CN110863956B - 大型风电机组的新型超高塔架结构、安装结构及安装方法 - Google Patents
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Abstract
面对世界范围发展大型风电机组的趋势,传统整体锥形塔筒由于制造、运输的难度已无法继续加高、增大而制约大型风电机组的发展,本发明公开了一种大型风电机组的新型超高塔架结构、安装结构及安装方法:采用分体式管桁架结构设计破解超大型风电机组传统整体锥形塔筒加工困难,结构超高、超重、超大无法运输的难题;现场安装结构采用专用的可拆卸固定在风电机组永久基础和分体式管桁架上的同步顶升机构、顶升支座和加接机构;通过顶升机构与加接机构配合进行连续累积顶升、将风电机组顶升至预定高度、完成超大超高型风电机组的设计和安装,有效解决超大型风电机组采用传统吊装方法难以安装超高、超重塔柱和风叶、主机的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型风电机组的新型超高塔架结构、安装结构及安装方法。
背景技术
风电是资源潜力巨大、技术较为成熟的可再生能源,在减排温室气体、应对气候变化的新形势下,越来越受到世界各国的重视,并已在全球大规模开发利用。风电已成为我国继火电、水电之后的第三大电源。
目前中国市场上广泛应用的1.5~2.5MW机组塔筒高90~120米、主机重达140~210吨,现场一般采用650吨的大型起重设备安装,如大型汽车起重机、履带式起重机等。但传统风电设备吊装方案目前仍存在以下难题:
1、机组塔筒高、主机重、风叶长等因素导致现场安装困难,施工周期长;
2、起重机类似的高大臂架均对风载较为敏感,如风电场风力较大时,不得不按照规定停止作业,无法连贯完成吊装作业(一般的机型要求上段塔架与机舱应在同一天安装完成),进而影响了安装的进度和质量;
3、在整个风电场的安装中需要频繁转场、无专用转场设备协助运输的情况下,履带式起重机需要靠本身的履带运行,效率低且履带磨损很快,加之大型履带式起重机本身购置、维护、转场运输的成本很高,导致安装成本提高;
4、无法带载行驶,在风电场安装环境恶劣、安装高度较高、叶轮安装方位要求特殊等情况具有明显的局限性;
5、施工过程涉及较多的吊装与高空作业,一旦出现施工故障,必然造成重大施工安全事故,影响项目施工及建设。
风能的大规模开发能有效降低风电成本,而大规模进行风电开发要求风电机组的大型化来降低投资成本,风电机组单机容量大型化研制技术成为行业发展的主要研究方向。
根据市场的需求,要在2020年前实现5MW风电机组的商业化运行,5MW风电机组塔筒高170~250米、主机重210~360吨以上,传统的吊装方法显然已经无法匹配的行业发展,因此提升和创新大型风电机组安装技术是我国由风电大国走向风电强国的必由之路。
发明内容
本发明的目的一在于提供一种大型风电机组的新型超高塔架结构,利用分体式管桁架结构设计有效解决了大型风电机组传统整体塔筒加工困难,结构超高、超重、超大无法运输的难题,突破超大型风电机组发展的瓶颈。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种大型风电机组的新型超高塔架结构,超高塔架包括锥形塔筒、分体式管桁塔架以及过渡节,所述锥形塔筒和管桁塔架分别设置在过渡节顶面和底面,通过过渡节将锥形塔筒与管桁塔架连接成整体,所述风叶和主机安装在锥形塔筒上。
通过采用上述技术方案,超高塔架上部结构在满足机组风叶长度的部分采用传统整体锥形园筒分节制造、其余部分采用分体式管桁架格构式结构,解决大型风电机组传统整体塔筒加工困难,结构超高、超重、无法运输的难题
本发明进一步设置为:所述过渡节包括固定台和均匀固设于固定台上的连接管,所述管桁塔架包括塔架主管和支撑桁架,每个连接管的下端依次固定连接有相同数量的塔架主管;支撑桁架固设于各塔架主管之间,将各塔架主管固接为一体。
本发明的目的二在于提供一种大型风电机组的安装结构,与新型超高塔架结构的分体设计配合,模块化组装,有效提高新型超高塔架结构的建设速度。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种大型风电机组的安装结构,包括同步顶升机构、顶升支座和加接机构,所述过渡节支撑在同步顶升机构上,所述顶升支座可拆卸设置在管桁塔架上,通过顶升支座与加接机构配合对于管桁塔架进行连续累积顶升。
通过采用上述技术方案,利用风电机组的永久基础设置由过渡节、顶升机构组装成顶升平台,上部整体式锥形塔筒和主机、风叶因安装高度较低、可采用常规吊车安装法;其余部分利用分体式管桁架结构采用分节同步顶升逆作法安装,从根本上解决大型风电机组塔筒高、主机重,常规吊机和常规方法无法安装而导致陆上无法发展大型风电机组的世界难题。本发明具有施工速度快、安装成本低、避免高空作业、安全性好等优势。
本发明进一步设置为:所述同步顶升机构由多台同步工作的油缸组成,每个顶升支座由2台油缸顶升驱动;所述加接机构包括顶升加接管,所述顶升加接管的轴向长度不大于同步顶升机构的顶升行程。
通过采用上述技术方案,两油缸交替负载支撑过渡节及上部塔筒结构,通过顶升加接管延长同步顶升机构的行程,保证同步顶升机构能顶起过渡节及上部塔筒结构。
本发明进一步设置为:所述同步顶升机构由多台同步工作的油缸组成,每个顶升支座由1台油缸顶升驱动;所述加接机构包括塔柱加接管和顶升加接管,所述塔柱加接管和顶升加接管的轴向长度不大于同步顶升机构的顶升行程。
通过采用上述技术方案,塔柱加接管为过渡节及上部塔筒结构提供稳定的支撑,而顶升加接管用于弥补同步顶升机构与顶升支座之间的距离,保证同步顶升机构能顶起过渡节及上部塔筒结构。
本发明进一步设置为:所述顶升支座包括哈弗夹持装置和支撑板,所述哈弗夹持装置由两个弧形板组成,所述哈弗夹持装置的两弧形板的外壁上各固接一个支撑板。
通过采用上述技术方案,两弧形板对接后形成将连接管或塔架主管环抱的环形结构,哈弗夹持装置的端部通过螺栓实现在连接管或塔架主管上的可拆卸固定连接,支撑板与同步顶升机构的活塞杆配合对其上方的结构进行顶升操作。
本发明进一步设置为:安装结构还包括抗剪导向机构,所述抗剪导向机构围设在同步顶升机构周边,可拆卸地固定在风电机组永久基础上。
通过采用上述技术方案,抗剪导向机构作为整个顶升过程的水平抗力构件、抵抗和控制顶升过程中的风荷载及其他因素引起的水平推力和位移变形。
本发明进一步设置为:所述支座板的内外侧分别设置有导向滚轮,所述导向滚轮与抗剪导向机构上垂直分布的限位滑槽作径向限位滑动配合。
通过采用上述技术方案,顶升支座在导向限位装置内滑动,垂直分布的限位滑槽对顶升支座径向限位,使顶升支座的顶升过程更加稳定。
本发明进一步设置为:所述同步顶升机构的控制系统内设置顶升压力传感器,新型超高塔架结构的塔身中心设置结构重心偏移量及高程误差预警监测控制系统。
通过采用上述技术方案,顶升压力传感器、结构重心偏移量及高程误差等预警监测控制系统,同步调整安装时出现的风力侧压、日照温差等可能产生的偏移误差。
本发明的目的三在于提供一种大型风电机组的安装方法,它具有施工速度快、安装成本低、避免高空作业、安全性好的特点。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种大型风电机组的安装方法,包括以下步骤:
S1、搭建顶升平台;在大型风电机组的永久基础上临时固定同步顶升机构和抗剪导向机构,过渡节安装并固定在同步顶升机构的上端,在每个连接管上安装顶升支座,顶升支座的支撑板与同步顶升机构的油缸顶端固接;
S2、安装上部塔筒结构;采用常规吊装方法将锥形塔筒安装在过渡节固定台上,然后将主机、风叶安装在锥形塔筒上部;
S3、同步顶升机构推动顶升支座将过渡节及上部塔筒结构顶起到第一节塔架安装高度,然后在过渡节下端安装塔架主管;
或者,同步顶升机构推动顶升支座将过渡节及上部塔筒结构顶起后,所有顶升支座下方其中一台油缸的活塞杆同步回缩,在油缸下方安装固定第一节顶升加接管,顶升加接管支撑在油缸与永久基础之间;
所有顶升支座下方的另一台油缸的活塞杆回缩,在油缸下方再安装固定一节顶升加接管,两油缸交替负载支撑过渡节及上部塔筒结构;
两台油缸再同步推动顶升支座将其上部结构再次顶起,同步顶升机构的油缸重复顶升操作,依次增设顶升加接管,直至同步顶升机构将过渡节顶起后,连接管下端与永久基础之间的距离大于塔架主管的轴向长度时停止,然后安装塔架主管;
同步顶升机构回落,塔架主管支撑在永久基础上,将支撑桁架连接在各塔架主管之间,完成第一节管桁塔架安装;
S4、重复S3,直至最后一节管桁塔架安装完成,拆除所有顶升装备和临时设施、完工验收。
一种大型风电机组的安装方法,包括以下步骤:
S1、搭建顶升平台;在大型风电机组的永久基础上临时固定同步顶升机构和抗剪导向机构,过渡节安装并固定在同步顶升机构的上端,在每个连接管上安装顶升支座,顶升支座的支撑板与同步顶升机构的油缸顶端固接;
S2、安装上部塔筒结构;采用常规吊装方法将锥形塔筒(1)安装在过渡节(3)的固定台上,然后将主机、风叶安装在锥形塔筒上部;
S3、同步顶升安装第一节管桁塔架;同步顶升机构推动顶升支座将过渡节及上部塔筒结构顶起,然后在过渡节下端安装塔架主管;
或者,同步顶升机构推动顶升支座将过渡节及上部塔筒结构顶起后,在每个连接管下端固接塔柱加接管,同步顶升机构的活塞杆回缩,塔柱加接管支撑在永久基础上,在油缸下方安装顶升加接管,顶升加接管和塔柱加接管交替负载支撑过渡节及上部塔筒结构;
同步顶升机构重复顶升操作,依次增设塔柱加接管、塔柱加接管,直至同步顶升机构将过渡节顶起后,连接管下端与永久基础之间的距离大于塔架主管的轴向长度时停止,然后拆除塔柱加接管,安装塔架主管;
同步顶升机构再次回落,塔架主管支撑在永久基础上,将支撑桁架连接在各塔架主管之间,完成第一节管桁塔架安装;
S4、重复S3过程,直至最后一节管桁塔架安装完成,拆除所有顶升装备和临时设施、完工验收。
通过采用上述技术方案,在塔架主管上设置拆装式顶升支座、在基础上设置抗剪装置、同步顶升机构、进行逆作法安装,使新型超高塔架结构施工速度更快、安装成本更低,而且避免了高空作业、安全性好,从根本上解决大型风电机组塔筒高、主机重,常规吊机和常规方法无法安装而导致陆上无法发展大型风电机组的世界难题。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1、本发明的超高塔架上部结构在满足机组风叶长度的部分采用传统整体锥形园筒分节制造、其余部分采用分体式管桁架格构式结构,有效解决大型风电机组传统整体塔筒加工困难,结构超高、超重、无法运输的难题;
2、本发明采用分节同步顶升逆作法安装塔筒结构,从根本上解决大型风电机组塔筒高、主机重,常规吊机和常规方法无法安装而导致陆上无法发展大型风电机组的世界难题,具有施工速度快、安装成本低、避免高空作业、安全性好等优势。
附图说明
图1是实施例1中新型超高塔架结构的结构示意图;
图2是实施例1中顶升平台的结构示意图;
图3是实施例1中顶升支座的结构示意图;
图4至图10为图解性的描述,示出了实施例1中新型超高塔架结构顶升安装过程;
图11是实施例2中同步顶升机构的结构示意图;
图12至图16为图解性的描述,示出了实施例2中新型超高塔架结构顶升安装过程。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1:一种大型风电机组的新型超高塔架结构,如图1所示,包括超高塔架,超高塔架上部结构在满足机组风叶8长度的基础上采用传统整体锥形塔筒1分节制造,其余部分为采用分体式管桁架结构制造的管桁塔架2;整体式锥形塔筒1与分体式管桁塔架2通过过渡节3连接成整体。
过渡节3包括固定台31和连接管32,本实施例中,固定台31设置为圆台状,连接管32设置为四个,均匀分布于固定台31底部。管桁塔架2包括塔架主管21和支撑桁架22,塔架主管21为轴线倾斜的斜管,每个连接管32的下端依次固定连接3-8根塔架主管21,轴向相邻的管道彼此可通过法兰进行螺栓连接;支撑桁架22从上至下固设于各塔架主管21之间,径向相邻的塔架主管21通过支撑桁架22固接为一体。风叶8和主机9安装于锥形塔筒1的顶部,锥形塔筒1安装在固定台31的顶部。
面对世界范围发展大型风电机组的趋势、而传统整体锥形塔筒1由于制造、运输的难度已无法继续加高、增大而制约大型风电机组的发展,本发明巧妙的利用分体式管桁架结构设计有效解决了大型风电机组传统整体塔筒加工困难,结构超高、超重、超大无法运输的难题,为大型风电机组提供安装基础。
本发明提供的大型风电机组的新型超高塔架结构安装时,其上部整体式锥形塔筒1和主机9、风叶8因安装高度较低,可采用常规起重设备安装法进行安装,其余部分利用分体式管桁架结构采用分节同步顶升逆作法安装。
如图2所示,在大型风电机组的永久基础上临时固定的同步顶升机构4和抗剪导向机构5,由过渡节3、同步顶升机构4和抗剪导向机构5组成顶升平台,顶升平台上可拆卸设置有顶升支座6和加接机构7,通过顶升支座6与加接机构7配合对管桁塔架2进行连续累积顶升。
其中同步顶升机构4由多台同步工作的油缸组成,每个顶升支座6由一台油缸顶升驱动,油缸临时固定在永久基础上。抗剪导向机构5主体为横竖交错分布的钢管通过焊接或螺接形成的支架,抗剪导向机构5围设在同步顶升机构4周边,与永久基础通过螺栓临时固接;抗剪导向机构5作为整个顶升过程的水平抗力构件、抵抗和控制顶升过程中的风荷载及其他因素引起的水平推力和位移变形。
如图3所示,顶升支座6的数量与连接管32的数量相同,顶升支座6包括哈弗夹持装置61和支撑板62,哈弗夹持装置61可由两个弧形板组成,两弧形板对接后形成将连接管32或塔架主管21环抱的环形结构,弧形板的径向两端通过螺栓固定在一起;哈弗夹持装置61的两弧形板的外壁上各固接一个支撑板62,支撑板62的端部还安装有导向滚轮63。
在同步顶升机构4的各油缸内外侧分别设置一导向限位装置41,导向限位装置41竖直固接在抗剪导向机构5内,导向限位装置41具有垂直分布的限位滑槽,两导向限位装置41的限位滑槽相向设置,顶升支座6的导向滚轮63与限位滑槽滑动配合;同步顶升机构4推动顶升支座6移动时,顶升支座6在导向限位装置41内滑动,导向限位装置41对顶升支座6起到导向限位的作用,使顶升支座6的顶升过程更加稳定。
加接机构7分为顶升加接管71和塔柱加接管72两部分(参照图6),顶升加接管71为直管,塔柱加接管72为与塔架主管21同倾度的管道,塔柱加接管72的数量与顶升加接管71数量相同,塔柱加接管72和顶升加接管71的轴向长度不大于同步顶升机构4的顶升行程。
结合图4至图10,本实施例提供的大型风电机组的新型超高塔架结构安装过程如下:
一、搭建顶升平台;在大型风电机组的永久基础上临时固定同步顶升机构4和抗剪导向机构5,抗剪导向机构5围设在同步顶升机构4周边,过渡节3安装并固定在同步顶升机构4的上端,过渡节3的连接管32上安装顶升支座6,顶升支座6的支撑板62与同步顶升机构4的油缸顶端固接,此时为顶升平台的初始状态。
二、安装上部塔筒结构;采用常规吊装方法将锥形塔筒1安装在过渡节3的固定台31上,然后将主机9、风叶8安装在锥形塔筒1上部。
三、启动同步顶升机构4,同步顶升机构4同步推动顶升支座6将过渡节3及上部塔筒结构顶起,然后在连接管32下端安装塔架主管21;
或者,同步顶升机构4推动顶升支座6将过渡节3及上部塔筒结构顶起后,在每个连接管32的下端固接一塔柱加接管72,同步顶升机构4的活塞杆回缩,塔柱加接管72支撑在永久基础上,油缸的底座朝顶升支座6移动,然后在油缸底座与永久基础之间安装顶升加接管71,顶升加接管71和塔柱加接管72交替负载支撑过渡节3及上部塔筒结构;
同步顶升机构4重复顶升操作,通过同步顶升机构4将过渡节3及上部塔筒结构再次顶起,然后在塔柱加接管72下端再延长固接一个塔柱加接管72,重复上述增设顶升加接管71、塔柱加接管72过程,直至同步顶升机构4将过渡节3顶起后,连接管32下端与永久基础之间的距离大于塔架主管21的轴向长度时停止,此时将固接在连接管32下端的塔柱加接管72全部移除,替换为塔架主管21(参照图9);
同步顶升机构4再次回落,第一节塔架主管21支撑在永久基础上,将支撑桁架22焊接在各塔架主管21之间,完成第一节管桁塔架2安装。
四、延展顶升平台;将顶升支座6下方的油缸及顶升加接管71移除,将顶升支座6从连接管32上拆下,安装固定在第一节塔架主管21上;解除抗剪导向机构5与永久基础之间的临时固定,调节同步顶升机构4中各油缸位置,以其活塞杆能支撑顶升支座6为准,然后将同步顶升机构4、抗剪导向机构5再次与永久基础临时固定。
五、重复3、4过程,直至最后一节管桁塔架2安装完成,拆除所有顶升装备和临时设施、完工验收。
本实施例中,锥形塔筒1、过渡节3、管桁塔架2、同步顶升机构4、抗剪导向机构5、顶升支座6以及加接机构7中的部件均可采用法兰或节点板进行螺栓连接。
本发明的技术方案与传统吊装方法相比,具有以下优点:
1、前者的设备可充分利用风电机组自身的特点,方案采用无塔身结构,利用风机主机自身的高度将专用设备连接在机组主机上;与其他地面起重机相比,不受起重机起升高度的制约。
2、本方案采用门架式臂架、油缸变幅,可覆盖风电机组吊装维护范围内所有的零部件吊装、维护作业。
3、通过自身具有的装置,可自行完成设备本体的起升、下降和拆装工作。
4、采用模块化设计,结构简单、拆装方便、便于运输、转场适应性强。
5、受安装风机周边地形(坡面或软地面)的影响小,减少了对环境的依赖和破坏。
6、设备价格低,约为同功能 大型起重设备的1/10甚至更低。
综上所述,以风机主机为基础的风电吊装技术有效解决了传统技术中以地面为基础的吊装模式对地形要求高、施工时间长、成本高和安全性低等问题,为风电工程的建设和运维提供了更科学、合理的施工方案和新型设备,明显降低了风电工程的成本,提供了经济、安全的解决方案,值得推广应用。
本发明同样可以适用于其他类似高耸结构的设计和安装,例如:双曲线冷却塔,高耸化工设备,电力、通讯塔,桥梁索塔,装配式建筑等应都在该专利的保护范围之内。
实施例2:本实施例与实施例1的区别在于,每个顶升支座6由两台油缸4a、4b顶升驱动,加接机构7主要由顶升加接管71组成,顶升加接管71轴向长度不大于同步顶升机构4的顶升行程。
结合图12至图16,本实施例提供的大型风电机组的新型超高塔架结构安装过程如下:
一、搭建顶升平台;在大型风电机组的永久基础上临时固定同步顶升机构4和抗剪导向机构5,过渡节3安装并固定在同步顶升机构4的上端,在每个连接管32上安装顶升支座6,顶升支座6的支撑板62与同步顶升机构4的油缸顶端固接。
二、安装上部塔筒结构;采用常规吊装方法将锥形塔筒1安装在过渡节3的固定台31上,然后将主机9、风叶8安装在锥形塔筒1上部。
三、同步顶升机构4推动顶升支座6将过渡节3及上部塔筒结构顶起到第一节塔架安装高度,然后在过渡3节下端安装塔架主管;
或者,同步顶升机构4推动顶升支座6将过渡节3及上部塔筒结构顶起,所有顶升支座6下方其中一台油缸4a的活塞杆同步回缩,在油缸4a底座下方安装固定一节顶升加接管71,顶升加接管71对油缸4a进行支撑;顶升支座6下方的另一台油缸4b的活塞杆回缩,然后在油缸4b底座下方也安装固定一节顶升加接管71,顶升加接管71对油缸4b进行支撑,两台油缸4a、4b交替负载支撑过渡节3及上部塔筒结构。
两台油缸4a、4b再同步推动顶升支座6将其上部结构顶起;同步顶升机构4的油缸4a、4b重复顶升操作,依次增设顶升加接管71,直至同步顶升机构4将过渡节3顶起后,连接管32下端与永久基础之间的距离大于塔架主管21的轴向长度时停止,然后安装塔架主管21;同步顶升机构4再次回缩,塔架主管21支撑在永久基础上,将支撑桁架22连接在各塔架主管21之间,完成第一节管桁塔架2安装。
四、延展顶升平台;将顶升支座6下方的油缸及顶升加接管71移除,将顶升支座6从连接管32上拆下,安装固定在第一节塔架主管21上;解除抗剪导向机构5与永久基础之间的临时固定,调节同步顶升机构4中各油缸位置,以其活塞杆能支撑顶升支座6为准,然后将同步顶升机构4、抗剪导向机构5再次与永久基础临时固定。
五、重复步骤三、四,直至最后一节管桁塔架2安装完成,拆除所有顶升装备和临时设施、完工验收。
实施例3:本实施例与实施例1的区别在于,在同步顶升机构4的控制系统内增设顶升压力传感器、在塔身中心设置结构重心偏移量及高程误差等预警监测控制系统,同步调整安装时出现的风力侧压、日照温差等可能产生的偏移误差。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种大型风电机组的安装结构,所述大型风电机组包括过渡节(3),过渡节(3)包括固定台(31)和均匀固设于固定台(31)上的连接管(32),其特征在于:安装结构包括同步顶升机构(4)、顶升支座(6)和加接机构(7),所述同步顶升机构(4)由多台同步工作的油缸组成,所述顶升支座(6)包括哈弗夹持装置(61)和支撑板(62),所述哈弗夹持装置(61)由两个弧形板组成,所述哈弗夹持装置(61)的两弧形板的外壁上各固接一个支撑板(62),同步顶升机构(4)可拆卸安装在支撑板(62)的下方,所述加接机构(7)包括顶升加接管(71)和多节塔柱加接管(72),多节塔柱加接管(72)之间依次可拆卸连接;
安装结构的使用过程如下:
第一步,将哈弗夹持装置(61)安装在连接管(32)上,在连接管(32)下方可拆卸安装一节塔柱加接管(72),利用同步顶升机构(4)将顶升支座(6)顶起,再在上一节塔柱加接管(72)下方可拆卸连接第二节塔柱加接管(72);
第二步,同步顶升机构(4)收回行程,在同步顶升机构(4)下方可拆卸安装顶升加接管(71);
第三步,在顶升加接管(71)的基础上同步顶升机构(4)继续顶起,再在第二节塔柱加接管(72)下方可拆卸连接第三节塔柱加接管(72);
第四步,同步顶升机构(4)收回行程,在上一节顶升加接管(71)下方可拆卸安装顶升加接管(71);
第五步,在顶升加接管(71)的基础上同步顶升机构(4)继续顶起,三节塔柱加接管(72)悬空后拆掉,用一节塔架主管(21)代替塔柱加接管(72)与连接管(32)连接,将支撑桁架(22)焊接在各塔架主管(21)之间,完成第一节管桁塔架(2)安装;
第六步,同步顶升机构(4)收回行程卸力,拆掉同步顶升机构(4)和下方的顶升加接管(71);
第七步,将顶升支座(6)转移至与管桁塔架(2)的塔架主管(21)下端连接,利用同步顶升机构(4)将顶升支座(6)顶起,在塔架主管(21)下方可拆卸安装一节塔柱加接管(72);
第八步,重复第二步至第六步,直至完成大型风电机组的安装。
2.根据权利要求1所述的大型风电机组的安装结构,其特征在于:每个顶升支座(6)由2台油缸顶升驱动;所述顶升加接管(71)的轴向长度不大于同步顶升机构(4)的顶升行程
2台油缸(4a、4b)顶升驱动一个顶升支座(6)的工作过程如下:
第一步,将哈弗夹持装置(61)安装在连接管(32)上,利用同步顶升机构(4)将顶升支座(6)顶起;
第二步,顶升支座(6)下方的油缸(4a)收回行程,在油缸(4a)下方可拆卸安装顶升加接管(71);顶升支座(6)下方的另一台油缸(4b)收回行程,在油缸(4b)下方可拆卸安装顶升加接管(71);
第三步,在顶升加接管(71)的基础上同步顶升机构(4)继续顶起;
第四步,顶升支座(6)下方的油缸(4a)再次收回行程,在上一节顶升加接管(71)下方可拆卸安装顶升加接管(71);顶升支座(6)下方的另一台油缸(4b)再次收回行程,在上一节顶升加接管(71)下方可拆卸安装顶升加接管(71);
第五步,在顶升加接管(71)的基础上同步顶升机构(4)继续顶起,用一节塔架主管(21)与连接管(32)连接,将支撑桁架(22)焊接在各塔架主管(21)之间,完成第一节管桁塔架(2)安装;
第六步,同步顶升机构(4)收回行程卸力,拆掉同步顶升机构(4)和下方的顶升加接管(71);
第七步,将顶升支座(6)转移至与管桁塔架(2)的塔架主管(21)下端连接,然后利用同步顶升机构(4)将顶升支座(6)顶起;
第八步,重复第二步至第六步,直至完成大型风电机组的安装。
3.根据权利要求1所述的大型风电机组的安装结构,其特征在于:所述同步顶升机构(4)由多台同步工作的油缸组成,每个顶升支座(6)由1台油缸顶升驱动;所述顶升加接管(71)和塔柱加接管(72)的轴向长度不大于同步顶升机构(4)的顶升行程。
4.根据权利要求2或3所述的大型风电机组的安装结构,其特征在于:安装结构还包括抗剪导向机构(5),所述抗剪导向机构(5)围设在同步顶升机构(4)周边,可拆卸地固定在风电机组永久基础上。
5.根据权利要求4所述的大型风电机组的安装结构,其特征在于:所述支座板(61)的内外侧分别设置有导向滚轮(41),所述导向滚轮(41)与抗剪导向机构(5)上垂直分布的限位滑槽作径向限位滑动配合。
6.根据权利要求1所述的大型风电机组的安装结构,其特征在于:所述同步顶升机构(4)的控制系统内设置顶升压力传感器,新型超高塔架结构的塔身中心设置结构重心偏移量及高程误差预警监测控制系统。
7.一种大型风电机组的安装方法,其特征在于:采用权利要求2中所述的大型风电机组的安装结构,实现以下步骤:
S1、搭建顶升平台;在大型风电机组的永久基础上临时固定同步顶升机构(4)和抗剪导向机构(5),过渡节(3)安装并固定在同步顶升机构(4)的上端,在每个连接管(32)上安装顶升支座(6),每个顶升支座(6)由两台油缸(4a、4b)顶升驱动;
S2、安装上部塔筒结构;采用常规吊装方法将锥形塔筒(1)安装在过渡节(3)的固定台(31)上,然后将主机(9)、风叶(8)安装在锥形塔筒(1)上部;
S3、同步顶升机构(4)推动顶升支座(6)将过渡节(3)及上部塔筒结构顶起到第一节塔架安装高度,然后在过渡节(3)下端安装塔架主管(21);
或者,同步顶升机构(4)推动顶升支座(6)将过渡节(3)及上部塔筒结构顶起后,所有顶升支座(6)下方的油缸(4a)收回行程,在油缸(4a)下方可拆卸安装顶升加接管(71),顶升加接管(71)支撑固定在油缸(4a)与永久基础之间;
所有顶升支座(6)下方的另一台油缸(4b) 收回行程,在油缸(4b)下方可拆卸安装顶升加接管(71);
S4、在顶升加接管(71)的基础上同步顶升机构(4)继续顶起;
S5、顶升支座(6)下方的油缸(4a)再次收回行程,在上一节顶升加接管(71)下方可拆卸安装顶升加接管(71);顶升支座(6)下方的另一台油缸(4b)再次收回行程,在上一节顶升加接管(71)下方可拆卸安装顶升加接管(71);
S6、在顶升加接管(71)的基础上同步顶升机构(4)继续顶起,直至连接管(32)下端与永久基础之间的距离大于塔架主管(21)的轴向长度时停止,用一节管桁塔架(2)与连接管(32)连接;
S7、同步顶升机构(4)收回行程卸力,管桁塔架(2)支撑在永久基础上,拆掉同步顶升机构(4)、下方的顶升加接管(71),解除抗剪导向机构(5)与永久基础之间的临时固定;
S8、将顶升支座(6)转移至与管桁塔架(2)的塔架主管(21)下端连接,将同步顶升机构(4)、抗剪导向机构(5)再次与永久基础临时固定,然后利用同步顶升机构(4)将顶升支座(6)顶起;
S9、重复S3至S8,直至完成大型风电机组的安装。
8.一种大型风电机组的安装方法,其特征在于:采用权利要求1中所述的大型风电机组的安装结构,实现以下步骤:
S1、搭建顶升平台;在大型风电机组的永久基础上临时固定同步顶升机构(4)和抗剪导向机构(5),过渡节(3)安装并固定在同步顶升机构(4)的上端,在每个连接管(32)上安装顶升支座(6),每个顶升支座(6)由一台油缸顶升驱动;
S2、安装上部塔筒结构;采用常规吊装方法将锥形塔筒(1)安装在过渡节(3)的固定台(31)上,然后将主机(9)、风叶(8)安装在锥形塔筒(1)上部;
S3、同步顶升机构(4)推动顶升支座(6)将过渡节(3)及上部塔筒结构顶起,然后在过渡节(3)下端安装塔架主管(21);
或者,在连接管(32)下方可拆卸安装一节塔柱加接管(72),利用同步顶升机构(4)将顶升支座(6)顶起,再在上一节塔柱加接管(72)下方可拆卸连接第二节塔柱加接管(72);
S4、同步顶升机构(4)收回行程,在同步顶升机构(4)下方可拆卸安装顶升加接管(71);
S5、在顶升加接管(71)的基础上同步顶升机构(4)继续顶起,再在第二节塔柱加接管(72)下方可拆卸连接第三节塔柱加接管(72);
S6、同步顶升机构(4)收回行程,在上一节顶升加接管(71)下方可拆卸安装顶升加接管(71);
S7、在顶升加接管(71)的基础上同步顶升机构(4)继续顶起,连接管(32)下端与永久基础之间的距离大于塔架主管(21)的轴向长度时停止,将塔柱加接管(72)拆掉,用一节管桁塔架(2)代替塔柱加接管(72)与连接管(32)连接;
S8、同步顶升机构(4)收回行程卸力,管桁塔架(2)支撑在永久基础上,拆掉同步顶升机构(4)、下方的顶升加接管(71),解除抗剪导向机构(5)与永久基础之间的临时固定;
S9、将顶升支座(6)转移至与管桁塔架(2)的塔架主管(21)下端连接,将同步顶升机构(4)、抗剪导向机构(5)再次与永久基础临时固定,利用同步顶升机构(4)将顶升支座(6)顶起,在塔架主管(21)下方可拆卸安装一节塔柱加接管(72);
S10、重复S4至S9,直至完成大型风电机组的安装。
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