山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝安全技術(shù)分析

（中國電建集團(tuán)河北工程有限公司，河北 石家莊 050011）

在山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝施工作業(yè)中，施工環(huán)境是限制安裝施工作業(yè)的重要因素，各個(gè)工程企業(yè)在開展山地風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的過程中，需要結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝時(shí)面臨安全風(fēng)險(xiǎn)，采用有效的安全技術(shù)，最大程度地保證安裝施工作業(yè)的安全性，提升整體的施工效果。

1 風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目施工的特點(diǎn)

1.1 項(xiàng)目工期短

對(duì)于大多數(shù)的風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目來說，其在施工建設(shè)的過程中，往往都具有項(xiàng)目周期較短的特征，具體表現(xiàn)在風(fēng)電類安裝作業(yè)從進(jìn)場(chǎng)到完工環(huán)節(jié)，工期有嚴(yán)格的限制，施工企業(yè)在參與到該類項(xiàng)目的過程中，必須要嚴(yán)格根據(jù)合同工期，來進(jìn)行安裝施工作業(yè)的合理安排，只有做好了進(jìn)度計(jì)劃管理、資源調(diào)配等，才可以最大程度地避免超工期所面臨的施工索賠等經(jīng)濟(jì)損失[1]。

1.2 短期內(nèi)投入大

在風(fēng)電類項(xiàng)目的安裝施工作業(yè)中，涉及對(duì)大型設(shè)備的安裝，這就使吊裝環(huán)節(jié)成了關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)。在開展吊裝作業(yè)時(shí)，工程企業(yè)需要配置很多的配套設(shè)施，這些設(shè)施的投入使風(fēng)電項(xiàng)目在短期內(nèi)投入非常大。由于吊裝作業(yè)具有復(fù)雜性和專業(yè)性，所使用的配套設(shè)施多為大型設(shè)備，直接購買的成本投入非常高，因此大部分企業(yè)都采用是租賃的方式，即使是這種方式。也需要支付非常高的租金，工程企業(yè)的資金壓力非常大[2]。

1.3 外界干擾因素多

風(fēng)電類項(xiàng)目在開展安裝施工作業(yè)的過程中，涉及的安裝任務(wù)較多，如果要在合同工期內(nèi)完成全部的安裝任務(wù)，就需要各個(gè)部門之間的良好配合。此外，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝作業(yè)中，多以線到點(diǎn)的作業(yè)為主，在安裝過程中存在非常多的干擾性因素，影響了安裝施工的整體效率。

1.4 協(xié)調(diào)工作繁雜

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝施工作業(yè)中，參與主體非常多，除了現(xiàn)場(chǎng)業(yè)主，還包括工程監(jiān)理方、設(shè)計(jì)方和施工方，還有一些輔助性的工作主體，例如運(yùn)輸單位、調(diào)試單位等，整體的協(xié)調(diào)工作非常多，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能會(huì)影響最終的施工效果。

2 山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組的類型選擇

2.1 風(fēng)力容量選擇

山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝作業(yè)中，對(duì)于風(fēng)力容量的選擇非常重要，要保證其風(fēng)力容量與實(shí)際情況相符合，專業(yè)人員在考察時(shí)要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)輸情況、安裝技術(shù)等多種因素的考慮。在風(fēng)電機(jī)組的選擇過程中，需要綜合評(píng)估多種因素，保證風(fēng)力容量的科學(xué)性。，如果在山地風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行時(shí)需配合的因素眾多，一般選用大單機(jī)容量機(jī)組，在風(fēng)電機(jī)組處于正常運(yùn)行的條件下，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)風(fēng)力資源的有效利用，使整個(gè)山地風(fēng)電場(chǎng)能夠獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

2.2 安裝位置確定

山地風(fēng)電場(chǎng)的地理位置相對(duì)特殊，這就使在整個(gè)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目中，如果要使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)，必須要注重發(fā)電機(jī)組安裝位置的選擇。山地風(fēng)電場(chǎng)的場(chǎng)地選擇中，主要包括了宏觀選址和微觀選址的選址方式。以微觀選址為例，在選址的過程中，尤其要注重地理環(huán)境因素、氣候因素的分析，因?yàn)樯降仫L(fēng)電場(chǎng)的性質(zhì)比較特殊，所以在整個(gè)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，風(fēng)力資源和氣候環(huán)境因素極為重要。以高海拔地區(qū)為例，微觀選址步驟如圖1所示。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝過程中，運(yùn)輸條件、場(chǎng)地條件同樣會(huì)對(duì)正常的安裝作業(yè)產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)山地風(fēng)電場(chǎng)的這些條件符合標(biāo)準(zhǔn)以后，才可以進(jìn)行發(fā)電機(jī)組的安裝[4]。從宏觀角度來分析，在開展風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝施工作業(yè)時(shí)，同樣需要考慮場(chǎng)地內(nèi)的地質(zhì)條件因素，應(yīng)盡量保持地勢(shì)的平整性，使場(chǎng)地可以滿足吊裝的承載能力、穩(wěn)定性和剛度要求。此外，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的占地面積非常大，需要根據(jù)場(chǎng)地內(nèi)的面積大小進(jìn)行風(fēng)能利用面積的有效規(guī)劃。

3 山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源分析

3.1 測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)收集

圖1 高海拔山地風(fēng)電場(chǎng)微觀選址步驟

在山地風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目實(shí)施過程中，測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)是區(qū)域內(nèi)風(fēng)能資源評(píng)估的重要根據(jù)。在相關(guān)工作開展的過程中，專業(yè)人員必須要全面收集風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)、周邊區(qū)域中的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，只有在該基礎(chǔ)上才能夠進(jìn)行項(xiàng)目的總體規(guī)劃和風(fēng)能資源的有效利用。具體來說，測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)包括內(nèi)容非常多，以測(cè)風(fēng)塔不同高度實(shí)測(cè)時(shí)間序列的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓和標(biāo)準(zhǔn)偏差等為主，當(dāng)然，也包括風(fēng)電場(chǎng)周邊區(qū)域的相關(guān)氣象參數(shù)，也就是該區(qū)域近30年逐年平均風(fēng)速、各月平均風(fēng)速、最大與極大風(fēng)速等。由于山地的海拔相對(duì)偏高，地形條件非常復(fù)雜，并且氣象多變，因此發(fā)電機(jī)等一系列的設(shè)備設(shè)施可能會(huì)面臨冰凍、側(cè)塔、信號(hào)缺失等各種問題，這就使在測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的收集過程中，應(yīng)該盡可能地收集較長時(shí)間序列內(nèi)的數(shù)據(jù)。

3.2 測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證和訂正

山地風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的建設(shè)難度相對(duì)偏高，測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證是為了對(duì)測(cè)風(fēng)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，重點(diǎn)是對(duì)原始數(shù)據(jù)合理性、完整性的分析和檢驗(yàn)，通過這一方式，可以有效發(fā)現(xiàn)其中所存在的不合理數(shù)據(jù)。根據(jù)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，相關(guān)人員可以整理出至少1個(gè)完整年連續(xù)的逐小時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)。在測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的合理性分析方面，重點(diǎn)是對(duì)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的范圍、相關(guān)性和趨勢(shì)加以分析，而完整性分析是要對(duì)有效測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)占應(yīng)測(cè)數(shù)據(jù)的比例計(jì)算。根據(jù)國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)時(shí)的風(fēng)能資源分析中，一個(gè)完整年連續(xù)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)完整率應(yīng)該在90%以上。對(duì)于山地風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目來說，由于其建設(shè)區(qū)域環(huán)境的復(fù)雜性，其冊(cè)封數(shù)據(jù)的有效完整率一般要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常值，具體的項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，一般會(huì)將75%作為標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)訂正是根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)附近參證站長期風(fēng)資源氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，將驗(yàn)證以后的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)訂正為1套可以反映風(fēng)電場(chǎng)長期平均水平的代表性數(shù)據(jù)。對(duì)于山地風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目來說，其測(cè)風(fēng)塔與長期測(cè)站之間的距離較長，再加上測(cè)風(fēng)塔與氣象站的海拔高差值非常大，這一系列的因素都導(dǎo)致測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性難以達(dá)到0.80的標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)，就需要采取相應(yīng)的方式來對(duì)這些測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)加以訂正。

3.3 測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)處理

測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)處理要根據(jù)訂正以后的數(shù)據(jù)計(jì)算分析結(jié)果來獲得評(píng)估風(fēng)能資源的相關(guān)參數(shù)，這些參數(shù)為不同時(shí)段內(nèi)的平均風(fēng)速和風(fēng)功率密度、不同扇區(qū)風(fēng)速頻率分布、風(fēng)能頻率分布、風(fēng)向頻率、風(fēng)能密度方向分布以及風(fēng)切變指數(shù)等。只有對(duì)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面、有效的處理，才能夠使在山地風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目開展的過程中，發(fā)電機(jī)選型和布置都能夠符合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。

4 山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝的安全技術(shù)管理

4.1 環(huán)境因素管理

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目的日漸重視，山地風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)數(shù)量逐年增加。在該類工程的實(shí)踐過程中，山地風(fēng)電場(chǎng)施工技術(shù)也日漸成熟，為安裝施工作業(yè)的開展提供了有效的技術(shù)支持，保證了風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)。但是，與發(fā)達(dá)國家相比，我國風(fēng)能資源的利用較晚，各種風(fēng)力技術(shù)的出現(xiàn)也相對(duì)較晚，這就使在山地風(fēng)電場(chǎng)的施工建設(shè)過程中，存在較大的技術(shù)局限性，在安裝作業(yè)開展時(shí)，常常會(huì)面臨一系列的技術(shù)難題。隨著風(fēng)電事業(yè)的快速發(fā)展，我國的山地風(fēng)電場(chǎng)技術(shù)也在快速發(fā)展，且風(fēng)力資源作為一種可用能源，對(duì)于我國能源目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要的意義，這也從側(cè)面反映了我國風(fēng)電場(chǎng)發(fā)展的巨大潛力。在未來的發(fā)展中，技術(shù)和管理創(chuàng)新是重要的方向。在山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝施工作業(yè)中，對(duì)于環(huán)境條件有一定的依賴性，工程企業(yè)在現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)開展時(shí)，需要注重施工環(huán)境問題的處理。要達(dá)到安裝施工的安全性目標(biāo)，就需要消除施工環(huán)境中的不安全因素，構(gòu)建完善的安全管理機(jī)制，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，消除現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患，為各種安裝施工作業(yè)創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。在山地風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的處理過程中，要充分分析現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的具體情況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不足采取針對(duì)性的處理策略。由于山地風(fēng)電場(chǎng)都處于比較偏遠(yuǎn)的地段，地理環(huán)境復(fù)雜且多變，尤其是經(jīng)常會(huì)遇到特殊的地形地段，這些地質(zhì)條件會(huì)對(duì)安裝的安全性產(chǎn)生一定的影響，如果不能克服現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)地形等環(huán)境條件，可能會(huì)導(dǎo)致安裝事故。

例如，山地風(fēng)電場(chǎng)的吊裝平臺(tái)安裝方面，就對(duì)于場(chǎng)地環(huán)境有著多方面的要求，如果工程現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地環(huán)境條件十分有限，可能會(huì)使安裝施工作業(yè)開展時(shí)，相關(guān)人員在吊裝平臺(tái)的安裝方面面臨一定的技術(shù)難題，處理起來非常麻煩，且耗時(shí)較長。在場(chǎng)地環(huán)境問題的處理過程中，還必須要保障處理方法的先進(jìn)性和有效性，嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范、操作要求來進(jìn)行。具體的施工作業(yè)開展時(shí)，環(huán)境問題需要注意以下3個(gè)要點(diǎn)：1）在風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的實(shí)施過程中，要對(duì)全部車輛的各方面性能加以全面檢查，尤其是要檢查剎車性能。由于山地風(fēng)電場(chǎng)的道路條件相對(duì)較差，如果車輛性能不好，可能會(huì)導(dǎo)致車輛運(yùn)行時(shí)的安全性、舒適性不足，甚至?xí)管囕v難以保持正常的運(yùn)行速度，而如果車輛的各種性能較好，就可以在運(yùn)行過程中克服現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、路況的限制。2）在安裝作業(yè)開展的過程中，帶吊車和平板車是關(guān)鍵的工具，為使吊裝、安裝作業(yè)都能夠有序進(jìn)行，需要檢查這些工具的特性。檢查的過程中，重點(diǎn)要對(duì)帶吊車和平板車對(duì)道路的坡度和拐彎半徑加以檢查，如果施工場(chǎng)地內(nèi)的道路難以達(dá)到要求，就需要進(jìn)行道路的修整。3）對(duì)吊裝平臺(tái)的規(guī)格加以測(cè)量和檢查，專業(yè)人員需要從吊裝平臺(tái)的現(xiàn)實(shí)要求出發(fā)，對(duì)每個(gè)機(jī)位都加以檢查，保證現(xiàn)場(chǎng)不存在任何的安全隱患[5]。

4.2 員工安全管理

在山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝施工過程中，對(duì)于人員的專業(yè)性要求非常高，這就使在開展實(shí)際的安裝施工作業(yè)時(shí)，施工企業(yè)必須要根據(jù)山地風(fēng)電場(chǎng)的安裝施工要求、工程規(guī)模大小，來配備足夠數(shù)量的高素質(zhì)施工人員，在其他條件都符合要求的情況下，安裝人員的專業(yè)素質(zhì)將會(huì)對(duì)最終的安裝施工效率與安全產(chǎn)生決定性的作用。因此，工程企業(yè)在實(shí)際的施工作業(yè)開展過程中，需要注重專業(yè)人員整體素質(zhì)、技能水平的提升。在日常的工作中，不僅要將提高員工的專業(yè)素質(zhì)作為工作的重點(diǎn)，更要加強(qiáng)對(duì)安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)的培養(yǎng)，使所有的施工人員都能夠在保障安裝安全性的基礎(chǔ)上，逐步提升施工水平，在山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝施工作業(yè)開展的過程中，切實(shí)履行各自的崗位職責(zé)與規(guī)范，最大程度地保證發(fā)電機(jī)組安裝的質(zhì)量和效率[6]。

現(xiàn)階段，隨著我國山地風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的增多，在該類項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，對(duì)于人員的數(shù)量、素質(zhì)都要求較高，但是，部分工程企業(yè)出于成本考慮，往往在人員質(zhì)量方面沒有做好嚴(yán)格把關(guān)，更傾向于采用進(jìn)城務(wù)工人員。這部分人員的人工成本雖然比較低，但是，也缺乏風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目安裝施工的專業(yè)能力，在安裝施工作業(yè)開展的過程中，不僅無法嚴(yán)格遵守相應(yīng)的安裝施工規(guī)范，還不能及時(shí)利用自身的專業(yè)知識(shí)和能力來解決安裝施工時(shí)的質(zhì)量和安全問題，由于這些事故沒有及時(shí)處理，因此帶來了嚴(yán)重的損失，針對(duì)這一情況，在山地風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目實(shí)施的過程中，工程企業(yè)需要嚴(yán)格根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工要求對(duì)全體施工人員、管理人員等加以培訓(xùn)，使這些人員都能夠通過培訓(xùn)來掌握安裝施工的各種技術(shù)，在安裝時(shí)嚴(yán)格遵循相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。

在施工人員的培訓(xùn)方面，重點(diǎn)要進(jìn)行施工技術(shù)、技術(shù)流程和要點(diǎn)、責(zé)任意識(shí)的培訓(xùn)，而在培訓(xùn)管理人員時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)該加強(qiáng)管理理念、方式和行為等的培訓(xùn)上，總之，必須保證培訓(xùn)有針對(duì)性，使各個(gè)崗位的人員都具有極高的專業(yè)能力，切實(shí)履行自身的崗位職責(zé)。在培訓(xùn)作業(yè)結(jié)束以后，還需要通過嚴(yán)格考評(píng)來檢查培訓(xùn)效果，對(duì)于考評(píng)不合格的人員，嚴(yán)禁參與到項(xiàng)目中。通過這種考評(píng)執(zhí)行，可以大大提高各個(gè)崗位人員對(duì)培訓(xùn)工作的重視程度。

4.3 設(shè)備安全管理

在山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝過程中，如果要提高安裝的安全性，同樣需要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)設(shè)備的安全管理。因此，在發(fā)電機(jī)組的安裝作業(yè)中，一些安裝環(huán)節(jié)需要由配套設(shè)備來完成，如果設(shè)備的安全系數(shù)不達(dá)標(biāo)，同樣會(huì)使在安裝時(shí)面臨一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，安裝施工安全性的提升中，對(duì)于設(shè)備的安全管理也非常重要，施工企業(yè)需在安裝作業(yè)開始之前，對(duì)吊裝的工具和機(jī)械加以全面檢查，不僅需要詳細(xì)了解各種配套安裝設(shè)備的安全性和其他各方面的性能，還需要做好相應(yīng)的調(diào)試。以吊裝工具為例，專業(yè)施工人員需結(jié)合安裝施工的現(xiàn)實(shí)要求選擇吊車的型號(hào)。但在選擇時(shí)，需要考慮山地風(fēng)電場(chǎng)的道路條件，因?yàn)橐恍┥降仫L(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)的道路條件較差，難以滿足汽車吊行走時(shí)的寬度與坡度等要求，所以施工人員可以將汽車吊拆裝轉(zhuǎn)場(chǎng)來克服道路條件限制，但是在此過程中，地形條件會(huì)導(dǎo)致其轉(zhuǎn)場(chǎng)受到干擾，此時(shí)，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，來進(jìn)行作業(yè)平臺(tái)的建立，使該作業(yè)平臺(tái)可以對(duì)山地風(fēng)電場(chǎng)的安裝施工起到重要的輔助作用。

5 結(jié)語

隨著我國風(fēng)電事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，山地風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的數(shù)量日漸增多、規(guī)模逐步擴(kuò)大，雖然其建設(shè)為我國能源事業(yè)、電力事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)了巨大的力量，但是，在該類工程實(shí)施時(shí)，山地條件可能會(huì)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝施工面臨一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此，加強(qiáng)對(duì)安裝施工作業(yè)的安全技術(shù)管理將是非常重要的。