利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法与流程

1.本发明涉及海上风电技术领域，尤其是涉及一种利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法。


背景技术：

2.海上风力发电充分利用海洋上风速快、风力稳定以及不占用土地资源等优点，成为了清洁能源中迅速崛起的一员，建设海上风电设施需要在海上完成风机安装。
3.现有的风机安装工艺，通常先将风电安装船驻位，定位驳定位，随后运输船运输风机组件进场，运输船靠好定位驳后，开始倒驳风机组件及吊装。但由于海上时常会有涌浪较大、水流流向不稳定的情况，这些情况会导致定位驳定位困难，运输船也因此难以靠泊，需要等到潮水、涌浪较小再靠船，无法保证施工的连续性，影响了整体工作计划和后续安排，现场常常出现安装船等待运输船的情况，大大降低了施工效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明提出一种利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，能够直接将风机组件从码头或浅滩倒驳至风电安装船甲板上，然后再航行至风场，防止因恶劣海况导致运输船无法倒驳，提高施工效率。
5.根据本发明实施例的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，包括：
6.步骤1：将风电安装船航行至具有风机组件的码头或浅滩，风机组件包括中段塔筒、顶段塔筒、底端塔筒、机舱、轮毂和叶片；
7.步骤2：在风电安装船上安装立式工装，中段塔筒和顶段塔筒采用平衡梁进行倒驳，将中段塔筒和顶段塔筒竖直存放在立式工装上；
8.步骤3：底段塔筒采用垂直起吊的方式进行倒驳，将底段塔筒竖直存放在立式工装上；
9.步骤4：机舱、轮毂和叶片分别进行倒驳；
10.步骤5：风机组件倒驳至风电安装船甲板上后进行固定，当海上风浪较小时风电安装船航行至风场。
11.根据本发明实施例的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，至少具有如下有益效果：本利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法直接将风机组件都固定在风电安装船上进行运输，无需借助额外的运输船进行风机组件的运输，减少了定位驳和运输船的反复定位和停靠，因此风机安装的过程受潮水、涌浪的限制较小，从而保证了施工的连续性，提高施工效率。
12.根据本发明的一些实施例，在步骤2中，中段塔筒和顶段塔筒倒驳均包括：
13.步骤2.1：将塔筒兜底的高分子绳圈挂在吊梁两端的吊环上，起吊吊梁；
14.步骤2.2：将塔筒通过卸扣安装到吊梁上；
15.步骤2.3：起吊塔筒，并将塔筒移动至安装船甲板上，并平放在安装窗甲板的枕木上；
16.步骤2.4：进行塔筒翻身，将塔筒竖直存放在立式工装上。
17.根据本发明的一些实施例，步骤2.1包括：在吊梁两端的吊耳或销轴处各挂上两条对折后的高分子绳圈，主钩缓缓下降，将绳圈挂在主钩上，挂好后主钩缓缓上升，将用于塔筒兜底的高分子绳圈挂在吊梁两端的吊环上，并在吊梁两端系上揽风绳，指挥主吊机缓慢上升主钩，直至兜底绳圈离开甲板面并处于竖直状态。
18.根据本发明的一些实施例，步骤2.2包括：吊机向塔筒运输船方向水平转动，同时工人拉起揽风绳，当吊梁转动到塔筒正上方时，主钩缓缓下降同时利用缆风绳调节使吊梁两端与塔筒两端处于同一方向，然后缓缓下降至兜底绳圈能够围绕塔筒一周为止，工人将兜底绳圈的一端从塔筒底部绕一圈，利用卸扣安装在吊梁上，调整两条兜底绳圈在塔筒上的位置，使起吊重心与塔筒重心在同一竖直线上。
19.根据本发明的一些实施例，步骤2.3包括：主吊缓慢上升至塔筒逐渐离开运输工装，待吊梁和塔筒整体稳定后，指挥主吊机开始向安装船甲板方向转动，同时工人利用缆风绳轻微调整吊梁，避免与船体发生碰撞，当塔筒完全在甲板上方时，通过主吊和缆风绳互相配合调节塔筒方向，缓慢下降主钩，使塔筒落在事先放在甲板上的枕木上，分别将吊梁两端的一个卸扣卸下，拆除兜底绳圈。
20.根据本发明的一些实施例，步骤2.4包括：塔筒上法兰连接主吊机，下法兰连接辅吊机，进行塔筒翻身，两吊机同时起钩，待塔筒竖直后，摘除下法兰的吊带及吊索具，主吊机缓慢转向至甲板上的立式工装上，并用螺栓紧固，使塔筒竖直存放在立式工装上，拆除顶部吊索具。
21.根据本发明的一些实施例，在步骤3中，底段塔筒倒驳包括：将专用吊梁及吊索具一端挂在主吊钩上，另一端紧固安装至塔筒法兰对应位置，缓缓起钩至吊带即将受力时停止起钩，将底段塔筒与立式工装上的固定装置卸除，缓慢将塔筒吊至安装船上事先放置好的塔筒立式工装上并拆除塔筒吊具并安装好防雨盖。
22.根据本发明的一些实施例，在步骤4中，机舱倒驳包括：先将主机吊索具利用吊带一端挂在主钩上，另一端用卸扣安装在主机内部的吊耳上，安装完成后，转动吊机臂杆至船上规划好的位置，缓慢下降至甲板上。
23.根据本发明的一些实施例，在步骤4中，轮毂倒驳包括：在轮毂的顶端安装组合吊具，吊索具选用软吊带，解除轮毂与运输基座的螺栓约束后，将轮毂提升至一定高度，最后将轮毂放在通用象腿工装上，通过螺栓固定。
24.根据本发明的一些实施例，在步骤4中，叶片倒驳包括：叶片倒驳，采用叶片专用夹具夹持叶片的指定位置，主吊起吊，将叶片落至风电安装船的叶片托架上，在甲板尾部一侧焊接尾部托架，尾部托架共上下两层用于容纳两套叶片。
25.根据本发明的一些实施例，风电安装船航行至风场后，待海况好转之后进行底塔安装中塔安装、顶塔安装、机舱吊装、叶轮组对、叶轮吊装和电气安装。
26.根据本发明的一些实施例，底塔安装包括：底段塔筒(含设备构架)采用垂直起吊方式，将塔筒吊具吊带一端挂在主吊钩上，另一端紧固在底塔上法兰，与此同时，用清洗剂
清洁基础法兰面，并涂平面密封胶，胶线呈葫芦状，缓缓起钩至吊带即将受力时停止起钩，将底段塔筒与设备构架在工装上的固定装置卸除，再次缓缓起钩至底段塔筒离地100mm静置观察1-2分钟，同时在底段塔筒的下法兰系上揽风绳，在系上揽风绳之前，用清洗剂清洗塔筒下法兰平面，缓慢将塔筒吊至基础法兰上端，指挥人员指挥塔筒缓缓下落，塔筒上升到基础上方，快要下落到既定位置时，找准两法兰的红色“0”位标记，先上穿入3个螺栓进行定位，然后缓慢落下塔筒，对齐法兰面后，拧入剩余螺栓、螺母和垫圈。
27.根据本发明的一些实施例，机舱安装包括：主机安装过程由两名起重指挥协同完成，两名起重指挥分别位于平台船甲板和第四节内平台上；一名指挥负责主机在甲板至高空的状态，另一名指挥负责高空至安装完成状态，将主机起吊至1.5米高度左右，用干净无纺抹布和专用清洗剂清理底部法兰面的杂质和锈迹，然后将主机与塔筒连接双头螺柱拧入到对应孔位中，通过揽风系统将机舱提升到超过顶节塔筒的上法兰后，按照塔筒平台指挥指令缓慢移动吊机，待机舱在塔筒的正上方时，将定位销螺栓对准塔筒的安装孔位后，缓慢下降机舱，并缓慢移动吊机，直到所有螺栓穿入塔筒螺栓孔，将主机完全落下，吊机需负载一定的机舱重量，工作人员通过人字梯进入机舱搬运工具和物料，然后安装螺母，用拉伸器将所有双头螺柱交叉、对称先按终紧力的50％紧固，此时可以松钩，再按终紧力的100％交叉、对称紧固，紧固完成后对螺栓做好防松标识并联合总包、监理、风机厂家进行抽检验收。
28.根据本发明的一些实施例，叶轮组对包括：吊机吊轮毂至象腿工装的上方，调整轮毂变桨轴承的朝向，使其中一个轴承的朝向与风向基本一致，以减少风对叶轮组装的影响，同时还应满足两个轴承在长象腿侧，另一个轴承在短象腿侧，最后使用螺栓将轮毂与象腿工装之间固定牢靠，叶轮组对采用双机抬吊；在叶片的叶根处和叶尖处分别系上缆风绳，防止叶片转动，叶尖处需使用保护套，防止缆风绳对叶片造成损坏，主吊机和辅吊机将叶片缓慢抬起，通过调整吊机的幅度和回转角度及作业工人拉拽缆风绳，调整叶片转向，将叶根移近轮毂轴承面，对轮毂进行供电后，通过变桨操作，使叶片上的零刻度与轮毂上对应的轴承面零刻度对正；然后主吊机将叶片螺柱缓缓送入变桨轴承安装孔，直至两法兰面相互贴合，最后从轮毂内部拧入垫片和螺母，按厂家要求分次进行紧固，每紧固一次后用记号笔划一道横线作为标记，按先安装长象腿侧的两支叶片再安装短象腿侧的一支叶片的顺序，将三支叶片分别与轮毂进行组装，叶轮组装完毕后，断开轮毂供电，
29.根据本发明的一些实施例，叶轮吊装包括：风轮轴承变桨，叶片后缘朝上，三叶片变桨角度应一致；将叶片锁推上齿槽，锁紧螺栓，待风轮吊装完成后再将叶片锁解除；风轮采用正吊，单吊点吊装，但在风轮翻身过程中需用到一主一辅两个吊点，主吊点位于轮毂上，辅吊点位于主吊点对应叶片上，具体位置为距叶根法兰58m吊点处，拆除导流罩上主吊点对应吊装孔封板及前钢架连接块，用主吊钩连接吊带将风轮吊具吊至主吊点，用螺栓将工装安装在主吊点上，同时用扁平吊带捆绑在辅吊点，挂入辅吊吊钩，用电动扳手加套筒拆卸风轮支架与轮毂之间的连接螺栓，主吊和辅吊同时平稳起吊，先离地100mm静置观察5-10分钟确认无误后，缓慢起吊风轮离地面1米左右，用清洗剂清洁风轮与主轴安装面；用主吊起升风轮，同时辅吊托引叶片，并配合主吊变幅，直到风轮达到垂直状态，然后卸掉辅吊吊带，将辅吊叶片上的护板拉下，拽住缆风绳，按照正确的方向牵引风轮，在吊升过程中要保证绳子张紧，以避免叶片撞击它物；风轮缓缓吊升至主轴法兰面高度，用主吊和绳子配合，拉动风轮到主轴法兰面正前方位置；根据机舱内工作人员的无线电指示，将风轮小心向主
轴法兰面靠近；同时调整吊钩摆幅控制风轮轴线和机舱轴线重合；通过机舱前挡板上的维护通道盖板，观察主轴法兰面上的安装孔是否跟风轮法兰上安装孔正对，不正则松开高速轴制动器，通过控制齿轮箱尾部的盘车装置带动主轴转动，使孔位对正；对齐后，继续使风轮靠近主轴法兰面；用对称两根双头螺栓旋入风轮安装孔后继续进给，直至两法兰面完全对齐贴合；用手电筒检查各螺柱孔是否对齐；法兰面贴合后，将螺杆旋入风轮，用电动冲击扳手交叉对称拉紧螺栓，确认风轮安全固定达到摘钩条件后，缓慢释放主吊载荷；拆除风轮专用吊具；用液压扳手交叉对称拉紧所有主轴螺栓；最后复位导流罩上吊装孔封板，然后用密封胶封住封板周边间隙与螺孔间隙，将叶片锁退出齿槽并拧紧螺栓；将揽风绳和牵引套从叶片上拉下来，完成风轮吊装。
30.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
31.下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明：
32.图1是本发明实施例的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法的流程示意图。
具体实施方式
33.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
36.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
37.参考图1描述根据本发明实施例的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法。
38.如图1所示，根据本发明实施例的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法包括：
39.步骤1：将风电安装船航行至具有风机组件的码头或浅滩，风机组件包括中段塔筒、顶段塔筒、底端塔筒、机舱、轮毂和叶片；
40.步骤2：在风电安装船上安装立式工装，中段塔筒和顶段塔筒采用平衡梁进行倒
驳，将中段塔筒和顶段塔筒竖直存放在立式工装上；
41.步骤3：底段塔筒采用垂直起吊的方式进行倒驳，将底段塔筒竖直存放在立式工装上；
42.步骤4：机舱、轮毂和叶片分别进行倒驳；
43.步骤5：风机组件倒驳至风电安装船甲板上后进行固定，当海上风浪较小时风电安装船航行至风场。
44.风电安装船在大风前直接航行至风机组件码头或浅滩，直接将风机组件从码头或浅滩倒驳至风电安装船甲板上。
45.中段及顶段塔筒采用平衡梁进行倒驳，在吊梁两端的吊耳或销轴处各挂上两条对折后的高分子绳圈，主钩缓缓下降，将绳圈挂在主钩上，挂好后主钩缓缓上升，将用于塔筒兜底的高分子绳圈挂在吊梁两端的吊环上，并在吊梁两端系上揽风绳，用于在塔筒转运时，手动调节吊梁平衡。指挥主吊机缓慢上升主钩，直至兜底绳圈离开甲板面并处于竖直状态。
46.保持稳定后，吊机向塔筒运输船方向水平转动，同时工人拉起揽风绳，保证吊梁只发生轻微幅度的转动。当吊梁转动到塔筒正上方时，主钩缓缓下降同时利用缆风绳调节使吊梁两端与塔筒两端处于同一方向，然后缓缓下降至兜底绳圈可以围绕塔筒一周即停止。工人将兜底绳圈的一端从塔筒底部绕一圈，利用卸扣安装在吊梁上。调整两条兜底绳圈在塔筒上的位置，使起吊重心与塔筒重心在同一竖直线上。
47.主吊缓慢上升至塔筒逐渐离开运输工装，这个过程中指挥吊机的人员要时刻观察塔筒位置变化，若发现塔筒有左右倾斜的趋势应当立即停止吊机，缓慢下降主钩，重新调整兜底绳圈位置。调整完成后，继续缓慢上升主钩，待吊梁和塔筒整体稳定后，指挥主吊机开始向安装船甲板方向转动，同时工人利用缆风绳轻微调整吊梁，避免与船体发生碰撞。当塔筒完全在甲板上方时，通过主吊和缆风绳互相配合调节塔筒方向，缓慢下降主钩，使塔筒落在事先放在甲板上的枕木上，分别将吊梁两端的一个卸扣卸下，拆除兜底绳圈。
48.塔筒上法兰连接主吊机，下法兰连接辅吊机，进行塔筒翻身。两吊机同时起钩，待塔筒竖直后，摘除下法兰的吊带及吊索具，主吊机缓慢转向至甲板上的立式工装上，并用螺栓紧固，塔筒竖直存放在立式工装上，拆除顶部吊索具。
49.在传统的风电组件运输安装过程中，塔筒一般横放在马鞍形支架上，由于安装船甲板面积较小，因此无法同时存放一整套塔筒。而通过在安装船甲板上设置塔筒立式运输工装，能够使塔筒沿竖直方向固定在安装船甲板上，节约甲板面积，从而保证一次能够运送两套风机组件去风场。
50.底段塔筒采用垂直起吊的方式进行倒驳，将专用吊梁及吊索具一端挂在主吊钩上，另一端紧固安装至塔筒法兰对应位置，缓缓起钩至吊带即将受力时停止起钩，将底段塔筒与立式工装上的固定装置卸除。缓慢将塔筒吊至安装船上事先放置好的塔筒立式工装上并拆除塔筒吊具并安装好防雨盖。
51.机舱倒驳，先将主机吊索具利用吊带一端挂在主钩上，另一端用卸扣安装在主机内部的吊耳上，安装完成后，转动吊机臂杆至船上规划好的位置，缓慢下降至甲板上。
52.轮毂倒驳，在轮毂的顶端安装组合吊具，吊索具选用软吊带。解除轮毂与运输基座的螺栓约束后，将轮毂提升至一定高度，最后将轮毂放在通用象腿工装上，用螺栓固定。
53.叶片倒驳，利用叶片专用夹具夹持叶片的指定位置。准备工作完成后，主吊起吊，
将叶片落至风电安装船叶片托架上。在甲板尾部一侧焊接尾部托架，共上下两层，可一次带两套叶片。
54.所有风机组件倒驳至风电安装船甲板上后进行固定，等到海上风浪较小之后航行至风场。
55.待海况好转之后进行塔筒吊装、机舱吊装、叶轮组对、叶轮吊装、电气安装等风机安装。
56.底段塔筒(含设备构架)采用垂直起吊方式，将塔筒吊具吊带一端挂在主吊钩上，另一端紧固在底塔上法兰，与此同时，用清洗剂清洁基础法兰面，并涂平面密封胶，胶线呈葫芦状，缓缓起钩至吊带即将受力时停止起钩，将底段塔筒与设备构架在工装上的固定装置卸除。再次缓缓起钩至底段塔筒离地100mm静置观察1-2分钟，同时在底段塔筒的下法兰系上揽风绳。在系上揽风绳之前，用清洗剂清洗塔筒下法兰平面，缓慢将塔筒吊至基础法兰上端，指挥人员指挥塔筒缓缓下落，塔筒上升到基础上方，快要下落到既定位置时，找准两法兰的红色“0”位标记，先上穿入3个螺栓进行定位，然后缓慢落下塔筒，对齐法兰面后，拧入剩余螺栓、螺母和垫圈。
57.中塔、顶塔由于倒驳过程中已经将其翻身立起，故直接采用垂直起吊，步骤与底塔相同。
58.主机安装过程由两名起重指挥协同完成，两名起重指挥分别位于平台船甲板和第四节内平台上；一名指挥负责主机在甲板至高空的状态，另一名指挥负责高空至安装完成状态，将主机起吊至1.5米高度左右，用干净无纺抹布和专用清洗剂清理底部法兰面的杂质和锈迹，然后将主机与塔筒连接双头螺柱拧入到对应孔位中，通过揽风系统将机舱提升到超过顶节塔筒的上法兰后，按照塔筒平台指挥指令缓慢移动吊机，待机舱在塔筒的正上方时，将定位销螺栓对准塔筒的安装孔位后，缓慢下降机舱，并缓慢移动吊机，直到所有螺栓穿入塔筒螺栓孔。
59.将主机完全落下，吊机需负载一定的机舱重量，工作人员通过人字梯进入机舱搬运工具和物料，然后安装螺母。用拉伸器将所有双头螺柱交叉、对称先按终紧力的50％紧固，此时可以松钩，再按终紧力的100％交叉、对称紧固，紧固完成后对螺栓做好防松标识并联合总包、监理、风机厂家进行抽检验收。
60.吊机吊轮毂至象腿工装的上方，调整轮毂变桨轴承的朝向，使其中一个轴承的朝向与风向基本一致，以减少风对叶轮组装的影响，同时还应满足两个轴承在长象腿侧，另一个轴承在短象腿侧。最后使用螺栓将轮毂与象腿工装之间固定牢靠，叶轮组对采用双机抬吊；在叶片的叶根处和叶尖处分别系上缆风绳，防止叶片转动，叶尖处需使用保护套，防止缆风绳对叶片造成损坏，主吊机和辅吊机将叶片缓慢抬起，通过调整吊机的幅度和回转角度及作业工人拉拽缆风绳，调整叶片转向，将叶根移近轮毂轴承面。对轮毂进行供电后，通过变桨操作，使叶片上的零刻度与轮毂上对应的轴承面零刻度对正；然后主吊机将叶片螺柱缓缓送入变桨轴承安装孔，直至两法兰面相互贴合。最后从轮毂内部拧入垫片和螺母，按厂家要求分次进行紧固，每紧固一次后用记号笔划一道横线作为标记，按先安装长象腿侧的两支叶片再安装短象腿侧的一支叶片的顺序，将三支叶片分别与轮毂进行组装，叶轮组装完毕后，断开轮毂供电。
61.风轮轴承变桨，叶片后缘朝上，三叶片变桨角度应一致；将叶片锁推上齿槽，锁紧
螺栓，待风轮吊装完成后再将叶片锁解除；风轮采用正吊，单吊点吊装，但在风轮翻身过程中需用到一主一辅两个吊点，主吊点位于轮毂上，辅吊点位于主吊点对应叶片上，具体位置为距叶根法兰58m吊点处。拆除导流罩上主吊点对应吊装孔封板及前钢架连接块，用主吊钩连接吊带将风轮吊具吊至主吊点，用螺栓将工装安装在主吊点上，同时用扁平吊带捆绑在辅吊点，挂入辅吊吊钩，用电动扳手加套筒拆卸风轮支架与轮毂之间的连接螺栓，主吊和辅吊同时平稳起吊，先离地100mm静置观察5-10分钟确认无误后，缓慢起吊风轮离地面1米左右，用清洗剂清洁风轮与主轴安装面；用主吊起升风轮，同时辅吊托引叶片，并配合主吊变幅，直到风轮达到垂直状态，然后卸掉辅吊吊带，将辅吊叶片上的护板拉下，拽住缆风绳，按照正确的方向牵引风轮，在吊升过程中要保证绳子张紧，以避免叶片撞击它物；风轮缓缓吊升至主轴法兰面高度，用主吊和绳子配合，拉动风轮到主轴法兰面正前方位置；根据机舱内工作人员的无线电指示，将风轮小心向主轴法兰面靠近；同时调整吊钩摆幅控制风轮轴线和机舱轴线重合；通过机舱前挡板上的维护通道盖板，观察主轴法兰面上的安装孔是否跟风轮法兰上安装孔正对，不正则松开高速轴制动器，通过控制齿轮箱尾部的盘车装置带动主轴转动，使孔位对正；对齐后，继续使风轮靠近主轴法兰面；用对称两根双头螺栓旋入风轮安装孔后继续进给，直至两法兰面完全对齐贴合；用手电筒检查各螺柱孔是否对齐；法兰面贴合后，将螺杆旋入风轮，用电动冲击扳手交叉对称拉紧螺栓，确认风轮安全固定达到摘钩条件后，缓慢释放主吊载荷；拆除风轮专用吊具；用液压扳手交叉对称拉紧所有主轴螺栓；最后复位导流罩上吊装孔封板，然后用密封胶封住封板周边间隙与螺孔间隙，将叶片锁退出齿槽并拧紧螺栓；将揽风绳和牵引套从叶片上拉下来，完成风轮吊装。收集工具，打扫机舱内卫生，离开机舱前，关好所有机舱顶盖，解除风轮锁定，将叶片变浆至顺桨状态，保证机组运行前是自由状态。
62.由此，本利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法直接将风机组件都固定在风电安装船上进行运输，无需借助额外的运输船进行风机组件的运输，减少了定位驳和运输船的反复定位和停靠，因此风机安装的过程受潮水、涌浪的限制较小，从而保证了施工的连续性，提高施工效率。
63.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：
1.一种利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，包括：步骤1：将风电运输船航行至具有风机组件的码头和浅滩，风机组件包括中段塔筒、顶段塔筒、底端塔筒、机舱、轮毂和叶片；步骤2：在风电运输船上安装立式工装，中段塔筒和顶段塔筒采用平衡梁进行倒驳，将中段塔筒和顶段塔筒竖直存放在立式工装上；步骤3：底段塔筒采用垂直起吊的方式进行倒驳，将底段塔筒竖直存放在立式工装上；步骤4：机舱、轮毂和叶片分别进行倒驳；步骤5：风机组件倒驳至风电安装船甲板上后进行固定，当海上风浪较小时风电安装船航行至风场。2.根据权利要求1所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，在步骤2中，中段塔筒和顶段塔筒倒驳均包括：步骤2.1：将塔筒兜底的高分子绳圈挂在吊梁两端的吊环上，起吊吊梁；步骤2.2：将塔筒通过卸扣安装到吊梁上；步骤2.3：起吊塔筒，并将塔筒移动至安装船甲板上，并平放在安装窗甲板的枕木上；步骤2.4：进行塔筒翻身，将塔筒竖直存放在立式工装上。3.根据权利要求2所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，步骤2.1包括：在吊梁两端的吊耳或销轴处各挂上两条对折后的高分子绳圈，主钩缓缓下降，将绳圈挂在主钩上，挂好后主钩缓缓上升，将用于塔筒兜底的高分子绳圈挂在吊梁两端的吊环上，并在吊梁两端系上揽风绳，指挥主吊机缓慢上升主钩，直至兜底绳圈离开甲板面并处于竖直状态。4.根据权利要求2所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，步骤2.2包括：吊机向塔筒运输船方向水平转动，同时工人拉起揽风绳，当吊梁转动到塔筒正上方时，主钩缓缓下降同时利用缆风绳调节使吊梁两端与塔筒两端处于同一方向，然后缓缓下降至兜底绳圈能够围绕塔筒一周为止，工人将兜底绳圈的一端从塔筒底部绕一圈，利用卸扣安装在吊梁上，调整两条兜底绳圈在塔筒上的位置，使起吊重心与塔筒重心在同一竖直线上。5.根据权利要求2所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，步骤2.3包括：主吊缓慢上升至塔筒逐渐离开运输工装，待吊梁和塔筒整体稳定后，指挥主吊机开始向安装船甲板方向转动，同时工人利用缆风绳轻微调整吊梁，避免与船体发生碰撞，当塔筒完全在甲板上方时，通过主吊和缆风绳互相配合调节塔筒方向，缓慢下降主钩，使塔筒落在事先放在甲板上的枕木上，分别将吊梁两端的一个卸扣卸下，拆除兜底绳圈。6.根据权利要求2所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，步骤2.4包括：塔筒上法兰连接主吊机，下法兰连接辅吊机，进行塔筒翻身，两吊机同时起钩，待塔筒竖直后，摘除下法兰的吊带及吊索具，主吊机缓慢转向至甲板上的立式工装上，并用螺栓紧固，使塔筒竖直存放在立式工装上，拆除顶部吊索具。7.根据权利要求1所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，在步骤3中，底段塔筒倒驳包括：将专用吊梁及吊索具一端挂在主吊钩上，另一端紧固安装至塔筒法兰对应位置，缓缓起钩至吊带即将受力时停止起钩，将底段塔筒与立式
工装上的固定装置卸除，缓慢将塔筒吊至安装船上事先放置好的塔筒立式工装上并拆除塔筒吊具并安装好防雨盖。8.根据权利要求1所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，在步骤4中，机舱倒驳包括：先将主机吊索具利用吊带一端挂在主钩上，另一端用卸扣安装在主机内部的吊耳上，安装完成后，转动吊机臂杆至船上规划好的位置，缓慢下降至甲板上。9.根据权利要求1所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，在步骤4中，轮毂倒驳包括：在轮毂的顶端安装组合吊具，吊索具选用软吊带，解除轮毂与运输基座的螺栓约束后，将轮毂提升至一定高度，最后将轮毂放在通用象腿工装上，通过螺栓固定。10.根据权利要求1所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，在步骤4中，叶片倒驳包括：叶片倒驳，采用叶片专用夹具夹持叶片的指定位置，主吊起吊，将叶片落至风电安装船的叶片托架上，在甲板尾部一侧焊接尾部托架，尾部托架共上下两层用于容纳两套叶片。11.根据权利要求1所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，风电安装船航行至风场后，待海况好转之后进行底塔安装中塔安装、顶塔安装、机舱吊装、叶轮组对、叶轮吊装和电气安装。12.根据权利要求11所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，底塔安装包括：底段塔筒(含设备构架)采用垂直起吊方式，将塔筒吊具吊带一端挂在主吊钩上，另一端紧固在底塔上法兰，与此同时，用清洗剂清洁基础法兰面，并涂平面密封胶，胶线呈葫芦状，缓缓起钩至吊带即将受力时停止起钩，将底段塔筒与设备构架在工装上的固定装置卸除，再次缓缓起钩至底段塔筒离地100mm静置观察1-2分钟，同时在底段塔筒的下法兰系上揽风绳，在系上揽风绳之前，用清洗剂清洗塔筒下法兰平面，缓慢将塔筒吊至基础法兰上端，指挥人员指挥塔筒缓缓下落，塔筒上升到基础上方，快要下落到既定位置时，找准两法兰的红色“0”位标记，先上穿入3个螺栓进行定位，然后缓慢落下塔筒，对齐法兰面后，拧入剩余螺栓、螺母和垫圈。13.根据权利要求11所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，机舱安装包括：主机安装过程由两名起重指挥协同完成，两名起重指挥分别位于平台船甲板和第四节内平台上；一名指挥负责主机在甲板至高空的状态，另一名指挥负责高空至安装完成状态，将主机起吊至1.5米高度左右，用干净无纺抹布和专用清洗剂清理底部法兰面的杂质和锈迹，然后将主机与塔筒连接双头螺柱拧入到对应孔位中，通过揽风系统将机舱提升到超过顶节塔筒的上法兰后，按照塔筒平台指挥指令缓慢移动吊机，待机舱在塔筒的正上方时，将定位销螺栓对准塔筒的安装孔位后，缓慢下降机舱，并缓慢移动吊机，直到所有螺栓穿入塔筒螺栓孔，将主机完全落下，吊机需负载一定的机舱重量，工作人员通过人字梯进入机舱搬运工具和物料，然后安装螺母，用拉伸器将所有双头螺柱交叉、对称先按终紧力的50％紧固，此时可以松钩，再按终紧力的100％交叉、对称紧固，紧固完成后对螺栓做好防松标识并联合总包、监理、风机厂家进行抽检验收。14.根据权利要求11所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，叶轮组对包括：吊机吊轮毂至象腿工装的上方，调整轮毂变桨轴承的朝向，使
其中一个轴承的朝向与风向基本一致，以减少风对叶轮组装的影响，同时还应满足两个轴承在长象腿侧，另一个轴承在短象腿侧，最后使用螺栓将轮毂与象腿工装之间固定牢靠，叶轮组对采用双机抬吊；在叶片的叶根处和叶尖处分别系上缆风绳，防止叶片转动，叶尖处需使用保护套，防止缆风绳对叶片造成损坏，主吊机和辅吊机将叶片缓慢抬起，通过调整吊机的幅度和回转角度及作业工人拉拽缆风绳，调整叶片转向，将叶根移近轮毂轴承面，对轮毂进行供电后，通过变桨操作，使叶片上的零刻度与轮毂上对应的轴承面零刻度对正；然后主吊机将叶片螺柱缓缓送入变桨轴承安装孔，直至两法兰面相互贴合，最后从轮毂内部拧入垫片和螺母，按厂家要求分次进行紧固，每紧固一次后用记号笔划一道横线作为标记，按先安装长象腿侧的两支叶片再安装短象腿侧的一支叶片的顺序，将三支叶片分别与轮毂进行组装，叶轮组装完毕后，断开轮毂供电。15.根据权利要求11所述的利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，其特征在于，叶轮吊装包括：风轮轴承变桨，叶片后缘朝上，三叶片变桨角度应一致；将叶片锁推上齿槽，锁紧螺栓，待风轮吊装完成后再将叶片锁解除；风轮采用正吊，单吊点吊装，但在风轮翻身过程中需用到一主一辅两个吊点，主吊点位于轮毂上，辅吊点位于主吊点对应叶片上，具体位置为距叶根法兰58m吊点处，拆除导流罩上主吊点对应吊装孔封板及前钢架连接块，用主吊钩连接吊带将风轮吊具吊至主吊点，用螺栓将工装安装在主吊点上，同时用扁平吊带捆绑在辅吊点，挂入辅吊吊钩，用电动扳手加套筒拆卸风轮支架与轮毂之间的连接螺栓，主吊和辅吊同时平稳起吊，先离地100mm静置观察5-10分钟确认无误后，缓慢起吊风轮离地面1米左右，用清洗剂清洁风轮与主轴安装面；用主吊起升风轮，同时辅吊托引叶片，并配合主吊变幅，直到风轮达到垂直状态，然后卸掉辅吊吊带，将辅吊叶片上的护板拉下，拽住缆风绳，按照正确的方向牵引风轮，在吊升过程中要保证绳子张紧，以避免叶片撞击它物；风轮缓缓吊升至主轴法兰面高度，用主吊和绳子配合，拉动风轮到主轴法兰面正前方位置；根据机舱内工作人员的无线电指示，将风轮小心向主轴法兰面靠近；同时调整吊钩摆幅控制风轮轴线和机舱轴线重合；通过机舱前挡板上的维护通道盖板，观察主轴法兰面上的安装孔是否跟风轮法兰上安装孔正对，不正则松开高速轴制动器，通过控制齿轮箱尾部的盘车装置带动主轴转动，使孔位对正；对齐后，继续使风轮靠近主轴法兰面；用对称两根双头螺栓旋入风轮安装孔后继续进给，直至两法兰面完全对齐贴合；用手电筒检查各螺柱孔是否对齐；法兰面贴合后，将螺杆旋入风轮，用电动冲击扳手交叉对称拉紧螺栓，确认风轮安全固定达到摘钩条件后，缓慢释放主吊载荷；拆除风轮专用吊具；用液压扳手交叉对称拉紧所有主轴螺栓；最后复位导流罩上吊装孔封板，然后用密封胶封住封板周边间隙与螺孔间隙，将叶片锁退出齿槽并拧紧螺栓；将揽风绳和牵引套从叶片上拉下来，完成风轮吊装。

技术总结
本发明公开了一种利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法，属于海上风电技术领域，本利用风电安装船进行风机运输及安装的一体化施工方法包括：将风电安装船航行至具有风机组件的码头或浅滩，风机组件包括中段塔筒、顶段塔筒、底端塔筒、机舱、轮毂和叶片；在风电安装船上安装立式工装，中段塔筒和顶段塔筒采用平衡梁进行倒驳，将中段塔筒和顶段塔筒竖直存放在立式工装上；底段塔筒采用垂直起吊的方式进行倒驳，将底段塔筒竖直存放在立式工装上；机舱、轮毂和叶片分别进行倒驳；风机组件倒驳至风电安装船甲板上后进行固定，当海上风浪较小时风电安装船航行至风场。减少了定位驳和运输船的反复定位和停靠，因此风机安装的过程受潮水、涌浪的限制较小，从而保证了施工的连续性，提高施工效率。提高施工效率。提高施工效率。


技术研发人员：佟永录 李育斌 李芃蓁 郑喜平 张祥 裴朝广 王亚锋 陈进 汪瀚 王胜利 郭学彬 朱涛 袁之超 吴依林 刘曦昱 黄雪峰
受保护的技术使用者：中国铁建港航局集团有限公司
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/3/14