1、研究背景
传统的多节式风电塔在安装时一般采用大吨位起重机进行分节吊装,对高度超过120m的风电塔筒,其单节塔筒需要使用800t及以上的大吨位起重机,传统安装方式不仅施工工序繁琐,且受到履带起重机吊装能力的制约,同时运输难度大、运输费用和安装成本高。为降低作业难度,技术人员提出了塔筒自提升技术,该塔筒自提升技术是以外侧塔筒作用基础,来提升内侧塔筒,在提升时,将千斤顶布置在外侧塔筒的顶法兰的上侧,然后将钢索的一端固定在内侧塔筒的底法兰上,钢索的另一端向上穿过外侧塔筒的顶法兰后被固定在千斤顶上,然后千斤顶经钢索向上逐步提升内侧塔筒,直到内侧塔筒的底法兰抵压在外侧塔筒的顶法兰上,然后将钢索锚固在外侧塔筒的顶法兰上,并根据设计要求在顶法兰和底法兰上安装连接螺栓,使相邻的两节塔筒连接为一体。
传统多节式风电塔安装图片
2、节式风电塔的塔筒自提升系统的含义
一种多节式风电塔的塔筒自提升系统,该多节式风电塔包括至少两节能够依次套设在一起的塔筒,其中位于最内侧的塔筒为钢质塔筒,其余塔筒为钢筋混凝土塔筒。当多节式风电塔完成安装后,相邻的两个塔筒中,内侧塔筒的底法兰吊装在外侧塔筒的顶法兰的下侧,最外侧的塔筒为定塔筒;
该塔筒自提升系统包括至少三套提升装置,该三套提升装置环绕风电塔的中心轴线间隔设置,每套提升装置均包括钢索、上转向架以及液压缸,该上转向架固定安装在待提升塔筒外侧的至少一个塔筒的顶部,液压缸固定安装在定塔筒外部的地面上,该钢索的一端固定在待提升塔筒的底法兰上,钢索的另一端向上穿过外侧相邻塔筒的顶法兰上的锚固孔后、再绕过上转向架向下延伸,然后被固定在液压缸上,且钢索滑动地支撑在上转向架上。
在液压缸的驱动下,经钢索向上提升待提升塔筒;在锚固孔内设置有第一夹片组,当钢索相对于该第一夹片组向上移动时,该第一夹片组的夹片能够放松,使钢索相对于第一夹片组向上移动;当钢索相对于该第一夹片组向下移动时,第一夹片组的夹片能够紧密地夹持在钢索上,阻碍钢索相对于第一夹片组向下移动。
3、自提升方法实施步骤:
第1步:施工各塔筒,且各塔筒同轴套设在一起;
第2步:安装上转向架和防脱架,并在地面安装液压缸;除定塔筒外,至少有一节塔筒采用如下方式进行提升:
①将钢索的一端固定在待提升塔筒的底法兰上,将钢索的另一端向上穿过外侧相邻塔筒的顶法兰的锚固孔后,经上转向架线向下延伸,并在经过防脱架后被固定在液压缸上,钢索滑动地支撑在上转向架上;
②启动液压缸,对钢索进行拉到,使待提升塔筒逐步向上提升,直到待提升塔筒的底法兰抵靠在外侧相邻塔筒的顶法兰上,停止液压缸对钢索的拉动,将钢索锚固在外侧相邻塔筒的顶法兰上,并将剩余的钢索剪断;
③在待提升塔筒的提升过程中,当至少一根钢索脱离液压缸时,第一夹片组和第二夹片组的夹片能够紧密地夹持在钢索的周围,避免待提升塔筒向下坠落。
4、优点:
该技术能够取消所需要的大吨位起重机,降低了塔筒提升的施工成本,但是由于千斤顶布置在外侧塔筒的顶部,作业空间较少,且属于高空,操作不便,存在一定的安全隐患。
在塔筒的提升过程中,当至少部分钢索失效后,塔筒可能会直接坠落到地面,不但造成设备的破坏,还可能对施工人员造成伤害。因此,提高自提升施工方法的安全性,具有较强的现实需要。