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一种3MW风力发电机组安装方法

摘要

本发明公开了一种3MW风力发电机组安装方法,包括:选择主吊车的步骤;安装塔筒的步骤;安装机舱的步骤;安装叶轮的步骤;叶片螺栓力矩紧固的步骤;塔筒、机舱及叶轮螺栓力矩紧固的步骤;电缆敷设及安装的步骤。所述选择主吊车的步骤包括:采用630t履带吊车作为主吊车,选用72m主臂和36m副臂塔式加超起工况,将副臂铰接在主臂顶端,组合成主吊车的臂杆;起吊机舱时,使主臂、副臂与机舱上升轨迹成梯形状,从而使得机舱与臂杆之间的最小距离大于或等于5m。采用本发明,能防止机舱与臂杆碰撞,解决叶轮与机舱平稳对接和叶片螺栓紧固的问题。提高了施工安全保障,加快施工进度,节约了施工成本。

著录项

  • 公开/公告号CN105058052A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-11-18

    原文格式PDF

  • 申请/专利号CN201510536984.X

  • 发明设计人 包红磊;谭杰;陈修凯;杨夕云;

    申请日2015-08-28

  • 分类号B23P21/00;B66C23/36;B66C23/82;

  • 代理机构北京润泽恒知识产权代理有限公司;

  • 代理人吴志勇

  • 地址 410015 湖南省长沙市天心区芙蓉南路二段169号

  • 入库时间 2023-12-18 12:06:53

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-07-25

    授权

    授权

  • 2015-12-16

    实质审查的生效 IPC(主分类):B23P21/00 申请日:20150828

    实质审查的生效

  • 2015-11-18

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机组安装技术领域。

背景技术

近些年来,随着绿色环保清洁能源的推广,风电产业如雨后春笋般大规模快速地发展。与此同时,风电机组研究制造技术的快速地发展和机组性能的不断改进,陆上型机组单机容量从750kW风机发展到较为成熟的3MW风机,随之而变化的是机组设备吨位和体积的变大,这对机组设备的安装在施工工艺和质量上要求更高。如图1所示,现有650吨履带吊车(全主臂工况)起吊机舱至最高位置时,机舱与臂杆的安全距离只有0.5m。3MW风机机组设备安装中,需防止机舱与臂杆碰撞,解决叶轮与机舱平稳对接和叶片螺栓紧固问题,这已成为3MW风机设备安装中的重大技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是,提供一种3MW风力发电机组安装方法,其能防止机舱与臂杆碰撞,解决叶轮与机舱平稳对接和叶片螺栓紧固的问题。

本发明的技术方案是:一种3MW风力发电机组安装方法,包括:选择主吊车的步骤;安装塔筒的步骤;安装机舱的步骤;安装叶轮的步骤;叶片螺栓力矩紧固的步骤;塔筒、机舱及叶轮螺栓力矩紧固的步骤;电缆敷设及安装的步骤。

所述选择主吊车的步骤包括:采用630t履带吊车作为主吊车,选用72m主臂和36m副臂塔式加超起工况,将副臂铰接在主臂顶端,组合成主吊车的臂杆;起吊机舱时,使主臂、副臂与机舱上升轨迹成梯形状,从而使得机舱与臂杆之间的最小距离大于或等于5m。

所述安装塔筒的步骤包括以下分步骤:

A、准备好施工用具和材料,将电缆铺设在第四节塔筒内,并在塔筒法兰连接面整圈喷打双层密封胶;

B、吊具安装:在塔筒上法兰平均分布安装四个吊具、下法兰安装二个吊具;

C、塔筒起吊就位:在主吊车与辅吊车吊钩上分别挂好专用的钢丝绳和吊带;两台吊车配合起扳塔筒;直到塔架立直后,由主吊车单独将塔筒就位;确定好塔筒位置后,拧上螺栓,并紧固所有螺栓;

D、完成塔筒安装:吊车脱钩并拆除吊具;用螺栓连接三根塔基间接地线;完成塔筒门外梯爬梯安装;从第一节塔筒顶部放入电气设备。

所述安装机舱的步骤包括:

A、组装好机舱,并在起吊前对机舱进行测试;

B、安装机舱:包括如下分步骤:

1)用润滑剂喷涂螺栓头和螺纹;

2)吊具安装:将吊带与机舱连接好,将两根长度250米的揽风绳分别系于机舱两侧;

3)机舱吊装:起吊机舱时使机舱纵轴线处于偏离主风向90°的位置;主吊车吊起机舱至上法兰50mm处时,调整机舱的相对位置,下降机舱,使机舱尾部先落在塔筒上,再使机舱前部落在塔筒上,拧上连接螺栓;拧紧所有螺栓后降低吊车起重力;紧固上法兰与偏航轴承连接螺栓;

4)拆除吊具:紧固完所有螺栓后,卸下吊带与揽风绳。

所述安装叶轮的步骤包括:

A、组装好叶轮;

B、安装叶轮:包括如下分步骤:

1)将叶尖套套在两片起吊时向上的叶片上,系好揽风绳;捆绑好吊带,将吊带挂在主吊车吊钩上,辅吊车用吊带锁在向下的叶片上,在叶片的后缘垫好V型护板,在吊带上系上一根麻绳;

2)叶轮吊装:主吊车和辅吊车配合将叶轮抬起,然后辅吊车配合主吊车,主吊车以0.1m/s的速度提升,辅吊车的提升速度则控制在0.5m/s,直至叶轮完全离开地面;继续起吊叶轮,当叶轮与主吊车主臂成平行状态并且主臂与水平面成85°夹角时,从叶轮上拆除辅吊车吊具,由主吊车单独将叶轮吊至轮毂高度;

3)叶轮对接:当叶轮升高至机舱法兰面平行位置时,通过主吊车和揽风绳控制,将叶轮中心对准机舱法兰中心;操作主吊车,使叶轮法兰面与机舱法兰面重合,锁紧高速轴刹车;拧入并紧固所有螺栓;

4)拆除吊具:从叶轮上拆下主吊车吊带,拆除揽风绳;

5)锁紧叶轮:将叶轮锁锁死,然后将叶片调整到顺桨位置。

叶片螺栓力矩紧固的步骤包括:

A、连接好泵站与拉伸器之间的高压油管,将拉伸器套放在要拉伸的螺栓上并使拉伸器与螺栓连接紧扣;

B、设定压力值:根据施工力矩值表,在施工泵站上进行加压,给压力表设定施工压力值;

C、拉伸器加压:设定完压力值后,手动操作控制盒的加压按钮,给拉伸器加压;

D、拧紧螺母:待压力值上升至设定的最大压力值刻度时,利用棘轮扳手给驱动装置施力,从而拧紧螺母;

E、拉伸器泄压:螺母完全拧紧后,去除棘轮扳手;操作手动控制盒泄压按钮,给拉伸器卸压,直至压力指针恢复零刻度;

F、退出拉伸器。

所述塔筒、机舱及叶轮螺栓力矩紧固的步骤包括:先用电动扳手按照十字对角线预紧,每个角预紧5-6个螺栓后,再顺次全部预紧;预紧完所有螺栓后,调整好液压扳手的力矩,根据设定压力值按十字对角方式,每个角紧固5-6个螺栓。

电缆敷设及安装的步骤包括:

A、将电缆成“品”字型敷设排列,用电缆夹卡住,将导电轨按照三相和地线位置对应压入,用木锤敲打导电轨直至完全进入,再用螺栓连接;再分别按照相序对应接入各自接线箱;

B、开挖基坑;截取相应电缆长度;分两层铺设低压电缆;完成电缆终端制作及安装。

所述主吊车包括吊车主体、连接在吊车主体上的主臂、铰接在主臂顶端的副臂、副变幅装置、主变幅装置、超起变幅装置、主提升装置。

所述超起变幅装置包括超起桅杆、超起变幅钢丝绳卷扬、超起变幅钢丝绳、超起桅杆防后倾液压油缸;所述超起桅杆设在吊车主体上,超起桅杆底端设有超起变幅钢丝绳卷扬,超起桅杆顶端设有定滑轮五;超起变幅钢丝绳一端卷绕在超起变幅钢丝绳卷扬上、另一端经过超起桅杆顶端的定滑轮五后连接主臂顶端;超起桅杆与吊车主体之间设有超起桅杆防后倾液压油缸。

所述主变幅装置包括主变幅拉板、主变幅桅杆、主变幅钢丝绳卷扬、主变幅钢丝绳、主臂拉板、主臂防后倾液压油缸;所述主变幅桅杆设在吊车主体上,所述超起桅杆位于主变幅桅杆和主臂之间;主变幅拉板一端连接在超起桅杆顶端、另一端连接在主变幅桅杆顶端;主变幅钢丝绳卷扬设在吊车主体上,主变幅桅杆顶端设有定滑轮三,主变幅钢丝绳的一端卷绕在主变幅钢丝绳卷扬上,另一端绕过定滑轮三后再固定到主变幅钢丝绳卷扬上;主臂与吊车主体之间设有主臂防后倾液压油缸;超起变幅钢丝绳的另一端通过主臂拉板连接主臂顶端,主臂拉板一端与主臂顶部连接、另一端设有定滑轮四且通过定滑轮四与超起变幅钢丝绳连接,超起变幅钢丝绳的另一端经过定滑轮五、绕过定滑轮四后再固定到超起桅杆顶端。

所述副变幅装置包括设在主臂顶端的变幅副臂后桅杆、设在副臂底端的变幅副臂前桅杆、连接在变幅副臂前桅杆顶端和副臂顶端之间的副臂拉板、连接在变幅副臂后桅杆顶端与主臂底端之间的变幅副臂后桅杆拉板、设在变幅副臂后桅杆与主臂之间的副臂防后倾液压油缸、设在主臂底端的副变幅钢丝绳卷扬、副变幅钢丝绳;所述变幅副臂前桅杆和变幅副臂后桅杆的顶端分别设有定滑轮一和定滑轮二,副变幅钢丝绳的一端卷绕在副变幅钢丝绳卷扬上,另一端依次经过定滑轮一、定滑轮二后与副臂顶端连接。

所述主提升装置包括主提升卷扬、主提升钢丝绳、动滑轮和与连接动滑轮的吊钩;主提升卷扬设在吊车主体上;超起桅杆顶端设有定滑轮六,超起桅杆底端设有定滑轮七、变幅副臂后桅杆底端设有定滑轮八、变幅副臂前桅杆底端设有定滑轮九、副臂顶端设有定滑轮十;主提升钢丝绳一端卷绕在主提升卷扬上,另一端依次经过超起桅杆顶端定滑轮六、超起桅杆底端定滑轮七、变幅副臂后桅杆底端定滑轮八、变幅副臂前桅杆底端定滑轮九、副臂顶端定滑轮十、绕过动滑轮后再连接到副臂顶端。

所述吊车采用630吨履带吊车,主臂长度为72m,副臂长度为36m。

采用本发明,能防止机舱与臂杆碰撞,解决叶轮与机舱平稳对接和叶片螺栓紧固的问题。采用本发明,既能满足吊装高度及起重量的要求,同时,塔式超起工况中的臂杆与机舱上升轨迹成梯形状,使机舱与臂杆的距离增加到了5m,确保了机舱吊装时不会与臂杆发生碰撞,提高了施工安全保障,加快施工进度。而且,630t履带吊市场使用价格比650t履带吊要低,节约了施工成本。

附图说明

图1是现有技术中的650吨履带吊车(全主臂工况)起吊机舱至最高位置时的状态示意图。

图2是本发明实施例中的630吨履带吊车的结构示意图。

附图标记说明:

1-吊车主体;19-变幅副臂后桅杆;

2-履带;20-副变幅钢丝绳;

3-主变幅桅杆;21-定滑轮二;

4-超起变幅钢丝绳卷扬;22-副臂防后倾液压油缸;

5-定滑轮七;23-超起变幅钢丝绳;

6-主臂;24-定滑轮五;

7-定滑轮四;25-定滑轮六;

8-主臂拉板;26-变幅副臂后桅杆拉板;

9-定滑轮八;27-超起桅杆;

10-吊钩;28-超起液压杆;

11-动滑轮;29-定滑轮三;

12-定滑轮九;30-主变幅钢丝绳;

13-主提升钢丝绳;31-超起配重;

14-副臂;32-主变幅钢丝绳卷扬;

15-定滑轮十;33-后配重;

16-副臂拉板;34-超起桅杆防后倾液压油缸;

17-变幅副臂前桅杆;35-主臂防后倾液压油缸;

18-定滑轮一;36-主变幅拉板。

具体实施方式

本发明主要是针对3MW风力发电机组安装而采用的一种方法。下面结合附图对本发明作进一步说明。

3MW风机设备的主要参数如下表:

本发明3MW风力发电机组安装方法的主要步骤及安装要求如下:

一、主吊车选择

从上表中,可以看出3MW风机机组设备在吨位和体积上面远比2.5MW及其以下的风机机组设备都要增大许多,其中机舱重量达到了120t,尺寸参数(长、宽、高)到达了12.3m×5m×6.5m。主吊车在吊装机组设备时,不仅要考虑到主吊车负荷的问题,还需考虑到所吊的机组设备在施工中会不会碰撞主吊车的臂杆,避免危险事故发生。

按照施工需要,一般主吊车的选择都在650吨及其以上的吊车,工况为全主臂臂杆加超起配重。这样虽满足了主吊车的负荷问题,但是当机舱从地面起吊一直升至所设定高度时,主臂臂杆与机舱的上升轨迹成三角形状,所以在上升到一定高度时,臂杆与机舱之间的距离越来越近。如图1所示,现有650吨履带吊车(全主臂工况)起吊机舱至最高位置时,机舱与臂杆安全距离只有0.5m。如果控制不当或者风向风速干扰时,极易造成设备碰撞臂杆,严重时造成主吊倾翻,导致不可挽回的重大事故损失。

为解决机舱就位时机舱与履带吊臂杆安全距离较小的问题,同时还需满足施工需要。根据风机设备尺寸参数和设备吨位以及相关履带吊的性能参数和工况系数,确定选择630t履带吊车作为主吊车:选用72m主臂和36m副臂塔式加超起工况,超起配重100t,作业半径24m,额定起重量143.9t,实际最大起重量120t,负荷率84.4%。这样既满足吊装高度及起重量的要求,同时,塔式超起工况中的臂杆(即组合臂杆,包括主臂和副臂)与机舱上升轨迹成梯形状(或类梯形状或四边形,其中主臂、副臂和机舱上升轨迹分别形成梯形或类梯形或四边形的三条边),使机舱与臂杆的距离由0.5m增加到了5m(起吊机舱至最高位置时),确保了机舱吊装时不会与臂杆发生碰撞,提高了施工安全保障,加快施工进度。同时,630t履带吊市场使用价格比650t履带吊要低,节约了施工成本。630吨履带吊车(塔式超起工况)起吊机舱至最高位置时,机舱与副臂(副臂比主臂离机舱近)之间的安全距离增大到5m。

主吊车采用630吨履带吊车,结构如下:

如图2所示,630吨履带吊车包括吊车主体1、连接在吊车主体上的主臂6、铰接在主臂顶端的副臂14、副变幅装置、主变幅装置、超起变幅装置、主提升装置。主臂6长度为72m,副臂14长度为36m。主臂连接在吊车主体1(主机)上(就是主臂的根部节连接在吊车主机上),副臂连接在主臂的顶端位置;主臂铰接在吊车主体上,副臂铰接在主臂的顶端位置。

主变幅装置:主臂拉板8一端与主臂顶部连接、另一端通过设在该端的定滑轮四7与超起变幅钢丝绳23连接;主变幅拉板36一端连接超起桅杆27顶端、另一端连接在主变幅桅杆3顶端;主变幅钢丝绳卷扬32设在吊车主体上,主变幅桅杆3顶端设有定滑轮三29,主变幅钢丝绳30通过主变幅钢丝绳卷扬释放,并通过定滑轮三与主变幅桅杆连接,组成主变幅;主臂底端与吊车主体之间设有主臂防后倾液压油缸35(主臂防后倾液压)。

副变幅装置:所述的主臂6顶端设有变幅副臂后桅杆19,副臂14的尾端(根部或底端)设有变幅副臂前桅杆17;变幅副臂前桅杆17顶端与副臂14顶端通过副臂拉板16连接;变幅副臂后桅杆19顶端与主臂底端通过变幅副臂后桅杆拉板26连接,变幅副臂后桅杆19底部与主臂顶部之间设有副臂防后倾液压油缸22(副臂防后倾液压);主臂底端根部节设有副变幅钢丝绳卷扬,变幅副臂前桅杆和变幅副臂后桅杆顶端分别设有定滑轮一18和定滑轮二21,副变幅钢丝绳20通过副变幅钢丝绳卷扬释放,经过定滑轮一和定滑轮二后与副臂顶端固定连接。

超起变幅装置:超起桅杆27安装在吊车主体(主机)上,超起桅杆底部设有超起变幅钢丝绳卷扬4,超起桅杆顶端设有定滑轮五24,超起变幅钢丝绳23通过超起变幅钢丝绳卷扬4释放,再经过超起桅杆顶端定滑轮五24与主臂拉板8相连,超起变幅钢丝绳的另一端经过定滑轮五、绕过定滑轮四后再固定到超起桅杆顶端。超起桅杆底部与吊车主体之间设有超起桅杆防后倾液压油缸34(超起桅杆防后倾液压)。

主提升装置:主提升卷扬设在吊车主体上,主提升钢丝绳13通过主提升卷扬释放,依次经过超起桅杆顶端定滑轮六25、超起桅杆底端定滑轮七5、变幅副臂后桅杆底端定滑轮八9、变幅副臂前桅杆底端定滑轮九12、副臂顶端定滑十15、动滑轮11后再连接到副臂前端,吊钩10连接动滑轮。

630吨履带吊车还包括履带2、超起液压杆28、超起配重31、后配重33。

配重装置:中心压重架布置在吊车主体(主机)回转中心前后处,中心压重架放置中心压重;尾部配重架布置在主机尾部,尾部配重架放置尾部配重;超起桅杆顶端设有超起配重拉板,拉板下部连接超起配重架,配重架放置超起配重块。

履带装置:前后履带组装在主机两侧位置。

二、塔筒安装

1、工作准备:清理基础环和塔筒,准备好施工器具和材料,如:主吊(主吊车)与辅吊(辅吊车)、专用的钢丝绳和吊带;提前将电缆铺设在第四节塔筒内,并在塔筒法兰连接面整圈喷打双层密封胶。

2、塔筒提升夹具安装:塔筒上法兰面平均分布安装4个吊具,下法兰按1点半、10点半位置安装2个吊具。

3、塔筒起吊就位:在主吊与辅吊吊钩上分别对称挂好专用的钢丝绳和吊带,钢丝绳通过提升滑轮与提升夹具相连。指挥两台吊车配合起扳塔筒,直到塔架立直,摘除辅吊车吊具,由主吊车单独将塔筒就位,确定好塔筒方位后,迅速带上螺栓,并按十字对角法紧固所有螺栓。

4、摘除吊具及其他工作:紧固完第一遍力矩后吊车(主吊车和辅吊车)脱钩并拆除吊具,用螺栓连接3根塔基间接地线,完成塔筒门外梯爬梯安装,并且从第一节塔筒顶部活动平台板处放入电气设备。

三、机舱组合与安装

1、机舱组合(组装机舱)

1)组装完成减震座与前梁、环链葫芦安装与横梁、风速仪以及航空等地面组装工作,利用汽车吊将组装完成的部件以及前后顶罩与机舱主体完成组装。在前后顶罩与机舱主体接触处,涂打玻璃胶,防止漏水,并将密封板固定在机舱前端面。

2)所有组装完成后,清洁机舱内部卫生,完成机舱防雷接地线连接和机舱通风散热器百叶窗驱动马达保护膜拆除,并向水冷系统加注防冻液。起吊前,测试刹车、叶轮锁液压系统是否正常工作,如有问题,立即处理。

2、机舱安装

1)工作准备:清理机舱内外部、过渡段法兰面和塔筒顶法兰面卫生,用Chesterton785润滑剂喷涂螺栓头和螺纹,方法同塔筒螺栓。

2)吊具安装:将吊带通过专用卸扣与机舱吊耳连接,并将两根长度约250米的揽风绳分别系于机舱过渡段及航空灯支架处以便于调整机舱方向。每根揽风绳用4-5人(视风速增减)拉住以防机舱在风力作用下在高空旋转,甚至发生与履带吊(吊车)臂杆的碰撞。

3)机舱吊装:主吊车起吊机舱时机舱纵轴线应处于偏离主风向90°的位置(与主吊车主臂一致),以便于叶轮的安装。履带吊缓慢吊起机舱至上法兰约50mm处,安装人员用导正棒调整机舱的相对位置,同时指挥吊车缓慢下落机舱,机舱尾部先坐在塔筒上,带上部分螺栓后再降低吊钩,机舱前部才落在塔筒上,拧上连接螺栓,此时吊车保持50吨左右的起重力,用电动扳手按十字对角方式紧完所有螺栓后可逐渐降低吊车起重力。按对角线顺序用力矩扳手均匀地紧固上法兰与偏航轴承连接螺栓;

4)拆除吊具:电动扳手紧固完所有螺栓后,从上到下对塔筒螺栓力矩再进行一次终紧施工。力矩扳手紧固完第一次后,卸下机舱前后部吊点卸扣随吊带一起吊出机舱。卸下过渡段与机舱尾航空灯支架处揽风绳。

四、叶片组合与叶轮安装

1、叶片组合

1)完成导流冒与轮毂安装,并检查叶片编号一致,无外观破损等问题,拆除撞块工装螺栓、变桨限位开关和齿圈润滑小齿轮。为变桨控制柜提供不带漏电保护的400V交流电源,使用变桨控制盒变桨,调整端板零点位置至六点钟左右。组装前,将叶片与轮毂接触面,螺栓孔外侧用密封胶喷涂一圈,并在叶片螺栓螺纹上均匀涂抹Chesterton785润滑;

2)平稳起吊单只叶片,找准限位撞块与长螺杆位置,通过变桨盒控制变桨,驱动变桨电机反复调整变桨轴承的位置,使叶片的6颗长螺栓与撞块的固定螺孔对应,调节变桨轴承使全部螺栓进入所对应的螺孔,检查叶片后缘“0”刻度标记,确认叶片后缘零刻线位置与端板零点位置一致。安装垫片与叶片螺母,并使用扳手将螺母紧固,并作好防叶片侧翻措施。

3)按上述的操作方式,进行另外两片叶片的组合方式。变桨小齿轮与变桨轴承啮合处必须安装叶轮锁紧座,防止叶片变桨转动。操作变桨控制使向下的叶片后缘朝上(叶尖指向下),并锁定变桨。

2、叶轮安装

1)吊装前准备:将叶尖套套在两片起吊向上的叶片上,系好揽风绳,每个叶片上2根250m揽风绳。吊装过程中,牵拉绳索的人员至少有六人,按照吊装指挥人员的指令,与吊车配合调整叶轮的方向和位置。按照提供的吊点位置捆绑吊带,使用1副吊带兜(吊带由25m缩减至19m宽扁平吊带,这样,使得叶片根部与吊带间摩擦力增加,在叶轮翻转过程中使得叶轮正好与铅垂面成4-6°负角度,正好与机舱法兰面平行)在两片向上叶片的根部距离叶片根部挡雨板约1m处,将吊带挂在履带吊吊钩上,辅吊用吊带锁在向下的叶片上,吊点位置距离叶尖约15m的地方,叶片的后缘必须垫好V型护板,在吊带上系上一根麻绳,方便叶片扳直后将吊带解开;

2)叶轮吊装:两车配合起吊叶轮,离地后清洁轮毂法兰、螺栓孔,涂防锈油。两车配合将叶轮抬起,然后辅吊配合主吊,主吊以0.1m/s的速度提升,辅吊的提升速度则控制在以大约0.5m/s,叶轮由水平状态翻转至倾斜(注意防止叶尖着地),直至垂直向下的叶尖完全离开地面。继续起吊叶轮,当叶轮与主吊主臂杆成平行状态时(主臂与水平成85°夹角),由于叶片与吊带之间的摩擦力(吊带上增加橡胶皮,胶皮上撒松香粉增加与叶片的摩擦),可以使叶片保持与水平成大约85°夹角。此时,辅吊不承载,拆除辅吊吊具,两侧揽风绳稍微用力,力度不可太大(影响叶轮起吊上升),并且控制叶轮方向。通过三个位置(两侧揽风绳各一个、主吊位置一个)起重指挥员,顺着起吊步调,指挥揽风绳收放和方向,由主吊吊单车将叶轮组件吊至轮毂高度;

3)叶轮对接:松开低速锁定,调整高速轴刹车制动螺栓,松开高速轴刹车,缓慢转动高速轴调整主轴位置。当叶轮升高至机舱法兰面平行位置时(相对距离约15cm),通过主吊动作和两端揽风绳控制,将叶轮中心对准机舱法兰中心。两侧揽风绳控制好方位,随时可以调整,继续缓慢向前行走主吊,直至叶轮法兰面与机舱法兰面全部重合,锁紧高速轴刹车。扳手拧入所有螺栓后,对角线方向按规定力矩紧固所有的螺栓;

4)拆除吊具:紧固完第一遍力矩后,拆除主吊上两根吊带,并随主吊吊钩一起回落地面。所有力矩紧固完成后,盘车使叶片分别垂直向下,地面人员回拉揽风绳,拆除揽风绳及其护套。

5)锁紧叶轮:叶轮吊装完毕后必须将叶轮锁锁死,然后将叶片调整到顺桨位置。

五、叶片螺栓力矩紧固质量分析

1、由于叶片是旋转体,当叶片转到最高位置时,叶片螺栓受力最小,转到最低位置时受力最大,在交变载荷作用下,如果叶片螺栓力矩未达到螺栓自锁所需要的力矩,那么叶片螺栓松动是必然的。另一方面,叶轮旋转和机舱偏航都会对叶片产生振动,如果叶片螺栓紧固力矩达不到要求,必然会加速螺栓的松动。综合上面两种因素,

叶片螺栓紧固松动快且数量多,就必须要为螺栓紧固提供更为精准的载荷,也为日后检修减少时间间隔和成本。

2、中空力矩液压扳手紧固方式是利用螺纹联接,根据所提供的力矩值调整压力利用输出扭矩将螺母拧紧。此种方法在施工中受到润滑效果和摩擦力矩的影响,中空力矩扳手在拧紧螺栓时内部需克服摩擦阻力做工,螺栓上所得到的载荷降低约20%。叶轮在长时间的转动下,螺母与螺栓之间联接易松动。

通过理论计算,螺栓上获得的最终自锁载荷如下公式:

T=T1-T2-T3-T4-T5

T:克服完所有摩擦力以后产生的有效预紧力矩;

T1:用于产生预紧力加在螺母上的液压力矩扳手力矩;

T2:螺母与法兰面之间的摩擦力矩;

T3:螺纹间的摩擦力矩;

T4:由力矩扳手的径向反作用支点所引发的螺栓径向力所产生的摩擦力矩;

T5:由力矩扳手的直角支撑所引发的螺栓上的反作用弯矩所产生的摩擦力矩;

3、本技术中使用了液压拉伸器对叶片进行紧固,解决了以往传统工艺紧固螺栓后螺栓松动的质量通病。根据胡克定律:拉伸力与变形量之间成正比例关系,如下公式:

△L=(△F/E)*L

△L:螺栓微量变形量;

△F:作用在螺栓上的应力;△F=F(作用力)/S(横截面积)

E:材料的弹性模量;L:螺栓的长度

液压油缸直接对螺栓施加外力,对螺栓轴向拉伸,使螺栓在其弹性变形区内被拉长,螺栓直径微量变形,从而使螺母易于松动,再锁紧螺母,有利地保留了有效载荷,而且液压拉伸器可以4个拉伸头同时施工,对叶片整体平衡性产生了非常好的效果,进一步提升了螺栓有效载荷。

4、拉伸器对螺栓施加的载荷与液压缸中的油压成正比关系,其拉伸方式不受螺栓润滑效果和螺纹摩擦大小的影响,除液压拉伸器本身制作精度影响外,对螺栓施加的载荷基本可全作用于螺栓上,螺栓最终的自锁载荷可以达到95%以上。

更适用于高强度螺栓紧固精度要求较高的接合应用,它能使法兰受力均匀地实现接合,叶片法兰与轮毂法兰连接更加紧密。

六、叶片螺栓力矩紧固施工

1、施工准备

连接好泵站与拉伸器之间的高压油管,将拉伸器平稳牢固套放在欲拉伸的螺栓上。棘轮扳手放入拉伸器头部的开口处,顺时针旋拧棘轮扳手,带动拉伸器内部螺纹筒下降与预拉伸螺栓连接紧扣。

2、设定压力值

根据施工力矩值表,在施工泵站上进行加压,给压力表设定施工力矩值。当压力表指针到达指定位置后,迅速轻轻回转泵站上定压开关,将压力最大值设定为施工指定压力值。叶片螺栓拉伸分三次拉伸,第一次设定压力值为45MPa(155kN),第二次设定压力值为68MPa(235kN),第三次设定压力值为90MPa(310kN)。

3、拉伸器加压

设定完压力值后,手动操作控制盒的加压按钮,给拉伸器加压。(第一组螺栓拉伸不需此步,直接进入下面第4步骤。)

4、拧紧螺母

待压力值上升至设定的最大压力值刻度时,此时压力表指针停止在此位置。将棘轮扳手放置在拉伸器下部驱动螺母装置开口处,利用棘轮扳手给驱动装置施力,从而拧紧螺母。

5、拉伸器泄压

螺母完全拧紧后,去除棘轮扳手。操作手动控制盒泄压按钮,给拉伸器卸压,直至压力指针恢复零刻度。

6、退出拉伸器

再次将棘轮扳手放置拉伸器头部的开口处,逆时针操作棘轮扳手,带动拉伸器内部螺纹上升,退出与螺栓的连接。第二、三次螺栓拉伸方式同上面所述。

7、螺栓力矩验收

待所有螺栓按照同样方式紧固完成后,按照抽检所有螺栓30%的比列,对叶片螺栓紧固质量进行抽样检查。

七、塔筒、机舱及叶轮螺栓力矩紧固

先用电动扳手按照十字对角线预紧,每个角预紧5-6个螺栓后,再顺次全部预紧。预紧完所有螺栓后,调整好液压扳手的力矩,根据厂家设定压力值按十字对角方式,每个角紧固5-6个螺栓,进行多次紧固。

八、电缆敷设及安装

1、塔筒电缆敷设及安装根据厂家电气安装手册,对应找好相应电缆及位置,将电缆成“品”字型敷设排列,用电缆夹卡住,要求整齐美观,协调一致。在电缆弯曲处,电缆需整齐排布,避免电缆扭曲交叉。将导电轨按照三相(黄、绿、红)和地线位置对应压入,用木锤敲打导电轨直至完全进入,再用螺栓连接,拧紧力矩(80Nm),不可用铁锤等金属物敲击导电轨。完成电缆终端制作后,分别按照相序对应接入各自接线箱处,并做好防火封堵及电缆挂牌等工作。

2、低压电缆敷设及安装

依据施工图纸,开挖基坑。按照设计图纸,截取相应电缆长度,每根电缆两端分别留好能够制作两个终端的长度和弯曲弧度。分两层铺设低压电缆,每一层电缆并列水平铺设,间距不得小于100mm,并在电缆一侧预放光缆管,每一层都需要铺沙盖砖,见证验收后,需回填至原貌。按照电缆终端制作说明书要求,完成终端制作及安装,并做好防火封堵及电缆挂牌等工作。

上述安装方法,经在工程中试验运用,取得了很好的效果。本技术较传统施工方法优化了施工方案,新颖独特,非常具有创造性和实用性。在该方法的指导下,未发生一起设备损坏和人员伤亡事故,解决了因主吊车与设备安全间距较小问题,有效地保证了叶轮与机舱的安全,同时实现了叶片螺栓一次合格率100%,提高了叶片紧固质量,增加了后期对叶片螺栓的检修间隔。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围之内。

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