钱文峰 余建平 王培懿

摘要：随着煤炭、石油等不可再生能源的开采量不断增加，能源紧缺问题引发了全社会的关注。风能作为可再生清洁能源，对于缓解全球能源危机扮演着重要的角色。我国蕴含着丰富的风能，推动了风电产业的发展，装机容量已经居于世界首位。2019年，我国的风电装机容量为21005万千瓦，占据全球整体比重的32.29%，但是，随着风电装机容量的不断增加，事故的发生频率也在逐步增长，特别是火灾事故屡屡发生造成了非常严重的损失。再加上风电场一般地处偏远，火灾事故发生时，消防车很难及时地救援和控制，并且风电机组一般位于高空之中，在地面实施灭火措施收效甚微，因此，增强风电机组配备的消防装置显得尤为重要，加强风电自动化消防，实现智慧消防迫在眉睫。

关键词：风电;智慧;消防

我国的风电产业伴随着科学技术的进步实现了跨越式的发展与进步，但是，风电机组的火灾事故频繁发生为社会带来了巨大的经济损失，阻滞了风电产业的发展。由于风电机组内部容纳了许多的零部件和装置，运作环境十分恶劣，再加上风电设备造价较高，一旦发生火灾，将会造成严重的损失。现在的风险机组依然沿用传统的消防方式，通过配备便携式灭火器等工具实施消防工作，不能在机舱无人的情况下进行有效的监控。而智慧消防通过构建自动监测装置，选择最佳的火灾处理方式，对风电机组的运行情况进行有效的消防监控，可以达到规避火灾事故的发生以及降低火灾事故带来损失的重要作用。

一、风电消防的火灾隐患部位

（一）叶轮部位

叶轮是整个风电机组的重要组成部分，在采集风能的过程中扮演着不可或缺的角色，主要包含整流罩、叶片、叶片调节电机等设施，其中叶片调节和控制系统以及叶片是火灾的隐患部位。叶片发生火灾主要是因为雷击导致的[1]。在正常的情况下，当雷电所带来的电流由机舱低端或者叶尖注入后会经过叶片流入接地装置。但是当风电机组的接闪器发生损坏时，雷电中巨大的电流将会凝结在叶片上，导致叶片起火。机组的叶片调节电机也是火灾发生的隐患位置，在长时间的运行过程中由于机械之间的摩擦会产生大量的摩擦热，因为风电机组的齿轮箱中装有润滑油和液压油，因为巡检难度大，不容易发现漏油的情况，在过热的情况下润滑油和液压油达到燃点引发火灾。除此之外，叶片控制系统在运行的过程中，因为电子元器件的散发的热量在密闭的机组空间内难以散发出去，导致电器元件过热击穿而产生火灾。

（二）机舱部位

机舱是风电机组的核心位置，结构比较复杂，由机舱罩围成一个相对比较密闭的空间，包含照明系统、传输电缆、润滑散热系统等装置，现对基层内部的火灾风险点具体阐述如下：一是当照明系统和传输电缆在安装不恰当，绝缘层老化，接触不良的情况下，容易产生短路或者接触电阻增加形成过流或者过载，进而导致火灾的产生。二是润滑散热系统会在高速运动的情况下产生连续的大幅度的震动现象，导致其内部的润滑油发生泄漏现象而引发火灾。三是制动系统发生故障时很可能会产生高速飞车，设备的高速运转将会产生大量的摩擦力，进而形成大量的热而诱发火灾。四是发电机和变压器产生火灾，当发电机内部发生短路时将会造成内部材料的损坏而导致火灾;变压器因为电弧、绝缘老化等情况而超出额定负载，长期的过负荷加大了火灾发生的风险。

（三）塔架部位

塔架在发电机组中起到一个支撑作用，主要负责支撑叶轮和机舱这两个主要部位，外观一般表现为中空圆柱形，内部包含照明系统、电缆、变频柜和控制柜等装置，其中照明和电缆发生火灾的原因和机舱部位中的这两个部分发生火灾的原因相似。变频柜和控制柜发生火灾的原因主要是因为设备老化而发生短路或者因为过热导致。塔架部位一旦发生火灾，如果不采取有效的消防措施进行控制，火势将会迅速蔓延，造成难以预估的损失。

二、风电智慧消防优化措施

（一）设置风电智能消防控制系统

风电智能消防控制系统能够在机舱无人的情况下及时地识別消防隐患，并自动采取措施控制火灾，自动化消防控制的效果，进而有效地规避风电机组火灾的发生或者降低火灾发生时所造成的损失[2]。其中，风电智能消防控制系统主要包含火灾探测与预警系统、扑灭系统和预警系统这三个模块。其中火灾预测和预警系统主要分布在叶轮、机舱和塔架等容易发生火灾的位置，连续不间断地监控和检测风电机组内部的烟雾浓度、火焰和温度等情况，假如机电机组内部的温度等和火灾发生密切相关的指标超出了系统设定的标准，将会通过信息传输装置发出警报，并发送给灭火装置进行灭火工作。扑灭系统主要负责灭火工作，其中灭火药剂在灭火的过程中发挥了十分重要的作用，要根据不同的风电机组以及火灾环境选择合适的灭火药剂。比如在风电机组内部密闭的空间内，应该选择气溶胶灭火剂来代替常规的CO2灭火装置，这主要是因为CO2灭火装置的安装难度大，容易发生爆炸等风险。而气溶胶灭火剂作为一种新型的灭火药剂，在通过惰性气体灭火的同时还能够降低周围的温度，提升灭火的效率。对于空气流动较强的消防隐患部位，应该选取高压水雾灭火装置，能够通过防复燃溶剂和泡沫液的添加产生大量的喷雾，遏制火灾的蔓延以及扑灭火灾，具有成本低廉、效率高的特点。风电智能消防装置能够及时地发现火情，并自动启动进行灭火，规避了传统的消防车救火不及时，人工灭火效率低的困境，是实现风电智慧消防的创新性举措。智能消防控制系统中的辅助系统主要是实现信息的采集和存储功能，加强对火灾的监督和管控，为监视和扑火系统的实施创造良好的条件。

（二）优化设备的设计与巡检

因为雷击而诱发火灾是风电机组经常出现的消防问题，因此，要加强对风电机组的防雷设计。首先要根据具体的风电机组选择与之相适应的雷电过压保护装置，避雷针和避雷器便能够有效地规避过电流、电压而导致的火灾风险。通过对整个机组的系统性分析，判断雷电可能经过的途径，对其实施接地保护，将雷电产生的高强度的电流和电压引入到地下，规避火灾的产生。除此之外，还要加强对设备的巡检工作，当风电机组停止工作之后，相关工作人员要加强消防巡查，对机舱内部的易燃物进行清理。并且还要重点检查电缆等设备的绝缘装置，对电路的连接情况进行巡查，保障各个装置的稳定，杜绝因为设备设施的连接不紧密而产生火灾。并且，工作人员还要定期检查风电机组的各部位的运作情况，防止因为飞车等控制失灵而产生的火灾。

（三）加强对油脂的控制

因为风电机组内部含有大量的润滑油等易燃的油脂，如果这部分油脂外漏将特别容易产生火灾。因此，要加强对油脂容易排出的部位的监督和管理，对这部分设备实施妥善的存储。发电机的油脂排放出口通常位于发电机的轴承下部，当发电机的轴承高速运转时将会产生大量的热量，导致发生火灾隐患。齿轮箱中的润滑油发生泄漏时，可能会飞溅到飞速旋转具有高热度的动盘上而产生火灾。因此，在风电智慧消防中，必须收集和保存好废弃的油脂，将其放置在一个安全的部位，规避火灾的产生。除此之外，还要加强油脂的清理工作，降低火灾发生的概率。

三、结语

随着我国风电产业的发展，我国的风电机组的技术水平在得到大幅度的提升的同时，火灾事故的发生频率正在逐步上升，传统的风电消防措施已经不能够适应当前风电机组运作的需求，因此，必须探索智慧风电消防措施，规避因为风电火灾事故而造成的经济损失。本文根据风电机组的结构分析了其容易发生火灾的位置，然后提出了风电智慧消防的优化策略，希望能够推动风电消防的发展与进步。

参考文献：

[1]贾超，臧孟涛，王继琳.海上风电场消防设计安全分析[J].电力安全技术，2020，22（4）：45-48.

[2]黄毅.风电工程海上升压站消防系统优化分析[J].水电与新能源，2018，32（9）：71-74.