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风力发电机自动消防系统的选择

日期:2020-11-25    来源:风电新视界

国际风力发电网

2020
11/25
10:46
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关键词: 风力发电机 风电机组消防系统 风电安全

一、风力发电机组为什么需要自动消防系统

1、机组价值高

风力发电机组是高价值的设备,以2MW风机为例,每台风电机组(含塔筒)价值1000万元。风机的叶片为复合材料制成,机舱外壳材料为玻璃钢,里面容纳有各类电气设备、液压站、齿轮箱、发电机等,一旦发生火灾,基本上风机设备会全部灭失,所残留的设备也没有维修和使用的价值了。单机容量越大,设备价值越高,更需要防火保护。

2、风机自身的火灾隐患多

(1)野外雷击

风机机组工作在野外风速比较大的地方,如山脊、开阔的平原等处,而这些地方恰恰是容易遭受雷击的区域。当实际的雷击超过设计标准时,就会发生火灾。

(2)风机设计制造缺陷

风机的设计要符合当地运行环境的特点,但是某些风机设计上制造上有缺陷。有的风机齿轮箱漏油严重,地板上会有一些积油。有的风机防雷性能较差,未能正确按照防雷分区的要求设计相应的防雷措施,有的制造质量较差接地线未能正确安装,或者风电场自身的接地网长期锈蚀导致接地性能下降等。这些因素均会在运行中由于自身(电气防护等级下降)或外界的原因(雷击)导致火灾发生。

(3)服务不到位

由于风电最近几年发展快,人员培训跟不上,很多维修人员在工作时没有风机防火意识。风电机组的维修人员由于工作粗心,有时候会在维修结束后在机舱里留下沾染油污的棉丝、或者齿轮箱渗油没有及时擦洗干净。当机组发生紧急刹车时,刹车片会擦出火星,溅到棉丝上可能会引燃棉丝导致火灾。

3、风机火灾不易救援

(1)高空不易救援

风电机组的主要部件如机舱和叶片运行在距离地面七八十米的高空,相当于30层楼高,通常火灾发生的时候风都比较大,一般的消防车的水压难以到达如此高度,通常只能“忘火兴叹”。

(2)野外不易救援

风电场通常都远离城市,城市消防系统很难及时到达。海上风电机组的火灾救援更是遥不可及,发生了火灾,通常只能任其烧毁。

4、造成的次生灾害大

中国的装机有超过一半的风电机组安装在草原和森林附近,一旦发生火灾,风机就象一支燃烧的巨型火炬,燃烧中散落的碎片会随风飘入到附近的草场、田野和森林中,引发次生火灾造成更大的损失。

二、风力发电机机组的结构和运行特点

1、低温运行环境的挑战

风机由于工作在野外运行,要求其所有的配套设备必须能够在-40℃~50℃的范围宽温运行。尤其是在冬季调试、或是因故障停机期间,其夜间可以达到-30℃多度,必须使用能够耐低温的火灾探测器。

2、机舱空间狭小

风机机舱通常都为紧凑型设计,里面容纳了主轴、齿轮箱、发电机、中控柜,甚至变频器等大部件,空间狭小,考虑到维修维护人员通行的方便,不适宜在机舱内布置复杂的管网消防系统。

3、消防系统的可靠性

消防系统需要运行可靠,不能出现误触发现象。国内部分风机安装的消防系统在雷击的情况下发生多台误触发,反而给运行造成了不必要的麻烦。要想避免误触发最关键的是要选用可靠的消防装置启动元件。

4、运行安全需要

按照国标GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》规定防护区内设置的预制气体灭火系统的充压压力不应大于2.5 MPa,否则就会不安全。有公司采用气体或水系灭火,都需要很大压力的储压罐,通常在4.5MPa-15MPa的范围。而这类储压罐是不允许放在机舱等被保护区域的。如果把储压罐放在塔筒顶层平台上,那么偏航又成了问题。

5、运行维护的便利性

消防系统是用来保护风机免受火灾损失的,不应该成为风机运行维护的负担。但风机里存在压力驱动的储压罐时,按照规定压力容器是需要定期年检的,而且要请专门的人员来补充损失的灭火介质。这无疑给风机的运维工作带来了很多额外的工作,在目前的风电行业状况根本不可行。

6、价格要有竞争力

风电行业还是一个低利润的行业,企业不能为了保护风机而不仅成本地进行消防系统的投入,毕竟经济效益才是企业追求的最终目标。为了实现这个目标,需要消防的配置灵活,根据希望的保护区域来灵活配置灭火装置。

三、如何选用消防系统

根据以上分析,风电机组的消防系统的选用需要符合如下特点:

1、要符合国内的消防法规:机舱内不允许有超过2.5MPa的压力容器。必须满足无压储存的条件。必须有国内的权威消防部门出具的型式试验检测报告。

2、符合风机的结构和运行特点:

机舱内无需布置管网,装置体积小,便于安装。且配置灵活,可繁可简。

3、使用简便:无需定期对压力容器检定,无需定期补充灭火介质。

4、符合运行环境的要求

启动元件和灭火装置需要能耐-40℃的低温,选用可靠的机械式启动元件,不受雷击、浪涌等影响而产生误报。

消防系统的灭火方式多种多样,风电行业有其特殊的使用要求。目前国内风电市场上,只有HET-FF型最满足风电机组消防灭火的需要。


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