基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法

本发明涉及海上风机安装，具体是关于一种基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法。

背景技术：

1、随着可再生能源市场的快速发展，大型海上风电项目变得越来越常见，需要更高效、经济的运输和安装方案。大型风机组件如塔架、风轮、发电机等尺寸庞大，重量巨大，传统运输和安装方法流程繁琐且费用昂贵。深远海大型风电场离岸较远，需要特殊的运输和安装技术。

2、现阶段海上风机主要安装方法为吊装法和浮托法，吊装法是利用大型的浮吊来吊起海上风电整机，安装过程复杂，而且随着海上风机的巨型化，吊装法因起吊高度不足、安装时间较长等原因不能适用于巨型化海上风机的安装。浮托法是一种对风机进行整体安装的方法，其组装和调试都可在码头上进行，主要借鉴海洋平台大型组块安装，具有成本低、耗时短、制约因素少、可承载吨位大等优点，但海洋平台浮托安装船体不适用于海上风机浮托安装，需要对安装船船体设计改造。

3、海上风电机组主要为分体安装与整体安装。相比分体安装技术，整体式安装技术海上拼装时间短，受海上施工窗口期短的影响较小，具有施工安全、效率高等特点。但目前风机结构向着大型化方向发展，对稳性的要求更高，对吊装设备的要求更高，传统吊装装备资源难以达到。

4、另外，在恶劣的海况下，传统的立式安装可能会导致船只的不稳定性增加；由于风机组件的垂直高度较大，船只容易受到风浪和海流的影响，从而增加了事故风险。立式安装要求操作人员在安装过程中精确控制风机组件的位置，需要更高的技术要求和复杂的设备。因此，为了更好的满足现有深远海大型风电高效、经济安装，亟需提出一种基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法，能够提高风机组件的运输和安装效率、降低成本，以提高可再生能源的产能。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、本发明所述的基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法，包括如下步骤：

4、选择合适规格的安装船并进行结构改造；

5、采用第一组安装船将浮体运载到达安装点,浮体滑移下船，浮体上设置有单桩基础；

6、在岸上进行大型组块组装，岸上组装好的大型组块滑移上第二组安装船，运送到达风机安装点，进行风机安装，并进行风机运载；

7、第二组安装船航行到浮体的单桩基础附近，布置定位装置以及缓冲装置，调整安装船的前进方向，确保安装船可以准确地驶入单桩基础附近，第二组安装船进船，增加压载水降船；

8、风机抵达安装点完成系泊固定后，将风机底部的塔筒精定位到单桩基础正上方，开始降船安装；安装完成后，风机退船，继续前往下一风机安装点作业。

9、所述的基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法，优选地，浮体滑移下船，具体包括如下步骤：

10、第一组安装船一端加压载水使船体倾斜，第一组安装船内设置有第一dsf,且第一dsf上设置有滑轨，通过第一dsf上端的滑轨进行滑移下水；

11、同时打开浮体的中端摇臂辅助浮体一端下入海水，浮体一端下水完成后，打开两端摇臂使浮体另外两端下水，通过调载不断增大双船尾倾至设计滑移下水角度，使浮体依靠自身重力作用滑移入水，入水后漂浮在水面上。

12、所述的基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法，优选地，在岸上进行大型组块组装，岸上组装好的大型组块滑移上第二组安装船，具体包括如下步骤：

13、所述第二组安装船由两个船体组成，两个船体各布置一个纵向滑轨和一个横向滑轨，两船之间留有预设距离的间距，两个船体的纵向滑轨及两个船体的横向滑轨相对于两船体的中轴线对称布置；

14、通过液压千斤顶，插销配合的方式将组船桁架滑移上船，将两个第二组安装船连接为一个整体；

15、将第二dsf、运载架、悬臂梁、风机承载点、液压扶正机构、铰接装置和两个起竖架组装形成一个大型组块，将大型组块通过纵向滑轨滑移到第二组安装船上。

16、所述的基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法，优选地，所述风机安装包括以下步骤：

17、吊装风机，所述风机包括风机塔筒、风机轮毂、风机机舱以及风机叶片，三个风机叶片分别连接在风机轮毂上，风机轮毂连接在风机机舱上，风机机舱连接在风机塔筒上，风机塔筒的底部用于连接单桩基础；

18、所述起竖架上设置有用于锁定风机塔筒的塔筒锁扣和用于容纳风机机舱的风机机舱卡槽，将起竖架上的塔筒锁扣打开，待风机机舱置于起竖架的风机机舱卡槽内，塔筒锁扣锁紧，将风机固定并完成风机调试。

19、所述的基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法，优选地，第二组安装船进船包括如下步骤：

20、第二组安装船航行到单桩基础附近，布置锚链与系泊缆的定位装置以及桩基护舷的缓冲装置；

21、利用惯导系统调整第二组安装船的前进方向，确保第二组安装船可以准确地驶入单桩基础；

22、先进行粗定位，在定位装置与缓冲装置协调配合下，第二组安装船进入单桩基础位置，此过程中需不断调整锚链与系泊缆的长度，保证二者之间有足够的张紧力，进船过程要保证第二组安装船尽量地侧向运动，以减少第二组安装船对单桩基础的碰撞力；要保证垂向有足够的间隙，以防止风机的底部与单桩基础发生碰撞；

23、当第二组安装船完全驶入单桩基础后，通过锚链和系泊缆限制第二组安装船的水平运动；

24、在风机的塔筒位置安装摄像头，实时监控风机的底部与单桩基础之间的相对位置情况。

25、所述的基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法，优选地，所述液压装置包括二级液压杆、二级液压杆锁紧块、起竖摇臂、一级液压杆锁紧块和一级液压杆，所述二级液压杆设置于起竖架上，所述二级液压杆锁紧块设置于所述二级液压杆的端部；所述一级液压杆设置于所述运载架和所述起竖架之间，所述一级液压杆锁紧块设置于所述一级液压杆的端部；所述起竖摇臂设置于起竖架上；

26、所述风机承载点包括：第一螺栓孔、梯形插块、第二螺栓孔、梯形插槽、锥形护套上部、单筒桩、第一锥形护套下部、芯连接器母接头端，其中第一锥形护套下部由两半组成；

27、所述单桩基础的上端设置有芯连接器公接头端，单桩基础外套设有第二锥形护套下部，第二锥形护套下部上设置有第三螺栓孔。

28、所述的基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法，优选地，降船安装包括如下步骤：

29、浮体滑移下船，加入压载水下沉，进行系泊定位，运载的风机到达安装点上方，浮体排水上升；

30、固定风机的起竖架，起竖架利用运载架上设置的运载架滑轨从运载架一侧滑移至运载架中间，与铰接装置连接固定；

31、运载架底部的液压扶正机构举升，将起竖架举升至斜向45°后，一级液压杆顶部的一级液压杆锁紧块锁紧，将一级液压杆和起竖摇臂固定，二级液压杆开始顶升起竖架直至竖直状态，二级液压杆锁紧块锁紧，使得风机处于直立状态并将风机底部与锥形护套上部连接；第一锥形护套下部与锥形护套上部通过第一螺栓孔和第二螺栓孔对中，拧紧螺栓，使得风机重量由风机承载点承担；在对中时，梯形插块与梯形插槽配合连接；

32、双船增加压载水降船，单桩基础上的芯连接器公接头端通过锥形护套上部内的单筒桩上的芯连接器母接头端连接；

33、转移风机载荷，由安装点承担，起竖架上的塔筒锁扣打开，拆掉风机承载点处的螺栓，悬臂梁向两侧展开；提吊安装点处的单桩基础上套着的第二锥形护套下部，使其内梯形插槽与锥形护套上部内单筒桩外的梯形插块对接；第二锥形护套下部与锥形护套上部通过第三螺栓孔和第一螺栓孔对中，安装螺栓，并将第二锥形护套下部与单桩基础焊接，完成风机安装。

34、所述的基于双船浮托法的海上风电一体化卧式运输及安装方法，优选地，风机退船包括如下步骤：

35、液压扶正机构释放推力，起竖架缓慢下落直至水平状态，起竖架通过运载架滑轨由运载架中部滑移至初始位置，固定组船桁架，先利用液压千斤顶，插销配合的方式移至双船的一侧，双船退出后再移至双船中间，连接双船。

36、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

37、首先，本发明使用卧式运输方式，其中，风机组件被横放在专用运输船上，而不是竖直放置，这可以减小风机组件的垂直高度，降低了运输船的稳定性要求，使得运输过程更加安全和稳定；

38、其次，双船浮托式卧式运输安装方案旨在降低运输和安装的成本，并提高可再生能源的可持续性；

39、再次，卧式运输方式相对来说更容易操控，因为风机组件的位置较低，可以减小安装的难度。考虑到大型海上风电项目的要求，卧式运输和安装方案通常更具有优势；

40、总之，因为它们可以提供更高的稳定性、操控易用性、更低的动态定位需求以及更高的效率，减少运输时间和降低维护成本，可以降低总体费用。