機電工程公司風電消防安全整合解決方案(44頁).ppt
下載文檔
上傳人:q**
編號:774533
2023-10-20
44頁
33.91MB
1、.,風電消防安全解決方案,xx機電工程開發有限公司,消防安全整合解決方案提供商!,.,風電消防現狀,目前風能市場大約每年有600億美元的投入,預計全球風能市場將以每三年增長兩倍的速度增加。據報道,截止2009年9月,全球共報道了122起風電火災事故,每次事故的財產損失價值從75萬到200萬美元不等。每年大約有 23 的風機遭遇火災,大型風電機組發生火災的幾率更高,而眾多風電機組尚處于無火災自動防護措施狀態,因此亟待配備自動消防系統。目前風力發電機組的自動消防安全系統幾乎是空白,亟待研究和實施高性價比的系統技術,并編制相應的規范。,.,風電機組的特點,無人值守,設置復雜,自成體系,著火損失大,位2、置高,遠離救援中心,空間狹小,.,火災主要起因,主軸、變速箱潤滑油摩擦過熱,剎車系統過熱,風電火災視頻2,風電火災視頻1,雷擊、電氣設備運行故障,.,火災案例,2010年1月24日華能寶龍山風機-東汽風力發電機燒毀,損失巨大。主要事故原因是發電機超速導致聯軸器飛車保護打滑,部件損壞。,.,2010年4月,內蒙古輝騰錫勒-蘇斯蘭風力發電設備失火,事故原因為液力耦合器中過多的油脂。,從2002-2005年三年的時間,德國風力發電機發生了很多起事故。其中,毀滅性的火災事故有22起,其中有16起是由控制柜引發的,占72.7%。,火災案例,.,風力發電機的火災危險性分析,風力發電機組的火災荷載密集,包括3、液體、固體物質和電氣設備,容易形成火災快速蔓延,甚至導致玻璃鋼制造的機艙和葉片燃燒;火災隱患多,容易發生電氣火災、固體火災和液體火災。且最大的特點是部分火災的熱源不會因滅火系統的啟動而中斷,例如一旦制動系統原因造成火災,且葉片繼續轉動,那么會產生持續的高溫;通風換氣迅速,機艙內氧濃度充分,火焰蔓延較快;容易誘發附近的森林、草原等的火災;火災的誘因較多,涉及風電機組的主軸、變速箱潤滑油摩擦過熱,剎車系統過熱,電纜過流,電氣設備運行故障等因素;還有雷擊、高溫、大風等極端氣候,以及違章操作、管理不善和外部火災等人為或自然因素。從目前的一些風力發電機火災事故統計看,這些因素都是有案例發生的;設備價值高4、,火災損失大,一旦發生火災,將造成巨大的直接和間接損失。,.,風力發電機的重點防護部位,輪轂內部的驅動電機、控制柜、電源柜等;機艙內部的發電機、液壓系統、齒輪箱、剎車系統、偏航驅動器、控制柜、電容器柜、連接電纜等;塔底的變流器、控制柜、變壓器、基礎電氣柜、計算機柜等。,.,消防安全系統應解決的關鍵問題,極早期發現火災和可視化報警監控。由于風電場一般地處偏遠,不便于人員很快趕到現場觀察,另外風力發電機組機艙內氣流速度很快,以往的火災探測方法難以適應這一要求。有效的火災控制、撲救和抗復燃措施。由于風力發電機組內氣流速度較快,且最大的特點就是由于機組運行的特點,可能產生持續的高溫,也就是火災存在燃燒5、的持續熱源。因此,有效的滅火方案應該是可以快速撲滅火災,并能保持很強的抗復燃能力。有效的防火和阻火措施。采用經濟的方法,提高機艙可燃物的耐火性能,和阻止火災的傳播與蔓延,這一作用也十分有意義。消防安全系統的環境適應能力。由于風電場使用環境包括大海、草原等,具有一定的復雜性,這就要求系統具有較高的環境適應能力。合理的經濟性。,.,風電機組消防安全系統的基本要求,無人值守,能提供全天候、不間斷的保護;準確發現火情,及時有效報警,迅速高效滅火;滅火介質噴放中、噴放后均具有很好的抗復燃效能;能抗振動,防風,防塵、防鹽霧等;不受極端氣候和溫度變化影響;系統占用空間小,便于安裝和維護;自成體系,能有自啟動6、電動啟動等多種啟動方式;滅火后現場易于清理,恢復成本低。,.,采用分布智能圖像火災探測器覆蓋機艙區域,并采用線型感溫探測器針對機艙的電氣柜、邊角隱蔽區域和塔內塔底設備進行探測。系統提供遠程報警、遠程監視、遠程控制功能。,有效覆蓋各易燃部位和設備,火災時噴射滅火,形成有效的覆蓋層,抗復燃或傳播燃燒。,風力發電機消防安全解決方案與防火體系,防火封堵與涂隔,新型水基滅火系統、自動檢測滅火系統的有效分布覆蓋和保護,采用基于視頻圖像火災探測和智能監控的圖像火災安全監控系統,并實現近程、遠程控制。,針對電氣柜、進出線電纜、電纜橋架采用無機和有機堵料進行封堵,對機艙外殼、部分電纜等噴涂防火涂料,提高耐火性7、能,.,一、圖像火災安全監控系統介紹,.,圖像火災安全監控系統系統總體架構示意圖,遠程圖像火災安全監控 系統,風力發電機組探測、監視與控制前端,.,圖像火災安全監控系統探測器設置方案,1,2,3,4,1 在發電機機艙內安裝1套分布式智能圖像火災(煙霧、火焰)探測器,主要用于覆蓋機艙內的主要區域,尤其是重點部位,包括齒輪箱、剎車盤、發電機、控制柜等部位。,2 針對齒輪箱、剎車系統、傳輸電纜變配電柜和發電機等部位,以及機艙的底部容易集油的部位,設置兩級報警開關量式線型感溫探測器,報警溫度可以選擇一級報警88和二級報警105,用于早期發現過熱問題。在塔架內敷設有電纜的位置同樣敷設這種線型感溫探測器。8、,3 在塔架的合適的部位安裝一套視頻監控攝像機,用于監測風機葉片的轉動情況。,4 前端控制箱,包含開關量報警輸入、控制輸出、視頻、數據傳輸設備,消防電源設備等。,.,圖像火災安全監控系統分布智能圖像火災探測器,基于可見光、近紅外視頻圖像,針對其中的煙霧、火焰進行模式識別的探測方法。圖像煙霧火焰探測系統主要分析視頻中的亮度、對比度、邊沿信息、清晰度、紋理和運動等特征和變化,以識別煙霧和火焰。探測裝置一般包括輸出數字和模擬視頻的攝像頭、圖像采集與處理單元和與火災報警控制系統連接輸入輸出界面。,.,圖像火災安全監控系統分布智能圖像火災探測器的優勢與特點,早期火災探測報警,煙霧、火焰偵測 煙霧偵測 煙9、霧偵測 火焰偵測圖1 火災(煙霧、火焰)早期探測功能,電氣室火焰早期探測視頻,電氣室煙霧早期探測視頻,.,圖像火災安全監控系統分布智能圖像火災探測器的優勢與特點,具有自學習能力,有很強的防誤報能力,復雜的光干擾防誤報能力,電弧焊強干擾防誤報能力,.,圖像火災安全監控系統分布智能圖像火災探測器的優勢與特點,很強的遮擋火探測能力,汽車后方的遮擋火災的探測,汽車機艙內的遮擋火災的探測,.,圖像火災安全監控系統分布智能圖像火災探測器的優勢與特點,很強的抗污染能力,探測器窗口被灰塵遮擋的探測減光率50%,探測器窗口被油污污染的探測減光率70%,.,圖像火災安全監控系統分布智能圖像火災探測器的優勢與特點,10、即時確認與火情監控 俗話說“耳聞不如一見”,AlarmEye VID可以在第一時間讓你看到火災的報警信息、位置信息、發生和發展狀況,供監控人員即時確認,并掌握火災發展的方向。,.,圖像火災安全監控系統與智能監控系統的結合,目前國際、國內的行業人士越來越意識到火災不是一個單一事件,往往是其它異常事件(例如風機不能停車,供配電系統故障等)引起,或者是其它災害事件耦合轉換而來,因此采用圖像智能分析技術,同時解決消防和安防雙重問題的整合解決方案,得到了國際的認可和推廣。對于風力發電廠而言,智能監控可提供對風機葉片工作狀態、周邊情況的自動監控報警。與圖像火災報警系統共用顯示、存儲、管理系統。,圖2 公路11、隧道火災探測與智能監控整合應用示例,.,二、自動滅火系統介紹,1、新型滅火劑自動滅火系統,2、新型滅火劑自啟動滅火系統,3、自動滅火系統方案及流程,.,新型滅火劑自動滅火系統高效滅火介質的介紹,超強的隔熱效果(錄像),不同物質的滅火能力(錄像),新型水系高效滅火劑是本公司發明的一種高效滅火劑,是濃縮型、泡沫型和抗溶型水成膜滅火劑。它由碳氫表面活性劑、氟碳表面活性劑、助劑穩定劑等組成。可在油類和固體燃料表面形成一層能抑制燃料蒸發的膜,靠膜和泡沫的雙重作用快速隔離氧氣,冷卻物體表面,從而達到快速撲滅火火災,并防止復燃的目的。其中D38型滅火劑可用于低溫環境-38度以下。,.,新型滅火劑自動滅火系統12、裝置圖,.,1、新型滅火劑自動滅火系統系統滅火的工作原理,該系統是由裝有高效滅火劑的氣瓶、集成控制閥組、不同角度的細水霧噴頭和報警控制系統組成。安裝時將細水霧噴頭布置覆蓋最可能起火處、最可能傳播火災的部位和主要的可燃物部位,另外在主設備下方順氣流方向設置若干只噴頭,撲滅由于底部油漬等可能引起的火災。一旦著火,圖像火災探測器和/或線型感溫探測器動作,可直接聯動或從控制中心遠程聯動啟動滅火系統,將滅火介質通過噴頭直接釋放到被保護區域滅火,在滅火的同時發出警報。,.,新型滅火劑自動滅火系統與超細干粉滅火系統的比較,與干粉滅火系統對比試驗(錄像),1.高效的滅火效能,滅火效能高于超細干粉;,2.超強的13、抗復燃,超細干粉系統不具備此功能,詳見視頻;,3.超強的隔熱能力,超細干粉系統不具備此功能,詳見視頻;,4.環保,易于清理,不同于粉塵清理困難;,5.良好的電氣絕緣性。,.,該系統是由裝有高效滅火劑的氣瓶、集成容器閥組和火焰檢測管組成。安裝時將火焰檢測管設置在最可能起火處。火焰檢測管具有靈敏的熱源探測功能,一旦著火,管體會在受熱最高處自動爆裂并形成噴口,將滅火介質通過火焰檢測管本身(直接系統)或噴嘴(間接系統)釋放到被保護區域滅火,在滅火的同時發出警報。,滅火時間小于20秒!,2、新型滅火劑自啟動滅火系統檢測管工作原理,.,自啟動滅火系統的核心是檢測管。這種柔韌的充氣軟管是自啟動滅火系統中最主14、要的火源探測和單位激活的部件。自啟動滅火系統檢測管是一種線狀的充氣探測裝置,對熱量、輻射能或二者的組合能做出敏感反應。當它暴露在熱量和輻射能區域時,性能就會變得更軟、更脆弱。隨后檢測管中的氣體便會沖破管壁爆開,釋放管中的氣壓。檢測管的爆裂和降壓會立即啟動氣瓶閥門并釋放出滅火劑。檢測管的細小和柔韌性決定它可以安裝在任何光纜或者電線可以安裝并靠近危害源的地方;檢測管是一種非金屬合成品,它集長時間的抗漏性、良好的絕緣性、阻燃性、柔韌性以及靈敏的感溫性于一體,能在一定溫度范圍內可靠爆裂,噴射滅火介質滅火并傳遞火災信號。,新型滅火劑自動滅火系統檢測管特性,.,直接滅火系統 通過檢測管直接檢測火焰位置,接15、近火焰位置的管子自動破裂并形成噴口,通過噴口釋放滅火劑直接完成滅火.,自啟動滅火系統選擇(兩種系統均可配置),間接滅火系統 檢測管僅起檢測作用,通過銅、不銹鋼或者編制軟管釋放滅火劑完成滅火。一旦檢測管破裂可針對火源直接滅火,使得滅火速度更快!,.,3、新型滅火劑自動滅火系統方案描述,針對齒輪箱、剎車系統、傳輸電纜和發電機、電氣柜周邊等部位,易于造成可燃油火災或電纜火災的,采用內裝高效水系滅火劑的固定滅火裝置。滅火裝置連接出不銹鋼軟管,最多可連接8個細水霧噴頭。根據風力發電機的大小不同,設計會有所不同,不過可以把風電機艙至少分為前后兩個滅火分區,大的機艙可分為3個,每一個滅火分區設一套水系滅火裝16、置。滅火系統可以通過感溫電纜、自動控制信號集中方式或者手動打開滅火裝置,滅火裝置及細水霧噴頭的布置如圖6所示。該滅火裝置采用的高效水系滅火劑主要由碳氫表面活性劑、氟碳表面活性劑、助劑穩定劑等組成。一旦噴射,滅火介質可以在可燃油或物體表面形成一層能抑制燃料蒸發的水膜,靠水膜和泡沫的雙重作用快速隔離氧氣,從而快速撲滅火災,并防止火災復燃。根據需要該滅火劑最低可用于-40的低溫環境。其中在機艙靠近葉片部分設置至少2只細水霧噴頭,使得火災盡可能控制而不互相傳播,抑制火災的發展。另外至少有2只噴頭噴向設備下部,避免火災的蔓延。另外,在塔底部分針對電氣柜和電纜等采用不少于3只噴頭保護。電氣柜采用自啟動滅火17、裝置進行保護。,.,.,新型滅火劑自動滅火系統系統的特點,先進的分布智能視頻圖像火災探測器和線型感溫探測器的組合實現快速早期的過熱、燃物和火焰探測;滅火效率高,隔熱與抗復燃效果很好。該系統可在1030秒內完成檢測、滅火并發出警報,滅火效率極高。最重要的是一次噴放后,具有超強的隔熱和抗復燃效果,十分適合風機防護;可無人值守和遠程監控相結合,必要時通過圖像火災探測器實現及時確認,即時啟動滅火;不受環境影響,工作性能穩定。不會因震動、沖撞而誤動作,更不會因環境溫度、油、煙、灰塵、鹽霧等影響功能;系統簡單,占用空間小,易安裝、拆卸。整個滅火系統小巧,噴頭可伸入到復雜的設備中,不受空間狹小的制約,彌補了18、現有自動滅火系統的缺陷;滅火后現場極易清理,系統恢復方便,性價比高。,.,新型滅火劑自動滅火系統主要保護覆蓋部位,.,引擎倉的電氣柜,極大地減少了修理、維護及由于停機所造成的損失!,風機引擎倉保護系統視頻,.,.,.,.,新型滅火劑自動滅火系統滅火系統工藝流程,1.固定滅火系統采用耐-40的新型水系滅火器,罐內充裝60200L滅火劑,采用氮氣推送而出。控制采用電磁閥,可以通過線型感溫探測器和圖像火災探測器的報警輸出直接聯動,也可以通過遠程進行控制。一個機艙內考慮采用兩套新型滅火器系統,各帶68只細水霧噴頭,塔底針對電氣柜和電纜再設一套滅火器。,2.當圖像火災探測器和線型感溫探測器同時報警時,系19、統立即聯動滅火器啟動滅火。當只有圖像探測器或線型感溫探測器報警時,監控中心可以立即獲得機艙的火災狀況圖像,當確認火警時,可遠程手動控制啟動滅火。,3.另外在條件允許的情況下,可設置一條外部供水管,通過外部的消防車等不間斷輸送壓力水進行滅火和冷卻。,自動滅火系統圖,.,三、被動防火措施介紹,.,被動防火措施防火封堵與涂隔,1.底部滲油孔的設置,圖7 機艙底部滲油孔/管示意圖,由于機艙內設備因為安裝、維修或運行中會產生滲油,為了減少機艙內的可燃物,建議在機艙易于漏油的的底部設置一個或若干個滲油孔,具體做法可以參照圖7所示的方法,使得機艙內滲漏的油液盡可能少地留存在機艙內。,.,被動防火措施防火封堵20、與涂隔,圖7 穿孔洞封堵1-電纜;2-無機堵料;3-有機堵料;4-防火涂料;5-預留孔,2.在電氣柜進出電線電纜的部位和開口部位采用防火封堵(無機和有機堵料)進行嚴格的防火隔斷,可采用的防火措施包括防火膠泥填平等,如圖7所示,3.在機艙的電纜槽內采用專用的電纜火災封堵技術,避免或減少電纜火災的傳播;4.建議針對機艙的殼體內部噴涂防火涂料,提高殼體的耐火等級,降低殼體發生燃燒的可能,避免完全燒毀風力發電機;,.,被動防火措施防火封堵與涂隔,5.機艙與安裝塔之間的電纜線槽應在頭尾和中間進行封堵隔斷,具體方法示意如圖8所示,可采用防火隔板、阻火包、有機堵料、無機堵料、防火涂料或防火包帶等防火封堵材料構筑,以確保火災不會沿豎向上下蔓延傳播;6.火災可能發生傳播的孔洞建議采用堵料予以封堵。,.,四、系統檢測及認證,.,系統認證檢測,AlarmEye分布智能圖像火災探測系統獲得:UL、CE、FCC、中國型式檢驗等多項認證。新型滅火劑通過了國家的型式檢驗,并通過了電氣絕緣性能試驗。本新型滅火系統能給新興的風電行業提供更快捷、更可靠、更經濟的保護。因此,信任它等于為國家財產和人民生命提供了更安全的保障。,