2.3　机舱

机舱内的装置是风电机组最重要的设备，也是主驱动链和偏航机构固定的基础，并能将载荷传递到塔架上去。机舱包括传动系统、发电机系统、辅助系统、控制系统等，机舱的吊装过程如图2.3所示。

2.3.1　类型和技术特性

2.3.1.1　类型

目前，国内机舱结构主要分两类。异步风电机组机舱，内有发电机及齿轮箱；直驱式风电机组机舱，由于无齿轮箱，所以发电机是风轮与机舱间的直接连接部件。

2.3.1.2　技术特性

1.异步风电机组机舱

（1）操作和维修方便。如用于运输维修物品的吊车一般放在机舱后部，机舱后部一般离塔架较远，物品不易与塔架碰撞。

（2）功能效率要求高。如冷却器要放在换热效率高的地方，有的换热器放在机舱罩外顶部。

（3）尽量保持机舱静平衡，使机舱的重心位于机舱的对称面内，在塔架与叶轮之间偏塔架轴线一方。这样便于吊具设计、机舱吊装，并有利于偏航回转装置负载均匀。

2.直驱式风电机组机舱

直驱式风电机组机舱布置简单。轮毂直接与发电机外转子相连，发电机定子紧固在主轴上，主轴固定左机舱底座上。机舱内除了少量电气设备和偏航装置外，没有别的装备，十分简洁。

2.3.2　施工安全技术

2.3.2.1　机舱施工

（1）安装现场的工作人员应佩戴安全装备，如安全鞋、安全帽、工作服、防护手套、听觉防护（需要时）、防护镜（需要时）、安全带等。

（2）高空作业的现场地面不可停留闲杂人员，不可向下抛掷任何物体，也不可将任何物体遗漏在高空作业现场。

（3）安全防护区应有警告标志。

（4）吊装物应固定牢靠，防止坠落，发生意外。严禁现场人员到吊车臂下以及吊物下方。

（5）机舱到场后，确保密封严实完好，以防沙尘、雨雪等进入机舱组件内。

（6）在平均风速大于10m/s，雨雪、雷电等恶劣天气下以及夜间光线不足时不可进行吊装工作。

（7）吊车驾驶人员要有符合相关规定的执业资格证书。

（8）吊具使用前目测检查每件吊具的完好性，发现异常则禁止使用。

（9）正确使用吊具，严禁违规使用吊具。

（10）吊车吊物前，确保地面有足够的承载力，并保持平稳，防止雨水冲刷导致支撑地面失去稳定作用而发生危险。

（11）机舱底座法兰与顶段塔筒上法兰面紧紧贴合，螺栓口对齐（对正）后方可手工旋入螺栓。严禁将机舱底座与塔筒连接螺栓强行旋入，如施工遇到困难，需马上停止，过丝后再进行安装。

（12）在机舱吊装前，需拧至各段塔架连接螺栓力矩。

（13）主吊车设备规格选择应由现场吊装经理根据所安装机型的机舱重量和轮毂中心高度，并对照吊车性能参数表和相关起重规范来确定。

2.3.2.2　机舱组装

（1）组装前机舱应保持清洁，防止潮湿及雨淋。

（2）机舱与安装平台可靠固定后方可进行机舱组装，机舱吊点应可靠牢固。

（3）安装测风支架应在机舱地面进行，两人配合，测风支架底座一圈用聚氨酯密封胶密封。

（4）机舱连接螺栓、螺母、垫片安装正确，应分多次对称拧紧螺栓至规定力矩。

（5）组装机舱壳体时，避免碰撞机舱底部仪器设备。

（6）机舱组装后不能立即安装设备的应有防倾覆、防位移措施。

2.3.2.3　机舱吊装

（1）为给下道工序做准备，机舱吊装前机舱内放置的零部件要牢固可靠，防止滑落。

（2）如果条件允许，一般要求机舱口与主风向一致。

（3）机舱与塔筒对接时需缓慢，注意不要将手、工具等伸入两法兰之间。

（4）对接塔筒外法兰，安装螺栓时需小心，防止螺栓沿塔筒壁滑落发生危险并注意提醒地面人员远离塔筒周围。

（5）塔筒顶法兰与机舱偏航轴承连接螺栓先使用电动扳手预紧，然后使用液压扳手进行3遍拧紧，要求螺栓紧固施工过程连续、不间断。

（6）安装和拆卸过程中，注意机舱专用吊具不要碰坏机舱内的设备和电气元件，也不要使吊具伤人，注意人员、设备安全。

（7）机舱法兰对正后，按要求安装好连接螺栓，并紧固至设计力矩。

（8）机舱吊装时，风速不应该高于该机型安装技术规定，未明确相关吊装风速的，风速超过8m/s时，不宜进行机舱吊装。

（9）遇有大雾、雷雨天、照明不足，指挥人员看不清各工作地点，或起重机驾驶员看不见起重指挥人员等情况时，不应进行起重工作。

2.3.2.4　机舱场内外运输

（1）车辆应有足够的长度和承载能力满足机舱在各路况的运输要求。

（2）运输车辆（船舶）应性能良好、手续齐全，同时车辆（船舶）能够保证陆运和海运的安全性和可靠性。

（3）驾驶人员应具有国家认证的资格，证书应齐全。

（4）机舱运输前，应根据设备防冲击、振动、防潮、抗变形等方面的要求，采用合理的方式进行绑扎固定。

（5）应有风电机组机舱的装车和卸车作业专项技术方案，作业时应专人负责。

（6）机舱运输时，应固定牢靠和设置警示标志；在运输、装卸过程中，密封严实可靠。

（7）机舱在运输时应采取有效措施保证运输安全，应提出对道路宽度、最小转弯半径的要求，还应考虑当地的道路高度。

2.3.3　运行安全技术

2.3.3.1　机舱运行

（1）风电机组是全天候自动运行的设备，在整个运行过程中处于严密控制之中，通过机舱控制柜将机舱内发电机、齿轮箱、偏航系统、测风辅助系统等信息采集后发送至可编程控器，会及时发现设备异常情况。

（2）在风电机组超常振动、过速、出现极限风速等时保护风电机组，独立于计算机系统的安全链可能把对风电机组造成致命伤害的故障点串联成一个回路，其中任何一个节点被触发后都会引发系统紧急停机，安全保护措施会让系统执行紧急停机的动作。

（3）偏航系统局域自动控制功能保证风力发电机组在小风状态下自行解缆，避免电缆损坏，减少了电量损失。

2.3.3.2　机舱检查与维护

（1）检查发电机的机械连接及固定结构是否牢靠。

（2）测试发电机绝缘值是否满足运行要求，正常运行时是否异响。

（3）检查齿轮箱油位及漏油情况，齿轮油按照规定及时进行油样检测。

（4）检查偏航系统压力是否正常，制动器闸体及闸片有无损坏情况。

（5）检查测风系统是否固定牢靠，是否满足灵敏度及准确度要求。

（6）检查液压系统油位是否正常，连接油管是否渗漏油，每3年进行液压油采样化验。

（7）检查轴承润滑系统是否正常运行，轴承是否缺油，有无异响等。

（8）检查机舱紧急停机按钮、振动开关、扭缆开关、叶轮过速模块的功能是否正常。

（9）检查机舱天窗手柄是否完整，密封是否牢固。

2.3.3.3　机舱提升机使用

（1）调试风电机组需要将提升机链条重新收回到链盒内，收回时应仔细检查链条是否有质量缺陷，避免使用提升机时造成链条断裂，危及风电机组下面的人员安全。

（2）提升重物时，不得用手拉链条以免意外夹伤。打开吊物孔门时要穿安全衣、系安全绳，且安全绳要与机舱中的安全挂点固定好，并将支撑架放下以免失足坠落。

（3）提升重物需要考虑提升机的载重，一般不得超过提升机额定的载重量（350kg），且不得载人。

（4）提物品时应该把物品固定好，检查工具包是否牢固，是否有小孔，以免小工具掉落伤人。

（5）用提升机将物体提升到机舱，应使用导向绳稳定吊物，以免吊物与塔壁碰撞，造成物体和塔架防腐的损伤。同时确保此期间无人及车辆在塔架周围，以防坠物掉落伤人。

（6）在风速较大的情况下提升重物时，风轮要偏航侧风90°之后方可使用。风速过大时不得使用提升机。

（7）使用提升机过程中，应考虑周围环境。应正确使用提升机，防止错误操作造成设备工具碰撞损坏，或链条等触及高压线造成触电。

2.3.4　标准依据

风电机组机舱施工及运行必须遵照的相关标准及规范见表2.1。