CN112594138B - 一种海上风电机组运输方法及其叶轮组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种海上风电机组运输方法及其叶轮组装方法，其中，所述叶轮组装方法包括：将轮毂从运输工装上分离，然后吊至平台甲板的组装工位；将轮毂固定在轮毂支架转接盘上；将螺栓和橡胶圈旋进法兰螺栓孔内；将变浆调试箱放置在轮毂附近，并用电源线和控制手柄连接变桨电机；在三根叶片的叶根法兰处涂抹密封胶，用吊车将三根叶片吊起，使三根叶片的叶根法兰与轮毂叶根轴承法兰相接触，然后将三根叶片与轮毂连接；叶轮组装后，拆卸变桨调试箱；安装轮毂前端出口框及盖板组件，并使用密封胶将轮毂外露的螺栓进行密封处理。安装工序简单，操作方便、组装成本低，工作效率更高。

Description

一种海上风电机组运输方法及其叶轮组装方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种海上风电机组运输方法及其叶轮组装方法。

背景技术

风力发电是世界上发展最快的绿色能源技术，在陆地风电场建设快速发展的同时，人们已经注意到陆地风能利用所受到的一些限制，如占地面积大、噪声污染等问题，由于海上丰富的风能资源和当今技术的可行性，海洋成为一个迅速发展的风电市场。

海上风力发电机组的叶轮主要由轮毂和三个叶片构成，现有技术中叶轮组装的方法很多，主要可以分为陆上组装方法和海上吊装方法。

海上吊装方法大致可分为两种，一种将叶轮分解为两部分，第一部分为轮毂上固定有两个叶片的叶轮，第二部分为第三支叶片。首先，将形似兔耳的第一部分采用兔耳式吊装法吊装到塔筒上就位，然后，再吊装第二部分，也就是第三个叶片，从而完成叶轮的组装。另一种方法为先吊装轮毂，然后再利用盘车装置配合吊机分别完成三支叶片水平组装，从而完成叶轮组装。这种方法需要利用到很多专用夹具，并且在叶片和轮毂定位对接时需要花费大量的时间，整体作业效率偏低，成本大，作业过程中安全性低。

陆上组装方法即首先在码头的安装基地将轮毂和三个叶片拼装好，然后利用专用运输驳船完成运输工作。这种组装方法对比海上吊装方法，减小了叶片在海上吊装对接的时间，进一步的提高了工作效率，但需要利用其它的专用运输驳船来完成叶轮运输工作，安装工序复杂。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种海上风电机组的叶轮组装及运输方法，旨在解决现有叶轮组装及运输整体作业效率偏低、成本大、作业过程中安全性低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种海上风电机组的叶轮组装方法，至少包括步骤：

S1、将轮毂从运输工装上分离，然后吊至平台甲板的组装工位；

S2、将轮毂固定在轮毂支架转接盘上；

S3、将螺栓和橡胶圈旋进轮毂叶根轴承法兰螺栓孔内；

S4、将变浆调试箱放置在轮毂附近，并用电源线和控制手柄连接变桨电机；

S5、用吊车将第一叶片吊起，使第一叶片的叶根法兰与轮毂叶根轴承法兰相接触，然后将第一叶片与轮毂连接；

S6、采用步骤S5安装第二叶片和第三叶片；

S7、拆卸变桨调试箱；

S8、安装轮毂前端出口框及盖板组件；

其中，所述步骤S3、将螺栓和橡胶圈旋进法兰螺栓孔内之前还包括：清理第一叶片、第二叶片、第三叶片上的污迹及油污，用角磨机和打磨片打磨掉第一叶片、第二叶片、第三叶片法兰上的毛刺，清理、第二叶片、第三叶片法兰面；

所述步骤S5、用吊车将第一叶片吊起，使第一叶片的叶根法兰与轮毂叶根轴承法兰相接触，然后将第一叶片与轮毂连接包括：

S51、在第一叶片处布置吊索具，在第一叶片叶根法兰处涂抹密封胶，主吊钩吊第一叶片叶根，履带吊吊第一叶片叶中；

S52、将第一叶片吊于轮毂叶根轴承法兰接口处进行组装，直至第一叶片安装的螺栓离变桨轴承5mm～15mm时，操作变桨操作箱使变桨轴承内圈转动，使得第一叶片根部0刻度线零点与叶根轴承转盘上的0标记线对正；

S53、调整第一叶片位置，使所有螺栓穿入变桨轴承孔内，带上螺母，使用拉伸器先按交叉、对称紧固螺栓，然后交叉、对称预紧力对螺栓进行紧固；

所述S53、调整第一叶片位置，使所有螺栓穿入变桨轴承孔内，带上螺母，使用拉伸器先按交叉、对称紧固螺栓，然后交叉、对称预紧力对螺栓进行紧固之后，还包括：

S54、做防松标记。

优选地，所述叶轮组装方法适于在风速小于8m/s下进行。

相应地，本发明还提供了一种海上风电机组的运输方法，至少包括步骤：

建立风电安装平台；

风电安装平台协助运输驳船运输海上风电机组，所述海上风电机组包括经上述叶轮组装方法组装的叶轮。

优选地，所述风电安装平台包括：平台甲板、绕桩吊机、桁架式桩腿、叶片运输区、轮毂运输区、甲板叶轮组装区。

优选地，所述甲板叶轮组装区与叶片运输区重合。

优选地，利用所述绕桩吊机将叶片运输区的叶片吊至运输船舶，然后在甲板叶轮组装位开始进行叶轮组装，利用绕桩吊机，完成叶片的起吊、组装与运输。

优选地，在进行运输之前，所述运输驳船处于所述风电安装平台右侧5-8米位置。

本发明海上风电机组运输方法及其叶轮组装方法，利用自航自升式风电安装平台，可以方便地运输风机叶片、轮毂，提高单次作业风电机组叶片、轮毂的运输量；叶轮组装时，叶片采用双点起吊方式，叶片吊装到位后，通过吊具上的夹紧装置和定位调节装置可以方便地将叶片与吊具固定好，启动连接吊具的吊车即可将叶片吊起，叶片吊起后，通过控制手柄进行变桨微调，调整叶片位置，使所有螺栓顺利穿入变桨轴承孔内，操作灵活简单，并可以随时调整，方便可靠，整体吊装可靠，具有整体安装工序简单，操作方便、组装成本低，工作效率高等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明海上风电机组的叶轮组装方法流程图；

图2为图1中叶轮组对结构示意图；

图3为图1中叶轮组装结构示意图；

图4为图1中风机轮毂机构示意图；

图5为图1中轮毂运输工装机构示意图；

图6为图1中叶片吊点机构示意图；

图7为图1中第一叶片、第二叶片、第三叶片侧视图；

图8为本发明海上风电机组的运输方法流程图；

图9为图8中使用的风电安装平台结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	轮毂	2	轮毂运输区
3	桁架式桩腿	4	叶片运输区
				5	第一叶片	6	第二叶片
7	第三叶片	8	平台甲板
				9	绕桩吊机	10	甲板叶轮组装区
11	螺栓孔	12	轮毂支架转接盘
				13	叶根吊点	14	叶片吊点
15	密封胶	16	叶片法兰

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种海上风电机组的叶轮组装方法。海上风电机组的叶轮组装方法用于风力发电等，本发明以海上风电机组运输及对海上风电机组叶轮组装为例解释本发明。

图1为本发明海上风电机组的叶轮组装方法流程图；图2为图1中叶轮组对结构示意图；图3为图1中叶轮组装结构示意图；图4为图1中风机轮毂机构示意图；图5为图1中轮毂运输工装机构示意图；图6为图1中叶片吊点机构示意图；图7为图1中第一叶片、第二叶片、第三叶片侧视图。叶轮组装方法适于在风速小于8m/s～12m/s下进行。当风速小于8m/s～12m/s时，根据桩腿及吊机位置合理布置叶轮组装位置，采用主吊和履带吊抬吊的方式进行吊装平台甲板叶片，第一叶片在平台的右侧吊装，第二叶片、第三叶片到平台的左侧吊装，进一步避免叶轮组装过程中与吊机桩腿发生干涉。

在本发明一实施例中，如图1至图7所示，一种海上风电机组的叶轮组装方法，至少包括步骤：

S1、将轮毂1从运输工装上分离，然后吊至平台甲板的组装工位；

先拆卸平台甲板上的轮毂1，使轮毂与运输工装分离。

S2、将轮毂1固定在轮毂支架转接盘12上；

将轮毂1固定在轮毂支架转接盘12上，这样便于轮毂1固定。

S3、将螺栓和橡胶圈旋进轮毂叶根轴承法兰螺栓孔11内；

步骤S3、将螺栓和橡胶圈旋进法兰螺栓孔11内之前还包括：清理第一叶片5、第二叶片6、第三叶片7上的污迹及油污，用角磨机和打磨片打磨掉第一叶片5、第二叶片6、第三叶片7法兰16上的毛刺，清理第一叶片5、第二叶片6、第三叶片7法兰面。为了使得安装工作更顺利，需要清理各个叶片上的污渍，可以用干净抹布或者专用清洗剂来进行清理工作。

S4、将变浆调试箱放置在轮毂1附近，并用电源线和控制手柄连接变桨电机；

将变浆调试箱放置在轮毂附近，并用电源线和控制手柄连接变桨电机，这样使得变浆调试箱具有变桨条件。变浆调试箱作为变桨系统，它作为大型风电机组控制系统的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。稳定的变桨控制是风力发电机组中不可或缺的。

变桨控制技术简单来说，就是通过调节桨叶的节距角，改变气流对桨叶的攻角，进而控制风轮捕获的气动转矩和气动功率。

S5、用吊车将第一叶片5吊起，使第一叶片5的叶根法兰与轮毂1叶根轴承法兰相接触，然后将第一叶片5与轮毂1连接；

具体实施时，步骤S5可进一步包括步骤：

S51、在第一叶片5处布置吊索具，在第一叶片5叶根法兰处涂抹密封胶，主吊钩吊第一叶片5叶根，如叶根吊点13所示，履带吊吊第一叶片5叶中，如叶片吊点14所示；叶片采用叶根吊点13、叶片吊点14双点起吊方式，更加协调、平衡，可以按照作业要求在第一叶片5指定位置布置吊索具；

S52、将第一叶片5吊于轮毂叶根轴承法兰接口处进行组装，直至第一叶片5安装的螺栓离变桨轴承5mm～15mm时，操作变桨操作箱使变桨轴承内圈转动，使得第一叶片5根部0刻度线零点与叶根轴承转盘上的0标记线对正；

S53、调整第一叶片5位置，使所有螺栓穿入变桨轴承孔内，带上螺母，使用拉伸器先按交叉、对称紧固螺栓，然后交叉、对称预紧力对螺栓进行紧固；

S54、做防松标记。

S6、采用步骤S5安装第二叶片6和第三叶片7；

吊装过程中注意避免与吊机桩腿发生干涉。由履带吊起吊叶片叶根部位，主吊钩起吊叶中工装位置，安装方式与第一叶片相同。并按照作业要求对所有螺栓进行拉伸并做好防松标记。

S7、拆卸变桨调试箱；

当轮毂和三根叶片组装完成，则意味着叶轮组装完成，则拆卸变桨调试箱。

S8、安装轮毂1前端出口框及盖板组件。

安装轮毂1前端出口框及盖板组件后，为了保持叶轮的完整性和密封性，需要使用密封胶15将轮毂所有外露的螺栓全部密封处理。

实施例二

图8为本发明海上风电机组的运输方法流程图；图9为图8中使用的风电安装平台结构示意图。如图8、图9所示，一种海上风电机组的运输方法，至少包括步骤：

S21、建立风电安装平台；

风电安装平台包括：平台甲板8、绕桩吊机9、桁架式桩腿3、叶片运输区4、轮毂运输区2、甲板叶轮组装区10。甲板叶轮组装区10与叶片运输区4重合。

具体实施时，步骤S21、建立风电安装平台还包括：

S211、建立风电安装平台，风电安装平台上设置轮毂运输区、叶片运输区、甲板叶轮组装区；

S212、将风机轮毂与轮毂运输区运输工装连接固定，将叶片放置与叶片运输区，叶片与船艏尾方位垂直。

S22、风电安装平台协助运输驳船运输海上风电机组，海上风电机组包括经实施例一叶轮组装方法组装的叶轮。叶轮组装方法请参加实施例一，在此不再赘述。

当甲板叶片组装完成后，等待叶片运输驳船到位，采用靠泊船定位，叶片运输驳船到自航自升式风电安装平台右侧5-8米位置定好。利用绕桩吊机9将叶片运输区4的第一叶片5、第二叶片6、第三叶片7吊至运输船舶，然后在甲板叶轮组装位开始进行叶轮组装，利用绕桩吊机9，完成叶片的起吊与组装。

风电安装平台可以设计成自升自航式平台。自升自航式多功能平台，又称为Liftboat，可以配备升降桩腿和推进系统，作业时，将桩腿插入或坐入海底，船体还可顺着桩腿上爬，离开海面，并使船体底部离开海面一定距离(气隙)，工作时可不受海水运动的影响；作业完成后，桩腿收回，船体处于漂浮状态，平台配备的推进系统可以自航到新的工作区域，避免了海上拖曳作业。自升自航式多功能平台还可搭载修井设备，重型吊机等，用于油田，风电安装，水上建筑安装等作业用途。

实施本发明海上风电机组运输方法及其叶轮组装方法，利用自航自升式风电安装平台，可以方便地运输风机叶片、轮毂，提高单次作业风电机组叶片、轮毂的运输量；叶轮组装时，叶片采用双点起吊方式，叶片吊装到位后，通过吊具上的夹紧装置和定位调节装置可以方便地将叶片与吊具固定好，启动连接吊具的吊车即可将叶片吊起，叶片吊起后，通过控制手柄进行变桨微调，调整叶片位置，使所有螺栓顺利穿入变桨轴承孔内，操作灵活简单，并可以随时调整，方便可靠，整体吊装可靠，具有整体安装工序简单，操作方便、组装成本低，工作效率高等特点。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种海上风电机组的叶轮组装方法，其特征在于，包括步骤：

S1、将轮毂从运输工装上分离，然后吊至平台甲板的组装工位；

S2、将轮毂固定在轮毂支架转接盘上；

S3、将螺栓和橡胶圈旋进轮毂叶根轴承法兰螺栓孔内；

S4、将变浆调试箱放置在轮毂附近，并用电源线和控制手柄连接变桨电机；

S5、用吊车将第一叶片吊起，使第一叶片的叶根法兰与轮毂叶根轴承法兰相接触，然后将第一叶片与轮毂连接；

S6、采用步骤S5安装第二叶片和第三叶片；

S7、拆卸变桨调试箱；

S8、安装轮毂前端出口框及盖板组件；

其中，所述步骤S3、将螺栓和橡胶圈旋进法兰螺栓孔内之前还包括：清理第一叶片、第二叶片、第三叶片上的污迹及油污，用角磨机和打磨片打磨掉第一叶片、第二叶片、第三叶片法兰上的毛刺，清理第一叶片、第二叶片、第三叶片法兰面；

所述步骤S5用吊车将第一叶片吊起，使第一叶片的叶根法兰与轮毂叶根轴承法兰相接触，然后将第一叶片与轮毂连接包括：

S51、在第一叶片处布置吊索具，在第一叶片叶根法兰处涂抹密封胶，主吊钩吊第一叶片叶根，履带吊吊第一叶片叶中；

S52、将第一叶片吊于轮毂叶根轴承法兰接口处进行组装，直至第一叶片安装的螺栓离变桨轴承5mm～15mm时，操作变桨操作箱使变桨轴承内圈转动，使得第一叶片根部0刻度线零点与叶根轴承转盘上的0标记线对正；

S53、调整第一叶片位置，使所有螺栓穿入变桨轴承孔内，带上螺母，使用拉伸器先按交叉、对称紧固螺栓，然后交叉、对称预紧力对螺栓进行紧固；所述S53、调整第一叶片位置，使所有螺栓穿入变桨轴承孔内，带上螺母，使用拉伸器先按交叉、对称紧固螺栓，然后交叉、对称预紧力对螺栓进行紧固之后，还包括：

S54、做防松标记。

2.如权利要求1所述的海上风电机组的叶轮组装方法，其特征在于，所述叶轮组装方法适于在风速小于8m/s下进行。

3.一种海上风电机组的运输方法，其特征在于，包括：

建立风电安装平台；

所述风电安装平台协助运输驳船运输海上风电机组，所述海上风电机组包括经权利要求1至2任意一项所述的叶轮组装方法组装的叶轮。

4.如权利要求3所述的海上风电机组的运输方法，其特征在于，所述风电安装平台包括：平台甲板、绕桩吊机、桁架式桩腿、叶片运输区、轮毂运输区、甲板叶轮组装区。

5.如权利要求4所述的海上风电机组的运输方法，其特征在于，所述甲板叶轮组装区与叶片运输区重合。

6.如权利要求4所述的海上风电机组的运输方法，其特征在于，利用所述绕桩吊机将叶片运输区的叶片吊至运输船舶，然后在甲板叶轮组装位开始进行叶轮组装，利用绕桩吊机，完成叶片的起吊、组装与运输。

7.如权利要求4至6中任意一项所述的海上风电机组的运输方法，其特征在于，在进行运输之前，所述运输驳船处于所述风电安装平台右侧5-8米位置。

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