KW风力发电机安装工法.docx
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KW风力发电机安装工法
2000KW风力发电机安装工法
中国十七冶集团有限公司
2000KW风力发电机安装工法
1.前言
随着社会的不断发展，常规能源日渐紧缺，开发利用新能源越来越受到世界各国的关注。
风能发电作为可再生能源，对改善能源结构，减少环境污染，促进经济发展等方面具有重要作用。
近年来我国从国外引进大量风力发电设备，风机设备容量也越来越大，目前国内引进机型最成熟，最大机型的风机为VESTASV902000KW风机，在山东蓬莱平顶山风电场由我公司建成发电。
2．工法特点
2.1本工法施工工艺科学，工序明确，每道工序操作规范，定员定岗定位，施工程序有条不紊，各专业衔接配合紧密。
2.2施工现场采用四步走施工方法，即“安装、检查、调试、并网”同时进行。
对投资方来说，投资见效快，边投资边收益。
2.3安装与调试实施“实时测量定位、实时检测、实时复核”的施工技术。
2.4叶轮组装采用“单叶片空中对接”技术，解决了大功率风机叶轮整体吊装的难题，与传统安装工艺比：
施工作业平台面积小，节约了土地资源，减少了投资和施工成本。
2.5自行设计制作了叶片专用吊具，并获得叶片“T型吊具”专利，起到了对叶片保护作用，满足了施工要求。
3.适用范围
本工法适用于2000KW及以下各种风力发电机安装工程
4、工艺原理
大型风力发电机安装主要通过主吊车和辅助吊车配合完成，首先进行塔筒的安装，依次进行机舱安装、叶轮组装、叶轮安装、电缆布线、电气接线、调试、并网发电。
5、安装工艺流程及安装要点
5.1基础环整理（图5-1）
1）基础环法兰与塔筒底法兰对接标记：
基础环法兰内侧面有一个明显标记，表明与塔筒底法兰的对接位置，一般这个标记对应塔筒门的方向。
2）基础环水平度检查：
用水平仪和标尺检查相隔120°的三个方向上（其中之一对应法兰对接标记）基础法兰面是否水平。
测量点位于法兰中环，每个方向最少测量两次，最大水平误差平均不超过安装手册的要求数据。
3）检查基础环防腐层是否有损伤。
如果有，应用白色的聚氨酯漆进行修补。
4）使用钢丝刷、砂纸清除法兰连接面的铁锈或杂物。
图5-1基础环检测
5.2电气箱的放置（图5-2）
将电气箱放置在基础环内混凝土上，以便能够穿过塔筒底段的下部平台，门左手边（从外看）的两个网纹板已经被拆除。
图5-2电器柜在基础环内的放置
5.3塔筒吊装（图5-3）
5.3.1底段塔筒安装
1）将四个吊装连接板固定到塔筒顶部法兰上。
四个连接板必须放在一个方块内，彼此之间有相同数量的自由螺栓孔。
固定到塔筒底部法兰上的吊装连接板必须布置在上部位置（即为12：
00点钟位置）。
2）分别将500吨吊机和70吨吊机的吊钩用索具固定到塔筒的上下法兰上的连接板上。
3）两吊机吊起塔筒，两吊机配合慢慢将塔筒吊到垂直状态，拆除QY70B吊机的吊装连接索具和连接板。
4）500吨吊机吊起底段塔筒慢慢降落使其位于基础上方，要保证塔筒的入口和控制柜的入口对正。
然后将所有螺栓与法兰连接孔对正后，将塔筒落到基础上。
5）分别在塔筒内侧和外侧将垫圈和螺母装到基础螺栓上，用冲击扳手将一圈螺栓预拧紧。
6）拆除塔筒顶部法兰上的吊具和吊装连接板。
7）按照紧固力矩表中规定的紧固力矩设置液压扭力扳手，并按对角方式全部紧固螺母，然后画上标记。
5.3.2中段塔筒安装
1）清理底段塔筒上法兰和中段段下法兰，并在法兰面上呈S状涂抹密封胶
2）将四个吊装连接板固定到塔筒顶部法兰上。
四个连接板必须放在一个方块内，彼此之间有相同数量的自由螺栓孔。
固定到塔筒底部法兰上的吊装连接板必须布置在上部位置（即为12：
00点钟位置），对中段塔筒表面检查、清理、补漆，把中段塔筒与顶段塔筒连接螺栓放置在中段塔筒的上平台上固定。
3）分别将500吨吊机和70吨吊机的吊钩用索具固定到塔筒的上下法兰上的连接板上。
4）两吊机吊起塔筒，两吊机配合慢慢将塔筒吊到垂直状态，拆除QY70B吊机的吊装连接索具和连接板。
5）500吨吊机吊起中段塔筒至底段塔筒的高度，慢慢回转至底段塔筒正上方，慢慢降落使其位于底段塔筒上方，要保证塔筒的爬梯对正。
然后将所有螺栓与法兰连接孔对正后，将塔筒落到基础上。
6）分别在塔筒内侧和外侧将垫圈和螺母装到基础螺栓上，用冲击扳手将一圈螺栓预拧紧。
7）拆除塔筒顶部法兰上的吊具和吊装连接板。
8）按照紧固力矩表中规定的紧固力矩设置液压扭力扳手，并按对角方式全部紧固螺母，然后画上标记。
5.3.3顶段塔筒安装
1）清理中段塔筒上法兰和顶段下法兰，并在法兰面上呈S状涂抹密封胶。
2）固定顶段塔筒上部吊装连接板和主吊机连接（钢丝绳、卸扣），固定顶段塔筒下部吊耳和辅助吊机连接（钢丝绳、卸扣）。
3）对顶段塔筒表面检查、清理、补漆，把顶段塔筒与机舱的连接螺栓放置在上段塔筒的上平台上固定。
4）主吊机和辅助吊机配合将上段塔筒翻身竖立，辅助吊机慢慢脱钩使塔筒重量全部由主吊机承担。
辅助吊机收车，主吊机回转、变幅将塔筒吊装到中段塔筒法兰上方。
5）主吊机慢慢将顶段塔筒爬梯与中段塔筒爬梯对正后落下，用螺栓将两法兰连接固定，先用用冲击扳手将一圈螺栓预拧紧，松下吊机和卸下专用吊耳。
随即用专用液压扳手对称进行第二次力矩紧固使其达到设计力矩要求。
图5-3塔筒的安装
5.4机舱安装（机舱准备与塔筒安装同时进行）
5.4.1机舱准备
1）塔架安装前，将电缆存放在机舱内，并将电缆预穿管。
2）安装盘车装置和安装超声波风向标和风速计。
（图5-4）
3）拆下排污管并清洁机舱。
5.4.2机舱安装（图5-5）
1）用两条麻绳（溜绳）固定在机舱的前后两侧，六名安装工人在地面上对机舱的移动进行控制。
2）把机舱专用吊具挂在主吊机上，吊机回转、变幅将专用吊具和机舱连接好，确认合格后，拆掉机舱支架，吊机慢慢起钩。
3）塔顶安装人员指挥吊机将机舱吊至塔筒上方，指挥吊机将底部法兰与塔筒顶部法兰进行对接并用螺栓固定。
4）用专用液压扳手对称地进行螺栓预紧，松下吊机，解除吊具。
5）用专用液压扳手对称地进行螺栓的第二次力矩紧固，达到最终的力矩要求。
图5-5机舱的安装
5.5轮毂安装（轮毂组装与机舱安装同时进行）（图5-6）
1）安装轮毂专用吊具，连接轮毂翻转液压泵，调整轮毂吊具至合适位置，轮毂两侧挂上一条150~200m长的绳索做为溜绳，吊装过程中，牵拉绳索的人员至少由三人，按照吊装指挥人员的指令，与吊车配合调整叶轮的方向和位置，。
3）利用轮毂翻转液压泵调整轮毂的角度，使轮毂顺利安装。
拆除轮毂液压泵。
4）将轮毂专用吊耳安装在轮毂的吊装固定环上。
5）高空就位作业人员2~3人进入到机舱，准备轮毂安装。
6）徐徐提升轮毂到达安装高度后，起重指挥指挥吊机和机舱作业人员以及地面作业人员将轮毂安装到机舱上的对接法兰上。
7）用螺栓将轮毂固定在机舱的固定法兰上，将螺栓对称紧固后松下吊机并卸下吊具。
8）机舱作业人员通过盘车装置最后紧固连接螺栓至要求力矩，准备叶片高空组对工作。
图5-6轮毂的安装
5.6单叶片空中对接安装（图5-7叶片安装）
1）清洁叶片，将叶片专用T型吊具利用吊带与主吊吊钩连接。
T型吊具用吊带与托盘与叶片连接。
2）叶片T型吊具的根部外侧挂上一条150~200m长的绳索做为溜绳，吊装过程中，牵拉绳索的人员至少有三人，按照吊装指挥人员的指令，与吊车配合调整叶片的方向和位置，防止碰坏叶片。
高空就位作业人员2~3人进入到机舱，准备叶片安装。
3）主吊机将单个叶片水平徐徐提升到与轮毂中心高度后，由机舱指挥人员指挥吊车通过回转、变幅等措施，使叶片接近轮毂。
4）机舱其他配合人员通过盘车装置、变浆装置等使叶片水平与轮毂叶片轴承对接。
地面工作人员配合控制叶片的摆动和位移。
5）用螺栓将单个叶片固定在轮毂的变浆轴承上，将螺栓对称紧固后松下吊机并卸下叶片根部与T型吊具连接的吊带。
6）由机舱指挥人员指挥吊车和地面操作人员，通过回转和偏航装置使叶片T型吊具和托盘脱离叶片。
7）机舱人员通过盘车装置使轮毂回转，具备吊装条件，其余叶片安装方法与第一个叶片相同。
8）机舱作业人员通过盘车装置、变浆泵、拉丝泵最后紧固叶片连接螺栓至要求力矩。
9）安装轮毂液压软管，然后把工具收回地面，清理机舱。
图5-7叶片的安装
5.7电气安装
5.7.1电缆的安装
1）塔架内高压电缆的安装。
2）机舱内电缆的安装。
3）塔筒内电缆的安装。
4）轮毂内电缆的安装。
5）按图纸进行接线校验。
5.7.2.安装地面控制器
5.7.3.塔架底部的雷电保护导体的安装。
5.7.4清洁风力发电机组（WTGS），并对风机进行检验验收移交调试。
图5-8电气安装
6、机具、设备及劳动力组织
表1主要机具、设备
序号
机械或
设备名称
型号
规格
数量
生产能力
用于施
工部位
性能
1
汽车式桁架吊
DEMAGTC2600型
1
500t
塔筒、机舱、轮毂、叶片
良好
2
汽车吊
QY70B
2
70t
卸车、抬吊、组装
良好
3
工程服务车
SZY5040XGC
2
1t
转运
良好
4
装载机
ZL50
1
5t
平整
良好
5
发电机
柴油发电机
1
30KW
施工现场电源
良好
6
发电机
汽油发电机
2
5KW
施工现场电源
良好
7
钢丝绳索具
Ф40
1副
塔筒卸车、倒运用
良好
8
尼龙吊带
10吨
2副
塔筒卸车用
新购
9
尼龙吊带
5吨
2副
吊配电柜用
新购
10
路基箱
6m×2m
4块
主吊站位用
良好
11
倒链
5吨
2
吊装备用
良好
12
麻绳
Ф20×200m
6
缆风绳
新购
13
枕木
0.2m×0.2m×2m
100根
风电机组设备卸车用
新购
14
对讲机
8只
起重指挥用
良好
15
万用表
2只
安全测试
良好
16
绝缘测量表
2只
安全测试
良好
17
塞尺
1把
安装检验
良好
18
液压扭力扳手
HYRORC3mxta
2台
安装检验
专用
19
经纬仪、水准仪
各1台
安装检验
良好
表2劳动力组合
序号
工种
人数
备注
1
起重机驾驶员
6
主要是履带吊和汽车吊司机
2
卡车司机
4
3
起重指挥
3
4
起重工
4
5
钳工
4
6
电工
4
7
普工
15
8
合计
40
7、工程质量控制
7.1安装质量执行的标准及规范
7.1.1《工程测量规范》（GB50026-2007）
7.1.2《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）
7.1.3《钢结构高强螺栓连接设计、施工及验收规程》（JGJ82-91）
7.1.4《电力建设安全施工管理规定》
7.1.5《工业安装工程质量检验评定统一标准》（GB50252-94）
7.1.6《2000KW风机安装手册》
7.2设备制造厂家提供的图纸和技术文件。
7.3质量控制措施
风机塔筒垂直度分三个阶段采取保证措施，即：
设备进场前、安装过程中、以及最后验收检验。
7.3.1塔筒安装前，检查上道工序移交资料，并对基础环水平度进行实施复测，误差不能≥2mm.。
7.3.2塔筒进场前验收时，应检查塔筒上下法兰没有损坏或变形的痕迹以及外部油漆等。
7.3.3塔筒安装过程中应在螺栓达到规定扭矩后，观察塔筒两法兰接触面是否存在有间隙，间隙不能≥0.25mm.如果用0.25mm的塞尺可以碰到连接螺栓或者可以看到连接处有间隙，法兰间必须用薄垫片垫上.
7.3.4安装完成后，进行整体安装质量的最后验收检验。
8、安全措施
8.1认真贯彻执行各种安全操作及技术规程，不得违章操作。
8.2制定危害辩识、危险评价及控制措施。
8.3严格持证上岗纪律、严格工艺、工序纪律。
8.4提升作业时必须有专人统一指挥，严格遵守十不吊原则。
8.5不能在＞10m/s的风速时进行吊装，做好防风及危险因素的防止对策预案。
8.6吊车行走临时道路必须压实，不能下陷或积水，满足吊车行走安全要求。
8.7起重钢索、吊具安全系数不小于6。
9环境保护措施
9.1对全体员工进行环保意识教育，使其自觉遵守相关环境保护法规。
9.2做好文明施工及环境保护，对现场的包装箱等杂物有专人及时回收，保持现场整洁。
9.3施工区
1）做好水土保护工作，砌筑必要的挡土墙、排水渠。
2）设备、车辆检修、清洗作业处和楼等产生污染水的固定点，一律进行硬地作业，合理布置排水。
污染水集中处理达标后再排放。
3）积极采用低噪声设备。
4）施工组织设计、施工方案中制定详细的环保措施，施工前做好布置，施工中认真执行。
5）及时清理场地垃圾集中外运处理。
废纸、废木头等会漂浮于水面的物质有专人清理。
现场的设施、设备专人管理，需处理或运走的及时处理。
9.4水土保护措施
工程施工前开挖排水沟，以防止雨水冲刷流失水土。
施工产生的临时弃渣，其四周用尼龙袋装土，做临时护栏。
新开挖形成的边坡，注意保持坡脚的稳定。
因施工营造布置，临时道路、土、石料场等所有临时占地，施工完成后，及时平整场地。
10、技术经济指标及经济效益分析
通过工程实践，利用该工法，施工工艺科学，工序环环相扣，施工效率高，工期短，安全可靠，便于管理，施工质量易控制。
施工成本大大降低，经济效益和社会效益好。
10.1华润电力（风能）有限公司投资的山东蓬莱平顶山风电场项目技术经济指标及经济效益分析：
采用该工法，在对25台，V90型，2000KW风力发电机安装中，缩短25天，节约直接成本93.75万元。
10.1.1、安装机械费节约：
500t汽车式桁架吊一台（2.3万元/台班）、70t汽车吊两台（0.23万元/台班）、40t拖车一台（0.1万元/台班）、5t装载机（0.03万元/台班）、服务车各两台（0.03万元/台班）。
即：
（2．3+0.46+0.1+0.03+0.06）×25=73.75（万元）
10.1.2、人工费节约
0.02万元/天.人×40人×25天=20（万元）
10.1.3、直接成本节约合计：
73.75+20=93.75（万元）
10.1.4、社会效益：
该项目安装工期提前25天，年上网电量预计达1.1亿千瓦.时，按每度0.61元计算，初步估多增产值：
为6710万元。
该项目投产后，进一步缓解山东电力紧缺的状况，同时作为清洁无污染的可再生能源，为风力发电将起到环保示范作用。
10.2华润山东蓬莱徐家集48MW风电场项目技术经济指标及经济效益分析：
10.2.1工期缩短
利用“2000KW风力发电机安装工法”进行风力发电安装，使整个安装工期提前24天。
10.2.2成本降低
10.2.2.1安装机械费节约
500t汽车式桁架吊一台（2.3万元/台班）、70t汽车吊两台（0.23万元/台班）、40t拖车一台（0.1万元/台班）、5t装载机（0.03万元/台班）、服务车各两台（0.03万元/台班）。
即：
（2．3+0.46+0.1+0.03+0.06）×24=70.8（万元）
10.2.2.2人工费节约
0.02万元/天.人×40人×24天=19.2（万元）
10.2.2.3直接成本节约合计：
70.8+19.2=90（万元）
10.2.3社会效益：
该项目投产后，年上网电量预计可达到1.1亿千瓦时，按每度0.61元，初步估计年创产值约为：
6710万元。
不但进一步缓解山东电力紧缺的状况，同时风力发电作为清洁无污染的可再生能源，将起到环保示范作用。
10.3江苏华电灌云50×2MW风电场项目技术经济指标及经济效益分析：
10.3.1工期缩短
利用“2000KW风力发电机安装工法”进行风力发电安装，使整个安装工期提前36天。
10.3.2成本降低
10.3.2.1安装机械费节约
650t履带吊一台（2.67万元/台班）、80t履带吊一台（0.25万元/台班）、50t履带吊一台（0.17万元/台班）、40t拖车一台（0.1万元/台班）、服务车各两台（0.03万元/台班）。
即：
（2.67+0.25+0.17+0.1+0.06）×36=117（万元）
10.3.2.2人工费节约
0.02万元/天.人×40人×25天=20（万元）
10.3.2.3直接成本节约合计：
117+20=137（万元）
10.3.3社会效益：
该项目投产后，不但进一步缓解江苏电力紧缺的状况，同时风力发电作为清洁无污染的可再生能源，将起到环保示范作用。
11、应用实例
11.1、山东蓬莱平顶山（48MW）风电场项目工程
华润电力（风能）开发有限公司投资的华润电力风能蓬莱平顶山48MW风电场项目，采用25台、V90型，2000KW/1800KWVestas风力发电机，总容量48MW。
工程地点：
山东省蓬莱平顶山。
合同开工日期：
2008年7月20日，合同工期：
90个工作日。
实际开工日期2009年4月26日，实际完工日期：
2009年7月1日，实际工期：
65个工作日，比合同工期节约25个工作日。
工程质量优良。
11.2山东蓬莱徐家集（48MW）风电场项目工程
华润电力（风能）开发有限公司投资的华润电力风能蓬莱徐家集8MW风电场项目，采用24台、V90型，2000KWVestas风力发电机，总容量48MW。
工程地点：
山东省蓬莱平顶山。
合同开工日期：
2009年8月20日，合同工期：
90个工作日。
实际开工日期：
2010年1月10日，实际完工日期：
2010年3月17日，实际工期：
66个工作日，比合同工期节约24个工作日。
工程质量优良。
11.3、江苏华电灌云（50×2MW）风电场项目工程。
江苏华电灌云50×2MW风电场，是中国华电在江苏省投资的首个沿海滩涂风电项目，总投资约11.7亿元。
工程选用50台国产（重庆海装）2MW风机，总装机容量为100MW。
工程计划开工日期：
2009年4月10日，计划工期：
150个日历日天数，实际完成用114个日历天数。
缩短工期36天。
工程质量优良。
以上所述工程均采用了此工法。
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