2006年10月16日，造價約1億臺幣的臺灣省臺電香山二號風力發電機組失火。
2009年7月14日，內蒙古錫林郭勒草原上風力發電設備失火，損失近千萬。
2010年1月24日華能寶龍山風機-東汽風力發電機燒毀，損失巨大。主要事故原因是發電機超速導致聯軸器飛車保護打滑，部件損壞。
2002—2005年，德國風力發電機發生多起事故。其中，毀滅性火災事故就有22起，有16起是由控制櫃引發的。
我國風能資源豐富，可開發利用的風能儲量約10億kW。據統計，每年大約有 2-3‰ 的風機遭遇火災，而大型風電機組發生火災的機率更高。
無獨有偶，就在幾天前，澳洲電信Telstra位於英國首都倫敦的託管數據中心也發生火災並引起宕機。一起起火災在帶來損失的同時更是牽動著行業的神經，安全責任重於泰山，警鐘須時時長鳴。
本期河姆渡方案館，就為大家奉上一套智慧消防解決方案——風電消防安全解決方案解析。
風電火災危險性分析
造成火災的因素有很多，非人為因素有：發電機電纜與接線盒原因、發電機軸承過熱、剎車系統形成高溫、雷擊、發電機繞組短路、控制櫃、變頻櫃短路等;人為因素有：維護不當、管理不當、工器具使用不當等因素。
風電機組設施設備一般地處偏僻，離地面位置高，無人值守且遠離救援中心，一旦發生火災後損失巨大。
風電火災危險性分析：
① 風力發電機組的火災荷載密集，包括液體、固體物質和電氣設備，容易形成火災快速蔓延，甚至導致玻璃鋼製造的機艙和葉片燃燒;
② 火災隱患多，容易發生電氣火災、固體火災和液體火災，且最大特點是部分火災的熱源不會因滅火系統的啟動而中斷。例如一旦制動系統原因造成火災，且葉片繼續轉動，將會產生持續高溫;
③ 通風換氣迅速，機艙內氧充分，火焰蔓延較快;
④ 容易誘發森林、草原等火災;
⑤ 火災誘因較多，據事故案例統計，誘因涉及風電機組的主軸、變速箱潤滑油摩擦過熱，剎車系統過熱，電纜過流，電氣設備運行故障;以及雷擊、高溫、大風等極端氣候，違章操作、管理不善和外部火災等人為或自然因素;
⑥ 設備價值高，一旦發生火災，將造成巨大的直接和間接損失。
風力發電機的重點防護部位：
① 輪轂內部的驅動電機、控制櫃、電源櫃等;
② 機艙內部的發電機、液壓系統、齒輪箱、剎車系統、偏航驅動器、控制櫃、電容器櫃、連接電纜等;
③塔底的變流器、控制櫃、變壓器、基礎電氣櫃、計算機櫃等。
風電消防需解決的關鍵問題
① 及早發現火災和可視化報警監控：風電場一般地處偏遠，不便於人員及時趕到現場。另外，風力發電機組機艙內氣流速度很快，以往的火災探測方法難以適應這一要求。
② 有效的火災控制、撲救和抗復燃措施：由於風力發電機組內氣流速度較快，且由於機組運行的特點，可能產生持續的高溫，即火災存在燃燒的持續熱源。因此，有效的滅火方案需要快速滅火，並能保持較強的抗復燃能力。
③ 有效的防火和阻火措施：採用經濟的方法，提高機艙可燃物的耐火性能，同時阻止火災的傳播與蔓延。
④ 消防安全系統的環境適應能力：由於風電場周邊環境涉及大海、草原等，具有一定的複雜性，這就要求系統具有較高的環境適應能力。
⑤ 合理的經濟性
由此得出風電機組消防安全系統應具備的基本要求如下：
①無人值守，能提供全天候、不間斷保護
② 準確發現火情，及時有效報警，迅速高效滅火
③滅火介質噴放中、噴放後具有較好抗復燃效能
④ 具有抗振動、防風、防塵、防鹽霧等
⑤ 不受極端氣候和溫度變化影響
⑥系統佔用空間小，便於安裝和維護
⑦自成體系，有自啟動、電動啟動等多種啟動方式
⑧滅火後現場易於清理，恢復成本低
綜上，本方案將通過圖像火災安全監控系統與自動滅火系統等的有效結合，構建風力發電機消防安全解決方案與防火體系。系統詳情如下：
風力發電機消防安全解決方案與防火體系
圖像火災安全監控系統
系統總體架構示意圖
探測器設置方案
① 在發電機機艙內安裝1套分布式智能圖像火災(煙霧、火焰)探測器，主要用於覆蓋機艙內的主要區域，尤其是重點部位，包括齒輪箱、剎車盤、發電機、控制櫃等部位。
② 針對齒輪箱、剎車系統、傳輸電纜變配電櫃和發電機等部位，以及機艙的底部容易集油的部位，設置兩級報警開關量式線型感溫探測器，報警溫度可以選擇一級報警88℃和二級報警105℃，用於早期發現過熱問題。在塔架內敷設有電纜的位置同樣敷設這種線型感溫探測器。
③ 在塔架的合適部位安裝一套視頻監控攝像機，用於監測風機葉片的轉動情況。
④ 前端控制箱，包含開關量報警輸入、控制輸出、視頻、數據傳輸設備、消防電源設備等。
分布智能圖像火災探測器
基於可見光、近紅外視頻圖像，針對其中的煙霧、火焰進行模式識別的探測方法。圖像煙霧火焰探測系統主要分析視頻中的亮度、對比度、邊沿信息、清晰度、紋理和運動等特徵和變化，以識別煙霧和火焰。探測裝置一般包括輸出數字和模擬視頻的攝像頭、圖像採集與處理單元，以及與火災報警控制系統連接輸入輸出界面。
分布智能圖像
火災探測器的優勢與特點
①自學習能力和較強的防誤報能力
② 較強的遮擋火探測能力
③ 較強的抗汙染能力
④ 及時確認與火情監控
⑤ 可與智能監控系統的結合應用
對於風力發電廠而言，智能監控可提供對風機葉片工作狀態、周邊情況的自動監控報警。與圖像火災報警系統共用顯示、存儲、管理系統。
自動滅火系統
新型滅火劑自動滅火系統
新型水系高效滅火劑是一種高效滅火劑，是濃縮型、泡沫型和抗溶型水成膜滅火劑。主要由碳氫表面活性劑、氟碳表面活性劑、助劑穩定劑等組成，可在油類和固體燃料表面形成一層能抑制燃料蒸發的膜，靠膜和泡沫的雙重作用快速隔離氧氣，冷卻物體表面，從而達到快速撲滅火、防止復燃的目的。其中D38型滅火劑可用於低溫環境-38度以下。
新型滅火劑自啟動滅火系統
該系統是由裝有高效滅火劑的氣瓶、集成容器閥組和火焰檢測管組成。安裝時將火焰檢測管設置在最可能起火處。火焰檢測管具有靈敏的熱源探測功能，一旦著火，管體會在受熱最高處自動爆裂並形成噴口，將滅火介質通過火焰檢測管本身(直接系統)或噴嘴(間接系統)釋放到被保護區域滅火，在滅火的同時發出警報。
滅火時間小於20秒
自動滅火系統方案及流程
A 固定滅火系統採用耐-40℃的新型水系滅火器，罐內充裝60~200L滅火劑，採用氮氣推送而出。控制採用電磁閥，可以通過線型感溫探測器和圖像火災探測器的報警輸出直接聯動，也可以通過遠程進行控制。一個機艙內考慮採用兩套新型滅火器系統，各帶6~8隻細水霧噴頭，塔底針對電氣櫃和電纜再設一套滅火器。
B 當圖像火災探測器和線型感溫探測器同時報警時，系統立即聯動滅火器啟動滅火。當只有圖像探測器或線型感溫探測器報警時，監控中心可以立即獲得機艙的火災狀況圖像，當確認火警時，可遠程手動控制啟動滅火。
C 在條件允許的情況下，可設置一條外部供水管，通過外部的消防車等不間斷輸送壓力水進行滅火和冷卻。
河姆渡方案館
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