风电设备安装的技术管理?
在风电建设中,项目的建设重点和工作量主要体现在风机的安装上。一般情况下,履带式起重机在吊装设备中起主导作用,汽车起重机起辅助作用。主要任务是完成机舱、塔架和叶轮的安装。以下是一位专门从事风电安装的施工企业工程师根据多年施工经验撰写的文章,供相关读者参考。
近年来,国家对以风力发电为重点的新能源示范项目进行了专项安排,国内风力发电规模如雨后春笋般迅速发展。目前,江苏、吉林、辽宁、广东、内蒙古、新疆、宁夏等地已建成或在建一批装机容量100MW及以上的风电场。我公司从1998开始进入风电场安装市场。目前,我们已经完成了十几个风电场的建筑安装工程,积累了一定的安装管理经验。下面谈谈风电场安装过程中在技术和管理方面的经验,希望能和同行交流。
1,风机设备组成
风机设备主要由底座、塔架、机舱、轮毂、叶片、箱式变压器和电力组成。塔架的高度随各类设备的重量而变化,一般由风力的高度分布决定。
2、安装场地要求
目前,我国风电场建设和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,风机设备到货后存放在临时仓库,安装时第二次运到吊装点。另一种是将风机设备直接运输到吊装现场存放,无需二次运输。为了节省运输成本,越来越多的风电场采用风机设备一次到位的方式。但是,这也增加了对安装场地的要求。每个安装场地必须能够存放一套风机的所有设备,并允许大型吊车和辅助吊车有吊装设备的位置。因此,在设备到达现场之前,需要对场地进行规划,使场地能够满足风机设备安装的要求。
3、风机吊装
吊装时主吊车的选择主要受地理环境、现场道路条件、设备参数(机房大小、重量、塔高)等因素的影响。随着单台风机容量的增加,对起重机械的要求也越来越高。在场地和道路宽敞的情况下,一般采用履带吊进行吊装。但如果工地道路狭窄,首先要考虑轮胎起重机。由于采用履带吊进行吊装,如果道路狭窄,需要将履带吊从一个风机拆卸重新安装到另一个风机上,不仅耽误工期,还会增加成本。目前国内安装风机以1500kW机型为主,如江苏如东、江苏东台、吉林通榆、辽宁阜新、内蒙古呼伦贝尔等。根据目前国内1500kW风机设备的安装情况,一般需要选择400t以上的大型履带吊或500t以上的轮胎吊才能满足吊装要求。
以华能吉林通榆风电场为例:华能吉林通榆风电场一期工程为100MW风电场,单机容量为1500kW,共67台机组。根据现场环境和设备的技术参数,确定现场安装平台为50×50m2,地面压力为15t/m2,存放一套风机设备,包括三个塔架、1机房、三个叶片和1车轮,满足一台450t履带吊和一台辅助吊机的现场要求。
根据设备参数和现场环境因素,经过计算,我们确定CC2500/450t履带吊作为主吊机,并根据机舱最高高度(约72m)确定吊臂长度为96m,以保证在吊装叶轮时,叶轮法兰口朝向机舱而机舱不碰杆(吊臂),避免吊车移位或机舱偏航等复杂操作。
4、设备卸载
风电场设备的卸载主要是指塔架、机房等大型设备的卸载。机房是风机最重要的部分,也是最重的设备。根据设备的技术参数和现场机械的实际情况,可采用单机卸车或双机卸车。例如,内蒙古呼伦贝尔风电场的塔架重量为40t,机舱为54t,因此使用两台机器(一台65t汽车吊和一台50t汽车吊)进行卸载。这个塔是用特殊的起重工具卸下来的。机舱采用吊梁双机卸载。
5、风机设备吊装
风机设备的吊装主要指塔式机房、叶轮等大型设备的吊装,其中最重要的环节是机房和叶轮(轮毂和叶片的组合)的吊装。机舱最重的时候,吊车也是受力最大的;叶片受风面积最大,所以对风速的要求比较严格,一般风速不超过8m/s,为了考虑叶片吊装的方便性和易操作性,吊车的位置应同时满足机舱和叶轮吊装的要求。我们一般要求主吊车的吊臂朝向机舱法兰(连接轮毂的法兰),这样就方便很多,可以把叶轮吊到位。不需要移动吊车调整位置(也不需要偏航调整机舱位置),而是吊车一次性到位。如果机舱侧吊,需要移动吊车或偏航的位置来满足叶轮的吊装。根据风机设备的吊装情况分析,一般是机房标高(机房顶部的高度)加上20m左右就是主吊车所需的吊臂长度。
吊装叶轮时,要求随时注意风速的变化,以上两片叶片按技术要求捆绑。每根绳索需5 ~ 6人,协助指挥人员调整松紧。叶轮与机舱对接时,需要2 ~ 4个大小合适的定位销定位,然后慢慢松开挂钩进行对接。
塔架吊装时,只有各连接螺栓的扭矩达到安装手册中的技术要求,才能松开吊车,进行下一步的吊装工作。
根据风机塔架的特点,安装时除了吊装安全规定外,还应注意以下几点:
(1)在起吊塔架之前,检查设备中的所有电缆,并采取必要的加固措施,以确保电缆在起吊过程中不受损坏。
(2)在塔内作业时,必须采取漏电保护措施,并检查电源线。
(3)吊装底节和中段塔架时,在塔架顶部固定临时安全绳,以确保工作人员上下塔架的安全。吊起上节塔架后,安装永久性安全绳。
(4)塔架对接时,吊装指挥站通过对讲机联系地面塔架平台上的人员,指挥吊车移动;当机舱到达塔顶,叶轮与机舱对接后,吊装作业的指挥由地面吊装指挥移交给塔架平台上的吊装指挥,吊装指挥将通过对讲机指挥吊车动作。
⑤一般机型要求当天安装上塔和机舱。
6、现场施工管理
由于风电场具有安装时间短、风力持续时间长的特点,风电项目的建设也具有流动性大、建设周期短、多风环境下长期运行、不同风电场条件差异大、施工条件差等特点。由于工期较短,办公室和住宿点一般通过临时搭建简易房或租用当地房屋解决,给现场施工管理带来一定困难。因此,主要管理人员应提前进入施工现场,收集现场施工资料及周边环境和自然环境资料,然后根据施工特点提前采取相应的有效措施,充分利用当地资源,确保施工正常有序进行。
7、强风情况下的施工管理
风电场具有必须长期在强风条件下工作的特点。因此,在操作期间或大型起重机停止时,必须考虑可能的最大风速。如果风况大于停车极限值,必须及时将井架降至地面。如果现场条件允许,井架系统应在迎风方向下放。一定要及时考虑风力和风向的变化,每天提前收集信息。为了及时做好预防工作,吊车吊臂坠落后要用防风锚固定。
履带式起重机转移时,速度一般不要超过500m/h(由于吊臂长,起重机容易发生事故和侧翻),转移前要用推土机平整行驶路线。转移时,由履带吊司机负责指挥,履带吊前、左、右履带由专人监管,确保前后履带夹角不超过3度,左右履带夹角不超过2度。局部压力不够时,应铺设道路底板,夜间转移时应配备照明设施。
施工过程中,随时观察天气情况,及时将大风预报通知履带吊队长。吊车司机接到大风预报后应立即停止作业,将吊钩升至最高位置,然后趴在吊臂头上或把吊臂放在铁凳上,关闭发动机,锁好操作室,撤离人员。
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