适用于风力发电机组火灾的灭火系统分析及应用

 新闻资讯     |      2019-08-23

  关键词:风力发电机组、机械传动系统、电器控制柜、风力发电机组灭火、风力发电机组火灾、气体灭火系统、洁净、无污染、手提式二氧化碳灭火器。

  风力发电机组是指将风能转换为电能的系统。风力发电机组在长期运行中很容易产生摩擦过热、制动过热、润滑油泄漏、电缆过热绝缘老化、控制柜电器元件过热击穿短路、发动机内部过热短路、遭遇雷电等,将会造成可燃液体和可燃固体材料着火,使机舱和搭架底部易发生火灾,将使风力发电机组燃烧,严重时大火会蔓延到风力发电机组附近的草原和森林,会带来更大的社会风险。本人撰写此文,就是希望相关人员充分认识到风力发电机组火灾产生的严重后果,并学会如何根据不同的场所选择适合的气体灭火系统及其使用方法。

  风能作为清洁环保的可再生能源,具有传统能源不可比拟的优越性,也是再生能源中技术最成熟、最具规模的一种。风力发电机组主要由叶轮、机舱和塔架三部分构成。机舱内装有传动系统(包括主轴、齿轮箱和联轴节)、偏航系统(包括偏航电机、偏航轴承等)、液压系统(包括电动机、油泵、油箱和液压阀等)、制动系统(包括空气动力制动装置和机械刹车制动装置)、发电机和控制系统。其中发电机、齿轮变速箱、制动刹车系统、机舱底座、润滑散热系统、照明系统、传输电缆、控制柜等部件都是潜在的火灾危险源。风力发电机组在长期运行中很容易产生摩擦过热、制动过热、润滑油泄漏、电缆过流绝缘老化、控制柜电器元件过热击穿短路、发动机内部过热短路等,机组遭遇雷电、大风大雾雨雪等极端恶劣天气也会导致火灾事故的发生。目前,风电机舱内采用的可燃物包括润滑油、液压油、高压软管、隔音海绵、电线电缆、密封材料等;这些材料一旦被引燃,火焰会在短时间内蔓延至整个机舱内部空间,导致其他可燃物同时燃烧,火势无法控制直至风力发电机组完全燃烧。塔架底部电器柜中电器元件过载击穿短路、雷击,同样会导致大火,使风力发电机组烧损,若安装在草原或森林附近,则造成草原或森林大火。火灾是风力发电机组最为致命的灾害之一,风电机组距地面的垂直高度几十米至一百多米,再加上周围地形环境复杂,消防队员及时赶到也望而却步,无法实施有效的灭火救援工作,只能等待整个风力发电机组完全烧毁。风力发电机组灭火,是在风力发电机组内安装火灾自动探测报警控制系统和自动灭火系统,实施防火和灭火自动保护。

  2、抗振动性能好。因风力发电机组中的机舱是在旋转中和紧急刹车中工作,还经常受到8级以上台风冲击,要求配套的设备具有较好的抗振动性能,否则易误报警和灭火系统误启动。

  3、耐高低温性能好。风力发电机组要求配套设备能在严酷温度环境下能正常工作。

  5、风力发电机组主要由机械传动系统和电器控制柜等部件组成,要求灭火中和灭火后对设备和环境无污染,不得损坏没有起火的正常设备,能在短时间内迅速恢复正常工作。

  6、电气火灾要求先断电,使通风设备停止工作后,再对风力发电机组灭火。灭火后灭火药剂必须对整个防护区浸渍10~20min,方能通风。

  七氟丙烷(FM200)自动灭火系统是一种现代化消防设备。中华人民共和国公安部于2001年8月1日发布了公消【2001】217号《关于进一步加强哈龙替代品及其替代技术管理的通知》。通知中第一推荐七氟丙烷(HFC-227ea)气体自动灭火系统为卤代烃类哈龙替代灭火系统。通知明确规定:七氟丙烷气体自动灭火系统属于全淹没系统,可以扑救A(表面火)、B、C类和电器火灾,可用于保护经常有人的场所和高精密电子仪器、设备、及贵重物品。七氟丙烷(FM200)灭火剂无色、无味、不导电、无二次污染。对臭氧层的耗损潜能值(ODP)为零,符合环保要求,其毒副作用比卤代烷灭火剂更小,是卤代烷灭火剂较理想的替代物。七氟丙烷(FM200)灭火剂具有灭火效能高,对设备无污损,电绝缘性好,(因灭火剂从喷嘴喷出压力在0.7~2MPa)喷射距离远,灭火迅速等优点。七氟丙烷(FM200)灭火剂释放后不含有粒子和油状物,不破坏环境,且当灭火后,及时通风迅速排除灭火剂,即可很快恢复正常情况。七氟丙烷(FM200)经试验和美国EPA认定安全性比1301卤代烷更为安全可靠,人体暴露于9%的浓度(七氟丙烷一般最低设计浓度为7%)中无任何危险,而七氟丙烷最大优点是非导电性能。因而是电气设备的理想灭火剂。当七氟丙烷灭火剂达到一定浓度时,还有抑制爆炸的作用。

  超细干粉灭火剂主要分BC干粉和ABC干粉灭火剂两种,分别呈弱碱或弱酸性,是一种很小颗粒的灰尘。当发生火灾时,超细干粉粉体与高温燃烧物体表面接触时,阻断燃烧链式反应,即化学抑制作用。在保护对象表面的高温作用下被熔化并形成一个玻璃状覆盖层将固体表面与周围空气隔开,使燃烧窒息。超细干粉灭火剂粉尘细小,微粒具有一定重量,在空气中漂浮时间有限,一旦沉降下来不会再运动。当有遮挡物时,很难超越过去,将影响灭火效能,灭火中和灭火后会产生二氧化碳、水蒸气等副产品。在灭火中和灭火后对所有设备和环境均有污染,很难将5~20μm小颗粒的灰尘清除干净,特别是安装在海滩、湿度较大环境中的风力发电机组,设备短时间内不能恢复正常工作,虽然成本低,若误启动或灭火后维护、清理成本较高,若清除不干净,设备会经常出现故障,甚至会报废。

  气溶胶灭火剂可分为热气溶胶和冷气溶胶。目前国内工程上应用的气溶胶灭火装置都属于热型,冷气溶胶灭火技术还处于研制阶段,无正式产品。气溶胶自动灭火装置只适用于较小的防护区,因气溶胶灭火气体从装置中喷出压力很小,大约为0.02MPa左右,喷射距离1~2m,气溶胶灭火气体比重很小,略比空气重一点,先飘向防护区顶部后,再逐步沉降于防护区底部,因保护的设备均放在地面,则灭火时间较长。气溶胶灭火装置灭火后有残留物,属非洁净灭火剂。热气溶胶属于全淹没系统,适用于变配电间、发电机房、电缆夹层、电缆井、电缆沟等,无人、相对封闭、空间较小的场所。适用扑救:A类表面火灾、B、C类和普通电器火灾。

  S型和K型热气溶胶预制灭火系统,虽属气体灭火系统,但它不是洁净灭火系统,灭火后或误喷后产生小于5μm极小颗粒的灰尘,气溶胶灭火剂有油污现象,吸附在元器件上很难清除干净,在湿度较大的环境中,将严重影响电器设备的绝缘性能,造成接触不良和短路现象。

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