一种调整风力发电机叶片重心位置的方法和装置与流程

本发明涉及一种调整风力发电机叶片重心位置的方法和装置。

背景技术：

随着风力发电机组的大型化发展，风力机叶片越来越长，叶轮也越来越重，叶轮的吊装方式逐渐由叶轮和叶片整体吊装过渡为单叶片吊装，特别是海上大型风电机组，单叶片吊具基本成为机组吊装工程应用的标配。在现阶段的单叶片吊装过程中，吊具夹爪的夹持点与叶片重心点的相对位置至关重要，而夹爪的夹持面需要与叶片的气动外形随形，因此，针对于某一款确定气动外形和结构重心位置的叶片而设计的吊具只能适用于该款叶片。若保持叶片外形不变，针对于不同风资源工况，对叶片的内部结构进行调整，改变叶片的重心位置，则该吊具将不适用于改变重心位置的叶片，必须对吊具夹爪和叶片的匹配进行重新设计。而单叶片吊具夹爪的替换成本高达几百万元，大大增加了机组的开发成本和吊装成本，使单叶片吊具通用性差，降低了单叶片吊具的使用效率。

技术实现要素：

本发明提供一种调整风力发电机叶片重心位置的方法和装置，大大提高了单叶片吊具的通用性，提高了单叶片吊具的使用效率，加快了机组开发进度，降低了叶片吊装摊销成本。

为了达到上述目的，本发明提供一种调整风力发电机叶片重心位置的方法，包含以下步骤：在待吊装的风力发电机叶片上确定配重点，并在配重点上设置液体配重装置，通过调整液体配重装置中的配重液体的质量来将待吊装的风力发电机叶片的重心位置调整至单叶片吊具需求的叶片重心位置。

所述的配重点包含叶根位置配重点和叶尖位置配重点，所述的叶根位置配重点是指从叶片根部到单叶片吊具需求的叶片重心位置范围内的配重点，所述的叶尖位置配重点是指从单叶片吊具需求的叶片重心位置到叶片尖部范围内的配重点。

如果待吊装的风力发电机叶片的重心位置相比单叶片吊具需求的重心位置靠近叶根，则将配重点设置为叶尖位置配重点，将液体配重装置设置到叶尖位置配重点处。

如果待吊装的风力发电机叶片的重心位置相比单叶片吊具需求的重心位置靠近叶尖，则将配重点设置为叶根位置配重点，将液体配重装置设置到叶根位置配重点处。

将调整过重心位置的风力发电机叶片安装到风力发电机叶轮上之后，将液体配重装置中的配重液体排出，使风力发电机叶片恢复原来的重量和重心位置。

本发明还提供一种液体配重装置，所述的液体配重装置是设置在风力发电机叶片内部的内置式配重装置或是设置在风力发电机叶片外部的外置式配重装置。

所述的内置式配重装置包含：设置在风力发电机叶片壳体内部的空心腔体，该空心腔体具有开孔，在开孔上设置有密封件。

所述的空心腔体采用玻璃钢材料。

所述的外置式配重装置包含：设置在风力发电机叶片壳体外部的具有内腔的弹性容器，该弹性容器具有开孔，在开孔上设置有密封件。

所述的弹性容器采用橡胶类材料。

本发明在叶片设计改动较小和工程应用操作难度较低的情况下，大大提高了单叶片吊具的通用性，同时也兼顾了现场施工的便捷性，为提高单叶片吊具的使用效率，加快机组开发进度，降低叶片吊装摊销成本提供了工程应用的解决方案。

附图说明

图1是本发明提供的一种调整风力发电机叶片重心位置的方法的流程图。

图2是本发明的第一实施例中液体配重装置的结构示意图。

图3是图2中a部的局部放大示意图。

图4是本发明的第二实施例中液体配重装置的结构示意图。

图5是图4中橡胶圈的结构示意图。

具体实施方式

以下根据图1～图5，具体说明本发明的较佳实施例。

如图1所示，本发明提供一种调整风力发电机叶片重心位置的方法，包含以下步骤：以现有单叶片吊具需求的叶片重心位置为标准，在待吊装的风力发电机叶片上确定配重点，并在配重点上设置液体配重装置，通过调整液体配重装置中的配重液体的质量来将待吊装的风力发电机叶片的重心位置调整至单叶片吊具需求的叶片重心位置，接着用单叶片吊具吊装调整过重心位置的待吊装的风力发电机叶片，将调整过重心位置的风力发电机叶片安装到风力发电机叶轮上之后，将液体配重装置中的配重液体排出，使风力发电机叶片恢复原来的重量和重心位置。

所述的配重点包含叶根位置配重点和叶尖位置配重点，所述的叶根位置配重点是指从叶片根部到单叶片吊具需求的叶片重心位置范围内的配重点，所述的叶尖位置配重点是指从单叶片吊具需求的叶片重心位置到叶片尖部范围内的配重点。

如果待吊装的风力发电机叶片的重心位置相比单叶片吊具需求的重心位置靠近叶根，则将配重点设置为叶尖位置配重点，将液体配重装置设置到叶尖位置配重点处，往液体配重装置中增加配重液体，将待吊装的风力发电机叶片的重心位置调整至单叶片吊具需求的叶片重心位置。接着用单叶片吊具吊装调整过重心位置的待吊装的风力发电机叶片，将调整过重心位置的风力发电机叶片安装到风力发电机叶轮上之后，将液体配重装置中的配重液体排出，使风力发电机叶片恢复原来的重量和重心位置。

如果待吊装的风力发电机叶片的重心位置相比单叶片吊具需求的重心位置靠近叶尖，则将配重点设置为叶根位置配重点，将液体配重装置设置到叶根位置配重点处，往液体配重装置中增加配重液体，将待吊装的风力发电机叶片的重心位置调整至单叶片吊具需求的叶片重心位置。接着用单叶片吊具吊装调整过重心位置的待吊装的风力发电机叶片，将调整过重心位置的风力发电机叶片安装到风力发电机叶轮上之后，将液体配重装置中的配重液体排出，使风力发电机叶片恢复原来的重量和重心位置。

所述的液体配重装置可以采用内置式配重装置，该内置式配重装置包含：设置在风力发电机叶片壳体内部的空心腔体，该空心腔体具有开孔，该开孔作为注水孔和排水孔，在开孔上设置有密封件，用于密封开孔，使空心开孔成为一个完整的密封体。所述的空心腔体可以选择玻璃钢材料。

所述的液体配重装置还可以采用外置式配重装置，该外置式配重装置包含：设置在风力发电机叶片壳体外部的具有内腔的弹性容器，该弹性容器具有开孔，该开孔作为注水注气孔和排水排气孔，在开孔上设置有密封件，用于密封开孔，使弹性容器成为一个完整的密封体。所述的弹性容器可以选择橡胶类材料。

第一实施例

以待吊装的风力发电机叶片的重心位置相比单叶片吊具需求的重心位置靠近叶根为例，调整待吊装的风力发电机叶片的重心位置，如图2和图3所示，调整方法包含以下步骤：

步骤1、设计并选定叶片101的叶尖位置配重点；

步骤2、在叶片101的壳体固化之前，在叶片壳体上预制排水孔106；

步骤3、制备与叶片壳体内表面随形的空心腔体102，在叶片合模前，将空心腔体102固定在叶片101壳体内表面，并将空心腔体102与结合处密封；

步骤4、将空心腔体102与管道103联通，联通处密封，将管道103固定在叶片101壳体内部，并将管道103与排水孔106连接；

步骤5、叶片101制作完成后，对叶片101进行称重，计算达到单叶片吊具需求的重心位置所需的叶尖配重重量；

步骤6、通过管道106向空心腔体102注入所需配重的水的重量；

步骤7、使用塞子105塞紧排水孔106处的管道口，防止水流出，塞子105尾端安装一根较长的绳子104；

步骤8、使用单叶片吊具将叶片101吊装入机组叶轮，并按照安装规范安装完毕；

步骤9、叶片101安装完成后，旋转叶轮到叶片101叶尖向下位置，使用绳子104拉塞子105，塞子105脱落，水从排水孔排出空心腔体102，使叶片101重量和重心位置恢复到原本的设计状态。

第二实施例

以待吊装的风力发电机叶片的重心位置相比单叶片吊具需求的重心位置靠近叶根为例，调整待吊装的风力发电机叶片的重心位置，如图4和图5所示，调整方法包含以下步骤：

步骤1、设计并选定叶片201的叶尖位置配重点，对叶片201称重，并计算需要配重的重量；

步骤2、制备一个与叶尖配位置重点外形相似的带内腔的环状橡胶圈202；

步骤3、将橡胶圈202套在叶尖位置配重点处，通过橡胶圈202上的开孔对橡胶圈202的内腔注入水，使水的重量和橡胶圈的重量达到所需配重重量，对橡胶圈202中充气，使橡胶圈202膨胀并挤压叶片201表面，使摩擦力能够支撑橡胶圈202不和叶片201发生相对位移，橡胶圈202的开孔上设置有塞子203，塞子203尾部固定一根较长的且结实的绳子204，塞子203对橡胶圈202进行密封，橡胶圈202上栓有一根很长的绳子205；

步骤4、使用单叶片吊具将叶片201吊装入机组叶轮，并按照安装规范安装完毕；

步骤5、拉动塞子203上的绳子204，解除塞子203对橡胶圈202的密封，塞子203脱落，橡胶圈202中的气体和液体被排出，橡胶圈202处于松弛状态，使用绳子205回收橡胶圈202，使叶片201重量和重心位置恢复到原本的设计状态。

第三实施例

以待吊装的风力发电机叶片的重心位置相比单叶片吊具需求的重心位置靠近叶尖为例，调整待吊装的风力发电机叶片的重心位置，调整方法包含以下步骤：

步骤1、叶根位置配重点选定在叶片叶根挡板处，称重叶片，并计算需要配重的重量；

步骤2、在叶根挡板与叶片壳体结合靠叶根侧，布置一个卡扣或固定点。

步骤3、将橡胶柔性容器固定在卡扣或固定点处，对橡胶容器内腔注入水，使水的重量和橡胶容器的重量达到所需配重重量，

步骤4、使用单叶片吊具将叶片吊装入机组叶轮，并按照安装规范安装完毕

步骤5、将橡胶圈中和液体排出，回收橡胶圈，使叶片重量和重心位置恢复设计状态。

本发明在叶片设计改动较小和工程应用操作难度较低的情况下，大大提高了单叶片吊具的通用性，同时也兼顾了现场施工的便捷性，为提高单叶片吊具的使用效率，加快机组开发进度，降低叶片吊装摊销成本提供了工程应用的解决方案。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。