CN104646918B - 一种风力发电机组叶片的更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机组的叶片更换方法，包括拆卸损坏叶片和安装替代叶片两步骤，其中，拆卸损坏叶片包括以下步骤：调整损坏叶片位置、连接吊装设备、预起吊加载、分离；安装替代叶片包括以下步骤：安装预备、连接轮毂、调整替代叶片、恢复。本发明具有叶片更换简单快速、安装稳定性高、更换成本低、占用作业空间小等优点。

Description

一种风力发电机组叶片的更换方法

技术领域

本发明主要涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组叶片的更换方法。

背景技术

风能作为一种可利用的绿色能源，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。风力发电就是利用风能的主要方式之一，其工作原理为：首先将风能转化为机械能，再将机械能转换为电能。目前，主要由风力发电机来实现这种能量转换。

风力发电机组通常安装在陆地或海上，由塔筒、发电机和叶轮组成，目前叶轮一般包括三个叶片和一个轮毂，其陆地用叶轮直径一般在70米以上，海上用叶轮的直径甚至达到100米以上，大规格的叶片，极易在加工、运输过程中出现叶片损坏，同时，叶轮置于高空也易受雷击而损坏。为了确保风力发电机组稳定运行，需将损坏的叶片进行更换。

为解决上述技术问题，目前，更换叶片常用的方法为：采用大型起重机直接将整个叶轮从高空塔架上拆下，放置更换平台进行叶片更换，再将整个叶轮安装至高空塔架上。对于海上风力发电机组，则还需要固定大型起重机或履带吊的大型工程船舶或者甲板，同时，叶片更换需在甲板上进行。该叶片更换方法虽能实现叶片更换，但在实际应用中存在下述问题：

1、叶片的更换方法是将整个叶轮或者机组拆卸下来，需要起吊吨位大的大型起重机，增加了更换成本；

2、整个叶轮或者机组拆卸后在地面或者甲板上完成叶片更换，占用作业空间大，且更换时间长效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的不足，提供一种更换简单快速、安装稳定性高、更换成本低，占用作业空间小的风力发电机组叶片的更换方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种风力发电机组的叶片更换方法，包括以下两个步骤：

S1：拆卸损坏叶片；

S2：安装替代叶片，

所述步骤S1具体包括：

S11：调整损坏叶片位置：转动叶轮，将损坏叶片调整至水平位置后锁定叶轮；

S12：连接吊装设备：将损坏叶片变桨调整至叶片薄缘向上，两台吊车就位，一台吊车的吊臂延伸至损坏叶片尾部的上方，另一台吊车的吊臂延伸至损坏叶片靠近轮毂侧的上方，各吊臂通过垂挂的吊带与损坏叶片挂接；

S13：预起吊加载：两台吊车的吊臂通过吊带对损坏叶片加载预起吊力，且损坏叶片尾部加载的预起吊力大于损坏叶片靠近轮毂侧加载的预起吊力；

S14：分离：待预起吊力加载稳定后，拆卸连接于损坏叶片与轮毂之间的所有部件，指挥两台吊车调整吊臂，将损坏叶片从轮毂卸出，损坏叶片与轮毂完全分离后，调整吊臂将损坏叶片降下并放置于地面，待损坏叶片稳定后卸下吊带；

所述步骤S2具体包括：

S21：安装预备：将替代叶片调整至叶片薄缘向上，两台吊车就位，一台吊车的吊臂延伸至替代叶片尾部的上方，另一台吊车的吊臂延伸至替代叶片靠近轮毂侧的上方，各吊臂通过垂挂的吊带与替代叶片挂接，指挥两台吊车调整吊臂，将替代叶片升起至轮毂所在高度，并将替代叶片的连接端靠近轮毂；

S22：连接轮毂：指挥两台吊车调整吊臂，使替代叶片逐渐靠近轮毂，直至替代叶片与轮毂对接稳定，两台吊车的吊臂保持加载的起吊力稳定，安装替代叶片与轮毂之间的所有部件，两台吊车的吊臂逐渐卸载起吊力，直至吊带与替代叶片脱离后卸下吊带，并收回吊臂；

S23：调整替代叶片：待替代叶片稳定后，将替代叶片变桨调整至工作位置；

S24：恢复：解锁叶轮，恢复风力发电机组工作状态。

作为上述技术方案的进一步改进：

在进行所述步骤S11时，根据现场作业平台情况通过偏航调整风力发电机组的机舱位置，使损坏叶片位于吊车工作区域。

在进行所述步骤S12时，通过吊篮运载工人，手动将吊带与损坏叶片挂接，吊篮连接吊篮导向绳，防止吊篮与吊臂、塔筒及叶轮碰撞。

在进行所述步骤S12时，损坏叶片尾部挂接的吊带额定载荷为7.8~8.2吨，损坏叶片靠近轮毂侧挂接的吊带额定载荷为9.8~10.2吨。

在进行所述步骤S13时，损坏叶片尾部加载的预起吊力为2.9~3.3吨，损坏叶片靠近轮毂侧加载的预起吊力1.4~1.7吨。

在进行所述步骤S14时，在地面设置叶片支架，将损坏叶片放置于叶片支架上，并保持叶片薄缘向上。

在进行所述步骤S14时，损坏叶片连接损坏叶片导向绳，通过牵引导向绳控制损坏叶片的摆幅及摆向。

在进行所述步骤S21时，替代叶片连接替代叶片导向绳，通过牵引导向绳控制替代叶片的摆幅及摆向。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的风力发电机组叶片更换方法，叶片更换简单快速、安装稳定性高；仅对损坏的叶片单个进行更换，对起重设备要求低，更换成本低，且单个叶片的更换占用作业空间小，更换效率高。本发明的更换方法包括：拆卸损坏叶片和安装替代叶片两步骤，其中，拆卸损坏叶片包括：调整损坏叶片位置，将损坏叶片调整至水平位置，保证了叶片在拆卸过程中的水平度；连接吊装设备，将损坏叶片变桨调整至叶片薄缘向上，防止了叶片在吊装时受损，吊臂通过垂挂的吊带与损坏叶片挂接，吊臂挂接方便快速；预起吊加载，吊带对损坏叶片加载预起吊力，且损坏叶片尾部预起吊力大于损坏叶片靠近轮毂侧预起吊力，预起吊力抵消了叶片在与轮毂分离时产生的瞬间作用力，避免吊带损坏，保证拆卸稳定性。安装替代叶片包括：安装预备，将替代叶片调整至叶片薄缘向上，防止了叶片在吊装时受损，吊臂通过垂挂的吊带与损坏叶片挂接，吊臂挂接方便快速，将替代叶片升起至轮毂所在高度，并将替代叶片的连接端靠近轮毂；连接轮毂；调整替代叶片至工作位置；恢复风力发电机组工作状态。

附图说明

图1为本发明风力发电机组叶片的更换方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本实施例中，一种风力发电机组叶片的更换方法，包括以下两个步骤：

S1：拆卸损坏叶片；

S2：安装替代叶片，

步骤S1具体包括：

S11：调整损坏叶片位置：转动叶轮，将损坏叶片调整至水平位置后锁定叶轮；

S12：连接吊装设备：将损坏叶片变桨调整至叶片薄缘向上，两台吊车就位，一台吊车的吊臂延伸至损坏叶片尾部的上方，另一台吊车的吊臂延伸至损坏叶片靠近轮毂侧的上方，各吊臂通过垂挂的吊带与损坏叶片挂接；

S13：预起吊加载：两台吊车的吊臂通过吊带对损坏叶片加载预起吊力，且损坏叶片尾部加载的预起吊力大于损坏叶片靠近轮毂侧加载的预起吊力；

S14：分离：待预起吊力加载稳定后，拆卸连接于损坏叶片与轮毂之间的所有部件，指挥两台吊车调整吊臂，将损坏叶片从轮毂卸出，损坏叶片与轮毂完全分离后，调整吊臂将损坏叶片降下并放置于地面，待损坏叶片稳定后卸下吊带；

步骤S2具体包括：

S21：安装预备：将替代叶片调整至叶片薄缘向上，两台吊车就位，一台吊车的吊臂延伸至替代叶片尾部的上方，另一台吊车的吊臂延伸至替代叶片靠近轮毂侧的上方，各吊臂通过垂挂的吊带与替代叶片挂接，指挥两台吊车调整吊臂，将替代叶片升起至轮毂所在高度，并将替代叶片的连接端靠近轮毂；

S22：连接轮毂：指挥两台吊车调整吊臂，使替代叶片逐渐靠近轮毂，直至替代叶片与轮毂对接稳定，两台吊车的吊臂保持加载的起吊力稳定，安装替代叶片与轮毂之间的所有部件，两台吊车的吊臂逐渐卸载起吊力，直至吊带与替代叶片脱离后卸下吊带，并收回吊臂；

S23：调整替代叶片：待替代叶片稳定后，将替代叶片变桨调整至工作位置；

S24：恢复：解锁叶轮，恢复风力发电机组工作状态。

本发明的风力发电机组叶片更换方法，叶片更换简单快速、安装稳定性高；仅对损坏的叶片单个进行更换，对起重设备要求低，更换成本低，且单个叶片的更换占用作业空间小，更换效率高。

在进行步骤S11时，调整损坏叶片位置，将损坏叶片调整至水平位置，保证了叶片在拆卸过程中的水平度，避免了损坏叶片在拆卸过程中倾倒掉落现象；在进行步骤S12时，将损坏叶片变桨调整至叶片薄缘向上，防止了叶片在吊装时受损，吊臂通过垂挂的吊带与损坏叶片挂接，吊臂挂接方便快速；在进行步骤S13时，吊带对损坏叶片加载预起吊力，且损坏叶片尾部预起吊力大于损坏叶片靠近轮毂侧预起吊力，预起吊力抵消了叶片在与轮毂分离时产生的瞬间作用力，避免吊带损坏，保证拆卸稳定性。在进行步骤S21时，将替代叶片调整至叶片薄缘向上，防止了叶片在吊装时受损，吊臂通过垂挂的吊带与损坏叶片挂接，吊臂挂接方便快速。

在进行步骤S11时，通过偏航调整风力发电机组的机舱位置，使损坏叶片位于吊车工作区域，吊车就位后即可直接进行吊装工作。偏航的设置使得损坏叶片可根据现场作业平台的位置调整叶片更换位置，作业范围广。

在进行步骤S12时，两吊带挂接叶片的具体方式为通过吊篮运载工人，手动将吊带与损坏叶片挂接，吊篮连接吊篮导向绳，防止吊篮与吊臂、塔筒及叶轮碰撞。吊篮内的工作人员需穿戴好安全保护用品，保证安全。

在进行步骤S12时，吊装叶片尾部的吊带承力小于叶片靠近轮毂侧的吊带承力，本实施例中，损坏叶片尾部挂接的吊带额定载荷为8吨，损坏叶片靠近轮毂侧挂接的吊带额定载荷为10吨，在其他实施例中，两吊带的额定载荷可根据损坏叶片的规格进行相应调整，如损坏叶片尾部挂接的吊带额定载荷为7.8~8.2吨，损坏叶片靠近轮毂侧挂接的吊带额定载荷为9.8~10.2吨。

在进行步骤S13时，本实施例中，损坏叶片尾部加载的预起吊力为3吨，损坏叶片靠近轮毂侧加载的预起吊力为1.5吨。在其他实施例中，两吊带的预起吊力可根据损坏叶片的规格进行相应调整，如损坏叶片尾部加载的预起吊力为2.9~3.3吨，损坏叶片靠近轮毂侧加载的预起吊力1.4~1.7吨。

在进行步骤S14时，损坏叶片连接损坏叶片导向绳，通过牵引导向绳控制损坏叶片的摆幅及摆向，防止损坏叶片在下降过程中与吊臂碰撞，地面工作人员应注意观察风速变化，控制好损坏叶片导向绳，保持叶片稳定。在拆卸连接于损坏叶片与轮毂之间的所有部件前，轮毂内的作业人员务必离开变桨齿圈，防止缴入受伤。

在进行步骤S14时，在地面设置叶片支架，将损坏叶片放置于叶片支架上，并保持叶片薄缘向上。具体操作为在叶片接近地面1.5米高度左右时，工作人员把叶片支架放好，叶片缓慢放到支架上。

在进行步骤S21时，替代叶片连接替代叶片导向绳，通过牵引导向绳控制替代叶片的摆幅及摆向，防止替代叶片在上升过程中与吊臂碰撞，地面工作人员应注意观察风速变化，控制好替代叶片导向绳，保持叶片稳定。

本实施例中，是以安装在陆地上的上风向三叶片双馈异步风力发电机组为例进行说明的。其实际应用中，风力发电机组的叶片更换方法并不局限于此，其同时适用于安装在海上的上三叶片双馈异步风力发电机组、直驱风力发电机组。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种风力发电机组的叶片更换方法，其特征在于，包括以下两个步骤：

S1：拆卸损坏叶片；

S2：安装替代叶片，

所述步骤S1具体包括：

S11：调整损坏叶片位置：转动叶轮，将损坏叶片调整至水平位置后锁定叶轮；

S12：连接吊装设备：将损坏叶片变桨调整至叶片薄缘向上，两台吊车就位，一台吊车的吊臂延伸至损坏叶片尾部的上方，另一台吊车的吊臂延伸至损坏叶片靠近轮毂侧的上方，各吊臂通过垂挂的吊带与损坏叶片挂接；

S13：预起吊加载：两台吊车的吊臂通过吊带对损坏叶片加载预起吊力，且损坏叶片尾部加载的预起吊力大于损坏叶片靠近轮毂侧加载的预起吊力；

S14：分离：待预起吊力加载稳定后，拆卸连接于损坏叶片与轮毂之间的所有部件，指挥两台吊车调整吊臂，将损坏叶片从轮毂卸出，损坏叶片与轮毂完全分离后，调整吊臂将损坏叶片降下并放置于地面，待损坏叶片稳定后卸下吊带；

所述步骤S2具体包括：

S21：安装预备：将替代叶片调整至叶片薄缘向上，两台吊车就位，一台吊车的吊臂延伸至替代叶片尾部的上方，另一台吊车的吊臂延伸至替代叶片靠近轮毂侧的上方，各吊臂通过垂挂的吊带与替代叶片挂接，指挥两台吊车调整吊臂，将替代叶片升起至轮毂所在高度，并将替代叶片的连接端靠近轮毂；

S22：连接轮毂：指挥两台吊车调整吊臂，使替代叶片逐渐靠近轮毂，直至替代叶片与轮毂对接稳定，两台吊车的吊臂保持加载的起吊力稳定，安装替代叶片与轮毂之间的所有部件，两台吊车的吊臂逐渐卸载起吊力，直至吊带与替代叶片脱离后卸下吊带，并收回吊臂；

S23：调整替代叶片：待替代叶片稳定后，将替代叶片变桨调整至工作位置；

S24：恢复：解锁叶轮，恢复风力发电机组工作状态。

2.根据权利要求1所述风力发电机组的叶片更换方法，其特征在于，在进行所述步骤S11时，根据现场作业平台情况通过偏航调整风力发电机组的机舱位置，使损坏叶片位于吊车工作区域。

3.根据权利要求1所述风力发电机组的叶片更换方法，其特征在于，在进行所述步骤S12时，通过吊篮运载工人，手动将吊带与损坏叶片挂接，吊篮连接吊篮导向绳，防止吊篮与吊臂、塔筒及叶轮碰撞。

4.根据权利要求1所述风力发电机组的叶片更换方法，其特征在于，在进行所述步骤S12时，损坏叶片尾部挂接的吊带额定载荷为7.8~8.2吨，损坏叶片靠近轮毂侧挂接的吊带额定载荷为9.8~10.2吨。

5.根据权利要求1所述风力发电机组的叶片更换方法，其特征在于，在进行所述步骤S13时，损坏叶片尾部加载的预起吊力为2.9~3.3吨，损坏叶片靠近轮毂侧加载的预起吊力为1.4~1.7吨。

6.根据权利要求1所述风力发电机组的叶片更换方法，其特征在于，在进行所述步骤S14时，在地面设置叶片支架，将损坏叶片放置于叶片支架上，并保持叶片薄缘向上。

7.根据权利要求1所述风力发电机组的叶片更换方法，其特征在于，在进行所述步骤S14时，损坏叶片连接损坏叶片导向绳，通过牵引导向绳控制损坏叶片的摆幅及摆向。

8.根据权利要求1所述风力发电机组的叶片更换方法，其特征在于，在进行所述步骤S21时，替代叶片连接替代叶片导向绳，通过牵引导向绳控制替代叶片的摆幅及摆向。