風力發(fā)電機組現(xiàn)場安裝與裝配畢業(yè)設計說明書_圖文

1、 畢業(yè)設計說明書作 者:劉永順 學 號: 0914400123 系 :輸變電技術(shù)專 業(yè):機電一體化題 目:風力發(fā)電機組的現(xiàn)場安裝與裝配 指導者:(姓 名 (專業(yè)技術(shù)職務 評閱者:(姓 名 (專業(yè)技術(shù)職務 2006 年 6 月 吉 林東北電力大學畢業(yè)設計說明書(論文摘 要隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展、能源緊張的問題日趨嚴峻,世界各國都在研究開發(fā)能夠替代 傳統(tǒng)化石能源的可再生清潔能源。風能儲備巨大,可再生無污染,大規(guī)模開發(fā)具有得天 獨厚的優(yōu)勢。風力發(fā)電最具市場潛力、最適合風能的大規(guī)模開發(fā)利用。目前,風力發(fā)電 機組已遍布世界各地,裝機容量每年都以很高的比例在持續(xù)增長。特別是中國,近幾年 每 2年新增裝機容量就

2、翻一番, 2009年總裝機容量已達到 2500萬千瓦,局世界第二。 中國已成為開發(fā)潛力最大、風力發(fā)電機組主機場商最好看的市場之一。然而,裝機容量的快速增長和工程技術(shù)從業(yè)人員的增多,針對工程施工安裝人員和 風力機維護人員、 工程技術(shù)人員學習培訓的指導書較少, 風力機市場繼續(xù)風力機組安裝、 運行維護和故障診斷方面的技術(shù)知道和培訓知識。在這種風力發(fā)展現(xiàn)狀下,經(jīng)李云超導 師的指導以研究各種機型的現(xiàn)場安裝、裝配與施工為基礎,結(jié)合多年來的風力機工程安 裝、運行維護和故障診斷處理的實踐經(jīng)驗完成了此次畢業(yè)論文,使我對風力發(fā)電機組的 現(xiàn)場安裝與裝配有了一定的了解。關(guān)鍵詞:風力發(fā)電機組;現(xiàn)場安裝;裝配;施工劉永順

3、:風力發(fā)電機組的現(xiàn)場安裝與裝配目 錄摘 要 . . I 引 言 . . I 1 機組安裝的前期準備工作 . . IV 1.1風力發(fā)電場建設的前期工作 . . IV 1.1.1風力發(fā)電場建設前期準備工作 . . IV 1.1.2風力發(fā)電場工程項目的實施 . . V 1.2風力發(fā)電場的選址 . . VI 1.2.2風力發(fā)電場選址的方法 . . V II1.2.3風力發(fā)電場選址的步驟 . . IX2 風力發(fā)電機組的現(xiàn)場安裝與裝配 . . XIV 2.1風力發(fā)電機組安裝的施工組織準備 . . XIV 2.1.1現(xiàn)場安裝的施工組織設計 . . XIV 2.1.2 質(zhì)量和安全措施 . . X V 2.1.

4、3風力發(fā)電機組安裝施工程序 . . X V 2.1.4安裝施工方案的編制方法 . . XVI 2.1.5設備安裝各項施工措施的編制 . . XVI 2.1.6現(xiàn)場安裝單位工程施工進度計劃的編制方法及要求 . . X VII 2.1.7風力發(fā)電機組現(xiàn)場安裝的要求 . . X VII 2.1.8 編制安裝計劃 . . XIX 2.2風力發(fā)電機組的現(xiàn)場安裝與裝配 . . X X 2.2.1 安裝前的準備工作 . . X X 2.2.2 塔筒的吊裝與安裝 . . XXI 2.2.3 機艙吊裝 . . XXIV 2.2.4 葉輪組裝 . . X XVIII 2.2.5 葉輪吊裝 . . X XX2.2.

5、6 電氣設備的安裝 . . XXXII3 風力發(fā)電機組的調(diào)試與驗收 . . XXXVI 3.1 現(xiàn)場調(diào)試 . . XXXVI 3.1.1 現(xiàn)場調(diào)試程序 . . XXXVI 3.1.2 調(diào)試方法 . . XXXVII 3.2 試運行 . XXXIX東北電力大學畢業(yè)設計說明書(論文3.2.1 試運行計劃 . . XXXIX 3.2.2試運行前控制系統(tǒng)的檢查和試驗要求 . . XL 3.2.3 試運行要求 . . X LI 3.2.4 試運行維護 . . X LI 3.3風力發(fā)電機組的驗收 . . XLII 3.3.1 驗收程序 . . XLII 3.3.2驗收檢驗內(nèi)容及試驗方法 . . XLII

6、3.3.3 驗收文件 . . X LVI 3.3.4 交付 . . XLVII 結(jié) 論 . . XLVIII 參 考 文 獻 . . X LIX 致 謝 . . L引 言人口、能源、環(huán)境是當今人類生存和發(fā)展所要解決的最為緊 迫的問題。隨著世界人口的增加和經(jīng)濟的迅速發(fā)展,人類消耗能 源也與日俱增,目前廣泛應用的常規(guī)能源,如石油、天然氣及核 能等都是有限的,并會產(chǎn)生污染。而潔凈的可再生資源(如太陽 能、風能等最近一些年來得到了迅猛發(fā)展,其中風能是一種潔 凈、無污染、可再生的綠色資源,在世界各國蘊藏十分巨大,是 目前最具大規(guī)模開發(fā)利用前景的能源。為了解決化石能源的不斷消耗對經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境的 影

7、響問題,我國和一些主要發(fā)達國家在未來能源規(guī)劃中,都明確 提出了可再生能源發(fā)展的具體目標。 在 國家中長期 (2006-2020 年科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要中,將可再生能源規(guī)模化利用列為 能源可持續(xù)發(fā)展中的關(guān)鍵科學問題之一,隨著石油、天然氣、煤 炭等傳統(tǒng)化石燃料的枯竭機器燃燒鎖造成的環(huán)境污染,作為可再 生能源的風能的開發(fā)和利用具有十分重要的意義。風力發(fā)電事業(yè) 正是在這些常規(guī)能源告急和生態(tài)環(huán)境惡化的雙重壓力下,開始蓬 勃發(fā)展的。風能是一種取之不盡、用之不竭的綠色環(huán)保型可再生能源。 在可再生能源中,風力發(fā)電是除水能資源外技術(shù)最成熟、最具有 大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)利用價值的發(fā)電方式。 由于其在減輕環(huán)境污染、

8、減少溫室氣體排放、促進可持續(xù)發(fā)展方面的突出作用,風力發(fā)電 越來越多地受到世界各國的高度重視。風力發(fā)電是指利用風力發(fā)電機組直接將風能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā) 電方式,是風能的主要利用形式。雖然我國的風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)起步 較晚,但近年來,在政府的大力倡導下,呈現(xiàn)高速增長的趨勢, 我國已把利用風能作為一項基本的能源政策。第十一個五年規(guī)劃 以來, 我國的風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛, 截至到 2008年底, 全球風I電機組的總裝機容量超過了 1億 kW , 我國經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展, 風電機組總裝機容量也達到 1200萬 kW 。到 2020年,全國風電機 組裝機容量將達到 3000萬 kW 。我國的風能資源豐富, 202

9、0年以 后還將得到持續(xù)性的發(fā)展。因此,風能的規(guī)模化利用是國家能源 可持續(xù)發(fā)展的重大需求。我國風能資源豐富, 儲量 32億 kW , 可開發(fā)的容量 2.53億 kW , 居世界首位。國家十分重視風力發(fā)電事業(yè),大力扶持發(fā)展風力發(fā) 電。近年來風電規(guī)劃、設計、施工能力逐步加強。風電設備制造 國產(chǎn)化的步伐逐步加快,推動了我國風電事業(yè)的發(fā)展。在風電發(fā)展中最有影響,發(fā)展較快的國家有德國、美國、丹 麥、印度、荷蘭、英國等。值得一提的是,全球 83%以上的風電 裝機容量分布在德國、美國、丹麥、印度和西班牙。由于能源的 需求問題和環(huán)境要求問題,風能作為一種綠色能源在世界各國蓬 勃發(fā)展,風力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展體系在并網(wǎng)

10、型風力發(fā)電機組的大型 化和其控制技術(shù)的提高上。 20世紀 90年代后, 500kW 到 700kW 的機組已稱為風電發(fā)展的主導機型。目前國外已研制出了 1-4MW 的巨型風力發(fā)電機組。 中國從 80年代才開始發(fā)展風力發(fā)電, 規(guī)模 遠不及歐美等國,尚處于探索時期。因此,風力發(fā)電在中國能源 發(fā)展中的地位及其發(fā)展的前景預測研究這一課題有重要的戰(zhàn)略意 義和社會意義。它將向人們展示中國風力發(fā)電的美好前景,目前 中國風力發(fā)展面臨突出的問題,一是風力發(fā)展規(guī)模迅速擴大,形 成巨大的市場空間;二是風電場的開發(fā)、建設以及風力發(fā)電系統(tǒng) 的現(xiàn)場安裝與運行維護。近年來隨著風電機組單機容量的不斷增大,對風力發(fā)電機組 的現(xiàn)

11、場安裝專業(yè)人員需求量與日劇增,基于風力發(fā)電在國內(nèi)自身 發(fā)展特點及生產(chǎn)性質(zhì)的特點,要求員工必須有相應的專業(yè)知識、 技術(shù)水平及技能技巧,因此做好風力發(fā)電機組的現(xiàn)場安裝與裝配 這一論文對本人今后的工作有重要意義。- II -III1 機組安裝的前期準備工作即使有性能十分優(yōu)良的風力發(fā)電機組,如果風力發(fā)電場的風 力常年很小, 風力發(fā)電機組也無法將其優(yōu)良的性能充分發(fā)揮出來。 因此,選擇風能蘊藏量大的風場至關(guān)重要。年平均風速高是好風 力發(fā)電場的重要指標。當然還應該綜合考慮其他一些問題。本章 主要講述影響風力發(fā)電場選址的因素,掌握風力發(fā)電場選址的程 序和方法。1.1風力發(fā)電場建設的前期工作1.1.1風力發(fā)電場

12、建設前期準備工作首先根據(jù)有關(guān)氣象資料,并結(jié)合必要的風能資源測量手段, 對風能資源進行分析和評價,并估算風能資源總儲量及技術(shù)開發(fā) 量。風力發(fā)電場工程規(guī)劃以風能資源評價成果為基礎,綜合考慮 地區(qū)社會經(jīng)濟、自然環(huán)境、開發(fā)條件及市場前景等因素,規(guī)劃選 定各風力發(fā)電場的場址,并對選定的各規(guī)劃風力發(fā)電場進行統(tǒng)籌 考慮,初步擬定出開發(fā)順序。風力發(fā)電廠工程預可行性研究。風力發(fā)電廠工程可行性研究 是對選定的風力發(fā)電場進行風能資源測量和評估,開展工程地質(zhì) 勘查、工程規(guī)模與布置、工程投資估算和初步經(jīng)濟評價等工作, 初步研究風力發(fā)電廠建設的可行性,并初步確定風力發(fā)電場的建 設方案。風力發(fā)電場工程可行性研究。風力發(fā)電場

13、工程可行性研究是 對選定的風力發(fā)電場進行風能資源的評估,開展工程地質(zhì)評價、 工程規(guī)模與布置、電氣與消防設計、土建工程設計、土地征用、 施工組織設計、工程管理設計、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生設計、環(huán)境- IV -保護及水土保持設計、設計概算及經(jīng)濟評價等工作,研究風力發(fā) 電場建設的可行性,并確定風力發(fā)電場的建設方案。1.1.2風力發(fā)電場工程項目的實施一個風力發(fā)電場項目的投資與建設,需要與項目所在地的風 力發(fā)電規(guī)劃和電力建設規(guī)劃相一致,與當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和電力消 費水平相一致。在此基礎上,從有了建設風力發(fā)電場的意向,確 定風力發(fā)電場的場址,到最后建成風力發(fā)電場投入生產(chǎn),一般要 經(jīng)歷項目立項、可行性研究、工程建

14、設和運行管理幾個階段。各 階段的工作目標、工作內(nèi)容和工作性質(zhì)有很大的不同。(1我國風力發(fā)電場的政府特許權(quán)經(jīng)營方式特許權(quán)經(jīng)營方式是指用特許權(quán)經(jīng)營的方法開采國家所有的資 源,或建設政府監(jiān)管的公共基礎設施項目。風力發(fā)電特許權(quán)是政 府將特許經(jīng)營方式用于我國風力資源的開發(fā)。風力發(fā)電特許權(quán)政 策的運營機制是:政府采取競爭性招投標的方式把項目的開發(fā)、 經(jīng)營權(quán)給予最合適的投資企業(yè),企業(yè)通過特許權(quán)協(xié)議、購售電合 同和差價分攤政策運行和管理項目。風力發(fā)電特許權(quán)經(jīng)營方式對風力發(fā)電發(fā)展產(chǎn)生的影響主要有 以下幾方面: 通過競爭性投標。一方面促進電價明顯下降,結(jié)束了我 國風力發(fā)電上網(wǎng)電價居高不下的歷史;另一方面激活了風力

15、發(fā)電 投資來源的多元化,提高了國內(nèi)外企業(yè)投資風電項目的積極性, 為風力發(fā)電的發(fā)展注入了新鮮活力。 在風力發(fā)電特許權(quán)協(xié)議框架下,電網(wǎng)公司與項目投資者 簽訂長期購售電合同,保證了全部收購項目的可供電量,改變了 以往風力發(fā)電上網(wǎng)難的困境,使風力發(fā)電項目擺脫了產(chǎn)品銷售的 風險。V 建立了風力發(fā)電國產(chǎn)化生產(chǎn)的平臺。風力發(fā)電特許權(quán)項 目為所有希望進入風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的企業(yè)和個人提供了一個相對公 平的競爭機會,特別對資金實力雄厚的企業(yè),爭取到 10萬 kW 的 特許權(quán)項目,就邁入了風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的大門,并且在項目開發(fā)和 運營中從陌生到成熟, 逐步成為合格的風力發(fā)電開發(fā)商和運營商。 對風力發(fā)電設備制造商來說,通過項

16、目的國產(chǎn)設備制造,可以成 功地超越過 50臺和三年的運行經(jīng)驗門檻, 成為市場上合格的風力 發(fā)電設備供應商。風力發(fā)電特許權(quán)提高了我國風力發(fā)電設備國產(chǎn) 化和本地化的能力和活力。 風力發(fā)電特許權(quán)是我國目前大規(guī)模發(fā)展風力發(fā)電、促進 風力發(fā)電設備本地化制造和降低風力發(fā)電電價的重要措施。 (2風力發(fā)電場項目的立項風力發(fā)電場項目的立項是在風力發(fā)電規(guī)劃的基礎上,由有意 開發(fā)風力發(fā)電的企業(yè)發(fā)起,提出風力發(fā)電開發(fā)的項目,而后由政 府有關(guān)部門批準。風力發(fā)電場立項之前首先要確定場址,應選擇 風況較佳,交通運輸、安裝運行和上王條件都較好的地點作為場 址。風力發(fā)電場的場址選擇應通過大范圍的初選、初步測風、測 風數(shù)據(jù)處理、

17、風能資源評估等幾個步驟,最后通過綜合分析來確 定風力發(fā)電場的場址。具體方法需按照我國電力行業(yè)標準風力 發(fā)電場選址導則進行。在場址選定有了一定的測風資料并經(jīng)評估可開發(fā)之后,就可 以組織進行風力發(fā)電項目預可行性研究。預可行性研究的內(nèi)容和 深度可以參見國家風力公司下發(fā)的風力發(fā)電項目預可行性研究 內(nèi)容深度規(guī)定。預可行性研究報告經(jīng)過有關(guān)權(quán)威部門審查通過 后,可組織編制風力發(fā)電場項目建議書,并按國家規(guī)定的程序上 報審批。1.2風力發(fā)電場的選址- VI -風力發(fā)電的主要目的是節(jié)省常規(guī)能源,減少環(huán)境污染,降低 發(fā)電總成本(包括社會成本和經(jīng)濟成本。盡管風力資源是無處 不在并且是取之不盡、用之不竭的,但為了更有效

18、地利用風能, 創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益, 就必須慎重地選擇風力發(fā)電場的建設地點。 一個風力發(fā)電場址宏觀選擇的優(yōu)劣,對項目經(jīng)濟可行性起著主要 作用,風力發(fā)電場選址的好壞直接影響到風力發(fā)電場的生存。 風力發(fā)電場建設項目的實施是一個較復雜的綜合過程。風力 發(fā)電場的規(guī)劃設計屬于風力發(fā)電場建設項目的前期工作,需要綜 合考慮許多方面,包括風能資源的評估、風力發(fā)電場的選址、風 力發(fā)電機組機型選擇和設計參數(shù)、裝機容量的確定、風力發(fā)電場 風力發(fā)電機組微觀選址、風力發(fā)電場聯(lián)網(wǎng)方式選擇、機組控制方 式的選擇、工程投資、通信和環(huán)保要求等因素。因此,風力發(fā)電廠前期選址、風力資源的測量、風力發(fā)電場 資源綜合評估是風力發(fā)電建設前

19、期必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。風 力發(fā)電場選址評估級數(shù)工作要綜合考慮風能資源、電網(wǎng)連接、交 通運輸、地形地貌、地質(zhì)條件、征地價格、工程投資、通信和環(huán) 保要求等因素,進行經(jīng)濟和社會效益的綜合評價,最后確定最佳 場址。1.2.2 風力發(fā)電場選址的方法(1資料分析法搜集初選風力發(fā)電場址周圍氣象臺站的歷史觀測數(shù)據(jù),主要 包括:海拔、風速、風向、平均風速、最大風速、氣壓、相對濕 度、年降雨量、氣溫、最高和最低氣溫以及災害性天氣發(fā)生頻率 的統(tǒng)計結(jié)果等。應在初選場址內(nèi)建立測風塔,并進行至少一年以上的觀測, 主要測量 10m 、 70m 、 100m 高度的 10min 平均風速和風向、 日平均 氣溫、日最高和最

20、低氣溫、日平均氣壓以及 10min 脈動風速平均VII值。這些風速的測量主要是為了根據(jù)風機功率曲線計算發(fā)電量, 并計算場址區(qū)域的地表動力學摩擦速度。對測風塔數(shù)據(jù)進行整理分析, 并將附近氣象臺站觀測的風向、 風速數(shù)據(jù)訂正到初選場址區(qū)域。分析氣象觀測數(shù)據(jù)及場址地表特 征,根據(jù)以下條件判斷初選區(qū)域是否適宜建立風力發(fā)電場: 初選風力發(fā)電場地區(qū)風資源良好,年平均風速大于 6.0m/s,風速年變化相對較小, 30m 高度處的年有效風力時數(shù)在 6000h 以上,風功率密度達到 250W/m2以上。 初選場址全年盛行風向穩(wěn)定, 主導風向頻率在 30%以上。 風向穩(wěn)定可以增大風能的利用率、延長風機的使用壽命。

21、初選場址湍流強度要小,湍流強度過大會使風機振動受 力不均,降低風機使用壽命,甚至會毀壞風機。 初選場址內(nèi)自然災害發(fā)生頻率要低,對于強風暴、沙塵 暴、雷暴、地震、泥石流多發(fā)地區(qū),不適宜建立風力發(fā)電場。 所選風力發(fā)電場內(nèi)地勢相對平坦,交通便利,風力發(fā)電 上網(wǎng)條件較好,并最好遠離自然保護區(qū)、人類居住區(qū)、候鳥保護 區(qū)、及候鳥遷徙路徑等。(2實際調(diào)研法這種方法主要針對條件較好的區(qū)域,若某些地區(qū)缺少歷史測 風數(shù)據(jù),同時地形復雜,不適宜通過臺站觀測數(shù)據(jù)來修正到初選 場址,可以通過以下方法對場址內(nèi)風資源情形進行評估: 風力造成的植物變形植物因長期被風吹而導致永久變形的成都可以反映該地區(qū)鋒 利特性的一般情況。特

22、別是樹的高度和形狀能夠作為記錄多年持 續(xù)的風力強度和主風向的證據(jù)。樹的變形受多種因素的影響,包 括樹的種類、高度、暴露在風中的程度、生長季節(jié)和非生長季節(jié) 的平均風速、年平均風速和持續(xù)的風向等。已經(jīng)得到證明,年平 均風速是與樹的變形成都最相關(guān)的特性。- VIII - 受風力影響形成的地貌地表物質(zhì)會因風吹而移動和沉積,形成干鹽湖、沙丘和其他 風城地貌,從而表明附近存在固定風向的強風。例如,在閃的迎 風破巖石裸露,背風坡砂礫堆積。在缺少風速數(shù)據(jù)的地方,研究 風成地貌有助于初步了解當?shù)氐娘L況。 向當?shù)鼐用裾{(diào)查了解有些地區(qū)由于氣候的特殊性,各種瘋狂特征不明顯,可通過 對當?shù)亻L期居住居民的詢問調(diào)查,定性了

23、解該地區(qū)風能資源的情 況。1.2.3 風力發(fā)電場選址的步驟對風能資源的正確評估是風力發(fā)電場建設取得良好經(jīng)濟效益 的關(guān)鍵,一些風力發(fā)電場建設因風能資源評價失誤,使建成的風 力發(fā)電場打不到預期的發(fā)電量,造成很大的經(jīng)濟損失。因此風力 發(fā)電場的選址必須對某一地區(qū)進行風能資源評估,這是風力發(fā)電 場建設前期所必須進行的重要工作。(1風能資源初評估的步驟 資料收集、整理分析從地方各級氣象站臺及有關(guān)部門收集有關(guān)氣象、地理及地址 數(shù)據(jù)資料,對其進行分析和歸類,從中篩選出具有代表性的完整 的數(shù)據(jù)資料,能反映某地區(qū)風氣候的多年(10年以上,最好 30年以上平均值和極值,如平均風速和極端風速、平均氣溫和極 端(最高和

24、最低氣溫、平均氣壓、雷暴日數(shù)以及地貌特征等。 風能資源普查分區(qū)對收集到的資料進行進一步分析,按照標準劃分風能區(qū)域及 其風功率密度等級,初步確定風能可利用區(qū)。參照國家風能資源 分布區(qū)劃,在風資源豐富地區(qū)內(nèi)候選風能資源區(qū),每一個候選區(qū) 域應具備以下特點:有豐富的風能資源,在經(jīng)濟上有開發(fā)利用的IX可行性;有足夠大的面積,可以安裝一定規(guī)模的風力發(fā)電機組; 具備良好的場地形、地貌,風況品味好。按著將候選風能資源區(qū)進行篩選,以確認其中具有開發(fā)前景 的場址。在這個階段,非氣象學因素,比如交通、通信、并網(wǎng)、 土地投資等因素對該場址的取舍起著關(guān)鍵的作用。以上篩選工作需搜集當?shù)貧庀笈_站的相關(guān)氣象資料,災難性 氣候

25、頻發(fā)的地區(qū)應該終點分析其建廠的可行性。(2風力發(fā)電場的宏觀選址風力發(fā)電場的宏觀選址又稱為區(qū)域的初選甄選。建設風力發(fā) 電場最基本的條件是要有能量豐富、風向穩(wěn)定的風能資源。區(qū)域 的初步甄選是根據(jù)現(xiàn)有的風能資源分布圖及氣象站臺的風資源情 況,結(jié)合地形從一個相對較大的區(qū)域中篩選比較好的風能資源區(qū) 域,到現(xiàn)場進行踏勘,結(jié)合地形地貌和樹木等標志物,在比例尺 為 1:10000的地形圖上確定風力發(fā)電場的開發(fā)范圍。風力發(fā)電場的宏觀選址遵循的原則一般是:應根據(jù)風能資源 調(diào)查與分區(qū)的結(jié)果,選擇最有利的場址,以求增大風力發(fā)電機組 的出力,提高供電的經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和可靠性;最大限度地減少 各種因素對于風能利用、風力發(fā)

26、電機組使用壽命和安全的影響; 全棉考慮場址所在地對電力的需求及交通、并網(wǎng)、土地使用、環(huán) 境等因素。 根據(jù)風能資源普查結(jié)果, 初步確定幾個風能可利用區(qū), 分別對其風能資源進行進一步分析,對地形地貌、地質(zhì)、交通、 電網(wǎng)以及其他外部條件進行評價,并對各風能可利用區(qū)進行相關(guān) 比較,從而選出并確定最合適的鋒利發(fā)電場選址。這一般通過利 用收集到的該區(qū)氣象臺站的測風數(shù)據(jù)和地理地質(zhì)資料并對其分 析、到現(xiàn)場詢問當?shù)鼐用?、考察地形地貌特?如長期受風吹而 變形的植物、風蝕地貌等手段來進行定性,從而確定風力發(fā)電 場選址。(3風力發(fā)電場的風況觀測- X -一般氣象臺站提供的數(shù)據(jù)只是反映較大區(qū)域內(nèi)的風氣候,而 且,數(shù)據(jù)

27、由于儀器本身精度等問題,不能完全滿足風力發(fā)電場的 精確選址以及風力發(fā)電機組微觀選址的要求。因此,為正確評價 已確定風力發(fā)電場的風能資源情況,取得具有代表性的風速風向 資料,了解不同高度處風速風向變化特點,以及地形地貌對風的 影響,有必要對現(xiàn)場進行實地測風,為風力發(fā)電廠的精確選址以 及風力發(fā)電機組微觀選址提供最準確有效的數(shù)據(jù)。實地測風包括 風速、風向的統(tǒng)計值和溫度、氣壓,這一工作需要通過在場區(qū)設 立單個或多個測風塔進行,而測風塔的數(shù)量應依地形和項目的規(guī) 模而定。(4區(qū)域風資源的評估對測風資料進行三性分析,包括代表性、一致性、完整性。 測風時間應保證至少一年, 測風資料有效數(shù)據(jù)完整率應大于 90%

28、, 資料缺失的時段應盡量最小(小于一周。根據(jù)風場測風數(shù)據(jù)處理形成的資料和長期站(氣象站、海洋 站 的測風資料, 按照國家標準 風電場風資源評估方法 (GB/T 18710-2002計算風力發(fā)電機組輪轂高度處的年平均風速、平均 風功率密度、風力發(fā)電場測量站全年風速;繪制風力發(fā)電場測量 站全年風速和風功率年變化曲線圖,全年風向、風能玫瑰圖,各 月風向、風能玫瑰圖;計算風力發(fā)電場測量站的風切變系數(shù)、湍 流強度、粗糙度,通過與長期站的相關(guān)計算整理出一套反映風力 發(fā)電場長期平均水平的代表數(shù)據(jù)。綜合考慮風力發(fā)電場地形、地表粗糙度、障礙物等,并合理 利用風力發(fā)電場各測量站訂正后的測風資料,利用專業(yè)風資源評

29、估軟件,繪制風力發(fā)電場預裝鋒利發(fā)電機組輪轂高度風能資源分 布圖, 結(jié)合風力發(fā)電機組功率曲線計算各風力發(fā)電機組的發(fā)電量。 按 照 國 家 標 準 風 力 發(fā) 電 機 組 安 全 要 求 (GB 18451.1-2001計算風力發(fā)電場預裝風力發(fā)電機組輪轂高度處湍XI流強度和 50年一遇 10min 平均最大風速, 提出風力發(fā)電場場址風 況對風力發(fā)電機組安全的要求。根據(jù)以上處理所形成的各種數(shù)據(jù),對風力發(fā)電場風能資源進 行綜合評估,以判斷風力發(fā)電場是否具有開發(fā)價值。(5風力發(fā)電場風力發(fā)電機組的微觀選址風力發(fā)電機組具體安裝位置的選擇稱為微觀選址。作為風力 發(fā)電場選址的組成部分,需要充分了解和評價特定的場

30、址地形、 地貌、地質(zhì)及風況特征后,再匹配于風力發(fā)電機組性能進行發(fā)電 經(jīng)濟效益和載荷分析計算。場址選定后,根據(jù)地形情況、外部因 素和現(xiàn)場實測風能資源分析結(jié)果,在場區(qū)內(nèi)對風力發(fā)電機組進行 定位布局。風力發(fā)電機組安裝間距會對風力發(fā)電機組之間產(chǎn)生一定的影 響。建設風場,風力發(fā)電機組之間必然會產(chǎn)生相互干擾的問題, 受風力發(fā)電機組尾流中產(chǎn)生的氣動干擾的影響,下游風輪所在位 置的平均風能量及時間量將會減少,從而造成發(fā)電量下降。同時 由于尾流中附加的鳳剪切和湍流作用,使風輪受到附加的氣動脈 動載荷,風輪結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生振動,增加疲勞損傷度。實際上將各風力發(fā)電機組安裝間距擴展到?jīng)]有尾流的距離是 不現(xiàn)實的。因此,在進行

31、多臺風力發(fā)電機組安裝間距選擇之前, 必須要參考風向及風速分布數(shù)據(jù),同時也要考慮風力發(fā)電場長遠 發(fā)展的整體規(guī)劃、征地、設備引進、運輸安裝投資費用、風力發(fā) 電機組尾流作用、環(huán)境影響等綜合因素?，F(xiàn)實的選擇是:安裝間 距要滿足風場總體效益最大化的目標, 同時滿足適當?shù)臈l件限制。 通過對國內(nèi)外風力發(fā)電場多年建設經(jīng)驗分析,風力發(fā)電機組安裝 間距在盛行風向上選擇為風輪直徑的 57倍,在垂直盛行風向上 選擇為風輪直徑的 35倍較為合適。- XII -另外,機群布局方式可根據(jù)場址的具體地形條件進行規(guī)劃, 例如,場址是沿山脊方向,布局進順著山脊的走勢排列。場址是 平坦的,就可采用較有幾何規(guī)則的排列。最后, 對準備

32、開發(fā)建設的場址進行具體分析, 做好以下工作:一是確保風資源特性與待選風力發(fā)電機組設計的運行特性相匹 配;二是進行場址的初步工程設計,確定開發(fā)建設費用;三是確 定風力發(fā)電機組輸出對電網(wǎng)系統(tǒng)的影響;四是評價場址建設、運 行的經(jīng)濟效益;五是對社會效益的評價。XIII2 風力發(fā)電機組的現(xiàn)場安裝與裝配并網(wǎng)型風力發(fā)電機組屬于重型發(fā)電設備,整個設備高達百米 以上,重量在數(shù)百噸,因此風力發(fā)電機組的裝配不可能在生產(chǎn)廠 全部完成。因為若在生產(chǎn)廠全部裝配好,到風力發(fā)電場的運輸問 題目前根本無法解決。所以風力發(fā)電機組的裝配是在生產(chǎn)廠進行 部分裝配,而未裝配的部分必須在風力發(fā)電場安裝時再進行現(xiàn)場 裝配。本章主要完成現(xiàn)場

33、安裝的施工組織設計,安裝方案、施工 順序和施工措施的編制方法,吊裝機械的選用及吊裝方案;掌握 現(xiàn)場安裝的質(zhì)量和安全措施,塔架、機艙、風輪和葉片及電氣裝 配、吊裝與安裝,安裝檢驗;掌握了風力發(fā)電場布置的特點及安 裝現(xiàn)場要求,設備驗收與庫房管理,風力發(fā)電機組的調(diào)試與驗收 要求。2.1風力發(fā)電機組安裝的施工組織準備兆瓦級風力發(fā)電機組現(xiàn)場安裝需要使用 300t 以上的超長臂 履帶式起重機(坦克吊,一天費用在 30W 元以上。 1.5MW 雙饋 機組的整個雞頭重量在 100t 左右, 拆掉輪轂后體積在 8.5m ³3.5m ³3.5m 以上,運輸時需要使用重型元寶車。此外還需要場地、

34、道 路和人、 財、 物的保障, 祭祖的安裝施工是一個龐大的系統(tǒng)工程, 需要做好充分的組織準備。2.1.1 現(xiàn)場安裝的施工組織設計現(xiàn)場安裝的施工組織設計比照機組基礎施工的施工組織設計 要求進行。 風力發(fā)電機組設備安裝應收集的資料主要有以下這些: 設計圖樣、圖樣會審、現(xiàn)場條件和施工條件的調(diào)查等。 現(xiàn)場調(diào)查,收集所需的資料。- XIV - 應了解與祭祖安裝相關(guān)的風速、雨量、低溫期、雷電等 氣候資料。 了解與祭祖安裝相關(guān)的工程情況(如機組基礎施工、輸 變電工程、機組及相關(guān)設備的到貨等。 參與或可能參與本工程建設的有關(guān)單位的情況,例如, 建設單位、主(輔施工單位的情況及施工任務的劃分、設計單 位及其施工

35、圖交付進度、設備制造廠家及其主要設備交付進度、 可承擔工廠化施工的單位及其能承擔的施工項目、數(shù)量、交付進 度。 風力發(fā)電機組設備、 安裝交通運輸條件及當?shù)剡\輸能力, 了解當?shù)赜嘘P(guān)材料的產(chǎn)地、產(chǎn)量、質(zhì)量及其供應方式,當?shù)厥┕?企業(yè)和制造加工企業(yè)可能提供服務的能力。 主要材料、設備、吊裝機具的技術(shù)資料和供應情況。 地方施工隊伍和勞動力可能解決的數(shù)量及其技術(shù)情況。 2.1.2 質(zhì)量和安全措施現(xiàn)場安裝的質(zhì)量和安全措施要求與祭祖基礎施工完全相同, 風力發(fā)電機組設備安裝的安全技術(shù)要求應符合 GB/T19568-2004中的規(guī)定,以下兩點需要特別注意: 風力發(fā)電機組塔架、風力發(fā)電機組主體、主變壓器及相 關(guān)設

36、備的吊裝和安全的高空防墜落安全措施。 設備安裝過程中的安全應急預案。2.1.3 風力發(fā)電機組安裝施工程序風力發(fā)電機組設備安裝可根據(jù)到貨進度、工期要求、工作面 的大小,設備、材料的供應及能夠投入的勞動力數(shù)量等具體條件 劃分若干施工段。確定單臺機組安裝施工順序應遵循的原則: 各施工過程之間存在的客觀工藝關(guān)系。XV 施工方法和施工機械對施工順序的影響。 施工組織和勞動力連續(xù)作業(yè)及人力平衡的要求。 施工質(zhì)量和安全的要求。 工藝間隔和季節(jié)性施工要求。2.1.4 安裝施工方案的編制方法施工方案和施工方法的選定是標準施工組織設計的中心環(huán) 節(jié),應根據(jù)工程的特點,工具要求,材料、構(gòu)件、機具、勞動力 的供應情況,

37、協(xié)作單位的施工配合條件,以及現(xiàn)場具體條件等進 行全面周密的考慮。施工方法的選擇要根據(jù)設計圖樣的要求和施工單位的實際狀 況進行。 應根據(jù)施工圖樣、工程量、主導工序的施工方法及分段 流水方式、工期的要求、主要的施工機具、勞動力配備、預制構(gòu) 件加工方案以及設備安裝的寫作配合方案等,確定各個主要階段 的控制日期,提出施工方案。 應根據(jù)不同類型風力發(fā)電機組設備安裝特點及其具體條 件,確定設備安裝的施工方法。2.1.5 設備安裝各項施工措施的編制編制設備安裝施工技術(shù)措施主要包括以下內(nèi)容: 風力發(fā)電機組塔架、機艙、風輪吊裝的施工方法應符合 設備要求。 風力發(fā)電機組塔架、機艙、風輪裝卸、擺放的方法,應 根據(jù)所

38、需的機具設備給型號數(shù)量及對道路的要求選定。 風力發(fā)電機組塔架、機艙、風輪吊裝,應按設備的外形 尺寸、重量、安裝高度、場內(nèi)道路、安裝場地條件,確定吊裝方 案。- XVI - 吊裝施工應根據(jù)吊裝順序、機械位置、行駛路線以及大 型構(gòu)件的制作、拼裝、就位場地的具體雕件制作施工方案。 根據(jù)當?shù)貧夂驐l件,確定冬季、雨季、風季施工技術(shù)措 施。 根據(jù)吊裝需要的材料、構(gòu)件和施工機具的需用量、使用 方法要求來確定吊裝措施。變電所設計和箱式變電站技術(shù)條件應符合 DL/T5103-1999 35110kV無人值班變電所設計技術(shù)規(guī)程 和 DL/T537-2002 高 壓 /低壓預裝箱式變電站選用導則中的相關(guān)要求。2.1

39、.6 現(xiàn)場安裝單位工程施工進度計劃的編制方法及要求與機組基礎施工單位工程施工進度計劃編制方法的要求完全 相同。2.1.7 風力發(fā)電機組現(xiàn)場安裝的要求(1風力發(fā)電機組在風力發(fā)電場布置的要求風力發(fā)電機組在風力發(fā)電廠內(nèi)的布置,應根據(jù)場地的地形、 地貌及場內(nèi)已有設施的位置來綜合考慮,以充分利用場地范圍, 對擬定的風力發(fā)電機組布置方案,需用風力發(fā)電場評估軟件進行 模擬計算,盡量減少尾流影響,進行經(jīng)濟比較,選擇最佳方案, 標出各風力發(fā)電機組的地圖坐標,主要應滿足以下幾方面要求: 風力發(fā)電機組一般都布置的緊湊、規(guī)則、整齊,有一定 的規(guī)律,以方便場內(nèi)配電系統(tǒng)的布置,減少輸電線路的長度。 風力發(fā)電機組按照矩陣布

40、置,每行必須垂直風向主導方 向,同行內(nèi)風力發(fā)電機組之間的距離不小于風輪直徑的 3倍,行 與行之間的距離不小于風輪直徑的 5倍,各列風力發(fā)電機組之間 交錯布置。 風力發(fā)電機組布置要考慮防洪問題,布置點要躲開洪水 流經(jīng)場地。 風力發(fā)電機組與場內(nèi)架空線路要保證一定的安全距離。XVII 風力發(fā)電機組布置點的位置要滿足機組塔架、風輪吊裝 時的安全距離,以及運行維護的場地需求。 風力發(fā)電機組維護時, 工作人員從機艙放下的吊裝繩索, 在風力或其他外力作用蕩起后要有一定的安全距離。 風力發(fā)電機組正常運行時,要與輸電線路有一定的安全 距離,以保證輸電線路的安全運行。 風力發(fā)電機組作為建筑物,其與場內(nèi)的穿越公路、

41、鐵路、 煤氣石油管線等設施的最小距離,要滿足有關(guān)國家法律、法規(guī)的 有關(guān)規(guī)定。 風力發(fā)電機組與人員居住建筑物的最小距離,需滿足國 家有關(guān)噪聲對居民影響的法律、法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。(2安裝現(xiàn)場的要求 安裝風力發(fā)電機組的地基,應按照功過有效批準程序的 技術(shù)文件進行施工,并且能夠保證承受其安裝后最大工作狀態(tài)的 強度。 安裝地基應用水平儀校驗,地基與塔架接觸的水平度不 大于 1mm ,以滿足祭祖安裝后塔架與水平面的垂直度要求。 地基連接法蘭和相應構(gòu)件位置應準確無誤,并牢固地澆 筑在地基上。 地基應有良好的接地裝置,其接地電阻應不大于 3.5。 (3現(xiàn)場安裝風力發(fā)電機組的要求 組裝后的部件、組件經(jīng)檢驗合格后,

42、方能到現(xiàn)場安裝。 組裝后的部件、組件運到安裝現(xiàn)場后,應進行詳細檢查, 防止在運輸中碰傷、變形、構(gòu)件脫落、松動等現(xiàn)象。不合格的產(chǎn) 品不允許安裝。(4安裝人員的要求 現(xiàn)場安裝人員應具有一定的安裝經(jīng)驗。- XVIII - 關(guān)鍵工序上的工作人員,如吊裝工、焊接及焊接檢驗人 員、 電工等應持有當?shù)厥　?市勞動部門頒發(fā)的上崗證, 方可上崗。 (5風力發(fā)電機組安裝的安全措施 風力發(fā)電機組開始安裝前,施工單位應向建設單位提交 安全措施、組織措施、技術(shù)措施,經(jīng)審查批準后方可開始施工。 安裝現(xiàn)場應成立安全監(jiān)察機構(gòu),并設立安全監(jiān)察員。 風力發(fā)電機組安裝現(xiàn)場的道路應平整、通暢,所有橋涵、 道路能夠保證各種施工車輛安全

43、通行,應提出對道路的寬度、最 小轉(zhuǎn)彎半徑、最大承載能力的要求,應考慮當?shù)氐牡缆犯叨?。?型零部件在運輸時應采取有效措施,以保證運輸?shù)陌踩?風力發(fā)電機組安裝之前應制定施工方案,施工方案應符 合國家及上級安全生產(chǎn)規(guī)定,并報有關(guān)部門審批。 風力發(fā)電機組安裝場地應滿足吊裝要求,并應具有足夠 的零部件存放場地。 施工現(xiàn)場應根據(jù)需要設置警示性標牌、 圍欄等安全措施。 安全防護區(qū)應有警告標志。 施工現(xiàn)場臨時用電應采取可靠的安全措施。 安裝現(xiàn)場的工作人員應佩戴安全裝備,如安全鞋、安全 帽、工作服、防護手套、聽覺防護(需要時、防護鏡(需要時 和安全帶等。 高空作業(yè)的現(xiàn)場地面不允許停留閑雜人員,不允許向下 拋擲

44、任何物體,也不允許將任何物體遺漏在高空作業(yè)現(xiàn)場。 2.1.8 編制安裝計劃(1安裝計劃的編制依據(jù) 風力發(fā)電廠建設總進度表。 風力發(fā)電機組制造商隨機提供的安裝手冊。XIX 風力發(fā)電機組制造商、技術(shù)人員的在施工現(xiàn)場提出的建 議。 風力發(fā)電場施工現(xiàn)場的地形地貌、交通、氣象和安裝地 點的地質(zhì)狀況等資料。 所填寫的風力發(fā)電機安裝報告。(2安裝計劃的內(nèi)容 待安裝的風力發(fā)電機組的型號規(guī)格、臺數(shù)、設備編號及 安裝地點位置。安裝現(xiàn)場平面布置圖。 風力發(fā)電機組的安裝進度計劃表。 起重機使用計劃、運輸計劃。 安裝作業(yè)的主要技術(shù)、組織措施計劃。 勞動力計劃、成本計劃。 材料、物資及安裝施工機具設備供應計劃 安全措施計

45、劃及安裝保險。2.2風力發(fā)電機組的現(xiàn)場安裝與裝配2.2.1 安裝前的準備工作安裝前應該注意以下事項: 檢查并確認風力發(fā)電機組基礎已驗收,符合安裝要求。 確認風電場輸變電工程已經(jīng)驗收。 確認安裝當日氣象條件適宜,地面最大風速不超過 12m/s。 由制造廠技術(shù)人員會同建設單位(業(yè)主組織有關(guān)人員 認真閱讀和熟悉風力發(fā)電機組制造廠隨機提供的安裝手冊。 以制造廠技術(shù)人員為主,組織安裝隊伍,并明確安裝現(xiàn) 場的唯一指揮者人選。- XX - 由現(xiàn)場指揮者牽頭,制定詳細的安裝作業(yè)計劃。明確工 作崗位,責任到人,明確安裝作業(yè)順序、操作程序、技術(shù)要求、 安裝要求,明確各程序、各崗位使用的安裝設備、工具、量具、 用具

46、、輔助材料、油料等,并按需分別準備妥當。 清理安裝現(xiàn)場、去除雜物、清理出運輸車輛通道。 清理風力發(fā)電機組基礎,清理基礎環(huán)工作表面(法蘭的 上、下端面和螺栓孔 ,對使用地腳螺栓的, 清理螺栓螺紋表面、 去除防銹包裝、加涂機油,個別損傷的螺紋用板牙修復。 安裝用的大、小吊車已按照要求落實,并進駐現(xiàn)場。 辦理風力發(fā)電機組出庫領(lǐng)料手續(xù),由各安裝工序責任人 負責按作業(yè)計劃與明細表逐件清點,并完成去除防銹包裝清潔工 作,運抵安裝現(xiàn)場。2.2.2 塔筒的吊裝與安裝陸上風力發(fā)電機組塔筒的主要安裝方法有兩種:即分段吊裝 和整體吊裝,分段吊裝不需使用超大噸位的吊車,起吊安裝比較 靈活,適用于安裝祭祖批量不是很大的

47、情況;整體吊裝適用于大 批量祭祖流水作業(yè)安裝, 效率高, 需要采用超大噸位的起重設備。 現(xiàn)代風力發(fā)電機組的塔筒安裝大都采用分段吊裝,本節(jié)主要介紹 塔筒分段吊裝的安裝方式。(1塔架下段吊裝 檢查清潔基礎環(huán)法蘭和塔架下法蘭面。法蘭面上涂抹一 圈密封膠。圖 2.1吊具:專用吊具(圖 2.2 1.2MWO 米吊耳 鎖具:吊帶 卸 扣XXI- XXII -圖 2.1 將塔架專用吊具(圖 2.2固定在塔架下段上法蘭上,分 別用 8個 M36³245的螺栓及螺母安裝好吊裝鎖具。 塔架下口安裝1.2MWO 米吊耳(圖 2.3主吊車吊起塔筒小端,輔助吊車吊起大 端,主吊起吊速度快于輔助吊車,落下下口,使塔筒在空中由水 平狀態(tài)變?yōu)樨Q直狀態(tài)(注意:在翻轉(zhuǎn)過程中塔架下口不得接觸地 面。拆除 0米吊耳。圖 2.2 吊車緩緩提起下塔架至豎直狀態(tài), 移動至高于基礎環(huán) 1cm 左右處。 用導正棒調(diào)整相互位置, 注意對準法蘭標記位置, 確保塔 架門的朝向正確。對稱裝上幾個螺栓,放下塔架,使底法