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【摘要】：风力发电机组因摩擦、接触电阻增大、电气元件老化等易引起火灾。风力发电机组火灾荷载密度大，如发生火灾易造成较大经济损失，易引起森林或草原火灾。风力发电机组内部及外部的强气流对火灾探测器的快速响应和灭火装置的灭火效能有较大不利影响，因此我们要对风电机组的火灾特性和消防技术方面进行研究。
【关键词】：风力发电机组；火灾特性；消防系统；应用研究
引言
风能作为清洁环保的可再生能源，具有传统能源不可比拟的优越性，受到了世界各国的广泛关注，因而风力发电已逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分。然而，随着风力发电产业的高速发展，风电机组的事故率也在不斷地上升。在投入价值高昂的设备以后，如何安全稳定地发电运行已经成为风电运营商非常关心而且亟待解决的问题。
1风力发电机组的火灾原因分析
风力发电机组主要由叶轮、机舱、塔架及控制系统组成。叶轮与机舱形成相对封闭的横向分区，机舱与塔架形成相对封闭的竖向分区，有的塔架由数个平台形成上下相对封闭的数个竖向分区。
1.1风力发电机组各部位存在的火灾隐患
（1）叶轮。由叶片、整流罩、轮毂、叶片调节电机与控制系统等组成，其中叶片、整流罩和轮毂大多采用易燃的强化玻璃钢等复合材料。叶片调节电机与控制系统在长期运行过程中容易发生机械摩擦过热、控制柜通风不良导致电气元件过热击穿、调节电机故障卡死导致过流过热、液压油泄漏等等，如果不及时妥善处理，这些因素都有可能导致火灾事故的发生。另外，叶片还容易遭受雷击而引发火灾。（2）机舱。以塔架支撑，由机舱罩围成相对封闭的空间。内有主轴总成、润滑散热系统、齿轮箱、刹车系统、联轴器、发电机、提升机、风向标、风速仪、偏航轴承、偏航驱动电机、机舱底座、照明系统、传输电缆、控制柜等部件。
（2）1.2风力发电机组可燃物品种类及分布情况
风力发电机组上采用的可燃物品种类较多，包括：各类润滑油、液压油、高压胶管、通风管、电气元件、电线电缆、油漆、密封材料、吸音棉、机舱罩和叶片材料等等。这些材料的火灾危险性高，也未采取有效的防火措施，仅使用的各种油类的总量就达数百千克以上，而且运行中油品渗漏污染现象严重。
1.3风力发电机组火灾的特点
我们通过研究，总结出风力发电机组火灾具有如下基本特点：（1）可燃物种类多，火灾荷载密度大。风力发电机组采用了大量的电气元件、电线电缆、电动设备、润滑油、液压油、隔热吸音棉，风机叶片、轮毂和机舱外壳也由可燃的玻璃钢复合材料制作，在窄小的空间内集中了大量的可燃固体和易燃液体；（2）火灾隐患多，容易发生电气火灾、固体火灾和液体火灾。控制柜、齿轮箱、刹车盘、发电机、电动机、变压器等都是容易引发火灾的重点部位，遭遇雷击起火也是机组需要重点预防的火灾隐患之一；（3）通风换气迅速，火焰蔓延速度快，风助火势，火助风威，一旦发生火灾，火势将快速蔓延到整个机组；（4）设备价值高，火灾损失大，一台风力发电机组的价值大多以千万元计，而且还会带来长期不能并网发电的间接损失；（5）容易引起附近建构筑物火灾、诱发森林火灾和草原火灾。
2风力发电机组消防系统应用的若干思考
风力发电机组使用的消防系统，其环境适应性和运行可靠性非常重要，风力发电机组所处的特殊环境和技术条件对消防系统的安全可靠运行影响较大，存在诸多不利因素，需要重点加以考虑，具体包括：（1）内部通风设备和外部环境风速形成强气流，机舱内部快速通风换气，对火灾探测器的快速响应和灭火装置的灭火效能有较大不利影响；（2）机舱内设备密集，空间窄小，对烟雾和热气流有阻隔作用，容易阻挡灭火药剂的喷放和扩散，对火灾的探测和早期灭火都有不利影响；（3）电气设备控制柜、变频柜等装置的外壳密闭性较高，对柜内火灾的探测和早期灭火都有不利影响，需要有针对性采取相应的探测手段和灭火措施；（4）工作环境的极低温度（-40以下）和极高温度（50以上）对设备长期运行的稳定性、可靠性有不利影响，甚至直接影响到设备的正常工作和使用寿命；（5）震动尤其是机组工作状态下的持续震动对设备安装和安全运行有不利影响；（6）水雾、盐雾和腐蚀性气体、沙尘等恶劣环境条件对设备长期可靠运行有不利影响；（7）机舱内强电磁场和电磁兼容性对设备运行可靠性有不利影响；（8）风电场内机组布置分散且相隔较远，火灾报警和灭火控制系统要有较强的远距离信号传输能力和网络集成能力；（9）火灾自动报警系统与自动灭火系统的联动控制程序以及与机组生产安全控制系统的逻辑关系应统筹考虑，避免由于消防系统误动作而对电网造成冲击；（10）所选用的灭火药剂不应对机组设备造成二次污染和潜在损害，应容易清理，不污染环境，不破坏大气层；（11）系统应长期运行稳定可靠，免维护性能强，易于管理，运行成本低。
3风电机组消防系统的未来趋势
3.1风机叶片、轮毂、机舱、隔热吸音棉和电缆等既是大量可燃物的来源， 又是引发火灾和加速火灾蔓延的关键所在， 未来消防系统设计应有针对性地采取防火保护措施和防火分隔措施， 如采用不燃材料制作或对材料进行阻燃防火处理，合理划定防火分区等等。
3.2由于风力发电机组所处环境条件的特殊性和复杂性， 如强空气对流、极低温、极高温、高湿度雾气、盐雾腐蚀等特殊恶劣环境条件， 对消防系统的可靠性、有效性和适应性影响很大， 现有的火災自动报警系统和自动灭火装置很难满足要求。未来将着重于风力发电机组保护的专用消防系统的开发和集成与优化工作。
3.3我国现有的消防设计规范已经不适于风力发电行业的需要， 应该尽快制定适合风力发电行业特点的消防设计防火规范以及相关的产品技术标准， 从根本上解决风力发电行业面临的消防安全问题， 为我国风电事业的健康发展保驾护航。
结束语
总之，针对当前发展迅猛的风能发电技术进行有效的火灾特性分析和消防技术研究是非常必要的，我们可以通过对相应风电机组的特点进行分析灵活进行消防系统设置，使风电机组的防火安全性能相应提高，为我们进行更加高效的清洁能源生产提供保障。
参考文献：
[1]寻征轩.自动消防系统在风力发电机组中的应用[J].上海电机学院学报，2010，13（01）：59-62.[2017-08-08].
[2]徐大军，张晋，刘连喜，马建民，高云升，彭燕华.风力发电机组火灾特性与消防系统应用研究[J].消防科学与技术，2010，29（12）：1081-1083+1086.[2017-08-08].
[3]张晋，徐大军，刘连喜，薛岗，马建明，高云升，彭燕华.风力发电机组火灾特性与消防系统试验研究[J].消防科学与技术，2011，30（07）：608-611.[2017-08-08].
[4]吕贵龙，张宇，邵宇鹰.消防安全保护系统在风力发电机组中的应用[J].电力与能源，2012，33（05）：471-473.（2012-10-12）[2017-08-08].
[5]刘卿.风力发电机组典型火灾原因分析与消防系统[J].科技创新与应用，2013，（05）：121-122.[2017-08-08].
[6]徐大军，张晋，高云升，刘连喜，彭燕华，田亮，薛岗，牛坤，宋文琦.风力发电消防技术现状与趋势分析[J].消防科学与技术，2013，32（12）：1407-1410.[2017-08-08].
[7]孟亚辉，朱东良，刘笑麟.风力发电机组安全防范系统设计[J].电力安全技术，2015，17（12）：38-42.[2017-08-08].
【关键词】：风力发电机组；火灾特性；消防系统；应用研究
引言
风能作为清洁环保的可再生能源，具有传统能源不可比拟的优越性，受到了世界各国的广泛关注，因而风力发电已逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分。然而，随着风力发电产业的高速发展，风电机组的事故率也在不斷地上升。在投入价值高昂的设备以后，如何安全稳定地发电运行已经成为风电运营商非常关心而且亟待解决的问题。
1风力发电机组的火灾原因分析
风力发电机组主要由叶轮、机舱、塔架及控制系统组成。叶轮与机舱形成相对封闭的横向分区，机舱与塔架形成相对封闭的竖向分区，有的塔架由数个平台形成上下相对封闭的数个竖向分区。
1.1风力发电机组各部位存在的火灾隐患
（1）叶轮。由叶片、整流罩、轮毂、叶片调节电机与控制系统等组成，其中叶片、整流罩和轮毂大多采用易燃的强化玻璃钢等复合材料。叶片调节电机与控制系统在长期运行过程中容易发生机械摩擦过热、控制柜通风不良导致电气元件过热击穿、调节电机故障卡死导致过流过热、液压油泄漏等等，如果不及时妥善处理，这些因素都有可能导致火灾事故的发生。另外，叶片还容易遭受雷击而引发火灾。（2）机舱。以塔架支撑，由机舱罩围成相对封闭的空间。内有主轴总成、润滑散热系统、齿轮箱、刹车系统、联轴器、发电机、提升机、风向标、风速仪、偏航轴承、偏航驱动电机、机舱底座、照明系统、传输电缆、控制柜等部件。
（2）1.2风力发电机组可燃物品种类及分布情况
风力发电机组上采用的可燃物品种类较多，包括：各类润滑油、液压油、高压胶管、通风管、电气元件、电线电缆、油漆、密封材料、吸音棉、机舱罩和叶片材料等等。这些材料的火灾危险性高，也未采取有效的防火措施，仅使用的各种油类的总量就达数百千克以上，而且运行中油品渗漏污染现象严重。
1.3风力发电机组火灾的特点
我们通过研究，总结出风力发电机组火灾具有如下基本特点：（1）可燃物种类多，火灾荷载密度大。风力发电机组采用了大量的电气元件、电线电缆、电动设备、润滑油、液压油、隔热吸音棉，风机叶片、轮毂和机舱外壳也由可燃的玻璃钢复合材料制作，在窄小的空间内集中了大量的可燃固体和易燃液体；（2）火灾隐患多，容易发生电气火灾、固体火灾和液体火灾。控制柜、齿轮箱、刹车盘、发电机、电动机、变压器等都是容易引发火灾的重点部位，遭遇雷击起火也是机组需要重点预防的火灾隐患之一；（3）通风换气迅速，火焰蔓延速度快，风助火势，火助风威，一旦发生火灾，火势将快速蔓延到整个机组；（4）设备价值高，火灾损失大，一台风力发电机组的价值大多以千万元计，而且还会带来长期不能并网发电的间接损失；（5）容易引起附近建构筑物火灾、诱发森林火灾和草原火灾。
2风力发电机组消防系统应用的若干思考
风力发电机组使用的消防系统，其环境适应性和运行可靠性非常重要，风力发电机组所处的特殊环境和技术条件对消防系统的安全可靠运行影响较大，存在诸多不利因素，需要重点加以考虑，具体包括：（1）内部通风设备和外部环境风速形成强气流，机舱内部快速通风换气，对火灾探测器的快速响应和灭火装置的灭火效能有较大不利影响；（2）机舱内设备密集，空间窄小，对烟雾和热气流有阻隔作用，容易阻挡灭火药剂的喷放和扩散，对火灾的探测和早期灭火都有不利影响；（3）电气设备控制柜、变频柜等装置的外壳密闭性较高，对柜内火灾的探测和早期灭火都有不利影响，需要有针对性采取相应的探测手段和灭火措施；（4）工作环境的极低温度（-40以下）和极高温度（50以上）对设备长期运行的稳定性、可靠性有不利影响，甚至直接影响到设备的正常工作和使用寿命；（5）震动尤其是机组工作状态下的持续震动对设备安装和安全运行有不利影响；（6）水雾、盐雾和腐蚀性气体、沙尘等恶劣环境条件对设备长期可靠运行有不利影响；（7）机舱内强电磁场和电磁兼容性对设备运行可靠性有不利影响；（8）风电场内机组布置分散且相隔较远，火灾报警和灭火控制系统要有较强的远距离信号传输能力和网络集成能力；（9）火灾自动报警系统与自动灭火系统的联动控制程序以及与机组生产安全控制系统的逻辑关系应统筹考虑，避免由于消防系统误动作而对电网造成冲击；（10）所选用的灭火药剂不应对机组设备造成二次污染和潜在损害，应容易清理，不污染环境，不破坏大气层；（11）系统应长期运行稳定可靠，免维护性能强，易于管理，运行成本低。
3风电机组消防系统的未来趋势
3.1风机叶片、轮毂、机舱、隔热吸音棉和电缆等既是大量可燃物的来源， 又是引发火灾和加速火灾蔓延的关键所在， 未来消防系统设计应有针对性地采取防火保护措施和防火分隔措施， 如采用不燃材料制作或对材料进行阻燃防火处理，合理划定防火分区等等。
3.2由于风力发电机组所处环境条件的特殊性和复杂性， 如强空气对流、极低温、极高温、高湿度雾气、盐雾腐蚀等特殊恶劣环境条件， 对消防系统的可靠性、有效性和适应性影响很大， 现有的火災自动报警系统和自动灭火装置很难满足要求。未来将着重于风力发电机组保护的专用消防系统的开发和集成与优化工作。
3.3我国现有的消防设计规范已经不适于风力发电行业的需要， 应该尽快制定适合风力发电行业特点的消防设计防火规范以及相关的产品技术标准， 从根本上解决风力发电行业面临的消防安全问题， 为我国风电事业的健康发展保驾护航。
结束语
总之，针对当前发展迅猛的风能发电技术进行有效的火灾特性分析和消防技术研究是非常必要的，我们可以通过对相应风电机组的特点进行分析灵活进行消防系统设置，使风电机组的防火安全性能相应提高，为我们进行更加高效的清洁能源生产提供保障。
参考文献：
[1]寻征轩.自动消防系统在风力发电机组中的应用[J].上海电机学院学报，2010，13（01）：59-62.[2017-08-08].
[2]徐大军，张晋，刘连喜，马建民，高云升，彭燕华.风力发电机组火灾特性与消防系统应用研究[J].消防科学与技术，2010，29（12）：1081-1083+1086.[2017-08-08].
[3]张晋，徐大军，刘连喜，薛岗，马建明，高云升，彭燕华.风力发电机组火灾特性与消防系统试验研究[J].消防科学与技术，2011，30（07）：608-611.[2017-08-08].
[4]吕贵龙，张宇，邵宇鹰.消防安全保护系统在风力发电机组中的应用[J].电力与能源，2012，33（05）：471-473.（2012-10-12）[2017-08-08].
[5]刘卿.风力发电机组典型火灾原因分析与消防系统[J].科技创新与应用，2013，（05）：121-122.[2017-08-08].
[6]徐大军，张晋，高云升，刘连喜，彭燕华，田亮，薛岗，牛坤，宋文琦.风力发电消防技术现状与趋势分析[J].消防科学与技术，2013，32（12）：1407-1410.[2017-08-08].
[7]孟亚辉，朱东良，刘笑麟.风力发电机组安全防范系统设计[J].电力安全技术，2015，17（12）：38-42.[2017-08-08].