CN108443079A - 一种海上风力发电机组叶片的运输及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上风力发电机组叶片的运输及安装方法，包括步骤：1)将风力发电机组各部件，包括塔筒、叶片、轮毂及机舱，由制造厂运至大型装配码头或其它陆域场地；2)将分段塔筒组合为完整塔筒；3)通过在塔筒外壁上安装夹具工装来固定叶片；4)安装机舱与轮毂；5)将组装好后的风力发电机组连同组装平台整体吊上运输船，将之整体拖航至施工海域安装；6)安装整机；7)安装叶片。本发明方法降低了叶片安装难度，降低了海上安装施工难度，也节省了海上安装时间，从而降低了施工成本，具有实际推广价值，值得推广。

Description

一种海上风力发电机组叶片的运输及安装方法

技术领域

本发明涉及海上风电的技术领域，尤其是指一种海上风力发电机组叶片的运输及安装方法。

背景技术

业内习知，海上风力发电机组一般包括塔筒、叶片、轮毂及机舱，其安装受到海上风、浪、流的影响，安装难度将比陆上风机大。目前，世界范围内海上风力发电机组安装方法，按照海上安装过程可以分为2类：海上整机安装方法和海上分体安装方法。海上整机安装方法即在装配基地将风机机组安装组装好，然后运至海上拟建风电场，整机安装在风机塔筒上。海上分体安装法是将风电机组的各部件由制造厂运至装配基地进行组装，如先安装好塔筒、机舱和桨叶各部分，然后利用运输船将风电机组的各部件运输至海上风电基础附近，用该海上基础附近的海上浮吊，将风电机组的各部件按照顺序进行吊装，在将该风电机组整体安装到海上风电基础之后，再进行整机的调试。目前世界各国所建设的海上风电场，大部分均采用海上分体安装法。

海上分体安装包括风机海上运输、风机海上吊装过程，该安装方法部件众多，包括轮毂、机舱、塔筒和叶片，安装过程复杂，需要海上浮吊进行紧密配合才能最终完成风电机组的安装，在海上作业时间相对较长，部件海上高空对接安装作业量较大，安装的时机受气象和海况条件的制约性大，不容易控制风电机组整体稳定性，导致安装效率低。整机安装法对海上运输安装设备的规格要求较大，但减少了海上作业程序和时间，降低工程施工成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提出了一种简单可靠、提高吊装效率、满足风机安装要求、节省风电场建设成本的海上风力发电机组叶片的运输及安装方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种海上风力发电机组叶片的运输及安装方法，包括以下步骤：

1)将风力发电机组各部件，包括塔筒、叶片、轮毂及机舱，由制造厂运至大型装配码头或者其它陆域场地；

2)将分段塔筒组合为完整塔筒，制造厂通常将塔筒分段进行制造，从制造厂到装配基地的运输也是分段进行；塔筒组装采用立式组装法，并在码头或者其它陆域场地地面将最下段的塔筒通过法兰螺栓连接固定在组装平台上，然后依次垂直向上组装各段塔筒，每段塔筒两端均设计有内法兰，分段塔筒通过法兰螺栓连接，在码头事先安装好完整塔筒；

3)固定叶片，在塔筒外壁上安装夹具工装，将所有叶片沿塔筒外壁均匀固定在夹具工装上，以方便吊装时保持平衡，与轮毂连接的叶片根部垂直向上，叶片尖部垂直向下，从而将塔筒与叶片固定在一起；其中，所述夹具工装主要是将叶片抱住，夹具工装与叶片是软连接，或者其它方式，保证叶片不被损坏，从而固定在塔筒上；

4)安装机舱与轮毂，先在地面上将轮毂与机舱组合在一起，其组成件就是风力发电机组的机身，然后将机身整体吊起安装在塔筒的顶部，或者先安装机舱，然后再安装轮毂，使机舱和轮毂为一体；

5)将组装好后的风力发电机组整体吊上运输船，将组装好的风力发电机组固定在运输船甲板上，并将之整体拖航至施工海域安装；

6)安装整机，当运输船抵达海上风机基础旁时，将整机吊起安装在海上风机塔筒顶法兰上；

7)安装叶片，首先使轮毂上的一个风叶轴承法兰面与地面平行，然后顺着轮毂风叶轴承法兰面的方向，通过轮毂内部提升系统向上提升叶片，将叶片装配在轮毂上对应的变桨轴承，叶片垂直安装在轮毂上，然后转动轮毂，再垂直安装另一片叶片，最终将叶片安装在轮毂上；至此，便完成海上风力发电机组的叶片安装。

所述提升系统为在轮毂或机舱内安装的提升设备，使用时，将提升设备通过逐渐回收其吊绳、吊索或者吊链而将叶片垂直向上逐渐提升到轮毂上的叶片安装孔的位置处，以便将叶片安装到该叶片安装孔内，在叶片提升过程中，为了避免叶片与塔筒产生碰撞，能够选择采用吊机来辅助控制该叶片的方向。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、绝大部分部件的预制、组装及调试作业是在陆地进行，省却了在海上组装的成本和不可测因素，如因为天气原因无法及时装配等。

2、由于采取整体吊装，大大提高了海上风电安装的效率，节省海上安装时间，从而降低了施工成本。

3、降低了海上安装施工难度，且风机整体稳定性好。

4、大大节约了运输船甲板作业空间，一次能够运输更多组装好的机组，提高了海上风电场建设效率。

5、降低了叶片安装难度，安装所需船机设备少。

附图说明

图1为海上风力发电机组的安装示意图。

图2为本发明方法的安装作业流程图。

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和图2所示，本实施例所提供的海上风力发电机组叶片的运输及安装方法，包括以下步骤：

步骤1，将风力发电机组各部件，如塔筒1、机舱2、轮毂3、叶片4等，由制造厂运至大型装配码头或者其它陆域场地。

步骤2，分段塔筒组合为完整塔筒，制造厂通常将塔筒1分段进行制造，从制造厂到装配基地的运输也是分段进行；塔筒组装采用立式组装法，并在码头或者其它陆域场地地面将最下段的塔筒通过法兰螺栓连接固定在组装平台8上，然后依次垂直向上组装各段塔筒，每段塔筒两端均设计有内法兰，分段塔筒通过法兰螺栓连接，在码头或者其它陆域场地事先安装好完整塔筒1。

步骤3，固定叶片4，在塔筒1外壁上安装夹具工装5，将所有叶片4沿塔筒外壁均匀固定在夹具工装5上，以方便吊装时保持平衡，与轮毂3连接的叶片4根部垂直向上，叶片4尖部垂直向下，从而将塔筒1与叶片4固定在一起；其中，所述夹具工装5主要是将叶片4抱住，夹具工装5与叶片4是软连接，或者其它方式，保证叶片4不被损坏，从而固定在塔筒1上。

步骤4，安装机舱2与轮毂3，先在地面上将轮毂3与机舱2组合在一起，其组成件就是风力发电机组的机身，然后将机身整体吊起安装在塔筒1的顶部，或者先安装机舱2，然后再安装轮毂3，使机舱2和轮毂3为一体。

步骤5，将组装好后的风力发电机组整体吊上运输船，将组装好的风力发电机组固定在运输船甲板上，并将之整体拖航至施工海域安装。

步骤6，安装整机，当运输船抵达海上风机基础旁时，将整机吊起安装在海上风机塔筒顶法兰上。

步骤7，安装叶片4，首先使轮毂3上的一个风叶轴承法兰面与地面平行，然后顺着轮毂风叶轴承法兰面的方向，通过轮毂3内部提升系统6向上提升叶片，将叶片4装配在轮毂3上对应的变桨轴承，叶片4垂直安装在轮毂3上，然后转动轮毂，再垂直安装另一片叶片4，最终将所有叶片4安装在轮毂3上；其中，所述的提升系统6可以是在轮毂3或机舱2内安装的提升设备，使用时，将提升设备通过逐渐回收其吊绳/吊索/吊链7而将叶片4垂直向上逐渐提升到轮毂3上的叶片安装孔的位置处，以便将叶片4安装到该叶片安装孔内，在叶片4提升过程中，为了避免叶片4与塔筒1产生碰撞，可采用吊机来辅助控制该叶片4的方向；至此，便完成海上风力发电机组的叶片安装。

综上所述，本发明方法能有效解决海上风力发电机组安装工效低，受风浪影响大的问题，大大提高了海上施工效率，降低了施工成本，同时也改善了海上整机运输时叶片受到的载荷及难度。本发明方案设计合理，部件的预制和组装都在陆地进行，省却了在海上组装的成本和不可测因素，如因为天气原因无法及时装配；采用在陆地上组装好塔筒、机舱和在塔筒上固定三片叶片，利用船舶运输到安装现场，采用“一体式”的整体起吊安装到风机基础上，无需其它船只配合，减少了海上吊装次数及高空作业时间，大大提高了海上风电安装的效率。但同时也对安装船的起吊能力和机组的运输提出高要求。总之，相比现有技术，本发明方法降低了叶片安装难度，降低了海上安装施工难度，也节省了海上安装时间，从而降低了施工成本，具有实际推广价值，值得推广。

以上所述之实施例子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 (2)

1.一种海上风力发电机组叶片的运输及安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将风力发电机组各部件，包括塔筒、叶片、轮毂及机舱，由制造厂运至大型装配码头或者其它陆域场地；

2)将分段塔筒组合为完整塔筒，制造厂通常将塔筒分段进行制造，从制造厂到装配基地的运输也是分段进行；塔筒组装采用立式组装法，并在码头或者其它陆域场地地面将最下段的塔筒通过法兰螺栓连接固定在组装平台上，然后依次垂直向上组装各段塔筒，每段塔筒两端均设计有内法兰，分段塔筒通过法兰螺栓连接，在码头或者其它陆域场地事先安装好完整塔筒；

3)固定叶片，在塔筒外壁上安装夹具工装，将所有叶片沿塔筒外壁均匀固定在夹具工装上，以方便吊装时保持平衡，与轮毂连接的叶片根部垂直向上，叶片尖部垂直向下，从而将塔筒与叶片固定在一起；其中，所述夹具工装主要是将叶片抱住，夹具工装与叶片是软连接，保证叶片不被损坏，从而固定在塔筒上；

4)安装机舱与轮毂，先在地面上将轮毂与机舱组合在一起，其组成件就是风力发电机组的机身，然后将机身整体吊起安装在塔筒的顶部，或者先安装机舱，然后再安装轮毂，使机舱和轮毂为一体；

5)将组装好后的风力发电机组整体吊上运输船，将组装好的风力发电机组固定在运输船甲板上，并将之整体拖航至施工海域安装；

6)安装整机，当运输船抵达海上风机基础旁时，将整机吊起安装在海上风机塔筒顶法兰上；

7)安装叶片，首先使轮毂上的一个风叶轴承法兰面与地面平行，然后顺着轮毂风叶轴承法兰面的方向，通过轮毂内部提升系统向上提升叶片，将叶片装配在轮毂上对应的变桨轴承，叶片垂直安装在轮毂上，然后转动轮毂，再垂直安装另一片叶片，最终将叶片安装在轮毂上；至此，便完成海上风力发电机组的叶片安装。

2.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机组叶片的运输及安装方法，其特征在于：所述提升系统为在轮毂或机舱内安装的提升设备，使用时，提升设备通过逐渐回收其吊绳、吊索或者吊链而将叶片垂直向上逐渐提升到轮毂上的叶片安装孔的位置处，以便将叶片安装到该叶片安装孔内，在叶片提升过程中，为了避免叶片与塔筒产生碰撞，能够选择采用吊机来辅助控制该叶片的方向。