風電機組的吊裝方法

2023-05-10 01:18:31

風電機組的吊裝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及風力發電技術領域，尤其是指一種風電機組的吊裝方法。
【背景技術】
[0002]隨著風力發電行業的快速發展，陸上風場的開放日趨飽和，海上風場以其風速高、湍流度低、風切變小等優點，成為迫切需要開發的風力發電領域。另外，隨著風電機組的單機容量逐漸增大，機組各部分的體積和重量也不斷增大，例如，一颱風電機組整機的重量約為800噸，這造成在海上運輸風電機組進而將其安裝到海上基礎的難度非常大。
[0003]由於海上風電機組所處的載荷環境相對複雜且具有很大的不確定性，隨機的非線性風載荷和波浪載荷都將給海上風機的安全控制提出較大的挑戰。目前海上風力發電機組一般為變速變槳風力發電機組，在不同工況下有不同的控制模式。通常，在額定風速以下，發電機轉速可以隨風速變化而調節，通過變流器控制發電機電磁轉矩，維持最佳葉尖速比，追蹤最大風能。在額定風速以上，通過變槳控制系統調整槳距角來改變葉片氣動特性，控制風力發電機吸收的風能，保證風電機組的輸出功能和轉速穩定。但由於海上風力發電機組一直受到不對稱的波浪載荷，影響塔架和基礎左右方向的載荷，引起機組振動，若一旦風速過大，可能導致機組的傾斜偏大，很容易發生風電機組的整體翻傾甚至引發毀機事故。
[0004]現在的海上運輸風電機組的技術，是利用運輸船將風電機組的各部件，例如塔筒、機艙、葉片等運輸至海上基礎附近，用另一艘駛至該海上基礎附近的船上的吊架，或用該海上基礎附近的海上浮吊，將風電機組的各部件按照順序進行吊裝，在將該風電機組整體安裝到海上基礎上之後，再進行整機的靜態測試和併網調試。由此可見，利用現有技術在海上運輸風電機組時，由於各部件是相互分離地運輸至海上基礎附近，而且需要運輸船與另一艘裝有吊架的船，或與海上基礎附近的海上浮吊進行緊密配合才能最終完成風電機組的安裝，因此現有技術在海上安裝風電機組時受海況的影響嚴重，不容易控制風電機組整體穩定性，導致安裝效率低。

【發明內容】

[0005]為此，本發明所要解決的技術問題在於克服現有技術中風電機組的易受海況影響，導致風電機組整體不穩定發生翻傾的問題從而提供一種受海況影響小，最大程度上保證風電機組整體穩定性的風電機組的吊裝方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發明的一種風電機組的吊裝方法，其中所述風電機組包括塔架、安裝在所述塔架上的機艙以及安裝在所述機艙上的葉輪，所述塔架由下塔筒、與所述下塔筒相互連接的中塔筒以及與所述中塔筒相互連接的上塔筒組成，所述葉輪包括輪轂以及安裝在所述輪轂上的三個葉片，且所述輪轂安裝在機艙上，其特徵在於，吊裝步驟如下:步驟SI:將塔架固定在運輸船上，並在陸域場地地面將所述輪轂安裝在所述機艙上後，再將第一葉片和第二葉片安裝在所述輪轂上形成機艙葉輪組;步驟S2:利用吊裝設備將所述機艙葉輪組安裝在所述塔架的頂部;步驟S3:利用吊裝設備將第三葉片安裝至所述輪轂上。
[0007]在本發明的一個實施例中，所述步驟SI中，通過井字架以及與所述井字架相連的平衡梁將所述塔架固定在運輸船上。
[0008]在本發明的一個實施例中，所述步驟SI中，將底座安裝在所述井字架內，吊裝下塔筒，使所述下塔筒固定在所述底座上。
[0009]在本發明的一個實施例中，吊裝下塔筒時，將下塔筒吊裝在井字架內，然後吊裝中塔筒，使所述中塔筒與所述下塔筒相互連接。
[0010]在本發明的一個實施例中，所述中塔筒吊裝完成後，吊裝平衡梁，使所述平衡梁與所述井字架連接。
[0011]在本發明的一個實施例中，所述平衡梁吊裝時，所述平衡梁的具體位置由所述塔架的重心決定。
[0012]在本發明的一個實施例中，所述平衡梁吊裝完成後，吊裝上塔筒，使所述上塔筒與所述中塔筒相互連接。
[0013]在本發明的一個實施例中，所述步驟S2中，利用吊裝設備將所述機艙葉輪組安裝在所述上塔筒的頂部。
[0014]在本發明的一個實施例中，所述步驟S3中，利用吊裝設備對第三葉片吊裝時，所述第三葉片保持豎直向上的狀態安裝至所述輪轂上。
[0015]本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:
本發明所述的風電機組的吊裝方法，在陸域場地地面將所述輪轂安裝在所述機艙上後，再將第一葉片和第二葉片安裝在所述輪轂上形成機艙葉輪組，利用吊裝設備將所述機艙葉輪組安裝在所述塔架的頂部，因此減少了海上作業，有利於提高安裝效率，降低安裝難度。
【附圖說明】
[0016]為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
圖1是本發明所述發電機組的示意圖；
圖2是本發明所述風電機組的吊裝方法流程圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1和圖2所示，本實施例提供一種風電機組的吊裝方法，其中所述風電機組包括塔架11、安裝在所述塔架11上的機艙12以及安裝在所述機艙12上的葉輪13，所述塔架11由下塔筒11a、與所述下塔筒Ila相互連接的中塔筒Ilb以及與所述中塔筒Ilb相互連接的上塔筒Ilc組成，所述葉輪13包括輪轂以及安裝在所述輪轂上的三個葉片，且所述輪轂安裝在機艙12上，吊裝步驟如下:步驟S1:將所述塔架11固定在運輸船上，並在陸域場地地面將所述輪轂安裝在所述機艙12上後，再將第一葉片和第二葉片安裝在所述輪轂上形成機艙葉輪組;步驟S2:利用吊裝設備將所述機艙葉輪組安裝在所述塔架11的頂部;步驟S3:利用吊裝設備將第三葉片安裝至所述輪轂上。
[0018]本實施例所述風電機組的吊裝方法，其中所述風電機組包括塔架11、安裝在所述塔架11上的機艙12以及安裝在所述機艙12上的葉輪13，所述塔架11由下塔筒11a、與所述下塔筒Ila相互連接的中塔筒Ilb以及與所述中塔筒Ilb相互連接的上塔筒Ilc組成，所述葉輪13包括輪轂以及安裝在所述輪轂上的三個葉片，且所述輪轂安裝在機艙12上，吊裝步驟SI中，將所述塔架11固定在運輸船上，不僅受海況的影響小，能夠避免所述塔架11的晃動，保證所述風電機組的穩定性，避免風電機組的傾斜，而且有利於提高風電機組的海上安裝效率;並在陸域場地地面將所述輪轂安裝在所述機艙12上後，再將第一葉片和第二葉片安裝在所述輪轂上形成機艙葉輪組，由於機艙葉輪組可以提前在地面組裝，因此降低了組裝難度，避免了海上作業時更換難度大、成本高等問題，有效節約組裝時間，保證了風電機組整體的穩定性，有利於提高風場建設的經濟性和安全性;所述步驟S2中，利用吊裝設備將所述機艙葉輪組安裝在所述塔架11的頂部，避免了先將機艙12安裝在所述塔架11上，再將所述葉輪13安裝在機艙12的傳統步驟，最大程度上減少了在海上作業，有利於提高安裝效率，降低安裝難度;所述步驟S3中，利用吊裝設備將第三葉片安裝至所述輪轂上，由於所述葉片較其它設備小，從而有利於設備的吊裝，提高安裝效率，最終完成整個葉輪13的安裝。
[0019]所述步驟SI中，通過井字架14以及與所述井字架14相連的平衡梁15將所述塔架11固定在運輸船上。具體地，所述下塔筒Ila位於井字架14內，所述井字架14用於固定所述塔架11的下端，所述塔架11上設有與所述塔架11高度方向相互垂直的平衡梁15，所述塔架11穿過所述平衡梁15，所述平衡梁15可以固定所述塔架11的中端，且所述平衡梁15與所述井字架14相連，從而使所述塔架11進一步被固定在由所述井字架14和所述平衡梁15構成的框架內，即使海況複雜，由於所述塔架11在左右方向被所述井字架14固定，在前後方向被所述平衡梁15固定，因此能夠避免所述塔架11在水平方向的晃動，防止風電機組的傾斜，有效保證了風電機組整體的穩定性。
[0020]為了更進一步防止所述風電機組的傾斜，所述步驟SI中，將底座16安裝在所述井字架14內，吊裝下塔筒11a，使所述下塔筒Ila固定在所述底座16上。具體地，所述下塔筒Ila的底部位於底座16內，且所述底座16位於所述井字架14圍成的空間內，所述下塔筒Ila安裝在所述底座16上，使風電機組位於所述底座16上，從而可以防止所述塔架11在上下方向上晃動，防止風電機組的傾斜，最大程度上保證風電機組整體的穩定性。為了保證所述風電機組的穩定性，所述井字架14和所述底座16均固定於承載所述風電機組的運輸船上。
[0021]本實施例中，所述平衡梁15包括控制系統以及與所述控制系統連接的液壓系統，通過所述控制系統可以控制所述液壓系統對風力發電機組進行抱箍，確保航行安全。具體地，所述控制系統通過數據線與承載所述風電機組的運輸船上的總控制中心相連，從而通過船體上的總控制中心就可以對風力發電機組進行抱箍，方便工人操作;所述液壓系統包括抱箍器組件，通過所述抱箍器組件可以對風力發電機組進行抱箍，確保航行安全。
[0022]本實施例中，所述機艙12位於所述上塔筒Ilc上，所述平衡梁15位於所述中塔筒Ilb以及所述上塔筒Ilc之間，通過所述平衡梁15可以固定所述塔架11的中端，所述平衡梁15的具體位置與所述塔架11的總高度有關，為了避免塔架11的傾斜或者折彎，所述平衡梁15的最佳位置是位於所述塔架11的重心處。
[0023]所述井字架14包括第一支架14a和與所述第一支架14a結構相同的第二支架14b，且所述第一支架14a和所述第二支架14b對稱分布在所述塔架11的兩側，從而有利於使所述風電機組保持平衡，增加穩定性。
[0024]所述吊裝下塔筒Ila時，將所述下塔筒Ila吊裝在井字架14內，所述井字架14用於固定所述塔架11的下端，保持所述塔架11下端的穩定，然後吊裝中塔筒11b，使所述中塔筒11與所述下塔筒Ila相互連接;所述中塔筒Ilb吊裝完成後，吊裝平衡梁15，所述平衡梁15可以固定所述塔架11的中端，且所述平衡梁15與所述井字架14連接，可使所述塔架11被固定在由所述井字架14和所述平衡梁15構成的框架內，能夠有效避免所述塔架11在水平方向的晃動;其中所述平衡梁15吊裝時，所述平衡梁15的具體位置由所述塔架11的重心決定，從而可以有效避免塔架11的傾斜或者折彎。所述平衡梁15吊裝完成後，吊裝所述上塔筒11c，使所述上塔筒Ilc與所述中塔筒Ilb相互連接，從而完成所述塔架11的吊裝。
[0025]所述步驟S2中，利用吊裝設備將所述機艙葉輪組安裝在所述上塔筒Ilc的頂部，由於所述塔架11被固定在運輸船上，將所述機艙葉輪組安裝在所述塔架11的頂部，有利於減少了安裝步驟，最大程度上減少在海上作業，從而適當降低安裝難度，可以防止風電機組的傾斜，最大程度上保證風電機組整體的穩定性。
[0026]所述步驟S3中，利用吊裝設備對第三葉片吊裝時，所述第三葉片保持豎直向上的狀態安裝至所述輪轂上，有利於吊裝過程中使所述葉輪13保持平衡。
[0027]綜上，本發明所述技術方案具有以下優點:
1.本發明所述風電機組的吊裝方法，所述風電機組包括塔架、安裝在所述塔架上的機艙以及安裝在所述機艙上的葉輪，所述塔架由下塔筒、與所述下塔筒相互連接的中塔筒以及與所述中塔筒相互連接的上塔筒組成，所述葉輪包括輪轂以及安裝在所述輪轂上的三個葉片，且所述輪轂安裝在機艙上，吊裝步驟Si中，將所述塔架固定在運輸船上，不僅受海況的影響小，能夠避免所述塔架的晃動，保證所述風電機組的穩定性，避免風電機組的傾斜，而且有利於提高風電機組的海上安裝效率;並在陸域場地地面將所述輪轂安裝在所述機艙上後，再將第一葉片和第二葉片安裝在所述輪轂上形成機艙葉輪組，由於機艙葉輪組可以提前在地面組裝，因此降低了組裝難度，避免了海上作業時更換難度大、成本高等問題，有效節約組裝時間，保證了風電機組整體的穩定性，有利於提高風場建設的經濟性和安全性；所述步驟S2中，利用吊裝設備將所述機艙葉輪組安裝在所述塔架的頂部，最大程度上減少了在海上作業，有利於提高安裝效率，降低安裝難度;所述步驟S3中，利用吊裝設備將第三葉片安裝至所述輪轂上，由於所述葉片較其它設備小，從而有利於設備的吊裝，提高安裝效率，最終完成整個葉輪的安裝。
[0028]2.本發明所述風電機組的吊裝方法，通過井字架以及與所述井字架相連的平衡梁將所述塔架固定在運輸船上，從而使所述塔架進一步被固定在由所述井字架和所述平衡梁構成的框架內，即使海況複雜，由於所述塔架在左右方向被所述井字架固定，在前後方向被所述平衡梁固定，因此能夠避免所述塔架在水平方向的晃動，防止風電機組的傾斜，有效保證了風電機組整體的穩定性。
[0029]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。
【主權項】
1.一種風電機組的吊裝方法，其中所述風電機組包括塔架、安裝在所述塔架上的機艙以及安裝在所述機艙上的葉輪，所述塔架由下塔筒、與所述下塔筒相互連接的中塔筒以及與所述中塔筒相互連接的上塔筒組成，所述葉輪包括輪轂以及安裝在所述輪轂上的三個葉片，且所述輪轂安裝在機艙上，其特徵在於，吊裝步驟如下: 步驟S1:將塔架固定在運輸船上，並在陸域場地地面將所述輪轂安裝在所述機艙上後，再將第一葉片和第二葉片安裝在所述輪轂上形成機艙葉輪組； 步驟S2:利用吊裝設備將所述機艙葉輪組安裝在所述塔架的頂部； 步驟S3:利用吊裝設備將第三葉片安裝至所述輪轂上。2.根據權利要求1所述風電機組的吊裝方法，其特徵在於:所述步驟SI中，通過井字架以及與所述井字架相連的平衡梁將所述塔架固定在運輸船上。3.根據權利要求2所述風電機組的吊裝方法，其特徵在於:所述步驟SI中，將底座安裝在所述井字架內，吊裝下塔筒，使所述下塔筒固定在所述底座上。4.根據權利要求3所述風電機組的吊裝方法，其特徵在於:吊裝下塔筒時，將下塔筒吊裝在井字架內，然後吊裝中塔筒，使所述中塔筒與所述下塔筒相互連接。5.根據權利要求4所述風電機組的吊裝方法，其特徵在於:所述中塔筒吊裝完成後，吊裝平衡梁，使所述平衡梁與所述井字架連接。6.根據權利要求5所述風電機組的吊裝方法，其特徵在於:所述平衡梁吊裝時，所述平衡梁的具體位置由所述塔架的重心決定。7.根據權利要求5所述風電機組的吊裝方法，其特徵在於:所述平衡梁吊裝完成後，吊裝上塔筒，使所述上塔筒與所述中塔筒相互連接。8.根據權利要求1所述風電機組的吊裝方法，其特徵在於:所述步驟S2中，利用吊裝設備將所述機艙葉輪組安裝在所述上塔筒的頂部。9.根據權利要求1所述風電機組的吊裝方法，其特徵在於:所述步驟S3中，利用吊裝設備對第三葉片吊裝時，所述第三葉片保持豎直向上的狀態安裝至所述輪轂上。
【專利摘要】本發明涉及一種風電機組的吊裝方法,通過將塔架固定在運輸船上，並在陸域場地地面將所述輪轂安裝在所述機艙上後，再將第一葉片和第二葉片安裝在所述輪轂上形成機艙葉輪組；然後利用吊裝設備將所述機艙葉輪組安裝在所述塔架的頂部，最後利用吊裝設備將第三葉片安裝至所述輪轂上。本發明有利於提高安裝效率，降低安裝難度，保證了風電機組整體的穩定性。
【IPC分類】F03D13/25, F03D13/40
【公開號】CN105715464
【申請號】CN201610060573
【發明人】黃國良, 沈志春, 胡金雄, 梁奎, 王斌
【申請人】中交第三航務工程局有限公司寧波分公司