风力发电场风机叶轮组装及吊装施工工艺

风力发电场风机叶轮组装及吊装施工工艺1．前言由于风机有叶轮较长、轮毂高度高、叶轮组合体在起吊后要在空中旋转90度、叶轮组合体在空中受风力影响较大不宜在空中停留太长的施工特点和难点，导致风机叶轮组合和吊装在整个风机吊装过程中是关键工序。为了确保工程质量和安全，优质高效地完成吊装任务，在风机叶轮组装时，利用中心轮毂设备支架和用槽钢制作两组临时支架的三点稳定性，使风机另一组叶轮悬空，悬空的叶轮下的场地可以不做场平和压实处理，减少施工用地和临时征地费用；在叶轮吊装时，利用轮毂法兰上的均匀分布的螺栓孔，可以科学的定位轮毂起吊后由水平转为垂直向下时的重心位置，也就是上侧吊耳从重心螺栓向上隔1孔，下侧吊耳从重心螺栓向下隔2孔，可以保证起吊后的叶轮平稳，又可以顺利使轮毂上的螺栓穿入机舱螺栓孔中，减少叶轮在空中停留时间。山西省****公司风电工程项目部同设备厂家进行科学的分析，提出利用中心轮毂设备支撑架和两组叶轮临时支撑的三点的稳定性，保证了叶轮组装时的安全稳定性，另外根据以往的施工经验和对轮毂上的螺栓孔进行精确的计算，确定出起吊后整个叶轮的重心位置，科学的安装风机轮毂的起吊吊耳，这样既保证了叶轮吊装时的平衡，又保证了轮毂与机舱连接时的顺利就位。这项技术已成熟应用风力发电场，技术比较先进，有较好的经济效益和社会效益。2．工法特点2.1利用中心轮毂的设备支架和两组叶轮的临时支架三点支撑，保证了叶轮组装时的稳定性。2.2减少叶轮组装时三组叶轮同时支撑施工用地，减少了山区地带整平场地的费用。2.3叶轮的临时支撑架能重复使用，减少施工费用。2.4根据以往的施工经验和对轮毂上的螺栓孔进行精确的计算，使安装的吊耳在起吊后整个叶轮的重心位置，既保证了起吊后叶轮的平稳，又缩短叶轮与机舱在空中连接的时间，从而减少了叶轮在空中停留时间，增加叶轮吊装时的安全性。3．适用范围适用于施工场地相对较小的山区地带的叶轮组装和吊装工作。4．工艺原理风力发电场一般建在地形复杂、风资源较好的山区地带，这样就造成了向风机叶轮兜风大的组合体组合和吊装的困难。在风机叶轮组装时，利用中心轮毂设备支架和用槽钢制作两组临时支架的三点稳定性，确保叶轮组装时安全稳定。利用轮毂法兰上的均匀分布的螺栓孔，可以定位轮毂起吊后由水平转向下时钢丝绳的重心位置，科学地安装起吊吊耳，既可以保证起吊后的叶轮平稳，又可以顺利使轮毂上的螺栓穿入机舱螺栓孔中。5．施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程叶轮组装和吊装工艺流程图5.2施工准备根据风机的主导风向把风机基础周围吊装场地整平，并把安放支架和吊车行走路线压实；根据吊装要求就近摆放好叶轮和轮毂；根据计算确定叶轮组装的中心位置把主力吊车布置好。5.3叶轮组装5.3.1.用主力吊车和4只17T卸扣、4根φ34.5×3m钢丝绳吊轮毂和运输架，放在组装中心位置，水平放置轮毂及轮毂运输支架下要垫方木，并进行调平。注：轮毂放置时，要根据现场地形情况和吊车位置调整好3个轴承法兰方向。5.3.2.拆掉轮毂包装，初步检查是否有在运输过程中的损伤，做好记录并采取相应措施。5.3.3.去毛刺，檫干净3个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，做好相应的记录并采取相应措施。5.3.4.检查叶轮是否有在运输过程中的损伤，做好记录并采取相应措施。5.3.5.叶轮的组装：叶轮组装时要用扁平吊带和手动葫芦一起进行吊装，手动葫芦主要是调节叶轮与轮毂的高度，待螺栓穿入螺栓孔中用扳手紧固后就在叶轮另一端的一定位置放置临时支撑架，使叶轮保持水平；接着依次安装另两组叶轮，在其中的一组中也要加临时支撑架，支撑架必须要保证轮毂和叶轮整体水平。5.3.6叶轮高强螺栓的紧固接着按要求进行高强螺栓的紧固。整理轮毂内的多余螺栓，检查轮毂内清理状况。5.4叶轮吊装5.4.1.叶轮吊装采用一台主吊车和一台辅助吊车来完成，为了保证轮毂能顺利吊装就位，4根34.5×3m钢丝绳必须用机制的，误差在2mm内。5.4.2．拆卸掉叶轮与低速轴联接处法兰面上最顶部螺栓（叶轮处于安装位置时），同时装上M30×280尖头对中螺栓（拧紧力矩500Nm）。5.4.3.安装4个叶轮吊耳在叶轮轴承法兰上，并在吊耳上装上4只17t卸扣和4根34.5×3m钢丝绳，为了防止起吊后钢丝绳挂碰法兰上螺栓，先受力和后受力钢丝绳必须用8＃铁丝分别捆绑在一起。8#铁丝在主吊吊车的4根钢丝绳完全受力后自然断裂。注：为了保证起吊后钢丝绳重心位置，吊耳安装必须经过计算，上侧吊耳从重心螺栓向上隔1孔，下侧吊耳从重心螺栓向下隔2孔。5.4.4.在主吊点两侧叶轮的叶尖上，套上专用皮套，在皮套的两边各拴上两根安全风绳，为了便于吊装完成后卸下皮套，在皮套内侧垫光滑的硬纸片。5.4.5.把吊带绕一圈束紧在Y型风轮的下面叶轮上，叶轮上垫一块后缘保护套，并距叶尖位置约10m左右，同时在吊带上绑2根约10m长的安全风绳；吊带另一头挂于辅助吊机上，并稍微拉紧。5.4.6.安装好主吊钩与辅助吊钩后，每条安全风绳处安排四人去控制叶轮在松开轮毂运输架连接螺栓时发生的晃动。5.4.7.拆卸叶轮与轮毂运输架连接螺栓，拆卸完毕后，安装人员撤离。主吊机在指挥人员的指挥下慢慢提升，并向辅助吊机旋转；辅吊机位置不动并保证叶尖离地面1m以上距离，等叶轮垂直于地面时，撤离辅吊，拆除吊带，由主吊机继续慢慢提升，四条安全风绳必须保持叶轮不能碰撞吊杆和塔架壁。5.4.8.当叶轮旋转中心达到低速轴中心时，主吊听从机舱内指挥人员的指挥，使叶轮正确、平稳的靠近低速轴法兰平面，机舱内安装人员扳动对中尖头螺栓导引叶轮上的联接螺栓与低速轴法兰孔对中，若对中有偏差，可转动高速轴刹车盘，使两法兰孔对中。注意：所有螺栓不得碰弯，两法兰对中后，立即用低速轴锁紧装置锁紧低速轴。5.4.9.接着，在双头螺栓上带上螺母，用快速电动扳手预拧紧螺母，拧紧力矩500～700NM，同时用一根M30×260螺栓一端涂上螺纹锁固剂，替换掉对中尖头螺栓，并带上螺母也拧紧到500～700NM。5.4.10.等所有螺母预拧紧后，主吊提升力放松到10T。此时，用螺栓拉力器对称拉紧法兰连接螺栓，拉紧力为330KN。此次拉紧结束后，主吊机放松，再用螺栓拉力器对称拉紧所有连接螺栓，拉紧力为Fv＝450KN。5.4.11.螺栓拧紧后，安排2个穿有全身安全带的安装人员拆卸叶轮吊耳和钢丝绳。5.4.12.关闭好所有顶部盖板，单根分别放下控制电缆和动力电缆，让其垂吊于塔架内。5.4.13．打扫机舱内卫生，收集工具，离开塔架，风力发电机组机械部分安装结束。5.5劳动力组织（见表5.5）表5.5劳动力组织情况表序号单项工程所需人数备注1管理人员32技术人员23指挥人员14吊车司机45起重工86安装人员67壮工168合计406．材料与设备6.本工法专用工具（见表6）表6专用工具序号名称型号数量1主吊机400T1台2辅助吊机50T1台3轮毂运输架WM1A00571套4汽油发电机10KW220V1台5电缆盘3×1.5mm250m2盘6电动扳手1”1台7手动液压泵PL1621台8弓型卸口17t4只9钢丝绳φ34.5×3m4根10叶轮起吊架01T0012套11钢丝绳φ20×11.7m3根12钢丝绳φ20×9m1根13弓型卸扣4.75T7个14手动葫芦3T×5m1只15扁平吊带250mm×8m2条16安全风绳φ18×14条7．质量控制7.1工程质量控制标准本工程执行标准是《风力发电场项目建设工程规程》DL/T5191＿2004中《6.2风力发电机组安装工程验收》和上海****设备有限公司的《SEW1250型风力发电机组安装手册》，分项工程合格率100%，单位工程优良率≥98%。7.2质量控制措施7.2.1对每一工序必须全员进行技术交底，严格按照交底要求进行施工。7.2.2严格控制叶轮支撑点的位置，确保叶轮组装时安全性。7.2.3吊装叶轮的4根钢丝绳必须采用机制，误差控制在2mm左右。7.2.4每道工序间施工人员要办理交接班手续并有记录。7.2.5高强螺栓的紧固必须按照要求的顺利进行，第一次力矩为500NM,第二次力矩为890NM，最终力矩为1142NM。7.2.6要严格控制吊耳的安装位置，确保起吊后钢丝绳在整个组合体重心位置。8．安全措施8.1控制点：8.1.1施工人员对施工要求、职责不明确，造成事故隐患。8.1.2吊车有多人指挥，信号不明确，造成事故隐患。8.1.3高处作业人员未系好安全带，容易导致高处坠落。8.1.4施工时未设立安全警戒区，无关人员随意进入施工现场以及有人在吊车下逗留或通行，造成事故隐患。8.1.5设备未绑挂牢固，吊钩悬挂点不在设备重心的垂直线上，有掉落的隐患。8.1.6设备螺栓未全部紧固时松钩，造成高空坠落的隐患。8.1.7吊装大件时未系好安全风绳，空中打转造成碰撞。8.1.8电动工具使用前未检查漏电开关是否正常，并在雨天使用，存在触电安全隐患。8.1.9在5级以上的大风（8m/s）或其它恶劣天气情况下继续作业，造成事故隐患。8.1.10使用液压扳手时将手放入扳手手柄与液压杆之间，容易夹伤。8.1.11施工过程中因漏电、汽油发电机漏油、废弃棉纱等造成环境污染。8.1.12在抬吊过程中，两台起重机的吊钩钢丝绳未保持垂直，起升不同步，造成辅助吊车被拉倒的隐患。8.2控制措施：8.2.1施工前施工负责人和技术负责人必须做好安全、技术、环保交底，做到人人心中有数，各司其责。8.2.2吊车应由专人负责指挥，指挥信号清晰明确后方能作业。8.2.3高处作业必须系好安全带，挂在牢靠处。8.2.4施工时设立安全警戒区，用安全色带围住，禁止非施工人员进入施工现场，任何时候，任何人不得在吊车下逗留或通行，非工作人员不得进入吊装范围。8.2.5设备应绑挂牢固，吊钩悬挂点应在设备重心的垂直线上。8.2.6设备螺栓应全部紧固后，方可松钩。8.2.7吊装大件时必须系好安全风绳，防止构件空中打转。8.2.8使用电动工具时防止漏电，雨天禁用。8.2.95级以上的大风（8m/s）或其它恶劣天气，停止吊装作业。8.2.10在风速≥12m/s（6级以上）时，停止在风轮上工作；风速≥18m/s（8级及其以上）时，停止在机舱内工作；8.2.11使用液压扳手时不得将手放入扳手手柄与液压杆之间，防止夹伤。8.2.12施工过程中做好可靠的预防措施，出现漏油情况应及时用容器接好，关闭相关阀门，同时清除油污。8.2.13吊装人员要注意力集中，塔架及机舱对接时，严禁将头、手伸出塔架。在塔架及机舱内不能单独一人作业。8.2.14若需要在地面与轮毂内同时作业时，作业人员应通过对讲机相互联系，为提高安装工作效率和安装工作质量，在安装之前必须合理安排工作人员。8.2.15离开塔架前，请关掉照明灯，锁上门锁。8.2.16要求文明施工，将施工中产生的垃圾分类回收，节约能源，保护环境。8.2.17在抬吊过程中，两台起重机的吊钩钢丝绳应保持垂直，各机所承受的载荷不得超过本身80%的额定能力。8.2.18起吊前应检查起重机及其安全装置，吊件离地面约10cm时应暂停起吊前进行全面检查，确认正常后方可正式起吊。8.2.19吊起的重物必须在空中作短时间停留时，指挥人员和操作人员均不得离开工作岗位。9．环保措施9.1建立以项目部主管副经理负责的文明施工保证体系，项目部安保科是项目安全文明施工的监察部门，项目部工程技术科具体负责制定项目部文明施工管理的整体策划和实施方案，根据施工现场具体情况划分文明施工责任区域，各施工单位采取区域负责制，并设立文明施工责任牌，责任牌写明责任单位和责任，同时施工技术科制定环境管理目标，并制定检查、考核、评比、奖惩等细则，切实抓好施工现场的文明施工工作。9.2弃渣、废渣运至指定的弃渣场，渣场堆存按要求实施，设置必要的排渣设施及挡渣结构，防止暴雨冲刷污染环境。对有毒的废渣要统一回收处理。9.3将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。9.4现场运输车辆适度装料或车箱尾部设挡渣板，避免车装物体沿路洒落。9.5加强对设备尾气的检测，经常性检测柴油机械废气排放情况，对于超标排放废气的车辆及时维修或禁止使用。9.6为了保护地表环境，必须合理安排施工工艺，控制吊装机械及现场车辆的反复行走。9.7建立环境保护及卫生防疫机构，设置足够的临时卫生设施，定期清扫处理；配备相应人员定期检查各项环卫工作。9.8要防止随意开挖和用土，破坏原有现场环境；要减少夜间有噪声施工，防止影响周围村民休息；不能随意动用火，防止山林草木火灾。10．效益分析通过对叶轮组装时进行两个叶轮支撑，一个叶轮悬空，减少了施工用地，减少整平场地的施工费用，减少了临时占地费用，并利用三点的稳定性能保证叶轮组装时的安全性，并且支撑支架能重复使用，减少施工费用；另外利用风机轮毂法兰螺栓孔的均匀分布进行精确确定起吊后叶轮的重心，保证起吊旋转后叶轮的平稳，并能使叶轮在空中更加顺利穿入机舱螺栓孔中，节约了叶轮就位时间，从而加快了施工进度，减少了人力和物力的投入，提高了大型机械的利用率。由于该工法减少施工用地和临时征地，减少了对环境的植被的破坏，节约能源，保护了环境。有利于推进社会对新能源的开发和利用，促进社会和谐发展。11．应用实例11.1山西省*****风电场11.1.1工程概况山西省*****风电场都建在山西省的西北部，境内气候寒冷干燥，多风沙。风机机组单机容量为1250KW，轮毂安装高度68m，共27台，建设容量为33.75MW。11.1.