3MW风机吊装施工.doc

3MW风机吊装施工金庆磊（风电分工程公司 山东 潍坊 ）【摘要】：国电潍坊滨海风电场风机布置在疏港路旁海边，风力资源丰富，本风场设计布置16台单机容量3MW风力发电机组，总装机容量48MW，风电场预计年上网电量1.074亿kWh，等效利用小时2238h。风机机组按照海上风场设计，箱式变压器设置于机舱内部，加大了吊装施工的难度，由于潍坊风电项目作为公司第一个3MW浅海风场项目，吊装施工经验不足，针对本工程特点，以下总结了3MW风机吊装施工方法及施工经验，为以后的3MW风机吊装施工提供依据和参考。【关键词】：吊装、3MW风场、风机【引言】：风能资源是清洁的可再生能源,人类在公元前就有利用风能的历史,随着科学技术的进步,风能资源越来越受到重视并被广泛开发和应用,其中风力发电是风能利用中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。世界上很多国家,已充分认识到风电在调整能源结构、缓解环境污染等方面的重要性,对风电的开发给予了高度重视。风机全貌根据工程特点及设备参数本方案主吊选用SCC6300履带吊，副吊选用130t汽车吊进行配合风场3MW风机吊装。风机塔筒吊装按照由下至上的顺序进行施工，使用SCC6300履带吊和130t汽车吊配合将塔筒T1段、T2段、T3段分别安装。在机舱卸车后组织人员对机舱盖子等附件进行安装，同时组织人员对叶片轮毂使用SCC6300履带吊和25、70t汽车吊配合进行组合安装，将叶片组合好利用叶片螺栓终拧6个小时的时间使用SCC6300履带吊将机舱吊装至塔筒顶端安装就位，最后使用SCC6300履带吊和70t汽车吊配合将叶片吊装就位，这样组织大大的提高了现场吊装机械的使用效率，每台风机机组吊装速度可节约半天时间。风机单机设备主要关技术参数：序号内容尺寸底段直径顶段直径高度重量备注1塔筒第一段（T1段）4.20m3.98m27.423m111.2t含内件2塔筒第二段(T2段)3.98m3.75m30m69.45t3塔筒第三段(T3段)3.75m3.52m30m46.19t4机舱（不含轮毂和叶片）13.1m4.6m4.8m121t含运输支架5轮毂26t不含运输支架6叶片长49.5m12.2t/片含运输支架一、施工前的精心准备1、人员准备序号名称数量（人）备注1管理技术人员22安全监护人23车司机64施工电工25安装工56辅助工157SCC6300履带吊操作工38130t履带吊操作工2970t汽车吊操作工22、机械及工器具准备序号名称数量备注1SCC6300履带吊1 台（108m混合臂加超起工况,经试验合格后，性能良好）2运输车辆3 台车况性能良好3SCC6300履带吊专用路基板20 块4130t汽车吊1台车况性能良好570t汽车吊1台车况性能良好6对讲机(含电池)4台7移动式柴油发电机2台一用一备8机舱用吊具1套9轮毂用吊具1套10塔筒用吊装板1套11叶片用吊具1套12轮毂齿圈旋转摇把1套13液压泵（含油管、扳手头1套14叶尖保护器1套15电动力矩扳手1套16机舱等用定位销1套17叶片揽风绳（200m3根3、措施性材料序号名称数量备注1棉纱（或破布）30kg2细砂纸50张3记号笔 （黑、红）10支4编织袋100条4、 现场准备 1)风机基础由业主、监理牵头有关单位签字验收，混凝土必须经过充分养护；基础设计与施工必须根据基础设计说明书进行（水平度要求为误差按设计要求，接地电阻不超过3）。2)混凝土基础凝固强度达到设计要求。3)安装现场能够满足风机吊装施工作业的需要。 4)施工场地平整并压实后，SCC6300履带吊108m混合臂加超起工况在疏港路靠海一侧组装完毕，经试验合格，满足机械性能要求。在履带下铺设路基板及沙后能够满足机械的地面压力要求及以免伤及路面。疏港路应能满足SCC6300履带吊的对地压力5)设备到货后，应对设备进行开箱检查并清点，如有缺件或损坏要做好记录并上报。安装前应全面清扫干净。6)对重要部件的尺寸、制造允许偏差进行复核，可使用钢卷尺分别测量各段塔筒呈“十”角度法兰直径来检查塔筒的椭圆度，塔筒法兰椭圆度不得超过设备许用标准。必要时可选择多点测量。检查结果应符合设计要求，不合格者不允许采用强硬办法进行安装。7)安装所用的装置性材料应符合设计要求，对重要部位的重要材料必须有检验和出厂合格证。8)重要的配合间隙应测量准确，有封闭固定措施，防止杂物进入。9)叶片和轮毂支架以及其他保护用品已经到货或者制作完毕。 10)重点检查高强度螺栓的质量、数量是否满足图纸要求；高强度螺栓连接副检查方式应按国标JGJ82-91规程执行，进场高强度螺栓连接副进行复检。 11)风机基础各种接地符合设计或规范要求。二、风机安装的过程控制1、塔基控制柜安装1）风机基础已经制作完毕，验收合格，能够满足设计要求和安装要求，并办好基础交接签证。在基础环上标记出塔筒门的位置，清理基础环螺栓孔，要求必须无铁锈和污垢。其相应螺栓等进行适当润滑。在各节塔筒连接法兰上做出记号，保证电缆通道和爬梯通畅。2）SCC6300履带吊108m混合臂加超起工况组装完毕，机械性能良好，能够满足吊装要求。3）机组和有关附属设备的安装必须在设备制造厂的安装指导人员指导下进行。4）使用吊装机械将支座卸车后安装进行组合，安装塔基控制柜支座，以方便进出塔筒为宜或由设备厂家指定。各拧紧力矩按照设备厂家提供的为准。5）用两条吊带和四个1t卡环拴挂在塔基控制柜四个吊孔中吊起塔基控制柜，缓缓落到总成支座上，要求在全部穿入螺栓前不得解除吊钩。拧紧连接螺栓后将所有附件安装在指定位置。安装塔基控制柜过程中要注意塔筒门的方向。 2、塔筒的吊装1）塔筒运输车辆事先按照吊装顺序停放在相应的位置，塔筒车之间有35-40m距离，以防止塔筒吊装离地过程中移动时相碰撞。2）检查塔筒是否完整和损坏，清理塔筒连接法兰表面污迹和铁锈，使用粗半圆锉去除法兰表面的毛边和凸起点。检查塔筒在运输过程中是否有面漆损伤，在清洗完工后补漆或采取必要措施；检查塔筒内爬梯、电缆通道和电缆固定是否牢靠。同时在塔筒平台上固定下一步工作所需的部件、工具和材料等，并在爬梯上下端安装临时安全钢丝绳，并连接各螺栓。3）分别固定T1段塔筒上法兰的专用吊板及下法兰专用吊板。SCC6300履带吊吊装塔筒上端，使用专用钢丝绳62mm14m两根和80t卡环及60t单轮滑车、35t卡环和专用吊耳作为吊具，专用吊耳分为四点均匀分布在塔筒上法兰上。130汽车吊吊点在塔筒下端法兰，使用吊带30t12m双股、和35t卡环和专用吊耳两点分布在下法兰顶部为。130汽车吊和SCC6300履带吊摆杆使吊钩投影在塔筒上法兰平面上。4）SCC6300履带吊和130汽车吊同时起钩缓缓将塔筒底段吊起离开地面少许约10分钟。检查吊车地基和机械情况无误后开始起吊。底段塔筒重113t（包括内件、吊具），其中：UP100-3000型风机塔筒底段重量（含吊具、附件）为113.0t, SCC6300履带吊使用18m半径，额定负荷151t，实际负荷塔筒56.5t7.0t（吊钩和钢丝绳）=63.5t，负荷率为42%。130汽车吊使用17.6m主臂工况，5m半径，额定负荷88t，实际负荷60t（包含吊具等）,负荷率为68%。 在塔筒T1下法兰使用两根20m揽风绳来协助塔筒就位和保护塔筒内的塔基控制柜。 5）两吊车同时徐徐吊起塔筒底段离开地面约1米左右稳定后，清洗塔筒T1段未清洗的表面污物，必要时补漆或采取必要措施。SCC6300履带吊缓缓起钩并慢慢摆杆，130汽车吊配合SCC6300履带吊摆杆直到塔筒底段完全竖立为止。在竖直过程中，130汽车吊始终保持塔筒底段下法兰面不能接触地面。然后摘掉130汽车吊侧的吊具。此时，SCC6300履带吊半径为18m，额定负荷为151t，实际负荷为113.0t（塔筒）+7.0t（吊钩和钢丝绳）+2.0t(吊具和附件)=122t,负荷率为80.7%。6）SCC6300履带吊起钩并摆杆并至T1塔筒下法兰距离塔基控制柜上平面约10 cm左右处停止，利用揽风绳控制T1塔筒缓慢落钩，利用定位销型螺栓将塔筒下段安装在基础环上，注意两法兰零位标记一定要对正。SCC6300履带吊落钩过程中一定要平稳，然后安装预先放置好的垫片和螺母。7）塔架和基础环的螺栓紧固力矩为 10000N.m 。分两次采用 “ 对角 ” 法对螺母施加力 矩 。第一次采用电动扳手，力矩值为1000N.m 。第二次采用液压力矩扳手，力矩值为5000N.m 。第三次采用液压力矩扳手，力矩值为10000N.m。 如果发现了松的螺栓，重新检查整个法兰的螺栓。全部螺母拧紧后，检查无误后在螺栓、螺母、垫片以及法兰面之间涂以红色油漆标记。8）螺栓全部旋紧后SCC6300履带吊落钩，施工人员摘掉钢丝绳和专用吊具；整理塔筒中内饰件和内部线路。9）使用相同的方法将剩余的两段塔筒吊装完毕，在各连接法兰之间用密封胶（设备厂家提供）进行密封，螺栓在连接法兰上的穿入方向必须一致拧紧力矩符合设计要求。10）顶节塔筒安装完毕后将安全钢丝绳放下固定好。拆除下两段的临时安全钢丝绳。 11）塔筒安装结束后，开始连接每段爬梯接头，使其平直连接起来，布置塔筒照明和插座电力电缆并保持对准（不要使电缆交叉）。将电力电缆端接到各自的照明和插座装置上并进行测试，以确保两者均正常运行。并安装第一节塔筒门前的进入梯子，用力矩扳手按设计要求的力矩值进行预拧紧，固定爬梯上所有螺栓使其达到要求力矩。按照技术手册和规范要求就行各种规格电缆连接和防雷接地连接。3、机舱的吊装1）机舱是风力发电机组的核心部件，为整体组装供货。机舱尺寸为：长宽高13.1m4.6m4.8m，净重118.0t（不含运输支架）；安装附件后总重121.0t。机舱安装前的准备工作： 打开机舱包装，检测机舱罩表面是否有污物和磨损，必要时清洗和相应修补。检查机舱在运输过程中有无损伤，并做好记录和采取相应的处理措施。 检查电缆是否固定良好并做好一定的防护。检查主轴轮毂适配器是否有毛刺、突起或外来碎屑，并根据需要对其进行清理。如果法兰上有防锈剂，必须进行清理，使法兰表面必须是平滑的镀锌涂层。 使用130汽车吊配合将电阻箱、测风装置、额头、风道、尾杆、空冷风机罩等安装在指定位置，按照厂家人员的要求使用硅胶进行密封。 安装风向标及风速仪，固定电缆，将连接机舱和塔筒法兰的螺栓润滑后，放在机舱中。同时将液压扳手、两用扳手等安装机舱使用的工具和辅助装置放入机舱内。 SCC6300履带吊使用专用吊具将机舱吊起1m左右，使用刷子、抹布和玻璃钢清洁剂清洁整个玻璃钢罩子外部的脏物、灰尘等其他物质。修复因运输而受损部位。将定位螺栓安装在偏航齿圈的螺纹孔中。测量起吊后的机舱水平度，将水平度调整至1之间。并通过机舱保护绳控制机舱的方向。2）SCC6300履带吊将机舱缓缓吊起，在起吊过程中，要拉紧拴在齿轮箱法兰上的缆风绳固定，防止机舱意外转动。地面起重指挥人员随着机舱的起升指挥不方便时由塔筒上的起重指挥人员接替指挥。待机舱下部完全超出塔筒顶部约20cm时，通过调节缆风绳的方式调正机舱低速轴法兰对准吊车臂杆。SCC6300履带吊摆杆将机舱平稳落下，通过定位销将链接螺栓逐一穿入。SCC6300履带吊使用108m混合臂加超起工况，工作半径为18m，额定负荷为151.0t，实际负荷为机舱121.0（含附件）吊钩和钢丝绳（7.0t）吊具（3t），共131.0t，负荷率为87。3）待全部螺栓穿入后旋入螺帽后降低负荷，然后使用液压打到额定力矩的50%。力矩值为1330Nm继续使用液压扳手拧紧螺栓力矩的100%。额定力矩为2660Nm再降低负荷。4）拆除起重机索具。指示起重机操作人员将索具吊离工作区域。5）塔筒、机舱等连接法兰所有螺栓按照厂家要求拧紧到100%。 4、叶片和轮毂的组合和吊装1）风机轮毂重量为26t；叶片长49.5m，重12.2t /片，共三片；叶轮组合后总重62.6t。2）清理叶轮组合场地，用路基板将轮毂放置处找平，并按照施工场地实际情况适当垫高。使用轮毂专用吊具将轮毂卸车并放置在已经平整轧实的场地上。注意保护轮毂外壳。3）校正损坏的螺纹并使用锉刀去除凸起点。使用钢丝刷去除腐蚀。如果无法校正螺纹或者无法去除凸起点和腐蚀物，请联系设备厂家现场代表。清除柱状螺栓、叶片端面以及支承面上所有污垢或非永久性表面涂料。清除叶片根部的积水和毛刺。仔细检查并清除存留在叶片闭合处和叶片壁内的运输支架垫圈。 4）将叶轮连接螺母放在变浆控制柜后侧。叶片靠近螺栓相应法兰后转动摇把调正齿圈角度以方便叶片螺栓插入螺孔。使叶片和轮毂上变浆轴承的“0”对准，在叶片螺栓穿入时施工人员可轻微摇动叶片配合吊车动作。注意：叶片安装完毕后检查变浆轴承0度标记点与叶片轴承0对标记点的偏差不能超过2mm。用木头对变浆驱动与变浆轴承进行固定。或采用机械锁固定5）将事先放置在变浆控制柜后的螺母在叶片圆周上周围均匀分配并拧紧，然后在叶尖处用支架垫好，直到叶片平稳的安放在支架上，吊车摘钩后移走。使用力矩扳手将剩余的螺栓拧紧到两法兰无间隙并符合拧紧力矩为止，必要时可用吊车辅助调整叶尖。6）依次将其他两只叶片安装。每组轮毂安装的三只叶片必须是制造商提供的同一型号的产品。在制造商叶片标识下面放置用线缠绕的稻草包或其它软支撑物，以确保叶片尖端不会接触到地面。 7）SCC6300履带吊吊装叶轮时使用18m作业半径，额定负荷为151t，实际负荷为69.6t（叶轮重62.6t+7.0t吊钩和钢丝绳），负荷率为46%。将两条环形吊装带分别围绕两片叶片根部，挂在SCC6300履带吊山形吊钩上。由于叶轮挂上吊装带后还要被转动，必要时涂摸滑爽添加剂（如冲洗剂）。8）在第三片叶片上距离叶尖约8m处用用吊装带挂在70t汽车吊的吊钩中将其悬挂起来。其中吊装带缠绕到叶片上呈环状，为能顺利拆除吊带，在吊带栓挂脱落拉绳。同时减小施加在尖锐叶片边缘的压力，应使用带软垫的模具来进行保护。9）使用厂家提供的叶尖保护套将揽风绳分别固定到起吊时竖直向上的叶片上（最短200米）。10）所有绳索紧固好后，卸除轮毂支架的螺栓，由两台起重机将叶轮吊离轮毂支架。并清洁轮毂法兰的内缘。11）提升叶轮，同时将其从水平位置旋转到竖直位置，通过两台吊车不同程度的提升来实现叶轮的旋转。SCC6300履带吊缓慢地提升叶轮， 70t汽车吊在叶轮的一个叶片上，控制其吊钩使朝向下方的叶片的尖端离开地面大约1米。当叶轮达到竖直位置时， 70t汽车吊脱钩。为 了安装顺利确保此时处于顶部的导向销可以首先插入齿轮法兰，保持叶轮法兰上部前倾，使叶轮和机舱齿轮箱法兰轴线角度配合。SCC6300履带吊将叶轮提升到齿轮箱法兰高度处。12）地面施工人员通过叶片上的揽风绳来调整叶轮对准机舱低速轴。要确保叶轮不得和吊车臂杆相撞，保证叶轮和臂杆的安全。13）松开叶轮锁并放在其原位，它调整叶轮成Y型。首先引导叶轮便于安装。随后，将牵引螺栓插入齿轮法兰内已标记的孔中，并将齿轮法兰与螺栓对应好。 在插入螺栓时，叶轮绝不能阻塞，叶轮的位置可借用绳索进行调整，通过转动闸盘人工转动叶轮将螺栓插入并拧紧。从而将叶轮与齿轮法兰固定在一起，连接处不要留有空隙。使用成套液压装置用叶轮锁将叶轮锁住。14）使用液压扳手将螺栓依次紧固到额定力矩的50%，2050Nm然后依次将螺栓紧固到额定力矩4100Nm，完成后，SCC6300履带吊摘除吊具，拉动揽风绳摘除两个护套和揽风绳。将高速轴罩安装好，并取出轮毂内的木头，清理干净木屑，用变浆手操盘将叶片变浆到90。5、安装附件1）安装好未安装的其它附件，安装过程尽可能在机舱内部完成，若需出机舱必须系好安全带（绳）。2）关闭好所有顶部盖板，单根分别放下控制电缆和光缆，让其垂吊于塔筒内。按照电气技术手册和电气专业规范连接所有的电缆。3）将风机连接螺栓全部按照螺栓拧紧清单要求力矩拧紧。4）清理机舱和塔筒内的卫生，收集工具；并将设备循环使用物资（如各种支座等）运输指定位置。此时完成风机的安装。5）上述施工工序未尽事宜以国电联合动力技术有限公司提供的UP100-3000安装手册。风力发电机组整体安装完毕三、施工注意事项：（1）、施工前必须进行详细的安全、技术交底，使参与施工的每位施工人员都明白施工具体步骤和要求，严格按照作业指导书进行施工。未参加交底人员不得参与本项目的施工。（2）、风机吊装区域要拉好警戒绳，非施工人员不得在施工区域内通过或逗留。所有施工现场禁止吸烟，必要动火时需上报。（3）、在风机吊装前，对所有起重机械的地基和机械状况进行认真检查，确保在吊装过程中机械性能良好；并在吊装过程中随时监护地基情况。（4）、任何人不得在起重机臂杆下通过或停留，不得在起吊过程中塔筒、机舱和叶轮下通过和停留；在各连接法兰对接时，施工人员密切注意不得将手或脚放在两法兰之间，防止设备突然坠落。（5）、不得在塔筒内电缆和电缆支架上、照明灯等上面行走，所有设备未经允许不得随意乱动，一旦发现问题及时上报。（6）、所有参与施工的人员进入现场正确佩戴安全帽，高空作业人员正确使用安全带；使用塔筒内梯子不得超过最大承载重量，不能两人同时上下爬梯。上下塔筒后及时将梯子通道门关闭。所有的安全带固定点不得同时两人或以上使用。（7）、在组合轮毂和叶片时，要保持叶片和轮毂水平；同时尽量保护好叶片的表面油漆。（8）、在吊装前由机械操作工和技术人员对吊装半径进行核实。在吊装过程中起落速度要适中，以减少冲击载荷而发生超负荷的情况发生。（9）、吊装现场要有具备一定安装工作经验的人员指挥并设现场起重负责人，起重指挥人员指挥信号要清晰、明确；操作人员要服从指挥人员的指挥，信号不明确时要进行确认。对讲机信号良好并备有备用电池。（10）、在吊装前，对所使用的吊