图5.4），要求每两片叶片之间的间隙不小于1m。

图5.3 叶片与轮毂对应放置顶视图图5.4 叶片集中放置

注意：叶片的存放方式与现场具体的环境条件有关，若与场地布置示意图中叶片的存放方式有一定的偏离，只要放置好叶片，其它不同的放置方式都是允许的。

叶片的储存需要注意以下事项：

a）如果叶片运输时有运输支架或槽形支座，存放于地面前，为使放置平稳，要在支架下垫枕木（承重木方或铁路轨枕），地基坚固的可以不垫枕木；

b）如果叶片运输时没有运输支架或槽形支座，存放于地面前，叶片下部必须设置叶尖支架和叶片根部法兰支架，支架高度确保叶片最低部位腾空地面30～50mm，叶尖支架安放在叶片全长0.6L～0.7L 之间，支架长不小于500 mm，支架上铺设两三层旧地毯或最小厚度为10 mm的橡胶衬垫，以防止损伤接触面，支架上面不能安放任何其它负荷；

c）为了防止叶片被阵大风吹倒，尤其是台风期间，还必须对叶片采取其它措施。具体方法如下：1）尽可能将叶尖朝向台风主风向，且叶片后方有挡风遮蔽物；

2）叶片根部和中部运输支架必须安全平稳放置在地面上，中部运输支架要用尼龙扎带绑定，将两条张力绳（强度不低于5t）固定于运输支架左右两边（共4根），并将绳子另一端固定到预先安装的土层锚栓锚头上；

d）存储期间必须保证叶片根部法兰面包装完好，叶片螺栓孔必须做防护处理，以防止法兰面及螺栓孔损伤或雨水侵蚀，要用防水型保护罩保护好叶根法兰和螺栓，并用铁丝或卡箍等固定好保护罩；

e）所有运输用支架使用完毕后，必须集中放置，最后统一返还明阳智慧能源集团股份公司。

叶片的存储要求详见《M0000011105 - MySE3.0MW系列风力发电机组风场零部件储存及安装完成后上电前维护规范》

6新叶片叶轮吊装

6.1概述

检查叶片表面是否有损伤、裂痕、凹陷等缺陷，检查叶片运输工装是否牢靠。

轮毂和叶片的参数见表6.1所示。

表6.1 叶片和轮毂的参数

序号名称外形尺寸（长×宽×高mm）重量（吨）

2 轮毂总成4455×3574×4075mm 约47吨

3 叶片70700×4005×2620mm（叶片长度×最大弦长×叶根直径）每个约19吨6.2轮毂前端盖板安装

1）涂抹密封胶

清洁轮毂上盖板C（轮毂前端）的安装面，并在轮毂上盖板C（轮毂前端）的安装面处涂抹硅酮密封胶道康宁7097。

2）盖板C（轮毂前端）安装。

盖板C（轮毂前端）需安装垫片（轮毂前端密封）62060585400，将垫片（轮毂前端密封）62060585400和盖板C（轮毂前端）凸面朝外（在轮毂内部），用20个六角头螺栓M12×25、40个小垫圈、20个大垫圈12固定。见图6.1。盖板C（轮毂前端）与轮毂的安装配合处（外圈和内圈）均涂抹硅酮密封胶7097，M12螺栓紧固参考力矩值72Nm，螺栓涂螺纹紧固胶乐泰243，安装完后，用记号笔对所有螺栓螺母划防松标记，见图6.1

图6.1 盖板C（轮毂前端）安装

6.3叶轮组装

1）清理

用专用清洗剂HP769清洗叶片上的污迹及油污，打磨掉叶片法兰上的毛刺，清理法兰面，调整叶片螺栓到叶片法兰面的距离为大约474-475mm，将螺栓旋转到底，在叶根法兰外侧涂抹耐候密封胶。

2）叶片起吊

叶片采用单点起吊方式，用一台带双吊钩的吊机，利用主机吊梁、两根40t扁平吊带固定叶片，然后分别挂在吊机两个吊钩上，两个人扶住叶根部位，保证叶片处于平稳状态，准备起吊叶片，叶片吊带绑定位置见如图6.2所示；

图6.2叶片采用吊梁单个吊车起吊图6.3 吊带位置

3）拆叶片工装及叶片根部法兰面涂抹密封胶

拆除叶片工装，更换叶片工装处的8根螺栓。用19mm内六角扳手将所有叶片螺栓旋转到底，并调

整叶根螺栓露出长度为474-475mm，平稳移动吊机使叶片靠近轮毂系统。叶片根部法兰面涂抹道康宁7097密封胶，在叶片根部法兰面螺栓外侧均匀涂抹一圈道康宁7097，如图6.4。

图6.4 叶片法兰面涂抹道康宁7097密封胶

4）叶片与轮毂对零位点

通过操作变桨操作箱使变桨轴承内圈转动（要求有发电机提供电源），使叶片过渡法兰上的零位点位于轮毂上侧（图6.6），将叶片后缘零位标识（图6.7、图6.8）（叶片组装时，上部零位标识）与叶片过渡法兰零位孔对齐。

图6.5 轴承上的零位点图6.6 轮毂上的零位点

图6.7 叶片零位图6.8 叶片对零

5）叶片螺栓旋入