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1、1风力发电机组安装工法 1、 前言 随着世界经济的发展，作为节能环保的新能源，风电产业取得迅速发展。截止 2010 年，我国风电装机容量突破 40000MW，海上发电也正式起步，随着风力发电新增装机速度的较快增长，风电场建设、并网发电、风电及吊装设备制造等相关领域技术也取得较大发展，日趋成熟。河北华电蔚州风电有限公司甄家湾 49.5MW 风电场风机发电机组吊装设备采用 650t 履带吊作为主吊，辅助 220t、75t 汽车吊进行吊装，通过现场施工总结编写成风力发电机组安装工法。2、工法特点（1）在风电设备吊装过程中，由于场地海拔高，地形起伏大及风机设备重量大，吊装高度高，具有安装标准要求高、安
2、全风险大的特点。采用履带吊辅助汽车吊进行设备吊装，安全系数相对较高。（2）吊装设备采用 650t 履带吊作为主吊，辅助 220t、75t 汽车吊进行吊装，此机械组合施工工艺科学，提高了工作效率，保证了安装质量。（3）此工法的应用，缩短工期，降低施工成本，取得了良好的经济效益和社会效益好。3、适用范围适用于 1.5MW、2MW、3MW 等各类风力发电机组的安装。 4、风力发电机组安装的施工工艺原理采用地面水平组装和空中立式组装相结合,利用履带吊和汽车吊组合分别按顺序把各大部件吊运至空中进行组对拼接,完成风力发电机组的安装。 5、施工工艺流程及工艺要点25.1 施工工艺流程基础环检查及接地电阻摇测
3、地面控制柜和开关柜安装吊装塔筒机舱吊装叶片与轮毂组合风轮 轴承 安装 调 整减速 装置 安装 调 整制动 装置 安装 调 整发电 机安 装调 整电气 部分 安 装叶轮组件吊装塔筒外观检查机舱检查螺栓力矩施做现场布置图 5.1-1 风力发电机组安装流程图 5.2 工艺要点机械设备的比选35.2.15.2.1 机械设备的比选机械设备的比选根据设计要求，应采用 650t 履带吊或 1200t 汽车吊作为主吊，由于施工场地处于高山地区，地势起伏大，常年多风，采用 1200t汽车吊虽转场速度较快，但对道路要求条件高，且安全系数较低，无法保证施工安全，最终选定 650t 履带吊作为主吊进行风机吊装。5.2
4、.25.2.2 现场布置现场布置合理布置施工场地，使施工的各个阶段都能做到交通便捷、运输畅通，以便人流、物流能顺利到达目的地，并尽可能减少反向运输和二次倒运。综合考虑场机组平面布置、工程量、地质条件等因素，施工区域本着满足生产需要、方便施工、便于管理的原则进行划分，尽量减少施工干扰，紧凑布置、节约用地。见图 5.2.2-1图 5.2.2-1 吊装场地布置示意图45.2.35.2.3 基础环检查及接地电阻的摇测基础环检查及接地电阻的摇测（1）基础环的检查：检查基础环的防腐情况并清扫基础环法兰面；用水准仪检查基础环的水平度，根据设计要求，水平偏差控制在1mm 以内；检查基础环内电缆管及排水管的通畅
5、性，并将其截至合适长度。（2）接地电阻的摇测：在连续 5 日未降水后，对风机电阻进行摇测，根据设计及相关规范标准要求，当电阻大于 3.5 时禁止吊装，必须采取有效降阻（比如使用接地模块、放射线等）合格后方可吊装，避免日后风机遭受雷击而发生损毁。5.2.45.2.4 电器柜就位电器柜就位 用辅吊吊装电器柜支架，保证支架“0”标记与基础环“0”标记对齐，用不锈钢垫片垫平支架,然后依次将变频器柜、控制柜准确安放在底部平台上并紧固。图 5.2.4-1 变频器柜、控制柜就位5.2.55.2.5 塔筒吊装塔筒吊装（1）吊装 1 至 4 节塔筒，辅吊吊塔筒的下端，主吊吊塔筒的上端，两吊机同时徐徐吊起塔筒离开
6、地面约 1m 左右检查塔筒，如有必要必须进行清洗或修补，避免日后无法修补或难度增大。（2）两吊机在指挥人员的指挥下，竖直塔筒，同时安装 2 到 3 根绳索到塔筒底部法兰上，用以辅助第一节塔筒与基础环对接，注意塔筒下法兰面不能接触地面。（3）吊起塔筒并横向移动法兰，徐徐放低塔筒使其盖上电控柜和变频器柜。见图 5.2.5-1、图 5.2.5-2图 5.2.5-1 塔筒起吊 图 5.2.5-2：塔筒就位（4）当塔筒下法兰平面距基础环法兰平面 10cm 左右停止下放，在保证两法兰“0”标记对中的情况下用撬棒引导法兰孔对中。（5）安装预先放置好的螺栓、垫片和螺母，螺栓必须由下向上穿，5垫片内孔倒角必须朝
7、向螺栓头和螺母。见图 5.2.5-3图 5.2.5-3 螺栓垫片安装图（6）用快速电动扳手预拧紧塔筒内圈所有螺栓约 700Nm-1000Nm。见图 5.2.5-4、图 5.2.5-5图 5.2.5-4 螺栓预拧紧顺序 图 5.2.5-5 螺栓拧紧顺序（7）放松主吊机吊构，用液压力矩扳手按顺序四点拧紧塔架内圈法兰接触连接的螺栓，注意此项工作是塔筒安装重点控制项目，必须严格按螺栓拧紧顺序施工，每次间隔不少于 30min，拧紧力矩从塔筒安装参数列表中选取，同时施工过程中必须要求设备厂家技术人员到位进行监督检测，避免因螺栓拧紧不合格造成设备受力结构6改变，从而损坏风机设备。（8）安装外部走梯并连接内部
8、照明电缆。（9）按上述施工过程依次吊装剩余 3 节塔筒完成后，按要求安装爬梯和爬梯助力器，用力矩扳手按未标明螺栓的力矩、拉力表中M8-M18 螺栓给出的力矩值，固定爬梯上所有螺栓使其达到要求力矩。（10）严格按技术图纸有效连接塔筒内部接地系统，注意此项工作亦是塔筒安装重点控制项目，技术人员必须在场跟踪监督并及时进行检测，避免设备遭受雷击而发生损坏。（11）第 4 节塔筒吊装完成后必须立即吊装机舱压顶，避免孤立塔筒在大风天气中摇晃而造成设备及附属配件的损坏。5.2.65.2.6 机舱吊装机舱吊装 （1）检查机舱：打开机舱包装进行检查，如有必要必须进行清洗或修补。（2）在机舱顶盖上安装测风设备支架
9、、航空灯及避雷针。（3）固定机舱前吊具、机舱后吊具和安全风绳（固定在机舱前吊链7表 5.2.5-1 塔筒安装参数列表塔架分段塔架长度（mm）塔架高度（mm）重量（Kg）塔架法兰直径（mm）螺栓规格数量第一次（60%）力矩Nm第二次（80%）力矩Nm第三次（60%）力矩Nm套筒/撬棒梅花扳手对应吊具 （配吊具螺栓）塔架引导销1112154200437853972/ 3921100- M52*285- 10.9343245765720S8503T100-503T045-M52 塔筒安装引 导销 54.5*3002176504109457323921/ 3633100- M48*265- 10.92
10、67835714464S8003T100-103T046-M48 塔筒安装引 导销 50.5*3003226303815420143633/ 3289100- M48*245- 10.9267835714464S8003T100-203T046-M48 塔筒安装引 导销 50.5*3004253703435289033289/ 2860100- M42*235- 10.9178923862982S7003T047-M42 塔筒安装引 导销 44.5*300顶部法兰72- M36*325- 10.91000NM（电 动扳手）448KN（拉伸） 560KN（拉伸） S5503T100-403T04
11、8-M36 塔筒安装引 导销 38.5*3008表 5.2.5-2 未标明螺栓的力矩、拉力表螺栓规格螺栓等级最大拉力 KN最大扭矩 NMM88.8 10.918.6 27.324.6 36.1M108.8 10.929.6 43.448 71M128.8 10.943.0 63.284 123M148.8 10.959.1 86.7133 195M168.8 10.980.9 118.8206 302M188.8 10.9102 145295 421M208.8 10.9130 186415 592M228.8 10.9162 231567 807M248.8 10.9188 267714 1
12、017M278.8 10.9246 2511050 1496M308.8 10.9300 4271428 2033M338.8 10.9373 5311928 2747上） 。（4）试吊（机舱离地面约 20cm）：此项工作是机舱安装重点控制项目，现场操作工人及技术人员必须使用后吊链上的花螺栓进行机舱纵向和横向水平的调整，使四根吊链都能受力,避免机舱起吊过程中受力不均发生设备倾斜摇晃而无法安装。见图 5.2.6-1（5）用平板锉刀除去第四段塔筒上法兰平面毛刺，并注射一圈硅胶用以密封防潮。（6）机舱起吊到一定高度（机舱偏航盘高出塔架顶部法兰面25cm 左右）时，指挥吊车开始与塔架顶部法兰对中，使三
13、个引导螺栓都进入正确的法兰孔位置，同时必须保证低速轴正对主吊机，以便后面叶轮的安装。（7）两法兰面接触后开始安装螺帽，然后用电动扳手预拧紧所有螺栓 700-1000NM 扭矩，接着放吊钩到 15t 的预紧力，拆掉三个引导螺栓用电动扳手再次按螺栓预拧紧顺序预拧紧所有螺栓 700-1000NM9图 5.2.6-1 机舱吊装扭矩一次，同时用记号笔做好起始标记。（8）吊钩继续保持 15t 提升力，用拉伸器顺序拧紧所有螺栓，并用记号笔做好起始标记，注意此项工作是机舱安装重点控制项目，要求同前述，待设备厂家技术人员对螺栓力矩检测合格后，用硅胶密封塔架顶平台与塔架内壁缝隙。（9）在螺栓拧紧过程中，安装人员间
14、歇安装避雷针、航标灯接线等。（10）清理现场，收集工具，准备叶轮的起吊安装。5.2.75.2.7 叶片与轮毂组合叶片与轮毂组合（1）用 3 只 30t 卸扣和 2 根 10m 扁平吊带（一折二成 5m 长使用）起吊轮毂和运输架并水平放置，将其固定在调平的 4m4m10m 的钢箱梁上，注意轮毂放置时要根据现场地形情况和吊车位置调整好3 个叶根轴承法兰方向。（2）拆掉包装，清洁轮毂轴承法兰平面和轮毂与低速轴连接法兰平面并检查有无损伤，如有必要必须进行处理并做好记录。（3）使用安装电源盒（必须通 400V 交流电源进入轮毂直流柜）调整变桨驱动，必须使叶片轴承内圈“0”标记旋转到“-90”标记处。见图
15、 5.2.7-1、图 5.2.7-210图 5.2.7-1 变桨驱动调整图 5.2.7-2 “0”标记旋转到“-90”标记（4）检查叶片无损伤后开始安装叶片吊具（吊钩要在叶片重心处），调节手动葫芦长度使叶片后椽向上、 “0”标记朝向地面，清洗叶片并用 MOS2 润滑螺栓。（5）将第一片叶片慢慢吊于轮毂叶根轴承法兰接口处进行组装。见图 5.2.7-3图 5.2.7-3 叶片与轮毂组装（6）用手动葫芦微调叶片，使叶根部“0”刻度线零点与叶根轴承转盘上的“0”标记线对正，然后通过安装调试电源盒进行变浆微调，使叶片所有螺栓能顺畅装入变浆轴承孔中，带上螺母，使叶片的法兰端面与轴承端面贴合，然后用电动扳手
16、预拧紧所有螺栓，拧紧力矩达到 700NM。（7）上述“0”标记的变桨驱动及微调是叶片与轮毂组合的重点11控制项目，必须严格按要求进行施工，如有必要必须要求设备厂家技术人员到场指导以方便安装。（8）使用专用支架支撑叶片（离尖部 12m 的部位）并放置软的支垫物，待支撑物垫好后方可松开吊车和吊带，再用螺栓拉伸器顺序拉伸所有螺栓，注意此项工作是叶片与轮毂组合的重点控制项目，要求同前述，同时注意每次只能有 18 个螺栓能够同时预紧。（9）按照前面叙述要求，组装剩余两只叶片。（10）施工中可能会出现在组装完叶轮后不能及时进行吊装的情况，所以叶片组装完成后，必须采取必要措施固定好叶轮，可用吊车吊住或采取铆钉固定，防止大风突袭，造成叶轮损坏。（11）当施工现场不满足地面组装要求时，可采取空中组装，但施工工艺复杂，施做困难，安全系数低，此工程未采用。5.2.85.2.8 叶轮组件吊装叶轮组件吊装（1）连接固定轮毂总成板架上的雷电保护系统并检查合格，如有必要通知厂家来场处理。见图 5.2.8-1图 5.2.8
