超高柔性塔筒風(fēng)電機(jī)組吊裝技術(shù)

高郵東風(fēng)電站采用一臺建筑面積2.0w的維斯塔斯137m高速柔性塔筒式發(fā)電裝置，是中國國內(nèi)最大的風(fēng)電站之一。本文介紹了維斯塔斯137米超高柔性塔筒風(fēng)電機(jī)組的吊裝方法和注意事項(xiàng)，為今后同類型機(jī)組的吊裝工作提供參考。深能高郵東部風(fēng)電場項(xiàng)目，位于江蘇省高郵市三垛及甘垛兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，場地較為平整，區(qū)域周邊多為農(nóng)田、魚塘，區(qū)域內(nèi)有少量樹木。該項(xiàng)目規(guī)劃裝機(jī)規(guī)模為100兆瓦，安裝50臺2.0兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中機(jī)型為維斯塔斯137米高的V110型2.0兆瓦機(jī)組25臺。大跨懸索機(jī)鋼平臺的吊裝與吊裝主吊機(jī)械選擇。為安全可靠完成該項(xiàng)目超高塔筒、長葉片機(jī)型的吊裝工作，主吊機(jī)械的選型經(jīng)過了仔細(xì)篩選和科學(xué)比對，綜合考慮風(fēng)機(jī)各部件重量尺寸及就位高度等因素，并進(jìn)行CAD模擬計(jì)算。最終選用的主吊機(jī)械為中聯(lián)重科針對國內(nèi)風(fēng)電市場全新推出的ZCC8800W型650噸履帶起重機(jī)，起升高度達(dá)147米以上，能夠滿足在不帶超起配重狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)艙的安裝，保證了經(jīng)濟(jì)性和可靠性。同時(shí)主吊機(jī)械配備70噸履帶吊、70噸汽車吊作為輔助吊裝機(jī)械，用于主吊機(jī)械的組裝和塔筒、葉片等的輔助吊裝。另外需要配備300噸汽車吊作為底段塔筒的吊裝機(jī)械。吊裝場地布置。該項(xiàng)目風(fēng)機(jī)位置地處鄉(xiāng)村、稻田、魚塘附近，為盡量減少征地面積，風(fēng)機(jī)吊裝平臺設(shè)計(jì)尺寸為30米×60米，場地受限性較大，直徑110米的風(fēng)機(jī)葉片采用單葉片吊裝方案，由于吊裝平臺場地限制，塔筒、單葉片的吊裝均為設(shè)備運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后直接車盤起吊。平臺場地應(yīng)滿足主吊及輔吊的布置、機(jī)艙輪轂及零部件等的存放、工具集裝箱設(shè)置、塔筒及葉片進(jìn)入吊裝平臺的轉(zhuǎn)彎半徑要求。吊裝工藝流程如圖所示。錨栓基礎(chǔ)灌漿及錨桿拉伸在安裝底段塔筒之前，應(yīng)確保錨栓螺紋情況正常，以便隨后安裝螺母。安裝塔筒底部的調(diào)整腳，以確保塔筒底部T形法蘭沿凹槽的外邊緣和內(nèi)邊緣至少應(yīng)在基礎(chǔ)底座混凝土表面上方10毫米。根據(jù)已標(biāo)記的塔筒門位置和塔筒中心標(biāo)記點(diǎn)，標(biāo)出環(huán)網(wǎng)柜的安裝標(biāo)記點(diǎn)后在基礎(chǔ)上安裝環(huán)網(wǎng)柜。底段塔筒安裝。在底段塔筒的頂部法蘭上安裝塔筒起重裝置，在底部法蘭上安裝J形鉤，使用300噸汽車吊與70噸履帶吊抬吊將底部塔筒段起吊至豎直位置，底段塔筒直立后，70噸履帶吊落鉤，300噸汽車吊安裝底段塔筒至風(fēng)機(jī)錨籠基礎(chǔ)上?；A(chǔ)灌漿及錨桿拉伸。使用電動沖擊扳手和加長套筒緊固錨桿螺母，擰至大約1000Nm±200后，進(jìn)行錨籠基礎(chǔ)的灌漿。在灌漿料具有足夠強(qiáng)度或完全固化之后才能使用專用液壓拉伸器對錨栓進(jìn)行最終拉伸。底段以上塔筒吊裝。待灌漿料強(qiáng)度固化至10兆帕后，采用ZCC8800W履帶吊進(jìn)行II段、III段、IV段、頂段塔筒的吊裝。其中IV段、頂段塔筒必須與機(jī)艙吊裝在同一天完成，否則不能起吊。每段塔筒吊裝前，需在已安裝的塔筒段法蘭面上，從外邊緣10～20毫米的區(qū)域以一條中間不能斷開的完整線噴涂一層Sikaflex密封劑。由于該風(fēng)電機(jī)組為137米超高柔性塔筒，為了有效地抑制安裝過程中塔筒的渦流激振，在第IV段和頂端塔筒安裝時(shí)，必須安裝和使用阻尼減振器來最大限度減小塔筒振動。風(fēng)機(jī)吊索支掛方式提前安裝好機(jī)艙頂部冷卻裝置、風(fēng)速儀、航空指示燈、機(jī)艙梯子、偏航控制盒、齒輪泵控制器等附件，并準(zhǔn)備已涂抹防卡死潤滑脂的輪轂安裝螺栓放置在主軸承座支架處。使用專用機(jī)艙吊索具起吊機(jī)艙。吊索具下方前端安裝一個(gè)分支式吊索，兩個(gè)吊索分支鉤掛在機(jī)艙內(nèi)主軸承座前方，吊索具下方后端通過卸扣鉤掛在機(jī)艙的主框架上。安裝機(jī)艙：吊裝機(jī)艙時(shí)，總重量為起重機(jī)吊鉤及鋼絲繩、吊索具、機(jī)艙及附件等相加，起吊負(fù)荷達(dá)到82噸，使用ZCC8800W履帶吊帶超起桅桿加強(qiáng)型風(fēng)電工況147米主臂+7米風(fēng)電臂24米工作半徑，進(jìn)行單機(jī)起吊就位。指揮主吊勻速提升機(jī)艙至塔筒頂部，通過操作吊機(jī)和牽引繩并用導(dǎo)銷定位機(jī)艙螺孔，主吊緩緩下降使得機(jī)艙主軸承端面落位于塔筒法蘭面上，吊機(jī)保持50%的負(fù)載。機(jī)艙對正落位后，迅速安裝機(jī)艙與塔筒連接螺栓，并用電動扳手對角緊固所有螺栓，螺栓施工過程中吊車仍需保持50%以上的負(fù)荷。當(dāng)全部90個(gè)螺栓正確擰緊后，拆下索具并松開吊帶，指示起重機(jī)操作員將索具移出工作區(qū)。液壓缸的裝配主軸準(zhǔn)備。確保輪轂安裝在恰當(dāng)?shù)目字?。使葉片能筆直的朝上，以確保主軸的位置；轉(zhuǎn)動主軸，使齒輪箱收縮盤放氣閥處于大約6點(diǎn)鐘的位置，并且葉輪緊鎖盤上作標(biāo)記的孔旁邊的參考螺栓孔與主軸對齊。安裝導(dǎo)流罩前部。從導(dǎo)流罩艙取出所有松散物，確保導(dǎo)流罩上的數(shù)字和導(dǎo)流罩前部的匹配；取出輪轂控制器內(nèi)的所有零部件，并安裝/使用零部件。吊起導(dǎo)流罩前端至輪轂頂部；檢查導(dǎo)流罩內(nèi)部的標(biāo)記是否和前端內(nèi)部標(biāo)記對準(zhǔn)；確保電纜槽同葉片A成直線，且中心控制器和中心起重支架成直角；組裝零部件時(shí)，在導(dǎo)流罩和導(dǎo)流罩前部內(nèi)做標(biāo)記，可以起到導(dǎo)向作用；當(dāng)定向正確時(shí)，用螺栓安裝導(dǎo)流罩前部并用Sikaflex密封縫隙。安裝輪轂吊具。將吊具引導(dǎo)到葉片的葉片軸承處，用兩個(gè)螺母將吊具裝配在葉片軸承頂部，緩慢放下吊具，使吊具能連接到軸承的底部；用2個(gè)螺母和2個(gè)配套套管將吊具裝配在葉片軸承頂部，并將所有4個(gè)螺栓緊固到規(guī)定值。指揮主吊操作員，將起重機(jī)與輪轂吊點(diǎn)固定連接。起吊輪轂。打開液壓泵上的電源，確保液壓油缸安裝在輪轂外部。指揮主吊緩慢吊起，使得輪轂繼續(xù)傾斜，直到運(yùn)輸支架離開地面，輪轂與地面夾角約45°。啟動液壓泵，并將液壓油缸的活塞推至底部，此時(shí)輪轂成角為6°或3°，達(dá)到安裝狀態(tài)。安裝輪轂。將輔助吊機(jī)移至輪轂支架上方，并連接輪轂支架，逐步移出輪轂運(yùn)輸支架。待輪轂支架移除，將引導(dǎo)溜繩系到輪轂上，指示主吊緩慢吊起，逐漸將輪轂起吊至機(jī)艙主軸前方。指示主吊緩慢靠近主軸，將輪轂對準(zhǔn)主軸，并導(dǎo)入主軸法蘭的正確位置。此時(shí)葉片應(yīng)指向正上方。迅速安裝所有輪轂與主軸法蘭對接螺栓。所有螺栓最終力矩完成后，拆下索具，指示起重機(jī)操作員將索具移出工作區(qū)。將擰緊螺栓用油彩筆做好防松標(biāo)記。重裝置之盤車裝置安裝第一步是葉片安裝的準(zhǔn)備。揭除葉片上紅色的反光膜貼；擰入葉片根部的所有柱頭螺栓并使用KemKoteRG-1100常規(guī)級潤滑脂潤滑；從葉根端部法蘭起測量距離為730毫米±5毫米的位置，安裝葉片頸環(huán)并用Sikaflex密封縫隙。作業(yè)人員在進(jìn)入輪轂前，確認(rèn)已完成相應(yīng)的上鎖掛牌程序，確保變槳系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。安裝機(jī)艙里的偏航控制，以便將機(jī)艙和輪轂偏航至正確位置。偏航風(fēng)機(jī)使導(dǎo)流罩指向起重機(jī)，機(jī)艙處于接收葉片的正確方向，并將開關(guān)箱上的開關(guān)轉(zhuǎn)至關(guān)閉。安裝盤車裝置，以便能夠水平安裝葉片。安裝和啟動齒輪潤滑泵，將盤車裝置連接到電源前，必須將電動潤滑泵基礎(chǔ)激活20分鐘。將第一個(gè)葉片的輪轂孔轉(zhuǎn)至位于機(jī)艙左側(cè)的豎直位置（從風(fēng)機(jī)背面看）。遵循正確的上牌掛鎖步驟鎖緊風(fēng)輪，作業(yè)人員進(jìn)入輪轂，把用于葉片就位的液壓變漿泵連接至將要安裝葉片的變漿模塊上。第二步即起重葉片。按照技術(shù)手冊要求來組裝維斯塔斯多葉片安裝器，并使用葉片安裝器起吊葉片。向上吊升葉片，使其與輪轂在同一水平面上。引導(dǎo)葉片進(jìn)入輪轂，高空及地面人員密切配合，通過人工控制纜風(fēng)繩順利到位。使用絕緣棒將放電電纜連接至葉片上的接地螺栓。在將葉片引導(dǎo)至葉片軸承上時(shí)，必須將兩個(gè)帶有標(biāo)記的柱頭螺栓引導(dǎo)至位于葉片軸承上TC標(biāo)記每一側(cè)的正確螺栓孔內(nèi)。根據(jù)葉片就位情況，由技術(shù)人員略微操作變槳泵和偏航控制盒，使葉片根部柱頭螺栓順利安裝到葉片軸承孔內(nèi)，對