风力发电机组火灾特性及消防系统应用会议讲稿精要.ppt文档全文免费...

戴莉

[摘 要]风力发电机组由于电气元件老化、接触电阻增大、电气设备超负荷运行或者极端恶劣气候条件的影响等原因，都会引起火灾，而火灾一旦发生造成的影响和损失都是巨大的，因此非常有必要搞清风力发电机组的火灾特性，采取积极的应对措施，加强消防系统的建设。

[关键词]风力发电机组；消防系统；火灾特性；自动灭火装置

中图分类号：G394 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0299-01

1.风力发电机组容易发生火灾的原因

1.1 风力发电机组各部位存在火灾隐患

风力发电机组主要是由控制系统、塔架、机舱和叶轮四部分构成。塔架和机舱之间会形成竖向分区，机舱和叶轮之间也会形成横向分区，这都是相对封闭的区域。这些风力发电机组的构成部件本身是存在一定的火灾隐患的。

塔架，主要是中空圆柱形，其作用是对机舱和风机叶轮进行支撑，有的设有数个平台，能够形成上下相互封闭的数段，其中有许多控制电缆、传输电缆以及照明系统与爬梯，有的还将控制柜、变频柜等设备设置在塔架底层平台。绝缘层老化、电缆过流、电缆接头与设备接插件之间接触不良、电气设备超负荷运行以及出于空间狭小，通风不良等原因引起的电气元件过热老化击穿等，都容易引起电缆火灾和电气元件火灾。

机舱，内有控制柜、传输电缆、照明系统、机舱底座、偏航驱动电机、偏航轴承、风速仪、风向标、提升机、发电机、联轴器、刹车系统、齿轮箱、润滑散热系统、主轴总成等部件，以塔架支撑，由机舱罩围成相对封闭的区域。机舱内的控制柜、传输电缆、照明系统、机舱底座、刹车系统、齿轮箱、润滑散热系统等部件，会由于极端恶劣气候条件的影响，或者发电机内部过热短路，制动故障引起机组超速运行，高速制动产生过热碎片，液压油和润滑油泄露污染机舱底座和舱内设备，通风不良引起电气元件过热老化击穿，接触电阻增大引起局部过热，以及由于持续震荡和高速运行引起电缆接头和设备接插件之间的松动等原因，出现火灾。

叶轮，由控制系统、叶片调节电机、轮毂、整流罩以及叶片等部件组成，其中轮毂、整流罩和叶片大多是用强化玻璃钢等复合材料制成的，这种复合材料都是非常易燃的。叶片容易遭受雷击而着火，液压油泄露、调节电机故障卡死引起过流过热、控制柜通风不良引起电气元件过热击穿以及控制系统和叶片调节电机在运行中可能造成机械摩擦过热等，这都容易发生火灾。

1.2 风力发电机组中分布可燃物

风力发电机组中的许多部件，例如叶片材料、机舱罩、吸音棉、密封材料、油漆、电线电缆、电气元件、通风管、高压胶管、使用的液压油以及各类润滑油等都是可燃物品，具有很高的火灾风险性，风力发电机组中的所使用的各种油类，本身就易燃易爆，再加上油品的泄露污染，更是加剧了火灾隐患。

2.风力发电机组火灾特性

风力发电机组火灾主要有以下几点特点，第一，火灾一旦发生，扑救的难度很大，几乎没有办法进行挽回。风力发电机组一般都在近海、丘陵、山区等偏远地区，那里地势曲折交通不够发达，消防力量严重不足，很难在火灾发生不久就赶到现场。即使能够快速到达现场，现有的消防技术也难以应对火势不断扩大的机组火灾，因此，在平时就要防火于未然，提高风力发电机組的火灾自救能力。第二，风力发电机组一旦发生火灾，火情势必会迅速蔓延，极易引起附近的草原火灾、森林火灾或者附近建构筑物的火灾。风力发电机组着火时，机舱和叶片的火灾残片会散落到机组周围的地区，那些带着火焰的高温碎片是巨大的火灾隐患，特别在是干燥的秋冬季节更是容易让草原、森林和周围的建构筑物的火灾一触即发。第三，如果风力发电机组发生火灾，那所造成的经济损失必然是巨大的，如今一台风力发电机组的造价就高达数千万，火灾不仅会破坏风力发电机组的部件，还会导致长期不能并网发电的间接损失。第四，通风换气速度快，一旦发生火灾，火势会借着风势越来越大，很快就会蔓延到整个风力发电机组。第五，风力发电机组中存在的火灾隐患很多，容易发生液体火灾、固体火灾以及电气火灾，机组不但要预防遭受雷击可能引起的火灾，更是要重点预防变压器、电动机、发电机、刹车盘和齿轮箱、控制柜等部件可能存在的安全隐患。第六，在风力发电机组这狭小的空间中包含了大量的易燃液体和可燃固体，火灾荷载密度大，如上文所提到的机舱外壳、轮毂、风机叶片、隔热吸音棉、液压油、润滑油、电动设备、电线电缆以及电气元件等都是可燃物。

3.对风力发电机组消防系统的相关思考

运行可靠性与环境适应性对于风力发电机组的消防系统而言是至关重要的，出于技术条件的限制和所处环境的特殊性，导致风力发电机组的消防系统在运行中还存在一些影响安全性与可靠性的不利因素，需要引起重视，对不良因素进行控制与改善。具体包括：风力发电机组的消防系统应当具有运行成本低、易于管理、免维护性能强、能够长期稳定运行等优点；风力发电机组消防系统中所使用的灭火药剂应当不会对大气层和环境造成污染，应易于清理，不会对机组设备造成潜在损害和二次污染；统筹考虑机组生产安全控制系统、自动灭火系统的联动控制程序与火灾自动报警系统之间的逻辑关系，避免因为消防系统的误操作对电网造成冲击；灭火控制系统和火灾报警系统要有较强的网络集成能力和远距离的信号传输能力，风电场内机组分布要相对分散；机舱内强电磁场和电磁兼容性对设备的可靠性运行有不良影响；沙尘、腐蚀性气体、盐雾和水雾等恶劣环境也会对设备的长期运行造成不良影响；振动特别是机组工作状态下的持续振动也会对设备的安装和运行的可靠性产生不良影响；工作环境如果超过50℃或者低于零下40℃，同样会对设备的稳定安全运行造成不利影响，甚至会缩减设备的使用寿命，让设备直接停止运行；电气设备变频柜、控制柜等装置的外壳都有较强的密封性，对火灾早期的扑灭和柜内的火灾探测都是不利的，应该强化灭火措施和探测手段；机舱由于空间狭小又设有较多的设备，在一定程度上阻隔了热气流和烟雾，同时也会阻挡灭火药剂的喷放和扩散，影响灭火效能；外部环境风速和内部通风设备形成强气流，机舱内部快速通风换气，这也不利于灭火装置发挥灭火性能同时也会影响火灾探测器的响应速度。

需要在考虑上述几点问题的基础上，研发与各类风电场环境条件相适应的风力发电机组专用消防系统，如南方风、北方风电场专用消防系统、内陆与海上风电场专用消防系统。另外，还要对风力发电机组中控制柜、电气装置、电线电缆、隔热吸音棉以及机舱、轮毂、风机叶片等机组部件采取适当的隔离与阻燃措施。采取有效的防火分区隔离措施，减少塔筒、机舱、轮毂等可能造成的火势蔓延。

结语

风力发电机组中空间较小，又设有多种易燃的部件，一旦发生火灾，火势会迅速蔓延到整个机组，甚至还会对周围的草原、森林以及建构筑物造成火灾，因此必须提高机组自身的阻燃防火性能，强化消防系统的火灾探测和灭火能力。