银星能源MWT2.5/100MW风力发电机组安装技术

【摘 要】本文介绍了银星能源MWT100/2.5MW 风力发电机设备安装工艺流程以及吊装机械的选择方法。对塔筒、机舱各模块、风轮等主要设备的安装顺序、方法、要点及其注意事项，均进行了详细叙述。

【关键词】风力发电机组；各模块；安装技术；工艺流程；吊装

2012年，中国（不包括台湾地区）新增安装风电机组7872台，装机容量12960兆瓦，累计安装风电机组53764台，装机容量75324.2兆瓦，同比增长20.8%。2MW级以上的风电机组是目前国内风电市场主流机型。风力发电设备安装，主要是塔筒、机舱各模块、风轮的安装。本文主要介绍宁夏贺兰山风电场银星能源MWT2.5/100MW风力发电机组安装技术。2.5MW风力发电机组是目前国内已投入使用的较大机组，塔筒、机舱各模块、轮毂、叶片尺寸、重量更大，要求吊装机械能力达到450t以上，尤其是机舱由三部分组成，必须在吊装过程中组对，安装技术难度相对增大。

1 工程概况

宁夏贺兰山风电场六期位于宁夏青铜峡市西的鸽子山附近，场址距青铜峡市区约10km。山脊相对平缓，无陡坡。贺兰山风力发电场六期共装机容量49.5MW，其中8台为宁夏银星能源股份有限公司生产的MWT2.5/100MW型风力发电机组。该机型的机舱总重109.3t，偏航模块20t，前部模块58.4t，后部模块30.9t三部分组成，各模块之间用高强螺栓连接；；塔筒全长76.31m，分成四段，上、中上、中下、下段长度分别为23.91m、22.4m、17m和13m；重量分别为41t、54t、54t和60t，段与段间之间用高强螺栓连接；轮毂重28.6t；每个叶片长48.7m，重12t，每台发电机有3片叶片。

2 主吊机的选择

吊车的选择非常重要，直接关系到施工安全和成本，本工程叶轮安装高度为80m，重达64.6t，为安装位置最高、最大部件。

2.1 吊装质量计算

设备的吊装质量按下式进行计算：

G 设备吊装重量=（G0+G1+G2）×K1

其中：

G设备吊装重量——实际载荷，单位：t；

G0——叶轮的实际重量，单位：t；

G1——吊车吊钩的重量，单位：t；

G2——吊具的重量，单位：t；

K1——不均衡载荷系数，取1.1；

叶轮重量64.6t，叶轮专用吊具重量0.5t，吊车吊钩的重量2.5t

G 设备吊装重=（64.6+0.5+2.5）×1.1= 74.36t

2.2 吊车的选择

通过重量计算、最高部件标高、现场条件及效益等综合分析：选用 450t桁架式履带起重吊车，并分别由一台200t和一台75t轮式汽车吊车配合。

2.3 合理布置安装各部件和起吊设备的位置。

3 风力发电机设备安装工艺流程

图1

4 塔架安装技术要点

4.1 基础法兰验收

4.1.1 基础法兰与塔筒底法兰对接标记检查，要求基础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。

4.1.2 基础环水平度检查，用水平仪和标尺检查与主导风向垂直及平行且相隔90°的四个方向上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点，最大水平误差平均不超过安装手册的要求数据。

4.2 塔筒吊装

4.2.1 底段塔筒安装

①分别将主吊机450t汽车吊和辅助吊机75t履带吊的吊钩，通过吊索具连接到塔筒的上下法兰上的塔筒吊具上。

②两吊机抬起塔筒后，主吊机慢慢提升，辅助吊机慢慢下放，将塔筒翻身到垂直状态，解除辅助吊机。

③450t吊机吊起底段塔筒，将塔筒通道门中心线与基础上的匹配标志对齐，慢慢降落到基础上，将所有螺栓与法兰连接孔对正。

4.2.2 测量下段塔筒与紧固，用水平仪和标尺检查相隔120°的三个方向上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点，最大水平误差平均不超过技术标准的要求数据。用冲击扳手将一圈螺栓对称紧固，卸下起重机吊具和吊装塔筒吊具。

4.2.3 联结塔筒接地电缆和塔筒竖梯

4.2.4 将电气零件安装到下段塔筒内

利用75t吊机将地面控制柜、开关柜（如果有）和UPS安装到下段塔筒的地板平台上，并安装进入塔筒门的扶手阶梯。

4.2.5 中下段塔筒安装

①将零件和工具吊到下段塔筒的顶部平台上。

③中下段塔筒的翻身、吊装、就位及连接螺栓的紧固和4.2.1相同。

4.2.6 中上段塔筒安装与中下段塔筒安装相同

4.2.7 上段塔筒安装

顶段塔筒安装方法和中上段相同。

4.2.8 最终紧固塔筒各段之间联接螺栓，并完成塔筒门、扶梯和百叶窗的安装。

5 机舱空中组装

5.1 偏航模块的安装准备工作

5.1.1 检查液压站油箱和主轴轴承油箱油位。

5.1.2 为液压站蓄能器填充氮气。

5.1.3 清洁安装面和外表面，在内部预先放置相应的零部件和工具。

5.2 起吊安装偏航模块

5.2.1 按照对接标示安装引导销。

5.2.2 在偏航模块下法兰和上段塔筒法兰之间保持最小15mm距离时安装全部连接螺栓，去掉引导销。

5.2.3 在连接螺栓全部安装后吊钩仍应该承受一定负荷。

5.2.4 如果前部模块不能在同一天安装，在摘除吊钩后，在偏航模块上部安装防水顶棚。

5.2.5 安装机舱竖梯和电缆桥架。

5.3 起吊安装前部模块

5.3.1 拆除相应的运输保护装置。

5.3.2 联结L.O冷却器管路。

5.3.3 安装顶部罩和排汽管路组件。

5.3.4 检查齿轮箱油位。

5.3.5 检查盘车驱动机构可以自由旋转，并确认主轴法兰上的标示位置。

5.3.6 起吊前部模块，利用导链调整其水平度与偏航模块对接法兰面已测水平度匹配，严格控制吊车主钩对中。

5.3.7 下落时前部模块和偏航模块联接法兰面之间保持最小25mm的距离，确保机舱罩联接。

5.3.8 预紧联接法兰的8根连接螺栓后卸去所有吊具。

5.3.9 如果后部模块不能在同一天安装，在摘除吊钩后，在前部模块和偏航模块上部安装防水顶棚。

5.4 起吊安装后部模块

5.4.1 在后部模块内部放置需要安装的机舱零部件。

5.4.2 安装避雷针和风速风向计组件。

5.4.3 检查后部模块法兰水平度，确保与前部模块连接法兰面水平度匹配。

5.4.4 先联接支架和机舱罩的连接螺栓，再联接与前部模块的联接螺栓。

5.4.5 进行相关附件联接件的联接。

5.4.6 完成叶轮安装前在机舱内的相关工作。

6 叶轮的安装

6.1 轮毂准备

6.1.1 使用专用充氮装置为蓄能器填充氮气。

6.1.2 安装变桨法兰叶片根部密封圈。

6.1.3 用专用液压站改变变桨轴承桨距角。

6.2 叶片准备

6.2.1 确认三支叶片为同一配组。

6.2.2 确认叶片配合表示，安装引导T型螺栓。

6.3 叶片与轮毂组对。

6.3.1 用专用工装起吊叶片后调平叶片根部法兰。

6.3.2 按照对接标示插入T型螺栓后紧固。

6.3.3 联接接地和变桨系统的连接件。

6.4 机舱准备工作

6.4.1 确认主轴法兰与轮毂安装法兰的对接标示。

6.4.2 拆除防护品并完成联接机舱罩的紧固件。

6.5 叶轮的准备工作

6.5.1 安装导流罩。

6.5.2 将桨距从逆桨位置改变到顺桨位置。

6.6 叶轮的起吊安装

6.6.1 确保10分钟的平均风速不超过7米/秒，用450t和200t两台吊车起吊叶轮。

6.6.2 提升到一定高度后撤去副吊，提升过程中坚决避免叶尖接触地面，避免轮毂和主轴安装法兰面生硬接触。

6.6.3 安装叶轮连接螺栓，确保螺栓露出长度在要求范围。

6.6.4 用液压拉伸器最终紧固螺栓。

6.6.5 卸去吊具，对防雷、液压、控制等附件进行连接。

6.6.6 启动高速锁紧装置，检查清理工具和用品。

7 完成机械安装工作

7.1 最终紧固前部模块和偏航模块的联接螺栓。

7.2 安装液压站管路。

7.3 对心、安装高速联轴器组件。

7.4 完成机舱内安装工作。

8 电气安装工作

8.1 联接航空障碍灯。

8.2 确认风速计、风向计、接地电缆正确安装。

8.3 完成机舱接地电缆组件的联接。

8.4 配合电气施工人员完成主电缆连接工作。

9 银星能源MWT100/2.5MW风机安装的注意事项

9.1 安装第三段和第四段塔筒（中上段塔筒和上段塔筒）和机舱模块（偏航、前部和后部模块）时要求密切监测气象报告和天气预报。

9.2 如果地面瞬时风速在24小时之内预期超过25m/s，并且无法完成偏航模块的安装工作，则不要安装第三段塔筒。下段塔筒和中下段塔筒的螺栓包括地脚螺栓应该一次紧到其最终值。

9.3 第四段塔筒（上段塔筒）和偏航模块应该在同一天的班次内完成安装。安装第三段塔筒后，其后的安装工作必须有计划地在连续进行。

9.4 如果第三段塔筒安装后，上段塔筒和偏航模块的安装日程将要推迟，必须密切监测气象预报。在预期地面瞬时风速超过25m/s的情况下，第三节塔筒必须要拆除并且放回到地面上。

9.5 偏航模块安装后，其余零件应该在一周内完成安装工作。

9.6 如果机舱模块安装后，地面的瞬时风速预期超过25m/s，紧固所有已安装零件的螺栓，包括地脚螺栓，达到其最终值。

9.7 在风轮安装前，必须检查已经紧固到其最终值的所有螺栓。如果发现任何松动的螺栓，必须重新紧固其达到其最终值。

10 结束语

MWT100/2.5MW风机是一款模块化设计结构的2兆瓦级以上风力发电机组，是目前国际风力发电机的主流机型，适合内陆Ⅱ、Ⅲ类风场及近海Ⅱ类风场，MWT100/2.5MW风机机舱总重超过100吨，采用一般车辆和小吊车无法运输和吊装，分体模块化设计，使每个模块便于运输、安装，节约了投资成本。采用优化合理的安装工艺技术，能够确保工程安装工作安全、顺利进行。

[责任编辑：丁艳]

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