風(fēng)力發(fā)電機(jī)組加裝自動消防裝置方案探究

王偉

摘要：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)報警與自動消防裝置至關(guān)重要，加裝自動消防系統(tǒng)能夠大幅度降低風(fēng)電場火災(zāi)事故的發(fā)生率，提高風(fēng)電機(jī)組的安全系數(shù)，是保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運行的重要條件。近年來，隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量的不斷增加，以及風(fēng)電行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的日趨完善，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)報警與自動消防裝置成為風(fēng)場投入運行的必要條件。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組;自動消防裝置;方案

1 風(fēng)機(jī)的火災(zāi)特點

風(fēng)機(jī)發(fā)生的火災(zāi)有以下六大特點：（1）火災(zāi)隱患部位多。控制柜、剎車盤、齒輪箱等都是易引發(fā)火災(zāi)的部件。（2）可燃燒物種類多。風(fēng)機(jī)使用了很多可燃燒物，如電氣元器件、潤滑油、玻璃鋼等，它們集中于狹小的機(jī)艙空間內(nèi)。（3）風(fēng)機(jī)通風(fēng)換氣迅速，火焰蔓延速度快。一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢將快速蔓延至整個風(fēng)機(jī)。（4）風(fēng)機(jī)設(shè)備價值高，一旦發(fā)生火災(zāi)，經(jīng)濟(jì)損失巨大。經(jīng)濟(jì)損失不僅包括風(fēng)機(jī)近千萬元的直接損失，而且包括長時間無法并網(wǎng)發(fā)電導(dǎo)致的間接損失。（5）易引發(fā)次生火災(zāi)。葉片和機(jī)艙內(nèi)的火災(zāi)殘片會掉落在機(jī)組周圍的大片區(qū)域，這對附近其他建筑物、森林和草原等都是巨大的火災(zāi)威脅。（6）火災(zāi)撲救難度大。風(fēng)機(jī)大多數(shù)位于偏遠(yuǎn)的丘陵和近海等，這些地方的消防力量嚴(yán)重不足，消防人員一般難以快速到達(dá)火災(zāi)事故現(xiàn)場。即使及時趕到現(xiàn)場，現(xiàn)有消防救援技術(shù)也難于處理近90 m高空的風(fēng)機(jī)火災(zāi)。因此，對于風(fēng)機(jī)火災(zāi)，必須防范于未然，充分借助自動消防系統(tǒng)的早期發(fā)現(xiàn)和撲滅。

2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組加裝自動消防裝置方案

2.1滅火介質(zhì)及火災(zāi)探測裝置選擇

滅火介質(zhì)的選擇直接影響了滅火效果，而火災(zāi)探測裝置的選擇直接影響了火災(zāi)報警的靈敏度、準(zhǔn)確度。對于不同風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的隱患部位，其滅火介質(zhì)及火災(zāi)探測裝置的選擇也存在區(qū)別，同時滅火介質(zhì)的選擇應(yīng)滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運行狀態(tài)（溫度、濕度等外部條件）。目前市場上風(fēng)機(jī)常用的滅火裝置有干粉滅火裝置、熱氣溶膠滅火裝置、氣體滅火裝置（二氧化碳、七氟丙烷）。本次加裝自動消防裝置的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為低溫型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其工作溫度為 -30 ～ 45℃，生存溫度為 -40 ～ +50℃。為節(jié)約加裝費用并根據(jù)現(xiàn)行《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防火技術(shù)規(guī)程》，本次加裝自動消防系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選擇的滅火介質(zhì)：機(jī)艙內(nèi)及塔架底部選擇超細(xì)干粉滅火裝置;各類電器柜選擇熱氣溶膠滅火裝置。火災(zāi)探測裝置的選型為：機(jī)艙、各類電器柜及塔架底部設(shè)備層選擇吸氣式感煙探測器;塔架及豎向電纜橋架選擇纜式線型感溫火災(zāi)探測器。

2.2? 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自動消防系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新

具體而言，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自動消防系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（ 1 ）自動消防系統(tǒng)檢測裝置、滅火裝置和信號反饋相互聯(lián)動，即檢測裝置檢測到火災(zāi)信號觸發(fā)滅火裝置，滅火裝置觸發(fā)后向風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)提供反饋信號。（ 2 ）系統(tǒng)采用無源探測方式，相比傳統(tǒng)的火災(zāi)報警控制部件，具有低成本、易安裝的優(yōu)點，能夠大大提高滅火裝置的可靠性，避免電控報警裝置的誤觸發(fā)。（ 3 ）系統(tǒng)采用“點對點”滅火，探測反應(yīng)時間短，有效減少了火災(zāi)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。因此，自動消防系統(tǒng)不僅提高了系統(tǒng)滅火的自動性能，而且對于降低火災(zāi)所帶來的經(jīng)濟(jì)損失具有十分重要的現(xiàn)實意義。（ 4 ）該系統(tǒng)最顯著的創(chuàng)新點在于無需電源，這樣一來，系統(tǒng)在運行過程中不受電磁、濕熱、粉塵等干擾和振動沖擊的影響，不因油污、灰塵、煙的影響導(dǎo)致檢測功能的減弱或誤觸發(fā)，對各類電氣設(shè)備的保護(hù)更加安全可靠。（ 5 ）系統(tǒng)所采用的滅火介質(zhì)為超細(xì)干粉，更加環(huán)保，不會對機(jī)組設(shè)備造成二次污染，也避免了對環(huán)境和大氣層造成破壞，符合綠色環(huán)保的設(shè)計理念。

2.3機(jī)艙滅火原理及安裝方案

機(jī)艙前端采用并聯(lián)方式安裝兩個超細(xì)干粉滅火裝置，利用特制支架將其固定在機(jī)艙底座，超細(xì)干粉滅火裝置針對于機(jī)艙內(nèi)全部的設(shè)備進(jìn)行全淹沒自動滅火保護(hù)。在滅火信號發(fā)出延時 30s 后，所有干粉裝置同時進(jìn)行噴放，達(dá)到滅火效果，防止火復(fù)燃。當(dāng)干粉滅火裝置接到釋放信號時，裝置內(nèi)氣體活化劑被激活，殼內(nèi)氣體迅速膨脹，內(nèi)部壓力瞬間增大，將噴嘴薄膜沖破，滅火干粉向機(jī)艙內(nèi)噴射并迅速向四周彌漫，形成全淹沒滅火狀態(tài)。

2.4聯(lián)動功能概述

首先需要根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中存在消防隱患的位置， 分別安裝不同類型的消防探測傳感器， 每個探測器報警通道分別對應(yīng)不同的區(qū)域， 在視頻監(jiān)控攝像頭中預(yù)先設(shè)置多個監(jiān)控角度， 逐個對應(yīng)這些消防監(jiān)控區(qū)域。 這部分聯(lián)動控制一般由單獨的控制器來實現(xiàn)， 獨立于風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)， 以確保在機(jī)組程序未運行時也能實現(xiàn)。其次在無人運維或突發(fā)情況下， 一旦消防系統(tǒng)檢測到報警信號， 并根據(jù)傳感器反饋回處理器的信號通道來確定報警區(qū)域， 一方面?zhèn)鬟f信號給風(fēng)機(jī)控制器， 根據(jù)報警級別實現(xiàn)停機(jī)保護(hù)和機(jī)組狀態(tài)報警提示; 另一方面下發(fā)指令給對應(yīng)的視頻監(jiān)控攝像頭， 根據(jù)預(yù)先設(shè)置的對應(yīng)監(jiān)控位置， 及時調(diào)整球型攝像頭與監(jiān)控畫面， 進(jìn)行對焦識別分析并自動錄像， 快速準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場情況。最后在消防系統(tǒng)觸發(fā)一級預(yù)報警期間， 監(jiān)控畫面調(diào)整到位， 若監(jiān)控人員觀測判斷即將出現(xiàn)火災(zāi)，則可在二級火災(zāi)報警觸發(fā)及滅火動作之前， 手動遠(yuǎn)程觸發(fā)滅火裝置， 提前撲滅隱患; 否則待二級火災(zāi)報警自動觸發(fā)后， 滅火裝置將延時動作， 撲滅火災(zāi)， 而視頻系統(tǒng)能夠提前到位調(diào)整畫面， 并在第一時間發(fā)現(xiàn)火警點， 有助于協(xié)助火災(zāi)撲滅和后續(xù)事故的分析。

2.4控制柜內(nèi)滅火原理及安裝方案

控制柜內(nèi)使用熱氣溶膠滅火裝置，安裝在機(jī)艙柜、塔底柜、變頻器柜內(nèi)。根據(jù)柜內(nèi)體積大小配備不同數(shù)量和大小的滅火裝置，熱氣溶膠裝置自帶無源感溫啟動裝置，溫度達(dá)到設(shè)定值時會自動觸發(fā)釋放滅火，并可通過信號線向主控系統(tǒng)反饋告警信號。熱氣溶膠裝置啟動時向防護(hù)區(qū)域噴出灰色霧狀混合物，由于灰色霧狀混合物中的滅火顆粒具有極大的比表面積，能淹滅燃燒自由基，并能起到隔絕燃燒所需氧氣的作用，火焰在連續(xù)的物理、化學(xué)作用下很快被撲滅。

2.5火災(zāi)探測系統(tǒng)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)安裝一套專用感煙探測和感溫探測裝置。探測器分散布置在液壓站、偏航電機(jī)、剎車盤和發(fā)電機(jī)火災(zāi)易發(fā)重點部位，實現(xiàn)全機(jī)艙范圍內(nèi)火災(zāi)的早期探測。感煙探測器和感溫探測器可根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分為不同的報警級別，當(dāng)現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的報警級別時，即發(fā)出相應(yīng)的警報，并自動進(jìn)行滅火劑的釋放，完成機(jī)艙內(nèi)的滅火。

2.6塔底滅火原理及安裝方案

塔底平臺采用并聯(lián)方式安裝兩個超細(xì)干粉滅火裝置，利用特制支架將其固定在塔底平臺下方電纜支架處。滅火原理與機(jī)艙滅火原理一致。

2.7自動滅火裝置

所有滅火裝置均不依賴外部電源，做到獨立檢測和滅火，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組停電時，仍能獨立運行。同時為了防止誤噴，塔筒進(jìn)門處必須有消防系統(tǒng)手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，有維護(hù)人員時可切換到手動模式，此時滅火裝置不能噴射，但不能影響報警系統(tǒng)的報警（機(jī)艙上同樣設(shè)置，且有優(yōu)先權(quán)）。

結(jié)語

為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組加裝自動消防裝置，將切實提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運行的安全系數(shù)，同時也為風(fēng)電企業(yè)安全穩(wěn)定運行提供強有力的保障。今后，隨著風(fēng)電行業(yè)的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自動消防系統(tǒng)將日趨成熟。

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