风电场土建及风机安装施工技术应用探究
摘要
关键词
风电场土建;风机;安装施工技术
正文
引言:风电行业近年来在全球范围内呈现出快速发展的态势,已成为可再生能源领域的重要组成部分。这一行业的蓬勃发展得益于技术的进步、政策的支持以及市场的需求,共同推动了风电行业的持续扩张和优化。本文的主要目的为分析风电场土建及风机安装施工技术的应用情况,了解风电场土建施工技术的关键点、风机安装施工技术的难点,进一步提高风电场土建及风机安装施工的技术水平和工程质量,推动风电事业发展。
一、工程概况
本文在进行风电场土建及风机安装施工技术应用分析的过程中,主要以黔江麒麟二期风电场为例。其中该风电场的风机布置基本原则为:第一,所有风电机组均应布置在重庆市黔江区,并保证风电机组基础永久性征地和临时性征地均在重庆市黔江区。第二,在基于可研阶段机位点的前提下,根据风能资源复核评估情况,尽量选择风能密度大的区域排布风机,根据风向和风能玫瑰图,垂直于主导风能方向排列。第三,尽量集中布置风机点位,达到充分利用风电场内风能资源,并尽量减少风电场内道路和集电线路投资。第四,麒麟二期风电场正选风机点位、安装平台、场内道路均应避开文物遗迹、古寨墙等限制性区域。第五,风力发电机组所布置的位置应满足交通运输及施工的要求,场内道路需通过新建、改建道路联通,并满足运行期运维要求。第六,机位应满足机组安全性要求,必须经过机组载荷计算。在进行微观选址分析时,需要根据上述原则对风电场风机进行初步排布,利用WT软件计算风电场的风能分布及发电量,综合评估各风机点位的发电量、尾流损失和湍流强度等;在初步排列基础上对风机进行优化排布,并考虑多个备用点位;再次结合现场踏勘情况和1:2000地形图,确定风机坐标,以达到充分利用资源、发电量最大及投资最低的目的;最后还需根据风机厂家提供的微观选址复核报告和载荷安全性评估报告,调整并最终确定机位布置。风机布置时在主风向上尽量使风电机组布置间隔尽可能大,减少风电机组相互间的影响,遵循在盛行风向上不要相互遮挡的原则进行排布,在垂直于主风向的方向上可适当加密布置,充分利用宝贵的风能资源。考虑到本风电场所在风向、风速及可利用土地资源有限的特点,因地制宜地进行优化设计。在可研报告收尾阶段,业主分别组织设计单位、风机厂家对重庆黔江麒麟二期风电项目进行了初步微观选址工作。此次微观选址工作的主要目的是通过考察预选的机位点现场条件,包括地形地貌特征、环境条件、施工难度等,对内业的设计工作进行确认和复核,并采集信息,为下一步优化调整机位和道路提供依据,鉴于风电场场区范围内存在生态红线、基本农田、居民点、高压线等限制性因素,根据微观选址结果及机位排查情况,对各机位点进一步优化,此次微观选址采用实地踏勘及无人机航拍的方式进行,现场踏勘机位相对位置如图1所示。
图1机位布置示意图(15台踏勘机位)
二、风电场土建施工
1.场地平整与基础处理
在开展风电场土建施工技术时,首先要做到场地的平整,并且做好基础处理,场地平整是施工的基础内容之一,要求在施工之前对施工场地进行处理,清除施工场地中所存在的一系列障碍物,为后续的施工操作提供一个更为平整而且安全的场地。在这个施工过程中,首先要对施工地形进行测量,了解到施工场地的地形、地貌,为平整方案设计提供最为准确的数据支持,可以根据测量结果以及设计要求进行进一步分析,目前可以采用推土机、挖掘机等一系列设备开展平整工作。为了确保整个场地的平整度以及压实度能够满足施工的实际需求,还需要对平整后的场地进行压实检测工作,在场地平整过程中需要对场地周围的环境以及设施进行保护和检测,避免出现不必要的破坏以及污染现象。在进行施工场地处理时,所谓基础处理则是指需要对施工场地中所存在的不良地质条件进行加固处理,在已有的地质勘测报告基础之上,对场地中所存在的软基、盐碱地等一系列不良地质条件进行分析,根据实际情况选择相应的处理方式进行处理。例如,针对软基状况则可以采用装机等加固方式,以此来提高地基的承载力以及稳定性,面对盐碱池在这一阶段则需要采用防渗处理方式,防止土壤中的盐分在第一时间内渗透到地基中,影响到地基的稳定性以及地基的耐久性。在基础处理过程中则需要考虑到施工质量以及施工材料等多个不同方面,确保其在进行施工处理时,其处理质量得以提升,处理效果能够达到预期的实际需求。
2.风电机组基础施工
在开展风电场土建施工技术时,还需要做好风机组的基础浇筑与养护等一系列工作。开展基础坑开挖工作之前,首先要根据已有的风电机组设计图进行精准的测量和定位,确保基础坑的位置,尺寸,深度等均符合本次设计的实际要求,做好基础坑的开发工作,保证基础坑开挖的准确性,高效性,在实际施工时应严格按照设计图纸进行开挖,深度、宽度等均需要进行确定。做好及时的测量和矫正工作,保护施工现场的土壤和植被不受到破坏,避免其对周围环境带来了大量的破坏。第二,基础浇筑养护工作则是指,在浇筑与养护的过程中,需要明确风电机组设施是其中最为关键的环节,直接影响到了整个建筑的基础稳定性和基础承载能力。在浇筑工作开展之前,进行基础的钢筋绑扎和模板安装工作,保证基础的牢固性。建筑设计过程中,首先需要严格地按照施工图纸以及施工规范要求进行浇筑,保证混凝土的密实性和强度。在浇筑工作完成后还需要进行基础的养护工作,以此来确保基础强度能够达到最初的设计要求。开展养护工作期间,要保证温度、湿度的稳定性,避免基础本身遭受外界的大量破坏和影响。
3.升压站及附属设施建设
在风电场建设中,升压站以及相应的附属设施扮演着至关重要,不可忽略的角色,作为风电场的核心设施之一,升压站的稳定性、安全性直接关系到了风电场的日常运行效果以及自身的发电效益。为此,在当前进行升压站的建设时,需要严格地按照相关规范以及要求进行升压站建设,升压站的主要功能则是指将风电场所产生的低压电能逐步升压成为高压电能,然后将高压电能输送到电网中,再输送到各个不同用户升压站的建设过程中需要安装和调试大量的高压电气设备,例如,常见的开关设备、保护装置以及变压器等等。为了确保所有设备安装和调试质量得以提升,需要严格地遵守高压电器的安全规章制度,确保设备的安装位置准确,设备使用质量得以提升,其实现了接线正确,调试合格,升压站的建筑结构也需要符合当前建筑设计的相关要求,确保建筑设备在相对较为恶劣的气候条件下能够实现稳定地运行,其运行的质量得以提升。除了升压站的建设之外,附属设施建设也同样尤为重要,这是由于在风电场中道路是风电场运行维护的最重要通道之一,当前需要保证所有道路的通行性和安全性,而围墙建设则是为了保护风电场的设备避免外来人员或是或是动物闯入。照明设施的存在则是保证风电场即便是在夜间以及环境相对较恶劣的条件下,其可见性均可以得到提高,维护运行管理人员的安全性,工作质量也能够得以改善。为了确保升压站以及附属设施的正常运行,当前还需要定期地进行检查和维护,检查人员需要对所有设备进行全方位的检查,及时发现并处理潜在的安全隐患,维护人员则需要定期对设备进行保养和维修,保证设备的性能和稳定均可以得到提升。
三、风电场
1.风机设备及部件运输
在进行风机安装过程中需要考虑到安装的设备以及部件运输风机设备的部件尺寸的重量,是决定风机在进行运输时运输方式的最重要因素之一。面对相对较小的部件,例如,发电机、齿轮箱等等,当前可以采用的运输方式为公路运输,这些部件本身尺寸相对较小,并且重量相对较轻,既方便于装载和卸货,同时公路运输灵活性强,其可以直达风电场,然而对于较大的部件,例如塔筒,叶片等,则由于尺寸和重量的限制,采用当前需要采用铁路运输或者海上运输。其中铁路运输的优点在运输量大并且稳定性好,但是铁路运输的缺点则在于铁路线路的敷设以及运输能力问题,运输具有一定的局限性。海上运输的优势则在于可以实现远距离、大批量的运输,但是在海上运输时则需要考虑船舶的载重能力以及航行的安全问题。在运输的过程中还需要做好运输保护工作,风机设备以及部件的保护合约是极为重要,为了确保所有设备安装的完整性和安全性,当前需要采用一系列的保护措施,针对容易磨损的部件,例如轴承,齿轮等,当前则需要应用专业的安装箱进行包装,并且在包装箱内放置减震材料。对于大型部件,例如塔筒,叶片等则需要采用绑扎和固定措施,防止在运输过程中出现晃动和碰撞等一系列情况,目前还需要加强运输过程中的监控和管理工作,及时发现存在的问题,并且对潜在的安全隐患进行处理。
2.塔筒安装工艺流程
作为风力发电机组最为重要的支撑结构之一,塔筒在进行安装时,其安装流程极为重要,需要做好塔筒的安装管理才能够保证在后续应用过程中应用质量得以提升。在进行安装之前,首先需要精准地进行设计、测量和剪切,同时做好钢板的切割,保证截断尺寸属于准确无误现象,还需要对钢板进行除锈、防腐等一系列处理,提高钢板的耐腐蚀性,增强钢板的使用寿命。在制备的过程中需要严格地控制材料质量,并且提高加工精度,保证每一个节段均符合本次实际设计时的设计要求。在截断吊装与定位时,需要考虑到这是塔筒安装的关键环节,选择最为合理的起重设备,确保吊装过程的安全性、平稳性,还需要在吊装的过程中进行实时监控,确保截断吊装可以直接放置在指定位置,定位时需要采用精准的测量仪器和定位方法,确保截断之间的连接精度可以得到提升,整体稳定性也能够得到改善。在焊接过程中需要采用最为合格的焊接工艺以及焊条,确保焊缝质量和焊接强度得以提升,还需要对焊接过程进行严格的质量控制,包括对焊缝外观进行观察,以及无损检测等,只有确保焊接质量符合要求,才能够提高塔筒安装的整体效果。要求在实际安装过程中,每一个环节均需要严格地按照相关的规章制度进行操作,只有每一个施工环节均达到设计标准和设计要求,才能够保证塔筒的安装稳定性以及安全性,为风力发电机组的正常运行提供强有力的保护。
3.机舱和发电机安装方法
在风力发电设备安装过程中,机舱和发电机的安装也是极为重要的,其安装环节直接影响了整个风电系统的稳定性和发电效率。在进行机舱的安装时,安装位置的选择和安装质量控制都是最为重要的一部分。在安装机舱之前,首先需要对塔筒进行精准的定位和矫正,保证塔筒的垂直度和稳定性,随后需要将机舱放置在塔的顶部,通过连接件可以将机舱与塔筒牢固地进行连接,连接件的选用和安装则需要符合本次设计的实际标准,确保塔筒的垂直度和稳定性。将机舱与塔筒牢固地进行连接在一起,而连接的选用与安装则需要符合本次设计的实际标准和要求,确保连接安装的可靠性和稳定性,避免在安装过程中出现倾斜或者是倒塌这一现象。发电机作为整个设备中最重要的组成部分之一,安装质量同样尤为重要,在使用发电机之前,需要对发电机的各个不同部件进行检查和测试,保证发电机始终处于正常运行状态,明确发电机性能的稳定性后才能够对发电机进行安装,需要考虑到风机、叶片、齿轮箱等不同的部件形成完整的驱动系统,还需要在使用过程中注意发电机的维护和保护,避免在安装过程中出现损坏和污染等现象。
结语
综上所述,风电场土建及风机安装施工行业作为清洁能源产业的重要组成部分,在推动我国能源结构调整和可持续发展方面发挥着至关重要的作用。然而,随着技术的不断进步和市场竞争的加剧,该行业也面临着一些挑战和机遇。为此,在这一阶段需要明确安装的技术要点,进一步提高风电场供电的稳定性和可靠性。
参考文献:
[1]李路路.山地风电风机基础土建施工难点与质量控制研究[J].科技资讯,2023,21(19):122-125.
[2]周迅.响水风电场土建及风机安装施工技术应用[J].节能,2011,30(04):60-63+68.
作者简介:朱小龙(1993.04—),男,汉族,湖北当阳人,工程师,硕士研究社学历,研究方向:水利水电工程。
...