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风电工程吊装特点
2/5厢式变压器施工板块;
3/5场内检修道路施工板块;
4/5集电线路施工板块;
5/5变电站施工板块。
施工标志性最强,弹性最大的板块是风电机组施工板块,风电机组施工板块施工难度最大当属风电吊装。
1.风电吊装条件
1.1风电吊装条件
风电场场址一般都选在荒芜人烟的地方,多处于沿海滩涂、丘陵山地,施工环境复杂;
转场频繁、道路崎岖且坡度较大;
好多机位都布置在山头,机位分散;
并且存在吊装规模大、单机工期短;
加之风电机组设备重量重、安装质量标准高、发电机组布置在制高点;
基于以上特点,风电吊装形成了自己独特的吊装风格。
1.2子分部工程的划分
风电吊装风力发电机组吊装主要是由塔架吊装分部工程和发电机组吊装分部工程组成。
对于双馈发电机组吊装分部工程主要由机舱、叶轮两个子分部工程组成。
对于直驱型风电机组,主要由机舱、发电机、叶轮等三个子分部工程组成。
风电机组吊装(表01)
塔架 吊装 分部 工程 | 发电机组吊装分部工程 |
| 直驱型风电机组 |
机舱 子分部工程 | 叶轮 子分部工程 | 机舱 子分部工程 | 发电机 子分部工程 | 叶轮 子分部工程 |
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2.风电场环境与吊装特点
2.1露天野外吊装作业
一般风电选址,都在荒山野岭、沿海滩涂、高原、沙漠、潮间带等地区,如青海某风电场,场址位于戈壁滩上,海拔高度在3100米~3200米之间。这就使得风电吊装作业全部是野外露天作业,所以要求吊装单位应重点考虑如何组织施工和应对恶劣天气的影响,做好风沙、大风、雨雪天气防护措施,排好施工作业计划,保证施工按期完工。
2.2大型流动式吊车的主导地位
风电工程大件具有重量重、外形几何尺寸大,就位位置高并且占据制高点等特点,目前只有采用大型流动式吊车直接吊装就位,除此之外没有太好的办法。
如××年×月,当时拥有“亚洲第一吊”之称的某型号900t履带起重机圆满完成位于江苏某地的中国首台最大兆瓦某型6.0MW风机的吊装工作。该履带起重机采用主臂78m和副臂42m工况,作业半径22m,机舱部分重达287t,叶轮部分重达128t。导电碳浆
2.3主吊机械站位受限
丘陵、山头设计的风电机组,吊装平台大多是山体降基或临近山体,吊装组合场地有限,一般只有35~50×50m,甚至比这还小,场地既要考虑到主、辅吊车的站位,又要考虑到叶轮的组合和吊装的可行性。场地受限使风机各部件的堆放、地面组装和吊装更加困难。
2.4单台机组吊装工期短
由于单台风机大件件数一般只有5到6件(塔筒3到4件、机舱1件、叶轮1件),所以单机吊装工期很短,一般平均吊装工期只有2~3天。
某风电场1.5MW风电吊装:施工现场为丘陵地带,施工环境比较复杂,吊机械选用360t风电专用吊机。风机吊装高度最高为70m,机舱重量为58t,安装就位所需时间约14分钟。叶轮总重为37t,叶片长度为36m,安装就位所需时间约15分钟。在吊装过程中,吊机采用78m+9.5m臂长,作业半径为19米工况,最大起重能力为75.5吨。
2.5风电工程设备重,高度高
风电工程大件设备包括:塔筒、机舱、发电机(直驱型)、叶轮等,这些设备均具有重量重,安装高度高的特点。如:左云某风场1.5MW风力发电机组。风机最重件为机舱,约60t,就位高度为61.15m。桨叶组件总重约32.5t,就位高度约63m。主吊机械选用CC1400(300t)型履带吊(84m主臂工况)。
2.6风场场址海拔高,起伏大
近年来国内好多风场场址海拔高,起伏大,致使风机吊装难度越来越大。如河北某风电场共有24台2.0MW直驱风电机组,该风电场海拔在1700~2250m,地势高,山地落差在500m左右,起伏较大。风机机位大多分布在独立山头上,给大型机械组合和转场带来很多不便。
2.7机械转场频繁
风电机位大多布置在丘陵、独立山头,机布置散乱,机组吊装真可谓“阵地战”,言外之意:吊装机械要频繁转场,
就以吉林某风电场来说:该电场一期工程总装机容量为100MW的风电场,单机容量为1500kW,共67台,大型吊装机械就得转场67次。
总之,风电机组施工工艺具有5个方面的技术特点:①风力发电机组施工地理环境相对较差,设备入场及转场的临时道路和设备组装吊装施工平台工程量都比较大。②基础环的定位、正、平要求高。③风机的设备重量大、叶片外形尺寸长、风机吊装难度大。④风机各部件连接均采用内法兰、大直径高强度螺栓连接、螺栓连接紧固力矩值高。⑤风电场机组机位布置分散,大型吊装机械转场次数多,转场距离大。
3.风电设备主要特征
3.1 1.5MW风电机组(双馈型)
某风电场风机选用FD70B型风力发电机组,该型风力发电机是一款额定功率为1500KW、频率为50Hz的可变桨控制、可变速风电机组。风机具有自动变桨及自动偏航功能。
塔架参数表(表02)
排序 | 外形尺寸(mm) | 数量 | 单重(kg) |
塔筒Ⅲ(上)段 | φ3457/φ2955×25400 | 1 | 30000 |
塔筒Ⅱ(中)段 | φ3837/φ3457×19250 | 1 | 31700 |
塔筒Ⅰ(下)段 | φ4000/φ3837×16500 | 1 | 38700 |
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解读:1、塔筒共分3段;2、塔筒Ⅰ(下)段38.7t,为塔筒组件最重件;3、塔筒总高61.15m;4、塔筒总重100.4t,塔筒重占风电机组总重的52%。
风电机组部件参数表(表03)
设备名称 | 部件尺寸(mm) | 数量 | 单重(kg) |
机舱 | 长×宽×高 10200×3725×4100 | 1 | 60000 |
轮毂 | 4330×3750 | 1 | 16000 |
叶片 | 叶根直径×长度 1885×34000 | 3 | 5500/单片 |
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解读:1、发电机组为双馈型;2、机舱最重,重量为60t;3、风轮直径70m;4、安装高度~63.2m。
3.2 1.5MW风电机组(直驱型)
某草原风电场风机选择JF-1500/70(1500KW)型风力发电机组,由基础环,塔架,机舱,发电机,叶轮五大部分组成。基础环:在基础施工过程放入基础内,浇注在基础内,基础环高出地面约0.4米。
塔架参数表(表04)
排序 | 塔筒长度(m) | 数量 | 单重(t) | 总高度/总重 |
塔筒Ⅱ(上)段 | 31 | 1 | 32 | 61m/90t |
塔筒Ⅰ(下)段 | 30 | 1 | 58 |
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雨水回用
解读1、塔筒共分2段;2、塔筒Ⅰ(下)段58t,为塔筒组件最重件;3、塔筒总高61m;4、塔筒总重90t,塔筒重占风电机组总重的50.5%。
风电机组部件参数表(表05)
设备名称 | 单重 (t) | 设备名称 | 单重 (t) |
机舱 | 11.685 | 发电机 | 43.6 |
轮毂 | 13.85 | 叶轮 | 33 |
电控柜:由主控柜、电容柜、计算机柜组成,总重3.6吨;机舱:由机舱罩总成、底座总成、测风系统、偏航系统、润滑系统、液压系统、提升机总成等组成,总重11.685吨;叶轮:叶轮由轮毂和三个叶片组成,轮毂重为13.85吨,叶片单重为6吨,长为34.2米,轮毂中心到地面高为65米。 |
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解读1、发电机组为直驱型;2、发电机最重,重量为43.6t,机舱重仅11.685t,发电机+机舱=55.3t;3、风轮直径70m;4、安装高度65m。
3.3 2.0MW风电机组(双馈型)
某风电场风电设备选用W2000C-99-80双馈型风力发电机组(ⅢB)。
塔架参数表(表06)
排序 | 外形尺寸(mm) | 重量(t) | 组立后上法兰标高(mm) | 塔筒总重(t) |
塔筒Ⅳ(上)段 | φ 3289/φ 2860×25370 | 28.9 | 76865 | 160.4 |
塔筒Ⅲ(中上)段 | φ 3633/φ 3289×22630 | 42.0 | 51495 |
塔筒Ⅱ(中下)段 | φ 3921/φ 3633×17650 | 45.7 | 28865 |
塔筒Ⅰ(下)段 | φ 3972/气吹φ 3921×11215 | 43.8 | 11215 |
| | | 跨越障碍物 | |
解读1、塔筒共分4段,塔筒Ⅰ(下)段为近似圆筒状,上下口径相差51㎜;其余为喇叭状;2、塔筒Ⅱ(中下)段45.7t,为塔筒组件最重件;3、塔筒总高76.9m ;4、塔筒总重160.4t,塔筒重占风电机组总重的54.6%。
风电机组部件参数表(表07)
设备名称 | 长(m) | 宽(m) | 高(m) | 重量(t) |
机舱 | 13.6 | 4.7 | 4.06 | 85 |
轮毂 | | 4.71 | 3.74 | 20 |
叶片 | 48.38 | 3.5 | | 9.4×3=28.2 |
叶轮 | | 99 | 4.2 | 48.5 |
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解读1、发电机组为双馈型; 2、机舱最重,重量为85t;3、风轮直径99m;4、安装高度78.9m。
3.4 2.0MW风电机组(直驱型)
某风电场风电设备选用XE96-2000直驱型风电机组。