2022年风力发电机组自动消防系统设计技术探究 .pdf

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1、风力发电机组自动消防系统设计技术探究-机电论文风力发电机组自动消防系统设计技术探究张亚洲（华能哈密风力发电有限公司，新疆哈密 839000 ）摘要：风电行业的快速发展，是社会及经济可持续发展的重要保障之一，而风力发电机组的安全稳定运行，是确保其应用价值的重要前提。现分析风力发电机组自动消防系统设计的技术原理，并在此基础上，阐述风力发电机组自动消防系统设计的技术创新和技术价值，旨在强化对风力发电机组自动消防系统设计的研究，推动风电行业又好又快发展。关键词：风力发电机组；自动消防系统；设计；技术 0 引言随着风电行业的迅猛发展，风力发电机组装机量逐年增加，火灾事故时有发生。火灾本身不仅会给风力发电

2、机组带来毁灭性的破坏，而且如果引燃机组附近的草场或者林场，将会带来更大的社会危害。针对风力发电机组火灾的特点，开发出适合风力发电机组自动检测、自动灭火的消防系统，能提高风力发电机组的安全性能。根据火灾事故统计，风力发电机组机舱内控制柜、电容柜、发电机、加热器、刹车系统等存在火灾隐患。同时部分电气设备存在一定的故障率，容易引起局部过热，最终可能导致火灾事故。风力发电机组所处环境恶劣，采用有源检测设备可靠性较差，很难对火灾进行实时监测。多数风力发电机组安装在山区、丘陵等偏远地区，一旦发生火灾消防车辆及人员无法及时到达现场。基于上述问题，根据风力发电机组的特殊性，本文旨在开发一套完备的风力发精选学习

3、资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页电机组自动消防系统，以保障风力发电机组运行的安全稳定。 1 风力发电机组自动消防系统的技术原理图 1 为风力发电机组自动消防系统的机舱安装效果图，其采用无源方式进行探测并自动启动灭火装置，装置启动后输出一组无源数字量反馈信号给风机控制系统。按照机组布局，将消防保护区域划分为机舱和控制柜两个部分。机舱重点隐患部位的设备有制动系统、齿轮箱油泵电机、发电机等，针对这些隐患设备采用一对一方式进行防护，控制柜采用全淹没方式进行防护。需要特别注意的是，柜内部安装具有复杂性、系统性，强调安装的有效性，在控

4、制柜中安装好自动消防系统尤为重要。当出现火情时，温度达到探测装置设定的温度或者探测到明火，无源自启动探测装置触发，并启动灭火装置，灭火介质经输送管道从喷嘴喷出灭火。在灭火装置启动后，向风机控制系统提供数字量信号，提示灭火装置已启动灭火。 2 风力发电机组自动消防系统的技术创新本文所研究的风力发电机组自动消防系统，具备自动检测火灾及自动灭火功能，能够提高风力发电机组的安全性，避免因为火灾而给风力发电机组造成的损坏。风力发电机组自动消防系统的技术创新体现为自动性能更加优越，且系精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页统采用了无

5、源探测方式、“点对点”灭火，在很大程度上提高了系统的实用性和有效性。因此，具体而言，风力发电机组自动消防系统的技术创新主要体现在以下几个方面：（1） 自动消防系统检测装置、灭火装置和信号反馈相互联动，即检测装置检测到火灾信号触发灭火装置，灭火装置触发后向风机控制系统提供反馈信号。（2） 系统采用无源探测方式，相比传统的火灾报警控制部件，具有低成本、易安装的优点，能够大大提高灭火装置的可靠性，避免电控报警装置的误触发。（3） 系统采用“点对点”灭火，探测反应时间短，有效减少了火灾带来的经济损失。因此，自动消防系统不仅提高了系统灭火的自动性能，而且对于降低火灾所带来的经济损失具有十分重要的现实意义

6、。（4） 该系统最显著的创新点在于无需电源，这样一来，系统在运行过程中不受电磁、湿热、粉尘等干扰和振动冲击的影响，不因油污、灰尘、烟的影响导致检测功能的减弱或误触发，对各类电气设备的保护更加安全可靠。（5） 系统所采用的灭火介质为超细干粉，更加环保，不会对机组设备造成二次污染，也避免了对环境和大气层造成破坏，符合绿色环保的设计理念。 3 风力发电机组自动消防系统的技术价值针对风力发电机组火灾的特点，国内外各风机厂家采取了不同的消防技术方案，主要差别体现在灭火介质及火灾检测装置等方面。因此，本文通过对比分析，进一步阐述风力发电机组自动消防系统的技术价值。风力发电机组自动消防系统的灭火介质主要有二

7、氧化碳、七氟丙烷、超细干粉和 Novec 1230D等，而灭火介质的选择直接影响了灭火效果。现将各灭火介精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页质性能对比如下： 3.1 二氧化碳灭火机理为二氧化碳在高压或低温下被液化，喷放时气体体积急剧膨胀，同时吸收大量的热，可降低灭火现场或保护区内的温度，并通过高浓度的二氧化碳气体稀释被保护空间的氧气含量，达到窒息灭火的效果。其优点在于灭火时不污染火场环境，对保护区内的被保护物不产生腐蚀和破坏作用，不仅可以扑救固体、液体、气体火灾，在高浓度下还能扑救固态金属火灾。缺点为灭火浓度高，灭火级

8、别低，宜在相对密闭的空间使用，抗复燃能力差。 3.2 七氟丙烷灭火机理是通过灭火剂的热分解产生含氟的自由基，与燃烧反应过程中产生支链反应的H- 、OH- 、O- 活性自由基发生气相作用，从而抑制燃烧过程中的化学反应来实施灭火。其优点是七氟丙烷具有良好的灭火效率，灭火速度较快、效果好，灭火浓度低。缺点为由于七氟丙烷灭火剂的沸点相对较高，用于环境温度较低场所应慎重；七氟丙烷只适用于全淹没灭火系统；在灭火现场的高温下会形成氢氟酸，对皮肤、精密仪器等有强烈的酸蚀作用。 3.3 超细干粉灭火机理是实现被保护物与空气的隔绝，阻断再次燃烧所需的氧气，以物理方式防止复燃。超细干粉与燃烧物火焰接触，产生化学反应

9、切断燃烧链，实现对火焰的扑灭；超细粉体晶体与灼烧物质表面接触发生化学反应，形成玻璃状覆盖层，将固体表面与周围空气的氧隔开，使燃烧窒息；超细粉体灭火剂在高温下发生分解反应吸收部分热量，起到冷却作用。其优点是超细干粉比普通干粉细，灭火效率高，无毒无害，具有良好的流动性和绝缘性，应用范围广。缺点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页为系统触发后产生残留物，需人工清理。 3.4Novec 1230D 灭火机理为去除火灾现场热量。释放后，Novec 1230D与空气形成气态混合物，吸收大量的热量。Novec 1230D灭火剂具有灭

10、火浓度低、效率高、无腐蚀、绝缘性强等优点。缺点为此灭火剂适用于密闭环境，而且须有压存储。 4 结语风力发电机组的机舱距离地面较高，且无人值守，大多数风机位于偏远地区。如机组发生火灾，采取传统消防方式很难及时消灭火灾，如火灾不能得到有效控制，将导致叶轮和机舱损毁，除需更换新机组外，还将造成发电量的损失。采用风力发电机组自动消防系统具有成本低廉、稳定可靠、安全性能高等优点，如机组配备此系统，能够及时消除火灾隐患，避免出现财产损失，提高风力发电机组的市场竞争能力。 参考文献1秦希雯 .海上双馈型风力发电机组自动消防机器人系统设计D.华北电力大学， 2014. 2寻征轩 .自动消防系统在风力发电机组中的应用J.上海机电学院学报，2010 （1）. 收稿日期： 2015-08-11 作者简介：张亚洲（1974 ），男，山西芮城人，工程师，研究方向：火电及风电热能动力。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页