CN111734583A - 一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法 - Google Patents

一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法 Download PDF

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Abstract

一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法，步骤如下：将三支桨叶安装至轮毂上；根据风况和风机叶轮参数，通过变桨操作，使下部桨叶调整至弃风位置，使上部两桨叶的受力情况相等，保持平衡不出现偏转；通过吊具使风机叶轮吊至与风机主机对接位置；进行二次变桨，对上部两桨叶角度精调整，使风机叶轮的上仰角和风机主机的上仰角相符；对接定位后，将风机叶轮和风机主机连接在一起，安装完成。该方法能够根据即时风速动态调整桨叶角度以使风机叶轮不出现偏转，实现风机叶轮和风机主机的快速对接安装，具有步骤简单、效率高、安全性高的特点。

Description

一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及到一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法。
背景技术
随着风电技术的发展，叶片捕风技术日新月异，风机塔架和机身结构日益优化，国内风机厂家逐渐研发了半直驱大上仰角的大功率风机；但是，风机厂家提供的吊点、吊具、工装在实际风机安装过程中，无法满足叶轮对接要求，山东沾化风电项目实践证明，采用常规对接技术，叶轮对接时长达5小时左右，在不明风况情况下，高空大件重物吊装安装风险大。
因此，以目前的叶轮对接安装方法来说，存在着安装困难、耗时长、风险大的技术问题。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供了一种一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法，该方法能够根据即时风速动态调整桨叶角度以使风机叶轮不出现偏转，实现风机叶轮和风机主机的快速对接安装，具有步骤简单、效率高、安全性高的特点。
本发明为了实现上述目的，所采用的技术方案为：提供了一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1)叶片组队及变桨准备：风机叶轮的三支桨叶在地面安装场地上用主吊吊具和辅吊吊具相配合的方式安装进风机叶轮的轮毂上，在地面及风机主机上分别配置发电机组作为变桨的动力电源，在轮毂内安装变桨模块，对变桨模块进行测试，完成变桨准备；
步骤2)变桨控制：采用地面发电机驱动变桨模块，将下部桨叶调整至弃风位置，同时，根据即时风向、风速、叶轮参数和桨叶参数计算并调整上部两桨叶的叶片角度，使上部两桨叶的受力情况相等，保持平衡不出现偏转；
步骤3)叶轮抬升及初就位：采用主吊吊具和辅吊吊具相配合的抬吊方式将风机机叶轮抬升并逐步翻身吊离地面，下部叶片尾尖离开地面并到达安全距离后解除辅吊吊具，由主吊吊具单独吊起上扬的风机叶轮至与风机主机对接的位置；
步骤4)桨叶角度精调整：风机叶轮到达初就位后，实施二次变桨，采用风机主机上的发电机驱动变桨模块，根据即时风向、风速、叶轮参数和桨叶参数计算并调整上部两桨叶的叶片角度，使上部两桨叶的受力情况相等，保持平衡不出现偏转，同时，在调整叶片角度的过程中，目测风机叶轮的上仰角和风机主机的上仰角，调整至两者的上仰角相符；
步骤5)叶轮精确就位：通过主吊吊具将风机叶轮的轮毂与风机主机对接定位，然后利用螺栓将风机叶轮和风机主机连接紧固。
作为本发明的进一步改进，步骤1)中，采用50kw柴油发电机组作为变桨的动力电源。
作为本发明的进一步改进，步骤2)中，在调整桨叶的叶片角度之前，读取主吊吊具上的风速，结合不同角度下的受风面积，计算风压和不同叶片角度的偏心重量和偏心距。
作为本发明的进一步改进，步骤2)及步骤4)中，叶片角度α根据公式
Figure BDA0002474921430000021
计算，其中，P为桨叶在不同叶片角度受到的总压力，A为叶片受风面积m2,
Figure BDA0002474921430000022
为即时风速，取0～6m/s，G为桨叶自重。
作为本发明的进一步改进，步骤3)中，叶轮抬升时，主吊吊具牵引风机叶轮的轮毂的上部安装部位，辅吊吊具牵引下部桨叶的尾部，保持整体平衡。
作为本发明的进一步改进，步骤5)中，通过主吊吊具回转、倒耙杆和吊升下降的组合动作，将风机叶轮的轮毂与风机主机对接定位，然后采用上下左右跳孔，先内圈，后外圈的方法，利用螺栓将风机叶轮和风机主机连接紧固。
作为本发明的进一步改进，主吊吊具上安装有风速仪，即时风速通过该风速仪读取。
本发明的有益效果为：
一、形成一套规范、有效的工艺流程。本方法可根据安装地点的风况，通过变桨动态调整桨叶角度，以使风机叶轮重心偏移在计算范围内，防止桨叶偏转，实现风机叶轮呈上仰角姿态，从而实现风机叶轮和风机主机的快速对接安装，只要风速小于6m/s,即可在两小时内完成风机叶轮和风机主机的快速对接安装，且在吊装的过程中通过变桨操作以改变风机叶轮的重心以达到平衡，无需大型辅助吊装设备的辅助，步骤简单便捷，方法快捷有效。
二、降低风险、安全可控。风机叶轮在风机安装过程中，其大体积受风影响大，物件最重，高空作业安全风险最大，通过本方法可以提高安装速度一倍以上，从而降低了长时间作业的安全风险，降低了安装防线，安全可控。
三、本发明采用天平原理及风机桨叶受风力学简单原理，根据即时风向、风速、叶轮参数和桨叶参数计算并调整上部两桨叶的叶片角度，使上部两桨叶达到平衡，该算法实用快速有效，实现了现场技术有效决策。
四、推广性强。本发明理念不但可以应用到陆域上仰角风机中，通过吊装过程中变桨，规避或利用风力对安装的影响，还可以应用到高容量海上风电的安装检修中，适用性强。
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。
本方法是针对半直驱大仰角风机主轴与叶轮快速对接方法，满足风力发电安装及运营期的自修复自维护的要求，具体实施过程为：
步骤1)叶片组队及变桨准备：风机叶轮的三支桨叶在地面安装场地上用主吊吊具和辅吊吊具相配合的方式安装进风机叶轮的轮毂人叶片安装孔内，每安装完一支桨叶，便用一台辅吊吊具牵引，保持整体平衡；在地面及风机主机上分别配置一台50kw发电机组作为变桨的动力电源，在轮毂内安装变桨模块，对变桨模块进行测试，完成变桨准备；
步骤2)变桨控制：主吊吊具上安装有风速仪，读取变桨前主吊吊具上的风速，结合不同角度下的受风面积，计算风压和不同叶片角度的偏心重量和偏心距。在地面安装场地接通地面发电机及相关信号线路，采用地面发电机驱动变桨模块，将下部桨叶调整至弃风位置，同时，根据主吊吊具上的即时风向、风速、叶轮参数和桨叶参数计算并调整上部两桨叶的叶片角度，使上部两桨叶调整至适当的迎风角，使上部两桨叶的受力情况相等，保持平衡不出现偏转。叶片角度α根据公式
Figure BDA0002474921430000041
计算，其中，P为桨叶在不同叶片角度受到的总压力，A为叶片受风面积m2,
Figure BDA0002474921430000042
为即时风速，取0～6m/s，G为桨叶自重；
步骤3)叶轮抬升及初就位：采用主吊吊具和辅吊吊具相配合的抬吊方式将风机机叶轮抬升并逐步翻身吊离地面，叶轮抬升时，主吊吊具牵引风机叶轮的轮毂的上部安装部位，辅吊吊具牵引下部桨叶的尾部，保持整体平衡。下部叶片尾尖离开地面并到达安全距离后解除辅吊吊具，由主吊吊具单独吊起上扬的风机叶轮至与风机主机对接的位置；
步骤4)桨叶角度精调整：风机叶轮到达初就位后，实施二次变桨，采用风机主机上的发电机驱动变桨模块，采用步骤2)中的计算公式，根据主吊吊具上的即时风向、风速、叶轮参数和桨叶参数计算并调整上部两桨叶的叶片角度，使上部两桨叶的受力情况相等，保持平衡不出现偏转，同时，在调整叶片角度的过程中，风机叶轮整体会形成仰角，在机舱内目测风机叶轮的上仰角和风机主机的上仰角，调整至两者的上仰角相符；
步骤5)叶轮精确就位：通过主吊吊具回转、倒耙杆和吊升下降的组合动作，将风机叶轮的轮毂与风机主机对接定位，然后采用上下左右跳孔，先内圈，后外圈的方法，利用螺栓将风机叶轮和风机主机连接紧固。
以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (7)

1.一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1)叶片组队及变桨准备：风机叶轮的三支桨叶在地面安装场地上用主吊吊具和辅吊吊具相配合的方式安装进风机叶轮的轮毂上，在地面及风机主机上分别配置发电机组作为变桨的动力电源，在轮毂内安装变桨模块，对变桨模块进行测试，完成变桨准备；
步骤2)变桨控制：采用地面发电机驱动变桨模块，将下部桨叶调整至弃风位置，同时，根据即时风向、风速、叶轮参数和桨叶参数计算并调整上部两桨叶的叶片角度，使上部两桨叶的受力情况相等，保持平衡不出现偏转；
步骤3)叶轮抬升及初就位：采用主吊吊具和辅吊吊具相配合的抬吊方式将风机机叶轮抬升并逐步翻身吊离地面，下部叶片尾尖离开地面并到达安全距离后解除辅吊吊具，由主吊吊具单独吊起上扬的风机叶轮至与风机主机对接的位置；
步骤4)桨叶角度精调整：风机叶轮到达初就位后，实施二次变桨，采用风机主机上的发电机驱动桨模块，根据即时风向、风速、叶轮参数和桨叶参数计算并调整上部两桨叶的叶片角度，使上部两桨叶的受力情况相等，保持平衡不出现偏转，同时，在调整叶片角度的过程中，目测风机叶轮的上仰角和风机主机的上仰角，调整至两者的上仰角相符；
步骤5)叶轮精确就位：通过主吊吊具将风机叶轮的轮毂与风机主机对接定位，然后利用螺栓将风机叶轮和风机主机连接紧固。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法，其特征在于：步骤1)中，采用50kw柴油发电机组作为变桨的动力电源。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法，其特征在于：步骤2)中，在调整桨叶的叶片角度之前，读取主吊吊具上的风速，结合不同角度下的受风面积，计算风压和不同叶片角度的偏心重量和偏心距。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法，其特征在于：步骤2)及步骤4)中，叶片角度α根据公式
Figure RE-FDA0002645921720000011
计算，其中，P为桨叶在不同叶片角度受到的总压力，A为叶片受风面积m2,
Figure RE-FDA0002645921720000012
为即时风速，取0～6m/s，G为桨叶自重。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法，其特征在于：步骤3)中，叶轮抬升时，主吊吊具牵引风机叶轮的轮毂的上部安装部位，辅吊吊具牵引下部桨叶的尾部，保持整体平衡。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法，其特征在于：步骤5)中，通过主吊吊具回转、倒耙杆和吊升下降的组合动作，将风机叶轮的轮毂与风机主机对接定位，然后采用上下左右跳孔，先内圈，后外圈的方法，利用螺栓将风机叶轮和风机主机连接紧固。
7.根据权利要求1所述的一种风力发电大仰角叶轮准确就位安装方法，其特征在于：主吊吊具上安装有风速仪，即时风速通过该风速仪读取。
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