风机塔吊设备及安装方法与流程

本发明属于海上风力发电，尤其涉及风机塔吊设备及安装方法。

背景技术：

1、海上风力发电机组一般包括塔筒、叶片、轮毂及机舱，其安装受到海上风力、海浪、海流的影响，安装难度比陆上风机大。目前，世界范围内海上风力发电机组安装方法主要有两种：

2、一为海上整机安装方法，即在装配基地将风机机组安装组装好，然后通过风电安装平台或起重船运至海上拟建风电场，整机安装在风机塔筒上。这种安装方法对吊机的吊重要求极高，整体吊装成本也很高，适用的吊装工况有限；二为海上施工吊装，即将海上风力发电机组、风机塔筒等通过风电安装平台或起重船运至海上拟建风电场，再使用风电安装平台或起重船上的吊机进行吊装。这种安装方法时间较长，吊装成本也很高，受自然环境影响较大。

3、目前的市场发展来看，为了符合现在的风能发展，风机将越来越大，安装海域越来越深。因此需要更大的安装船以及更大的吊机，一辆大型的风机安装平台需耗资数亿元甚至十多亿元才能进行建造，可以看出，采用上文的两种安装方案，其耗资将随着风机的变大而到达极高水平。而目前缩小耗资的关键在于：如何实现不需要使用到风电安装平台或起重船，只需要用到运输船，将零部件运输到指定海域再进行吊装，这对于传统的风机塔吊设备是无法做到的，因此我们提出风机塔吊设备及安装方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了风机塔吊设备及安装方法，具备依托风机塔筒做爬升，可以将风机的零部件起吊组装，并且相较于传统的吊机体积和造价均极大缩小，可以只用运输船输送的优点，解决了传统的风机组装是无法做到只需要用到运输船将零部件运输到指定海域再进行吊装的问题。

2、本发明是这样实现的，风机塔吊设备，包括爬升装置和吊装头，所述爬升装置设置为筒状结构，其内有用于容纳风机塔筒的空间，所述吊装头安装于爬升装置顶部，吊装头用于起吊风机叶片；

3、所述爬升装置包括上爬筒和下爬筒，所述下爬筒呈上端开口设置，上爬筒滑动插接于下爬筒上端，且上爬筒与下爬筒之间通过驱动组件连接，所述驱动组件用于驱动上爬筒与下爬筒相互靠近或远离；

4、上爬筒内壁安装有第一夹持组件，下爬筒内壁安装有第二夹持组件，第一夹持组件和第二夹持组件均用于夹紧风机塔筒，以使上爬筒或下爬筒与风机塔筒的位置相对固定；

5、当上爬筒或下爬筒的其中一个与风机塔筒的位置相对固定后，另一个通过驱动组件驱动上升，从而实现交替爬升。

6、作为本发明优选的，所述上爬筒包括第一筒架，下爬筒包括第二筒架，其中第二筒架内壁设置有导向条，所述第一筒架外壁开设有与导向条对应的导向槽，第一筒架与第二筒架通过导向条与导向槽的配合滑动连接；

7、所述上爬筒下端开口处形成有向外的第一防脱凸缘，下爬筒上端开口处形成有向内的第二防脱凸缘，所述第一防脱凸缘的直径大于第二防脱凸缘的直径。

8、作为本发明优选的，所述上爬筒上端设置有与风机塔筒对应的避让孔，且上爬筒上端设置有安装板，吊装头安装于该安装板上表面。

9、作为本发明优选的，所述上爬筒和下爬筒内壁均固定安装有连轴，连轴的端部固定连接有安装座，第一夹持组件与第二夹持组件分别安装于两组安装座上。

10、作为本发明优选的，所述第一夹持组件与第二夹持组件呈结构相同设置，所述第一夹持组件包括气缸，气缸固定于安装座上，气缸的活塞杆上转动连接有两个夹持臂，两个夹持臂以气缸中轴线为对称轴对称设置，气缸驱动两个夹持臂相互靠近或远离，从而夹紧或释放风机塔筒。

11、作为本发明优选的，所述夹持臂包括连杆和夹杆，所述连杆的一端气缸的活塞杆转动连接，另一端与夹杆转动连接，所述夹杆上转动连接有支杆，所述支杆与安装座固定连接，所述夹杆的靠近风机塔筒一端形成有弧形部。

12、作为本发明优选的，所述夹杆上沿弧形部边缘设置有多组夹块，所述夹块与夹杆转动连接，所述夹块上开设有爪槽。

13、作为本发明优选的，所述驱动组件包括电机和安装于电机输出轴上的螺杆，所述螺杆贯穿两组安装座且与两组安装座螺纹配合，电机带动螺杆转动时可使两组安装座相互靠近或远离，该驱动组件还包括导向柱，导向柱穿插于两组安装座上且与两组安装座滑动配合。

14、作为本发明优选的，所述导向柱上端固定连接有限位块，所述限位块位于第一夹持组件上方，所述限位块下表面设置有防撞传感器。

15、作为本发明优选的，所述吊装头包括固定架和锚机，固定架安装在上爬筒上，锚机固定安装于风机塔筒的地脚平台上，固定架上安装有吊臂，固定架上还安装有液压杆，液压杆活塞杆端与吊臂连接，吊臂上有安装有滚轮，锚机上设置有吊绳，吊绳一端缠绕在锚机上，吊绳另一端沿着吊臂延伸，且吊绳绕设于滚轮上，从而通过锚机控制吊绳上升或者下降进行吊装。

16、作为本发明优选的，吊臂上还安装有吊绳导向件，该吊绳导向件包括安装于上爬筒边缘的第一导轮和固定安装于吊臂上的顶杆，所述顶杆上设置有第二导轮，所述吊绳绕设于第一导轮和第二导轮上，所述顶杆呈可伸缩设置。

17、一种风机塔吊的安装方法，包括以下步骤：

18、s1、在海上风机上搭建安装平台，在安装平台上设置锚机，将此吊装系统放置在安装平台待操作位置；

19、s2、使用吊机与锚机将第一节塔筒从运输船上吊起，使第一节塔筒与风机的桩体对接，对接完成后，吊起第二节塔筒，使第二节塔筒与第一节对接；

20、s3、第二节塔筒对接完成后，第二夹持件夹紧第一节塔筒，第一夹持件松开第一节塔筒，电机启动，带动第一夹持件向上运动，第一夹持件带动机架向上运动，第一夹持件运动到位后，第一夹持件夹紧第二节塔筒，进行第三节塔筒吊装；

21、s4、第三节塔筒吊装完成后，第一夹持件夹紧第二节塔筒，第二夹持件松开第一节塔筒，电机启动，带动第二夹持件向上运动，待第二夹持件运动到位，第二夹持件夹紧第二节塔筒，第一夹持件松开第二节塔筒，电机启动，带动第一夹持件朝第三节塔筒运动，进行第四塔筒吊装，以此类推，塔筒数量根据风机高度而定；

22、s5、当塔筒全部吊装完成后，开始进行风机机组吊装，第一夹持件与第二夹持件均夹紧在最后一节塔筒上，进行风机机组的叶片、轮毂及机舱吊装。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

24、本发明通过上爬筒和下爬筒组成的筒状结构的爬升装置，对风机塔筒进行环抱式交替爬升，并将驱动组件、第一夹持组件和第二夹持组件均设置在爬升装置内部，这种结构设计能够通过环抱的结构特点：首先极大缩小爬升装置外部体积，使其依附于风机塔筒，在运输时能够减小占地面积，甚至可以与风机塔筒一体运输，这样即能够达到只需要运输船就能够运输的目的，其次该环抱的结构特点能够使爬升装置牢固依附风机塔筒，不易受到海上风浪自然环境影响，稳定性更高，最后该方案结构相较于传统吊机更加简单，造价更低节省成本。

技术特征：

1.风机塔吊设备，包括爬升装置(1)和吊装头(2)，其特征在于：所述爬升装置(1)设置为筒状结构，其内有用于容纳风机塔筒的空间，所述吊装头(2)安装于爬升装置(1)顶部，吊装头(2)用于起吊风机叶片；

2.如权利要求1所述的风机塔吊设备，其特征在于：所述上爬筒(3)包括第一筒架(301)，下爬筒(4)包括第二筒架(401)，其中第二筒架(401)内壁设置有导向条(402)，所述第一筒架(301)外壁开设有与导向条(402)对应的导向槽(302)，第一筒架(301)与第二筒架(401)通过导向条(402)与导向槽(302)的配合滑动连接；

3.如权利要求2所述的风机塔吊设备，其特征在于：所述上爬筒(3)上端设置有与风机塔筒对应的避让孔(304)，且上爬筒(3)上端设置有安装板(305)，吊装头(2)安装于该安装板(305)上表面。

4.如权利要求1所述的风机塔吊设备，其特征在于：所述上爬筒(3)和下爬筒(4)内壁均固定安装有连轴(8)，连轴(8)的端部固定连接有安装座(9)，第一夹持组件(5)与第二夹持组件(6)分别安装于两组安装座(9)上。

5.如权利要求4所述的风机塔吊设备，其特征在于：所述第一夹持组件(5)与第二夹持组件(6)呈结构相同设置，所述第一夹持组件(5)包括气缸(501)，气缸(501)固定于安装座(9)上，气缸(501)的活塞杆上转动连接有两个夹持臂，两个夹持臂以气缸中轴线为对称轴对称设置，气缸(501)驱动两个夹持臂相互靠近或远离，从而夹紧或释放风机塔筒。

6.如权利要求5所述的风机塔吊设备，其特征在于：所述夹持臂包括连杆(502)和夹杆(503)，所述连杆(502)的一端气缸(501)的活塞杆转动连接，另一端与夹杆(503)转动连接，所述夹杆(503)上转动连接有支杆(504)，所述支杆(504)与安装座(9)固定连接，所述夹杆(503)的靠近风机塔筒一端形成有弧形部。

7.如权利要求6所述的风机塔吊设备，其特征在于：所述夹杆(503)上沿弧形部边缘设置有多组夹块(505)，所述夹块(505)与夹杆(503)转动连接，所述夹块(505)上开设有爪槽。

8.如权利要求4-7任一项所述的风机塔吊设备，其特征在于：所述驱动组件(7)包括电机(701)和安装于电机(701)输出轴上的螺杆(702)，所述螺杆(702)贯穿两组安装座(9)且与两组安装座(9)螺纹配合，电机带动螺杆(702)转动时可使两组安装座(9)相互靠近或远离，该驱动组件(7)还包括导向柱(703)，导向柱(703)穿插于两组安装座(9)上且与两组安装座(9)滑动配合。

9.如权利要求8所述的风机塔吊设备，其特征在于：所述导向柱(703)上端固定连接有限位块(10)，所述限位块(10)位于第一夹持组件(5)上方，所述限位块(10)下表面设置有防撞传感器(11)。

10.如权利要求1所述的风机塔吊设备，其特征在于：所述吊装头(2)包括固定架(201)和锚机(206)，固定架安装在上爬筒(3)上，锚机(206)固定安装于风机塔筒的地脚平台上，固定架(201)上安装有吊臂(202)，固定架(201)上还安装有液压杆(204)，液压杆(204)活塞杆端与吊臂(202)连接，吊臂(202)上有安装有滚轮(203)，锚机(206)上设置有吊绳(205)，吊绳(205)一端缠绕在锚机(206)上，吊绳(205)另一端沿着吊臂(202)延伸，且吊绳(205)绕设于滚轮(203)上，从而通过锚机(206)控制吊绳(205)上升或者下降进行吊装。

11.如权利要求10所述的风机塔吊设备，其特征在于：吊臂(202)上还安装有吊绳导向件，该吊绳导向件包括安装于上爬筒(3)边缘的第一导轮(207)和固定安装于吊臂(202)上的顶杆(208)，所述顶杆(208)上设置有第二导轮(209)，所述吊绳(205)绕设于第一导轮(207)和第二导轮(209)上，所述顶杆(208)呈可伸缩设置。

12.一种风机塔吊的安装方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的风机塔吊设备，并包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了风机塔吊设备及安装方法，风机塔吊设备包括爬升装置和吊装头，所述爬升装置设置为筒状结构，其内有用于容纳风机塔筒的空间，所述吊装头安装于爬升装置顶部，吊装头用于起吊风机叶片；所述爬升装置包括上爬筒和下爬筒，所述下爬筒呈上端开口设置，上爬筒滑动插接于下爬筒上端，且上爬筒与下爬筒之间通过驱动组件连接；上爬筒内壁安装有第一夹持组件，下爬筒内壁安装有第二夹持组件，第一夹持组件和第二夹持组件均用于夹紧风机塔筒。本发明具备依托风机塔筒做爬升，可以将风机的零部件起吊组装，并且相较于传统的吊机体积和造价均极大缩小，可以只用运输船输送的优点。

技术研发人员：麦志辉,刘同乐,徐天殷,谭桂斌,邓达纮,许振,张帅君,马振军,余益平,刘炳超
受保护的技术使用者：广东精铟海洋工程股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14