复杂山地大型风电工程施工关键技术

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复杂山地大型风电工程施工关键技术
摘要:随着国家“双碳”战略的提出和实施,中国风电产业得到了飞速发展。依据国家能源局发布数据,截至2022年9月底,全国发电装机总容量24.8亿kW·h,其中风电装机约3.5亿kW·h,同比增长16.9%,可见风电在“双碳”目标中表现出极大发展潜力。当前,在风资源丰富的山区开发建设风电场已成为主流趋势之一。为最大限度利用风资源,山地风电场场址所处海拔相对较高,风电机组多沿山脊布置,其交通、通讯、施工等条件相对较差,再加上生态环保等要求,使工程设难度倍增。
关键词:复杂山地;大型风电工程;施工关键技术
引言
果冻蜡烛随着我国经济社会的不断发展,清洁能源成为未来能源发展的主力军,根据《2030年前碳达峰行动方案》,到2030年,风电、太阳能发电总装机容量将在12亿kW以上。而高海拔地区往往人烟稀少,风能资源好,是风能开发利用的绝佳地区,但工程建设往往是在恶劣气候自然环境下进行,如何高效完成建设任务是值得认真探讨的重大课题。
1大型风电工程建设中的风险冯代存
1.1自然灾害风险
在大型风电工程建设期间存在地震、泥石流等突发自然灾害,且伴随着土地沙漠化、天气干旱、地面沉降等逐渐发生的灾害。同时受人类活动影响,水土流失、酸雨、臭氧层破坏等灾害事故发生风险贯穿于风电工程建设全程,极易危害室外风电设备功能。
1.2技术实施风险
较之国外发达国家,我国大型风电工程建设经验不足,风电技术尚不成熟。加之大型风电工程涉及的设备质量、塔筒高度、风轮直径均成倍增加,安装技术高度复杂。一旦安装技术应用不当,就会影响整体工程建设效益,甚至埋下后期维修隐患。
2施工关键技术
2.1道路保通技术
针对超长雨季,道路两侧山体时常塌方,导致交通中断、运输困难的恶劣条件,采用“专人
值守巡视、分队突击处置、依情分段保通”的方法,保障道路畅通,解决风机构件及物资材料运输问题。针对坡度较大路段,采用牵引保通措施;针对泥泞路段,采用浇筑混凝土路面保通;针对塌方路段,采取及时清理、修筑挡墙的措施,确保了道路通畅。同时在场内选择合适临时设备堆场,最大程度降低道路因素对施工的影响。风电设备运输难点主要是解决山地风场超长叶片的运输问题,对于风机叶片来说,其长度超长,成为区别于风机其他设备的主要特点。考虑到风机叶片的特殊性,均需采用特种运输车来完成风机叶片的运输任务,即采用一种叶片举升—旋转—液压后轮转向的特种叶片运输车。该特种车在行驶途中可以通过液压控制将叶片举升,自身可360°旋转,避让运输途中的各种制约障碍(山体边坡、树木、桥梁、架空线路、隧道等),由此可以大幅减少叶片运输车体总长,提高弯道通过性能。
3.2风机吊装技术
针对不同风机类型,每个机位平台、周边作业条件不尽相同,结合每台风机机位现场工况特点,逐机研究施工布置方案和吊装方案,采取“一机一案”的方式,科学精准实施吊装作业施工。针对部分机位达不到吊装要求的情况,通过对主吊站位、主吊组杆立杆方位、辅吊
位置、塔筒及风机叶片摆放位置进行提前谋划,采取扩大平台或者开挖叶片槽的方式,解决了平台面积不够的问题,节省了吊装工期。根据设计要求,现场基坑回填采用基坑开挖出的土石进行回填。为满足吊装要求,需对土石方回填进行检测,并在吊装时主吊履带板下铺设具有足够强度的路基板,确保主吊吊装时的机体稳定。风机吊装总体施工流程主要包括:塔筒吊装、机舱吊装、发电机吊装、叶轮组装、叶轮吊装。采用260t汽车吊及75t履带吊先吊装第一、二节塔筒,三、四、五节塔筒采用800t履带吊吊装。采取此种吊装方式,一、二节塔筒的吊装能够不受履带吊转场的影响,可以节约平台面积用于堆放其他设备,缩短施工工期。在常规一、二节塔筒吊装过程中,必须将第一节塔筒螺栓全部紧固后,才能起吊第二节。通过研究一种风机塔筒基础螺栓快速紧固装置,利用塔筒吊装空档期,快速对第一节塔筒进行紧固,起到了缩短吊装时间的效果。机舱和发电机吊装采用800t履带吊进行吊装,其工况为:96m主臂+12m副臂(风电工况),主副臂夹角10°,作业半径22m,180t吊钩(双滑轮组)进行吊装作业。在作业半径22m时,其额定载荷为153t。叶轮组装和吊装,风速达到8m/s时禁止吊装叶轮。在复杂山地条件下,全年5级以上风天气有300余d,10—12月是每年的大风季节,平均风速达到了12m/s,有效吊装施工窗口期短,采用在地面组装好轮毂和叶片、后起吊叶轮方式,受气候和风速影响较小,叶轮
组装完成后,可在短暂黄金吊装窗口期完成叶轮吊装,提高吊装效率。吊装过程中,针对天气复杂、风速多变的情况,采用“同期风速数据分析、提前预测吊装时段、规划实施吊装作业”的方法,有效缩短风机吊装时间。
3.3风机基础混凝土施工技术
针对高原寒冷地区八爪型风机基础混凝土施工,通过优化配合比、罐车编组运输、选用定型钢模、采取组合方式入仓、改进混凝土浇筑顺序等方法措施,提升混凝土运输及浇筑效率,保证浇筑质量。在风机基础二次灌浆施工过程中,通过改进搅拌方式,解决二次灌浆料搅拌不均匀、搅拌质量不稳定的难题。施工时,通过优化施工配合比,掺入聚丙烯抗裂纤维及减水剂,增加基础的抗裂性能及抗冻性能,同时通过适时调整缓凝剂掺入比(0.1%~0.5%),确保混凝土在运输过程中的性能品质,缩短前期入仓混凝土成型时间,提高混凝土的入仓速度。混凝土拌和站配置2台HZS90型搅拌机,以保证浇筑过程中不因拌和系统故障而导致浇筑中断。拌和系统位置选址综合考虑混凝土运输距离、料场位置、风电场各机位位置等因素优化选址方案。运输期间,罐车进行编组排号,根据机位距离远近,投入车辆台数,严格按照车辆编组排号进行运输,确保混凝土运输过程中车辆及时高效,同时
也可以发现车辆故障问题及时进行调配、补充,确保混凝土运输强度。风机基础采用定型钢模板,在确保混凝土施工质量的同时加快了模板周转速度。针对高寒地区八爪型风机基础,底板及核心筒浇筑时,采用“天泵、布料机、溜槽”的组合方式入仓,以加快混凝土入仓效率。优化采用“台柱(核心筒)→底板→部分肋梁、全部环梁→部分台柱(核心筒)→剩余肋梁→剩余台柱(核心筒)”连续浇筑工艺,有效缩短浇筑时间。基础灌浆采用双层搅拌机“上下循环往复搅拌”制浆工艺,保证风机基础C80高强混凝土二次灌浆施工质量。
3.4视讯通信技术
在复杂山地区域视讯通信不畅的情况下,通过搭建“风光储互补联合自主供电中继通信系统”,实现山地风电场施工区域内视讯通信信号全覆盖,解决施工区域信号盲区内视讯通信难题。
3.5环保水保技术风机吊装
施工区内主要划分为道路工程区、风机机组工程区、升压站工程区及弃渣场区。针对高寒地区生态环保要求,结合不同作业区域特点,综合采取“施工时段裸土覆盖、浅层表土剥离回覆,稀有树木就近移植、撒播种草恢复植被”等措施,使施工作业满足环保要求。
结束语
综上所述,高原高寒复杂山地大型风电工程的建设往往是在恶劣气候环境下进行,只有结合山地地形设计优化场内道路、合理有序施工组织,避开恶劣气候影响,增设转运平台加快风机设备物资供应,加强统筹协调保证人、材、机施工资源投入等,才能确保工程建设保质保量地完成。
参考文献
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