一种浮式风机安装方法与流程

1.本发明涉及海上风电施工技术领域，具体为一种浮式风机安装方法。


背景技术：

2.由于近海空间资源有限，海上风电的发展不断地从浅近海走向深远海。考虑安全和经济因素，风机基础也由浅水区的固定式风机基础转换为深水区的浮动式风机基础。
3.目前，现有的自升式风机安装船作业水深大多在35m～50m之间，难以满足在深水海域的风机安装施工作业。对于浮动式基础，受系泊系统的影响，传统的自升式风机安装船海上安装就位难度大。同时，浮动式基础在施工海域受风速、海浪、流速影响较大，大大提高了风电机组对位安装难度。因此，为克服以上技术难题，亟需发明一种浮式风机安装技术。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种浮式风机安装方法，解决了传统的自升式风机安装船海上安装就位难度大，浮动式基础在施工海域受风速、海浪、流速影响较大，大大提高了风电机组对位安装难度的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种浮式风机安装方法，包括以下施工步骤：
6.s1、履带吊拼装及就位：履带吊在码头后方堆场拼装后，主、辅履带吊前移至码头泊位预定位置；
7.s2、风机部件卸货：载有风机部件的运输船在码头泊位进行系缆固定，利用主、辅履带吊及汽车吊将风机部件倒驳至码头地面指定位置，倒驳完成后，运输船解缆离场；
8.s3、浮动式基础靠泊：浮动式基础在三艘拖轮的配合下缓缓靠泊至码头，并完成码头临时系泊；
9.s4、塔筒安装：码头系泊完成后，利用主、辅履带吊将多节塔筒安装在浮动式基础风机立柱上；
10.s5、水平度一次调整：每节塔筒吊装完成后，对浮动式基础进行压载水调节，保证其水平度满足下阶段吊装要求；
11.s6、机舱安装：利用主履带吊将机舱安装在塔筒顶部；
12.s7、水平度二次调整：机舱吊装完成后，对浮动式基础进行压载水调节，保证其水平度满足下阶段吊装要求；
13.s8、风轮拼装：叶片倒驳完成后，利用两台汽车吊配合完成叶片与轮毂的拼装工作；
14.s9、风轮吊装：主履带吊和汽车吊配合完成风轮翻身后，由主履带吊完成风轮与主轴的对位安装；
15.s10、水平度三次调整：风轮吊装完成后，对浮动式基础进行压载水调节，保证其装载工况满足下阶段拖航要求。
16.优选的，在步骤s6、s8中的机舱安装和风轮拼装工序中均使用到一种吊具，所述吊具设于主履带吊和的汽车吊的端部，且吊具包括吊架和吊带，所述吊架的底部固定连接有弧形罩架，且吊架与弧形罩架的中部连通，所述弧形罩架的内侧设有调节弧形杆，所述调节弧形杆上部开设有齿口，所述吊架的内侧转动连接有齿轮，且齿轮与齿口啮合传动，所述齿轮的后侧设有驱动构件一，驱动构件一用于驱动调节弧形杆进行转动；
17.所述吊带的一端通过卡接构件与调节弧形杆的一侧连接，所述卡接构件用于连接吊带与调节弧形杆，并使其形成围合状态；
18.所述调节弧形杆的另一侧设有收紧箱，且收紧箱的内侧转动连接有收卷轴且吊带的另一端与收卷轴处固定连接，所述收卷轴的后侧设有驱动构件二，驱动构件二用于驱动收卷轴进行转动并对吊带进行卷绕；
19.所述调节弧形杆的底端设有抵压轮组件，且抵压轮组件用于对吊取物抵压。
20.优选的，驱动构件一和驱动构件二结构相同，且驱动构件一和驱动构件二均包括蜗轮、蜗杆和伺服电机，所述蜗轮与蜗杆啮合传动，且伺服电机的输出端与蜗杆的一端固定连接。
21.优选的，驱动构件二处所述蜗轮与收卷轴的一端固定连接，驱动构件二处所述蜗杆与收紧箱内侧转动连接，驱动构件二处所述蜗轮与收紧箱的外侧固定连接。
22.优选的，驱动构件一处所述蜗轮与齿轮的一侧固定连接，驱动构件一处所述蜗杆与吊架内侧转动连接，驱动构件一处所述蜗轮与吊架的外侧固定连接。
23.优选的，所述卡接构件包括扣座和口字扣头，所述口字扣头与吊带的一端固定连接，所述扣座与调节弧形杆的一侧固定连接；
24.所述扣座的中部开设有扣槽，且扣槽处滑动连接有卡柱，所述扣座的外侧固定连接有液压缸，且液压缸的输出端通过联轴器与卡柱固定连接。
25.优选的，所述抵压轮组件包括弯杆以及其端部转动连接的橡胶轮，所述弯杆远离橡胶轮与调节弧形杆的端部铰接，且弯杆的中部铰接有伸缩杆，且伸缩杆远离伸缩杆的一端与调节弧形杆的端部铰接，所述伸缩杆的外侧设有弹簧。
26.有益效果
27.本发明提供了一种浮式风机安装方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
28.本发明在沿海码头利用主、辅履带吊及汽车吊配合完成风机机组与浮式平台的组装，缓解了深水海域自升式风机安装船稀缺资源的压力，有效减少成本投入，且浮动式基础在港池内受风速、海浪、流速的影响较小，大大降低了风电机组对位安装的难度，且安全性高，同时充分发挥码头堆场面积优势，提前利用汽车吊完成风轮的拼装工作，大大缩短了施工工期，降低成本；
29.本发明通过吊具在机舱安装和风轮拼装工序中配合使用，其利用齿轮对齿口啮合，进而调节弧形杆在弧形罩架处滑动，即可对风轮叶片进行角度调整，从而方便了风机叶片安装，解决叶片角度调整麻烦的问题；
30.通过设置收卷轴对吊带进行卷收，保证吊具在吊装时的稳定性和牢固性，同时通过设置卡接构件，便于吊取的物固定和松卸，提高设备的便利性；
31.通过设置抵压轮组件，使得吊取物和调节弧形杆之间得到缓冲，进而吊取物在紧固时，且不会因受到强烈的收缩力而变形。
附图说明
32.图1为本发明浮式风机吊装完成后的侧视图；
33.图2为本发明风电机组及塔筒卸货完成后的码头布置图
34.图3为本发明风轮拼装的示意图
35.图4为本发明吊具的结构剖图；
36.图5为本发明图4中a处的局部放大图；
37.图6为本发明图4中b处的局部放大图。
38.图中：1、吊架；11、齿轮；2、吊带；3、弧形罩架；4、调节弧形杆；41、齿口；5、收紧箱；51、收卷轴；61、扣座；611、扣槽；612、卡柱；62、口字扣头；63、液压缸；71、蜗轮；72、蜗杆；73、伺服电机；81、弯杆；82、橡胶轮；83、伸缩杆；84、弹簧；101、汽车吊；102、辅履带吊；103、主履带吊；201、浮动式基础；202、塔筒；203、机舱；204、叶片；205、轮毂；301、运输船。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.请参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案：一种浮式风机安装方法，
41.s1、履带吊拼装及就位：在码头后方堆场，采用汽车吊101完成辅履带吊102的拼装工作，随后采用辅履带吊102和汽车吊101配合完成主履带吊103的拼装工作。履带吊完成拼装后，根据码头排产及浮动式基础201靠泊计划，主履带吊103、辅履带吊102通过变换路基箱行进至码头前沿距门机轨道2m的位置；
42.s2、风机部件卸货：载有风机部件的运输船301在履带吊就位位置进行系缆固定，利用主履带吊103、辅履带吊102及汽车吊101将塔筒202、机舱203、叶片204、集装箱等倒驳至码头地面提前规划位置，过程中根据需要调整运输船301位置，全部倒驳完成后，运输船301解缆离场；
43.s3、浮动式基础201靠泊：运输船301解缆离场后，浮动式基础201在三艘拖轮的配合下缓缓靠泊至码头，过程中需控制风机安装立柱中心位置与主履带吊103中心在一条线上；
44.s4、塔筒202安装：浮动式基础201靠泊完成后，利用主履带吊103连接塔筒202上法兰吊具，辅履带吊102连接塔筒202下法兰吊具，通过抬吊的方法完成塔筒202翻身工作。翻身完成后，解除塔筒202下法兰吊具，主履带吊103缓缓提升，将塔筒202安装在浮动式基础201风机立柱上；
45.s5、水平度调整：塔筒202安装完成后，解除塔筒202上法兰吊具，同时对浮动式基础201进行压载水调节，保证其水平度满足下阶段吊装要求；
46.s6、机舱203安装：顶部塔筒202调载完成后，主履带吊103起吊机舱203吊索具至机舱203顶部，将机舱203吊索具卸扣与机舱203连接，同时安装缆风绳。主履带吊103起吊机舱203至塔筒202顶部完成安装；
47.s7、水平度调整：机舱203吊装完成后，缓慢卸力，同时对浮动式基础201进行压载
水调节，保证其水平度满足风轮吊装要求；
48.s8、风轮拼装：叶片204倒驳就位完成后，利用辅履带吊102和三台汽车吊101配合完成叶片204与轮毂205的拼装工作。详细的第一片叶片204和第二片叶片204采用相同的拼装方法，即采用两台汽车吊101抬吊完成，拼装完成后解除叶根部分的吊点，叶尖部分汽车吊101保持受力状态；第三片叶片204采用辅履带吊102和汽车吊101完成拼装工作，拼装完成后，解除所有吊机吊点；
49.s9、风轮吊装：主履带吊103和汽车吊101配合进行水平抬吊，待风轮距地面2m后，主履带吊103继续抬升，汽车吊101控制叶尖与地面距离，直至完成风轮翻身工作。翻身完成后，解除风轮辅吊点，旋转主履带吊103臂架，完成风轮与主轴的对位安装；
50.s10、水平度调整：风轮吊装完成后，缓慢卸力，同时对浮动式基础201进行压载水调节，保证其装载工况满足下阶段拖航要求；
51.本发明在沿海码头利用主履带吊103、辅履带吊102及汽车吊101配合完成风机机组与浮式平台的组装，缓解了深水海域自升式风机安装船稀缺资源的压力，有效减少成本投入，且浮动式基础201在港池内受风速、海浪、流速的影响较小，大大降低了风电机组对位安装的难度，且安全性高，同时充分发挥码头堆场面积优势，提前利用汽车吊101完成风轮的拼装工作，大大缩短了施工工期，降低成本；
52.请参阅图4-图6，在步骤s6、s8中的机舱安装和风轮拼装工序中均使用到一种吊具，吊具设于主履带吊103和汽车吊101的端部，且吊具包括吊架1和吊带2，吊架1的底部固定连接有弧形罩架3，且吊架1与弧形罩架3的中部连通，弧形罩架3的内侧设有调节弧形杆4，吊带2的一端通过卡接构件与调节弧形杆4的一侧连接，卡接构件用于连接吊带2与调节弧形杆4，并使其形成围合状态，卡接构件包括扣座61和口字扣头62，口字扣头62与吊带2的一端固定连接，扣座61与调节弧形杆4的一侧固定连接，扣座61的中部开设有扣槽611，且扣槽611处滑动连接有卡柱612，扣座61的外侧固定连接有液压缸63，且液压缸63的输出端通过联轴器与卡柱612固定连接，调节弧形杆4上部开设有齿口41，吊架1的内侧转动连接有齿轮11，且齿轮11与齿口41啮合传动，齿轮11的后侧设有驱动构件一，驱动构件一用于驱动调节弧形杆4进行转动，本发明通过吊具在机舱安装和风轮拼装工序中配合使用，其利用齿轮11对齿口41啮合，进而调节弧形杆4在弧形罩架3处滑动，即可对风轮叶片204进行角度调整，从而方便了风机叶片204安装，解决叶片204角度调整麻烦的问题，调节弧形杆4的另一侧设有收紧箱5，且收紧箱5的内侧转动连接有收卷轴51且吊带2的另一端与收卷轴51处固定连接，收卷轴51的后侧设有驱动构件二，驱动构件二用于驱动收卷轴51进行转动并对吊带2进行卷绕，驱动构件一和驱动构件二结构相同，且驱动构件一和驱动构件二均包括蜗轮71、蜗杆72和伺服电机73，蜗轮71与蜗杆72啮合传动，且伺服电机73的输出端与蜗杆72的一端固定连接，驱动构件二处蜗轮71与收卷轴51的一端固定连接，驱动构件二处蜗杆72与收紧箱5内侧转动连接，驱动构件二处蜗轮71与收紧箱5的外侧固定连接，驱动构件一处蜗轮71与齿轮11的一侧固定连接，驱动构件一处蜗杆72与吊架1内侧转动连接，驱动构件一处蜗轮71与吊架1的外侧固定连接，调节弧形杆4的底端设有抵压轮组件，且抵压轮组件用于对吊取物抵压，通过设置收卷轴51对吊带2进行卷收，保证吊具在吊装时的稳定性和牢固性，同时通过设置卡接构件，便于吊取的物固定和松卸，提高设备的便利性，抵压轮组件包括弯杆81以及其端部转动连接的橡胶轮82，弯杆81远离橡胶轮82与调节弧形杆4的端部铰接，且
弯杆81的中部铰接有伸缩杆83，且伸缩杆83远离伸缩杆83的一端与调节弧形杆4的端部铰接，伸缩杆83的外侧设有弹簧84，通过设置抵压轮组件，使得吊取物和调节弧形杆4之间得到缓冲，进而吊取物在紧固时，且不会因受到强烈的收缩力而变形。
53.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
54.本发明中吊具在s6、s8中的使用方式相同，以风轮拼装为例，吊具的工作原理：首先将吊具安装在汽车吊101的吊端，然后通过汽车吊101将吊具移动至风轮叶片204处，调节弧形杆4置于叶片204的上部，然后将吊带2绕过叶片204的底侧，再将吊带2与调节弧形杆4之间通过卡接构件进行卡接，卡接时，通过液压缸63带动卡柱612收缩，然后将口字扣头62穿进扣槽611处，随后通过液压缸63推动卡柱612穿过口字扣头62，进而吊带2与调节弧形杆4之间固定，之后在通过驱动构件二处的伺服电机73带动蜗杆72与蜗轮71啮合，进而蜗轮71带动收卷轴51转动，使得收卷轴51对吊带2进行卷收，使得吊带2将叶片204紧固在调节弧形杆4处，同时橡胶轮82与叶片204接触，弹簧84和伸缩杆83配合起到缓冲作用，使得叶片204和调节弧形杆4之间得到缓冲，进而叶片204在紧固的同时，且不会因受到强烈的收缩力而变形，之后通过两组汽车吊101吊起叶片204并将其移动至轮毂205处，然后通过驱动构件一处的蜗轮71带动蜗杆72与蜗轮71啮合，进而蜗轮71带动收卷轴51转动，使得齿轮11对齿口41啮合，进而调节弧形杆4在弧形罩架3处滑动，即可对风轮叶片204进行角度调整。
55.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
56.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种浮式风机安装方法，其特征在于，包括以下施工步骤：s1、履带吊拼装及就位：履带吊在码头后方堆场拼装后，主、辅履带吊前移至码头泊位预定位置；s2、风机部件卸货：载有风机部件的运输船在码头泊位进行系缆固定，利用主、辅履带吊及汽车吊将风机部件倒驳至码头地面指定位置，倒驳完成后，运输船解缆离场；s3、浮动式基础靠泊：浮动式基础在三艘拖轮的配合下缓缓靠泊至码头，并完成码头临时系泊；s4、塔筒安装：码头系泊完成后，利用主、辅履带吊将多节塔筒安装在浮动式基础风机立柱上；s5、水平度一次调整：每节塔筒吊装完成后，对浮动式基础进行压载水调节，保证其水平度满足下阶段吊装要求；s6、机舱安装：利用主履带吊将机舱安装在塔筒顶部；s7、水平度二次调整：机舱吊装完成后，对浮动式基础进行压载水调节，保证其水平度满足下阶段吊装要求；s8、风轮拼装：叶片倒驳完成后，利用两台汽车吊配合完成叶片与轮毂的拼装工作；s9、风轮吊装：主履带吊和汽车吊配合完成风轮翻身后，由主履带吊完成风轮与主轴的对位安装；s10、水平度三次调整：风轮吊装完成后，对浮动式基础进行压载水调节，保证其装载工况满足下阶段拖航要求。2.根据权利要求1所述的一种浮式风机安装方法，其特征在于：在步骤s6、s8中的机舱安装和风轮拼装工序中均使用到一种吊具，所述吊具设于主履带吊和的汽车吊的端部，且吊具包括吊架和吊带，所述吊架的底部固定连接有弧形罩架，且吊架与弧形罩架的中部连通，所述弧形罩架的内侧设有调节弧形杆，所述调节弧形杆上部开设有齿口，所述吊架的内侧转动连接有齿轮，且齿轮与齿口啮合传动，所述齿轮的后侧设有驱动构件一，驱动构件一用于驱动调节弧形杆进行转动；所述吊带的一端通过卡接构件与调节弧形杆的一侧连接，所述卡接构件用于连接吊带与调节弧形杆，并使其形成围合状态；所述调节弧形杆的另一侧设有收紧箱，且收紧箱的内侧转动连接有收卷轴且吊带的另一端与收卷轴处固定连接，所述收卷轴的后侧设有驱动构件二，驱动构件二用于驱动收卷轴进行转动并对吊带进行卷绕；所述调节弧形杆的底端设有抵压轮组件，且抵压轮组件用于对吊取物抵压。3.根据权利要求2所述的一种浮式风机安装方法，其特征在于：驱动构件一和驱动构件二结构相同，且驱动构件一和驱动构件二均包括蜗轮、蜗杆和伺服电机，所述蜗轮与蜗杆啮合传动，且伺服电机的输出端与蜗杆的一端固定连接。4.根据权利要求3所述的一种浮式风机安装方法，其特征在于：驱动构件二处所述蜗轮与收卷轴的一端固定连接，驱动构件二处所述蜗杆与收紧箱内侧转动连接，驱动构件二处所述蜗轮与收紧箱的外侧固定连接。5.根据权利要求3所述的一种浮式风机安装方法，其特征在于：驱动构件一处所述蜗轮与齿轮的一侧固定连接，驱动构件一处所述蜗杆与吊架内侧转动连接，驱动构件一处所述
蜗轮与吊架的外侧固定连接。6.根据权利要求2所述的一种浮式风机安装方法，其特征在于：所述卡接构件包括扣座和口字扣头，所述口字扣头与吊带的一端固定连接，所述扣座与调节弧形杆的一侧固定连接；所述扣座的中部开设有扣槽，且扣槽处滑动连接有卡柱，所述扣座的外侧固定连接有液压缸，且液压缸的输出端通过联轴器与卡柱固定连接。7.根据权利要求2所述的一种浮式风机安装方法，其特征在于：所述抵压轮组件包括弯杆以及其端部转动连接的橡胶轮，所述弯杆远离橡胶轮与调节弧形杆的端部铰接，且弯杆的中部铰接有伸缩杆，且伸缩杆远离伸缩杆的一端与调节弧形杆的端部铰接，所述伸缩杆的外侧设有弹簧。

技术总结
本发明公开了一种浮式风机安装方法，通过步骤：履带吊拼装及就位-风机部件卸货-浮动式基础靠泊-塔筒安装-水平度一次调整-机舱安装-水平度二次调整-风轮拼装-风轮吊装-水平度三次调整，本发明涉及海上风电施工技术领域。该浮式风机安装方法，本发明在沿海码头利用主、辅履带吊及汽车吊配合完成风机机组与浮式平台的组装，缓解了深水海域自升式风机安装船稀缺资源的压力，有效减少成本投入，且浮动式基础在港池内受风速、海浪、流速的影响较小，大大降低了风电机组对位安装的难度，且安全性高，同时充分发挥码头堆场面积优势，提前利用汽车吊完成风轮的拼装工作，大大缩短了施工工期，降低成本。降低成本。降低成本。


技术研发人员：李斌 张显雄 彭小亮 刘红志 罗国兵 胡振伟 何海群
受保护的技术使用者：保利长大港航工程有限公司
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/5/26