一种大容量海上风机整体平移装置及吊装方法与流程

1.本发明涉及海上风电整机运输安装技术领域，尤其涉及一种大容量海上风机整体平移装置及吊装方法。


背景技术：

2.随着我国风电产业的进一步发展，风电机组的电机容量逐渐增大，机组各部件的尺寸和重量也不断增大，这极大的增加了机组运输、安装的难度和成本。特别是海上风场，具有风速高、湍流度低、风切小等优点，同等额定功率下海上风机的叶轮直径更大，额定风速低，轮毂高度低和叶尖速比高的特点，这能大大提高机组的发电量，并延长机组的使用寿命。目前世界各国的海上风电正在蓬勃发展，我国也已规划了千万千瓦级海上风场。但是海上风电机组安装难度极大，其施工过程受到风浪的严重影响。
3.当前国外海上风电安装方案包括：1)分部件组装：在风场依次安装塔筒、机舱和叶轮。吊装船需要将其整体顶升至水面以上以避免风浪引起船只升沉和摇晃，确保风机安全、准确的安装。2)整体安装：在码头完成风机的组装后，整体吊至运输船上并运至风场，完成整体吊装。由于目前此种整体吊装均为浮吊，因此风机与基础的对接需采用缓冲措施以保护风机和基础。针对未来即将投入使用的10mw以上的大容量机型，目前国内外尚无成熟的海上整体运输与安装设备与方法，因此专用的运输与吊装设备将成为海上风电发展的瓶颈。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种大容量海上风机整体平移装置及吊装方法，为了克服海上风电现有的分部件运输安装和整体运输安装方案的局限性，提高风场建设的经济性和安全性，缩短海上风场的建设周期。
5.实现上述目的的技术方案是：
6.一种大容量海上风机整体平移装置，包括运输风机整体的运输驳船；所述运输驳船的甲板上固定多个固定井架，并平行列为两排，所述固定井架的底端固定在所述运输驳船的甲板上；第一轨道装设在所述固定井架的顶端，第二轨道装设在所述运输驳船的甲板上，穿梭隧道安装在所述第二轨道外侧的所述运输驳船的甲板上；所述风机整体设有与所述第一轨道滚动配合的平衡吊梁，所述风机整体底部安装有平移顶升轨道平移车，所述平移顶升轨道平移车位于穿梭隧道内与所述第二轨道滚动配合。
7.优选的，所述平衡吊梁包括平衡架、固定板、多个行走轮和连接杆；所述平衡架的两端固定分别连接所述固定板；所述固定板下安装通过所述连接杆连接所述行走轮，所述行走轮置于所述第一轨道上。
8.优选的，所述第一轨道与所述第二轨道平行布置。
9.优选的，所述平移顶升轨道平移车由多组行走台车组成，并设有多套驱动装置。
10.优选的，所述风机整体和所述平移顶升轨道平移车之间通过抱箍形式锁紧锚固。
11.优选的，所述风机整体底部与上部吊架通过法兰连接在一起。
12.优选的，所述平移顶升轨道平移车包括升降台，所述升降台位于穿梭隧道的内部，所述升降台与所述穿梭隧道内壁相接触，所述升降台的上表面设有风机整体，所述升降台下表面连接有多个液压千斤顶，多个所述液压千斤顶安装在机架内，所述机架下表面设有用于移动的四个相互对称的行走机构，四个所述行走机构位于所述穿梭隧道内。
13.优选的，所述行走机构包括大平衡梁、防倾支架、缓冲器、两个中间平衡梁、四个台车组件、第一铰支座和第二铰支座，所述机架下表面设有第一铰支座，所述第一铰支座连接在所述大平衡梁的中间部分，所述大平衡梁上设有所述防倾支架，所述防倾支架的另一端连接在所述机架，所述大平衡梁的左右两端各设有一个所述第二铰支座，各所述第二铰支座分别连接在对应中间平衡梁的中间部分，两个位于前侧的行走机构中的中间平衡梁上设有所述缓冲器，两个所述中间平衡梁上都设有为行走机构提供动力的两个台车组件。
14.优选的，所述台车组件包括制动器、主动车轮、从动车轮、驱动电机、支撑架、夹轨器、扫轨器，各所述中间平衡梁上设有两个相对称的支撑架，各支撑架都分别转动连接有主动车轮和从动车轮，位于最前端的一个所述支撑架上设有所述扫轨器，位于最后端的一个所述支撑架上设有夹轨器，所述主动车轮通过传动轴和齿轮箱连接所述驱动电机的输出端，所述驱动电机的固定端连接在所述支撑架，所述支撑架设有所述制动器，所述制动器靠近所述从动车轮。
15.一种基于上述的大容量海上风机整体平移装置的吊装方法，包括：
16.步骤s1，装船时，通过起重机将所述风机整体吊装到所述运输驳船首尾的一侧；
17.步骤s2，所述风机整体底部固定在所述上部吊架上，所述风机整体上部固定在所述平衡吊梁上，通过所述平移顶升轨道平移车在所述第二轨道上、所述平衡吊梁在所述第一轨道上同时行走，移动到固定位置；
18.步骤s3，卸船时，所述风机整体先通过所述平移顶升轨道平移车在所述第二轨道上、所述平衡吊梁在所述第一轨道上同时行走，移动到所述运输驳船首尾的另一侧；
19.步骤s4，通过起重机将所述风机整体连带着所述上部吊架吊装到海上基桩上，经过所述上部吊架的缓冲完成平稳对接安装。
20.本发明的有益效果是：采用平衡吊梁结构使每个行走轮受力均匀，以满足轮压要求并保证风机整体的稳定性；由多套变频调速电机驱动，具有良好的启动能力和过载性能，可满足风机整体长行程往复平移；整体平移装置，把需要吊装的风机平移到运输船的首尾两个工位，大大减少的吊机的移船时间，保证了吊装前风机设备调试工作的充分性，又大大缩短风机安装工期。
附图说明
21.图1是本发明的大容量海上风机整体平移装置示意图；
22.图2是本发明风机整体在运输船上平移的俯视图；
23.图3是风机整体吊装的动作示意图；
24.图4是上部吊架的位置示意图；
25.图5是上部吊架的结构示意图；
26.图6是吊梁结构示意图；
27.图7是风机整体吊装的流程图；
28.图8是本发明中轨道平移升降车的结构图；
29.图9是本发明中轨道平移升降车的侧视图；
30.图10是本发明中驱动机构布置图；
31.图11是本发明中行走机构的示意图；
32.图12是本发明中主动轮和从动轮的驱动示意图；
33.图13是本发明中大平衡梁支座铰轴结构的示意图；
34.图14是本发明中大平衡梁支座铰轴结构的剖视图；
35.图15是本发明中间平衡梁转向支座铰轴结构的示意图；
36.图16是本发明中间平衡梁转向支座铰轴结构的剖视图。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本发明作进一步说明。
38.请参阅图1-16，一种大容量海上风机整体平移装置，包括：第一轨道1、平衡吊梁2、固定井架3、上部吊架4、平移顶升轨道平移车5、穿梭隧道6、第二轨道7、运输驳船8、风机整体9、平衡架21、固定板22、行走轮23、连接杆24。
39.运输驳船8运输整体风机9，运输驳船8的甲板上固定多个固定井架3，平行列为两排，第一轨道1装设在固定井架3的顶端，第二轨道7装设在运输驳船8的甲板上，第一轨道1与第二轨道7平行布置，穿梭隧道6安装在第二轨道7外侧的所述运输驳船8的甲板上，风机整体9设有与第一轨道1滚动配合的平衡吊梁2，平衡吊梁2两侧有对称的固定板22，固定板22下固定安装通过连接杆24连接的对称的行走轮23，放置于第一轨道1上，且平衡吊梁2中部设有能将风机整体9的固定的镂空柱体；风机整体9底部安装有平移顶升轨道平移车5，平移顶升轨道平移车5与第二轨道7滚动配合，配有多套变频调速驱动系统，为风机整体9在轨道上往复行走提供动力；风机整体9和平移顶升轨道平移车5之间通过抱箍等形式锁紧锚固，风机整体9底部与具有缓冲功能的上部吊架4通过法兰安装的形式连接在一起，在与基础桩的安装对接过程中其缓冲作用。
40.平移顶升轨道平移车5包括升降台52，升降台52位于穿梭隧道6的内部，升降台52与穿梭隧道6内壁相接触，升降台52的上表面设有风机整体9，升降台52下表面连接有多个液压千斤顶54，多个液压千斤顶54安装在机架55内，机架55下表面设有用于移动的四个相互对称的行走机构57，四个行走机构57位于穿梭隧道6内。行走机构57与第二轨道7配合。
41.行走机构57包括大平衡梁571、防倾支架572、缓冲器573、两个中间平衡梁574、四个台车组件575、第一铰支座578和第二铰支座579，机架55下表面设有第一铰支座578，第一铰支座578连接在大平衡梁571的中间部分，大平衡梁571上设有防倾支架572，防倾支架572的另一端连接在机架55，大平衡梁571的左右两端各设有一个第二铰支座579，各第二铰支座579分别连接在对应中间平衡梁574的中间部分，两个位于前侧的行走机构57中的中间平衡梁574上设有缓冲器573，两个中间平衡梁574上都设有为行走机构57提供动力的两个台车组件575。
42.台车组件575包括制动器5751、主动车轮5752、从动车轮5753、驱动电机5754、支撑架5755、夹轨器5756、扫轨器5757，各中间平衡梁574上设有两个相对称的支撑架5755，各支
撑架755都分别转动连接有主动车轮5752和从动车轮5753，位于最前端的一个支撑架5755上设有扫轨器5757，位于最后端的一个支撑架5755上设有夹轨器5756，主动车轮5752通过传动轴和齿轮箱连接驱动电机5754的输出端，驱动电机5754的固定端连接在支撑架5755，支撑架5755设有制动器5751，制动器5751靠近从动车轮5753。
43.上部吊架4包括环绕风机整体9的环形架41、连接在环形架41底部的连接法兰42、固定环绕在连接法兰42四周的支撑架43。连接法兰42还连接风机整体9的底部。支撑架43与环形架41之间通过支撑杆44相接。
44.请参阅图7，一种大容量海上风机整体平移装置的吊装方法，包括如下步骤：
45.步骤s1，装船时，通过起重机将风机整体9吊装到运输驳船8首尾的一侧。
46.步骤s2，风机整体9底部固定在上部吊架4上，风机整体9上部固定在平衡吊梁2上，通过平移顶升轨道平移车5在第二轨道7上、平衡吊梁2在第一轨道1上同时行走，移动到固定位置。
47.步骤s3，卸船时，风机整体9先通过平移顶升轨道平移车5在第二轨道7上、平衡吊梁2在第一轨道1上同时行走，移动到运输驳船8首尾的另一侧。
48.步骤s4，最后通过起重机将风机整体9连带着上部吊架4吊装到海上基桩上，经过上部吊架4的缓冲完成平稳对接安装。
49.以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。