风力发电机组装配与安装

1第十一章:风力发电机组装配与安装并网型风力发电机组属于重型发电设备，整个设备高达百米以上，重量在数百吨，因此风力发电机组的装配不可能在生产厂全部完成。因为若在生产厂完全装配好，到风电场的运输问题目前根本无法解决。所以风力发电机组的装配是在生产厂进行部分装配，而未装配的部件留待在风电场安装时再进行现场装配。由于各生产厂装配工艺不同，对运输方式的选择不同，各生产厂装配方式略有差异。目前装配恒频恒速失速型机组一般采用机舱在工厂组装，叶片、轮毂、塔架采用风电场现场安装方式。变浆距变速恒频机组多采用除叶片和塔架外，其余零部件装配都在生产厂完成；这种方式变浆距系统在台架上调试方便，现场装配工作量小，可以节省吊装工时费用。MW级风电机组现场安装需要使用200吨的超长臂坦克吊，一天费用达30万元左右。1.5MW风电机组的整个机头重量在80吨左右，体积在10米×3.8米×3.8米左右，运输时需要使用重型元宝车。11.1风力发电机组的工厂装配一、风电机组的装配的一般要求1、进入装配的零部件（包括外购件、外协件）均应具有检验部门的合格证，方能进行装配。2、零部件在装配前应当清理并清洗干净，不得有毛刺、翻边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。3、装配前应对零部件的主要配合尺寸，特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查。经钳工修整的配合尺寸，应由检验部门复检，合格后方可装配，并有复查报告存入该风力发电机组档案。4、除有特殊规定外，装配前应将零件尖角和锐边倒钝。5、装配过程中零部件不允许磕伤、碰伤、划伤和锈蚀。6、油漆未干的零部件不得进行装配。7、对每一装配工序，都要有装配记录，并存入风力发电机组档案。8、零部件的各润滑处装配后应按装配规范要求注入润滑油（润滑脂）。二、装配连接要求（一）、螺钉、螺栓连接21、螺钉、螺栓和螺母紧固时严禁打击或使用不合适的旋具和扳手。紧固后螺钉槽、螺母和螺钉、螺栓头部不得损坏。2、有规定拧紧力矩要求的紧固件，应采用力矩扳手并按规定的力矩值拧紧。未规定拧紧力矩值的紧固件在装配时应严格控制，其拧紧力矩值按GB/T19568附录A。也可采用液压拉伸器进行螺栓的紧固，液压拉伸器的紧固压力应按本书第四章表4.2.4要求进行。3、同一零件用多件螺钉或螺栓连接时，各螺钉或螺栓应交叉、对称、逐步、均匀拧紧。宜分两次拧紧，第一次先预拧紧，第二次再完全拧紧，这样保证连接受力均匀。如有定位销应从定位销开始拧紧。4、螺钉、螺栓和螺母拧紧后，其支撑面应与被紧固零件贴合，并以黄色油漆标识。5、螺母拧紧后，螺栓头部应露出2个到3个螺距。6、沉头螺钉拧紧后，沉头不得高出沉孔端面。7、严格按图样和技术文件规定等级的紧固件装配，不得用低等级紧固件代替高等级的紧固件进行装配。（二）、销连接1、圆锥销装配时应与孔进行涂色检查，其接触率不应小于配合长度的60％，并应分布均匀。2、定位销的端面应突出零件表面带螺尾圆锥销装入相关零件后，大端应沉入孔内。3、开口销装入相关零件后，尾部应分开，扩角为60°～90°。（三）、键连接1、平键装配时，不得配制成梯形。2、平键与轴上键槽两侧面应均匀接触，其配合面不得有间隙。钩头键、楔键装配后，其接触面积应不小于工作面积的70％，且不接触面不得集中于一端。外露部分应为斜面的10％～15％。3、花键装配时，同时接触的齿数应不小于三分之二，接触率在键齿的长度和高度方向应不低于50％。4、滑动配合的平键（或花键）装配后，相配键应移动自如，不得有松紧不均现3象。（四）、铆钉连接1、铆接时不应损坏被铆接零件的表面，也不应使被铆接的零件变形。2、除有特殊要求外，一般铆接后不得出现松动现象，铆钉肩部应与被铆零件紧密接触，并应光滑圆整。（五）、粘合连接1、粘接剂牌号应符合设计和工艺要求，并采用有效期限内的产品。2、被粘接的表面应做好预处理，彻底清除油污、水膜、锈迹等杂质。3、粘接时，粘接剂应涂均匀。固化的温度、压力、时间等应严格按工艺或粘接剂使用说明书的规定。4、粘接后应清除表面的多余物。（六）、过盈连接1、压装时应注意：①、压装所用压入力的计算应按GB/T19568附录B进行。②、压装的轴或套允许有引入端，其导向锥角10°～20°，导锥长度应不大于配合长度的5％。③、实心轴压入盲孔时，允许开排气槽，槽深应不大于0.5毫米。④、压入件表面除特殊要求外，压装时应涂清洁的润滑油。⑤、采用压力机压装时，其压力机的压力一般为所需压入力的3～3.5倍。压装过程中压力变化应平稳。2、热装时应注意：①、热装的加热方法可参考GB/T19568附录C选取。②、热装零件的加热温度根据零件材质、结合直径、过盈量及热装的最小间隙等确定，确定方法按GB/T19568附录D要求。③、油加热零件的加热温度应比所用油的闪点低20℃～30℃。④、热装后零件应自然冷却，不允许快速冷却。⑤、零件热装后应紧靠轴肩或其它相关定位面，冷却后的间隙不得大于配合长度尺寸的0.3/1000。3、冷装时应注意：4①、冷装时的常用冷却方法可参考GB/T19568附录C选取。②、冷装时零件的冷却温度及时间的确定方法可参考GB/T19568附录E。③、冷却零件取出后应立即装入包容件。对零件表面有厚霜者，不得装配，应重新冷却。4、账套时应注意：①、账套表面的结合面应干净无污染、无腐蚀、无损伤。装前均匀涂一层不含MoS2等添加剂的润滑油。②、账套螺栓应使用力矩扳手，并对称、交叉、均匀拧紧。③、螺栓的拧紧力矩Ta值按设计图样或工艺规定，也可参考GB/T19568附录A，并按下列步骤进行：第一步：以1/3Ta拧紧；第二步：以1/2Ta拧紧；第三步：以Ta值拧紧；第四步：以Ta值检查全部螺栓。三、关键部件装配要求（一）滚动轴承装配1、轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔不允许有卡滯现象，装配时允许整修半圆孔。2、轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔应接触良好，用涂色检验时，与轴承座在对称于中心线120°、与轴承盖在对称于中心线90°的范围内应均匀接触。在上述范围内用塞尺检查时0.03毫米的塞尺不得塞入外圈宽度的1/3。3、轴承内圈端面应紧靠轴向定位面，其允许最大间隙，对圆锥滚子轴承与角接触为0.05毫米，其它轴承为0.1毫米。4、轴承外圈装配后定位端轴承盖端面应接触均匀。5、采用润滑脂的轴承，装配后应注入相当于轴承容积1/2～1/3的符合规定的清洁润滑脂。凡稀油润滑的轴承，不应加润滑脂。6、轴承热装时，其加热温度应不高于120℃。轴承冷装时，其冷却温度应不低于-80℃。7、可拆卸轴承装配时，应严格按原组装位置，不得装反或与别的轴承混装。对可调头装的轴承，装配时应将轴承的标记端朝外。8、在轴的两端装配径向间隙不可调的向心轴承，且轴向位移是以两个端盖限定5时，其一端应必须留有轴向间隙C(单位：毫米)，C值按下式计算：C＝α×Δt×L＋0.15式中：α—材线膨胀系数，对钢：α＝(12/1000000)/℃。Δt—轴最高工作温度与环境温度之差，单位：℃。L—两轴承中心距，单位：㎜。0.15—热膨胀后剩余间隙，单位：㎜。一般情况下取Δt＝40℃，因此装配时，只需根据L尺寸即可按简化公式计算C值。C＝0.0005L＋0.159、滚动轴承装好后用手转动应灵活、平稳。（二）齿轮箱的装配1、齿轮箱的装配和运输应符合GB/T19073的技术要求。2、齿轮箱装配后，应按设计和工艺要求进行空运转试验。运转应平稳、无异常噪声。3、齿轮箱的清洁度应符合JB/T7929的规定。（三）、液压缸、气缸及密封件装配1、组装前应严格检查并清除零件加工时残留的锐角、毛刺和异物，保证密封件装入时不被擦伤。2、装配时应注意密封件的工作方向，对O形圈与保护挡环并用时，应注意挡环的位置。3、对弹性较差的密封件，应采用扩张或收缩装置的工装进行装配。4、带双向密封圈的活塞装入盲孔油缸时，应采用引导工装，不允许用螺丝刀硬塞。5、液压缸、气缸装配后要进行密封及动作试验，应达到如下要求：①、行程符合要求。②、运行平稳，无卡滞和爬行现象。③、无外部渗漏现象，内部渗漏按图样要求。6、各密封毡圈、毡垫、石棉绳、皮碗等密封件装配前应渗透油；钢纸板用热水泡软、紫铜垫作退火处理。（四）、联轴器装配61、每套联轴器在拆装过程中，应与原装配组合一致。2、刚性联轴器装配时，两轴线的同轴度应小于0.03毫米。3、挠性、齿轮、轮胎、链条联轴器装配时，其装配精度应符合表11.1.1的规定。表11.1.1挠性、齿轮、轮胎、链条联轴器装配精度要求联轴器孔直径（毫米）两轴线的同轴允差（圆周跳动/㎜）两轴线的角度偏差（°）≤1000.050.05＞100～1800.050.05＞180～2500.050.10＞250～3150.100.10＞315～4500.100.15＞450～5600.150.20＞560～6300.150.20＞630～7100.200.25＞710～8000.200.30(五)、发电机的安装1、发电机的安装和运输应符合GB/T19071.1的要求。2、发电机安装后，发电机轴与齿轮箱轴的同轴度应符合联轴器装配第二及第三条要求。3、在发动机机座上，应以对角方式在两端安装接地电缆。四、工厂装配工艺（一）、生产条件风力发电机总装生产车间的单跨宽度应为2～3倍的机舱长度，跨数视年生产能力确定。若年生产500～600台,至少需要四跨，每跨长度150米～200米。车间高度应在十米以上，每跨内应安装天车两台。总装跨内跨内天车的最大起吊能力，应比机组总装配完成后的总重量大20％左右。轮毂装配跨的最大起吊能力，应比轮毂总装配完成后的总重量大20％左右。车间内应有采暖设施，保证冬季温度在15℃以上。年生产500～600台的生产车间内应布置四条总装配生产线，每条生产线至少8～10个装配工位，每个工位间的间距应不小于一个机舱宽度；不同装配工位生产时处于从装配开始到调试、试运行的不同阶段。可实行总工—工段长—班长—工人的管理体制。设机舱安装班一个、风轮轴安装班一个、轮毂安装班两个、电气安装班两个、整机安装班四个。整机安装班和电气安装班的人员共同组成调试、试运行小组。以1.5MW双馈型风力发电机组为例，按每台价值800万元估算，包括到厂零部件7及生产线上占压，生产需要流动资金大约人民币五亿元左右。（二）、装配顺序以1.5MW变浆距双馈风电机组为例：风机底盘为80㎜厚钢板焊接结构，中间车加工有安装回转支撑的圆孔及端面。齿轮箱为两级行星齿轮加一级平行轴齿轮传动，齿轮箱用两个浮动托架安装，齿轮箱与风轮轴采用膨胀套连接。高速轴制动器安装在齿轮箱输出轴上，只用一套液压制动器。偏航系统由四台电机驱动，有十套液压偏航制动器。1、轮毂总成装配轮毂装配顺序为：安装变浆轴承—→安装变浆驱动电机—→安装变浆控制箱—→安装润滑系统—→安装液压系统—→安装导流罩支架及导流罩—→检查装配质量是否符合技术要求—→合格后送总装配线—→安装在风轮轴上。2、风轮轴总成装配以风轮轴为半独立结构为例，装配顺序如下：轴承座高频加热—→轴承外圈装入轴承座—→轴承内圈高频加热—→将前轴颈装入轴承内圈—→安装推力轴承—→安装风轮轴防尘套—→利用膨账套将主轴后端连接到齿轮箱输入轴上—→找好两轴同心度—→安装固定好轴承座。3、整机总装顺序如下：翻转底盘使偏航轴承安装面向上—→在底盘下面安装回转支撑—→翻转底盘放在运输托架上—→安装偏航驱动电机—→安装齿轮箱托架—→安装齿轮箱—→安装高速轴制动器—→安装风轮轴总成—→安装发电机—→安装联轴器—→安装轮毂总成—→安装润滑系统—→安装液压系统—→安装冷却系统—→安装机舱控制柜—→安装监控检测系统—→安装电气系统—→空运转试验—→调整排除故障—→安装机舱—→检验合格后出厂。11.2风电场现场安装一、风电机组现场安装的施工组织准备（一）、现场安装的施工组织设计现场安装的施工组织设计按照机组基础施工的施工组织设计要求进行。风电机组设备安装应收集的资料如下：81、设计图纸、图纸会审、现场条件和施工条件的调查等。2、现场调查，收集所需的资料。3、应了解与设备安装施工现场有关的风速、雨量、低温期、雷电等气