□谢 晔

风力发电作为一种绿色可再生能源，现已成为全球能源发展的战略重点。中国风能资源丰富，发展极为迅速，装机容量早已跃居世界第一。据统计，2015年之前全国新增安装风电机组约1,3121台，新增装机容量约23,196MW，同比增长率约44.2%;累计安装风电机组约76,241台，累计装机容量约114,609MW，同比增长约25.4%，按照规划，在未来的5年内很有可能仍然是每年约1,500万千万左右的装机速度。风电设备在运行过程仍存在不确定性，比如在风力发电机舱发生火灾。目前国内的风机无火灾预警措施，大多数仅在风机机舱内和塔筒底部摆放几个手提灭火器，一旦发生火灾事故，扑救难度大，损失非常大。众所周知，一般风电场往往建立在偏远地区，一旦着火，消防车很难到达着火第一现场，另外风机一般安装在距离地面几十米至上百米的高空，如依靠地面救援力量显得不切实际。所以风电机组自身的消防设备显得非常重要。

一、风力发电机舱火灾特点

电气系统分布广泛，线路隐蔽。风电机组往往建立在偏远无人员地区，火灾隐患问题不易发现,火灾的主要类型有液体火灾、电气火灾和固体表面火灾。通风换气速度越快，火焰蔓延速度越快。设备越值钱，损失越大；如发生火灾，将造成重大损失等。

二、灭火器具、设备的初步选型及应满足的条件

风力发电机组上发生的火灾固体表面火灾(A类)、润滑油火灾(B类)、电器火灾(E类)。目前市场上能够扑灭以上几种火灾的灭火设备主要有七氟丙烷灭火装置、干粉灭火装置、热气溶胶灭火装置、探火管灭火装置(包括七氟丙烷探火管和二氧化碳探火管灭火装置)。

风力发电机组灭火设备应用包括以下环境因素：一是一般安装在草原、沙漠、海上等风速较大的场所。北方地区的风力发电机组一般存在常期处于低温或高温、昼夜温差大，低温时达到-40℃，高时达到70℃；应根据风力发电机组工作区域选取适用的灭火设置；二是安装在沙漠地区的风力发电机组常期处于沙尘状态、海上处于盐雾状态，易被盐雾腐蚀；三是风机常期处于振动的环境条件下；四是风机复杂的电磁环境易导致电器设备受电磁干扰，导误启动。

三、模拟风力发电机组工作环境测试方法

(一)高低温交变循环试验(-40℃～80℃)。试验设备应符合《固定灭火系统产品环境试验方法标准》GB/T 25208—2010中6.2的规定，灭火装置内压力的测量采用0.4级精密压力表。试验条件选用GB/T 25208—2010中6.3.3表2规定的循环方式。

试验方法：七氟丙烷灭火设备、探火管灭火装置高低温交变循环试验按规范的试验程序进行试验；试验后应符合标准喷射性能要求。灭火设备按规范要求充压至贮存压力时，压力指示器须按工作时的位置安装在其灭火装置上，最终达到正常工作状态。干粉灭火装置、热气溶胶灭火装置高低温交变循环试，按规范的试验程序和要求进行专项试验。试验合格后灭火装置分别从高温至低温环境中分别取出，此时须立即安装启动装置，最终试验成果应符合标准规定的喷射要求。

(二)抗电磁干扰适用性。为了验证灭火设备的抗电磁干扰适用性，热气溶胶灭火装置、干粉灭火装置、七氟丙烷灭火装置、探火管灭火装置(包括七氟丙烷探火管和二氧化碳探火管灭火装置)，依据GB/T17626.2-2006《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》等级3的要求，试验电压：空气放电±8kV，接触放电±6kV，试验仪器：静电放电器型号：SKS-0230G，试件处于静止工作状态，无外接供电，试件敏感性试验监测方法和判据：测试中，若有气体喷出，即视为不合格。试验程序见表1。

表1 试验程序

(三)盐雾环境要求。验证气体灭火设备的盐雾环境适用性：热气溶胶灭火装置、干粉灭火装置、七氟丙烷灭火装置、探火管灭火装置(包括七氟丙烷探火管和二氧化碳探火管灭火装置)等，依据GB/T 25208—2010中11的规定，灭火装置内压力的测量采用0.4级精密压力，试验持续时间：480h。氯化钠溶液质量浓度：(5±0.1)%，按GB/T 25208—2010中11.4的规定配制，盐雾沉降速率：1mL/80cm2·h～2mL/80cm2·h(经24h喷雾后，每80cm2上接收的盐溶液量平均到每小时的盐雾沉降量)。将灭火设备置于正常工作状态。风力发电机组自动灭火装置先按GB/T 25208—2010中11的规定进行预处理，然后按GB/T 25208—2010中11.6的规定进行持续时间480h的盐雾腐蚀条件试验，记录试验期间灭火装置是否有误动作现象。试验后，灭火设备外壳体有无明显龟裂、脱落等缺陷。并进行喷射灭火试验，应能够正常喷射及灭火。

图1 风力发电机组自动灭火设备湿热试验循环周期条件注：图中上侧坐标轴中横轴代表时间，单位为小时(h)，纵轴代表相对湿度，单位为%，下侧坐标轴中横轴代表时间，单位为小时(h)，纵轴代表温度，单位为摄氏度(℃)。

(四)抗振性能适用性。由于风力发电机组常期处于摆动状态，其摆幅与船舶运输相类似，所以选用GB/T 7094—2002《船用电气设备振动(正弦)试验方法》，进行测试。热气溶胶灭火装置、干粉灭火装置、七氟丙烷灭火装置、探火管灭火装置(包括七氟丙烷探火管和二氧化碳探火管灭火装置)等设备，依试验设备应符合GB/T 25208—2010中19.2的规定，灭火装置内压力的测量采用0.4级精密压力。振幅1.6mm，频率100Hz，加速度幅值1.5m/s2，将灭火设备置于正常工作状态。灭火设备振动试验参数见GB/T 7094—2002中表1严酷振动条件，在X、Y、Z三个互相垂直交叉的轴线上，朝着每个面的方向上依次振动2小时；然后记录下在试验期间的灭火装置是否有误动作现象。风力发电机组自动灭火装置进行喷射性能试验，试验结果正常。

(五)交变湿热。验证气体灭火设备的湿热环境的适用性：热气溶胶灭火装置、干粉灭火装置、七氟丙烷灭火装置、探火管灭火装置(包括七氟丙烷探火管和二氧化碳探火管灭火装置)等设备，试验设备应符合GB/T 25208—2010中7.2的规定，灭火装置内压力的测量采用0.4级精密压力表。试验箱中的温度80℃±2℃，相对湿度93%±3%。或者温度-40℃±3℃，相对湿度97.5%±2.5%。见图1。

a无控制的相对湿度。

b一个周期为24h。对柜式七氟丙烷灭火装置，将七氟丙烷灭火装置置于正常工作状态。风力发电机组自动灭火装置按7.6.1.2规定的试验条件进行10个循环周期试验的湿热试验，然后下一步须记录着在试验期间的灭火装置是否有误动作的现象。一旦试验结束后必须对着灭火设备进行下一步的喷射性能试验合格后，其试验结果须正常。

(六)防沙尘。灭火设备需安装防尘罩，必须达到防沙土的要求。

四、结语

由于风力发电设备长期处于极端的环境条件下，对于传统的热气溶胶灭火装置、干粉灭火装置、七氟丙烷灭火装置、探火管灭火装置(包括七氟丙烷探火管和二氧化碳探火管灭火装置)需达到更高的技术要求，满足高低温测试、抗电磁干扰(EMC测试)、耐盐雾测试、抗振动测、交变湿热的测试，能够保证风力发电机组的火灾防护需求，笔者提出上述测试建议供各消防技术人员参考。