建设工程—海上风电塔筒阻尼器卧式安装施工工法工艺.docx

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1、大直径海上风电塔筒阻尼器卧式安装施工工法1、前言目前，海上风电正在成为全球能源市场发展过程中不可或缺的产品之一。在风电技术的发展中，人们发现高塔筒、大风轮的设计方案可以显著降低用电成本，提升风电项目的经济性，但同时会使其结构固有频率下降，增大了风致涡激振动的风险，而当塔筒自振频率与漩涡的发放频率相接近，就会使塔筒发生共振破坏，这种涡激振动是极其有害的。以上海电气ILoMW机型为例，该机型用安装扰流条与内置一对阻尼器的办法来抑制涡激振动，该机型为目前为止首次采用吊挂式的阻尼器。由于该机型阻尼器单个重量达到6.8吨，安装重量大，且需卧塔时进行安装，故安装难度较高。基于此，本工法通过对海上风电塔筒顶

2、段吊挂式阻尼器安装进行深入研究，提出了一种基于大质量阻尼器在大直径卧式塔筒上的安装技术和工艺，改善安装条件、提高生产效率，降低安全风险、节约生产成本，总结出了适合大直径海上风电塔筒阻尼器安装的施工工法，对后期海上风电中类似大吨位、大体积的吊挂式阻尼器安装具有重大指导意义。2、工法特点与传统形式的阻尼器安装相比，本工法具有以下特点：2.0.1适用性强。所需设备、吊具、工装以及其他工器具均为普通塔筒制造厂内常用资源，易制作、易获取，避免了将塔筒翻身立桩以后采用大吨位起重设备进行安装的过程，过程中节省了较大的起重设备资源。2.0.2安全性高。将阻尼器吊装时的移动转化为塔筒在滚轮架轨道上的移动与转动，

3、使阻尼器的吊装过程更加平稳。如果按照传统的大吨位阻尼器安装，一般为将塔筒在现场安装以后再进行阻尼器的安装，这样在立式塔筒内部存在许多的安全隐患，采用该种卧式安装方法，避免了高空作业的安全风险，大大提高了施工过程中的安全性。2.0.3灵活性强。在阻尼器吊装进入塔筒指定位置后，塔筒仍然处于可旋转360的状态，通过滚轮架的前进与后退也可以实现阻尼器与塔筒轴向尺寸的微调，安装过程中的施工比较灵活。2.0.4成本低。使用设备易制作、易获取；制作的吊梁、配重工装等也可用于后续其他用途；不用新增加其他起重设备，采用厂内原有的门机就能进行起重作业，安装过程简便易懂，耗费人力少；安装过程可调整性强，故安装时间短

4、。3、适用范围本工法适用于大直径海上风电塔筒吊挂式阻尼器卧式安装工序，尤其是在塔筒直径较大、单台阻尼器重量较重、需要的施工设备较为复杂的情况下有点尤为突出。4、工艺原理本施工工法以上海电气ILOMW风力发电机组塔筒顶段吊挂式阻尼器卧式安装过程为依据，以上海电气ILOMW风力发电机组塔筒为例，该机型塔筒单套共有两台阻尼器，阻尼器安装有以下难点：一是如何将数吨重的阻尼器平稳地运输到塔筒内部距筒口数米的位置；二是阻尼器在进入塔筒后，需要不断地调整才可以正确的与固定板、螺栓进行装配，从而确保其安装过程灵活，可调整性强。针对以上问题，我们采用吊梁对阻尼器进行吊装，吊梁的一端挂载配重，另一端挂载需要安装的

5、阻尼器；设计了一种可调式配重工装，增加内部配重的重量使其可以保持接地的状态，减少吊梁负载，保证吊装的稳定性与安全性；通过把阻尼器在吊装过程中的移动转换为塔筒在滚轮架轨道上的移动与转动，既使得阻尼器在安装过程中可调整性强，也能让整个安装过程保持平稳的状态。由于阻尼器与其安装板共计有72组配对螺栓，需通过实配钻孔并进行标记的方式，确保阻尼器的孔位与安装板的孔位能够一一对应，减少了安装过程中孔位误差。5、施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程该工艺流程涵盖吊具、工装的类型选择、 细内容。设计与制作，阻尼器的运输与吊装、安装的详5.1.1 阻尼器吊装安装工艺流程阻尼器详细吊装安装工艺流程图如下:图

6、5.LlT阻尼器吊装安装流程图1、将阻尼器、吊具、配重工装等工具采用10吨叉车转运至到安装区域，做好安装前的工器具及构件的准备工作；图5. 1.1-2阻尼器运输2、使用吊具将阻尼器的顶部吊点与侧面吊点挂载于行车，见下左图，确保其处于安装所需的方向后，缓慢使其倾斜至放平，进行阻尼器翻身；阻尼器原有位置为竖直方向，在上面按照下面左图标记处吊点位置，然后按照下右图箭头方式进行翻转。此过程中为尽量防止摆锤突然下落与损伤器壁，在进行阻尼器翻身前，应将摆锤向吊点反方向平移至紧贴器壁；毗M胧阳尼尼Se月过霞3图5.1.1-3阻尼器翻身过程对阻尼器进行翻身前，应将摆锤向吊点反方向平移尽量贴合器壁，防止在翻身过

7、程中,阻尼器倾斜到一定角度时摆锤突然落下损伤器壁。最终确保阻尼器如下图状态。图5.1.1-4阻尼器翻身最终状态3、将吊梁挂载于行车、吊梁上面有多个吊点，需要根据配重重量选择合适的吊点，确保吊梁的平衡性；图5. 1. 1-5吊梁安装图5. 1.1 -6阻尼器挂载4、使用钢丝绳卸扣等工具将配重工装与阻尼器分别挂在吊梁的两端，待配重和阻尼器悬挂完成以后先进行试吊，通过增加和减少配重调整整体平衡性；使用12m平衡梁，一端挂载阻尼器，一端挂载可调式配重，此时阻尼器与配重距通过平衡梁吊点达到力平衡。这之后，从侧面提升阻尼器到塔筒中；5、塔筒通过轨道行进至安装区域就位；6、通过滚轮架旋转调整塔筒安装角度至目

8、标位置，确保两台阻尼器的中心位置与吊梁的水平，从而避免出现重心不一致的情况；图5.1.1-7塔筒移动及就位7、使用行车将阻尼器抬升至合适高度，此时阻尼器应比塔筒内部安装板略高以便于安装;图5.1.1-8起吊阻尼器8、先保证吊梁和门机不动，启动滚轮架使塔筒向前朝阻尼器方向行走，直至阻尼器到达安装深度，在塔筒内部的阻尼器安装板与阻尼器接近时，对滚轮架的行走方向的位移调整到微调的转态；9、安装过程中使用滚轮架调整塔简角度与距离，使用行车调整阻尼器高度与左右位置;10、调整完成后落下阻尼器；11、按照图纸要求使用螺栓连接阻尼器与阻尼器安装板；因为阻尼器与安装板的孔径为直径22mm的圆孔，采用M20的螺

9、栓进行安装，所以首先使用定位销将阻尼器与安装板的其中3组孔位进行固定，从而确保阻尼器与安装板之间不会因为孔位与螺栓之间的间隙而出现晃动的情况。在安装完成定位销以后，再将剩余的69组螺栓孔安装螺栓；图5.1.1-9使用螺栓连接阻尼器和固定板12、重复上述步骤安装第二个阻尼器，直至整套塔筒所需阻尼器与安装板的螺栓全部安装完毕；图5.1.1-10阻尼器与安装板定位安装完毕13、转出已安装阻尼器的塔筒，之后将进行后续阻尼器附属构件的安装。5. 1.2后续附属件安装工艺流程在一对阻尼器使用螺栓与塔筒装配完成后，后续将进行阻尼器附属件的安装，以上海电气ILOMW风力发电机组塔筒顶段阻尼器附属件及后续安装为

10、例，详细安装工艺流程如下：1、在一对阻尼器装配完成后，优先进行塔架顶平台（偏航平台）的安装；2、使用叉车将阻尼器吊梁定位在图纸指定高度，用对应规格的螺栓将阻尼器吊梁与提前焊接的阻尼器吊梁支座装配;图5.L2T阻尼器吊梁装配图5.1.2-2球形轴承外罩装配3、在阻尼器吊梁指定位置依次安装球面轴承、阻尼器拉杆螺栓，之后安装球形轴承的外罩，保护拉杆螺栓与轴承，防止灰尘进入；在安装球面轴承的过程中需要注意球面轴承的方向。4、安装球形轴承的外罩，保护拉杆螺栓及防止灰尘进入。图5.1.2-3球形轴承外罩装配图5.1.2-4安装钢索旋转架5、安装钢索的悬挂架，旋转螺栓至悬挂架；6、拧紧螺母，将悬挂架和螺栓紧

11、固；图5.L2-5悬挂架装配图5.1.2-6安装销轴7、钢索和悬挂架通过销连接，一端用开口销锁紧；8、准备将花篮螺栓安装到摆锤上。调整花篮螺栓长度到达摆杆销孔；9、将悬挂架和摆杆用销钉连接；10、缩短花篮螺栓长度，使其拉动摆锤。将花篮螺栓上螺母锁紧;图5.1.2-7花篮螺栓调整、钢索装配图5.1.2-8阻尼器及附属件安装完成11、重复以上步骤完成两侧阻尼器安装。完成塔架其他件安装，塔段吊装时阻尼器有防涡激功能。5.2操作要点5.2.1 配重、吊具的设计对于重型阻尼器的吊装，由于安装阻尼器需要伸入塔筒数米，所以需要长度大于阻尼器安装深度的吊梁来实现阻尼器沿塔筒轴向位移的功能，且吊梁与吊机的连接不

12、能与塔筒有干涉。当吊梁一端挂载阻尼器时，另一端也应受力使吊梁达到平衡。以该次上海电气11.OMW风力发电机组塔筒为例，如果在阻尼器吊装过程中使用恰好与阻尼器平衡的配重，在吊装时，阻尼器和配重都会离开地面，难免出现阻尼器在安装时难以控制晃动的情况，不仅容易对塔筒造成损伤，还可能对塔筒内部安装人员造成伤害，安装过程也更费时费力。为减少阻尼器在吊装过程中的晃动，提高吊装的稳定性与安全性，所以将吊装使用的配重设计为可调式配重工装，增加内部配重的重量使其可以保持接地的状态，还可减少吊梁负载。因其可调范围大，通用性强，也可用于其他吊装时需要，降低配重制造成本。同时，鉴于阻尼器安装需要深入塔筒约7米，同时考

13、虑到配重的使用空间与吊梁的通用性，设计了12米吊梁。图5.2.IT可调式配重工装模型图图5.2.1-212米吊梁与配重工装实物图5.2.2 安装顺序在安装过程中需要严格按照施工顺序进行安装，避免出现安装过程中部件前后安装顺序颠倒的情况，同时主要安装过程中相关螺栓、螺母、轴承等的方向。5.2.3 劳动力组织实施本工法所需要的人力资源配置见下表5.2-1：表5.2-1劳动力组织表序号工种所需人数主要工作内容备注1管理人员1负责现场管理、调度与协调2技术人员1技术方案编制、技术指导3质检/测量人员1现场测量验收及质量监控4专职安全员1安全监控5起重工2起重操作6起重指挥1阻尼器吊装7附件安装人员2阻

14、尼器附件安装6、材料与设备实施本工法所需的主要设备及工具见下表6.1-1：表6.IT主要施工机械设备、材料及工具表序号设备名称单位数量备注1行车台1阻尼器吊装主要承载设备2滚轮架台2用于支撑塔筒及其行进序号设备名称单位数量备注3吊梁件14配重工装件1重量可调5卸扣件3用于起吊阻尼器6钢丝绳根1用于起吊配重工装7、质量控制7.0.1严格按照阻尼器安装作业指导书进行施工。7 .0.2阻尼器安装的过程验收需做好记录，并及时反馈技术部门进行监控，同时，在接桩口的测量方面应配合样弧板进行测量，保证测量误差控制在范围内。8 .0.3进行阻尼器安装前，需对阻尼器固定板间距尺寸再次进行检验，合格后方可进行阻尼

15、器安装，在阻尼器吊装前，应严格检查吊钩、卸扣及钢丝绳的稳定性。7. 0.4施工过程中严格工序管理，做到检查上工序，保证本工序，服务下工序。8、安全措施8.0.1建立健全安全检查监督机构，负责制造现场的安全管理工作，安全管理人员要做好现场施工过程中的实时监督。8.0.2贯彻“以人为本、安全第一、综合治理”的思想，做好制造过程中的安全保障工作，一旦出现安全事故，及时采取有效措施进行处理。8. 0.3各工序人员必须严格按安全操作规程施工，杜绝违反安全操作规程现象发生。8.1 .4检查工具的完好性，并查看工具的合格证、校验证书、使用期限等。8.2 .5吊具调整应在地面进行，在吊绳被拉紧时，不得用手接触

16、起吊部位，以免挤伤。8. 0.6正确选择和使用适当的个人防护装备，确保个人的人身安全。（如：安全帽、安全带、安全鞋等）；8. 0.7起重机工作期间，安全管理人员全程进行监管作业，任何人不得站在吊臂下。特别是重物上升、下降和旋转时要听警示铃的警示，并确保所有人员远离起吊作业半径范围，避免坠物伤人；8. 0.8施工过程中，做好警示标志。9、环保措施9. 0.1施工过程中，注意阻尼器包装袋，固定装置的回收与处理以便后续再利用。9. 0.2施工垃圾，分类处理、定点排放，经处理回收利用。9.1 .3施工过程中，注意生活垃圾的存放，禁止将相关垃圾扔弃在塔筒里，现场管理人员要做好监督工作。9.2 .4倡导文

17、加施工，建立健全控制人为噪声的管理制度，尽量较少人为的大声喧哗，增强全体工作人员防噪声扰民的自觉意识。10、效益分析10.1 推广价值通过不断深入研究和技术改进，运用先进的制造工艺，实现了项目良好履约，该技术可以在较短的时间内，安全、快捷的完成阻尼器及其相关内附件的安装，节省项目成本，对工人操作要求不高，可以带动就业。上海电气EWH.0-208机型塔筒作为全国首台商用UMW海上风机塔筒采用本工法中阻尼器安装方法，具备行业推广应用的条件。10.2 经济与安全效益前期大多阻尼器安装为立式安装，本文所提到的阻尼器卧式安装工法与传统的使用立式安装阻尼器的方法相比较，不论从施工方式、安装效果方面，还是从

18、安装接速度、人员要求、施工环境等方面，均能够产生较大的经济与安全效益。技术效益对比如下表10.2-1：表10.2-1效益对比表卧式，该工法安装方法立式安装方法塔筒状态卧式，放置于滚轮架立式，需要提前翻身安装所需主要设备行车、滚轮架18Ot吊车、25t吊车单套塔筒阻尼器安装所需时间1.52天45天人工67工作环境室内室外表10.2-2费用对比表单套塔筒安装卧式安装方法立式安装方法费用主要来源花费费用费用主要来源花费费用设备费用自有设备/吊车租赁费（1个台班）12000人工费用相关人员4500相关人员17500总计450029500由由.2-1、10.2-2表中可得：（1）卧式安装阻尼器在防腐完成

19、后附件安装过程中可以直接进行，不需要对塔筒进行翻身O（2）该工法提出的安装所需的主要设备均为塔筒制造厂内常用设备，使用成本主要是电费与维护费用，相比与租赁吊车的高额租赁费与人工费，成本更低，单套塔筒安装可节省约25000元。（3）该工法提出的安装单套塔筒阻尼器所需时间相对立式安装减少了3天左右，因为塔筒无需翻身，使用行车进行吊装更加稳定、快捷。而立式安装需要花费大量时间对塔筒进行翻身处理，使用吊车进行吊装风险也较高，同时也不便于附件的安装。（4）从工作环境来看，室内的安装方式不易受天气影响，且操作人员可以很轻松的来回于地面与塔筒内部。室外不仅需要考虑天气是否支持吊装安装，在立式塔筒内部与外部交流也比较困难，行动也较为不便。综上所述，采用本文中提到的阻尼器安装工法可以产生极大的施工效益，值得全面推广和应用。