甄劍峰 國華(沽源)風電有限公司
風電機組在運行過程中,受到不同因素的影響,會發生火災事故,由于風電機組位置和結構的影響,火災發生后難以及時發現和撲救,不僅造成了巨大的經濟損失,還給電力系統造成了一定的運行風險。因此,研究和分析風電機組火災類型、產生原因和防范措施具有非常高的價值。在火災分類中,主要分為A、B、C、D、E五個類別,風電機組火災類型主要為A、B、E類。所以風電機組火災成因和防控需要進行針對性分析。
A類火災事故為固體火災,在風電機組固體材料的使用上,通常為具有良好阻燃性的玻璃鋼材料,通常情況下具有良好的耐火性,發生變性需要達到100攝氏度。這種類型的固體材質發生火災較為困難。但是如果溫度過高,超過280攝氏度,并且存在引燃物,那么也會造成火災風險。所以,此類固體物質火災在風電機組中也存在發生概率[1]。
B類火災事故的燃燒主體為液體。在風電機組中,液體主要為風電機組使用的油類物質,這些物質主要為經過人工加工的礦物質基礎油,對于高溫具有非常高的抵抗性。通常風電機組所用油脂燃點都較高,不易燃燒,但因為油脂需要進行循環散熱,所以在壓力的作用下容易發生噴射。風電機組發生局部火災,容易將油管或者液壓站損壞,導致油脂在壓力的作用下形成油霧,從而降低了燃點,遇到明火會發生爆燃現象。
二類物質為電氣設備和精密電子儀器發生的火災,這種火災類型在風電機組中最為常見,不僅影響嚴重,還會進一步引起固體物質和液體物質的燃燒,形成復合型火災。給火災的撲救工作造成困難[2]。在風電機組中存在大量的電氣線路和設備原件,這些設備對于高溫的抵抗能力通常不高,所以發生火災風險的概率極大,是風電機組火災的主要類型。
風電機組自身原因是導致火災發生的主要因素。風電機組隨著使用時間的增加,其設備原件會發生老化,在常規使用下能夠穩定運行,但是在高負荷運轉下,就會造成電氣原件的損壞,從而引發電氣火災[3]。除此之外,電氣線路和設備之間連接的不可靠,當大電流通過時會出現發熱和打火情況,一旦引燃易燃物質,就會發生火災。
自然環境因素導致風電機組火災主要為以下兩種形式。一種為慢性腐蝕,在風電機組運行過程中,受到空氣中鹽類物質的腐蝕,逐漸影響設備的性能,最終導致火災發生。另一種為突發性火災,這類火災主要是受到突發性惡劣自然天氣的影響,例如雷擊、強風暴等。雷擊產生的巨大電流會擊穿風電機組的絕緣物質,從而造成電氣火災。強大的風暴導致風電機組無法及時調節運行狀態,超負荷運轉產生高溫,造成火災。
人為因素造成的火災比例也很大。人為因素造成的火災分為兩種,一種是將明火帶入風電機組附近,明火點燃易燃物質,造成風電機組的火災。另一種是風電機組管理人員或者維修人員操作不當,導致的火災[4]。例如,在風電機組運行過程中,管理人員因為操作不當,引發機械故障,出現火災事故?;蛘呔S修人員在維修過程中,不當操作導致電線短路、焊接起火等情況,引發風電機組火災。
通過對風電機組火災產生原因分析可以發現,設備老化和故障運行的火災風險非常高。所以在火災防范中,加強風電機組設備運行維護管理能夠有效避免火災事故的發生。通過定期進行風電機組設備的維護管理,維修替換老化的設備和電氣元件,能夠是風電機組始終保持在最佳的運行狀態,降低電氣火災發生的概率。
火災風險的防控包括對造成火災的所有風險的管理。針對火災成因和火災類型,制定科學的管理防控制度,降低火災事故發生的可能性?;馂娘L險防控包括:油管、電纜等阻燃材料的替換;風機線纜進出孔洞的封堵;線纜刷防火涂料;接地設施、浪涌保護器和接地線的導通測量;做好接地電阻檢測,接地網灑降阻劑等降低接地電阻。
火災防控預警和自動滅火體系的建立對于火災防控非常關鍵。這一體系包括兩部分內容。一是建立火災報警裝置和機艙視頻監控系統,利用視頻監控對設備運行狀態的日常監測,進行異常狀態的報警,及時進行維修處理,避免發生故障火災。二是加裝自動滅火裝置。通過火災自動滅火體系的應用,在檢測到火災發生后,能夠自動完成撲救,及時止損,防止火災擴大。
綜上所述,風電機組火災發生的原因主要分為設備自身因素、自然因素、人為因素三種,類型為A、B、E三類。根據火災類型和風險成因,可以建立有效的防范措施,通過定期設備維護保養、建立火災防控體系和預警體系,能夠避免火災發生,或者在發生后有效止損。