一種用于風機海上作業的氣囊平臺及其作業方法與流程

本發明屬于風力發電，尤其涉及一種用于風機海上作業的氣囊平臺及其作業方法。

背景技術：

1、風力發電機的葉片需要進行更換，但是葉片很重，且塔筒的高度較高，尤其是進行海上作業時，由于受到海浪波動等環境因素的影響，比陸地作業更為困難。

2、深水中海浪傳播速度可達每小時數十公里，但是海水質點并沒有發生顯著的水平位移。這是因為在波浪運動時，海水質點只是在平衡位置上作有規律的往復圓周運動。當相鄰水質點依次運動到波峰時，波峰則隨之向前運動。由于水的內摩擦力，水質點的圓周運動半徑隨著水深增加而減小，當達到一定深度后水質點即處于靜止狀態。如何利用水質點處于靜止狀態時進行風機海上作業，有待于探索研究。

3、因此，有必要提供一種用于風機海上作業的氣囊平臺及其作業方法，以解決上述問題。

技術實現思路

1、本發明提供的用于風機海上作業的氣囊平臺及其作業方法，通過檢測深海波基面調整第一氣囊和第二氣囊的充氣狀態，使海上作業時的吊裝過程更為平穩。

2、為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案。

3、提供一種用于風機海上作業的氣囊平臺，包括第一平臺、第一立柱和第二立柱；

4、所述第一平臺具有第一端部和第二端部，所述第一立柱和第二立柱對稱固定在所述第一端部的兩側，所述第二端部設置有鉸接機構，所述鉸接機構用于和風機固定連接；

5、所述第一平臺上放置有負載和卷揚機，所述卷揚機用于驅動安裝在風機上的吊機吊裝所述負載；

6、所述第一立柱和第二立柱為可伸縮結構，所述第一立柱和第二立柱的底部分別安裝有第一氣囊和第二氣囊；

7、當所述氣囊平臺處于第一工作階段時，所述第一氣囊和第二氣囊為未充氣狀態，所述第一工作階段為所述第一氣囊和第二氣囊位于深海波基面之上時；

8、當所述氣囊平臺處于第二工作階段時，使用第一氣泵和第二氣泵分別通過第一充放氣管路和第二充放氣管路向所述第一氣囊和第二氣囊充預設量的氣體，所述第二工作階段為所述第一氣囊和第二氣囊位于或低于所述深海波基面時；

9、向所述第一氣囊和第二氣囊充預設量的氣體，所述預設量的氣體的體積具體通過以下公式進行計算：

10、，

11、其中，為向所述第一氣囊和第二氣囊充預設量的氣體的體積，為所述第一平臺、所述負載和所述卷揚機的重量之和，為所述第一平臺、所述負載和所述卷揚機的重心和所述鉸接機構之間的距離,為在第一平臺所在平面上，所述鉸接機構到所述第一氣囊、第二氣囊連線之間的垂直距離，為水密度，為重力加速度；

12、所述深海波基面的高度通過以下方式獲取：設海面波浪波長為λ，所述深海波基面位于距離海面以下λ/2深度處；

13、所述第一平臺安裝有傳感器，所述傳感器用于實時檢測所述第一平臺的水平度，當所述第一平臺的水平度低于第一閾值時則將所述第一氣囊和第二氣囊充氣，當所述第一平臺的水平度高于第一閾值時則將所述第一氣囊和第二氣囊放氣。

14、優選地，當所述負載發生變化時，實時向所述第一氣囊和第二氣囊分別充氣或放氣，充氣或放氣的量具體通過以下公式進行計算：

15、，

16、其中，為向所述第一氣囊或第二氣囊分別充氣或放氣的量，為所述負載重量變化值,為所述卷揚機拉力變化值，為所述負載變化部分的重心和所述鉸接機構之間的距離，為所述卷揚機拉繩距離所述鉸接機構之間的距離。

17、優選地，所述第一平臺上安裝有多個控制柜，所述多個控制柜的數量和所述第一立柱和第二立柱的數量相對應，所述多個控制柜分別用于實時檢測所述第一氣囊和第二氣囊和所述深海波基面的距離，并實時調節所述第一立柱和第二立柱的高度。

18、優選地，所述第一平臺上安裝有一個控制柜，所述控制柜用于實時檢測所述第一氣囊和第二氣囊和所述深海波基面的距離，并實時調節所述第一立柱和第二立柱的高度。

19、優選地，所述第一平臺的第一端部設置有第一擴展接口，所述第一擴展接口用于連接第二平臺。

20、優選地，所述第二平臺至少有一個，所述第二平臺具有第三端部和第四端部，所述第三端部和第四端部分別設置有第二擴展接口和第三擴展接口，所述第三擴展接口和所述第一擴展接口的結構相同，所述第二擴展接口和所述第一擴展接口配合連接；第三立柱和第四立柱對稱固定在所述第三端部的兩側，所述第三立柱和第四立柱的結構與所述第一立柱和第二立柱完全相同，所述第三立柱和第四立柱的底部分別安裝有第三氣囊和第四氣囊；當所述氣囊平臺處于第一工作階段時，所述第三氣囊和第四氣囊為未充氣狀態，所述第一工作階段為所述第三氣囊和第四氣囊位于深海波基面之上時；當所述氣囊平臺處于第二工作階段時，使用第三氣泵和第四氣泵分別通過第三充放氣管路和第四充放氣管路向所述第三氣囊和第四氣囊充預設量的氣體。

21、優選地，所述鉸接機構通過固定環固定在所述風機的塔下結構上，所述固定環的直徑和所述風機的塔下結構相匹配，所述鉸接機構包括軸承連接結構或合頁連接結構，所述鉸接機構固定在所述風機的塔下結構的底座上，所述塔下結構的底座固定豎立在海床上。

22、還提供一種使用上所述的用于風機海上作業的氣囊平臺的作業方法，包括以下步驟：

23、將所述第一立柱和第二立柱對稱固定在所述第一平臺的第一端部的兩側，使用所述鉸接機構將所述第一平臺和所述風機固定連接；

24、當所述第一氣囊和第二氣囊位于所述深海波基面之上時，所述第一氣囊和第二氣囊為未充氣狀態，調節所述第一立柱和第二立柱的高度，當所述第一氣囊和第二氣囊位于或低于所述深海波基面時，使用所述第一氣泵和第二氣泵分別通過第一充放氣管路和第二充放氣管路向所述第一氣囊和第二氣囊充預設量的氣體，根據海上作業的要求將所述第一平臺調節為和水平面平行；

25、啟動所述卷揚機用于驅動安裝在風機上的吊機吊裝所述負載，然后根據需要，動態調整氣囊的氣體量，以保證平臺處于水平位置。

26、與現有技術相比，本發明實施例的技術方案具有有益效果。

27、本發明提供的一種用于風機海上作業的氣囊平臺及其作業方法，當所述氣囊平臺處于第一工作階段時，所述第一氣囊和第二氣囊為未充氣狀態，所述第一工作階段為所述第一氣囊和第二氣囊位于深海波基面之上時；當所述氣囊平臺處于第二工作階段時，使用第一氣泵和第二氣泵分別通過第一充放氣管路和第二充放氣管路向所述第一氣囊和第二氣囊充預設量的氣體，所述第二工作階段為所述第一氣囊和第二氣囊位于或低于所述深海波基面時，當檢測到第一氣囊和第二氣囊位于或低于深海波基面時再對其進行充氣，能夠使第一氣囊和第二氣囊在充氣狀態時保持在深海波基面或其下，由于在深海波基面波浪的作用已非常微弱，從而使海上作業時的吊裝過程更為平穩；

28、進一步地，所述第一平臺安裝有傳感器，所述傳感器用于實時檢測所述第一平臺的水平度，當所述第一平臺的水平度低于第一閾值時則將所述第一氣囊和第二氣囊充氣，當所述第一平臺的水平度高于第一閾值時則將所述第一氣囊和第二氣囊放氣，當第一平臺上的負載的重量發生變化時，從而能夠實時調整第一氣囊和第二氣囊的體積，保持第一平臺的穩定性，使得海上作業更為平穩；

29、進一步地，所述第一平臺上安裝有多個控制柜，所述多個控制柜的數量和所述第一立柱和第二立柱的數量相對應，所述多個控制柜分別用于實時檢測所述第一氣囊和第二氣囊和所述深海波基面的距離，并實時調節所述第一立柱和第二立柱的高度，從而使得第一平臺更為穩定。