變電站消防系統(tǒng)設(shè)計的分析

田志強

摘要：在變電站運行與發(fā)展過程中，變電站消防系統(tǒng)是十分關(guān)鍵的組成部分，對于變電站的防火產(chǎn)生了無可替代的積極作用。因為變電站在具體的形式、設(shè)計人員的工作習(xí)慣、建設(shè)規(guī)模以及投資控制等多種方面具有極大的不同，在很大程度上也會帶來變電站消防系統(tǒng)設(shè)計中的差異。本文對變電站消防系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：變電站；消防系統(tǒng)；設(shè)計

1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)火災(zāi)的特點

（1）可燃物種類多，火災(zāi)荷載密度大。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用了大量的電氣元件、電線電纜、電動設(shè)備、潤滑油、液壓油、隔熱吸音棉，風(fēng)機葉片、輪轂和機艙外殼也由可燃的玻璃鋼復(fù)合材料制作，在窄小的空間內(nèi)集中了大量的可燃固體和易燃液體；（2）火災(zāi)隱患多，容易發(fā)生電氣火災(zāi)、固體火災(zāi)和液體火災(zāi)?？刂乒瘛X輪箱、剎車盤、發(fā)電機、電動機、變壓器等都是容易引發(fā)火災(zāi)的重點部位，遭遇雷擊起火也是機組需要重點預(yù)防的火災(zāi)隱患之一；（3）通風(fēng)換氣迅速，火焰蔓延速度快，風(fēng)助火勢，火助風(fēng)威，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢將快速蔓延到整個機組；（4）設(shè)備價值高，火災(zāi)損失大，一臺風(fēng)力發(fā)電機組的價值大多以千萬元計，而且還會帶來長期不能并網(wǎng)發(fā)電的間接損失；（5）容易引起附近建構(gòu)筑物火災(zāi)、誘發(fā)森林火災(zāi)和草原火災(zāi)?；馂?zāi)時，葉片和機艙內(nèi)的火災(zāi)殘片會掉落在機組周圍的大片區(qū)域，這些帶著火焰的高溫碎片對附近其他建構(gòu)筑物、森林和草原都是巨大的火災(zāi)威脅，尤其在秋冬干燥季節(jié)更是如此；（6）火災(zāi)撲救難度大，外部救援幾無可能，且火災(zāi)墜落物嚴(yán)重威脅救援人員生命安全。風(fēng)力發(fā)電機組大多位于地域偏遠(yuǎn)的山區(qū)、丘陵和近海，消防力量嚴(yán)重不足，很難快速到達(dá)，即使趕到，面對高高在上的機組火災(zāi)，現(xiàn)有的消防救援技術(shù)往往也無法奏效，力不從心。因此，對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)火災(zāi)必須立足自救，防范于未然。

2變電站風(fēng)力發(fā)電消防系統(tǒng)設(shè)計

2.1滅火藥劑和滅火系統(tǒng)

滅火藥劑和滅火系統(tǒng)的選擇直接影響了滅火的效果。對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的不同部位，其使用安裝的滅火藥劑和滅火系統(tǒng)也不同。對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)而言，滅火藥劑應(yīng)盡可能選擇無殘留、無腐蝕性和無導(dǎo)電性能的材料，同樣也必須適應(yīng)設(shè)備運行的環(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，一般不推薦使用干粉滅火系統(tǒng)和粉塵式滅火裝置，以避免給風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備帶來間接損壞。適用于風(fēng)電場的滅火藥劑主要有高壓二氧化碳、惰性氣體（如七氟丙烷、氮氣、氬氣等）、細(xì)水霧（添加有少量防復(fù)燃藥劑）和泡沫液等。一般變流器、控制器等相對密封的空間可采用安全的惰性氣體或高壓二氧化碳。其他部件如剎車系統(tǒng)、發(fā)電機、齒輪箱、液壓站、偏航系統(tǒng)和變壓器等處于空氣流動性較強的位置，可配備特殊無污染液體。根據(jù)選擇滅火藥劑的不同，滅火系統(tǒng)可分為氣體滅火系統(tǒng)、液體滅火系統(tǒng)和粉末式滅火系統(tǒng)。為實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的有效滅火，應(yīng)選擇自動且穩(wěn)定的氣體滅火系統(tǒng)與細(xì)水霧液體滅火系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)相結(jié)合的滅火方式是目前國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)使用最多的滅火方式。在給風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)配備不同的滅火系統(tǒng)時，還應(yīng)注意以下環(huán)節(jié)：①滅火系統(tǒng)應(yīng)有效；②為了人身安全，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臍怏w濃度和噴水沖擊水度；③考慮到復(fù)燃可能，氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)確保有效的持續(xù)時間；④為保證滅火的成功率，噴水滅火裝置的操作時間應(yīng)充足；⑤由于年平均環(huán)境溫度不同，滅火藥劑釋放時對氣壓的要求也不同，滅火時應(yīng)考慮空間的密封性和釋放時的氣壓；⑥滅火劑存儲時應(yīng)充分考慮到滅火藥劑的用量及質(zhì)量等；⑦由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的機艙空間有限，因此滅火藥劑容器的選擇應(yīng)盡量?。虎喟惭b的消防設(shè)備應(yīng)得到權(quán)威機構(gòu)的認(rèn)可，安裝位置應(yīng)考慮維修的方便；⑨可靠性，包括系統(tǒng)的強度、對故障的敏感度，以減少維修和檢查周期。每種滅火系統(tǒng)都有其使用的優(yōu)點及局限性，且每種系統(tǒng)依附的大量參數(shù)和現(xiàn)場環(huán)境都具有很大的可變性，為確保滅火系統(tǒng)的有效性，應(yīng)對各應(yīng)用場合所選擇的滅火系統(tǒng)的適用性進(jìn)行單獨評估。

2.2火災(zāi)探測器

火災(zāi)探測器能及時探測到火災(zāi)的發(fā)生。在風(fēng)力發(fā)電機的運行中，一方面希望其能及時查覺到火災(zāi)的發(fā)生，同時也要避免誤報警現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此，不僅要選擇高精度的探測器，還要根據(jù)不同的位置選擇不同類型的探測器；且同一位置至少選擇2種不同報警等級的探測器?；馂?zāi)探測器必須在監(jiān)測區(qū)域可用，且對預(yù)期的火災(zāi)特性敏感。在選擇和操作火災(zāi)探測器時，必須充分考慮到溫度、濕度及共振等特殊的環(huán)境條件。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)自動消防用火災(zāi)探測器主要有煙感探測器、溫感探測器、火焰探測器及空氣采樣探測器。煙感探測器是自動消防系統(tǒng)中常用的火災(zāi)探測器，它是一種對環(huán)境適用性較強又相對經(jīng)濟(jì)的探測器。根據(jù)靈敏度不同，其有不同的型號，可用于機艙內(nèi)部、各種控制柜及變流器柜內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)測，若某個控制柜內(nèi)選擇了靈敏度較高型號的煙感探測器作為一級報警，則靈敏度稍低的型號將作為二級報警。溫感探測器一般安裝在監(jiān)測對象的附近，如距離太遠(yuǎn)，在火災(zāi)早期就無法起到監(jiān)測作用。因此，溫感探測器一般用作二級報警用探測器，安裝在密封性較好的控制柜內(nèi)。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的自動消防系統(tǒng)中若能用其他的探測器代替，則不選擇溫感探測器?；鹧嫣綔y器用于監(jiān)測飛起的火花或電弧，它較適合用來監(jiān)測發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子接線盒，剎車系統(tǒng)或變壓器的火災(zāi)情況，可用作一級報警?？諝獠蓸犹綔y器是一種適用性很強的探測器，可用在各種位置及惡劣的工況下，且同一探測器可通過設(shè)置實現(xiàn)多級別火災(zāi)監(jiān)測，但價格較昂貴。一般用于機艙或塔底這種空間密封性差、空氣流動性大、噪音振動較大地方的火災(zāi)監(jiān)測。

3結(jié)束語

綜上所述，變電站設(shè)施中消防系統(tǒng)是至關(guān)重要的組成部分，積極做好變電站消防系統(tǒng)設(shè)計工作對于變電站的良好運行產(chǎn)生了重要作用。隨著風(fēng)力發(fā)電機的性能和容量的提升，價值也隨之增加，若風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)擁有一套穩(wěn)定、可靠、安全的自動消防系統(tǒng)，將在激烈的風(fēng)電市場競爭中占據(jù)一項很大的技術(shù)優(yōu)勢。

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（作者單位：中國大唐集團(tuán)有限公司赤峰分公司）