引言

近些年来，随着国家对新能源发电的重视程度不断提高，加之国家政策的推进，为风电发展带来了巨大的机遇，但风电建设中的一些安全、质量、环保问题逐渐受到了越来越多的关注。由于当前陆地风力发电场的选址较为偏远，尤其山区风电施工的环境更为恶劣，因此，加强风力发电机组安装技术的提升，优化风力发电机组安装的施工效率势在必行。

1工程概况

本文以济源大峪20MW风电工程为例，9台风力发电机组全部选用远景能源EN-131/2.2机型，四段塔筒安装高度为87.7M，发电机机舱总重84.2T,轮毂安装高度为90M，叶片长度64M，转轮直径达131M，地处王屋山脉，典型的山地风电场。

随着风电机组技术水平不断进步，大容量机组是今后必然的趋势，面对平价上网，大容量机组搭配大基地项目将成为开发主流模式。陆地风电场单机3.0MW已逐渐成为主流，4.0MW以上已有案例。本文论述案例中的机组虽然不大，但却是现阶段最为成熟、最具代表性的机型，安装程序和技术要点等都是与大容量机组相融相通的。

2风力发电机组主要安装工艺及准备工作

2.1主要工序

基础参数确认--风机底部附件安装(电气平台、控制柜、变频器)--塔筒安装--机舱安装--叶片组装--叶轮安装--塔筒内电气安装。  

2.2资料准备工作

（1）编制设备吊装方案，并上报审批完成。（2）参与安装的特种作业人员资格证书以及大型吊装设备相关资料上报审批完成。（3）对参与风力发电机组安装作业的全体人员进行安全、技术交底，并签字确认交底记录后方能进场施工。

2.3技术准备。

（1）在进行吊装之前需要对风机基础上锚板(法兰盘)表面水平度进行测量，确保水平度控制在误差内（±1mm）。（2）确保风机基础满足28d混凝土保养期，并对混凝土基础进行强度检测，确保达到设计标准。（3）确认锚栓接地电阻≤4欧姆（否则不允许吊装塔筒）。（4）聘请具有资质的沉降观测单位进行安装前的测量。（5）根据现场实际情况确认主吊位置，并依据吊装平台地质条件，对主吊行走路线及站位位置进行换填或碾压处理，达到要求的地基承载力。（6）提前清点各个附件的实际数量，避免吊装过程中因为附件缺少而影响整体的施工进度。（7）清理基础锚栓、锚板锈迹、凸点等缺陷。（8）对吊装平台进行封闭化管理，做好警示警告牌，禁止无关人员进入。

2.4吊机选择。

本案例中，本着安全、经济、确保质量、提高效率的原则，主吊机分别选用了1020T汽车吊和加强型400T履带式起重机进行吊装，辅助吊机选用了3台75t汽车起重机和1台80T履带吊。

3风机设备吊装及安装

3.1优化前期吊装工作

因第一段塔筒就位后，需要对内外176根锚杆组件进行第一次张拉，耗时较多，为提高每台风机主吊利用率，又为主吊提供足够空间的站位，采取提前进场一台300吨汽车吊，将所有机位第一、二段塔筒吊装就位，大大缩短主吊机使用时长，既提高了安装进度，又节省了主吊机租赁费，这也是本案例工程仅用20天就完成全部风机吊装的原因之一。

3.2塔筒安装

吊装前需要查看塔筒在运输过程中是否有损坏，并去除塔筒法兰表面凸起和油污，为确保塔筒就位后人员上下安全，在塔筒平放阶段需要安装分段临时钢丝绳，只有在确认临时钢丝绳安装完毕或安装速差防坠器后才可吊装塔筒。塔筒采用主、副两台吊机抬吊，塔筒呈水平状态时，主吊采用风机厂家提供的专用吊耳，吊装塔筒上部，副吊机使用底法兰吊具，吊至塔筒下法兰处，主副两台吊机同步起吊(抬吊)塔筒，把塔筒抬吊反转90°成垂直状态后，撤去副吊机，由主吊独立吊装就位。

吊装前在上锚板内外锚栓之间位置涂抹两圈硅胶，形成“口”字型，饱满连续无断点，塔筒对接时，塔筒上法兰面上也采用同样标准。塔筒对中后，在多人多角度观察确认对正后，缓缓放下塔筒，将全部螺栓手工安装完毕，使用液压拉伸器先对角张拉0°、180°、90°、270°四个点，完成后方可按顺序对角张拉其余锚杆组件，原则上塔筒内外锚杆组件应同时张拉（70%的设计张拉力），条件不满足时，须按先筒外后筒内的顺序进行张拉，只有完成所有锚杆组件张拉才能吊装第二段塔筒。待机舱、叶轮吊装完成后，对锚杆组件二次紧固时拉伸至100%设计张拉力，顺序同第一轮张拉。

其余三节塔筒连接螺栓允许先用电动扳手十字对称冲击40颗螺栓后就可以摘钩，然后把整圈螺栓打至标准力矩才能对接下一段塔筒。打剩余螺栓力矩时，进行上部塔筒的吊装，这样既能保障安全又能节约安装时间。每吊完一段塔筒后，须立即做好防雷接地，只有完成防雷接地后才能进行下一步吊装。为避免涡激振动影响塔筒安全，若不能确保当日压机舱，禁止吊装顶段塔筒。若顶段塔筒已就位，当日无法压机舱，主吊不能摘钩，需承载20T力矩，同时缆风绳要求拉紧。

3.3机舱安装

机舱吊装以1020T汽车吊为例，采用风机厂家提供的专用机舱吊具，以便能达到最佳横向和纵向水平，在机舱离地约100mm进行试吊，检查吊车的稳定性、制动器的可靠性和绑扎点的牢固性。为方便上部调整机舱朝向，以及抗涡激要求，需拉设2-3根缆风绳，机舱头部设一根，排碳孔设置1-2根，简单说，该方案通过缆风绳施加外力，破坏塔筒两侧的气动受力情况，并限制塔筒初始晃动的位移幅度,从而无法产生刚体自由状态下的自我激励从而抑制摆振，导致塔筒无法让涡激过程中晃动产生的振动能量产生累计，可以说，两根细绳轻巧地拴住了涡激振动的牛鼻子。

机舱起吊后，在离塔筒顶部法兰面200mm左右时，塔筒内指挥人员指挥吊机开始与塔筒顶部法兰对中，在机舱底部偏航齿圈对称位置处安装两根定位销，利用缆风绳调整机舱角度，使两个定位销进入正确的法兰孔位，缓缓下放机舱，使机舱法兰与塔筒法兰对齐，然后装入4根螺栓定位将机舱缓慢下落，拆除定位销，手工安装好螺栓并紧固，在紧固过程中吊机仍需承受50%的载荷重量。采用十字对称冲击的方式预紧所有螺栓（50%规定力矩），机舱吊具拆卸后，机舱连接螺栓必须在24小时内打到规定力矩。  

3.4叶片组装及叶轮吊装

（1）在安装叶轮前清理要组装的叶片及轮毂，并保证轮毂变桨轴承与叶片法兰接触面无损伤、无油污、无异物。场地大小需要满足叶轮组装的条件，叶片延伸方向不能有障碍物，轮毂基座需垫高（轮毂罩底部距离地面≥750mm）以保证人员有进出的通道。组装叶轮时，利用叶片吊梁将第一支叶片缓慢吊至轮毂叶根轴承法兰连接口处进行组装，而后通过变桨箱进行变浆微调，使叶片全部螺栓能顺畅装入变浆轴承孔中，每支叶片螺栓紧固整圈螺栓1/3以上，力矩不少于70%以后方可摘除吊具，第一支叶片对接完成后，必须用辅吊提起，第二支叶片对接完成后，必须用辅吊提起或使用泡沫垫块来支撑。三支叶片对接完成后，方可松开辅吊，。

叶轮组装完成后，夜间存放必须用辅吊辅助保护，避免夜间大风影响。一般情况下，为了给白天吊装争取时间，叶根螺栓拉伸工作都是放在夜班作业，过程变桨时也需要辅吊给予全程辅助配合。

(2) 叶轮吊装是风机安装过程风险最大、吊装技术含量最高、也是最容易发生事故的环节，因风轮吊装过程中，起重量大、迎风面大，又是高空受限空间作业，受天气影响极大，风速大于8米/秒禁止叶片组装以及叶轮吊装作业，风速大于10米/秒或雷、雨天气禁止一切吊装作业。风机安装位置一般都是风资源较为丰富区域，提前做好应急预案和措施，做到有备无患，以免大风突至无从处置。此环节安全措施尤为重要，必须将安全工作作为本阶段管理的重中之重，确保机组吊装工作安全、有序开展。

起吊前叶片需提前变桨到尾缘（锐边）朝上，以便减少受风面积。起吊过程中，叶轮将会呈现“Y”字形，需要在朝下的叶尖起吊部位捆绑上护板并安装溜尾吊带，在各叶片叶尖尾部安装缠绕式叶尖护套并设置缆风绳。

起吊前需确认风速小于8米/s,安装队伍必须有足够的人员控制缆风绳，叶轮翻身过程中，可以借助锚点控制缆风绳松紧状态，禁止使用锚点固定死缆风绳。过程中注意

吊装叶轮同样采用专用吊具，利用主吊与辅吊共同将叶轮水平提升至一定高度，然后通过主吊与辅吊不同程度的提升，使叶轮慢慢翻转，叶轮达到竖直时，轮毂升至与机舱对接面对齐，利用上部两支叶片的缆风绳调整叶轮的方向，将叶轮缓慢靠近机场与机舱对接，在机舱中负责对接风轮的作业人员必须穿戴安全带，并将双钩安全绳通过锚点吊带连接到底板的吊点上。在此期间需要起重机操作员与指导人员需密切沟通，通过盘车，使刹车孔盘的孔中心在正上方并对准刹车轴，盘车后，必须将高速液压刹车抱死。待全部螺栓人工旋入拧紧，使用电动力矩扳手按规定力矩值分三次（70%、100%、+转角30°）紧固全部螺栓。最后，拆掉叶轮吊具，吊装作业才算结束。

结束语

风力发电作为一种具有清洁性质的新能源发电方式，没有辐射、没有空气污染，储量丰富且可再生，逐渐受到了更多的关注，也正在世界上迅猛发展。风力发电机组一般地处环境条件恶劣，所以对机组安装、设备运输都提出较高的要求，鉴于此，本文重点分析了当前风电机组安装过程中注意的重要工序和要点，并对部分常规施工流程进行了优化，旨在为风力发电机组安装工程的发展贡献微薄之力。

参考文献:

[1]远景能源.风向标,抑制涡激振动的五个为什么，2016.

[2] GBT 37898-2019 风力发电机组吊装安全技术规程.

[3]GB-T 20319-2017《风力发电机组验收规范》

[4]李楠.风力发电机组控制技术研究[D].华北电力大学(北京),2017.

[5]陈棋.台风型风力发电机组关键技术研究[D].浙江大大学，2017.