CN105649893B - 一种风力涡轮机叶片的拆卸系统和方法 - Google Patents

一种风力涡轮机叶片的拆卸系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于风电设备维护技术领域，特别涉及风力涡轮机叶片的维修及更换。其技术方案是：一种风力涡轮机叶片拆卸系统，其特征是：它包括：叶片专用夹持装置(2)，吊带收放系统(3)以及吊绳收放系统(4)；本发明可将风力涡轮机叶片快速安全准确地从轮毂上拆除，且吊带在高空中绕过叶片并锁紧操作在地面或甲板上即可完成。本发明降低了拆卸成本、提高了拆卸效率，节约了拆卸空间，且仅需一台起重机即可完成操作，满足实际工程应用的需要。

Description

一种风力涡轮机叶片的拆卸系统和方法
技术领域
本发明属于风电设备维护技术领域，特别涉及风力涡轮机叶片的维修及更换。
背景技术
对于风电企业而言，风力涡轮机组维持良好状态，实现高安全性、高可靠性从而保证高经济效益非常重要。叶片是风力涡轮机的关键部件之一，其性能优劣直接影响整个机组能否可靠运行。叶片常年裸露在外，工作条件恶劣，随着运行时间的增长，损坏失效事故时有发生。发生失效事故后，必须停机对叶片进行修复或者更换。
现阶段，风力涡轮机叶片的拆卸基本采用整体拆卸法，即将三个叶片及风力涡轮机轮毂同时吊装至地面或甲板面进行维修或更换。如三个叶片及风力涡轮机轮毂同时损坏，该拆卸方式比较适合。但是，绝大多数情况只是单个风力涡轮机叶片失效，如同时拆卸三个叶片及风力涡轮机轮毂则不仅增大了拆卸空间、降低了拆卸效率并且增加了拆卸成本。特别是在海洋风电领域，甲板可操作空间极其有限，且在大多数情况下只可利用单个起重机进行操作，极有可能因恶劣环境使整体拆卸以及维护后的整体安装变得不现实。
发明内容
本发明的目的是：提供一种拆卸风力涡轮机叶片的系统和方法，实现对单个叶片的快速拆卸，安全、简便、廉价且高效地维护风电设备。
本发明的技术方案是：一种风力涡轮机叶片拆卸系统，它包括：叶片专用夹持装置，吊带收放系统以及吊绳收放系统；
叶片专用夹持装置包括：吊架和至少一个夹具；吊架为刚性结构，在拆卸叶片过程中为起重机提供起吊点；夹具设置在吊架下方，在吊装过程中限位叶片；
吊带收放系统以及吊绳收放系统的个数与夹具个数一致；
吊带收放系统固定在叶片专用夹持装置上，包括：吊带收放装置，引导绳A，自锁及释放装置和至少一根用于缠绕在叶片上的吊带；自锁及释放装置包括：自锁及释放基座和蘑菇头；吊架上夹具所在位置外侧的左右两边分别设置吊带收放装置和自锁及释放基座；吊带的一端与吊带收放装置相连，另一端与蘑菇头尾部相连；引导绳A的一端与蘑菇头首部相连，另一端为自由端；吊带收放装置用于收放并锁紧吊带；
吊绳收放系统包括：卷筒、引导绳B；卷筒固定在吊架上自锁及释放基座的上方；引导绳B的一端绕于卷筒上；另一端穿过自锁及释放基座后作为自由端。。
一种风力涡轮机叶片的拆卸方法，它使用如上所述的风力涡轮机叶片拆卸系统，并包括以下步骤：
a)将待拆卸叶片旋转至水平位置；
b)在地面或甲板上牵引引导绳A的自由端，同时将叶片拆卸系统起吊至待拆卸叶片正上方恰好完全接触并卡好，保证叶片拆卸系统的重心与待拆卸叶片的重心位于同一竖直线；
c)遥控卷筒释放引导绳B至地面或甲板上，然后将引导绳B的自由端与引导绳A的自由端连接后由卷筒回收；当吊带收放系统的蘑菇头穿过自锁及释放基座时，使卷筒停止回收；遥控卷筒反转，此时蘑菇头依靠重力作用回到自锁及释放基座内，并且被锁止；
d)吊带收放装置通过吊带锁紧待拆卸叶片，完全锁紧后待拆卸叶片由叶片专用夹持装置和吊带收放系统固定；
e)将风力涡轮机轴毂与待拆卸叶片脱开；
f)吊下已经固定好待拆卸叶片的叶片拆卸系统；
g)释放自锁及释放基座中的蘑菇头，遥控反转卷筒，断开引导绳B与引导绳A的连接，然后从待拆卸叶片上移除叶片拆卸系统。
有益效果:本发明可将风力涡轮机的单个叶片快速安全准确地从轮毂上拆除，且吊带在高空中绕过叶片并锁紧操作在地面或甲板上即可完成。本发明降低了拆卸成本、提高了拆卸效率，节约了拆卸空间，且仅需一台起重机即可完成操作，满足实际工程应用的需要。
附图说明
图1为在拆卸过程中本发明高空锁紧叶片状态正视图；
图2为在拆卸过程中本发明高空锁紧叶片状态俯视图；
图3为在拆卸过程中本发明高空锁紧叶片状态侧视图；
图4为本发明的三维示意图。
具体实施方式
实施例1，参见附图，一种拆卸风力涡轮机叶片的系统，它包括：叶片专用夹持装置2，吊带收放系统3以及吊绳收放系统4；
叶片专用夹持装置2包括：吊架21和至少一个夹具22；吊架21为刚性结构，在拆卸叶片6过程中为起重机7提供起吊点；夹具22设置在吊架21内，内壁与叶片接触处铺设软材料，在吊装过程中限位叶片6；
吊带收放系统3固定在叶片专用夹持装置2上，包括：吊带收放装置31，引导绳A32，自锁及释放装置33和用于缠绕在叶片6上的至少一根吊带34；吊带收放装置31为涡轮蜗杆升降机构，用于小范围内准确收放并锁紧吊带34；自锁及释放装置33包括：自锁及释放基座36和蘑菇头37，自锁及释放基座36固定于吊架21上，且布置在吊带收放装置31的对立侧，蘑菇头37两端同时与引导绳A32和吊带34连接；
吊绳收放系统4固定在叶片专用夹持装置2上，包括：卷筒41、引导绳B42；引导绳B42穿过自锁及释放基座36，并绕于卷筒41，用于实现大范围快速收放。
叶片专用夹持装置2中部设置有监控摄像头A23，用于监视叶片专用夹持装置2与叶片6的相对位置；吊绳收放系统4设置有固定在吊架21上的监控摄像头B43，且布置在吊绳收放系统4的同侧，用于监视吊绳收放系统3的收放程度。
吊带收放系统3设置有测力仪35，用于监控吊带34收紧过程中的锁紧力大小。
实施例2：一种拆卸风力涡轮机叶片的方法，它使用如实施例1的一种拆卸风力涡轮机叶片的系统，并包括以下步骤：
a)控制风力涡轮机轴毂5将待拆卸叶片6旋转至水平位置；
b)在地面或甲板上牵引吊带收放系统3的引导绳A32的自由端，同时将叶片拆卸系统通过起重机7起吊至待拆卸叶片6正上方恰好完全接触并卡好，保证叶片拆卸系统1重心恰好在待拆卸叶片6重心上，以保证拆卸叶片6后的吊装过程平衡；
c)通过遥控卷筒41释放吊绳收放系统4的引导绳B42至地面或甲板上，然后操作人员将引导绳B42与吊带收放系统3的引导绳A32直接连接后由卷筒41回收；当吊带收放系统3的蘑菇头37恰好穿过自锁及释放基座36时，使卷筒41停止回收；遥控卷筒41反转，此时蘑菇头37依靠重力作用回到自锁及释放基座内，并且被锁止；
d)遥控吊带收放系统3的吊带收放装置31锁紧待拆卸叶片6，完全锁紧后待拆卸叶片6由叶片专用夹持装置2和吊带收放系统3固定；
e)无线通知机舱内操作人员将风力涡轮机轴毂5与待拆卸叶片6脱开；
f)用起重机7吊下已经固定好待拆卸叶片6的叶片拆卸系统；
g)释放自锁及释放基座36中的蘑菇头37，遥控反转卷筒41，断开引导绳B42与引导绳A32的连接，然后从待拆卸叶片6上移除叶片拆卸系统。
在b)步骤中，通过监控摄像头A23观察，保证叶片拆卸系统1重心恰好在待拆卸叶片6重心正上方；
在c)步骤中，通过监控摄像头B43观察，当吊带收放系统3的蘑菇头37恰好穿过自锁及释放基座36时，使卷筒41停止回收。
在d)步骤中，通过测力仪35来监控吊带34收紧过程中的锁紧力。

Claims (7)

1.一种风力涡轮机叶片拆卸系统，其特征是：它包括：叶片专用夹持装置(2)，吊带收放系统(3)以及吊绳收放系统(4)；
所述叶片专用夹持装置(2)包括：吊架(21)和至少一个夹具(22)；所述吊架(21)为刚性结构，在拆卸叶片(6)过程中为起重机(7)提供起吊点；所述夹具(22)设置在吊架(21)下方，在吊装过程中限位叶片(6)；
所述吊带收放系统(3)以及吊绳收放系统(4)的个数与所述夹具(22)个数一致；
所述吊带收放系统(3)固定在所述叶片专用夹持装置(2)上，包括：吊带收放装置(31)，引导绳A(32)，自锁及释放装置(33)和至少一根用于缠绕在叶片(6)上的吊带(34)；所述自锁及释放装置(33)包括：自锁及释放基座(36)和蘑菇头(37)；所述吊架(21)上夹具(22)所在位置外侧的左右两边分别设置吊带收放装置(31)和自锁及释放基座(36)；所述吊带(34)的一端与所述吊带收放装置(31)相连，另一端与所述蘑菇头(37)尾部相连；所述引导绳A(32)的一端与所述蘑菇头(37)首部相连，另一端为自由端；所述吊带收放装置(31)用于收放并锁紧所述吊带(34)；
所述吊绳收放系统(4)包括：卷筒(41)、引导绳B(42)；所述卷筒(41)固定在所述吊架(21)上自锁及释放基座(36)的上方；所述引导绳B(42)的一端绕于卷筒(41)上；另一端穿过自锁及释放基座(36)后作为自由端。
2.根据权利要求1所述的一种风力涡轮机叶片拆卸系统，其特征是：所述叶片专用夹持装置(2)上设置有监控摄像头A(23)和监控摄像头B(43)，其中所述监控摄像头A(23)用于监视所述叶片专用夹持装置(2)与叶片(6)的相对位置；所述监控摄像头B(43)用于监视所述吊绳收放系统(3)的收放程度。
3.根据权利要求1所述的一种风力涡轮机叶片拆卸系统，其特征是：所述吊带收放系统(3)还包括测力仪(35)，用于监控所述吊带(34)收紧过程中的锁紧力大小。
4.根据权利要求1所述的一种风力涡轮机叶片拆卸系统，其特征是：所述吊带收放装置(31)为蜗轮蜗杆升降机构。
5.一种风力涡轮机叶片的拆卸方法，它使用如权利要求1所述的风力涡轮机叶片拆卸系统，其特征是：包括以下步骤：
a)将待拆卸叶片(6)旋转至水平位置；
b)在地面或甲板上牵引所述引导绳A(32)的自由端，同时将所述叶片拆卸系统起吊至待拆卸叶片(6)正上方恰好完全接触并卡好，保证叶片拆卸系统的重心与待拆卸叶片(6)的重心位于同一竖直线；
c)遥控所述卷筒(41)释放所述引导绳B(42)至地面或甲板上，然后将所述引导绳B(42)的自由端与所述引导绳A(32)的自由端连接后由所述卷筒(41)回收；当所述吊带收放系统(3)的所述蘑菇头(37)穿过所述自锁及释放基座(36)时，使所述卷筒(41)停止回收；遥控所述卷筒(41)反转，此时所述蘑菇头(37)依靠重力作用回到所述自锁及释放基座(36)内，并且被锁止；
d)所述吊带收放装置(31)通过所述吊带(34)锁紧待拆卸叶片(6)，完全锁紧后待拆卸叶片(6)由所述叶片专用夹持装置(2)和所述吊带收放系统(3)固定；
e)将风力涡轮机轴毂(5)与待拆卸叶片(6)脱开；
f)吊下已经固定好待拆卸叶片(6)的所述叶片拆卸系统；
g)释放所述自锁及释放基座(36)中的所述蘑菇头(37)，遥控反转所述卷筒(41)，断开所述引导绳B(42)与所述引导绳A(32)的连接，然后从待拆卸叶片(6)上移除叶片拆卸系统。
6.一种风力涡轮机叶片的拆卸方法，它使用如权利要求2所述的风力涡轮机叶片拆卸系统，其特征是：包括以下步骤：
a)将待拆卸叶片(6)旋转至水平位置；
b)在地面或甲板上牵引所述引导绳A(32)的自由端，同时将所述叶片拆卸系统起吊至待拆卸叶片(6)正上方恰好完全接触并卡好，保证叶片拆卸系统的重心与待拆卸叶片(6)的重心位于同一竖直线；
c)遥控所述卷筒(41)释放所述引导绳B(42)至地面或甲板上，然后将所述引导绳B(42)的自由端与所述引导绳A(32)的自由端连接后由所述卷筒(41)回收；当所述吊带收放系统(3)的所述蘑菇头(37)穿过所述自锁及释放基座(36)时，使所述卷筒(41)停止回收；遥控所述卷筒(41)反转，此时所述蘑菇头(37)依靠重力作用回到所述自锁及释放基座(36)内，并且被锁止；
d)所述吊带收放装置(31)通过所述吊带(34)锁紧待拆卸叶片(6)，完全锁紧后待拆卸叶片(6)由所述叶片专用夹持装置(2)和所述吊带收放系统(3)固定；
e)将风力涡轮机轴毂(5)与待拆卸叶片(6)脱开；
f)吊下已经固定好待拆卸叶片(6)的所述叶片拆卸系统；
g)释放所述自锁及释放基座(36)中的所述蘑菇头(37)，遥控反转所述卷筒(41)，断开所述引导绳B(42)与所述引导绳A(32)的连接，然后从待拆卸叶片(6)上移除叶片拆卸系统；
其中，在所述b)步骤中，通过所述监控摄像头A(23)观察，保证叶片拆卸系统的重心与待拆卸叶片(6)的重心位于同一竖直线；
在所述c)步骤中，通过所述监控摄像头B(43)观察，当所述吊带收放系统(3)的所述蘑菇头(37)恰好穿过所述自锁及释放基座(36)时，使所述卷筒(41)停止回收。
7.一种风力涡轮机叶片的拆卸方法，它使用如权利要求3所述的风力涡轮机叶片拆卸系统，其特征是：包括以下步骤：
a)将待拆卸叶片(6)旋转至水平位置；
b)在地面或甲板上牵引所述引导绳A(32)的自由端，同时将所述叶片拆卸系统起吊至待拆卸叶片(6)正上方恰好完全接触并卡好，保证叶片拆卸系统的重心与待拆卸叶片(6)的重心位于同一竖直线；
c)遥控所述卷筒(41)释放所述引导绳B(42)至地面或甲板上，然后将所述引导绳B(42)的自由端与所述引导绳A(32)的自由端连接后由所述卷筒(41)回收；当所述吊带收放系统(3)的所述蘑菇头(37)穿过所述自锁及释放基座(36)时，使所述卷筒(41)停止回收；遥控所述卷筒(41)反转，此时所述蘑菇头(37)依靠重力作用回到所述自锁及释放基座(36)内，并且被锁止；
d)所述吊带收放装置(31)通过所述吊带(34)锁紧待拆卸叶片(6)，完全锁紧后待拆卸叶片(6)由所述叶片专用夹持装置(2)和所述吊带收放系统(3)固定；
e)将风力涡轮机轴毂(5)与待拆卸叶片(6)脱开；
f)吊下已经固定好待拆卸叶片(6)的所述叶片拆卸系统；
g)释放所述自锁及释放基座(36)中的所述蘑菇头(37)，遥控反转所述卷筒(41)，断开所述引导绳B(42)与所述引导绳A(32)的连接，然后从待拆卸叶片(6)上移除叶片拆卸系统；
其中，在所述d)步骤中，通过所述测力仪(35)来监控吊带(34)收紧过程中的锁紧力。
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