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適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)的滅火系統(tǒng)分析及應(yīng)用

日期：2025-08-16 22:39

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摘要：

作者：朱勁武（北京利達(dá)海鑫滅火系統(tǒng)設(shè)備有限公司）
摘要：文章介紹了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的使用場(chǎng)所及通過(guò)對(duì)適用于各場(chǎng)所的各種

滅火系統(tǒng)的對(duì)比分析，歸納出如何根據(jù)不同的場(chǎng)所選擇適合的氣體滅火系統(tǒng)及其使用方法。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電器控制柜、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組滅火、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)、氣體滅火系統(tǒng)、潔凈、無(wú)污染、手提式二氧化碳滅火器。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是指將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在長(zhǎng)期運(yùn)行中很容易產(chǎn)生摩擦過(guò)熱、制動(dòng)過(guò)熱、潤(rùn)滑油泄漏、電纜過(guò)熱絕緣老化、控制柜電器元件過(guò)熱擊穿短路、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部過(guò)熱短路、遭遇雷電等，將會(huì)造成可燃液體和可燃固體材料著火，使機(jī)艙和搭架底部易發(fā)生火災(zāi)，將使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組燃燒，嚴(yán)重時(shí)大火會(huì)蔓延到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組附近的草原和森林，會(huì)帶來(lái)更大的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。本人撰寫(xiě)此文，就是希望相關(guān)人員充分認(rèn)識(shí)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，并學(xué)會(huì)如何根據(jù)不同的場(chǎng)所選擇適合的氣體滅火系統(tǒng)及其使用方法。

一、使用場(chǎng)所描述

風(fēng)能作為清潔環(huán)保的可再生能源，具有傳統(tǒng)能源不可比擬的優(yōu)越性，也是再生能源中技術(shù)*成熟、*具規(guī)模的一種。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由葉輪、機(jī)艙和塔架三部分構(gòu)成。機(jī)艙內(nèi)裝有傳動(dòng)系統(tǒng)（包括主軸、齒輪箱和聯(lián)軸節(jié)）、偏航系統(tǒng)（包括偏航電機(jī)、偏航軸承等）、液壓系統(tǒng)（包括電動(dòng)機(jī)、油泵、油箱和液壓閥等）、制動(dòng)系統(tǒng)（包括空氣動(dòng)力制動(dòng)裝置和機(jī)械剎車制動(dòng)裝置）、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)。其中發(fā)電機(jī)、齒輪變速箱、制動(dòng)剎車系統(tǒng)、機(jī)艙底座、潤(rùn)滑散熱系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、傳輸電纜、控制柜等部件都是潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在長(zhǎng)期運(yùn)行中很容易產(chǎn)生摩擦過(guò)熱、制動(dòng)過(guò)熱、潤(rùn)滑油泄漏、電纜過(guò)流絕緣老化、控制柜電器元件過(guò)熱擊穿短路、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部過(guò)熱短路等，機(jī)組遭遇雷電、大風(fēng)大霧雨雪等極端惡劣天氣也會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生。目前，風(fēng)電機(jī)艙內(nèi)采用的可燃物包括潤(rùn)滑油、液壓油、高壓軟管、隔音海綿、電線電纜、密封材料等；這些材料一旦被引燃，火焰會(huì)在短時(shí)間內(nèi)蔓延至整個(gè)機(jī)艙內(nèi)部空間，導(dǎo)致其他可燃物同時(shí)燃燒，火勢(shì)無(wú)法控制直至風(fēng)力發(fā)電機(jī)組完全燃燒。塔架底部電器柜中電器元件過(guò)載擊穿短路、雷擊，同樣會(huì)導(dǎo)致大火，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組燒損，若安裝在草原或森林附近，則造成草原或森林大火。火災(zāi)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組*為致命的災(zāi)害之一，風(fēng)電機(jī)組距地面的垂直高度幾十米至一百多米，再加上周圍地形環(huán)境復(fù)雜，消防隊(duì)員及時(shí)趕到也望而卻步，無(wú)法實(shí)施有效的滅火救援工作，只能等待整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組完全燒毀。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組滅火，是在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)安裝火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警控制系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)，實(shí)施防火和滅火自動(dòng)保護(hù)。

二、使用場(chǎng)所特征及對(duì)配套自動(dòng)滅火系統(tǒng)的要求

1、設(shè)備造價(jià)昂貴，日常檢查和維護(hù)成本很高。

2、抗振動(dòng)性能好。因風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的機(jī)艙是在旋轉(zhuǎn)中和緊急剎車中工作，還經(jīng)常受到8級(jí)以上臺(tái)風(fēng)沖擊，要求配套的設(shè)備具有較好的抗振動(dòng)性能，否則易誤報(bào)警和滅火系統(tǒng)誤啟動(dòng)。

3、耐高低溫性能好。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組要求配套設(shè)備能在嚴(yán)酷溫度環(huán)境下能正常工作。

4、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)主要是電氣火災(zāi)、可燃液體火災(zāi)和部分固體火災(zāi)。

5、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和電器控制柜等部件組成，要求滅火中和滅火后對(duì)設(shè)備和環(huán)境無(wú)污染，不得損壞沒(méi)有起火的正常設(shè)備，能在短時(shí)間內(nèi)迅速恢復(fù)正常工作。

6、電氣火災(zāi)要求先斷電，使通風(fēng)設(shè)備停止工作后，再對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組滅火。滅火后滅火藥劑必須對(duì)整個(gè)防護(hù)區(qū)浸漬10～20min，方能通風(fēng)。

三、各種滅火系統(tǒng)的對(duì)比分析

1、七氟丙烷氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)用途和特點(diǎn)

七氟丙烷（***00）自動(dòng)滅火系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化消防設(shè)備。中華人民共和國(guó)公安部于2001年8月1日發(fā)布了公消【2001】217號(hào)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)哈龍?zhí)娲芳捌涮娲夹g(shù)管理的通知》。通知中**推薦七氟丙烷(HFC－227ea)氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)為鹵代烴類哈龍?zhí)娲鷾缁鹣到y(tǒng)。通知明確規(guī)定：七氟丙烷氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)屬于全淹沒(méi)系統(tǒng)，可以撲救A（表面火）、B、C類和電器火災(zāi)，可用于保護(hù)經(jīng)常有人的場(chǎng)所和高精密電子儀器、設(shè)備、及貴重物品。七氟丙烷（***00）滅火劑無(wú)色、無(wú)味、不導(dǎo)電、無(wú)二次污染。對(duì)臭氧層的耗損潛能值（ODP）為零，符合環(huán)保要求，其毒副作用比鹵代烷滅火劑更小，是鹵代烷滅火劑較理想的替代物。七氟丙烷（***00）滅火劑具有滅火效能高，對(duì)設(shè)備無(wú)污損，電絕緣性好，（因滅火劑從噴嘴噴出壓力在0.7～2MPa）噴射距離遠(yuǎn)，滅火迅速等優(yōu)點(diǎn)。七氟丙烷（***00）滅火劑釋放后不含有粒子和油狀物，不破壞環(huán)境，且當(dāng)滅火后，及時(shí)通風(fēng)迅速排除滅火劑，即可很快恢復(fù)正常情況。七氟丙烷（***00）經(jīng)試驗(yàn)和美國(guó)EPA認(rèn)定**性比1301鹵代烷更為**可靠，人體暴露于9%的濃度（七氟丙烷一般*低設(shè)計(jì)濃度為7%）中無(wú)任何危險(xiǎn)，而七氟丙烷*大優(yōu)點(diǎn)是非導(dǎo)電性能。因而是電氣設(shè)備的理想滅火劑。當(dāng)七氟丙烷滅火劑達(dá)到一定濃度時(shí)，還有抑制爆炸的作用。

超細(xì)干粉滅火裝置用途和特點(diǎn)

超細(xì)干粉滅火劑主要分BC干粉和ABC干粉滅火劑兩種，分別呈弱堿或弱酸性，是一種很小顆粒的灰塵。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，超細(xì)干粉粉體與高溫燃燒物體表面接觸時(shí)，阻斷燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，即化學(xué)抑制作用。在保護(hù)對(duì)象表面的高溫作用下被熔化并形成一個(gè)玻璃狀覆蓋層將固體表面與周圍空氣隔開(kāi)，使燃燒窒息。超細(xì)干粉滅火劑粉塵細(xì)小，微粒具有一定重量，在空氣中漂浮時(shí)間有限，一旦沉降下來(lái)不會(huì)再運(yùn)動(dòng)。當(dāng)有遮擋物時(shí)，很難超越過(guò)去，將影響滅火效能，滅火中和滅火后會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、水蒸氣等副產(chǎn)品。在滅火中和滅火后對(duì)所有設(shè)備和環(huán)境均有污染，很難將5～20μm小顆粒的灰塵**干凈，特別是安裝在海灘、濕度較大環(huán)境中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，設(shè)備短時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)正常工作，雖然成本低，若誤啟動(dòng)或滅火后維護(hù)、清理成本較高，若**不干凈，設(shè)備會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障，甚至?xí)?bào)廢。

氣溶膠自動(dòng)滅火裝置用途和特點(diǎn)

氣溶膠滅火劑可分為熱氣溶膠和冷氣溶膠。目前國(guó)內(nèi)工程上應(yīng)用的氣溶膠滅火裝置都屬于熱型，冷氣溶膠滅火技術(shù)還處于研制階段，無(wú)正式產(chǎn)品。氣溶膠自動(dòng)滅火裝置只適用于較小的防護(hù)區(qū)，因氣溶膠滅火氣體從裝置中噴出壓力很小，大約為0.02MPa左右，噴射距離1～2m，氣溶膠滅火氣體比重很小，略比空氣重一點(diǎn)，先飄向防護(hù)區(qū)頂部后，再逐步沉降于防護(hù)區(qū)底部，因保護(hù)的設(shè)備均放在地面，則滅火時(shí)間較長(zhǎng)。氣溶膠滅火裝置滅火后有殘留物，屬非潔凈滅火劑。熱氣溶膠屬于全淹沒(méi)系統(tǒng)，適用于變配電間、發(fā)電機(jī)房、電纜夾層、電纜井、電纜溝等，無(wú)人、相對(duì)封閉、空間較小的場(chǎng)所。適用撲救：A類表面火災(zāi)、B、C類和普通電器火災(zāi)。

S型和K型熱氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)，雖屬氣體滅火系統(tǒng)，但它不是潔凈滅火系統(tǒng)，滅火后或誤噴后產(chǎn)生小于5μm極小顆粒的灰塵，氣溶膠滅火劑有油污現(xiàn)象，吸附在元器件上很難**干凈，在濕度較大的環(huán)境中，將嚴(yán)重影響電器設(shè)備的絕緣性能，造成接觸**和短路現(xiàn)象。

氣溶膠滅火劑幾年前曾用于鐵路系統(tǒng)設(shè)備間和控制系統(tǒng)設(shè)備間，給鐵路系統(tǒng)**造成了嚴(yán)重影響，目前鐵路系統(tǒng)和通訊機(jī)站嚴(yán)禁采用氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)。

超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)用途和特點(diǎn)

超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是用高壓或高氣流將水流過(guò)噴嘴形成極細(xì)的水滴。超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)既能以局部應(yīng)用形式使用，也能以全淹沒(méi)形式應(yīng)用。超細(xì)水霧適用于A（表面火災(zāi)）、B、C類及普通電氣火災(zāi)。可用于保護(hù)經(jīng)常有人的場(chǎng)所。

超細(xì)水霧微粒有一定重量，不能迂回于任何遮擋物，一旦碰到遮擋物將沉降下來(lái)變成水珠，隨著水珠的增多或?qū)a(chǎn)生水漬現(xiàn)象。超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)很難撲滅電器柜、遮擋物多的火災(zāi)。滅火后或誤噴后，設(shè)備內(nèi)和環(huán)境存在水漬現(xiàn)象，影響電器元件絕緣性能。超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)噴頭噴孔很小，易堵塞，系統(tǒng)日常維護(hù)檢查復(fù)雜，每隔1～2年應(yīng)定期更換儲(chǔ)存水和檢查噴頭上的小孔是否孔堵塞，日常維護(hù)成本極高。

綜合分析以上四種滅火系統(tǒng)，七氟丙烷滅火系統(tǒng)具有滅火速度快（一般為10～45S）、絕緣性能好、潔凈的特點(diǎn)。在滅火中和滅火后對(duì)其它設(shè)備和環(huán)境無(wú)任何污染，短時(shí)間（幾小時(shí)）內(nèi)可馬上恢復(fù)正常工作和發(fā)電。日常維護(hù)簡(jiǎn)單、快捷、成本極低。

四、結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)有關(guān)消防規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)查詢，得出如下結(jié)論和建議：

1、查詢GB50045《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和GB50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及GB50370《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中，沒(méi)有規(guī)定風(fēng)電發(fā)電設(shè)備應(yīng)采用什么種類滅火系統(tǒng)。因風(fēng)電發(fā)電設(shè)備是我國(guó)近幾年上馬的清潔可再生能源新產(chǎn)品，應(yīng)參照上述三項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中自備發(fā)電機(jī)房、配電室和計(jì)算機(jī)房的規(guī)定，應(yīng)采用氣體滅火系統(tǒng)。

2、依據(jù)風(fēng)電發(fā)電機(jī)組總造價(jià)、安裝場(chǎng)所、保護(hù)對(duì)象屬性、日常維護(hù)等方面綜合分析，要求采用的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)必須具備如下技術(shù)要求：具有性能穩(wěn)定、可靠；具有防振和擺動(dòng)誤啟動(dòng)特殊性能；耐高低溫（-40℃～+70℃）性能；滅火速度快；滅火藥劑潔凈，對(duì)設(shè)備和環(huán)境無(wú)任何污染；安裝簡(jiǎn)單、快捷、占據(jù)空間小；日常維護(hù)檢查簡(jiǎn)單、快捷；成本低等特點(diǎn)。

3、建議機(jī)艙和塔架底部控制系統(tǒng)機(jī)柜采用柜式七氟丙烷氣體滅火裝置。因七氟丙烷滅火藥劑滅火速度快、絕緣性能好、潔凈。滅火中和滅火后對(duì)其它設(shè)備和環(huán)境無(wú)任何污染，短時(shí)間（幾小時(shí)）內(nèi)可馬上恢復(fù)正常工作和發(fā)電。日常維護(hù)簡(jiǎn)單、快捷、成本極低。

超細(xì)干粉滅火劑主要分BC干粉和ABC干粉滅火劑兩種，分別呈弱堿或弱酸性，是一種很小顆粒的灰塵。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，超細(xì)干粉粉體與高溫燃燒物體表面接觸時(shí)，阻斷燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，即化學(xué)抑制作用。在保護(hù)對(duì)象表面的高溫作用下被熔化并形成一個(gè)玻璃狀覆蓋層將固體表面與周圍空氣隔開(kāi)，使燃燒窒息。滅火中和滅火后產(chǎn)生二氧化碳、水蒸氣等副產(chǎn)品。在滅火中和滅火后對(duì)所有設(shè)備和環(huán)境均有污染，很難將小顆粒的灰塵**干凈，設(shè)備短時(shí)間不能恢復(fù)正常工作，雖成本低，若誤啟動(dòng)后維護(hù)、清理成本較高，若**不干凈，甚至設(shè)備會(huì)出現(xiàn)故障，建議不采用。

S型和K型熱氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)，雖屬氣體滅火系統(tǒng)，但它不是潔凈滅火系統(tǒng)，滅火后或誤噴后產(chǎn)生的小顆粒的灰塵更小，氣溶膠滅火劑有油污現(xiàn)象，吸附在元器件上很難**干凈，嚴(yán)重影響電器設(shè)備的絕緣性能，造成的危害比超細(xì)干粉滅火劑更大，目前鐵路系統(tǒng)和通訊移動(dòng)、電信系統(tǒng)設(shè)備間和控制系統(tǒng)設(shè)備間禁止采用氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)，建議不采用。

超細(xì)水霧微粒有一定重量，不能迂回于任何遮擋物，一旦碰到遮擋物將沉降下來(lái)變成水珠，隨著水珠的增多或?qū)a(chǎn)生水漬現(xiàn)象。超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)很難撲滅電器柜、遮擋物多的火災(zāi)。滅火后或誤噴后，設(shè)備內(nèi)和環(huán)境存在水漬現(xiàn)象，影響電器元件絕緣性能。超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)噴頭噴孔很小，易堵塞，系統(tǒng)日常維護(hù)檢查復(fù)雜，每隔1～2年應(yīng)定期更換儲(chǔ)存水，日常維護(hù)成本極高，建議不采用。

4、若風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)生初起小火，也就是火災(zāi)面積小于1～2m2時(shí)，為了減少火災(zāi)損失，降低自動(dòng)滅火系統(tǒng)啟動(dòng)成本，保障人身和財(cái)產(chǎn)**。建議優(yōu)先采用手提式滅火器，將初始小火及時(shí)撲救在萌芽狀態(tài)。

依據(jù)GB50140《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，凡是存在可燃物的工業(yè)與民用建筑場(chǎng)所，配置自動(dòng)滅火系統(tǒng)后，仍應(yīng)配置滅火器。為了簡(jiǎn)化滅火器配置與設(shè)計(jì)計(jì)算，建議風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙和塔架底部分別采用手提式二氧化碳（MT2或MT3）兩具和手提式ABC干粉滅火器（MF/ABC3或MF/ABC4或MF/ABC8）兩具。建議將每個(gè)存放點(diǎn)的手提式滅火器放置在滅火器箱體內(nèi)，不僅美觀且便于保管，不易損壞滅火器。

使用手提式二氧化碳滅火器滅火時(shí)，操作者應(yīng)特別注意以下**措施：

（1）應(yīng)有兩人以上的操作者進(jìn)入防護(hù)區(qū)內(nèi)，但由一人操作滅火器。滅火時(shí)要求進(jìn)入的門(mén)必須開(kāi)啟，因二氧化碳滅火時(shí)，火災(zāi)位置空間滅火濃度達(dá)到34%左右才能滅火成功，但整個(gè)防護(hù)區(qū)二氧化碳濃度達(dá)到12%時(shí)，對(duì)人體將會(huì)造成生命危險(xiǎn)。滅火后應(yīng)盡快開(kāi)啟門(mén)、窗和換氣扇進(jìn)行通風(fēng)，人員應(yīng)離開(kāi)滅火場(chǎng)所。

（2）手提式二氧化碳滅火器出口壓力比較大，有一定后座力，一般左手提滅火器手柄，右手緊握管道末端噴嘴，離火源大約1～2m遠(yuǎn)，對(duì)準(zhǔn)火源部分開(kāi)始噴灑。

（3）手提式二氧化碳滅火器和手提式ABC干粉滅火器有效噴射時(shí)間大約10S左右。一般滅火時(shí)操作者先開(kāi)始噴射滅火藥劑4～6S滅火時(shí)間，不要將滅火藥劑噴射完，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)情況，再對(duì)零星火災(zāi)進(jìn)行撲救。

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