风力发电机组吊装机械选型

摘要：随着国家新能源政策的明确，风电建设将在今后较长一段时间的电力建设中占有越来越重要的地位，风机吊装作为风电建设中安全风险最大、最富标志性、可挖掘潜力最大的工作将更加密集。如何选用既安全又高效的吊装机械将成为风电建设者们特别是风机吊装公司最关注的话题，本文就国内常见风力发电机组的主力吊车给出了吊装机械的选型规则，可供风机吊装同行参考。

关键词：风力发电机组；吊装机械；选型

1 我国风电建设概况

我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW（陆地上离地10m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW。而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。

根据国家《新能源产业振兴规划》草案，根据规划，我国将在甘肃、新疆、河北、吉林、内蒙古、江苏、山东七个省区打造八个千万千瓦级风电基地。甘肃酒泉千万千瓦级风电基地建设规划总装机容量为3565万千瓦；新疆哈密规划2000万千瓦；内蒙古规划建设5000万千瓦，其中蒙西2000万千瓦，蒙东3000万千瓦；河北规划在沿海和北部地区共建设1000万千瓦；江苏规划建设1000万千瓦，其中近海700万千瓦；吉林西部地区，主要在松源和白城等市，规划到2020年达到2300万千瓦；山东规划建设1000万千瓦。

业内人士估计2020年届时的总装机容量或可达到1.5～3亿千瓦。今后10年平均每年约有11～26千兆瓦的增量。2003年到2009年，除2008年受金融危机影响外，其余每年新增风电机组容量的增幅都在100%以上。

2 风机吊装在风电建设中的地位

国家的新能源战略给近期相对低迷的电建企业来说都是一份强心剂，随着国家能源政策重心的转移，风电建设将成为今后较长一段时间电建企业的逐鹿之地。

风机吊装作为以起重作业为主的施工，专业性较强，风险较大。就位高度动辄在70～80m以上，随着风机单机容量的增大，有超过100m就位高度的风机出现。起重作业安全上必须万无一失，出事就无小事。2011年10月10日，甘肃酒泉南郊工业园华锐风电科技（甘肃）有限公司设备生产厂，1000t履带吊进行华锐5MW风机试吊准备过程中，起重机吊臂根部断裂，造成酒泉市肃州区副书记、工业园管委会主任在内的5人死亡，一人受伤。这一事故给风机吊装作业再次敲响警钟，要求风电吊装施工企业必须更加重视起重机械的选择和使用。

起重机械的选择主要从风机机型考虑，主要包括风机最大载荷、需要最大作业半径、就位高度、场地地形等因素。风机吊装起重机械主要有履带式起重机、汽车式起重机及风电专用吊。履带式起重机是一种高层建筑施工用的自行式起重机。是一种利用履带行走的动臂旋转起重机。履带接地面积大，通过性好，适应性强，可带载行走，适用于建筑工地的吊装作业。但因行走速度缓慢，转移工地需要其他车辆搬运，因其通用性强，租赁价格相对较低，在风电建设领域使用比例最高。

3 风电机组制造企业装机容量及主吊选型

金风科技在2011年新增风电装机容量为3600MW，仍占行业第一，占有市场份额20.4%。华锐风电新增风电装机容量为2939MW,占有市场份额16.7%，位列第二。联合动力新增风电装机容量为2847MW,占有市场份额16.1%，位列第三。金风科技、华锐风电、联合动力三个风电机组制造商占有2011年新增风电装机市场份额超过50%以上。

直至2011年末，华锐风电在中国累计装机容量为12977MW，金风科技累计装机容量为12678MW，联合动力累计装机容量为6898MW，分列中国风电机组制造商前三名。

2011年风电机组生产企业安装及出口情况

从上表可算出，目前国内风电机组主力机型依旧为1.5MW机型，绝大部分风机为陆上风机。上述机型除金风和湘电风能为直驱式交流永磁同步风力发电机外，其余机型均为异步（双馈异步）风力发电机，直驱式交流永磁同步发电机特点是发电机由风力吹动叶轮直接带动发电机，中间无变速箱；异步（双馈异步）风力发电机特点是以风力吹动叶轮通过变速箱带动发电机发电。因存在变速箱的差别，两种类型主机在相同级别上重量相差较大，比如金风1.5MW发电机重量为45t，而1.5MW异步（双馈异步）风力发电机重量大多为60～65t之间，不同机型间就需使用不同的主力吊装机械。另外各风机生产厂家均根据各地不同地形、风速设计了不同高度的配套塔架，这也成为风机吊装机械选型的重要方面。对70m以下塔架直驱式交流永磁同步风力发电机，500t及以上汽车式起重机或350t及以上履带式起重机均能满足吊装需要；70m以上塔架直驱式交流永磁同步风力发电机就需要800t及以上汽车式起重机或400t及以上履带式起重机（臂杆长度比就位高度高出20m以上或带固定式鹅头臂）。对异步（双馈异步）风力发电机来说，塔架高度超过60m，汽车式起重机就要求从800t起步了，加之同吨位汽车式起重机租赁费远高于同等级履带吊，市场相对较小。在2MW以上机型，因主机就位高度几乎均在80m及以上，且重量在90t上下，汽车吊几无用武之地，成就了履带式起重机或风电专用吊瓜分的状况。

4 小结

风电机组主吊选型是一个筛选的过程，选型前去现场实地踏勘，详细了解每个机位场地及道路坡度、宽度，其次了解风电机组各件重量及尺寸及就位高度，定型前画图模拟，确保起重机械负荷、钩下高度满足吊物就位要求，且保证臂杆与吊物见有不少于0.5m的可控安全距离。初步选定几种起重机型号后，再根据周围起重机不知情况并综合考虑机械转场费用和使用时间等，最终定型。

参考文献

[1]《2011年中国风电装机统计报告》中国可再生能源学会风能专业委员会

[2]《起重技术》重庆大学出版社2006.03

[3]《起重机性能图册》西北电建第一工程公司2008.9

[4]《起重机械性能参数》起重运输网