浅谈单机容量1500KW风电机组安装及调试

摘要 风电机组的安装工程关键点有：机组地基处理、塔架起吊安装、发电机组安装、机组调试等，本文作者根据自身实际工作，结合粤水电新疆布尔津城南风力电场（一期）49.5MW工程谈谈个人对单机容量1500KW风电机组安装的一些体会。

关键词 1500KW；风电机组；风能

1、工程概况

新疆布尔津城南风电场工程场址为平原，机组运输及安装条件不受限制，一期工程通过技术经济综合比选，最终选用机组可靠性较高，运行维护成本较小的金风S77-1500KW变速变桨机型。施工中，风电机组对地基基础有较高的要求，基础承受的主要荷载有机组和塔架自重、水平风荷载，其中水平风荷载分正常风速、额定风速和暴风三种工况，取最不利工况计算。这要求施工单位在实际施工中要按照地质详勘资料做好地基设计，通过反复科学认证确定并严格按设计做好地基处理。

2、安装设备、附件需求及安装前准备工作

布尔津城南风力电场一期工程风电机组的塔架高度为65m，重约100t，由于塔身自重较大，一般均分段起吊安装，通过由三部分组成，每两部分之间用法兰盘连接。这些圆筒塔架分段运输至施工现场后，先将筒内的配件及缆线安装好，然后再进行吊装。吊装方法采用双机抬吊递送法。采用两台起重机，一台为主机起吊设备，要求设备起吊能力不低于400t履带吊，另一台作为副机起吊设备，要求设备起吊能力不低于50t。副机起吊设备主要用于底部配合主机吊起筒身，随着主机的起吊，副机要行走和回转，将设备递送到基础上就位。这项工作的关键点是要保证在满足塔架高度、有效起吊高度、起吊重量等条件的情况下起重机能够360度回转。

由于吊装工具因为吊装方式的不同而各有差异，在吊装过程中，施工单位应该依据实际情况以及使用方的具体要求进行吊装，根据实际吊装物的重量尺寸，结合实际吊装方式选择正确的合理的吊装工具，以保证吊装过程当中的安全。

在吊装前的准备工作是保证吊装安全、质量及进度的重要环节。在正式安装之前，首先需要全面熟悉风力发电机组各吊装部件的相关技术性资料；之后对有制造厂运输到安装现场的各安装部件和零件在吊装之前进行安全排查，确保规格数量正确；检查吊装的结构、坐标以及水平面，确保其符合设计要求，并保证整个基础阶段无杂物；之后对吊装工具及其中设备进行检查，保证整个吊装过程当中的安全性准确性。

3、现场安装步骤及施工方法

3.1现场安装步骤

风力发电机组主要由基础段平台（包括塔架基础段）、电器控制柜、塔架下段、塔架中段、塔架上段、机舱、风轮的组成。由于风力发电机组本身高度高、质量重和体积大，因此必须先进行分段安装之后由下到上逐渐有序吊装。

具体安装步骤：交流柜（在交流柜吊装之前，首先完成底层平台的吊装。由于变流器是安装在基础段的底层平台上，所以变流器要求先吊入底层平台）塔架下段塔架中段塔架上段机舱风轮风轮与机舱的对接电气安装其他安装工作（如塔底控制柜的安装，变桨系统的安装，接地线的安装等）对风力发电机组进行现场调试，验收。

以上的安装步骤是一个基本的大概步骤，并不是完全安装规程。在实际安装过程当中需要结合实际需求以及风电机组的设计要求进行安装。

3.2施工方法

1）使用水准仪

使用水准仪来测量法兰表面四周八个分布点的水平度；校验基础环水平度，水平度需要小于等于3mm；校验基础环的圆度，圆度的偏差需小于等于2.2mm；清扫基础环表面的杂质和污迹，保持整洁。在安装塔筒之前，应该用一定规格六角螺丝固定基础平台塔架与基础环。进而起吊塔其它风机机组构件，用汽车吊至基础平台安装，缓慢放下构建，对准安装孔并用螺栓加固。

2）塔筒的吊装

塔架的下段、中段、上段的吊装步骤大致相同，故以底端塔筒吊装为例进行说明：

①现将吊耳板装在塔筒两端法兰上，并按照设计要求打好力矩。②起吊前将此塔筒上法兰所用的螺栓以及工器具等放在塔筒上平台处进行固定。③将卸扣、吊带或钢丝绳安装在塔筒吊具上，并分别于主吊和副吊连接。④主吊与副吊同时运作，等塔筒距离地面1m左右时，清理塔筒下方的杂质和污迹，并对磨损处补漆。⑤主吊继续升起，副吊进行配合，待塔筒处于垂直位置时，将法兰吊具拆下。⑥当塔筒距离基础环塔基柜30cm时，主吊停止下降放钩进行对位，调整适宜之后，继续下落直至基础环，螺栓孔对位后穿入螺栓、垫片之后预紧，随后用液压扳手进行初拧和终拧。

3）机舱的吊装

①首先在地面上将安装风轮的工具和标准件以及控制电缆放置在机舱内，之后安装风速仪、风向仪和航空警示灯等。最后安装好机舱罩壳并密封。②拆除机舱的运输支架的连接螺栓，安装吊装专用吊具，主吊挂钩缓慢起升至距地面1m左右时，安装机舱爬梯。③机舱提升超过上塔架上法兰后，按照指挥移动吊机至塔筒正上方，缓慢下降机舱，当与上法兰距离1cm时，停止吊机，保证机舱纵轴线在偏离主风向90°位置处，便于风轮安装。④使用导向棒对准螺孔，引导机舱法兰与塔筒法兰对位，穿入螺栓紧固，在这一过程中吊机需要承受机舱二分之一的重量。

4）电缆的连接

在安装完风机结构件后，从上到下依次铺设电缆并与塔基变频器、变压器连接，电缆要进行绝缘和相序测试。

5）风轮吊装和叶片组装

①将轮毂吊装至有利于叶片拼装和风轮起吊的位置进行拼装。②缓升主吊，叶片送入轮毂；上紧螺栓，卸下吊具；在叶片前部三分之一处用支架托或用副吊牵引住叶片。③用扁平形吊带兜在两只叶片的根部，同时将两个叶轮导向螺栓并排旋入轮毂漆雕上方的位置落空。④起吊风轮，并在离地后清洁轮毂法兰，涂抹MoS2；并用副吊提起垂直向下的叶尖。副吊和主吊相配合，将风轮从水平状态倾斜，待垂直向下的叶尖完全离开地面后，副吊脱钩，将风轮吊至轮毂高度，平移吊车当轮毂法兰接近主轴法兰时停止。⑤松开低速锁定，调整高速轴刹车制动螺栓，松开高速轴刹车，缓慢转动高速轴调整主轴位置，牵引绳配合吊车使两个风轮导向螺栓穿入主轴法兰孔，锁紧高速轴刹车。⑥安装轮毂与主轴螺栓，上半圈螺栓按规定力矩紧固后，松开高速轴刹车，旋转叶轮，紧固下半圈螺栓。完成轮毂与主轴螺栓的紧固后，将风轮吊具拆掉。

4、安装注意事项及调试

由于风电机组的所占面积不小，受到各方面因素的影响，因此安装过程当中有许多事项应当注意：

1）风电机组的基础段整体稳定性直接影响风机安全运行，从基坑的定位开始就必须由地勘工程师现场定位，确保基础下25m深度范围内无不良地质现象。而对基础地质缺陷必须慎重处理。

2）在叶轮由水平状态缓慢倾斜时，注意防止叶尖着地。

3）法兰面需要均匀涂抹S状硅酮耐候密封胶。

现场调试是风电机组的安装最后一个环节，其相关步骤如下：

1）确认接地系统已经达到安装要求，并且检验所有线路连接正常无短路现象；箱变低压侧已经上电，电压值为690V±5%；机组安装完毕且无破损件；机组操作钥匙处于维护模式且机组处于维护状态；水冷系统处于手动状态，水冷系统测试完毕后切换为自动模式。

2）对机组进行调试：主控系统水冷系统变流系统水冷系统主控系统变桨系统主控系统机舱部分变桨系统主控系统变流系统主控系统变流系统主控系统。

5、结语

随着国家政策对绿色能源产业的不断倾斜，风能发电具有很好的开发前景，施工单位应结合本企业技术优势，加大对风电机组科学施工课题的研究力度，在满足施工要求的基础上下功夫不断对自身技术水平进行创新提高，重点把握好风电机组施工的几个关键点，避免或减少这些因素对施工成本的影响，从而提高企业的效益。