CN108975243A - 一种风力发电机翻转吊装方法和翻转装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种借助地面翻转装置完成主机和叶片的组装，然后空中翻转吊装整机的方法。为实现主机的翻转，本发明在整机两侧设计有旋转法兰F，起主吊点和连接翻转轴的作用。该旋转法兰位于整机水平重心稍偏向机舱尾部位置，其偏离的距离应根据整机重量而定，目的是使整机吊起时机头自然朝下。本发明是利用翻转装置，在地面翻转主机成竖直状态，然后安装3支叶片，完成整机在地面的组装。

Description

一种风力发电机翻转吊装方法和翻转装置

技术领域

本发明涉及风力发电机组吊装领域，尤其涉及一种风力发电机翻转吊装方法和翻转装置。

背景技术

目前，风力发电机组的吊装有多种形式，但除了小型风机和部分海上风机以外，其余基本上都是分部件吊装，然后在高空中组装。由于风机部件均为大型制件，加上气候因素的影响，使得高空完成部件的对中、紧固等安装工作极其困难，同时也带来了极大的安全隐患和安装质量的不稳定性。特别是叶片，其形状不规则，且长度较长，空中吊装的难度更大。

如果能在地面组装主机(包括叶片)，然后将其吊装至塔筒顶端，一次性完整安装。这样既可减少很多高空对装作业，降低安装风险，也可以提高安装质量和效率。

发明内容

以下为便于表述，文中所述主机是指机舱、发电机和轮毂的组合体。所述整机是指主机和叶片的组合体。

本发明是针对现有技术中的上述现状，设计发明了一种借助地面翻转装置完成主机和叶片的组装，然后空中翻转吊装整机的方法。本发明的具体的技术方案如下：

一种风力发电机翻转吊装方法，该方法借助地面翻转装置完成主机和叶片的组装，然后空中翻转吊装整机，其中在风力发电机整机两侧设有旋转法兰，该旋转法兰位于整机水平重心稍偏向机舱尾部位置，所述翻转装置包括支架和旋转轴，旋转轴位于支架两侧的托架上；该方法包括如下步骤：

a.拆掉主机运输架，将主机吊起，安放在翻转装置上，将旋转轴与主机上的旋转法兰用螺栓连上；

b.用吊带连接在机舱内的翻转吊点上，使得吊起后，主机围绕旋转法兰轴旋转；

c.吊车起钩拉紧吊带，提升吊钩使主机围绕旋转法兰轴旋转；

d.主机垂直后，将主机固定；

e.主机固定完成后安装叶片，安装前变浆及叶片均调到90°位；

f.叶片安装完成后，吊钩通过吊索连接到吊具上，将环形吊带一端连接到吊具，另一端连到整机的旋转法兰轴上，将翻转拉拽绳一端固定在主机的偏航轴承一侧，另一端固定在地面一地锚上，绳子的长度应略长于叶片长度；

g.整机起吊时，先松开与翻转装置的连接，然后吊钩缓缓提升，待整机升至大于叶片长度时，将翻转拉拽绳慢慢拉紧，随着吊钩继续缓慢升高，在绳子的拉动下，整机开始翻转，直至整机水平后，吊钩停止升高；

h.整机调至水平后，保持住姿态，用吊篮将一作业人员吊至机舱顶上，用手拉葫芦和吊带将整机姿态固定；

i.姿态固定后，撤离作业人员，继续起吊整机至塔顶，完成对正紧固连接。

所述旋转轴是轴承结构或者电动或液压驱动结构。

所述旋转轴用压盖保护。

在步骤a中，在托架的靠近主机尾部的一侧用一固定角板与主机相连，以便于吊车摘钩，在步骤c中，还包括松开固定角板的步骤。

在步骤c中，为使主机能够转至垂直状态，在翻转装置上，设有一辅助拉转葫芦，使得主机在转过45°后，通过拉转葫芦继续转动主机至 90°垂直。

在步骤d中，主机的固定是通过翻转装置上设置的固定梁与主机通过螺栓连接实现的。

在步骤f中，三只叶片分别加保护绳，防止整机吊装过程中摆动。

本发明还涉及一种上述方法中使用的翻转装置。

本发明的有益效果是：主机与发电机和轮毂可在工厂组装，减少了现场吊装的工作量。叶片在地面安装，减小了安装难度，有助于保证安装质量。

附图说明

图1的a-d示出了整机翻转组装过程；

图2示出了整机一侧上的旋转法兰；

图3示出了整机在翻转装置上的组装；

图4是根据本发明的翻转装置的结构示意图；

图5是图4的翻转装置的局部示意图；

图6示出了主机在翻转装置上的状态；

图7是示出了固定角板的示意图；

图8是示出了拉转葫芦的示意图；

图9是示出了固定梁的示意图；

图10是示出了叶片安装好的示意图；

图11是示出了整机吊装的示意图；

图12是示出了吊具的示意图；

图13是示出了整机吊装翻转过程的示意图；

图14是示出了整机吊装至水平状态的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的一个优选实施方式进行详细描述，本发明并不限于此实施方式，其保护范围应由权利要求限定。

下面详细介绍风力发电机的吊装方法和翻转装置。

本发明提出了一种借助地面翻转装置C完成主机和叶片的组装，然后空中翻转吊装整机的方法，如图1所示。为实现主机的翻转，本发明在整机两侧设计有旋转法兰F，如图2所示，起主吊点和连接翻转轴的作用。该旋转法兰F位于整机水平重心稍偏向机舱尾部位置，其偏离的距离应根据整机重量而定，目的是使整机吊起时机头自然朝下，且整机的翻转力矩控制在10,000Nm以内。

本发明是利用一翻转装置，在地面翻转主机成竖直状态，然后安装 3支叶片B，完成整机在地面的组装，如图3中所示。

如图4中所示，所述翻转装置C包括支架1和旋转轴2，旋转轴2 位于支架1两侧的托架3上，旋转轴2工作时与上述旋转法兰F相连，旋转轴2可以是简单的轴承结构，如图5中所示，也可以是电动或液压驱动结构。为方便运输，支架1可以制作成分体组装式。

本发明是整机在起吊过程中，通过提升力和地锚的拉拽力来实现整机的空中翻转，如图13中所示，然后完成整机的安装。

首先将旋转轴2与主机上的旋转法兰F用螺栓连上，如前所述，旋转法兰F应该位于整机水平重心两侧稍向机舱尾部偏离一点。拆掉主机运输架，然后将主机吊起，安放在翻转装置C上，如图6所示。旋转轴 2落在翻转装置C的托架3上，并用压盖4保护，如图5所示。

由于未安装叶片，此时，主机重心在旋转法兰F靠近机舱尾部一侧，为保持主机稳定，可在托架3的靠近主机尾部的一侧用一固定角板5与主机相连(图7)，以便于吊车摘钩。应该强调，此设计只是一种示例性方式，不同的机型在结构上会有差异，固定角板5的位置和形式会有所不同，本领域技术人员应该能够据此设计出相应的固定连接形式。

用吊带6连接在机舱内的翻转吊点上，该吊点应根据机舱结构预先设计好，不同机型，吊点位置会有不同，其设计原则是吊点具有足够的强度，使得吊起后，主机围绕旋转法兰轴旋转。

吊车起钩拉紧吊带6，此时松开固定角板5，提升吊钩使主机围绕旋转法兰轴旋转。为使主机能够转至垂直状态，在翻转装置C上，设计有一辅助拉转葫芦7(该装置是可拆卸的)，使得主机在转过45°后，通过拉转葫芦7继续转动主机至90°垂直，如图8所示。

主机垂直后，为了固定，在翻转装置C上还设计有一固定梁8(见图9和图4)，固定梁8与主机通过螺栓连接，防止主机转动。由于机型的不同，固定梁8的形式和结构会有所不同。

主机固定完成后即可安装叶片，由于3支叶片均在地面完成安装，其安装难度不大，安装前变浆及叶片均调到90°位。另外，翻转装置的设计有效避开了叶片与钢架的干涉(图10)。

完成叶片的安装后，整机的吊装如图11所示，吊钩通过吊索连接到吊具9上，该吊具9是风机吊装中常用的一种结构形式(图12)。环形吊带6一端连接到吊具9，另一端连到整机的旋转法兰轴上，吊带6的长度以不妨碍整机旋转为好。图中的翻转拉拽绳10，一端固定在主机的偏航轴承一侧，另一端固定在地面一地锚11(配重物)上，绳子的长度应略长于叶片长度。三只叶片分别加保护绳12，防止整机吊装过程中摆动。

整机起吊时，先松开与翻转装置C的连接，然后吊钩缓缓提升。此时，由于吊点位于整机重心偏上的位置，机头会稳定向下，不会出现翻转现象。待整机升至大于叶片长度时，翻转拉拽绳10慢慢被拉紧，随着吊钩继续缓慢升高，在绳子的拉动下，整机开始翻转(图13)，直至整机水平后，吊钩停止升高。

整机调至水平后，保持住姿态，用吊篮将一作业人员吊至机舱顶上，用手拉葫芦和吊带将整机姿态固定，见图14。

姿态固定后，撤离作业人员，继续起吊整机至塔顶，完成对正紧固连接。此后的实施内容与风机吊装惯用方法相同，不再敖述。

需要表明的是，上述过程是针对一中型风机的特例实施的。对于大型风力发电机而言，由于其各部件自重较重，在地面组装后的整机重量很大，吊装时，可能会对吊车的吨位提出新的要求。如果吊车的吨位和使用成本都能满足的情况下，上述的装置和实施过程完全可以应用在大型风机上。另外，翻转装置中旋转轴的结构，也可以设计成电机配减速机或液压驱动旋转的形式，这样可实现主机在翻转装置上翻转的自动化，提高工作效率。

本领域技术人员将能理解的是该说明书中披露的内容是非限定性的，对上述实施方式做出各种修改和变型而不脱离本发明的精髓和范围。

Claims (8)

1.一种风力发电机翻转吊装方法，该方法借助地面翻转装置完成主机和叶片的组装，然后空中翻转吊装整机，其中在风力发电机整机两侧设有旋转法兰，该旋转法兰位于整机水平重心稍偏向机舱尾部位置，所述翻转装置包括支架和旋转轴，旋转轴位于支架两侧的托架上；该方法包括如下步骤：

a.拆掉主机运输架，将主机吊起，安放在翻转装置上，将旋转轴与主机上的旋转法兰用螺栓连上；

b.用吊带连接在机舱内的翻转吊点上，使得吊起后，主机围绕旋转法兰轴旋转；

c.吊车起钩拉紧吊带，提升吊钩使主机围绕旋转法兰轴旋转；

d.主机垂直后，将主机固定；

e.主机固定完成后安装叶片，安装前变浆及叶片均调到90°位；

f.叶片安装完成后，吊钩通过吊索连接到吊具上，将环形吊带一端连接到吊具，另一端连到整机的旋转法兰轴上，将翻转拉拽绳一端固定在主机的偏航轴承一侧，另一端固定在地面一地锚上，绳子的长度应略长于叶片长度；

g.整机起吊时，先松开与翻转装置的连接，然后吊钩缓缓提升，待整机升至大于叶片长度时，将翻转拉拽绳慢慢拉紧，随着吊钩继续缓慢升高，在绳子的拉动下，整机开始翻转，直至整机水平后，吊钩停止升高；

h.整机调至水平后，保持住姿态，用吊篮将一作业人员吊至机舱顶上，用手拉葫芦和吊带将整机姿态固定；

i.姿态固定后，撤离作业人员，继续起吊整机至塔顶，完成对正紧固连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转轴是轴承结构或者电动或液压驱动结构。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转轴用压盖保护。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤a中，在托架的靠近主机尾部的一侧用一固定角板与主机相连，以便于吊车摘钩，在步骤c中，还包括松开固定角板的步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤c中，为使主机能够转至垂直状态，在翻转装置上，设有一辅助拉转葫芦，使得主机在转过45°后，通过拉转葫芦继续转动主机至90°垂直。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤d中，主机的固定是通过翻转装置上设置的固定梁与主机通过螺栓连接实现的。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中在步骤f中，三只叶片分别加保护绳，防止整机吊装过程中摆动。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的方法中使用的翻转装置。