海上风电风机安装施工技术

 

1.分体安装技术

 

1.1安装准备

 

1.1.安装方案的编制和审批

 

风机安装工作难度大。为了合理安排安装过程，提高安装质量和安全性，工程企业需要在早期阶段根据许多因素制定可行的安装计划，以指导后续的安装操作。安装单位不同岗位人员需要加强合作与沟通，共同制定安装计划，最后组织相关专家审批计划，批准后进入下一步工作。如果在专家审批过程中发现方案不合理，需要结合调整，以确保方案内容的完整性和可行性。

 

1.1.22交接验收风机基础法兰法兰

 

在风机正式开始安装前，相关人员应做好风机基础法兰的安装和交接验收。在具体交接过程中，相关人员应验收风机基础环上的法兰表面，并使用标准仪在圆周方向均分8点。基础桩的垂直度、法兰圆度和平面度应符合安装标准[2]。在交接验收过程中，相关人员还应完整、准确地记录数据，并将数据交专业人员审核签字。

 

1.1.3检查工器具

 

风机安装作业中经常使用各种工具，这些工具的规格和质量是影响安装效率的重要因素。正式安装作业开始前，监理人员、风机供应商、安装人员应共同完成风机部件的检查验收，重点检查部件表面质量、到货清单等，避免部件变形或损坏。安装人员在安装风机前应检查吊索、工具是否齐全，质量是否符合实际安装要求，避免影响安装进度和安全的工具问题。

 

1.2塔筒安装

 

在第一个塔筒的吊装作业开始前，安装人员需要在现场进行试吊，以确定相应的参数。同时，安装人员还需要用清洗剂清洗风机基础法兰表面的灰尘和杂物，并涂上两圈硅胶密封胶。由于塔筒表面可能有灰尘和杂物，安装前相关人员还需要用清洗剂清洗这些杂物。同时，检查塔筒内电气柜安装螺栓是否松动。如果松动，应立即拧紧。塔筒起吊后，安装人员应按缓慢稳定的要求操作，避免摆动范围过大，损坏内部电气柜。当第一个塔筒即将到达指定位置时，应立即拧入剩余的螺栓、螺母和垫圈，塔筒连接螺栓的紧固扭矩应分三次施加，紧固时应遵循对称交叉的原则。

 

1.3主机安装

 

风机的安装也涉及到主机的安装步骤。主机吊装前，相关人员应清理第四塔法兰表面，避免锈蚀或毛刺，并在法兰上表面内外涂专用密封胶。为提高吊装的安全性和方便性，主机应使用专用吊索完成吊装。正式吊装前，应由专人进行试吊，确保吊带安全，根据实际情况调整偏航法兰角度，与塔法兰可靠连接。当主机吊装高度达到1.5m时，安装人员应使用无纺布和专用清洗剂清理底部法兰表面的杂质和锈蚀，然后将主机与塔连接的双头螺柱拧入螺栓孔。在主机与塔对接处理过程中，安装人员需要慢慢移动起重机，直到所有螺栓顺利进入塔螺栓孔。

 

1.4叶轮安装

 

在叶片吊装过程中，可选择双机吊装或吊梁吊装方式。为了保证叶片方向的正确性和自身的平衡，可以用缆风绳来控制。当叶片靠近轮毂时，安装人员应准确控制叶片与变桨轴承内圈的位置，继续缩小叶轮与轮毂的距离。当叶片安装的螺栓距离变桨轴承1cm时，操作变桨操作箱继续旋转变桨轴承内圈，确保变桨轴承内圈零孔与叶片前缘零位标志完全对齐。上述工作结束后，立即启动起重机，使叶片慢慢接近变桨轴承，确保叶片螺栓和定位销穿过变桨轴承螺栓孔，直至叶根法兰变桨轴承安装面[3]。叶轮组装按规定完成后，安装人员进入叶轮吊装环节，吊起叶轮，挂在轮毂吊座上的圆形吊带，挂在下叶的平吊带同步上升。在此过程中，下叶的上升速度远慢于上叶的两个叶轮。叶片需要离开船的甲板，以保持缆风绳与船地边缘的可靠连接。作为叶轮缆风装置，现场作业人员以起吊时叶轮摆动幅度等基本情况为参考。

 

2.整体安装

 

以海上风电工程为例，风机安装采用塔筒分段安装、机舱和发电机整体安装、叶轮整体安装。具体来说，在具体安装工作中，叶轮采用叶轮组装支架完成轮毂和叶片的组装，最后将叶轮整体吊装。

 

2.1底段塔筒预组装

 

底部塔筒采用码头预组装方式。整个施工作业需配备两台起重机，一台是主起重机，另一台是辅助起重机。两台起重机相互配合完成吊装。主起重机用于吊装塔筒顶部，辅助起重机用于吊装塔筒底部。塔筒吊离地面后，主起重机继续缓慢向上提升，辅助起重机下放时靠近主起重机。塔吊垂直时，拆除辅助起重机，在塔筒下法兰上系好电缆，方便塔筒定位[4]。

 

前期组装工作结束后，配备履带式起重机吊装底塔筒，吊装在运输方驳上，前期设置的临时基础上用螺栓牢固固定，封盖板安装在顶法兰上，采用立式运输方式。施工人员按照相应规范完成塔筒预组装任务后，选择合适的自航驳船运输到施工现场。这个运输环节包括四个塔筒、塔筒附属构件、轮毂、叶片和吊装工具。第一个塔筒放在运输船上，其余三个塔筒平放在运输船上。

 

2.2安装底部塔筒

 

安装底部塔筒时，施工人员应提前清点塔筒和基础连接部位的紧固件数量，数量符合规范后放置在基础内外；准备好安装工作，放在适当的位置，确保后续使用的便利性。正式安装前，施工人员应将电源引导到底部平台的位置，将第一塔与第二塔连接的紧固件、安装第二塔时的工具和材料放在第一塔顶部平台上，并采取适当的固定方式[5]。第一段塔筒立运至指定吊装位置，施工人员应立即拆除防雨罩，开始安装塔筒吊具，安装后与塔筒基础连接。在主吊塔筒底段的过程中，施工人员应利用牵引绳科学调整塔筒底段的位置，使其慢慢接近基础，确保其与基础轴向对齐。这些操作完成后，施工人员需要慢慢降低主吊塔筒底段，直到安装人员能够正常旋转塔筒，初步纠正塔筒底段和基础的轴向位置，及时拆除牵引绳。在此基础上，塔筒底部继续下降，当塔筒法兰底部与基础环上表面相距3时～5cm时调整塔筒，使塔筒底部的门标线与塔筒基础的门标线完全对齐。

 

安装2.3中间塔筒

 

中间塔筒的安装过程基本相同，以第二段为例。第二段塔筒运输采用水平方式运输到指定地点。吊装作业开始前，施工人员应将第二段塔筒与第一段塔筒之间的所有连接固件和安装工具吊放在底部1段塔筒上的平台上。前期工作结束后，施工人员开始安装塔筒吊具，配备两台起重机水平吊装第二段塔段。主起重机用于吊装塔筒顶部法兰，辅助起重机负责吊装塔筒底部法兰。起重机受力后，施工人员及时拆除塔筒支撑，清理其上的各种杂物。两台起重机应高度配合，协调吊装任务。严禁法兰与地面接触，直至塔筒保持垂直状态。当法兰表面与地面相距0.3m时，应及时拆除法兰上的起重机。

 

在安装施工现场配备特定类型的履带吊，完成塔筒翻转。施工人员利用牵引绳保持塔筒姿势的科学性，使主起重机吊装第二段塔筒，慢慢接近底段塔筒上的法兰，做好两者的轴向对齐；慢慢下放第二段塔筒，直到相关人员能够旋转塔筒，初步纠正第二段塔筒和底段塔筒的轴向位置，拆除牵引绳；当底面与底段塔筒上的法兰表面相距3时，慢慢下放第二段塔筒～5cm时调整塔筒。