一种超紧凑两叶片风力发电机组的海上吊装方法与流程

本发明涉及超紧凑两叶片风力发电机组吊装的技术领域，尤其是指一种超紧凑两叶片风力发电机组的海上吊装方法。

背景技术：

在当前的世界风电领域，风力发电机组一般都是三叶片型式，由于叶片数量及吊装技术的限制，三叶片风电机组在吊装时只能采取托举式吊装，即叶片与轮毂组装完成后，需要辅吊车托住朝下方的一个叶片，主吊车才能慢慢起吊叶轮。这种吊装方式占地面积大、周期长、涉及的设备、工具和吊具数量多、而且安全性也差。

造成三叶片风电机组现场吊装周期长、施工复杂及成本高的原因有以下几个方面：

1、风机结构原因

1.1、三叶片风机是由三个叶片与轮毂连接，组成叶轮系统，现在的大容量风机叶轮直径通常超过100m。三个叶片组装需要花费很多时间，通常为5～6小时；叶轮铺在施工场地也要占用很大面积，吊装时，为了避免叶片尖部接触地面造成叶片损坏，需要用一台吊车托住下方的叶片，因此叶轮系统整个吊装耗时很长。

1.2、目前，一般的直驱型风电机组主机相对体积大，重量笨重，因此吊装时需要缓慢进行，这样也会延长施工时间。

以上风机结构的复杂性造成现场净吊装周期长，工时多，从而增加吊装成本。

2、施工地点原因

2.1、根据风电行业相关报告，当前我国的三叶片直驱、半直驱或双馈型风机通常都是陆上风机，海上风机刚起步。陆上风机现场吊装一般要受到地形、周围障碍物的影响，这样会额外增加主机、轮毂等零部件放置的方向和位置调整的时间，也会增加运输车辆进出的时间成本。从而综合起来使吊装周期变长。

2.2、陆地上的吊装，会因地形复杂，道路崎岖等导致翻车、车辆进出不方便，从而使风机的吊装安全性得不到保证。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种超紧凑两叶片风力发电机组的海上吊装方法，该方法是一种全新的风电机组吊装方案，该吊装方案安全性高、吊装周期短、施工场地充足，能显著提高风机吊装效率和安全性。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种超紧凑两叶片风力发电机组的海上吊装方法，包括以下步骤：

1)用运输船将塔筒、主机和叶片全部运到风机机位附近，等待吊装；

2)确认天气条件是否满足吊装要求：塔筒和集装箱的安装<12.5m/s，主机安装<8m/s；若满足吊装要求，则开始吊装：首先，开始安装塔筒，安装前要清理塔筒螺栓孔和法兰面，用水平测量仪检测基础顶部法兰水平度≤3mm，在塔筒两端法兰装好吊具，将塔筒吊装到安装船上，并移开船内能够影响吊装的零部件，安装时，从第一节起，逐节起吊塔筒，用高强螺栓紧固固定，确保上下塔筒两法兰面内侧间隙必须≤0.5mm，法兰外侧筒壁下法兰面间隙必须≤0.3mm；

3)在完成塔筒的吊装及附件安装后，开始准备吊装主机系统，主机系统吊装过程如下；

3.1)在完成上面步骤2)后，开始拆除发电机转子锁定，发电机磁体安装轮上安装了六角头螺栓进行轴向顶紧，在风机吊装前应将其拆除；

3.2)对液压蓄能器充氮增压：为了防止液压蓄能器在起运前被泄压或者由于运输振动泄露导致压力不足，在组装叶片前应检查液压蓄能器的压力，并对蓄能器进行充氮增压、补压工作；

3.3)主机吊至安装船：起吊前先安装主机吊具，包括专用吊梁、吊带和卸扣；试吊一下主机，确保吊具、吊带安全，并根据实际重心调整吊带—可用调节用的编平吊带布，同时要确保机舱弯头上的螺杆不弯曲，主机水平；将主机吊起，移到安装船放置位置上方，缓慢的落下；

3.4)待主机安全平稳放置在安装船上后，开始组装叶片：使用叶片运输工装作为吊具，用两台吊机水平起吊叶片，保证叶片处于平稳状态，对好零点，用螺栓和扳手紧固螺栓，使叶片与变桨轴承连接；

3.5)清理主机表面，拆卸主机运输工装并安装好主机吊具，包括吊梁、吊带和卸扣；试吊一下主机，确保吊具吊带安全，通过使用整机吊具上集成的液压缸调整偏航法兰面的水平度，以便后续与塔筒法兰对接；起吊主机至设定高度，清理底部法兰的杂质锈迹，将与塔筒连接的双头螺柱分别旋入偏航轴承内圈，螺栓旋转到底后回旋半圈，主机上升到塔顶后，开始将它与塔筒对接，至此，便完成超紧凑两叶片风力发电机组的海上吊装。

在步骤3.4)中，要先吊PS面即迎风面朝上的那一个叶片，因叶片安装后，有部份螺栓需变桨后才能用液压拉伸器打力矩，而PS面朝下的叶片变桨后会与安装船甲板面干涉。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、紧凑型主机，使零件占地面积小，便于施工操作；

2、主机与叶片连接后，整体吊装，大大节省了净吊装周期，也节省了吊装成本；

3、海上吊装没有陆上吊装的崎岖地形，方便施工作业，提高了安全性。

附图说明

图1为零部件在运输船上的放置示意图。

图2为发电机磁体安装轮拆除六角头螺栓M48的示意图。

图3为主机吊至安装船的示意图。

图4为组装叶片示意图。

图5为主机吊装示意图。

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。

本实施例所述的超紧凑两叶片风力发电机组的海上吊装方法，包括以下步骤：

1)用运输船将塔筒、主机和叶片全部运到风机机位附近，等待吊装，见图1所示；

2)确认天气条件是否满足吊装要求：塔筒和集装箱的安装<12.5m/s，主机安装<8m/s。若满足吊装要求，则开始吊装：首先开始安装塔筒，安装前要清理塔筒螺栓孔和法兰面，用水平测量仪检测基础顶部法兰水平度≤3mm。在塔筒两端法兰装好吊具，将塔筒吊装到安装船上，移开船内可能影响吊装的零部件。从第一节起，逐节起吊塔筒，用高强螺栓紧固固定，确保上下塔筒两法兰面内侧间隙必须≤0.5mm，法兰外侧筒壁下法兰面间隙必须≤0.3mm。

3)在完成塔筒的吊装及附件安装后，开始准备吊装主机系统，主机系统吊装过程如下；

3.1)在完成上面步骤2)后，开始拆除发电机转子锁定。发电机磁体安装轮上安装了3个六角头螺栓M48进行轴向顶紧，在风机吊装前应将其拆除，否则会带来很严重的破坏，如图2所示。

3.2)液压蓄能器充氮增压。为了运输安全液压系统蓄能器在起运前被泄压或者由于运输振动泄露导致压力不足，在组装叶片前应检查液压系统蓄能器的压力，并对蓄能器进行充氮增压、补压工作；

3.3)主机吊至安装船。起吊前先安装主机吊具，包括专用吊梁、吊带和卸扣。试吊一下主机，确保吊具、吊带安全，并根据实际重心调整吊带—可用调节用的编平吊带布，同时要确保机舱弯头上的螺杆不弯曲，主机水平。将主机吊起，移到安装船放置位置上方，缓慢的落下，如图3所示。

3.4)待主机安全平稳放置在安装船上后，开始组装叶片。使用叶片运输工装作为吊具，用两台吊机水平起吊叶片，保证叶片处于平稳状态。对好零点，用螺栓和扳手紧固螺栓，使叶片与变桨轴承连接，如图4所示。

3.5)清理主机表面，拆卸主机运输工装并安装好主机吊具，包括吊梁、吊带和卸扣。试吊一下主机，确保吊具吊带安全，通过使用整机吊具上集成的液压缸调整偏航法兰面(与塔筒连接的法兰面)的水平度，以便后续与塔筒法兰对接。起吊主机至1.5米高左右，清理底部法兰的杂质锈迹，将与塔筒连接的M45×573双头螺柱120个分别旋入偏航轴承内圈(两头都涂抹二硫化钼MoS2OKS4100)，螺栓旋转到底后回旋半圈。主机上升到塔顶后，开始将它与塔筒对接，主机吊装过程见图5。

在步骤3.4)中，要先吊PS面(迎风面)朝上的那一个叶片——因叶片安装后，有部份螺栓需变桨后才能用液压拉伸器打力矩，而PS面朝下的叶片变桨后会与安装船甲板面干涉。

如下表1所示，给出了江苏如东SCD6.0MW风机吊装相关信息记录：

表1如东SCD6.0MW风机吊装信息

根据上表内容可以看出，塔筒吊装周期、工具、吊具与普通陆上吊装没有明显区别，但主机组装和吊装与普通陆上吊装或非超紧凑风机的海上吊装相比，净吊装周期(去除等待工具、设备或海水退潮的时间)1天，明显小于陆上的1.5～2天；工具、设备不需要运输车辆往返机位多次进行运输，运输船上放置了吊装所需的全部零部件；参考附图1，吊装半径由于海上空间大，不受障碍物限制，也缩小到200m以内。

综上所述，本发明方法有效解决风力发电机组吊装周期长、运输不便、危险性高的问题，同时可大大降低风电场吊装成本，降低吊装事故率。因此，本发明是一种合理、可靠、方便的风力发电机组海上吊装方法，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。