摘要：
在河北承德红松风电场的冬季装机，由于气候条件恶劣，在安装调试中，应注意温度对机器各零部的的影响。用安装失贴条方法处理叶片在低温大风下发生的振动。

关键词：冬季，塔架，齿轮油温，叶片振动

0 前言

河北承德红松风电场二期工程位于河北省围场县，地面海拔在1770~1840m。春季短暂多风，夏季凉爽，秋霜来临早，冬季寒冷而漫长。极端最高气温29.8℃，最低气温-42.9℃，积雪期长达5 个月之久。风电场的累年平均空气密度ρ=1.0545。吊装使用的最大吊车200t，自重60t，在夏季当地土壤能承受的压力达不到吊车的要求，所以风机的安装必需在冬季土壤完全冻实后进行。第一阶段工程在04 年10 月20 日开始施工，到05 年1 月完成，工作环境温度大多在0℃至-20℃之间，当气温低于-20℃时停止施工。

1 项目管理

相对以往的项目，红松风电场的自然环境和道路运输条件都是比较特殊的，所以在项目工作陈述报告中要特别对这方面进行详细的描述，引起相关职能部门必要的重视。与发到现场的零部件的供应商建立直接联系，避免运输影响进度。细分工作任务，在资源许可的情况下，尽可能多的增加项目人员，配备足够的设备和工具，以缩短工期。
安装工作由业主负责，对安装人员要进行培训，与业主、安装项目负责人一起建立安装项目组织机构和制定工作分解结构和任务顺序，进行工序估计。绘制网络图和甘特图，制定出合理的人员、设备和工具配备，以最大程度的缩短安装工期。因为在以往的项目中多次发生由于安装方为了降低成本，人员和工具配备不足，加上对安装过程不熟悉，造成现场工作混乱，安装工期大大超过计划时间
的情况。
配备足够的人员防护装备，如棉工作服，棉工作鞋等，还有电暖气，气油喷灯等加热设备。

2 安装

金风S43/600 风力发电机组在红松风电场选用的是38.5 米塔架，为低频型“柔塔”。随着高度的变化，塔架壁厚从14mm 变化到8mm，这种塔架的重量轻，成本低。筒形塔架为锥管状（高度38.5 米），底部直径3218mm，上部直径1928mm。

为方便制造与安装，塔架共分两段，上段长20.5 米，下段长18 米。中间靠法兰连接。

塔架的材料为Q235，法兰连接为高强度螺栓GB5782-86 M30-10.9，随着温度的下降，金属材料的机械性能会有所下降，螺纹和法兰的弹性都会下降，所以螺栓的紧固不能在低于－5℃时进行。在冬季的特殊情况下，环境温度－5℃以下紧固螺栓时，紧固力矩只能是规定力矩的80%。在温度高于－5℃后，按规定的力矩紧固螺栓。可以适当的在螺纹部分多涂抹一些润滑脂，降低紧固螺栓时螺纹的磨擦力。

塔架受风压作用时结构会产生偏移和振动，风紊流和尾涡产生的横向风载可以引起横向振动，当频率接近结构的自振频率时，结构将产生共振，这是必须避免的。所以塔架安装完成后应尽快安装机舱，如果因某种原因长时间无法安装机舱，应采用合适的方法来避免塔架的横向振动。

金风S43/600 风力发电机组是定桨距失速调节功率输出的，如果安装角选定不合适，在当地恶劣的环境下调节大量机组的安装角，工作量比较大，考虑到当地9-13m/s 的风速发生频率较高，所以选定安装角时比理论计算的偏正一些，定为-0.25°，可以提高在高风速区的出力，投入运行后对比已运行的老6 台，功率曲线有明显提高。

电缆铺设时注意在打弯处的操作，必要时进行局部加热，以免橡套开裂。
3 调试和试运行

安装完成后，开始首次启动，必需对主控柜，计算机柜，电容柜和机舱控制柜进行除霜干燥处理，确认所有元器件都干燥后方可通电。

金风S43/600 风力发电机组配备的电控系统以可编程控制器为控制内核，即以西门子S7300 系列和S7200 系列通过DP 总线结构组网构成主控制器，硬件模块以信号分类组合，软件采用功能模块组合结构。硬件的工作温度范围-25℃～ 70℃，允许短时间结冰或结露，可以用于极为恶劣的环境下。但当地风较大时常伴着极细的粉沫状雪粉，进入电控柜后，可能会造成PLC 和模块的损坏。所以必需检查所有柜体的密封和加热装置。

液压系统首次运行会发现系统压力和叶尖压力都低5-10bar 左右，这是因为液压油温度较低，粘度增大，系统压力继电器工作不正常造成的，这时不要调整压力，用手动补压，使叶尖压力达到规定值，风机运行一段时间后，液压油温度超过0℃后系统就会正常。

润滑系统的主润滑油泵采用了一个4kw 的电动机驱动，所以齿轮油温度在-20℃时电机也不会过载，所有的功能测试完成后，锁住叶轮，可离开风机，等待油温加热到设定值，从-20℃加热到10℃需要约12 个小时。

启动风机前打到维护状态让叶轮空转，等到齿轮油温升至20℃左右，发电机轴承温度大于0℃，可以启运风机并网了，注意第一次并网时的风速不能超过12m/s。并且要保证风机至少有240 小时的低于60%额定载荷的运行时间，当风速超过14 m/s 时应手动停机并锁住叶轮，修改温度参数，使润滑油泵一直运行。

4 叶片振动

金风S43 风机是依靠失速来控制功率输出的，风机的叶片经常要在大攻角失速甚至深度失速（15°～50°）状态下工作，即发生在风速14m/s～24m/s 的范围内。在这种工况下，所有的失速型风机都会受到翼型失速引起的叶轮旋转平面内的叶片摆振振动的影响。这种振动会引起叶片的损坏。表现在叶片后缘在垂直于叶片轴线方向上出现裂纹。

风机旋转平面内的叶片摆振振动的监测是由一个振动监测仪TAC84 完成的，加速度传感器安装在机舱后部发电机支座上。TAC84 监测的加速度频率带宽可以由用户设定。TAC84 可以记录振动最大值，在故障堆饯中可以查出故障记录。当叶片振动超过设定值时TAC84 发信号到PLC，风机停机。

为了减小振动，国产19.1 叶片在叶尖处加了阻尼装置。在山东长岛等气温比较温和的地区使用没有发生过振动，针对红松风电场的气候条件，每个叶片出厂时安装了2 个失速贴条，失速贴条是截面为三角形的长条，粘贴在叶片的前缘点，位置在叶尖扰流器之后。它的机理是增加叶片的气动阻尼，使振动的发生点从14～24m/s 延迟到25m/s 之后，即运行风速以外。

为了检验失速贴条的效果，我们拆下了4 台风机的失速贴条，运行后，在温度高于-18℃时没有发生振动故障，当温度低于-18℃，风速超过15m/s 后，这4台风机全部出现振动，并且有多台装有失速贴条的风机发生振动，这样是当温度降低时，叶片自身的阻尼降低造成的，我们在振动发生后的风机机舱内启动机器观察，当TAC84 显示的振动值接近设定值时，可以明显的感觉到机舱在水平平面内与叶轮平行的方向有明显的加速摆动。我们对所有振动的风机叶片增加到3个失速贴条，振动没有再发生。

5 总结

在规模比较大的风电装机项目中，使用科学的项目管理方式是很重要的。项目经理和主要成员都必需具备较高的专业技术能力，要有计划的对项目中的新员工进行培训，尽快提高他们的技术能力，以提高总体的工作效率。将故障处理事例作成手册，附在项目总结报告中，供技术部门和本部门作为参考。本文记述了
金风S43 风机在冬季装机的一些普遍问题，供大家参考