CN104625682A - 风力发电机组机舱部件的现场更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风力发电机组机舱部件的现场更换方法，所述更换方法包括如下步骤：将风力发电机组的机舱放置在第一机舱支撑装置上，将第一机舱部件从其机舱安装位置拆卸下来，将所述机舱从所述第一机舱支撑装置吊至第二机舱支撑装置上，将所述第一机舱部件移除至别处，将第二机舱部件放置在所述第一机舱支撑装置的临时安装位置上，将所述机舱吊回至所述第一机舱支撑装置上，并且安装所述第二机舱部件。本发明的风力发电机组机舱部件的现场更换方法，实现了风力发电机组机舱部件的现场更换，以缩短对机舱部件进行维护或更换的时间周期，降低了风力发电机组机舱部件的维护、更换成本。

Description

风力发电机组机舱部件的现场更换方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组机舱部件的现场更换方法。

背景技术

风能作为一种可利用的绿色能源，大力发展风能已成为缓解人类目前所面临的能源危机以及环境污染问题的重要手段。

近年来随着风电的大力发展，风电装机容量正在迅速、大量的增加。由于风电的特殊性，在运行过若干年后，一部分机组会先后出现个别大部件损坏、需要更换的情况，比如变桨轴承、偏航轴承、偏航刹车盘、发电机等。随着许多机组进入定期维护保养和故障高发期阶段，机组由于大部件损坏无法正常运行，需要及时更换的数量逐年上升。

目前风电行业发生一些机舱部件(偏航轴承或偏航刹车盘)损坏需要进行更换时，常规办法是返厂进行处理。

返厂处理需要往返运输、总装厂等待排产、更换等，各环节不仅花费大量时间，而且还需要花费大量的人力、物力和财力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电机组机舱部件的现场更换方法，以缩短机舱部件的维护、更换周期，降低机舱部件的维护、更换成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种风力发电机组机舱部件的现场更换方法，所述更换方法包括如下步骤：

将风力发电机组的机舱放置在第一机舱支撑装置上；

将第一机舱部件从其机舱安装位置拆卸下来；

将所述机舱从所述第一机舱支撑装置吊至第二机舱支撑装置上；

将所述第一机舱部件移除至别处；

将第二机舱部件放置在所述第一机舱支撑装置的临时安装位置上；

将所述机舱吊回至所述第一机舱支撑装置上，并且安装所述第二机舱部件。

进一步地，所述机舱安装位置与所述临时安装位置在竖直方向上的投影相同或接近相同。

可选地，所述第一机舱部件和第二机舱部件是偏航轴承和偏航刹车盘。

进一步地，所述将风力发电机组的机舱放置在第一机舱支撑装置上的处理以及将所述机舱吊回至所述第一机舱支撑装置上的处理分别包括：

通过所述第一机舱支撑装置的立柱支撑住所述机舱底座上偏航闸体的安装面。

优选地，所述将第一机舱部件从其机舱安装位置拆卸下来的处理包括：

为作为第一机舱部件的第一偏航轴承及相应的第一偏航刹车盘从底部安装轴承吊装装置，

将所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘从其机舱安装位置拆卸下来，

通过所述轴承吊装装置将所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘吊落至所述第一机舱支撑装置的临时安装位置上。

优选地，在所述轴承吊装装置上设置与所述偏航轴承及偏航刹车盘相对定位的定位装置。

进一步地，所述为所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘从底部安装轴承吊装装置的处理还包括：

通过所述定位装置对所述第一偏航轴承和所述第一偏航刹车盘进行定位。

优选地，所述将所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘从其机舱安装位置拆卸下来的处理包括：

拆除所述第一偏航刹车盘，

拆除所述第一偏航轴承的部分安装螺栓，

通过所述轴承吊装装置吊起所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘，

拆除所述第一偏航轴承的剩余安装螺栓，

通过所述轴承吊装装置将所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘吊落至所述第一机舱支撑装置的临时安装位置上。

进一步地，所述将第二机舱部件放置在所述机舱安装位置的处理还包括：

为作为所述第二机舱部件的第二偏航轴承及相应的第二偏航刹车盘从底部安装所述轴承吊装装置。

优选地，所述为所述第二偏航轴承和第二偏航刹车盘从底部安装所述轴承吊装装置的处理还包括：

通过在所述轴承吊装装置上设置的定位装置对所述第二偏航轴承以及所述第二偏航刹车盘进行定位。

优选地，所述安装所述第二机舱部件的处理包括：

通过所述轴承吊装装置将所述第二偏航轴承和第二偏航刹车盘吊升至所述机舱安装位置，

安装所述第二偏航轴承的部分安装螺栓，

通过所述轴承吊装装置将所述第二偏航刹车盘落下，

安装所述第二偏航轴承的剩余安装螺栓，

安装所述第二偏航刹车盘，

拆除所述轴承吊装装置。

优选地，所述拆除所述第一偏航轴承的部分安装螺栓后剩余的安装螺栓在所述第一偏航刹车盘的维护长孔范围内，并且均匀地分布于所述第一偏航轴承的圆周。

优选地，所述安装的所述第二偏航轴承的部分安装螺栓在所述第二偏航刹车盘的维护长孔范围内，并且均匀地分布于所述第二偏航轴承的圆周。

进一步地，所述更换方法还包括：

在所述机舱的底座上安装导正装置，以对所述第一机舱部件和所述第二机舱部件进行导正。

根据本发明的风力发电机组机舱部件的现场更换方法，通过将风力发电机组机舱落在一个支撑装置上，拆除损坏的偏航轴承及偏航刹车盘，将机舱再吊至另一套支撑装置上，移除损坏的偏航轴承及偏航刹车盘，并放置新的偏航轴承及偏航刹车盘，将机舱吊回原支撑装置上，将新的偏航轴承及刹车盘安装上，实现了风力发电机组机舱部件的现场更换，以缩短对机舱部件进行维护或更换的时间周期，降低了风力发电机组机舱部件的维护、更换成本。

附图说明

图1为本发明实施例的风力发电机组机舱部件的现场更换方法的工作流程图；

图2为本发明实施例的用于风力发电机组机舱部件的现场维护/更换的结构示意图；

图3为发明实施例的用于吊装机舱部件的轴承吊装装置6的结构示意图。

附图标号说明：

1-机舱；2-吊架；3-手拉葫芦；4-导正棒；5-偏航轴承及偏航刹车盘；6-轴承吊装装置；7-第一机舱支撑装置；8-定位销；9-吊板；10-吊梁。

具体实施方式

本发明提出一种用于在现场更换风力发电机组机舱部件的方法，无需再将整个机舱返厂进行更换或维修，以缩短对机舱部件进行维护或更换的时间周期，降低风力发电机组机舱部件的维护、更换成本。需要说明的是，本发明提出的技术方案并不局限于风力发电机组机舱部件的现场维护、更换，而是同样适用于其他部件的现场维护、更换。

下面将参照附图对本发明的风力发电机组机舱部件的现场更换方法进行详细的说明。

作为执行所述风力发电机组机舱部件的现场更换方法的准备工作，先将两个机舱支撑装置分别放置于地面上并保持一定的距离，以保证机舱1分别在两个机舱支撑装置上放置时不会发生相互干涉的情况。所述两个机舱支撑装置分别作为拆卸和安装工位以及临时的支撑工位。为便于区分，在此将作为拆卸和安装工位的机舱支撑装置称为第一机舱支撑装置，将作为临时的支撑工作的机舱支撑装置称为第二机舱支撑装置。所述第一机舱支撑装置和第二机舱支撑装置可以是相同的机舱支撑装置，两者也可以不同，所述第二机舱支撑装置需保证能安全、可靠地将风力发电机组机舱1支撑住。

本发明中第一机舱部件是指已损坏需要更换的大部件，第二机舱部件是指用于替换的大部件。

参照图1至图3，本发明的风力发电机组机舱部件的现场更换方法包括如下步骤：

在步骤S110，将风力发电机组的机舱1放置在第一机舱支撑装置7上。

在步骤S120，将第一机舱部件从其机舱1安装位置拆卸下来。

在步骤S130，将机舱1从第一机舱支撑装置7吊至第二机舱支撑装置(未示出)上。

在步骤S140，将第一机舱部件移除至别处。

在步骤S150，将第二机舱部件(未示出)放置在第一机舱支撑装置7的临时安装位置上。

在步骤S160，将机舱1吊回至第一机舱支撑装置7上，并且安装第二机舱部件。

其中，在步骤S130和S160，可使用吊车或其他吊具来实现风力发电机组机舱1的起吊、下落，以在第一机舱支撑装置7和第二机舱支撑装置之间搬移风力发电机组机舱1。这里，所述第一机舱部件的机舱安装位置与所述第一机舱支撑装置7的临时安装位置在竖直方向上的投影应相同或接近相同，以方便进行第一机舱部件的拆卸，并且使第二机舱部件的替换符合装配要求。

以下将以偏航轴承以及偏航刹车盘作为要拆卸、更换的机舱部件的示例对前述部分步骤的具体处理进行描述，即所述第一机舱部件和第二机舱部件是偏航轴承及偏航刹车盘。但是，本领域的普通技术人员可以理解，本发明的发明构思不限于偏航轴承及偏航刹车盘的现场更换，而经过简单的适应性改变可适用于任何主要的机舱部件的现场更换。

可通过如图3所示的轴承吊装装置6来辅助进行偏航轴承以及偏航刹车盘的拆卸和安装。其中，设置在底部的吊梁10可用于放置和支持要更换的偏航轴承和偏航刹车盘以及用于更换的偏航轴承和偏航刹车盘；与吊梁10固定设置的吊板9上设有吊孔，用于钩吊在例如吊车上的吊钩上，以吊住偏航轴承和偏航刹车盘。优选地，可在轴承吊装装置6上设置与偏航轴承及偏航刹车盘5进行相对定位的定位装置，例如定位销8或其他定位结构，以实现轴承吊装装置6、偏航轴承以及偏航刹车盘5的定位。设置所述定位装置可防止起吊偏航轴承及偏航刹车盘5时因稍有倾斜而发生偏航轴承及偏航刹车盘5发生滑动造成事故发生。

例如，可使用吊车配合吊带、卸扣及必要的专用吊具实现偏航轴承和偏航刹车盘5的起吊和下落、偏航轴承及偏航刹车盘5的取出与放置。使用常用的辅助吊装工具辅助进行必要的部件拆卸和安装不是本发明的重点，在此不给予具体的描述。

首先，在步骤S110将风力发电机组的机舱放置在第一机舱支撑装置上的处理以及步骤S160中将所述机舱吊回至所述第一机舱支撑装置上的处理中，可以通过第一机舱支撑装置7的立柱(具体为第一机舱支撑装置7的四个立柱面)支撑住机舱1底座上偏航闸体的安装面。具体地，第一机舱支撑装置7的四个立柱面可以支撑在风力发电机组机舱1底座上偏航闸体的安装面上。如果无法错开偏航闸体的位置，则可以将相应的偏航闸体的下闸体提前拆除。

其次，在步骤S120将第一机舱部件从其机舱1安装位置拆卸下来的处理包括：为作为第一机舱部件的第一偏航轴承及相应的第一偏航刹车盘5从底部安装轴承吊装装置6，将第一偏航轴承和第一偏航刹车盘5从其机舱1安装位置拆卸下来，通过轴承吊装装置6将第一偏航轴承和第一偏航刹车盘5吊落至第一机舱支撑装置7的临时安装位置上。

进一步地，由于拆卸偏航轴承前需要先拆除偏航刹车盘，以便于拆除偏航轴承的安装螺栓，因此所述将第一偏航轴承和第一偏航刹车盘从其机舱1安装位置拆卸下来的处理可包括：拆除所述第一偏航刹车盘，拆除所述第一偏航轴承的部分安装螺栓，通过所述轴承吊装装置吊起所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘，拆除所述第一偏航轴承的剩余安装螺栓，通过所述轴承吊装装置将所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘吊落至所述第一机舱支撑装置的临时安装位置上。

在拆除第一偏航轴承的部分安装螺栓时，可以在偏航轴承的圆周方向上均匀保留例如4-8颗安装螺栓(数目可以根据需要而定)来承受偏航轴承的重量，并且使剩余的安装螺栓在偏航刹车盘的维护长孔范围内，以方便最终偏航轴承的拆卸。在通过轴承吊装装置6吊起第一偏航轴承和第一偏航刹车盘5，偏航刹车盘和轴承吊装装置6承受偏航轴承的重量后，可进而再拆除第一偏航轴承的剩余安装螺栓，然后通过轴承吊装装置6将第一偏航轴承和第一偏航刹车盘5吊落至第一机舱支撑装置7的临时安装位置上，由此完成第一偏航轴承和第一偏航刹车盘的拆卸。

再次，在步骤S150将第二机舱部件放置在机舱1安装位置的处理还包括：为作为第二机舱部件的第二偏航轴承及相应的第二偏航刹车盘5从底部安装轴承吊装装置6。第二偏航轴承和第二偏航刹车盘5的摆放的相对位置与第一偏航轴承和第一偏航刹车盘5移除之前的相对位置可以大致相同(相差可以在一两个孔位范围内)，以保证第二偏航轴承或偏航刹车盘5的装配工艺要求。

最后，在步骤S160安装第二机舱部件的处理包括：通过轴承吊装装置6将第二偏航轴承和第二偏航刹车盘5吊升至机舱安装位置，安装第二偏航轴承的部分安装螺栓，通过轴承吊装装置6将第二偏航刹车盘落下，进而安装第二偏航轴承的剩余安装螺栓，安装第二偏航刹车盘，然后拆除轴承吊装装置6。

这里，在安装第二偏航轴承的部分安装螺栓时，可以在偏航轴承的圆周方向上均匀地安装例如4-8颗安装螺栓(数目可以根据需要而定)来承受偏航轴承的重量，并且使安装螺栓的位置在偏航刹车盘的维护长孔范围内，以方便安装螺栓的紧固。

具体地，在对第二偏航轴承及第二偏航刹车盘进行吊装时，通过轴承吊装装置6将偏航刹车盘起吊至机舱1内的安装位置，在所述第二偏航轴承的圆周方向上均匀选择安装4-8颗安装螺栓(数目可以根据需要而定)来承受偏航轴承的重量，并且安装螺栓的位置应该在偏航刹车盘的维护长孔范围内，以方便安装螺栓的紧固，然后由轴承吊装装置6将偏航刹车盘一起落下，完成偏航轴承剩余螺栓的安装，轴承吊装装置6将偏航刹车盘起吊，完成偏航刹车盘的安装，再拆除轴承吊装装置6。可以看出，安装第二机舱部件与拆卸第一机舱部件的区别在于偏航轴承和偏航刹车盘5的安装顺序与拆卸顺序基本相反，应按相关的装配工艺要求进行，保证安装后第二偏航轴承的软带位置符合要求。

在此基础上，优选地，前述为第一偏航轴承和第一偏航刹车盘5从底部安装轴承吊装装置6的处理可还包括：通过设置在轴承吊装装置6上的定位装置(如定位销8)对第一偏航轴承和第一偏航刹车盘5进行定位；同理，前述为所述第二偏航轴承和第二偏航刹车盘从底部安装轴承吊装装置6的处理可还包括：通过在轴承吊装装置6上设置的定位装置(如定位销8)对所述第二偏航轴承以及所述第二偏航刹车盘进行定位。

进一步地，为避免偏航轴承和偏航刹车盘5拆卸过程中与机舱罩下壳体或其他部件发生碰撞且同时保证其平稳下落，可以事先安装导正装置，更换方法还可以包括：在机舱1的底座上可以安装导正装置，以对第一机舱部件和第二机舱部件进行导正。导正装置可以为导正棒4(可安装在底座上偏航轴承安装孔内)，也可以为其他导正装置，以对机舱部件的拆卸、安装进行导正。

此外，可以事先对第一偏航轴承的内圈与底座做对接标记，同理，对第二偏航轴承的内圈与底座做对接标记，以保证安装位置正确，同时避免因偏航轴承厂家不同及风电场风况不同而导致偏航轴承软带与底座的相对位置不一样时，按原总装厂装配工艺要求不同造成操作起来容易混淆的情况发生。

通过本发明的风力发电机组机舱部件的现场更换方法，可在风机项目现场快速更换例如偏航轴承及偏航刹车盘的机舱部件，无需拆卸过多部件，本发明的机舱支撑装置在机舱罩下壳体的圆孔里支撑机舱，无需拆除机舱罩，避免了多余部件的拆卸、安装过程，提高了更换效率。

此外，所述现场更换方法明显缩短了常规更换机舱部件的时间周期(例如，常规返厂更换偏航轴承或偏航刹车盘的方式，不包括其他意外的情况，整个机舱的往返时间因距离长短需要1-15天不等，总装厂排厂等待时间需要1-3天，更换需要2天；本发明的方案无意外的情况下只需要2个工作日)，即减少了因机舱部件的更换而发生的时间周期(通过现场更换的方式省去了因往返的运输、总装厂排产等待的时间，减少了吊装设备因等待而产生的时间以及费用)。

此外，本发明的风力发电机组机舱部件的现场更换方法降低了主要机舱部件的更换成本(省去了整个机舱至总装厂的往返费用、总装厂更换的出入厂费用、吊车因长时间等待而额外产生的吊装费用，降低风电机组停机产生的间接费用等)，本发明的方案具有操作简单、周期短、费用低的优点。

综上所述，通过将风力发电机组机舱落在一个支撑装置上，拆除损坏的机舱部件，将机舱再吊至另一套支撑装置上，移除损坏的机舱部件，并放置新的机舱部件，将机舱吊回原支撑装置上，将新的机舱部件安装上，本发明实现了风力发电机组机舱部件的现场更换，以缩短对机舱部件进行维护或更换的时间周期，降低了风力发电机组机舱部件的维护、更换成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种风力发电机组机舱部件的现场更换方法，其特征在于，所述更换方法包括如下步骤：

将风力发电机组的机舱放置在第一机舱支撑装置上；

将第一机舱部件从其机舱安装位置拆卸下来；

将所述机舱从所述第一机舱支撑装置吊至第二机舱支撑装置上；

将所述第一机舱部件移除至别处；

将第二机舱部件放置在所述第一机舱支撑装置的临时安装位置上；

将所述机舱吊回至所述第一机舱支撑装置上，并且安装所述第二机舱部件。

2.根据权利要求1所述的更换方法，其特征在于，所述机舱安装位置与所述临时安装位置在竖直方向上的投影相同或接近相同。

3.根据权利要求2所述的更换方法，其特征在于，所述第一机舱部件和第二机舱部件是偏航轴承和偏航刹车盘。

4.根据权利要求3所述的更换方法，其特征在于，所述将风力发电机组的机舱放置在第一机舱支撑装置上的处理以及将所述机舱吊回至所述第一机舱支撑装置上的处理分别包括：

通过所述第一机舱支撑装置的立柱支撑住所述机舱底座上偏航闸体的安装面。

5.根据权利要求3所述的更换方法，其特征在于，所述将第一机舱部件从其机舱安装位置拆卸下来的处理包括：

为作为第一机舱部件的第一偏航轴承及相应的第一偏航刹车盘从底部安装轴承吊装装置，

将所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘从其机舱安装位置拆卸下来，

通过所述轴承吊装装置将所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘吊落至所述第一机舱支撑装置的临时安装位置上。

6.根据权利要求5所述的更换方法，其特征在于，在所述轴承吊装装置上设置与所述偏航轴承及偏航刹车盘相对定位的定位装置。

7.根据权利要求6所述的更换方法，其特征在于，所述为所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘从底部安装轴承吊装装置的处理还包括：

通过所述定位装置对所述第一偏航轴承和所述第一偏航刹车盘进行定位。

8.根据权利要求7所述的更换方法，其特征在于，所述将所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘从其机舱安装位置拆卸下来的处理包括：

拆除所述第一偏航刹车盘，

拆除所述第一偏航轴承的部分安装螺栓，

通过所述轴承吊装装置吊起所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘，

拆除所述第一偏航轴承的剩余安装螺栓，

通过所述轴承吊装装置将所述第一偏航轴承和第一偏航刹车盘吊落至所述第一机舱支撑装置的临时安装位置上。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的更换方法，其特征在于，所述将第二机舱部件放置在所述机舱安装位置的处理还包括：

为作为所述第二机舱部件的第二偏航轴承及相应的第二偏航刹车盘从底部安装所述轴承吊装装置。

10.根据权利要求9所述的更换方法，其特征在于，所述为所述第二偏航轴承和第二偏航刹车盘从底部安装所述轴承吊装装置的处理还包括：

通过在所述轴承吊装装置上设置的定位装置对所述第二偏航轴承以及所述第二偏航刹车盘进行定位。

11.根据权利要求10所述的更换方法，其特征在于，所述安装所述第二机舱部件的处理包括：

通过所述轴承吊装装置将所述第二偏航轴承和第二偏航刹车盘吊升至所述机舱安装位置，

安装所述第二偏航轴承的部分安装螺栓，

通过所述轴承吊装装置将所述第二偏航刹车盘落下，

安装所述第二偏航轴承的剩余安装螺栓，

安装所述第二偏航刹车盘，

拆除所述轴承吊装装置。

12.根据权利要求8所述的更换方法，其特征在于，所述拆除所述第一偏航轴承的部分安装螺栓后剩余的安装螺栓在所述第一偏航刹车盘的维护长孔范围内，并且均匀地分布于所述第一偏航轴承的圆周。

13.根据权利要求11所述的更换方法，其特征在于，所述安装的所述第二偏航轴承的部分安装螺栓在所述第二偏航刹车盘的维护长孔范围内，并且均匀地分布于所述第二偏航轴承的圆周。

14.根据权利要求2所述的更换方法，其特征在于，所述更换方法还包括：

在所述机舱的底座上安装导正装置，以对所述第一机舱部件和所述第二机舱部件进行导正。