《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)特性及消防系統(tǒng)應(yīng)用》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)特性及消防系統(tǒng)應(yīng)用（45頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)特性及消防系統(tǒng)應(yīng)用試驗研究,公安部天津消防研究所,公安部四川消防科研所,2010,年,3,月,第一章 項目概述,世界風(fēng)能發(fā)展迅猛,安全事故頻發(fā),火災(zāi)事故不斷,經(jīng)濟(jì)損失巨大,消防設(shè)施空白,消防問題亟待解決,研究背景,研究目標(biāo)任務(wù),建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的火災(zāi)特性及消防系統(tǒng)應(yīng)用模擬試驗研究裝置；,對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的火災(zāi)特性和消防系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行模擬試驗研究；,提出適合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組特殊運行環(huán)境和技術(shù)條件的專用消防系統(tǒng)集成方案；,為國家風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的消防設(shè)計防火規(guī)范以及相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢測標(biāo)準(zhǔn)的制訂提供依據(jù)。,第

2、二章 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,德國國家標(biāo)準(zhǔn),DIN EN 50308-2005,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防護(hù)措施的設(shè)計、操作和維修要求,包含機(jī)組的消防安全防護(hù)。,隸屬于德國保險業(yè)聯(lián)合會（,GDV,）的安防認(rèn)證機(jī)構(gòu),VdS,于,2007,年制訂了風(fēng)力發(fā)電機(jī)消防系統(tǒng)測試認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),VdS-3523,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組消防指南,。,2008,年德國勞埃德船級社（,GL,）制訂,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組消防系統(tǒng)評定規(guī)程,美國,NFPA 850,發(fā)電廠和高壓直流轉(zhuǎn)換站的防火推薦規(guī)程,，在,2009,年的修訂版中增加了,3,個章節(jié)：,風(fēng)力發(fā)電,太陽能發(fā)電,地?zé)崮馨l(fā)電,我國寧夏制訂了地方標(biāo)準(zhǔn),DB64/T 524-2008,寧夏風(fēng)力發(fā)電

3、機(jī)組消防系統(tǒng)設(shè)計、施工、驗收規(guī)范,。,近年德國在一些大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中設(shè)置了自動消防設(shè)施（,REpower,5M,）。,目前我國的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組只是在機(jī)艙內(nèi)放置了兩具滅火器而已。,第三章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)特性研究,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu),葉輪,機(jī)艙,塔架,控制系統(tǒng),容易發(fā)生火災(zāi)的部位和設(shè)備,機(jī)艙,組成：主軸總成、潤滑散熱系統(tǒng)、齒輪箱、剎車系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、提升機(jī)、偏航軸承、偏航驅(qū)動、機(jī)艙底座、照明系統(tǒng)、傳輸電纜、控制柜等。,隱患部位：潤滑散熱系統(tǒng)、齒輪箱、剎車系統(tǒng)、機(jī)艙底座、傳輸電纜、控制柜等部位容易引發(fā)火災(zāi)。,火因：高溫運行、通風(fēng)不良、過熱老化、潤滑油泄露、高速制動和極端惡劣氣候條件等。,葉輪,組

4、成：葉片、整流罩、輪轂、葉片調(diào)節(jié)電機(jī)與控制系統(tǒng)等。,隱患部位：葉片、調(diào)節(jié)電機(jī)與控制系統(tǒng)。,火因：葉片遭受雷擊、電機(jī)超負(fù)荷運行、控制系統(tǒng)過熱老化擊穿等。,風(fēng)機(jī)葉片雷擊火災(zāi),塔架,組成：一般為中空圓柱形，設(shè)有數(shù)個平臺，內(nèi)有爬梯、傳輸控制電纜，塔架底層設(shè)有變頻柜、控制柜等。,隱患部位：傳輸控制電纜、變頻柜、控制柜等設(shè)施。,火因：控制柜空間狹小、通風(fēng)不良、電氣元件過熱老化擊穿，電纜過流絕緣降低。,可燃物品種類及分布特點,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上采用的可燃物品種類較多，包括：各類潤滑油、液壓油、高壓膠管、通風(fēng)管、電氣元件、電線電纜、油漆、密封材料、隔熱吸音棉、機(jī)艙罩和葉片材料等等。,這些可燃物品分布在葉輪、機(jī)艙和

5、塔架的不同部位，其中機(jī)艙罩內(nèi)的可燃物品種類和數(shù)量最多，機(jī)器設(shè)備也多，布置密集，空間窄小，火災(zāi)危險性最高。,國外風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)統(tǒng)計分析,表,3,世界風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全事故統(tǒng)計表（,2009.12.31-,英國）,事故類別,發(fā)生起數(shù),占比（,%,）,備注,死亡事故,60,8.4%,亡,66,人,傷害事故,38,5.3%,葉片事故,167,23.4%,葉片損壞、脫落,火災(zāi)事故,138,19.3%,毀滅性,結(jié)構(gòu)損壞事故,84,11.7%,主要部件和塔架,結(jié)冰拋擊事故,(ice throw),27,3.8%,結(jié)冰墜落和,拋出擊打,運輸事故,45,6.3%,運輸和裝卸,破壞環(huán)境事故,60,8.4%,含珍稀動

6、植物,和鳥類死亡,其它事故,96,13.4%,總數(shù),715,100.0%,表,4,德國風(fēng)機(jī)火災(zāi)統(tǒng)計表（,2002-2005,）,共,22,起毀滅性火災(zāi)事故由控制柜引發(fā)的火災(zāi)事故,16,起，占,72.7%,國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)案例分析,海南某風(fēng)電場一起風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)分析,損失：塔筒底部電氣控制柜和變頻柜全部燒毀，停機(jī),2,月。,火因：電氣控制柜通風(fēng)不良，散熱條件差，運行溫度過高。一年內(nèi)電氣控制柜溫度高于,55,的長達(dá),41,天，最高溫度達(dá),63.5,，而無功補(bǔ)償電容器最高允許使用溫度不超過,55,。曾大量損壞，但未采取有效措施。,消防救援：無自動滅火設(shè)施，外部救援無效，水漬損失大。,福建某風(fēng)電

7、場一起風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)分析,損失：,36,進(jìn)口機(jī)組全部燒毀，直接經(jīng)濟(jì)損失一千多萬元。,火因：機(jī)艙,主變壓器后側(cè)三相絕緣墊塊鹽霧凝結(jié)污染嚴(yán)重，形成污閃電暈放電現(xiàn)象，造成對地、相間短路，形成電弧，引起火災(zāi)。,消防救援：無自動滅火設(shè)施，因夜間大霧人員無法到達(dá)現(xiàn)場。,27#,機(jī)組變壓器后側(cè)污閃痕跡,36#,機(jī)組火災(zāi)殘骸,內(nèi)蒙某風(fēng)電場一起風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)分析,損失：一臺,2MW,機(jī)組全部燒毀，直接經(jīng)濟(jì)損失兩千多萬元。,火因：待查。,消防救援：無自動滅火設(shè)施。消防隊趕到現(xiàn)場，但面對,60,余米高的機(jī)艙和葉片火災(zāi)無力施救，束手無策！只能退離,100,米之外的上風(fēng)方向，見機(jī)撲滅掉落殘片之火焰，避免引起草原大火

8、！,三起火災(zāi)警示,機(jī)組無自動消防設(shè)施，不能早期發(fā)現(xiàn)火情，不能早期滅火控制，一旦發(fā)生火災(zāi)，無法避免巨大損失。,人員無法及時趕到現(xiàn)場。,外部救援滅火無能為力，只能望火興嘆！,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的消防安全保護(hù)已刻不容緩！,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)的特點,可燃物種類多，火災(zāi)荷載密度大。,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)。,通風(fēng)換氣迅速，火焰蔓延速度快。,設(shè)備價值高，火災(zāi)損失大，一旦發(fā)生火災(zāi)，將造成巨大的直接損失和間接損失。,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)。,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)重威脅救援人員人身安全。,第四章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組消防系統(tǒng)應(yīng)用,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所處環(huán)

9、境技術(shù)條件對消防系統(tǒng)有不利影響：,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，對火災(zāi)探測器的快速響應(yīng)和滅火裝置的滅火效能有較大影響；,工作環(huán)境的極低溫（,-40,以下）和極高溫（,+50,以上）對設(shè)備長期運行可靠性的不利影響；,震動尤其是橫向震動對設(shè)備安裝和安全運行產(chǎn)生不利影響；,水霧、鹽霧和腐蝕性氣體、沙塵等惡劣氣候環(huán)境對設(shè)備長期可靠運行的不利影響；,機(jī)艙內(nèi)強(qiáng)電磁場和電磁兼容性對設(shè)備運行可靠性的影響。,風(fēng)機(jī)葉片、機(jī)艙、隔熱吸音棉、電纜、剎車系統(tǒng)等的防火問題,美國,NFPA 850-2009,發(fā)電廠和高壓直流轉(zhuǎn)換站的防火推薦規(guī)程,推薦采用不燃材料制作風(fēng)機(jī)葉片和機(jī)艙等重要部件。,

10、國內(nèi)已見到采用混合添加劑來提高葉片阻燃性能（氧指數(shù)）的研究報道。,國內(nèi)某公司研制成功具有隔音、保溫和阻燃性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙隔音結(jié)構(gòu)，并已申請專利。,電纜過流引發(fā)的電氣火災(zāi)，具有不易監(jiān)控、蔓延速度快的特點，應(yīng)對電纜和電纜井口、孔洞等采取防火措施。,剎車系統(tǒng)在高速制動時容易產(chǎn)生火花和高溫碎屑，可能引燃附近泄露的潤滑油和其它可燃物而釀成火災(zāi)。,防火分區(qū)問題,機(jī)艙和塔筒上下聯(lián)通，有較多的輸電電纜和控制電纜，火災(zāi)時容易通過電纜上下蔓延而難于控制；,爬梯口容易產(chǎn)生煙囪效應(yīng)；,劃分防火分區(qū)，阻止火災(zāi)的蔓延，使火災(zāi)損失降低到最小程度。,火災(zāi)自動探測裝置的選擇設(shè)置問題,少量的煙霧可能被大量的空氣流稀釋，應(yīng)選

11、擇高靈敏度的感煙探測器，如吸氣式感煙探測器等。,窄小空間內(nèi)熱空氣分層形成熱屏障效應(yīng)，探測器的設(shè)置位置和高度要適當(dāng)，在排風(fēng)口附近應(yīng)增加探測點。,煙霧和熱氣流容易受密集的設(shè)備、線纜以及電纜夾層結(jié)構(gòu)的阻擋，探測器應(yīng)在易發(fā)生火災(zāi)的設(shè)備和部位多點布置。,電氣設(shè)備控制柜等裝置的外殼密閉性強(qiáng)，應(yīng)把吸氣式感煙探測器的吸氣管伸入柜內(nèi)探測或單獨安裝一只探測器。,電線電纜火災(zāi)初期發(fā)熱和發(fā)煙量很少，而且這些量少且溫度不高的煙氣的擴(kuò)散能力很差。普通探測器很難探測到，采用吸氣式感煙探測器貼近布管和纜式線形感溫探測器組合可能會取得好的探測效果。,變速箱和發(fā)電機(jī)等的異常高溫由于快速換氣不易探測，采用纜式感溫探測器接觸纏繞探測

12、可能更可靠有效。,所選設(shè)備性能穩(wěn)定可靠，易于維護(hù)管理，運行成本低。,火災(zāi)自動滅火裝置的選擇設(shè)置問題,強(qiáng)空氣對流和開敞空間孔洞容易導(dǎo)致滅火藥劑的快速流失，對需要較長時間才能滅火裝置不利，應(yīng)選用能夠快速滅火的滅火裝置和滅火藥劑。,機(jī)艙內(nèi)設(shè)備密集，空間窄小，會阻擋滅火藥劑的噴放和擴(kuò)散，應(yīng)選用全淹沒應(yīng)用和局部應(yīng)用能力都好的滅火裝置，滅火裝置應(yīng)重點布置在變速箱、剎車盤、發(fā)電機(jī)、電纜夾層等易發(fā)生火災(zāi)的部位。,由于可能發(fā)生火災(zāi)的設(shè)備和部位較多，應(yīng)盡量采取全淹沒滅火方式，并考慮足夠滅火劑用量和流失補(bǔ)償量。,機(jī)艙內(nèi)設(shè)備安裝條件和空間有限，應(yīng)盡量采用安裝簡便、占用空間少的無管網(wǎng)滅火裝置。,電氣控制柜、變頻柜等封閉

13、設(shè)備應(yīng)內(nèi)置小型自動滅火裝置才能有效控制滅火。,滅火藥劑不會對機(jī)組設(shè)備造成二次污染，容易清理，不污染環(huán)境，不破壞大氣層。,所選設(shè)備性能穩(wěn)定可靠，易于維護(hù)管理，運行成本低。,幾類常用滅火裝置的對比分析,通過對滅火裝置的適用范圍、滅火機(jī)理、滅火方式、滅火劑噴放時間、滅火劑用量、滅火裝置體積、滅火裝置安裝、滅火劑儲存壓力、滅火后清理和二次污染、安裝和維護(hù)成本等綜合性能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析判斷：超細(xì)干粉滅火裝置和高壓細(xì)水霧裝置比較適合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運行環(huán)境和技術(shù)條件。,常溫下,(+0,度以上,),六氟丙烷和七氟丙烷的性價比和適用性也不錯，但滅火時會產(chǎn)生氫氟酸，具有腐蝕性，對人體有明顯的毒性。,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防火措

14、施和專用消防系統(tǒng),專用消防系統(tǒng)集成方案應(yīng)遵循的基本原則：,做到智能防護(hù)，自動控制，無需人員值守，聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng)；,做到極早發(fā)現(xiàn)火情，實行多級預(yù)防與滅火控制；,報警系統(tǒng)與滅火系統(tǒng)和生產(chǎn)安全控制系統(tǒng)的聯(lián)動協(xié)調(diào)有序；,設(shè)備的選用和設(shè)置必需符合機(jī)組運行環(huán)境的基本要求；,必須快速高效滅火，防止重大經(jīng)濟(jì)損失；,設(shè)備安裝維護(hù)簡便、長期運行性能穩(wěn)定可靠、運行成本低；,注重機(jī)組構(gòu)件材料的防火保護(hù)和防火分區(qū)劃分相結(jié)合，增強(qiáng)機(jī)組各主要構(gòu)件的防火性能，提高機(jī)組整體抵御火災(zāi)能力和防火分隔能力，有效控制火災(zāi)蔓延。,基本要求,使用環(huán)境溫度：,-40C60C,，,振動條件 ，,雷電環(huán)境，,電磁環(huán)境，,耐腐蝕環(huán)境條件。,專用火災(zāi)自

15、動報警系統(tǒng)設(shè)置要求,由火災(zāi)探測器、火災(zāi)報警按鈕和專用火災(zāi)報警控制器組成。,設(shè)置足夠數(shù)量的高靈敏度感煙探測器，如極早期吸氣式煙霧探測器，實行多級報警，分級防控。,齒輪箱、剎車系統(tǒng)、傳輸電纜、發(fā)電機(jī)等部位應(yīng)設(shè)置纜式線形感溫探測器。,可設(shè)置視頻火災(zāi)探測器，重點監(jiān)控齒輪箱、剎車盤、發(fā)電機(jī)、控制柜等部位，應(yīng)避免留下視頻死角。,火災(zāi)報警信號應(yīng)聯(lián)動滅火裝置和機(jī)艙排風(fēng)系統(tǒng)，并與生產(chǎn)安全控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)聯(lián)動。,每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架底部設(shè)置一臺專用火災(zāi)報警控制器，并可設(shè)置一臺視頻火災(zāi)監(jiān)測器，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組專用消防系統(tǒng)運行，并將火警、故障、滅火等信號通過風(fēng)力發(fā)電場生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)傳輸至風(fēng)力發(fā)電場主控制室內(nèi)的火災(zāi)報警控制器

16、主機(jī)。,專用滅火裝置設(shè)置要求,在機(jī)艙內(nèi)應(yīng)設(shè)置非貯壓懸掛式超細(xì)干粉滅火裝置或瓶組式高壓細(xì)水霧滅火裝置，具備自動、手動和自身溫控三種啟動方式；,機(jī)艙作為一個防護(hù)區(qū)，實行全淹沒滅火；,電氣控制柜、變頻柜等封閉設(shè)備內(nèi)設(shè)置氣溶膠或其他適宜的小型滅火裝置，具備自動、手動和自身溫控三種啟動方式。,電纜防火涂料和防火堵料的設(shè)置要求,涂刷電纜防火涂料，,采用防火堵料封堵井口，洞口和進(jìn)出線口。,葉片、機(jī)艙、隔熱吸音棉和剎車系統(tǒng)的防火措施要求,風(fēng)機(jī)葉片、機(jī)艙、隔熱吸音棉采用不燃、難燃或經(jīng)阻燃處理的材料制作，并在機(jī)艙內(nèi)涂刷防火涂料。,對風(fēng)機(jī)葉片和機(jī)艙采取更加科學(xué)有效的防雷措施，切實減少機(jī)組雷擊火災(zāi)事故的發(fā)生。,對剎車系統(tǒng)采取封閉隔離措施，避免高速制動時產(chǎn)生的火花和高溫碎屑引發(fā)火災(zāi)。,防火分區(qū)設(shè)置要求,將機(jī)艙作為一個防火分區(qū)，塔筒按平臺自然劃分成若干個防火分區(qū)。,各分區(qū)之間的聯(lián)通孔洞、通道、爬梯口和電纜井等，應(yīng)采用防火隔板、防火堵料和其它防火材料封堵。,滅火器設(shè)置要求,第五章 模擬試驗研究裝置,模擬試驗研究裝置外部和控制室照片,模擬試驗研究裝置內(nèi)部照片,試驗采用的專用消防系統(tǒng)包括如下設(shè)備：,極早期吸氣式感煙探測