變電站消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析

田志強(qiáng)

摘要：在變電站運(yùn)行與發(fā)展過(guò)程中，變電站消防系統(tǒng)是十分關(guān)鍵的組成部分，對(duì)于變電站的防火產(chǎn)生了無(wú)可替代的積極作用。因?yàn)樽冸娬驹诰唧w的形式、設(shè)計(jì)人員的工作習(xí)慣、建設(shè)規(guī)模以及投資控制等多種方面具有極大的不同，在很大程度上也會(huì)帶來(lái)變電站消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的差異。本文對(duì)變電站消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：變電站；消防系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)火災(zāi)的特點(diǎn)

（1）可燃物種類多，火災(zāi)荷載密度大。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用了大量的電氣元件、電線電纜、電動(dòng)設(shè)備、潤(rùn)滑油、液壓油、隔熱吸音棉，風(fēng)機(jī)葉片、輪轂和機(jī)艙外殼也由可燃的玻璃鋼復(fù)合材料制作，在窄小的空間內(nèi)集中了大量的可燃固體和易燃液體；（2）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)。控制柜、齒輪箱、剎車盤(pán)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器等都是容易引發(fā)火災(zāi)的重點(diǎn)部位，遭遇雷擊起火也是機(jī)組需要重點(diǎn)預(yù)防的火災(zāi)隱患之一；（3）通風(fēng)換氣迅速，火焰蔓延速度快，風(fēng)助火勢(shì)，火助風(fēng)威，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)將快速蔓延到整個(gè)機(jī)組；（4）設(shè)備價(jià)值高，火災(zāi)損失大，一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的價(jià)值大多以千萬(wàn)元計(jì)，而且還會(huì)帶來(lái)長(zhǎng)期不能并網(wǎng)發(fā)電的間接損失；（5）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)時(shí)，葉片和機(jī)艙內(nèi)的火災(zāi)殘片會(huì)掉落在機(jī)組周圍的大片區(qū)域，這些帶著火焰的高溫碎片對(duì)附近其他建構(gòu)筑物、森林和草原都是巨大的火災(zāi)威脅，尤其在秋冬干燥季節(jié)更是如此；（6）火災(zāi)撲救難度大，外部救援幾無(wú)可能，且火災(zāi)墜落物嚴(yán)重威脅救援人員生命安全。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大多位于地域偏遠(yuǎn)的山區(qū)、丘陵和近海，消防力量嚴(yán)重不足，很難快速到達(dá)，即使趕到，面對(duì)高高在上的機(jī)組火災(zāi)，現(xiàn)有的消防救援技術(shù)往往也無(wú)法奏效，力不從心。因此，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)火災(zāi)必須立足自救，防范于未然。

2變電站風(fēng)力發(fā)電消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1滅火藥劑和滅火系統(tǒng)

滅火藥劑和滅火系統(tǒng)的選擇直接影響了滅火的效果。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的不同部位，其使用安裝的滅火藥劑和滅火系統(tǒng)也不同。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)而言，滅火藥劑應(yīng)盡可能選擇無(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，一般不推薦使用干粉滅火系統(tǒng)和粉塵式滅火裝置，以避免給風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備帶來(lái)間接損壞。適用于風(fēng)電場(chǎng)的滅火藥劑主要有高壓二氧化碳、惰性氣體（如七氟丙烷、氮?dú)狻鍤獾龋⒓?xì)水霧（添加有少量防復(fù)燃藥劑）和泡沫液等。一般變流器、控制器等相對(duì)密封的空間可采用安全的惰性氣體或高壓二氧化碳。其他部件如剎車系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、液壓站、偏航系統(tǒng)和變壓器等處于空氣流動(dòng)性較強(qiáng)的位置，可配備特殊無(wú)污染液體。根據(jù)選擇滅火藥劑的不同，滅火系統(tǒng)可分為氣體滅火系統(tǒng)、液體滅火系統(tǒng)和粉末式滅火系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的有效滅火，應(yīng)選擇自動(dòng)且穩(wěn)定的氣體滅火系統(tǒng)與細(xì)水霧液體滅火系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)相結(jié)合的滅火方式是目前國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)使用最多的滅火方式。在給風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)配備不同的滅火系統(tǒng)時(shí)，還應(yīng)注意以下環(huán)節(jié)：①滅火系統(tǒng)應(yīng)有效；②為了人身安全，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臍怏w濃度和噴水沖擊水度；③考慮到復(fù)燃可能，氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)確保有效的持續(xù)時(shí)間；④為保證滅火的成功率，噴水滅火裝置的操作時(shí)間應(yīng)充足；⑤由于年平均環(huán)境溫度不同，滅火藥劑釋放時(shí)對(duì)氣壓的要求也不同，滅火時(shí)應(yīng)考慮空間的密封性和釋放時(shí)的氣壓；⑥滅火劑存儲(chǔ)時(shí)應(yīng)充分考慮到滅火藥劑的用量及質(zhì)量等；⑦由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)艙空間有限，因此滅火藥劑容器的選擇應(yīng)盡量小；⑧安裝的消防設(shè)備應(yīng)得到權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，安裝位置應(yīng)考慮維修的方便；⑨可靠性，包括系統(tǒng)的強(qiáng)度、對(duì)故障的敏感度，以減少維修和檢查周期。每種滅火系統(tǒng)都有其使用的優(yōu)點(diǎn)及局限性，且每種系統(tǒng)依附的大量參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境都具有很大的可變性，為確保滅火系統(tǒng)的有效性，應(yīng)對(duì)各應(yīng)用場(chǎng)合所選擇的滅火系統(tǒng)的適用性進(jìn)行單獨(dú)評(píng)估。

2.2火災(zāi)探測(cè)器

火災(zāi)探測(cè)器能及時(shí)探測(cè)到火災(zāi)的發(fā)生。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行中，一方面希望其能及時(shí)查覺(jué)到火災(zāi)的發(fā)生，同時(shí)也要避免誤報(bào)警現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此，不僅要選擇高精度的探測(cè)器，還要根據(jù)不同的位置選擇不同類型的探測(cè)器；且同一位置至少選擇2種不同報(bào)警等級(jí)的探測(cè)器。火災(zāi)探測(cè)器必須在監(jiān)測(cè)區(qū)域可用，且對(duì)預(yù)期的火災(zāi)特性敏感。在選擇和操作火災(zāi)探測(cè)器時(shí)，必須充分考慮到溫度、濕度及共振等特殊的環(huán)境條件。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)自動(dòng)消防用火災(zāi)探測(cè)器主要有煙感探測(cè)器、溫感探測(cè)器、火焰探測(cè)器及空氣采樣探測(cè)器。煙感探測(cè)器是自動(dòng)消防系統(tǒng)中常用的火災(zāi)探測(cè)器，它是一種對(duì)環(huán)境適用性較強(qiáng)又相對(duì)經(jīng)濟(jì)的探測(cè)器。根據(jù)靈敏度不同，其有不同的型號(hào)，可用于機(jī)艙內(nèi)部、各種控制柜及變流器柜內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)測(cè)，若某個(gè)控制柜內(nèi)選擇了靈敏度較高型號(hào)的煙感探測(cè)器作為一級(jí)報(bào)警，則靈敏度稍低的型號(hào)將作為二級(jí)報(bào)警。溫感探測(cè)器一般安裝在監(jiān)測(cè)對(duì)象的附近，如距離太遠(yuǎn)，在火災(zāi)早期就無(wú)法起到監(jiān)測(cè)作用。因此，溫感探測(cè)器一般用作二級(jí)報(bào)警用探測(cè)器，安裝在密封性較好的控制柜內(nèi)。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的自動(dòng)消防系統(tǒng)中若能用其他的探測(cè)器代替，則不選擇溫感探測(cè)器。火焰探測(cè)器用于監(jiān)測(cè)飛起的火花或電弧，它較適合用來(lái)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子接線盒，剎車系統(tǒng)或變壓器的火災(zāi)情況，可用作一級(jí)報(bào)警。空氣采樣探測(cè)器是一種適用性很強(qiáng)的探測(cè)器，可用在各種位置及惡劣的工況下，且同一探測(cè)器可通過(guò)設(shè)置實(shí)現(xiàn)多級(jí)別火災(zāi)監(jiān)測(cè)，但價(jià)格較昂貴。一般用于機(jī)艙或塔底這種空間密封性差、空氣流動(dòng)性大、噪音振動(dòng)較大地方的火災(zāi)監(jiān)測(cè)。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，變電站設(shè)施中消防系統(tǒng)是至關(guān)重要的組成部分，積極做好變電站消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作對(duì)于變電站的良好運(yùn)行產(chǎn)生了重要作用。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的性能和容量的提升，價(jià)值也隨之增加，若風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)擁有一套穩(wěn)定、可靠、安全的自動(dòng)消防系統(tǒng)，將在激烈的風(fēng)電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一項(xiàng)很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

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（作者單位：中國(guó)大唐集團(tuán)有限公司赤峰分公司）