浅谈风力发电机组自动消防装置应用

浅谈风力发电机组自动消防装置应用

李金鹏

（大唐河南清洁能源有限责任公司 河南省 郑州市 450000）

摘要

大型风力发电机组主要由发发电机、齿轮箱（双馈/半直驱）、变频器、叶片、塔筒等主要部件组成，由于维护不当或运行极端条件下，易发生风力发电机组着火事件。考虑人身安全问题，在风力发电组发生火情时人员无法登机进行处理，且风电场大多处于人员稀少或偏远山区，消防人员也不能及时到场处理，所以火情得不到有效的控制。随着风力发电机组辅助设施的发展，可在风力发电机组内部增加自动消防装置，当机组发生火情时可自动实现灭火功能，保证机组的安全运行。

【关键字】风力发电机组  自动消防  灭火

前言

现代风电机组消防系统不仅具备高度的自动化和智能化，还可以与风机控制系统实现紧密的集成，以提高对火灾的响应速度和精确度。在风电机组消防系统的应用中，重点关注以下几个方面：

火灾预防：风电机组消防系统通过对风机内部的温度、烟雾等指标进行实时监测，预防火灾的发生。

火灾控制：一旦发生火灾，消防系统可以迅速启动灭火装置，控制火势蔓延，保护设备安全。

火灾监控与报警：风电场范围内的火灾监控与报警系统可以实时监测火灾情况，及时向运维人员发出警报，提高火灾处置效率。

一、风力发电机组发生火灾的原因

风力发电电机组发生火灾的原因主要有雷击、电气故障、设备老化、机械摩擦以及人为因素等几个方面。

二、风力发电机组自动消防要求

风力发电机组自动消防配置方面宜在机舱空间采取超细干粉灭火装置、变频器及电气控制柜内配置气溶胶或火探管灭火装置，实现机组的自动灭火。自动灭火装置应能够实现火灾的自动探测、自动灭火、信号反馈等功能，且无需任何类型电源供电，满足机组停机和停电状态下自动消防装置能够继续工作。

干粉灭火装置的用量设计应该符合GA602-2013“风电机组专用灭火装置”的灭火性能测试方法，并提供公安部天津消防研究所出具的风电机组专用灭火装置的委托试验报告。干粉灭火装置的设置应符合CECS322《干粉灭火装置技术规程》、GA602《干粉灭火装置》及CECS391《风力发电机组消防系统技术规程》的相关规定。

热气溶胶装置的灭火设计密度和灭火剂用量应该按现行国家标准GB50370《气体灭火设计规范》的相关规定计算确定，且不应小于生产单位标称灭火密度的1.5倍；当防护单元的部分开口无法封闭时，应该根据开口情况适当增加灭火药剂量；必要时，生产单位应提供公安部天津消防研究所出具的风电机组专用灭火装置的委托试验报告。热气溶胶装置的设置应符合GA499.1《气溶胶灭火系统第一部分：热气溶胶灭火装置》、GB50370《气体灭火系统设计规范》及CECS391《风力发电机组消防系统技术规程》的相关规定。

三、自动消防主要配置情况

（一）机舱空间自动消防

机舱消防系统通过设置在机舱中部、后部的感温启动模块能对机舱易发生火灾的部位进行有效地温度监测。通过安装在机舱中部和后部的非储压式超细干粉灭火装置直接向制动器、发电机、齿轮箱、液压系统喷射超细干粉灭火剂，能有效地把易燃部位的火患扑灭在萌芽状态。主要特点为探测反应时间快速，最大限度地减少火势蔓延所造成的损失。不会因油、灰尘等恶劣的环境因素而导致误喷或延误喷放。结构清晰明了，安装方便，有效地节约了安装空间，不会影响风力发电机组的日常维护。悬挂喷射式和壁挂喷射式干粉灭火装置的组合应用以确保对保护空间的顶部和上、中、下层形成立体防护，消除防护死角，杜绝消防隐患。灭火装置选配的感温探测元件不以明火燃烧的形式进行温度信号传递，不会引起二次火灾。

（二）变频器及电气控制柜

1.火探管形式自动消防装置

变频器及电气控制柜内自动消防装置采用全自动智能感温灭火装置，即全自动探火灭火装置，安装、维护简单，属独立系统，已在世界各地、各行业和领域广泛应用。

装置无需任何电源，无需专门的烟、温感探测器，无需复杂的设备及管线，利用自身储压，依靠一根经充压的探管及一套瓶组就能快速、准确、有效地探测及扑灭火源，集报警和灭火于一体，将火患扑灭在最初阶段。

装置是由装有灭火剂的压力容器、容器阀及能释放灭火剂的火探管和/或释放管等组成。将火探管置于靠近或在火源最可能发生处的上方，同时，依靠沿火探管的诸多探测点（线型）进行探测。一旦着火时，火探管在受热温度最高处被软化并爆破，将灭火介质通过火探管本身 (直接系统)或喷嘴(间接系统)释放到被保护区域。其中，火探管是高科技领域开发的新品种，是一种高科技非金属合成品。它集长时间抗漏，柔韧性及有效的感温性于一体，在一定温度范围内爆破，喷射灭火介质或传递火灾信号。

在装置安装时要充分了解已经投产的风机各个电气柜的内部空间，设计合理的安装位置，既要考虑安装的牢固性，也要考虑与柜内其他部件不能干涉，更应考虑柜内控制信号线缆的走线合理、美观、抗干扰，合理计算走线的长度，同时要将增配的消防信号接入监控系统。

2.热气溶胶自动消防装置

当环境温度达到热敏线的启动温度或接触明火时，热敏线自燃，并传递给气溶胶灭火装置，气溶胶灭火装置接收启动信号后，内部的灭火剂就会被激活，迅速产生纳米型气雾灭火剂并喷出，进行快速灭火。

通过对火探管形式和热气溶胶形式的对比分析，风机电气控制柜及变频柜因电气元件较多、柜内布局复杂，使用火探管形式自动消防装置更适合保护电气柜，且具有以下优势：

（1）报警灭火合一，探测反应时间快，迅速将火患扑灭在萌芽状态，有效降低火灾带来的经济损失。

（2）装置无需电源，不受震动或冲撞而影响操作功能；不因油、灰尘、烟的影响而导致探火功能的减弱及误报警。

（3）火探管为软性物，不受任何位置的影响，可伸进各种窄小和复杂易燃空间或设备中，该特点弥补了现有消防产品不能扑灭此类火源的缺陷。

（4）距离被保护物近，灭火效率高，费用低。

（5）非全淹没式，释放时不会伤害被保护区域的人员。

（6）设计简单，安装简便，不占用户的有限空间，无需另外设置气瓶间。

（7）可扑灭切断气源的可燃气体火灾、可燃液体火灾或可融化固体火灾、固体表面火灾及部分固体深位火灾、电气引起的带电火灾。

结束语

随着科技及风力发电机组辅助设施的飞速发展，越来越多的智能辅助设施在风力发电机组上应用。风力发电机组自动消防装置已经成为标准配置，自动消防装置的应用也作为风力发电机组火灾隐患的有效措施，防止发电机组发生火灾事件，确保机组安全可靠运行。通过对风电机组加装自动消防系统，当机组发生火情时，能够第一时间实现自动灭火，能有效的防止风机火灾事故，减少事故隐患，提高设备可靠性，提高风电场运行安全性，避免风机重大设备发生严重损毁、经济损失。

参考文献：

《风电场设计防火规范》NB 31089-2016

《电力设备典型消防规程》DL 5027

《风力发电机组消防系统技术规程》CECS 391

《气体灭火系统施工及验收规范》（GB50263-2007）

《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）

《火探管感温自启动灭火装置设计、施工及验收规程》（DBJT13-140-2011）

《火探管式自动探火灭火装置设计、施工及验收规范》（DBJ04-231-2005)

《气体消防设施选型配置设计规程》（CECS292:2011）

《探火管灭火装置技术规程》（CECS:345：2013）