用于海上风机塔筒安装的减摇装置

355 编辑：管理员来源：大连理工大学

2024-03-12 17:30:19

权利要求书： 1.一种用于海上风机塔筒安装的减摇装置，其特征在于，所述的减摇装置用于降低海上风机安装过程中塔筒晃动的设备，包括塔架端、塔筒端和安装船操作室端；

所述的塔筒端包括减摇绞机(11)、缆绳(12)、塔筒端连接器(13)、独立电源(14)、遥控信号收发器(15)、采集控制器(16)和电源线(17)；多个减摇绞机(11)均匀布置固定于塔筒内壁，通过缆绳(12)连接塔筒端连接器(13)；遥控信号收发器(15)和采集控制器(16)固定安装于塔筒内壁，遥控信号收发器(15)用于控制塔筒端连接器(13)，进而控制缆绳(12)通过减摇绞机(11)调整塔筒(4)的角度和位置；所述的采集控制器(16)用于采集塔筒端连接器(13)的缆绳(12)张力信号，并将张力信号传递至遥控信号收发器(15)，采集控制器(16)中含有加速度传感器；减摇绞机(11)、遥控信号收发器(15)和采集控制器(16)均通过独立电源(14)和电源线(17)配合供电；

所述的塔架端包括位于塔架底端、与塔筒端减摇绞机(11)数目相同的塔架端连接器(10)，其位置和减摇绞机(11)位置一一对应；

所述的安装船操作室端包括用户交互界面和无线接收器，通过用户交互界面控制塔筒端内的设备，通过无线接收器将信号发送到遥控信号收发器(15)，用于控制塔筒端连接器(13)，进而控制减摇绞机(11)实现释放及收紧缆绳(12)操作，调整塔筒(4)的角度和位置。

2.根据权利要求1所述的用于海上风机塔筒安装的减摇装置，其特征在于，所述的减摇绞机(11)具有张力传感器，减摇绞机(11)通过塔筒(4)内独立电源(14)供电。

3.根据权利要求1或2所述的用于海上风机塔筒安装的减摇装置，其特征在于，根据不同的工况，选取不同数量的减摇绞机(11)及塔架端连接器(10)。

说明书：一种用于海上风机塔筒安装的减摇装置技术领域[0001] 本发明属于海上风电机构技术领域，特别涉及一种应用于固定式海上风机塔筒装配过程中的减摇装置。技术背景

[0002] 由于风机体积日渐增大，整体吊装已无法满足需求。此时需要将风机组件分别安装。对于塔筒的安装，传统方法主要依靠经验及人工调整。当风速等天气因素满足吊装要求时，塔筒从甲板起吊到一定高度，水平移动到安装位置上部，当塔筒晃动满足装配要求时，控制吊车的绞机，逐渐降低塔筒高度，并持续关注塔筒晃动，以确保晃动幅度处于操作范围内。位于塔架内的安装工人需在塔筒接近塔架时，用力配合吊机，使塔筒平稳落在塔架上，并且装配孔互相对应，安装螺丝进行装配。当风力增大时，塔筒晃动会加剧，则停止继续下降高度，待晃动减小到一定程度时再进行下降操作。若晃动幅值持续超出安装极限值时，将塔筒放回甲板，待天气情况允许后，重复以上步骤。[0003] 此传统方法极大的受限于环条件，操作时间长，增加了安装成本。同时由于塔架无保护设施，对于安装工人的生命安全构成一定的威胁。风机塔筒装配过程中，如果使用减摇设备，可大大降低安装过程中对环境因素的依赖，减少塔筒的晃动，从而降低塔筒损坏的风险，提高安装效率。发明内容[0004] 本发明的目的在于克服了上述缺陷，一种应用于固定式海上风机塔筒装配过程中的减摇设备，用于降低海上风机安装过程中塔筒的晃动。[0005] 本发明的技术方案：[0006] 一种用于海上风机塔筒安装的减摇装置，用于降低海上风机安装过程中塔筒晃动的设备，包括塔架端、塔筒端和安装船操作室端；[0007] 所述的塔筒端包括减摇绞机11、缆绳12、塔筒端连接器13、电源14、遥控信号收发器15、采集控制器16和电源线17；多个减摇绞机11均匀布置固定于塔筒内壁，通过缆绳12连接塔筒端连接器13；遥控信号收发器15和采集控制器16固定安装于塔筒内壁，遥控信号收发器15用于控制塔筒端连接器13，进而控制缆绳12通过减摇绞机11调整塔筒4的角度和位置；所述的采集控制器16用于采集塔筒端连接器13的缆绳12张力信号，并将信号传递至遥控信号收发器15，采集控制器16中含有加速度传感器；上述设备均通过电源14和电源线17配合供电；[0008] 所述的塔架端包括固定于塔架底端、与塔筒端减摇绞机11数目相同的塔架端连接器10，其位置和减摇绞机11位置一一对应；[0009] 所述的安装船操作室端包括用户交互界面和无线接收器，通过用户交互界面控制塔筒端内的设备，通过无线接收器将信号发送到遥控信号收发器15，用于控制塔筒端连接器13，进而控制减摇绞机11实现释放及收紧缆绳12操作，调整塔筒4的角度和位置；控制端的采集和控制数据包括：各绞机及固定连接器位置信息、各缆绳长度、各缆绳张力、各缆绳释放/收紧速度、各缆绳释/收紧放长度、各连接器连接情况、电源信息、故障信息、设定拉力、拉力过大预警。同时，根据塔筒的晃动，控制器应具备各缆绳张力分配、手动/自动操作等功能。[0010] 所述的减摇绞机11具有张力传感器，减摇绞机11通过塔筒4内独立电源14供电。独立电源14具有后备电源功能。当主电源失灵时，备用电源需开启以保护系统安全和操作的继续。无线接收器和控制器内部具有额外的独立电源以保障电力系统故障时不会与控制室失联。[0011] 减摇绞机11应具有断电保护功能。当电源无故终端时，缆绳12长度应不会改变。[0012] 塔架端连接器10安装于出厂时已加工好的配对口上。安装后，保护装置需限制其在任意方向上的移动，从而实现刚固，防止连接断开造成人员或设备损失。需要特殊解锁装置或解锁方式才可以解锁。[0013] 连塔筒端接器13可以与塔架端连接器10连接，连接后具有保护功能，需要特殊解锁装置或解锁方式才可以解锁，防止连接断开造成人员或设备损失。当连接锁定后，安装船操作室端会接收到连接完成的提示。[0014] 根据不同的工况，选取不同数量的减摇绞机11及塔架端连接器10。一方面，当工况较好时，可以减少设备安装时间，提高效率。另一方面，当工况较恶劣时，可以依靠更多的缆绳来提高操纵安全性。[0015] 所有设备均应具备防水、防尘、防震保护。[0016] 本发明的有益效果：[0017] 1.本发明在风机塔筒上安装设备，可以于厂家生产或者安装等待期间装配。不占用现场安装时间。塔架端连接器方便操作，易于安装。[0018] 2.现有基础通常利用水平缆绳来被动实现减摇。本发明可以配合现有安装方法，增加系统约束，提高自动化水平，保障安全，扩展安装操作限制。[0019] 3.本发明大大提高了风机塔筒安装过程中的抗风载荷能力。可以在较恶劣工况下实现风机塔筒的安装，更高效率的利用安装船，从而降低安装费用。由于合拢过程不需要过多人工干预，留在塔架上的作业工人数量可以降低。同时保证工人的安全。[0020] 4.在完成合拢后，绞机持续处于拉紧状态，有利于确保工人安装过程中塔筒的稳定，降低作业工人的操作风险。附图说明[0021] 图1是风机塔筒安装示意图。[0022] 图2是风机塔筒装置示意图。[0023] 图3是风机塔架装置示意图。[0024] 图中：1海床；2风机单桩；3塔架；4塔筒；5吊钩；6吊缆；7吊车；8安装平台；9系统绞机；10塔架端连接器；11减摇绞机；12缆绳；13塔筒端连接器；14电源；15遥控信号收发器；16采集控制器；17电源线。具体实施方式[0025] 以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。[0026] 风机塔架3和塔筒4生产时预留电源14、减摇绞机11和连接器的安装位置；减摇绞机11可出厂时安装，也可以起吊前于船上安装。缆绳12和塔筒端连接器13在减摇绞机11安装完成后装配。控制减摇绞机11收起缆绳12以降低起吊过程中缆绳12和塔筒端连接器13晃动对人员、设备、结构的撞击和损伤。[0027] 若此时塔架3已经安装完毕。吊车从甲板起吊塔筒4。塔筒4起吊至一定高度，水平移动到安装位置上部。控制减摇绞机11释放缆绳12。当塔筒端连接器13降落到塔架3高度以后，继续释放缆绳12，以确保塔筒端连接器13与塔架端连接器10连接过程中，缆绳12处于松弛状态。当全部连接完成后，自动/手动控制减摇绞机11，张紧缆绳12，使缆绳12始终处于拉紧状态，其中张力始终大于0。缓慢降低塔筒4高度，并始终张紧拉塔筒4和塔架3间的缆绳12，直到塔筒4装配成功，并紧固安装螺丝。拆卸掉减摇绞机11、电源14、缆绳12、塔筒端连接器13，便于重复利用。

[0028] 若张力传感器检测到张力趋于缆绳12断裂预警范围，则降低张力或者取消安装。