CN110005576B - 准确修正垂直度的风力发电测风塔及其安装和维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种准确修正垂直度的风力发电测风塔及其安装和维护方法，塔架由下往上安装，每节用螺栓紧固拼接，达到设定高度时，用斜拉线将塔架固定到地锚上，每段塔架顶部安装一个工装，工装的吊绳位于塔架外面，吊绳上装一个吊坠，通过观察塔架与吊绳之间的间隙是否均匀来判断塔架是否垂直；在最顶部塔架上再安装另一种工装，该工装的吊绳位于测风塔内部，吊绳上的吊坠接近地面高度，测风塔完全垂直的时候，吊坠应对准测风塔的中心点；维护人员在巡查时，主要查看测风塔内部的吊坠是否对准了测风塔中心点即可。本发明可准确可靠地调整测风塔垂直度，方便测风塔的安装和维护。

Description

准确修正垂直度的风力发电测风塔及其安装和维护方法

技术领域

本发明涉及风力发电测风塔安装和维护的技术领域，尤其是指一种准确修正垂直度的风力发电测风塔及其安装和维护方法。

背景技术

业内习知，测风塔在风力发电领域主要有以下几个用途：一是风场开发前期，通过测风塔测得的数据对该区域的风资源进行评估；二是风场运行期间，通过测风塔数据对风功率进行预测；三是对风电机组进行功率曲线测试。无论是上述哪种需求，都要求测风塔高度与风电机组轮毂中心等高。

随着风力发电机组尺寸不断增大，所配套使用的测风塔也越来越高，目前测风塔高度已经达到150m，由此带来的安装和维护问题也日益凸显。垂直度随着测风塔高度的增加，变得越来越难调整，很多测风塔会呈现S型。垂直度不好会导致风速仪测量不准确；我国西南地区的冰冻灾害也会让测风塔承重越来越大，逐渐倾斜，造成测风塔受力不均，最终造成倒塌；沿海地区的台风，对原本就有点倾斜的测风塔更是雪上加霜。因此，把控好测风塔安装和维护的质量，确保测风塔出于垂直状态，受力均匀，对测风塔的质量和寿命，对人员的安全均具有关键的作用。

当前测风塔的安装和维护方式，主要采用整体肉眼判断方式，即在测风塔整体粗糙安装完成后，用肉眼观察整体是否垂直，如不垂直，对斜拉线进行调整，直到肉眼观察测风塔接近垂直为止，但是很多时候并不能达到所有塔架都是垂直的状态，往往是调整了某段塔架，又影响到了另外一段塔架。

当前测风塔的安装和维护方式，存在以下问题：

1、安装人员在用肉眼判断整个测风塔是否垂直时，并没有参考标准，全凭感觉，不同安装人员的判断都不一样，导致垂直度很差。

2、没有对两条斜拉线之间的塔架单独进行垂直度评估和独立调整，因此，调整斜拉线时，很可能会把原本垂直的塔架调成不垂直，最终测风塔成S型，或把原本S型的测风塔调整成另一种S型。

3、维护人员没有一套简单的方法判断测风塔是否发生了倾斜，导致测风塔倾斜度越来越大，直至倒塌。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种准确修正垂直度的风力发电测风塔及其安装和维护方法，可准确可靠地调整测风塔垂直度，方便测风塔的安装和维护。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：

准确修正垂直度的风力发电测风塔，所述测风塔由多段塔架由下往上通过螺栓连接而成，每段塔架由多节塔架单元由下往上通过螺栓连接而成，在每段塔架的顶部安装有一个工装，为第一工装，该第一工装有一部分外伸出塔架，该第一工装外伸出塔架的部分下放有一根吊绳，吊绳的长度等于每段塔架的长度，且吊绳的下端安装有一个吊坠，每段塔架用多根斜拉线固定到地锚上，该多根斜拉线连接于塔架的多个面，并在斜拉线上用卡箍拧紧，安装人员能够用望远镜观察塔架与吊绳是否平行来判断塔架是否发生了倾斜，如不平行，则需调整斜拉线的长度和卡箍，直到塔架与吊绳完全平行为止；在整个测风塔最顶端的塔架上面还安装有另一种工装，为第二工装，该第二工装的中心处于测风塔内部的中心，在该第二工装的中心处下放有一根吊绳，吊绳的长度为整个测风塔的高度，吊绳的下端安装有一个吊坠，若该吊坠对准测风塔的中心点，则说明塔架是垂直的，维护人员在后期巡视时，主要查看该吊坠是否对准了测风塔中心点即可。

进一步，每节塔架单元为三角形结构，由三根立柱和横杆焊接而成，两两立柱之间通过横杆连接，每根立柱的两端均焊接有连接盘，连接盘上开有三个沿其周向均布的螺栓连接孔，塔架单元之间的连接，对准螺栓连接孔即可，而后在每个螺栓连接孔上塞入螺栓和拧紧螺母进行紧固，每段塔架顶端的连接盘在塞入螺栓之前，先放置一个带螺栓孔的第一工装，该第一工装的螺栓孔与连接盘的螺栓连接孔一致，对孔安装上第一工装后再塞入螺栓和拧紧螺母，每段塔架用三根斜拉线固定到地锚上，一根立柱安装有一根斜拉线，并在斜拉线上用卡箍拧紧，若塔架与吊绳不平行，则需调整三根斜拉线的长度和卡箍，直到塔架与吊绳完全平行为止；所述第二工装的中心处于三根立柱围成的三角形中心。

进一步，所述吊坠为锥形吊坠。

进一步，所述第一工装带有两个螺栓孔，该两个螺栓孔与连接盘上在外的两个螺栓连接孔对应。

进一步，所述第二工装为三爪结构，其三只爪分别连接于两两立柱间的横杆上。

上述准确修正垂直度的风力发电测风塔的安装和维护方法，如下：

首先，测风塔塔架由下往上安装，每节塔架单元用螺栓紧固拼接，形成有多段塔架，达到设定高度时，用斜拉线将塔架固定到地锚上，同时将第一工装安装在每段塔架的顶部，第一工装上吊一根吊绳，吊绳位于塔架外面，吊绳上安装一个吊坠，通过用望远镜观察的方式，从不同方向查看测风塔塔架的垂直度，即塔架与吊绳之间的间隙是否均匀、平行，如果不垂直，则调整斜拉线，直到塔架垂直为止；然后用同样的方法开始上面塔架的安装，确保每段塔架都是垂直状态；

整个测风塔安装完毕后，在最顶部塔架上再安装第二工装，第二工装上吊一根吊绳，吊绳位于测风塔内部，吊绳上安装一个吊坠，吊坠接近地面高度，测风塔完全垂直的时候，吊坠应对准测风塔的中心点；

维护人员在巡查时，主要查看测风塔内部的吊坠是否对准了测风塔中心点即可，如果没有对准，则说明测风塔的部分塔架或整体发生了倾斜，此时通过上述吊坠对准的方法，对每段塔架单独评估和调整，具体为：由下往上，用望远镜观察每段塔架是否发生了倾斜，是往哪个方向发生了倾斜，然后先微松开出现倾斜的塔架往上的所有斜拉线，逐级往上调整和紧固，直到所有塔架段都垂直并且测风塔内部的吊坠对准了测风塔中心点为止。

进一步，每节塔架单元为三角形状，由三根立柱和连接横杆焊接而成，每根立柱的两端均焊接有连接盘，连接盘上开有三个沿其周向均布的螺栓连接孔，塔架之间连接的时候，对准螺栓连接孔即可，在每个螺栓连接孔上塞入螺栓，拧紧螺母，多节塔架单元通过螺栓连接，形成为一段塔架；

塔架安装由下往上进行，达到设定高度时，需用三根斜拉线将该段塔架固定到地锚上，并在斜拉线上用卡箍先暂时拧紧，其中一根斜拉线连接于一根立柱；

接着，在该段塔架的顶端连接盘处在塞入螺栓之前，先放置一个带两个螺栓孔的第一工装，第一工装的螺栓孔与连接盘的螺栓连接孔一致，第一工装有一部分外伸出塔架，然后塞入螺栓，拧紧螺母；

在第一工装外伸出塔架的部分下放一根吊绳，吊绳的长度等于每段塔架的长度，然后在吊绳的下端安装一个锥形吊坠；

安装人员用望远镜观察塔架与吊绳是否平行，即塔架与吊绳之间的间隙是否均匀，如不平行，则需调整三根斜拉线的长度和卡箍，直到塔架与吊绳完全平行为止，注意：观察人员需在测风塔的三个不同方向观察，确保每个方向看过去，塔架与吊绳完全平行为止，此时，代表塔架是垂直状态，然后拧紧卡箍；

随后继续往上安装塔架，吊绳安装、平行度观察和斜拉线调整方法同上；

最后，在最顶端的塔架上面，再安装上第二工装，该第二工装的中心位于三根立柱围成的三角形中心，在该第二工装的中心放一根吊绳，吊绳的长度为整个测风塔的高度，吊绳的下端安装一个锥形吊坠，此时，因为每段塔架都是垂直的，所以吊坠对准测风塔的中心点；

维护人员在后期巡视时，主要查看吊坠是否对准了测风塔中心点即可，如果没有对准，则说明测风塔的部分塔架或整体发生了倾斜，用上述同样的方法，使用望远镜观察每段塔架与吊绳是否平行，如发现不平行，即代表该段塔架出现了倾斜，并判断是往哪个方向发生了倾斜，然后先微松开倾斜的塔架往上的所有斜拉线，采用由下往上调的方式，逐级将每段塔架修正到垂直状态，然后拧紧卡箍，此时吊坠应重新对准了测风塔中心点。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、将100多米高的测风塔分成若干段独立做垂直度评估，垂直度有据可依，避免凭感觉做事的误差。

2、维护人员可通过非常简单的方法，即可准确判断整个测风塔是否发生了倾斜，科学可靠，准确度高。

3、可对每段塔架单独进行垂直度修正，避免误调错调。

4、本发明成本不高，主要增加的是便宜的吊绳。

附图说明

图1为本发明的风力发电测风塔的整体安装示意图。

图2为每节塔架单元的结构示意图。

图3为本发明的风力发电测风塔俯视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1至图3所示，本实施例所提供的准确修正垂直度的风力发电测风塔，由多段塔架8由下往上通过螺栓连接而成，每段塔架8由多节塔架单元7由下往上通过螺栓连接而成，每节塔架单元7为三角形结构，由三根立柱1和横杆4焊接而成，两两立柱1之间通过横杆4连接，每根立柱1的两端均焊接有连接盘2，连接盘2上开有三个沿其周向均布的螺栓连接孔3，塔架单元7之间的连接，对准螺栓连接孔3即可，而后在每个螺栓连接孔3上塞入螺栓5和拧紧螺母6进行紧固，每段塔架8顶端的连接盘2在塞入螺栓5之前，先放置一个带有两个螺栓孔的工装，为第一工装12，第一工装12的螺栓孔与连接盘2的螺栓连接孔3一致，并对应连接盘2在外的两个螺栓连接孔3，对孔安装上第一工装12后再塞入螺栓5和拧紧螺母6，第一工装12有一部分外伸出塔架，该第一工装12外伸出塔架的部分下放有一根吊绳13，吊绳13的长度等于每段塔架8的长度，且吊绳13的下端安装有一个锥形吊坠14，每段塔架8用三根斜拉线9固定到地锚11上，一根立柱1安装有一根斜拉线9，并在斜拉线9上用卡箍10拧紧，安装人员能够用望远镜观察塔架8与吊绳13是否平行来判断塔架8是否发生了倾斜，如不平行，则需调整三根斜拉线9的长度和卡箍10，直到塔架8与吊绳13完全平行为止；在整个测风塔最顶端的塔架上面还安装有另一种工装，为第二工装15，该第二工装15为三爪结构，其三只爪分别连接于两两立柱1间的横杆4上，该第二工装15的中心处于三根立柱1围成的三角形中心，在该第二工装15的中心处下放有一根吊绳16，吊绳16的长度为整个测风塔的高度，吊绳16的下端安装有一个锥形吊坠17，若该锥形吊坠17对准测风塔的中心点，则说明塔架是垂直的，维护人员在后期巡视时，主要查看该锥形吊坠17是否对准了测风塔中心点18即可。

下面为本实施例上述风力发电测风塔的安装和维护方法，具体如下：

由一定长度的三根立柱1和横杆4焊接，组成三角形状的一节塔架单元7，每节塔架单元7的立柱1两端焊接有连接盘2，连接盘2上开有三个沿其周向均布的螺栓连接孔3，塔架单元7之间连接的时候，对准螺栓连接孔3即可，在每个螺栓连接孔3上塞入螺栓5和拧紧螺母6，多节塔架7通过螺栓5连接，形成为一段塔架8。

塔架安装由下往上进行，达到一定高度时，需用三根斜拉线9将该段塔架8固定到地锚11上，并在斜拉线9上用卡箍10先暂时拧紧。

接着，在该段塔架8的顶端连接盘2处在塞入螺栓5之前，先放置一个带有两个螺栓孔的第一工装12，该第一工装12的螺栓孔与连接盘2的螺栓连接孔一致，对应连接盘2在外的两个螺栓连接孔，第一工装12有一部分外伸出塔架8，然后塞入螺栓5，拧紧螺母6。

在第一工装12外伸出塔架8的部分下放一根吊绳13，吊绳13的长度约等于每段塔架8的长度，然后在吊绳13的下端安装一个锥形吊坠14。

一位安装人员站在离测风塔约100米处，用望远镜观察塔架8与吊绳13是否平行，即塔架8与吊绳13之间的间隙是否均匀，如不平行，则通知安装人员调整三根斜拉线9的长度和卡箍10，直到塔架8与吊绳13完全平行为止，注意：观察人员需在测风塔的三个不同方向观察，确保每个方向看过去，塔架8与吊绳13完全平行为止，此时，代表了塔架8是垂直状态，然后拧紧卡箍10。

随后继续往上安装塔架8，吊绳安装、平行度观察和斜拉线调整方法同上。

最后，在最顶端的塔架7上面，再安装上第二工装15，该第二工装15的中心位于三角形的中心，在第二工装15的中心下放一根吊绳16，吊绳16的长度约为整个测风塔的高度，吊绳16的下端安装一个锥形吊坠17，此时，因为每段塔架8都是垂直的，所以吊坠17对准测风塔的中心点18。

维护人员在后期巡视时，主要查看吊坠17是否对准了测风塔中心点18即可，如果没有对准，则说明测风塔的部分塔架或整体发生了倾斜。用上述同样的方法，使用望远镜观察每段塔架8与吊绳13是否平行，如发现不平行，即代表该段塔架8出现了倾斜，并判断是往哪个方向发生了倾斜，接着，先略微松开倾斜的塔架8往上的所有斜拉线9，采用由下往上调的方式，逐级将每段塔架8修正到垂直状态，然后拧紧卡箍10，此时，吊坠17应重新对准了测风塔中心点18。

以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.准确修正垂直度的风力发电测风塔，所述测风塔由多段塔架由下往上通过螺栓连接而成，其特征在于：每段塔架由多节塔架单元由下往上通过螺栓连接而成，在每段塔架的顶部安装有一个工装，为第一工装，该第一工装有一部分外伸出塔架，该第一工装外伸出塔架的部分下放有一根吊绳，吊绳的长度等于每段塔架的长度，且吊绳的下端安装有一个吊坠，每段塔架用多根斜拉线固定到地锚上，该多根斜拉线连接于塔架的多个面，并在斜拉线上用卡箍拧紧，安装人员能够用望远镜观察塔架与吊绳是否平行来判断塔架是否发生了倾斜，如不平行，则需调整斜拉线的长度和卡箍，直到塔架与吊绳完全平行为止；在整个测风塔最顶端的塔架上面还安装有另一种工装，为第二工装，该第二工装的中心处于测风塔内部的中心，在该第二工装的中心处下放有一根吊绳，吊绳的长度为整个测风塔的高度，吊绳的下端安装有一个吊坠，若该吊坠对准测风塔的中心点，则说明塔架是垂直的，维护人员在后期巡视时，主要查看该吊坠是否对准了测风塔中心点即可；

每节塔架单元为三角形结构，由三根立柱和横杆焊接而成，两两立柱之间通过横杆连接，每根立柱的两端均焊接有连接盘，连接盘上开有三个沿其周向均布的螺栓连接孔，塔架单元之间的连接，对准螺栓连接孔即可，而后在每个螺栓连接孔上塞入螺栓和拧紧螺母进行紧固，每段塔架顶端的连接盘在塞入螺栓之前，先放置一个带螺栓孔的第一工装，该第一工装的螺栓孔与连接盘的螺栓连接孔一致，对孔安装上第一工装后再塞入螺栓和拧紧螺母，每段塔架用三根斜拉线固定到地锚上，一根立柱安装有一根斜拉线，并在斜拉线上用卡箍拧紧，若塔架与吊绳不平行，则需调整三根斜拉线的长度和卡箍，直到塔架与吊绳完全平行为止；所述第二工装的中心处于三根立柱围成的三角形中心；

所述第二工装为三爪结构，其三只爪分别连接于两两立柱间的横杆上。

2.根据权利要求1所述的准确修正垂直度的风力发电测风塔，其特征在于：所述吊坠为锥形吊坠。

3.根据权利要求1所述的准确修正垂直度的风力发电测风塔，其特征在于：所述第一工装带有两个螺栓孔，该两个螺栓孔与连接盘上在外的两个螺栓连接孔对应。

4.权利要求1至3任意一项所述的准确修正垂直度的风力发电测风塔的安装和维护方法，其特征在于：首先，测风塔塔架由下往上安装，每节塔架单元用螺栓紧固拼接，形成有多段塔架，达到设定高度时，用斜拉线将塔架固定到地锚上，同时将第一工装安装在每段塔架的顶部，第一工装上吊一根吊绳，吊绳位于塔架外面，吊绳上安装一个吊坠，通过用望远镜观察的方式，从不同方向查看测风塔塔架的垂直度，即塔架与吊绳之间的间隙是否均匀、平行，如果不垂直，则调整斜拉线，直到塔架垂直为止；然后用同样的方法开始上面塔架的安装，确保每段塔架都是垂直状态；

整个测风塔安装完毕后，在最顶部塔架上再安装第二工装，第二工装上吊一根吊绳，吊绳位于测风塔内部，吊绳上安装一个吊坠，吊坠接近地面高度，测风塔完全垂直的时候，吊坠应对准测风塔的中心点；

维护人员在巡查时，主要查看测风塔内部的吊坠是否对准了测风塔中心点即可，如果没有对准，则说明测风塔的部分塔架或整体发生了倾斜，此时通过上述吊坠对准的方法，对每段塔架单独评估和调整，具体为：由下往上，用望远镜观察每段塔架是否发生了倾斜，是往哪个方向发生了倾斜，然后先微松开出现倾斜的塔架往上的所有斜拉线，逐级往上调整和紧固，直到所有塔架段都垂直并且测风塔内部的吊坠对准了测风塔中心点为止。

5.根据权利要求4所述的准确修正垂直度的风力发电测风塔安装和维护方法，其特征在于：每节塔架单元为三角形状，由三根立柱和连接横杆焊接而成，每根立柱的两端均焊接有连接盘，连接盘上开有三个沿其周向均布的螺栓连接孔，塔架之间连接的时候，对准螺栓连接孔即可，在每个螺栓连接孔上塞入螺栓，拧紧螺母，多节塔架单元通过螺栓连接，形成为一段塔架；

塔架安装由下往上进行，达到设定高度时，需用三根斜拉线将该段塔架固定到地锚上，并在斜拉线上用卡箍先暂时拧紧，其中一根斜拉线连接于一根立柱；

接着，在该段塔架的顶端连接盘处在塞入螺栓之前，先放置一个带两个螺栓孔的第一工装，第一工装的螺栓孔与连接盘的螺栓连接孔一致，第一工装有一部分外伸出塔架，然后塞入螺栓，拧紧螺母；

在第一工装外伸出塔架的部分下放一根吊绳，吊绳的长度等于每段塔架的长度，然后在吊绳的下端安装一个锥形吊坠；

安装人员用望远镜观察塔架与吊绳是否平行，即塔架与吊绳之间的间隙是否均匀，如不平行，则需调整三根斜拉线的长度和卡箍，直到塔架与吊绳完全平行为止，注意：观察人员需在测风塔的三个不同方向观察，确保每个方向看过去，塔架与吊绳完全平行为止，此时，代表塔架是垂直状态，然后拧紧卡箍；

随后继续往上安装塔架，吊绳安装、平行度观察和斜拉线调整方法同上；

最后，在最顶端的塔架上面，再安装上第二工装，该第二工装的中心位于三根立柱围成的三角形中心，在该第二工装的中心放一根吊绳，吊绳的长度为整个测风塔的高度，吊绳的下端安装一个锥形吊坠，此时，因为每段塔架都是垂直的，所以吊坠对准测风塔的中心点；

维护人员在后期巡视时，主要查看吊坠是否对准了测风塔中心点即可，如果没有对准，则说明测风塔的部分塔架或整体发生了倾斜，用上述同样的方法，使用望远镜观察每段塔架与吊绳是否平行，如发现不平行，即代表该段塔架出现了倾斜，并判断是往哪个方向发生了倾斜，然后先微松开倾斜的塔架往上的所有斜拉线，采用由下往上调的方式，逐级将每段塔架修正到垂直状态，然后拧紧卡箍，此时吊坠应重新对准了测风塔中心点。