風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)設計技術探究

風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)設計技術探究摘要：風電行業(yè)的快速發(fā)展，是社會及經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要保障之一，而風力發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行，是確保其應用價值的重要前提?，F(xiàn)分析風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)設計的技術原理，并在此基礎上，闡述風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)設計的技術創(chuàng)新和技術價值，旨在強化對風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)設計的研究，推動風電行業(yè)又好又快發(fā)展。

關鍵詞 ：風力發(fā)電機組；自動消防系統(tǒng)；設計；技術

0引言

隨著風電行業(yè)的迅猛發(fā)展，風力發(fā)電機組裝機量逐年增加，火災事故時有發(fā)生?；馂谋旧聿粌H會給風力發(fā)電機組帶來毀滅性的破壞，而且如果引燃機組附近的草場或者林場，將會帶來更大的社會危害。針對風力發(fā)電機組火災的特點，開發(fā)出適合風力發(fā)電機組自動檢測、自動滅火的消防系統(tǒng)，能提高風力發(fā)電機組的安全性能。

根據(jù)火災事故統(tǒng)計，風力發(fā)電機組機艙內控制柜、電容柜、發(fā)電機、加熱器、剎車系統(tǒng)等存在火災隱患。同時部分電氣設備存在一定的故障率，容易引起局部過熱，最終可能導致火災事故。風力發(fā)電機組所處環(huán)境惡劣，采用有源檢測設備可靠性較差，很難對火災進行實時監(jiān)測。多數(shù)風力發(fā)電機組安裝在山區(qū)、丘陵等偏遠地區(qū)，一旦發(fā)生火災消防車輛及人員無法及時到達現(xiàn)場。

基于上述問題，根據(jù)風力發(fā)電機組的特殊性，本文旨在開發(fā)一套完備的風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)，以保障風力發(fā)電機組運行的安全穩(wěn)定。

1風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)的技術原理

圖1為風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)的機艙安裝效果圖，其采用無源方式進行探測并自動啟動滅火裝置，裝置啟動后輸出一組無源數(shù)字量反饋信號給風機控制系統(tǒng)。

按照機組布局，將消防保護區(qū)域劃分為機艙和控制柜兩個部分。機艙重點隱患部位的設備有制動系統(tǒng)、齒輪箱油泵電機、發(fā)電機等，針對這些隱患設備采用一對一方式進行防護，控制柜采用全淹沒方式進行防護。需要特別注意的是，柜內部安裝具有復雜性、系統(tǒng)性，強調安裝的有效性，在控制柜中安裝好自動消防系統(tǒng)尤為重要。當出現(xiàn)火情時，溫度達到探測裝置設定的溫度或者探測到明火，無源自啟動探測裝置觸發(fā)，并啟動滅火裝置，滅火介質經(jīng)輸送管道從噴嘴噴出滅火。在滅火裝置啟動后，向風機控制系統(tǒng)提供數(shù)字量信號，提示滅火裝置已啟動滅火。

2風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)的技術創(chuàng)新

本文所研究的風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)，具備自動檢測火災及自動滅火功能，能夠提高風力發(fā)電機組的安全性，避免因為火災而給風力發(fā)電機組造成的損壞。風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)的技術創(chuàng)新體現(xiàn)為自動性能更加優(yōu)越，且系統(tǒng)采用了無源探測方式、“點對點”滅火，在很大程度上提高了系統(tǒng)的實用性和有效性。因此，具體而言，風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)的技術創(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信號觸發(fā)滅火裝置，滅火裝置觸發(fā)后向風機控制系統(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，探測反應時間短，有效減少了火災帶來的經(jīng)濟損失。因此，自動消防系統(tǒng)不僅提高了系統(tǒng)滅火的自動性能，而且對于降低火災所帶來的經(jīng)濟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、煙的影響導致檢測功能的減弱或誤觸發(fā)，對各類電氣設備的保護更加安全可靠。

（5）系統(tǒng)所采用的滅火介質為超細干粉，更加環(huán)保，不會對機組設備造成二次污染，也避免了對環(huán)境和大氣層造成破壞，符合綠色環(huán)保的設計理念。

3風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)的技術價值

針對風力發(fā)電機組火災的特點，國內外各風機廠家采取了不同的消防技術方案，主要差別體現(xiàn)在滅火介質及火災檢測裝置等方面。因此，本文通過對比分析，進一步闡述風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)的技術價值。

風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)的滅火介質主要有二氧化碳、七氟丙烷、超細干粉和Novec1230D等，而滅火介質的選擇直接影響了滅火效果?，F(xiàn)將各滅火介質性能對比如下：

3.1二氧化碳

滅火機理為二氧化碳在高壓或低溫下被液化，噴放時氣體體積急劇膨脹，同時吸收大量的熱，可降低滅火現(xiàn)場或保護區(qū)內的溫度，并通過高濃度的二氧化碳氣體稀釋被保護空間的氧氣含量，達到窒息滅火的效果。其優(yōu)點在于滅火時不污染火場環(huán)境，對保護區(qū)內的被保護物不產生腐蝕和破壞作用，不僅可以撲救固體、液體、氣體火災，在高濃度下還能撲救固態(tài)金屬火災。缺點為滅火濃度高，滅火級別低，宜在相對密閉的空間使用，抗復燃能力差。

3.2七氟丙烷

滅火機理是通過滅火劑的熱分解產生含氟的自由基，與燃燒反應過程中產生支鏈反應的H-、OH-、O-活性自由基發(fā)生氣相作用，從而抑制燃燒過程中的化學反應來實施滅火。其優(yōu)點是七氟丙烷具有良好的滅火效率，滅火速度較快、效果好，滅火濃度低。缺點為由于七氟丙烷滅火劑的沸點相對較高，用于環(huán)境溫度較低場所應慎重；七氟丙烷只適用于全淹沒滅火系統(tǒng)；在滅火現(xiàn)場的高溫下會形成氫氟酸，對皮膚、精密儀器等有強烈的酸蝕作用。

3.3超細干粉

滅火機理是實現(xiàn)被保護物與空氣的隔絕，阻斷再次燃燒所需的氧氣，以物理方式防止復燃。超細干粉與燃燒物火焰接觸，產生化學反應切斷燃燒鏈，實現(xiàn)對火焰的撲滅；超細粉體晶體與灼燒物質表面接觸發(fā)生化學反應，形成玻璃狀覆蓋層，將固體表面與周圍空氣的氧隔開，使燃燒窒息；超細粉體滅火劑在高溫下發(fā)生分解反應吸收部分熱量，起到冷卻作用。其優(yōu)點是超細干粉比普通干粉細，滅火效率高，無毒無害，具有良好的流動性和絕緣性，應用范圍廣。缺點為系統(tǒng)觸發(fā)后產生殘留物，需人工清理。

3.4Novec1230D

滅火機理為去除火災現(xiàn)場熱量。釋放后，Novec1230D與空氣形成氣態(tài)混合物，吸收大量的熱量。Novec1230D滅火劑具有滅火濃度低、效率高、無腐蝕、絕緣性強等優(yōu)點。缺點為此滅火劑適用于密閉環(huán)境，而且須有壓存儲。

4結語

風力發(fā)電機組的機艙距離地面較高，且無人值守，大多數(shù)風機位于偏遠地區(qū)。如機組發(fā)生火災，采取傳統(tǒng)消防方式很難及時消滅火災，如火災不能得到有效控制，將導致葉輪和機艙損毀，除需更換新機組外，還將造成發(fā)電量的損失。采用風力發(fā)電機組自動消防系統(tǒng)具有成本低廉、穩(wěn)定可靠、安全性能高等優(yōu)點，如機組配備此系統(tǒng)