本发明公开了一种海上风力发电机组整体安装施工方法及其设备，施工方法包括风机装载、风机拖航和风机安装三个阶段，海上风力发电机组整体安装设备，由驳船和驳船上面的固定装置组成，所述固定装置主体为桁架、桁架顶部设置有平衡夹具，桁架中部设置有液压缸悬挂系统，所述驳船前端开有U型槽，U型槽中部设置有主梁，主梁两端固定在驳船上，主梁中间设有尺寸与风机底部塔筒直径相同的开孔。本发明的海上风力发电机组整体安装施工方法，不需要大型专用浮吊及专用设备，工艺简单，成本低且能够保证海上风力发电机组的安装要求及规定；海上风力发电机组整体安装设备，结构简单，操作方便。
1.一种海上风力发电机组整体安装施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、风机装载：将风机在码头前沿陆上组装完毕，驳船上桁架液压支腿回缩，主梁前半用立柱吊车吊开，留出安装位置，后半用悬挂液压缸与船体固定，平衡夹具打开，悬挂液压缸浮动，液压系统压力抵消主梁重力，驳船靠近墩台，使主梁后半的键槽与风机法兰键对接，吊车回转，移动主梁前半至合适位置，关闭主梁，锁紧悬挂液压缸，使风机法兰键与主梁键槽可靠联接，安装主梁开半法兰螺栓，平衡夹具夹紧风机上部，拆除风机法兰螺栓，缓冲液压支腿伸出，液压缸悬挂系统将风机抬起，驳船离开墩台，完成风机装载；
B、风机拖航：将悬挂液压缸伸出，风机下放至指定位置，将主梁锁定在驳船上，缓冲液压支腿回缩，调整平衡夹具到固定位置锁定，驳船拖航；
C、风机安装：拖航到安装地点，主梁解锁，平衡夹具保持锁定，起升到安装高度，缓冲液压支腿伸出，驳船靠近墩台，调整风机安装法兰位置，悬挂液压缸使风机下降，缓冲液压支腿接地，下降风机，风机法兰与墩台法兰对接，液压缸悬挂系统、平衡夹具浮动，缓冲液压支腿支撑主梁连同风机下降至墩台法兰，固定两法兰，安装风机底部法兰联接螺栓，平衡夹具打开，拆除悬挂液压缸销轴，拆除主梁开半法兰螺栓，锁紧悬挂液压缸伸出，主梁开半，驳船离开，完成风机安装。
2.根据权利要求1所述一种海上风力发电机组整体安装施工方法，其特征在于：所述步骤A中的墩台位于码头前沿且与风机基础平台同尺 寸。
3.根据权利要求1所述一种海上风力发电机组整体安装施工方法，其特征在于：所述步骤C中拖航到安装地点，主梁解锁，平衡夹具保持锁定，起升到安装高度的过程中，平衡夹具与液压缸悬挂系统工作，抵消横倾纵倾，保持风机垂直及与墩台的相对平稳。
4.根据权利要求1所述一种海上风力发电机组整体安装施工方法，其特征在于：所述步骤C中液压缸悬挂系统浮动抵消主梁重力。
5.一种根据权利要求1所述的海上风力发电机组整体安装施工方法的设备，其特征在于：所述设备由驳船和驳船上面的固定装置组成，所述固定装置主体为桁架、桁架顶部设置有平衡夹具，桁架中部设置有液压缸悬挂系统，所述驳船前端开有U型槽，U型槽中部设置有主梁，主梁两端通过悬挂液压缸悬垂在桁架上或通过动力销固定在驳船上，主梁中间设有尺寸与风机底部塔筒直径相同的开孔。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：所述桁架由上下两部分组成，上部为倒置三棱柱结构，倒置三棱柱结构顶部设置有内套接桁架和通过滚轮与内套接桁架连接的外套接桁架，下部分包括桁架立柱和横向桁架，所述桁架立柱支撑在驳船开孔侧两端。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：所述平衡夹具前端为开口端，开口端内径与风机顶部塔筒直径相同，平衡夹具内侧粘贴有防磨损材料。
8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：所述液压缸悬挂系统包括悬挂在桁架上的悬挂液压缸和设置在主梁上的电子水平仪。
9.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：所述主梁采用不对称开半结构，主梁内设有与风机法兰键对应的键槽。
10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述桁架立柱上设置有吊车。
海上风力发电机组整体安装施工方法及其设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种海上风力发电机组整体安装施工方法及其设备。
背景技术
[0002] 目前海上风力发电机组安装施工主要有两种方式，一是采用大型浮吊直接进行整体吊装，二是采用风机安装专用大型设备。前者需要大型专用浮吊，且需要对风机底部和中部进行设置辅助设备，施工困难，风险大成本高；后者设备复杂，成本高，施工工期长。
发明内容
[0003] 本发明的一个目的是提供一种不需要在海中搭设作业平台，不需要大型专用浮吊，工艺简单，成本低且能够保证海上风力发电机组的安装要求及规定的海上风力发电机组整体安装施工方法。
[0004] 本发明为实现上述目的所采用的一种技术方案是：一种海上风力发电机组整体安装施工方法，包括以下步骤：
[0005] A、风机装载：将风机在码头前沿陆上组装完毕，驳船上桁架液压支腿回缩，主梁前半用立柱吊车吊开，留出安装位置，后半用悬挂液压缸与船体固定，平衡夹具打开，悬挂液压缸浮动，液压系统压力抵消主梁重力，驳船靠近墩台，使主梁后半的键槽与风机法兰键对接，吊车回转移动主梁前半至合适位置，关闭主梁，锁紧液压缸，使风机法兰键与主梁键槽可靠联接，安装主梁开半法兰螺栓，平衡夹具夹紧风机上部，拆除风机法兰螺栓，缓冲液压支腿伸出，液压缸悬挂系统将风机抬起，驳船离开墩台，完成风机装载；
[0006] B、风机拖航：将悬挂液压缸伸出，风机下放至指定位置，将主梁锁定在驳船上，缓冲液压支腿回缩，调整平衡夹具到固定位置锁定，驳船拖航；
[0007] C、风机安装：拖航到安装地点，主梁解锁，平衡夹具保持锁定，起升到安装高度，缓冲液压支腿伸出，驳船靠近墩台，调整风机安装法兰位置，悬挂液压缸使风机下降，缓冲液压支腿接地，下降风机，风机法兰与墩台法兰对接，液压缸悬挂系统、平衡夹具浮动，缓冲液压支腿支撑主梁连同风机下降至墩台法兰，固定两法兰，安装风机底部法兰联接螺栓，平衡夹具打开，拆除悬挂液压缸销轴，拆除主梁开半法兰螺栓，锁紧液压缸伸出，主梁开半，驳船离开，完成风机安装。
[0008] 所述步骤A中码头前沿要增加一个与风机基础平台同尺寸的墩台。
[0009] 所述步骤C中拖航到安装地点，主梁解锁，平衡夹具保持锁定，起升到安装高度的过程中，平衡夹具与液压缸悬挂系统工作，抵消横倾纵倾，保持风机垂直及与墩台的相对平稳。
[0010] 所述步骤C中液压缸悬挂系统浮动抵消主梁重力。
[0011] 本发明的另一个目的是提供一种结构简单，操作方便的海上风力发电机组整体安装设备。
[0012] 本发明为实现上述目的所采用的另一种技术方案是：一种海上风力发电机组整体安装设备，所述设备由驳船和驳船上面的固定装置组成，所述固定装置主体为桁架、桁架顶部设置有平衡夹具，桁架中部设置有液压缸悬挂调整系统，所述驳船前端开有U型槽，U型槽中部设置有主梁，主梁两端通过液压缸悬垂在桁架上或通过动力销固定在驳船上，主梁中间设有尺寸与风机底部塔筒直径相同的开孔。
[0013] 所述桁架由上下两部分组成，上部为倒置三棱柱结构，倒置三棱柱结构顶部设置有内套接桁架和通过滚轮与内套接桁架连接的外套接桁架，下部分包括桁架立柱和横向桁架，所述桁架立柱支撑在驳船开孔侧两端。
[0014] 所述平衡夹具前端为开口端，开口端内径与风机上部塔筒直径相同，平衡夹具内侧粘贴有防磨损材料。
[0015] 所述液压缸悬挂调整系统包括悬挂在桁架上的液压缸和设置在主梁上的电子水平仪。
[0016] 所述主梁采用不对称开半结构，主梁内设有与风机法兰键对应的键槽。
[0017] 所述桁架立柱上设置有吊车。
[0018] 本发明的海上风力发电机组整体安装施工方法及其设备，技术优点为：
[0019] 1、风机由主梁和平衡夹具固定，风机受力简单合理；
[0020] 2、采用开U型槽的驳船，避免整个安装系统悬出船外大幅度作业；
[0021] 3、采用平衡夹具和液压缸悬挂随动控制系统，调整风机位置，在风浪作用下，保持风机与墩台的相对稳定；
[0022] 4、安装过程可对风机进行多方位可靠调整，保证与墩台就位准确；
[0023] 5、安装效率高，从驳船就位到驳船驶离，预计6小时/台；
[0024] 6、整机均采用液压缸驱动，不涉及钢丝绳卷筒，工作可靠，操作简单，制造成本低。
[0025] 7、整套装置重量(不计驳船)约262吨，其中平衡夹具(含可伸缩桁架及液压缸)74.9吨；桁架钢结构109.8吨；底部主梁(含提升液压缸)76.5吨。
附图说明
[0026] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
[0027] 图1是本发明海上风力发电机组整体安装设备主视图；
[0028] 图2是本发明海上风力发电机组整体安装设备俯视图；
[0029] 图3是本发明海上风力发电机组整体安装设备侧视图。
[0030] 图中：1、驳船；2、桁架；3、平衡夹具；4、主梁；5、悬挂液压缸；6、内套接桁架；7、外套接桁架；8、桁架立柱；9、横向桁架；10、风机顶部塔筒；11、风机底部塔筒；12、液压支腿。
具体实施方式
[0031] 如图1、图2和图3所示，本发明海上风力发电机组整体安装施工方法，主要包括风机装载、风机拖航、风机安装三个阶段：
[0032] 风机装载阶段：首先风机在码头前沿(码头前沿要增加一个与风机基础平台同尺寸的墩台)陆上组装完毕，驳船上桁架液压支腿12回缩，主梁前半用立柱吊车吊开，留出安装位置，平衡夹具打开，悬挂液压缸浮动，液压系统压力只抵消底部主梁重力；驳船靠近墩台，使主梁后半键槽与风机法兰键对接，吊车回转移动底部主梁前半键至合适位置，关闭主梁，锁紧液压缸，使风机法兰键与主梁键槽可靠联接；安装主梁开半法兰螺栓；平衡夹具夹紧风机上部；拆除风机法兰螺栓，缓冲液压支腿12伸出；液压缸悬挂系统将风机抬起，驳船离开墩台，完成风机装载；
[0033] 风机拖航阶段：悬挂液压缸伸出，将风机下放至指定位置，主梁锁定，缓冲液压支腿12回缩，调整平衡夹具到固定位置锁定，驳船拖航；
[0034] 风机安装阶段：拖航到安装地点，主梁解锁，平衡夹具保持锁定，起升到安装高度，缓冲液压支腿12伸出，驳船靠近墩台。悬挂调整系统工作抵消横倾纵倾，调整风机安装法兰位置，悬挂液压缸使风机主机下降，缓冲液压支腿12接地；下降风机，使墩台法兰进入键槽导向锥，风机法兰与墩台法兰对接，人工(手拉葫芦)微调法兰孔位置，悬挂系统液压缸，平衡夹具浮动，缓冲液压支腿12支撑主梁连同风机下降至墩台法兰，固定两法兰，安装风机底部法兰联接螺栓，平衡夹具打开，拆除悬挂液压缸销轴，拆除主梁开半法兰螺栓，锁紧液压缸伸出，主梁开半，拆除油缸联接，立柱吊车将前半吊开；驳船离开，完成风机安装。
[0035] 海上风力发电机组整体安装设备，设备由驳船1及其上面的固定装置组成，固定装置主体为桁架2，顶部设置平衡夹具3，中部设置液压缸悬挂系统，桁架2分上下两部分，下部为四组桁架立柱8，支撑在驳船1开孔侧两端，除开孔侧，其余三侧由横向桁架9联接，并在桁架立柱8上设置吊车；上部为倒置三棱柱结构，顶部设内套接桁架6，通过滚轮与外套接桁架7连接，可上下运动；驳船前端开U型槽，槽中部设置主梁4，U型槽尺寸与风机基础平台尺寸一致，主梁4两端固定在驳船1上，中间开孔，尺寸与风机底部塔筒11直径一致，采用不对称开半结构，端部沿重心所在的位置开半，中部在塔筒轴线所在的位置开半；内设键槽，与风机法兰键对应，平衡夹具3设置在桁架2顶部横梁上，前端为开口端，可通过夹紧液压缸开闭，内径与风机顶部塔筒10直径相一致，内侧粘贴防磨损材料(如尼龙)，可以纵向伸缩、横向平衡，并通过套接桁架实现上下运动，液压缸悬挂系统包括底部主梁4上的电子水平仪及悬挂在桁架上的液压缸5，控制主梁4的开闭。
