一种风机塔筒及其充气绕流装置、吊装方法和风电机组与流程

本发明涉及风电机组领域，特别是涉及一种风机塔筒及其充气绕流装置、吊装方法和风电机组。

背景技术：

随着风力发电机组装机数量不断扩大，单机容量不断增大，所使用的塔筒也越来越高，对风力发电机组的适应性和可靠性提出了更高的要求。风力发电机组一般安装在多风地区，因此在风力发电机组塔筒的吊装过程中，当流速达到一定数值时，塔筒背面出现反对称交叉排列的卡门涡街。当塔筒在流体中的自振频率与横向作用压力频率接近时，且塔筒阻尼又非常低，就会发生剧烈的共振现象，产生涡激振动，导致结构损伤，最终危及整个工程的安全。

一旦塔筒发生涡激振动，会对塔筒本身结构及其紧固件产生疲劳损伤，寿命减少。目前最经济的解决措施是改变塔筒结构的气动外形，使塔筒表面气体不发生分离或产生漩涡。目前大多数风力发电机组中采用在塔筒表面沿轴向设置绕流条解决涡激振动的问题，但传统绕流条安装步骤复杂，成本高，且绕流块的运输体积非常大，不利于长距离运输。

因此，亟需一种新的绕流装置及吊装方法解决当前问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种既能解决塔筒的涡激振动的问题、又安装方便、运输方便的风机塔筒及其充气绕流装置、吊装方法和风电机组。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种风机塔筒的充气绕流装置，用于安装到风电机组的塔筒上，包括紧固带、吊点和可缠绕充气柱；所述紧固带包括分别带有吊点的上紧固带和下紧固带，所述上紧固带用于安装在塔筒上部靠近上法兰处，所述下紧固带用于安装在塔筒下部靠近下法兰处，所述可缠绕充气柱的长度为可在塔筒上缠绕至少一圈，所述可缠绕充气柱的两端分别通过短绳连接在上紧固带和下紧固带的吊点上。

进一步地，所述吊点上安装有锁紧结构用于在紧固带上固定或移动。

进一步地，所述紧固带为锁紧式紧固带或卡头式紧固带。

进一步地，所述可缠绕充气柱和吊点之间的短绳长度为60mm～150mm。

进一步地，所述短绳为尼龙绳。

进一步地，所述可缠绕充气柱的数量为多个，对应的，上紧固带和下紧固带上分别安装有与可缠绕充气柱数量对应的多个吊点。

进一步地，所述可缠绕充气柱上设有三通充气管道，所述充气管道用于通过与鼓风机连接向可缠绕充气柱内充气或通过充气管道放气。

另一方面，提供一种塔筒，所述塔筒上安装有所述的风机塔筒的充气绕流装置。

进一步地，所述塔筒上在距离上法兰以下200mm～300mm的位置安装有带有吊点的上紧固带，所述塔筒上在距离下法兰以上200mm～300mm的位置安装有带有吊点的下紧固带，上紧固带和下紧固带之间通过短绳连接有缠绕在塔筒上的所述可缠绕充气柱，所述可缠绕充气柱的端面到上紧固带或下紧固带之间的短绳长度为60mm～150mm。

再一方面，提供一种风电机组，包括若干所述的塔筒。

又一方面，提供一种风机塔筒的吊装方法，在塔筒上安装所述的风机塔筒的充气绕流装置，包括如下步骤：

1)将上紧固带安装在距塔筒上法兰以下200mm～300mm处，将下紧固带安装在距塔筒下法兰以上200mm～300mm处，在上紧固带、下紧固带上分别安装吊点，根据安装现场情况调整吊点位置，确定位置后拉紧紧固带，固定吊点位置；

2)计算好可缠绕充气柱所需要的长度，分别在两端系紧短绳，保证两端系紧短绳后不会漏气；

3)将短绳与步骤1)中的上、下紧固带上的吊点紧固，使得可缠绕充气柱的端部距吊点的距离为60～150mm；

4)确定安装无误后，使用鼓风机通过三通充气管道将空气吹进可缠绕充气柱内，完成充气后封住三通充气管道；

5)将安装了所述充气绕流装置的塔筒吊装到指定位置。

进一步地，所述步骤1)中还使用魔术贴对上、下紧固带进行二次加固。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

本发明的充气绕流装置包括紧固带、吊点和可缠绕充气柱，通过将可缠绕充气柱缠绕在塔筒上，解决涡激振动问题，避免塔筒结构损伤；本发明无需制作数百个绕流块，其可缠绕充气柱可一次充气成型，加工、安装成本低，易于实现。本发明的结构简单，安装、拆卸方便，可通过对可缠绕充气柱进行现场充气，也可通过对可缠绕充气柱放气缩小体积，使其方便运输，可降低运输成本。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的充气绕流装置安装到一段塔筒上的结构示意图；

图2是本发明的充气绕流装置用于高塔筒安装的流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提供一种风机塔筒的充气绕流装置的实施例，充气绕流装置用于安装到风电机组的塔筒上，如图1所示，包括紧固带、吊点6和可缠绕充气柱8；紧固带包括分别带有吊点6的上紧固带4和下紧固带5，上紧固带4用于安装在塔筒1上部靠近上法兰2处，下紧固带5用于安装在塔筒1下部靠近下法兰3处，可缠绕充气柱8的长度为可在塔筒1上缠绕至少一圈，可缠绕充气柱8的两端分别通过短绳7连接在上紧固带4和下紧固带5的吊点6上。

本发明在使用时，在距离塔筒上法兰以下的一小段位置安装有带有吊点的上紧固带，在距离塔筒下法兰以上的一小段位置安装有带有吊点的下紧固带，调整上紧固带吊点位置，将可缠绕充气柱的一端通过短绳与上紧固带的吊点连接，将可缠绕充气柱缠绕在塔筒上，调整下紧固带吊点的位置后固定，并通过短绳连接可缠绕充气柱的另一端与下紧固带的吊点连接，完成塔筒的充气绕流装置的安装，然后将安装好的塔筒吊装到指定位置。

可缠绕充气柱可以现场充气，也可以充好气后再安装。可缠绕充气柱的的截面形状可以根据当地条件及需求进行制作，对其截面形状没有明确要求，只要气截面大小能够满足解决涡激振动问题即可。

现有技术中，风力发电机组塔筒的吊装过程中，当流速达到一定数值时，塔筒背面出现反对称交叉排列的卡门涡街，容易产生涡激振动，导致结构损伤。而且传统的绕流块制作成本高、工艺复杂、运输体积大不方便，且绕流块吊装需串起各绕流块，工作量大，现场体积重量大，吊装不容易。

而本发明的充气绕流装置包括紧固带、吊点和可缠绕充气柱，通过将可缠绕充气柱缠绕在塔筒上，解决涡激振动问题，避免塔筒结构损伤；本发明无需制作数百个绕流块，其可缠绕充气柱可一次充气成型，加工、安装成本低，易于实现。本发明的结构简单，安装、拆卸方便，可通过对可缠绕充气柱进行现场充气，也可通过对可缠绕充气柱放气缩小体积，使其方便运输，可降低运输成本。

考虑到塔筒本身的结构及现场环境等问题，吊点的位置调整，可以是吊点固定在紧固带上，通过调整紧固带调整吊点位置，吊点6上也可以安装有锁紧结构用于在紧固带上固定或移动。

为了方便安装和固定，紧固带为锁紧式紧固带或卡头式紧固带。锁紧式紧固带可以为类似于皮带的锁紧结构固定。

为了有效解决涡激振动问题，用于连接的短绳不宜过长，可缠绕充气柱8和吊点6之间的短绳7长度可以为60mm～150mm。短绳7可以为尼龙绳。

作为一种替代方案，可缠绕充气柱8的数量可以为三个或更多个，对应的，上紧固带4和下紧固带5上分别安装有与可缠绕充气柱8数量对应的多个吊点，形成多条绕流装置。

为了方便充气和放气，可缠绕充气柱8上可以设有三通充气管道9，充气管道9用于通过与鼓风机10连接向可缠绕充气柱8内充气或通过充气管道9放气。

如果需要拆卸充气绕流装置可以先通过三通充气管道进行放气，待放气结束后再依次拆除上、下紧固带，整个拆卸过程无过重装备，简单易行。

另一方面，提供一种塔筒，塔筒上安装有所述的风机塔筒的充气绕流装置。

进一步地，在塔筒上距离上法兰以下200mm～300mm的位置安装有带有吊点的上紧固带，在塔筒上距离下法兰以上200mm～300mm的位置安装有带有吊点的下紧固带，上紧固带和下紧固带之间通过短绳连接有缠绕在塔筒上的可缠绕充气柱，可缠绕充气柱的端面到上紧固带或下紧固带之间的短绳长度为60mm～150mm。

再一方面，提供一种风电机组，包括若干所述的塔筒。

又一方面，提供一种风机塔筒的吊装方法，如图2所示，在塔筒上安装所述的风机塔筒的充气绕流装置，包括如下步骤：

1)将上紧固带安装在距塔筒上法兰以下200mm～300mm处，将下紧固带安装在距塔筒下法兰以上200mm～300mm处，在上紧固带、下紧固带上分别安装吊点，根据安装现场情况调整吊点位置，确定位置后拉紧紧固带，固定吊点位置；

2)计算好可缠绕充气柱所需要的长度，分别在两端系紧短绳，保证两端系紧短绳后不会漏气；

3)将短绳与步骤1)中的上、下紧固带上的吊点紧固，使得可缠绕充气柱的端部距吊点的距离为60～150mm；

4)确定安装无误后，使用鼓风机通过三通充气管道将空气吹进可缠绕充气柱内，完成充气后封住三通充气管道；

5)将安装了充气绕流装置的塔筒吊装到指定位置。

可以在每个塔筒上安装本发明的充气绕流装置，从而完成整个塔架的吊装。

进一步地，步骤1)中还使用魔术贴对上、下紧固带进行二次加固。

本发明的充气绕流简单、便携，可适用于多种塔筒类型。且本发明无需事先测量涡激振动，无需和其他部件一起吊装，无需更重型的吊机。同时还具有如下效果：

成本低：无需制作数百个绕流块，本发明充气绕流装置可一次成型。

安装步骤简单：在安装好绕流条固定装置后，无需再一个一个串起绕流块，本发明仅一次充气即可。拆卸方便，只需放气即可完成拆装。

运输成本低：传统绕流块数量众多，重量体积都较大。本发明可于现场充气，运输途中处于不充气状态，降低运输成本。

其他：可根据当地条件及需求任意制作各种截面形状的充气绕流装置。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。