【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.