風(fēng)力發(fā)電機(jī)組滅火系統(tǒng)探討

【摘要】通過(guò)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)特點(diǎn)的分析，探討適宜風(fēng)電機(jī)組的消防要求的滅火系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；滅火系統(tǒng)

1.風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)能是一種無(wú)污染的可再生能源，隨著人類(lèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境和能源的需求，風(fēng)能的開(kāi)發(fā)日益受到重視，風(fēng)力發(fā)電將成為21世紀(jì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)的一種可再生能源。近十多年來(lái)，全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)一直處于持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，正進(jìn)入迅速擴(kuò)張的階段，風(fēng)能產(chǎn)業(yè)保持每年20%的增速。根據(jù)國(guó)家發(fā)展規(guī)劃，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量到2015年達(dá)到2000萬(wàn)KW，2020年達(dá)到4000萬(wàn)KW，到2030年將達(dá)到1億KW。風(fēng)電將作為重要的清潔能源，逐漸成為我國(guó)電力供應(yīng)的支柱之一。

2.消防保護(hù)的意義和現(xiàn)狀

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是風(fēng)力發(fā)電的核心設(shè)備，其中機(jī)艙內(nèi)技術(shù)設(shè)備的高度集中和易燃材料的使用，在潤(rùn)滑散熱系統(tǒng)、齒輪箱、剎車(chē)系統(tǒng)、機(jī)艙底座、傳輸電纜、控制柜等部位存在一定的火災(zāi)隱患，此外，塔體上部及塔基的傳輸控制電纜、變頻柜、控制柜等部位也有被損壞的危險(xiǎn)。一旦發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)會(huì)迅速擴(kuò)散，一旦機(jī)艙完全損壞，修復(fù)費(fèi)用可能會(huì)達(dá)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組本身的價(jià)值。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的消防保護(hù)是僅在塔筒底部入口和塔筒平臺(tái)上各設(shè)置了一個(gè)手提式滅火器。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，一是無(wú)法自動(dòng)探測(cè)火災(zāi)，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)；二是滅火效力不夠，不能快速有效滅火；三是如果機(jī)艙、風(fēng)輪或塔筒上部燃燒，燃燒物品會(huì)掉落發(fā)生危險(xiǎn)，難以最短距離滅火。為了達(dá)到風(fēng)力發(fā)電場(chǎng) “安全第一，預(yù)防為主” 的要求，給風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)置適宜的消防保護(hù)系統(tǒng)刻不容緩。

3.設(shè)置消防保護(hù)滅火系統(tǒng)應(yīng)考慮的因素

1）風(fēng)電機(jī)組同時(shí)存在電氣火災(zāi)、固體火災(zāi)和液體火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)；

2）由于高度關(guān)系，不能依靠消防隊(duì)滅火；

3）存在火災(zāi)時(shí)墜落物的威脅；

4）處于無(wú)人值守運(yùn)行模式；

5）風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行環(huán)境溫度范圍 -10℃～+40℃；

6）風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部通風(fēng)設(shè)備和外部環(huán)境風(fēng)速形成強(qiáng)氣流，機(jī)艙內(nèi)部快速通風(fēng)換氣，對(duì)火災(zāi)探測(cè)器的快速響應(yīng)和滅火裝置的滅火效能有較大影響；風(fēng)電機(jī)組內(nèi)的橫向震動(dòng)對(duì)設(shè)備安裝和安全運(yùn)行的影響。

4.風(fēng)電機(jī)組消防保護(hù)滅火系統(tǒng)的設(shè)置

1）應(yīng)合理劃分風(fēng)電機(jī)組的保護(hù)區(qū)域，防止火災(zāi)蔓延，確保快速高效滅火。建議將機(jī)艙作為一個(gè)防火分區(qū)，塔基按平臺(tái)自然劃分成若干個(gè)防火分區(qū)。

2）機(jī)艙內(nèi)設(shè)備密集，空間窄小，會(huì)阻擋滅火藥劑的噴放和擴(kuò)散，建議選用全淹沒(méi)應(yīng)用和局部應(yīng)用能力都好的滅火裝置。

3）由于可能發(fā)生火災(zāi)的設(shè)備和部位較多，應(yīng)盡量采取全淹沒(méi)滅火方式，并考慮足夠滅火劑用量和流失補(bǔ)償量。

4）由于無(wú)人值守，且同時(shí)存在電氣火災(zāi)、固體火災(zāi)和液體火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，建議考慮固定的氣體滅火系統(tǒng)（如二氧化碳自動(dòng)滅火系統(tǒng)、IG-541混合氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)、七氟丙烷自動(dòng)滅火系統(tǒng)）。

德國(guó)保險(xiǎn)業(yè)聯(lián)合會(huì)（GDV）制訂的《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防火標(biāo)準(zhǔn)》也明確提出了：“為實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備有效滅火，推薦采用固定的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，氣體滅火系統(tǒng)和細(xì)水霧滅火系統(tǒng)基本適用?！?/p>

5.適用于風(fēng)電機(jī)組的氣體滅火系統(tǒng)特點(diǎn)

1）二氧化碳自動(dòng)滅火系統(tǒng)

二氧化碳是一種惰性氣體，對(duì)絕大多數(shù)物質(zhì)沒(méi)有破壞作用，滅火后能很快散逸，不留痕跡，沒(méi)有毒害，不適用于有人場(chǎng)所。適用于撲救各種可燃、易燃液體，帶電設(shè)備的火災(zāi)，及固體物質(zhì)的表面和深位火災(zāi)?？梢赃M(jìn)行全淹沒(méi)和局部應(yīng)用滅火。二氧化碳自動(dòng)滅火系統(tǒng)按滅火劑儲(chǔ)存方式可分為高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)，高壓系統(tǒng)儲(chǔ)存裝置的環(huán)境溫度是0℃～50℃，低壓系統(tǒng)儲(chǔ)存裝置的環(huán)境溫度是-23℃～+50℃。

2）IG-541混合氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)

混合氣體（IG-541）滅火劑由52%氮?dú)狻?0%氬氣和少量8%二氧化碳?xì)怏w組成，受熱不會(huì)發(fā)生分解，滅火劑來(lái)源于大氣，又釋放回歸于大氣，對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何影響，稱(chēng)得上是真正的“綠色”環(huán)保產(chǎn)品。適用于撲救電氣、液體和固體表面火災(zāi)，采用全淹沒(méi)方式滅火。系統(tǒng)源壓高，可遠(yuǎn)距離輸送滅火劑，其儲(chǔ)存環(huán)境溫度為-10℃～50℃。

3）七氟丙烷自動(dòng)滅火系統(tǒng)

七氟丙烷（HFC227ea）滅火劑具有滅火效率高、蒸發(fā)后不留殘漬、在設(shè)計(jì)濃度下對(duì)人體無(wú)危害、不破壞臭氧層、系統(tǒng)造價(jià)較低、環(huán)保性能優(yōu)良（ODP=0）等特點(diǎn)，是現(xiàn)有哈龍?zhí)娲镏芯C合性能最好的，是ISO14520《氣體滅火系統(tǒng)-物理性質(zhì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》中推薦的潔凈氣體滅火劑。適用于撲救電氣、液體和固體表面火災(zāi)。其儲(chǔ)存間的環(huán)境溫度是-10℃～50℃，采用全淹沒(méi)方式滅火。

4）細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是以水為介質(zhì)，采用特殊噴頭在特定的工作壓力下噴灑細(xì)水霧對(duì)特定保護(hù)對(duì)象進(jìn)行滅火或控火的一種固定滅火裝置。適用于撲救電氣、液體、氣體和固體火災(zāi)。不適用于撲救不能被水浸潤(rùn)的保護(hù)對(duì)象，經(jīng)水浸潤(rùn)后會(huì)發(fā)生導(dǎo)電、短路等現(xiàn)象而造成重大損失的被保護(hù)場(chǎng)所，與水發(fā)生劇烈反應(yīng)或者生成危險(xiǎn)產(chǎn)物的物質(zhì)。細(xì)水霧滅火的機(jī)理有冷卻、窒息和阻隔輻射熱。細(xì)水霧系統(tǒng)有諸多防護(hù)目的，包括：滅火、抑火、控火、控溫、暴露防護(hù)等。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有環(huán)保，水漬損失輕微，噴射時(shí)可凈化火災(zāi)中的煙氣，有利于安全疏散，適用于有人場(chǎng)所，滅火效能高，適用范圍廣等特點(diǎn)。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的環(huán)境溫度是4℃～54℃。

6.結(jié)論與建議

風(fēng)電機(jī)組的滅火系統(tǒng)，滅火劑應(yīng)盡可能采用無(wú)殘留、無(wú)腐蝕性和無(wú)導(dǎo)電性能的材料，同樣也必須適應(yīng)設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件（如溫度、天氣狀況、受保護(hù)的設(shè)備的密封性）和燃燒負(fù)載。因此，建議如下：

（1）對(duì)于使用溫度不低于-10℃的風(fēng)電機(jī)組，宜選用噴射時(shí)間最短，滅火后無(wú)殘?jiān)?，且占地面積相對(duì)較小的七氟丙烷自動(dòng)滅火系統(tǒng)；

（2）對(duì)于使用低于-10℃的風(fēng)電機(jī)組，宜選用二氧化碳自動(dòng)滅火系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防火標(biāo)準(zhǔn).德國(guó)保險(xiǎn)業(yè)聯(lián)合會(huì)（GDV）， 2007.

[2]NFPA 750細(xì)水霧消防系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn).美國(guó)消防協(xié)會(huì)（NFPA）， 2003.