CN102139829A - 海上风力发电机组柔性安装系统及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上风力发电机组柔性安装系统及其应用，该海上风力发电机组柔性安装系统包括：一用于安装在风机本体上部的起平衡作用的平衡装置，所述平衡装置包括左右对称的平衡梁，所述平衡梁的中部设置有与风机本体相对应的空心安装部；一柔性对接装置，所述柔性对接装置包括用于与风机本体根部连接在一起的上部吊架，以及与海上基础平台的塔筒基础上连接在一起的下部架体，所述下部架体与上部吊架相对应；所述上部吊架上设置有缓冲机构，所述下部架体上设置有起承接上部吊架和风机本体作用的承接机构；本发明实现了海上风力发电机组的安全、平稳安装。
Description
技术领域
本发明涉及海上风力发电机组的安装设备，具体来说涉及一种海上风力发电机组柔性安装系统，该海上风力发电机组柔性安装系统用来实现海上风力发电机组的安全、可靠、平稳安装。
背景技术
与陆地风电场相比，海上风电场风速高，风能资源丰富，不受占地面积、噪声污染等因素的限制，而且距离沿海经济发达电力紧缺区的电力负荷中心更近，因此，海上风力发电已经成为风力发电的一个重要方向。
现有的海上风力发电机组的安装过程是：预先在海上建立海上基础平台，在陆地上将风力发电机的风机本体先拼装好，然后通过海上运输将拼装好的风机本体运送到海上基础平台，再用起重船将拼装好的风机本体吊至海上基础平台的塔筒基础上，进行对接安装。
在安装过程中由于受到海上风浪的影响，风机本体与塔筒基础之间容易出现碰撞的情况，且不利于风机本体与塔筒基础之间的定位，增加了风机本体与塔筒基础之间的安装难度，另外，由于风机本体的重心较高，可能会发生风机本体偏重心或倾覆等问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种海上风力发电机组柔性安装系统及其应用，以解决现有技术中的诸多问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
海上风力发电机组柔性安装系统，其特征在于，包括
一用于安装在风机本体上部的起平衡作用的平衡装置，所述平衡装置包括左右对称的平衡梁，所述平衡梁的中部设置有与风机本体相对应的空心安装部；
一柔性对接装置，所述柔性对接装置包括用于与风机本体根部连接在一起的上部吊架，以及与海上基础平台的塔筒基础上连接在一起的下部架体，所述下部架体与上部吊架相对应；所述上部吊架上设置有缓冲机构，所述下部架体上设置有起承接上部吊架和风机本体作用的承接机构。
进一步，在本发明中，所述承接机构包括第一液压泵站和与第一液压泵站相连接的若干套液压同步升降油缸。
进一步，在本发明中，所述平衡梁上设置有第二液压泵站，所述空心安装部处设置有若干组液压抱箍器，所述若干组液压抱箍器圆周均布在空心安装部的内侧边缘，所述液压抱箍器与第二液压泵站连接。进一步，在本发明中，所述上部吊架的缓冲机构包括八组液压缓冲器，所述八组液压缓冲器圆周布设在上部吊架上。
进一步，在本发明中，所述液压同步升降油缸共有八套，且圆周均布在下部架体上。
进一步，在本发明中，所述下部架体上设置有便于与上部吊架相互粗定位的粗定位装置，所述粗定位装置包括设置在下部架体的上端外边缘的立臂。
进一步，在本发明中，所述上部吊架上设置有定位销，所述下部架体上设置有与定位销相对应的定位座。
一种应用海上风力发电机组柔性安装系统的海上风力发电机组安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将下部架体套装在海上基础平台的塔筒基础上；
B、将风力发电机的风机本体先拼装好，将上部吊架套装在风机本体的根部；
C、将平衡梁安装在风机本体的上部，使平衡梁上的液压抱箍器抱紧风机本体，进行海上运输；
D、将风机本体、风机本体根部的上部吊架、风机本体上部的平衡梁作为一整体结构吊至塔筒基础的上方，平衡梁上的液压抱箍器与风机本体分离；
E、通过粗定位装置确定安装方向，控制所述整体结构缓慢下降；
F、在下降过程中，当上部吊架落在下部架体上的液压同步升降油缸上时，液压同步升降油缸承接着上部吊架和风机本体同步平稳下降；
G、将对接后的风机本体和塔筒基础通过螺栓固定在一起；
H、将平衡装置和柔性对接装置解体、拆除。
本发明的有益效果在于：
1、设置平衡装置，解决风电机组在基地组拼、海上运输和整体安装过程中的高重心、偏重心、大幅颠簸、存在倾覆隐患的问题。
2、采用液压缓冲和同步升降技术实现了风机本体的柔性安装，确保在整个安装过程中对风机特定位置的冲击加速度≤0.25g，避免剧烈冲击碰撞而导致风机损坏；
3、整套柔性安装系统体积小、自重轻、承载和缓冲能力强，安全可靠性好，自动化程度高，操控方便灵活，特别适合于在海洋环境下进行施工安装，为海上风电机组的整体安装提供了一种全新的施工方法。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：
图1为本发明的使用状态示意图。
图2为本发明的平衡装置的结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为本发明的柔性对接装置的结构示意图。
图5为图4的A处放大图。
图6为图4的俯视结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，一种海上风力发电机组柔性安装系统，包括平衡装置100、柔性对接装置200。
参见图2和3，平衡装置100用于安装在风机本体上部，起平衡作用，主要包括平衡梁110，平衡梁110左右对称。在平衡梁110中部有一空心安装部120，该空心安装部120与风机本体300相对应，以便于平衡梁110套装在风机本体300上部。在空心安装部120处设置有四组液压抱箍器130(液压油缸的前端部分设置有抱箍部分)，且四组液压抱箍器130圆周均布在空心安装部120的内侧边缘。平衡梁110上设置有第二液压泵站140，第二液压泵站140向液压抱箍器130提供动力，第二液压泵站140由控制系统控制其动作。当平衡梁110套装在风机本体300上部时，在控制系统的控制下，液压抱箍器130在第二液压泵站140的驱动下，向前伸出，抱紧风机本体300。
使用时，先将风机本体300拼装好，然后将平衡装置100吊上运输塔架，且使平衡架体平稳地套在风机本体300的上部，通过第二液压泵站140向液压抱箍器130提供动力，使液压抱箍器130抱紧风机本体。
参见图4、5、6，柔性对接装置200包括上部吊架210和下部架体220。
上部吊架210的中部为圆柱空心，以便于上部吊架210套装在风机本体根部外，上部吊架210上设置有缓冲机构，在本实施例中，该缓冲机构包括八组液压缓冲器211，且八组液压缓冲器211圆周布设在上部吊架210上。上部吊架210与风机本体300连接处设置有法兰盘212(如图5所示)，与风机本体300底部的外法兰相对应，以便于上部吊架210与风机本体300螺栓连接。在上部吊架210的下端还设置有一对定位销213(一左一右)。
下部架体220的中部为空心，以便于下部架体220套装在塔筒基础400外。下部架体220上设置有与上部吊架的液压缓冲器211相对应的支撑点221。下部架体220上设置有起承接上部吊架和风机本体作用的承接机构，承接机构由控制系统控制其动作。在本实施例中，承接机构包括第一液压泵站223和八套液压同步升降油缸222，且八套液压同步升降油缸222圆周布设在下部架体220上，液压同步升降油缸222的动力由第一液压泵站223提供。为了确定上部吊架210和下部架体220之间的安装方向，在下部架体220上设置有粗定位装置，该粗定位装置包括设置在下部架体220的上端外边缘的立臂224。另外，在下部架体220上设置有与上部吊架的定位销213相对应的一对定位座225。通过定位销213和定位座225进一步限位。
采用本发明海上风力发电机组柔性安装系统进行海上风力发电机组安装，包括以下步骤：
A、将下部架体220套装在海上基础平台的塔筒基础400上；
B、在基地先将风力发电机的风机本体300拼装好，将上部吊架210套装在风机本体300的根部，并用螺栓固定；
C、将平衡梁110安装在风机本体300的上部，通过控制系统使平衡梁110上的液压抱箍器130抱紧风机本体300，进行海上运输；
D、起重船将风机本体300、风机本体根部的上部吊架210、风机本体300上部的平衡梁110作为一整体结构吊至塔筒基础400的上方，通过控制系统控制平衡梁110上的液压抱箍器130与风机本体300分离；
E、通过粗定位装置确定安装方向，控制D步骤中的整体结构缓慢下降；
F、在下降过程中，上部吊架210上的八套液压缓冲器211起缓冲作用，减缓整体结构的下降速度，当上部吊架210落在下部架体220上的液压同步升降油缸222上时，液压同步升降油缸222在控制系统的控制下，承接着上部吊架210和风机本体300校正姿态、并同步平稳下降；当上部吊架210上的一对定位销213分别插入下部架体220上的定位座225后，在控制系统的控制下，整体结构停止下降，此时风机本体下法兰310上的螺栓孔与塔筒基础上法兰410的螺栓孔刚好对准；
G、将对接后的风机本体300和塔筒基础400通过螺栓固定在一起；
H、将平衡装置100和柔性对接装置200解体、拆除。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.海上风力发电机组柔性安装系统，其特征在于，包括
一用于安装在风机本体上部的起平衡作用的平衡装置，所述平衡装置包括左右对称的平衡梁，所述平衡梁的中部设置有与风机本体相对应的空心安装部；
一柔性对接装置，所述柔性对接装置包括用于与风机本体根部连接在一起的上部吊架，以及与海上基础平台的塔筒基础上连接在一起的下部架体，所述下部架体与上部吊架相对应；所述上部吊架上设置有缓冲机构，所述下部架体上设置有起承接上部吊架和风机本体作用的承接机构。
2.根据权利要求1所述的海上风力发电机组柔性安装系统，其特征在于，所述承接机构包括第一液压泵站和与第一液压泵站相连接的若干套液压同步升降油缸。
3.根据权利要求1所述的海上风力发电机组柔性安装系统，其特征在于，所述平衡梁上设置有第二液压泵站，所述空心安装部处设置有若干组液压抱箍器，所述若干组液压抱箍器圆周均布在空心安装部的内侧边缘，所述液压抱箍器与第二液压泵站连接。
4.根据权利要求1所述的海上风力发电机组柔性安装系统，其特征在于，所述上部吊架的缓冲机构包括八组液压缓冲器，所述八组液压缓冲器圆周布设在上部吊架上。
5.根据权利要求1所述的海上风力发电机组柔性安装系统，其特征在于，所述液压同步升降油缸共有八套，且圆周均布在下部架体上。
6.根据权利要求1所述的海上风力发电机组柔性安装系统，其特征在于，所述下部架体上设置有便于与上部吊架相互粗定位的粗定位装置，所述粗定位装置包括设置在下部架体的上端外边缘的立臂。
7.根据权利要求1所述的海上风力发电机组柔性安装系统，其特征在于，所述上部吊架上设置有定位销，所述下部架体上设置有与定位销相对应的定位座。
8.一种应用海上风力发电机组柔性安装系统的海上风力发电机组安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将下部架体套装在海上基础平台的塔筒基础上；
B、将风力发电机的风机本体先拼装好，将上部吊架套装在风机本体的根部；
C、将平衡梁安装在风机本体的上部，使平衡梁上的液压抱箍器抱紧风机本体，进行海上运输；
D、将风机本体、风机本体根部的上部吊架、风机本体上部的平衡梁作为一整体结构吊至塔筒基础的上方，平衡梁上的液压抱箍器与风机本体分离；
E、通过粗定位装置确定安装方向，控制所述整体结构缓慢下降；
F、在下降过程中，当上部吊架落在下部架体上的液压同步升降油缸上时，液压同步升降油缸承接着上部吊架和风机本体同步平稳下降；
G、将对接后的风机本体和塔筒基础通过螺栓固定在一起；
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