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摘要：风力发电机组的自动消防灭火装置主要是针对风力发电机消防的要求，严格按照《风力发电机组消防系统技术规程》CECS391-2014、《风电场设计防火规范》NB31089-2016的要求对灭火介质进行选择，并针对风力发电机组的机舱、塔底等多个易着火点灭火装置进行规定。鉴于此，本文主要对风力发电机组自动消防灭火装置进行比选。
关键词：风力发电机组；自动消防；灭火装置
风能是自然界中蕴藏丰富、分布广泛、清洁可再生的能源，随着经济社会的发展，能源资源和环境问题日益突出，开发利用风能已成为主流之一。近十多年来，全球风电产业一直处于持续增长态势，正进入迅速增长期，风能产业保持每年20%的增速。根据国家发展规划，我国累计并网风电装机2015年达到1亿kW，2020年达到2亿kW，其中，海上风电装机达到3000万kW，风电成为电力系统的重要支柱。
1、风电机组设置自动灭火装置的意义和现状
风力发电机组是风电场的核心设备，其中机舱内的设备比较集中，加之易燃材料的使用，在润滑散热系统、齿轮箱、刹车系统、机舱底座、传输电缆、控制柜等部位存在一定的火灾隐患，此外，塔体上部及塔基的传输控制电缆、变频柜、控制柜等部位也有被损坏的危险。由于风力发电场地处偏远，环境特殊，一旦发生火灾，救援难度极大，自2008年以来，我国共发生风力发电机组毁灭性的火灾事故数100余起，造成直接经济损失10多亿元和伤亡10余人的惨痛代价。随着机组运行时间的增加，机组各个系统的零部件逐渐磨损老化，故障率将会不断升高，火灾危险性也将显著增大。目前，大多数风力发电机组的消防设施仅在机舱和塔架底部配置手提式灭火器。发生火灾时，一是无法自动探测火灾，很难及时发现；二是灭火效力不够，不能快速有效灭火；为了实现“安全第一，预防为主”的消防工作方针，更是为了保护人名群众的生命财产安全，给风力发电机组设置适宜的消防灭火装置刻不容缓。
2、风电机组发生火灾原因
造成风力发电机组火灾的原因很多，针对国内外造成风力发电机组火灾原因分析，可概括为以下几个方面：
（1）由雷击导致火灾。大量火灾数据显示，雷击是引起风力发电机组火灾的主导原因之一。近年来，在暴露场所(通常具有高海拔)、大规模高建筑物及其他场合遭受雷击的风险都有所上升。风力发电机组处于80m以上的高空，如没有避雷设施或设施维护不当，因雷击导致火灾的风险就特别高。若安装的避雷针接触电阻太高，则遭受雷击是无法避免的。
（2）电气设备安装不当引发火灾。风力发电机组电气设备安装不当也是引起火灾的主导原因之一。火灾由接地故障、电路短路及产生的电弧等造成部件过载，继而过热引起。
（3）表面炙热触发火灾。如果风力发电机组的空气动力制动发生故障，一般采用机械制动的方式使转子减速，而产生的热量易使可燃金属燃烧。若发生紧急制动现象，机械制动产生的飞溅火花也能点燃远处的可燃金属，产生较高的火灾风险。风力发电机组或其中部件的缺陷，如泄露或液压系统受污染，也会增加火灾风险。另外，由于过载或电机润滑故障等原因，使风力发电机组设备过热，从而使润滑油等易燃材料与高温表面接触也能引起易燃物燃烧。
（4）修理、安装和拆卸等工作引起火灾。在对风力发电机组的维修中，焊接、锡焊、火焰切割、磨削等工作产生的火花能产生高温，极易引起附近或远处的易燃材料燃烧。其中，焊接、切割和磨削产生的火花特别危险，能点燃10m甚至更远处的易燃材料，许多火灾有可能在完成这些工作的数小时后爆发。
（5）风力发电机组内部存在着大量的可燃、易燃材料也是引发火灾的原因。①机舱内部有被油污沉淀污染的隔音泡沫；②塑料机舱罩由玻璃增强热固性塑料或玻璃钢(Glass Reinforce Plastic，GRP)玻璃纤维增强塑料制成；③液压系统(如角度调整器和制动系统)存在油污，当这些系统有任何损坏或温度偏高，液压管的高压就能导致液压油以雾状的形式被挤出，从而可导致扩散速度极快的火灾；④齿轮箱用油和其他润滑用油(如发电机轴承、低速轴轴承处)；⑤变压器油。这些易燃材料不仅增加了火灾隐患，同时也会加快火焰蔓延的速度。
3、风电机组的自动灭火装置
自动灭火装置对比表
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4、风力发电机组防护单元划分
应合理划分风电机组防护单元，防止火灾蔓延，确保快速高效灭火。
（1）轮毂及导流罩为一个防护单元
（2）机舱（含机舱平台底板下部）宜为一个防护单元
（3）塔架内宜按平台划分防护单元，塔架底部设备层应每层为一个防护单元
（4）每个相对密闭的各类电气柜均应为一个防护单元。
5、风力发电机组类型
风力发电机组按工作及生存温度分为以下三种：
（1）标准型：工作温度：-20℃～+45℃，生存温度：-30℃～+50℃。
（2）低温型：工作温度：-30℃～+45℃，生存温度：-40℃～+50℃。
（3）高温型：工作温度：0℃～+50℃，生存温度：-10℃～+60℃。
6、风力发电机组自动灭火装置设置
自动灭火装置设置表
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从上表不难看出，无论何种机组类型，也无论哪种防护单元，热气溶胶灭火装置均适用。
综上所述，对于风力发电机组来说，最适宜的灭火介质为热气溶胶灭火装置，随着风力发电机组的性能和容量的提升，价值也随之增加，若风力发电机组设置一套稳定、可靠、安全的自动消防灭火装置，将在激烈的风电市场竞争中占据一项很大的技术优势，保障风力发电机组的安全运行。
参考文献
[1]万井江.V90风电机组自动消防系统研究与应用[D].华南理工大学,2017.
[2]孙成忠,党玲.风力发电机组灭火系统的设计[J].广东公安科技,2014, 22(02):45-46.
[3]孙成忠,党玲.风力发电机组灭火系统探讨[J].电子世界,2014(10):336.
[4]消防新技术新产品介绍——风力发电机组专用消防自动灭火系统[J].消防技术与产品信息,2014(01):93-96.
[5]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.