山地风电塔筒卸车、叶片安装技术研究

山地风电塔筒卸车、叶片安装技术研究

刘攀

中国电建集团贵州工程有限公司 贵州省 贵阳市 550000

摘要：随着全球新能源风力发电建设领域的快速发展，以及平原和戈壁地区的风力发电建设的渐趋饱和，风力发电场建设也逐渐由平原向山地、海域转移。以内陆地区风场建设为例，山地风电场由于地势、道路局限性等特点，给风力发电设备的运输、安装带来了巨大困难，为了确保工程的安全优质按时完成，必须科学组织精心施工。而塔筒卸车、叶片安装是制约整个风电场风机安装工期的关键，同时对成本也有重大影响。

在此情况下，根据塔筒卸车、叶片安装方式，合理安排施工顺序，同时优化塔筒卸车、叶片安装的工艺，能有效节约资源并提高工作效率，从而保证工程进度目标及成本目标的顺利实现。

关键词：山地风电、塔筒卸车、叶片安装、节约资源。

一、引言

“十五”期间，中国新能源风力发电领域得到迅速发展。自2007年以来，国内风力发电产业规模发展趋势呈暴发式增长态势。在2008年就已达到2010年10000MW的发展目标，而在2010年提前实现了《可再生能源中长期规划》中2020年30000MW的风电装机目标。2010年全国累计风电装机容量已突破40000MW,海上风电大规模开发正式起步。中国风电2010年新增装机容量达到约18928MW,全球新增装机容量48%,超过美国，成为世界第一风电市场。同时，作为清洁能源，根据国际绿色和平组织和世界风能协会共同发布的《风力12在中国》预计至2020年，世界电力将有百分之十二来自风电，从而大大减少因火力发电等传统能源给大气层带来的危害。同时也随着风能的广泛利用、建设领域技术成熟、风电场上网电价竞价的发展。控制成本、工期、质量，成为了项目工程实体需要解决的重要难题。

二、研究对象

本次研究以一个48MW装机容量的山地风电场项目作为实例，开展了科技创新。根据该项目采用了传统的塔筒卸车及叶片安装等特点，提出了一种简易可行的施工工艺方法，旨在保证设备安全的同时达到提高部分施工效率，缩短分项工程施工周期，降低潜在的返工消缺风险，节约项目施工成本的投入。

三、 研究思路

本工艺方法主要计划从轮毂和叶片设备安装、卸车方面入手来提高施工效率，加强质量控制，要求其具有普遍性和通用性。具体来讲是通过项目所采用的活动支撑胎架来减少场地面积的占用及汽车吊的使用。在这过程当中，支撑胎架主体将被安放于已经夯实的吊装平台上，设备运输后直接可以进行单机吊装安装工作。整体提供施工效率。

四、塔筒卸车、叶片安装施工时容易存在的问题

山地风电具有机位狭窄，机位道路坡陡弯急等特点。山地林区风电设计征地范围基本为30*40的场地，但传统常规吊装作业需要面积约50*60m的安装场地；所以机位通常只能满足履带吊主机对场地的安装要求，因此塔筒卸车、叶片安装时施工安全系数降低、工作效率低；

以本项目工程的塔筒、叶片设备吊装为例：塔筒第一段重73t，卸车时需采用2台汽车吊抬吊卸车。叶片安装时按传统施工工艺需要2台吊车吊住叶片尾部位置，才能防止叶片侧翻。根据山地风电场风机吊装平台小的局限性；如不优化施工方法，则需增加征地面积、吊车租赁费用以及土石方的开挖工程量，施工成本增加。

五、结合现场实际制定方案

根据现场实际情况，设计一种特殊的塔筒卸货支撑支架， 设计一种便于叶片与轮廓的对接安装的支撑架，可以减低征地面积、减少土石方开挖工程量以及大幅增加了汽车吊的利用效率。

六、塔筒卸车、叶片与轮毂对接安装的主要施工方式

1、塔筒卸车

① 首先需要提前规划确定卸车位置，并对地面进行平整、夯实处理（压实度≥94%）；

② 采用Q235钢材设计一套支撑支架放于运输车辆尾部（塔筒尾部1.5m处）；

③ 用汽车吊抬起塔筒另外一侧使塔筒与支撑架结合，吊车起升至塔筒整体不再受力于运输车板时（一般抬高距离车板20cm即可），运输车驶离卸车地点；

④ 安放好另一个支架，将塔筒整体放置于两个支撑架上，并做好安全防护；

⑤ 卸车工作结束

2、叶片与轮毂对接

① 首先需要提前规划确定叶片与轮毂对接的位置，并对地面进行平整、夯实处理（压实度≥94%）；

② 采用Q355钢材设计一个胎架钢结构支撑架。支撑架主要由支撑胎架、支腿、加强筋板组成。设计图如下所示:

③ 将制作好的胎架钢结构支撑架放置于吊装平台指定位置，将轮毂吊在支撑架上，拧紧连接螺栓。摆放后效果如下图2所示，

图二 工装摆放示意图

④ 利用吊车将叶片吊起缓慢移至轮毂对接位置，拧紧连接螺栓。吊车卸力50%，观察支腿处受力情况（是否沉降）。确认无误后，吊车卸力100%，安装缆风绳，同时做好安全防范措施；

⑤ 叶片与轮毂对接工作结束

七、效益分析

①提高社会效益。总结典型地形的塔筒卸车、叶片安装，为后续施工提供借鉴参考，合理策划施工顺序，可有效避免资源闲置，提高社会效率。

②提高经济效益。通过合理的工序安排提高生产效率，同时采取新工具将减少材料及人工的投入，能有效提高经济效益。

传统方法施工时需要主吊和一台汽车吊持续配合，才能完成安装工作，新工艺实施后能够节约辅助汽车吊的投入。

③提高环境效益。增加风电机组安装，最大限度利用好风能，减少了二氧化碳等废弃污染物排放，提高了环境效益。

八、结语

综上所述，塔筒卸车、叶片与轮毂对接方法极大的节省了施工成本，对资源利用方面起到了关键性的作用。同时施工过程中安全系数得以提供，施工进度得到大力的保障；希望通过对本次技术研究中现场问题以及措施的分析，为同安装条件下的项目工程在解决问题时提供有利帮助。

参考文献：

《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012

《建筑结构荷载规范》 GB-50009-2012

《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB-50068-2018

《钢结构设计标准》 GB 50017-2017

《钢结构工程施工质量验收规范》 GB 50205-2001