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摘要:風電作為一種新型電能源,在我國經歷了近七年的“風馳電掣”般的發展后,由于各種事故頻發,引起廣泛的爭論。本文就風電施工中的一些基本重點與風電發展的優勢進行了綜合描述和評析,以便于施工借鑒。同時期盼迎來風電建設的真正繁榮與發展。
關鍵詞:風電 施工 優勢
1 概況介紹
風電作為一種新型電能源加以利用,在我國初始于2005年。過去的幾年里,中國風電堪稱“風馳電掣”。2009年底,中國累積裝機容量超過德國成為世界第二,而當年的新增裝機容量已是全球第一。
風機一般由基礎、塔筒、發電機組、風葉、箱變和輸送線路等六部分組成,然后再由一個總控制中心構成風力發電場。風機總高度(指的是風電機組安裝高程和本機地面高程之間的高度差值)一般約在50至80m。風機的土建工程施工項目較少,其基礎一般圓型,直徑約在20~30m之間,對周邊影響較小。風電工程建設的重點為基礎以上部分金屬結構的制作和安裝。
2 風機施工
2.1 土建工程施工
風機土建工程主要指風機基礎工程。風機基礎是風機的根本,它必須有足夠的承壓能力,還必須有足夠的抗傾覆能力。因此對基礎的承載力要求比較高。
風機基礎尺寸一般約在20~30m,其埋深一般在3~5m。因此風機基礎的土建施工方式較為簡單,一般采用液壓反鏟可直接進行開挖,無須再利用其他大型設備。
風機基礎在施工過程中,必須要保證建基面滿足設計承載能力的要求。對于巖石基礎,一般需清理至原狀巖上,表面無松動石塊;對于土質基礎,需對其進行夯實,經檢驗達到設計承載能力要求后方可進行下道工序施工。基礎混凝土和鋼筋綁扎按設計要求進行施工。混凝土的強度必須達到設計要求標號和強度。回填埋土應按設計要求進行施工,因設計在進行荷載計算時已將回填土對整臺風機穩定性所產生的影響考慮在內。
土建工程的施工重點主要有:第一、建基面必須滿足設計要求;第二、土建工作各工序質量檢驗合格;第三、土建各試驗檢驗達到設計要求標準或國家相關標準;第四、各種預埋件必須準確、且保證通暢;第五、必須有應急準備措施且落實到位等。
2.2 安裝工程施工
風機安裝工程包括塔筒、發電機組、葉片等的安裝,塔筒安裝包括基礎環的安裝。
基礎環是埋設于風機基礎混凝土之內,其外露約為20~30cm,以便于向上和塔筒對接。基礎環安裝一般采用吊車進行吊裝就位和調試。基礎環安裝重點是調平和對正(對正指的是與設計塔筒門位置或方向)。個人認為,基礎環在安裝過程中按照四測三調的方式進基礎環安裝質量測控。四測三調指的是在基礎環安裝好后和基礎澆筑完成這段時間內可進行的階段性質量檢測和控制,其基本操作為:在基礎環安裝完成后進行初次測量和調平;在鋼筋和模板安裝完成后進行第二次測量和調平;在澆筑至調平螺栓下方約10至20cm左右時,進行第三次測量和調平;在混凝土澆筑完成后至塔筒安裝前進行最終的交面測量。在所謂的四測三調中,第一次測量和調平是關鍵中的關鍵,因為此時鋼筋未安裝,基礎環調平測量空間大,極易操作和糾正。后面的三次測量和兩次調平都只能微調,以確保基礎環安裝尺寸偏差在設計允許偏差值(或廠家允許偏差值)之內。
塔筒安裝屬于地表安裝,由于塔筒的重量較大,因此風機塔筒及以上金屬結構部位的安裝基本上均須采用大型吊裝設備進行吊裝。此時要求作業場面應能滿足大型吊裝設備進入且展開。塔筒及以上部位吊裝一般采用500t及以上的汽車吊或履帶吊獨立或合力吊裝。因此對場地要求較高,一般應滿足吊裝面和承載力的兩點要求。
發電機組一般分為機組、輪彀等多個組件,運輸至現場后在安裝作業面進行組裝。
葉片一般在組裝場地內組裝完成后,再整體吊裝。
安裝施工重點有以下幾個方面:第一、吊裝件在安裝時,前一部件必須與風機基礎形成穩固的整體,即連接螺栓必須安裝堅固到位,方可進行下一部件的吊裝作業;第二、場地內組裝件必須全部組裝完成并緊固,形成一個整體部件;第三、吊裝過程中,必須單人獨立指揮,且其與指揮副手之間的溝通應通暢,指揮命令必須準確傳達;第四、吊裝時應盡量選在風力較小的時候進行作業;第五、必須有應急準備措施和應急救援措施,且落實到位;第六、關鍵部件的吊裝應有廠家人員在場進行指導;第七、所有的吊裝部位或起吊點均應采取保護措施,以防止在吊裝過程中發生物件損傷。
2.3 其他工程施工
其他工程包括箱式變壓器、電纜、接地等工程。
風機工程的箱變一般為一臺風機配備一個箱式變壓器。因此箱式變壓器一般位于風機附近,同時風機的接地工程和電纜工程也相應的配套為一臺風機一套接地系統。
箱式變壓器由于其體型較小、重量輕等特點,因此其施工更為簡單。電纜和接地工程等基本一樣。
其施工重點主要為:第一、各個接頭或接點必須緊固或者焊接點滿足相應規范要求;第二、各個接頭或接點必須位置準備,滿足設計要求。
2.4 風機試運轉
風機試運轉是在風機各部位均已調整完成好之后開始,由于風機的特殊性,風機的試運轉分成2個部分進行,一是單機調試,二是系統試運轉。
單機調試主要是指針單臺風機安裝完成后,進行其內部獨立系統方面的單獨調試,主要是測試單機各方面的運轉能力,能不能達到設計要求。
系統試運轉主要是在風場內所有風機已完成單機調試后,所有系統均已完成單獨調試,由總控中心開始測控風機各個系統的運轉性能。
單機調試和系統試運轉一般由廠家來進行,施工單位配合。因此,不再詳細描述。
3 風電的發展優勢
風電的快速發展,除了諸多開發公司搶占地盤之外,主要還是其自身的優勢所致,個人認為風電與其他電業相比,存在以下幾個方面的優勢:
第一:占地面積小,投資少
風機與水電等相比,存在著占地面積少和投資少的優勢。單機占地面積少,且無須移民或淹沒土地等問題,因此,其造價相對于水電來說就比較少。
第二:對環境破壞和污染少,利于環保
風機基礎很小,因此不會大面積進行開挖,因此對環境的破壞比較少,而且在生產過程中,不會排放煙霧等污染物。同時也不用向水電一樣,需要引水蓄能等。因此,風電極利于環境保護。
第三:施工工期較短
風機的結構簡單,其基礎也相應簡單,大多數均為安裝工程,因此其基建時間短,單臺風機從開始基建至調試完成,大約僅需要6個月左右的時間,比起水電動輒三五年的時間,要短得多。
第四:對環境要求低
風電建設只需要在有風的地方即可進行建設,無論是巖石或沙灘,無論是荒漠或土田,都可以進行風機建設。而水電對地質要求相對較高,火電對水質要求較高。
第五:后果影響較小
單臺風機出事故后,僅影響總的供電量,且風機建立一般是在曠野中,不會造成很嚴重的事故發生。而火電、水電和核電出現大事故后,很容易造成極為嚴重的社會影響或人員的大量傷亡。
4 結束語
由于我國風電開發自2005年開始至今,尚不過七年左右時間,而國內風電已進入了一個蓬勃發展的時期。受這一特點影響,我國風電的快速發展勢必會帶來很多的弊端。特別是風機制造業,由于受市場的影響,在各種技術尚沒有完全消化吸收的前提下,制造更多的設備以滿足市場需要,因此造成設備由于自身技術條件不完全成熟而帶來的各種負面影響和事故頻發。同時也由于市場的需要,國內產生了一些只依靠圖紙就進行生產的小廠家,也把風機自身的不安全性抬高到了一定程度。
近年來暴露的諸多事故和問題,值得機組生產廠商去思考和調整。但風電本身的無污染性、低破壞性等都值得去推廣和開發。
我堅信,只要解決了生產制造問題,風電的發展將是輝煌的,風電發展的前景是廣闊的!