风力发电机组典型火灾原因分析与消防系统
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风力发电机组火灾事故原因及防范措施摘要:经济的发展,促进社会对电力的需求也逐渐增加,这有效地推动了电力企业的发展。
传统的火力发电以煤炭为主要燃料,在燃烧发电过程中排放物会对环境造成较大污染。
因此,需要加大对新能源的开发和利用力度。
在各项政策措施的引导和支持下,风电产业得到了快速发展,即便受到全球新冠病毒感染疫情影响,依然凭借自身优势和努力保持全球领先地位。
随着越来越多的风力发电机组投运,风力发电机组事故发生的概率和频次也在逐步攀升,其中风电机组火灾事故占有很大比例。
因此,对风电机组火灾产生的原因和特性进行分析,提出管理措施、技术措施和应急处置措施就显得紧迫和必要。
关键词:风电机组;火灾特性;火灾原因;防范措施引言风力发电机组设备由于长期在露天环境下运行易发生故障,影响机组的安全运行。
为了提高风电机组的运行稳定性,将其运行过程中常见的故障进行分类总结,并提出相应的检修维护措施。
1风电场中风力发电机概述风力发电机主要由定子、转子、滑环、编码器、润滑系统等组成,发电机整体为箱式结构,一般采用空-水冷方式冷却。
定子绕组和电网相连,可以直接向电网发电,转子绕组通过变频器和电网相连,变频器可以调节转子绕组电源的频率、相位等,让机组在不同转速下实现恒频发电。
该发电机只需要调节转子的功率进行变频调节,转子的功率比较小,因此,变频损耗小,可靠性强,而且发电机在变速运转时发出的电高频谐波含量低,可以实现对风能的充分利用。
风电机组中的发电机由于其工作环境特殊,因此其安装、运行方式等和传统行业发电机有明显的区别。
传统行业的发电机通常都是刚性安装,而且运行的功率和转速都在额定范围内。
风力发电机的动力源是风能,风向、风速的变化会让机组载荷经常发生变化,而且机组的构成复杂,不同部件之间相互影响。
因此,发电机在安装上有特殊要求。
在实际安装过程中,低速轴安装要略向上倾斜5°或6°,这样是为了避免较大风速载荷作用下叶片和塔筒相撞,低速轴倾斜安装导致整机传动链部件的安装位置发生改变。
风电场火灾事故报告一、事故情况2019年8月12日,位于某市风电场发生火灾事故,事故发生地点为风电场内的一座150米高的电力风车塔,火灾发生时间为当晚8点。
据现场目击者描述,火灾起初是在风车塔的机舱内发生,随着时间的推移,火势迅速蔓延,整座风车塔被火焰吞噬。
事故发生后,风电场的工作人员及时报警并采取了第一时间的紧急救援措施。
消防队员赶到现场后,经过约3个小时的紧急扑救,成功将火势扑灭。
据初步统计,此次火灾事故共造成1名风电场工作人员受伤,引发了近百余万元的经济损失。
此外,风电场的部分设备也受到了不同程度的破坏。
二、事故原因经过调查,火灾事故的原因主要有三点:1.设备故障:初步调查显示,风车塔内部电力设备出现故障,导致电路短路,引发了火灾。
该电力设备的检修维护工作并不完善,没有进行定期检查和维护,致使设备故障风险较大。
2.作业不当:事故发生当晚正值风电场内日常维护作业期间,有关人员在对风车塔进行维修作业时操作失误,未按标准程序执行,造成了电力设备故障。
3.人为原因:风电场的日常安全管理不到位,相关人员未能及时发现设备故障,更未能采取应急措施进行处理,导致事故发生后无法及时控制。
三、救援及善后处理事故发生后,风电场的安全管理部门和消防部门迅速展开了救援和善后处理工作。
现场工作人员及时疏散了周围的人员,并向消防队员提供了必要的支持。
消防队员到达现场后第一时间展开了火灾扑救工作,经过近3个小时的努力,扑灭了火灾,并确保了周边没有其他安全隐患。
受伤的工作人员第一时间得到了医疗救助,经过医院的抢救和治疗,伤员情况稳定。
风电场的管理部门和消防部门还立即启动了善后处理工作,对受损设备进行了全面的清点和评估重建计划。
四、问题分析及改进措施1.设备安全:风电场的电力设备安全问题是此次火灾事故的主要原因之一,风电场需要加强对设备维护检修的重视,定期检查设备,消除隐藏的安全隐患。
2.作业安全:相关作业人员的操作技能需要加强,特别是高危操作如风车塔的维修作业,需要进行严格的培训和考核。
简述风力发电机组发生火灾的原因在我国现行的国家标准体系中,关于风力发电机组的自动消防系统的规定和规范几乎是空白。
这使得目前的风电消防设计或验收无章可循,可能存在大量先天性的火灾隐患。
建议有关部门一方面加强研究稳定可靠的自动消防系统,另一方面尽快出台适合风电行业特点的消防设计规范和相关的产品技术标准,从根本上解决风电行业面临的消防安全问题,为我国风电事业的健康发展保驾护航。
一、风电机组火灾原因通过对近年来国内外相关风电机组火灾事故的分析,大致可以归结为以下几个因素。
1、电气故障引发火灾。
电气故障也是引发风力发电机组火灾的主导原因之一。
接地故障、过载、短路、电弧、磁暴、静电放电、绝缘层老化损坏、电气元件过热击穿、设备接插件和电缆接头接触不良等因素,都极易引起电气元件和电缆火灾。
2、机械故障引发火灾。
叶片调节电机与控制系统在长期运行过程中,由于紧固部位松动或轴承磨损等原因,容易出现机械摩擦导致的表面过热,从而引燃周围易燃物。
而当风力发电机组空气动力制动系统发生故障而采取机械制动时,转子减速所产生的热量也可能引起易燃可燃物燃烧。
此外,电机过载或润滑系统故障也会使发电设备过热,从而引燃润滑油等与高温表面接触的易燃物。
3、人为因素引发火灾。
风力发电场多数位于边远偏僻地区,气候条件恶劣,因此发电机组发生故障也较为频繁。
在维修工作中,焊接、火焰切割、磨削等作业产生的高温及火花,极易引燃附近的易燃材料。
二、风电机组消防系统的选择1、火灾探测器。
火灾探测器必须在监测区域可用,且对预期的火灾特性敏感。
在选择和操作火灾探测器时,必须充分评估风电机组所处的环境条件,包括温度、湿度以及沙尘等因素。
感烟探测器是自动消防系统中最常用的火灾探测器,它是一种对环境适用性较强又相对经济的探测器。
根据灵敏度不同,其有不同的型号。
但是感烟探测器不适用于相对湿度经常大于95%或有大量沙尘、水雾滞留的场所。
其可用于机舱内部、各种控制柜及变流器柜内的火灾监测,若某个控制柜内选择了灵敏度较高型号的烟感探测器作为一级报警,则灵敏度稍低的型号将作为二级报警。
风力发电机组火灾原因分析及对策一、风力发电机组成(一)风轮。
大型风力发电机的风轮结构分为水平轴、垂直轴达拉斯和扩散体三种。
风轮叶片通常是三片。
叶片材料主要是增强型树脂玻璃纤维、增强型聚酯玻璃纤维和碳纤维,表面涂层为浅灰色以防光反射。
风轮的运行是全自动的。
风速达到切入风速3-4m/s时,风轮起动。
发电机通过控制器软切换并网。
(二)齿轮箱。
低速直接驱动采用无增速齿轮箱;混合驱动采用一级齿轮传动;高速驱动有多级齿轮箱。
多级齿轮箱的第一级是结构紧凑且坚固的高转矩行星齿轮,第二和第三级为旋转级。
齿轮箱内的冷却油与发电机冷却系统的热交换器相连。
系统监控油温以确保冷却油保持恒定或最佳温度值。
(三)发电机。
目前,兆瓦级风力发电机以双馈异步发电机为主,电励磁同步发电机和永磁同步发电机也在不断发展。
发电机设计性能应满足高效率最佳运行,适合宽范围转速调节,采用F级绝缘,可工作在B级绝缘,这样可延长发电机寿命。
发电机安装在机舱内比安装在塔底地面有利于空气流通散热。
(四)偏航系统。
偏航系统采用四点球轴承回转环,确保风轮处于正确的风向位置。
偏航操作由三个行星齿轮完成,每一个由电力电子控制的电机驱动,这样偏航齿轮的负荷大小均匀。
偏航制动由六个液压制动器控制的大盘制动,且每一个偏航齿轮独立制动,整个系统保证偏航控制平滑。
偏航系统有两个独立的风向标检测风速并送主计算机,保证风能最佳利用且驱动链应力最小。
(五)雷电保护。
风力发电机的塔架一般有圆锥形钢结构和梯形栅格钢结构两种。
塔架基础采用地下钢筋混凝土结构。
随着塔身高度增加,风轮叶片遭受雷击的概率也增加,必须设计防雷系统。
(六)控制器。
风轮功率控制采用大功率整流-逆变控制器,以及有源滤波和无功补偿。
信号处理通常有两个独立的计算机或高速数字信号处理芯片。
主机在地面控制室的开关柜内,从机设在机舱内。
风力发电机完全实现远程监控,从远程计算机可读取所有风轮数据。
二、风电机组火灾危险性在任何地方,风电机组和电器设备的运行区域都是在位于距地面50米以上的高度,且无人值守。
风力发电机组火灾事故原因及防范措施摘要:近年来,随着我国经济的发展,对电力的需求越来越大,由于能源的匮乏,风能发电迅速崛起。
风力发电发展的同时,火灾事故也频频发生。
事故之所以频发,主要是因为人们并没有风力发电机组防火安全起到重视,未对火灾进行预防。
风力发电机组着火不经会给企业带来损失,同时也会威胁人们生命财产安全。
因此,对风力发电机组火灾事故的原因进行分析,并找到相应的防范措施,以期为风电产业的安全生产提供帮助。
关键词:风力发电机组;火灾事故;原因;防范措施引言风力发电机组为了能够实现可靠经济的运行,机组内部构造变得异常复杂,某些关键部位的异常会导致整个机组停运。
为保证机组正常连续运行,避免发生火灾。
我们不需要对整个机组进行监测,只需对某些关键部位进行检测即可,同样可以满足机组正常运行的要求。
因此,为保证风电场安全正常运行,避免发生火灾造成财产损失和人员伤亡,从而对风机关键部位进行重点观测监测,最大程度对风机可能出现的火灾进行预警,减少不可预计火灾的发生,保证风机的输出效率,降低因故障的随机发生对企业带来经济和人员上的损失。
1风电机组火灾特性(1)可燃物种类多,火灾隐患点多:风电机组主要是由金属、玻璃钢、橡胶和塑料等材质和构配件组成,加上电器电控设备、电线电缆、液压油和润滑油等各类油脂,在具备着火条件时,风机各个部位都存在不同程度的火灾发生风险。
(2)处在通风环境,火灾蔓延迅速:由于风电场通常处于通风良好,风力较大的环境中,且塔筒内部容易形成烟囱效应。
据测定,因为有烟囱效应和火风压的存在,在火势发展的阶段,火势水平蔓延速度为0.5~0.8m/s,垂直蔓延速度为3~4m/s,100m的塔筒内火势蔓延开来只需要33s。
因此,一旦在风电场发生火灾,火势会快速蔓延,进而引发整个机组甚至整片区域内的大型火灾。
(3)火灾扑救难度大,容易扩大影响范围:风电场大多处于偏僻地区,交通不便,再加上风机高度一般是100m左右,内部多为独立密闭的结构,给消防车和消防器材到达火灾现场,开展火灾救援带来很多不便。
专项研究《安全》2011年第5期2010年底全国风电累计装机达1000万k W,风电上网电量将达到200亿k W h。
风力发电机组一旦发生火灾,可能会面临设备的损坏和因电力供应中断而产生的巨大经济损失。
本文分析了风力发电机组火灾产生的原因,并提出了选择合适的探测器、灭火剂及自动灭火系统等技术对策和加强消防设施、电气设施管理、施工作业等管理对策。
1 风力发电机组成(1)风轮。
大型风力发电机的风轮结构分为水平轴、垂直轴和扩散体3种。
风轮叶片通常是3片。
叶片材料主要是增强型树脂玻璃纤维、增强型聚酯玻璃纤维和碳纤维,表面涂层为浅灰色以防光反射。
风轮的运行是全自动的。
风速达到切入风速3~4m/s时,风轮起动。
发电机通过控制器软切换并网。
(2)齿轮箱。
低速直接驱动采用无增速齿轮箱;混合驱动采用一级齿轮传动;高速驱动有多级齿轮箱。
多级齿轮箱的第一级是结构紧凑且坚固的高转矩行星齿轮,第二和第三级为旋转级。
齿轮箱内的冷却油与发电机冷却系统的热交换器相连。
系统监控油温以确保冷却油保持恒定或最佳温度值。
(3)发电机。
目前,兆瓦级风力发电机以双馈异步发电机为主,电励磁同步发电机和永磁同步发电机也在不断发展。
发电机设计性能应满足高效率最佳运行,适合宽范围转速调节,采用F级绝缘,可工作在B级绝缘,这样可延长发电机寿命。
发电机安装在机舱内比安装在塔底地面有利于空气流通散热。
(4)偏航系统。
偏航系统采用四点球轴承回转环,确保风轮处于正确的风向位置。
偏航操作由3个行星齿轮完成,每一个由电力电子控制的电机驱动,这样偏航齿轮的负荷大小均匀。
偏航制动由6个液压制动器控制的大盘制动,且每一个偏航齿轮独立制动,整个系统保证偏航控制平滑。
偏航系统有两个独立的风向标检测风速并送主计算机,保证风能最佳利用且驱动链应力最小。
(5)雷电保护。
风力发电机的塔架一般有圆锥形钢结构和梯形栅格钢结构两种。
塔架基础采用地下钢筋混凝土结构。
随着塔身高度增加,风轮叶片遭受雷击的概率也增加,必须设计防雷系统。
风电消防专业解决方案引言概述随着风电行业的迅速发展,风力发电设备的规模和数量不断增加。
然而,由于风电设备通常建设在偏远地区或者高海拔地带,一旦发生火灾事故,往往会造成严重的后果。
因此,风电消防专业解决方案显得尤其重要。
本文将从五个方面详细介绍风电消防专业解决方案。
一、风电设备火灾原因及危害1.1 风电设备火灾原因- 电气故障:由于设备长期运行,电气路线老化或者短路故障。
- 机械故障:设备部件磨损或者故障导致机械故障。
- 外部因素:雷击、高温天气等外部因素引起火灾。
1.2 风电设备火灾危害- 人员伤亡:火灾发生时,设备通常位于高空,人员难以逃生。
- 设备损坏:火灾造成的设备损坏会导致停机维修,影响发电效率。
- 环境污染:风电设备通常建设在自然环境较为脆弱的地区,火灾会对环境造成严重影响。
二、风电消防设备及系统2.1 火灾探测系统- 烟感探测器:通过探测烟雾来及时发现火灾。
- 热感探测器:监测设备温度变化,发现火灾隐患。
- 光纤火灾探测系统:利用光纤传感技术实现对火灾的实时监测。
2.2 火灾报警系统- 声光报警器:在火灾发生时发出声光信号,提醒人员及时疏散。
- 电话报警系统:将火灾信息及时传达给相关人员,协助应急处置。
- 无线报警系统:无需布线,适合于风电设备分布广泛的场所。
2.3 火灾灭火系统- 自动喷水灭火系统:在火灾发生时自动启动,喷水灭火。
- 惰性气体灭火系统:通过释放惰性气体将火灾扑灭。
- 泡沫灭火系统:适合于油类火灾,迅速扑灭火灾。
三、风电消防人员培训及演练3.1 消防培训课程- 火灾应急处置流程:培训人员掌握火灾应急处置流程。
- 灭火器材使用技巧:教授人员正确使用灭火器材的方法。
- 逃生演练:组织逃生演练,提高人员应对火灾的应急能力。
3.2 消防演练计划- 定期演练计划:制定定期的消防演练计划,确保人员熟悉应急处置流程。
- 火灾摹拟演练:摹拟真实火灾场景进行演练,检验人员的应急反应能力。
风电设备火灾事故案例分析一、案例描述风电设备火灾事故是指由于风电设备的故障或错误操作引发的火灾事件。
风力发电是一种利用风力,将其转化为机械能,再转化为电能的清洁能源。
随着风电设备在全球范围内的广泛应用,风电产业也取得了快速发展。
然而,在风电设备的运行过程中,由于设备的复杂性和长期的使用,容易发生火灾事故,给设备本身和周围环境带来不可估量的损失。
下面我们将以一起风电设备火灾事故为例,进行详细的案例分析。
案例描述:时间:2019年6月20日地点:中国北方某风电场事件:下午1点30分左右,风电场内发生火灾事故,引起了当地居民的恐慌。
事故现场发现,一台风力发电机的机舱内起火,火势迅速蔓延,造成了严重的人员伤亡和财产损失。
消防人员和应急救援人员迅速赶到现场,经过数小时的紧张救援,才将火势彻底控制住。
事故原因:经初步调查,风电机舱内的火灾起因是由于风力发电机内部设备的短路引发的。
短路导致了电气设备的过热,最终引发了火灾事故。
此外,事发当时正值天气炎热,风速较大,火势蔓延迅速,给救援工作带来了很大的困难。
二、事故原因分析1. 设备故障:风力发电机是一个由各种复杂电气设备组成的系统,包括发电机、电缆、变频器等。
这些设备在长期运行中会发生磨损和老化,如果没有得到及时的维护和检修,就会出现故障。
而一旦电气设备发生故障,容易引起电路短路,从而引发火灾。
2. 温度过高:在一些情况下,风力发电机内部的温度会因为机械运转或者环境原因而上升,当温度过高时,容易引发设备的过热,导致火灾。
3. 设备设计缺陷:有些风电设备的设计存在一些安全隐患,例如电气系统设计不合理、绝缘不足等,都可能引发火灾事故。
4. 人为因素:操作人员对风电设备的操作不当也容易引发火灾。
例如,错误操作电气设备,或者在设备处乱扔烟头等都可能引发火灾。
5. 外部环境因素:风电场通常处于较为恶劣的环境之中,例如高温、多风、高湿度等,这些外部环境因素也容易对设备造成影响,引发火灾。
一、前言十九大报告指出:“我们要坚持绿水青山就是金山银山,突出自我修复,加强生态治理,打好治理大气、水、土壤污染攻坚战”。
我国是一个富煤、贫油、少气的国家,随着不可再生能源的日益紧张,以及化石能源对环境的严重污染,发展清洁能源成为解决能源危机,治理大气污染的最有效手段。
2005年,第十届全国人大常委会通过了《中华人民共和国可再生能源法》,该项法律的颁布和实施,为我国发展可再生能源,提供见了坚实保障。
我国地域辽阔,风能资源十分丰富,可供开发的风能储量超过10亿KW ,其中陆上风能2.53亿KW ,海上风能7.5亿KW ,风能开发又是全世界可再生能源开发中技术和设备较为成熟领域,因此,大力建设风电,发展风电清洁能源,不仅可以获取取之不尽的清洁能源,还能有序调整火电在发电领域“一家独大”的格局,大幅降低化石能源燃烧过程中排放的温室气体及其它污染物,改善被污染的大气环境,促进生态文明建设。
从风电发展来看,从2003年-2007年的8年间,国内新增风电装机复合增速达115%,到2010年,当年我国风电新增装机18.9GW ,累计装机达44.7GW ,一举超过美国跃居世界第一位。
风电产业迅猛发展带来环境红利的同时,也产生了很多安全问题,尤其是风电机组防火问题,成为风电企业安全生产管理的难点。
二、国内外风电机组火灾事故虽然在2010年,我国就成为风电机组装机体量最大的国家,但截至2011年之前,我国在风电机组防火研究方面依然基础薄弱,甚至是媒体对于风电机组失火的报道都寥寥无几,防火安全重视程度可见一斑。
而同期在国外,风电机组的报道很多,根据凯斯内斯风电场信息论坛的不完全统计,截至到2009年10月31日,火灾已成为风电机组最常见的安全事故,仅论坛中列出的火灾事故就有138起之多。
近些年,随着我国对安全发展、高质量发展要求日益严格,以及媒体对安全生产事故进行跟踪报道,各风电企业,尤其是国有风电企业加强了风电机组防火安全管理力度,加大了研发投入,风电项目安全管理形势有了一定好转,但是风电安全事故尤其是火灾事故,依然会时不时经常出现在各类新闻报道中。
风力发电机组火灾原因分析及管理措施摘要:本文通过对风力发电机组火灾原因进行分析,提出加强设备管理、采取相应的技术措施等方法进行火灾防范,取得了良好的效果,有效解决了风力发电机组如何防止发生火灾的问题。
关键词:风力发电机组;火灾事故;原因分析;设备管理;技术措施1风电机组火灾原因分析1.1非人为因素1.1.1发电机电缆与接线盒原因风力发电机定转子出口电缆在相间或单相对地绝缘降低或短路的情况下会放电引燃电缆。
此外,部分风机设计的机舱内加热器距离发电机出口电缆较近,机舱加热器保护失灵等使得加热器持续工作易引燃电缆。
部分风机由于设计或出厂质量等原因,接线盒端子排间隙较小,方形螺丝垫片易发生尖端放电。
1.1.2发电机轴承过热发电机轴承自动注油系统故障(如发电机加脂机损坏或油路堵塞),润滑油脂劣化、轴承摩擦大,导致轴承过热,引燃附近易燃物,如油污、遗落布条等。
另外,发电机轴承冷却风扇不工作也会导致轴承温度过高。
1.1.3刹车系统产生高温在机组报安全链故障或人为手动紧急停机的情况下,机组会紧急停机,此时刹车瞬间投入,如机组在高速运转,刹车片和高速旋转的刹车盘之间摩擦产生大量火花,可能引燃周围易燃物。
另外,在沿海地区,台风期间如风机没有正常切出停机,叶片没有处于顺桨状态而在30m/s以上风速仍然受力,也会导致刹车盘发热严重。
1.1.4雷击虽然风电机组都配备了从叶尖—轮毂—机舱—塔筒—基础的避雷系统,但一旦避雷设施维护不当,70m以上高空中的风机遭受雷击并发生火灾的风险就大大提高。
进入夏季5月—8月期间,雷雨日增加,由于机组长时间处于振动状态或日常检查不到位,可能出现接地系统导通不良,或者遭遇超强雷电超出风电防雷设计标准等情况时,就会造成雷电流无法顺利导入大地,局部连接点过热放电引起机组火灾。
按照目前风电设备的发展趋势,为了进一步开发中低速风区,风电机组在向高塔筒和长叶片的方向发展,而高塔筒和长叶片使得风机遭受雷击的可能性进一步增大。
关于风电机组火灾原因和管理措施第一篇:关于风电机组火灾原因和管理措施关于风电机组火灾原因与管理措施探讨一、概述风力发电机组(简称风电机组)的作用是将风能合理转化为电能。
通过风力的作用,实现叶片的转动,通过增速设备将叶轮旋转的频率加大,带动发电机发电。
1.风电机组的结构风电机组的主要组成部分包括:叶轮、机舱、塔筒以及传动系统、控制系统、发电系统等。
叶轮和机舱构成了一个横向的分区,这一区域的封闭性较强;塔筒与机舱共同构成了一个纵向的分区,这一分区也具有较强的封闭性。
塔筒一般有3-4层平台,构成了上部与下部互不连通的纵向分区。
2.风电火灾事故情况风电行业事故主要以叶片损坏、倒塔、火灾、雷击等为主。
风电火灾事故影响很大,除了造成设备损失,影响生产效益和人员伤亡外,还会降低风电作为先进的、可持续绿色能源行业的社会形象。
由于事故较敏感,各开发商或厂家不愿意公开统计数据,但风机着火已经是行业内较突出的风电事故之一。
而且风电场一般地处偏远地区,发生事故后容易遮掩。
据英国风能机构的不完全统计,截至2009年12月31日,全球共发生风电机组重大事故715起,其中火灾事故138起,占总数的19.3%,位列第二位。
另,据2014年其中一期《火灾科学》杂志上,有研究人员在对全球20多万台风机进行了评估之后,甚至认为风机发电机的火灾发生率要比业内普遍认为的平均每年11.7起的几率高出10倍,即认为每年至少有超过117起风机着火事故发生。
在我国也发生了不少风机火灾事故,造成了重大设备损失,甚至专业技术人员伤亡。
我国是风电容量第一大国,截止到2016年底,我国风电装机容量达1.69亿千瓦,意味着国内竖立的风电单机超过11万台。
因此,对如此巨量设备的火灾管控必须得到有关部门和单位的重视。
3.风电机组火灾的特征火灾扑救难度大。
一旦发生就造成极大的直接损失(当前单台风电机组设备价格约600-800万元)和间接损失(发电量减少),且外部救援可能性近乎为零。
风力发电机组火灾事故原因及防范措施摘要:随着全球对清洁能源的需求不断增加,风力发电作为一种可再生能源形式,得到了广泛的发展和应用。
风力发电机组具有低碳排放、可再生性和能源多样性等优点,因此受到了政府和能源公司的青睐。
然而,与其它能源形式一样,风力发电也存在一些潜在的安全隐患,其中最令人担忧的之一就是火灾事故。
本文通过分析火灾事故的原因,包括机械故障、电气故障和外部因素,提出了一系列防范措施,以提高风力发电机组的安全性。
这些措施涵盖了预防、监测和应急响应等方面,旨在降低风力发电机组火灾事故的发生率,保障风能产业的可持续发展。
关键词:风力发电机组;火灾事故;原因;防范措施;安全性引言:风力发电机组通常位于风力资源丰富的地区,这些地区的环境条件复杂多变,如高温、高湿度、强风等,这些条件使得风力发电机组更容易受到各种因素的影响,从而增加了火灾事故的风险。
火灾不仅对机组本身造成损失,还可能引发附近地区的火灾扩散,对人员安全和环境造成重大威胁。
因此,深入研究风力发电机组火灾事故的原因,并提出有效的防范措施,对于确保风力发电的可持续发展至关重要。
一、风力发电机组火灾事故的原因(一)机械故障机械部件随着时间的推移会经历磨损、松动或故障,这可能导致部件之间的摩擦,产生高温点,最终引发火灾。
例如,齿轮箱、轴承等关键部件的磨损可能在不被察觉的情况下逐渐升温,最终演变为火灾。
此外,机械故障还可能导致机组叶片断裂或机械部件脱落,这些飞散的部件可能在接触到其他表面时引发火花,从而加剧火灾。
更为危险的是,机械故障还可能使机组无法正常停机,阻碍了及时的火灾扑救。
(二)电气故障电缆的短路、绝缘老化或电气设备的故障可能导致电气设备过热,最终引发火灾。
电气故障的危险在于,它们可能会导致机组控制系统失效,使机组无法及时关闭,从而增加了火灾的蔓延风险。
此外,电气故障可能在机组内部迅速产生火焰,并且由于机舱通常是密闭的,火势可能迅速扩大,对机组造成严重威胁。
风力发电机组火灾原因分析与预防管理摘要:随着我国经济的发展,我国居民用电需求越来也大,但是传统发电方式,资源消耗较大、环境污染较严重。
在倡导生态文明的大背景下,在资源日益枯竭的紧迫条件下,清洁能源的发展是大势所趋。
尤其作为主要绿色发电方式,风力发电机组的应用范围越来越广,对于风力发电机组的防火性能也越来越重视。
本文以风力发电机组为主要研究对象,针对其发生火灾的原因、火灾控制技术和火灾预防管理等方面进行研究。
简要讨论风力发电机组火灾的相关问题。
关键词:风力发电;火灾;原因;灭火系统;火灾预防一、风力发电概述1、风力发电发展现状1.1风力发电机组发展现状资源的日益枯竭促使各国都将目光投向新能源,风力发电、光伏发电、核能发电、潮汐发电、水利发电等等都是目前主流的电力新能源形式。
其中,性价比最高的就是风力发电。
对于我国不平衡不充分发展的国情,风力发电对于经济欠发达地区的清洁能源使用至关重要。
因此,其市场前景很大,应用范围较广。
其技术发展和材料更新速度也随之加快,实际经济效益也更加明显。
1.2风力发电机组火灾预防发展现状与众多电气设备一样,风力发电机也是容易发生火灾的,因高温天气、电路问题、质量问题、施工检修问题等而引发的火灾很多。
诱因多、扑救难度大、结构复杂性是风力发电机火灾的特点,也是其火灾扑救的重点,更是其火灾预防发展的针对性方向。
面对风力发电机组不断的技术升级和设备更新,对发电机组的防火要求也逐渐提升,火灾控制和扑灭能力要求也不断提高。
2、风力发电机组构成2.1风轮按照风轮结构划分,大型风力发电机可分为水平轴、垂直轴和扩散体3种。
一般来讲,一个风力发电机上有3个叶片,材料以增强型树脂玻璃纤维、增强型聚酯玻璃纤维和碳纤维为主。
仅依靠风力全自动运行,当风速达到3-4m/s时,风轮转动,并且发电机开始工作。
2.2齿轮箱齿轮箱位于低速轴的右侧,齿轮箱的选用由驱动方式决定。
无增速齿轮箱用于低速直接驱动,一级齿轮传动用于混合驱动,而高速驱动则多用多级齿轮箱。
风力发电机组典型火灾原因分析与消防系统文章通过研究儿例风力发电机组典型火灾事故,按照火灾发生部位进行分类对风机火灾事故的发生原因进行分析,阐述了风电机组专用消防系统的构成和工作原理。
标签:风力发电机组;火灾;消防系统1引言中国风能资源丰富,大力发展风力发电对调整能源结构、保障能源安全、应对气候变化、促进经济社会可持续发展具有重要意义。
近年在国家一系列政策的推动下,风电装机容量迅速增长,风电装备制造业也快速发展。
2011年我国并网风电超过50GW,当年并网14.5GW,均稳居世界笫一。
随着大批量各种型号的风电机组投运和运行时间的增加,各类事故频发,其中火灾事故占有相当大的比例,多造成风电机组全部烧毁,给企业带来巨大的经济损失。
2风电发展现状介绍根据全球风能理事会最新数据显示,1996年至2011年间全球风电年新增装机容量从1996年的1280MW增至2011年41236MW,全球风电累计装机容量年复合增长率为25.86%,累计装机容量1996年6100MW增至2011年238,351MW。
可以看出全球风电累计总装机容量逐年稳步增长。
2012年3月,中国可再生能源学会风能专业委员会正式公布《2011年中国风电装机容量统计》。
2011年中国(不包括台湾地区)新增安装风电机组11409 台,装机容量17630.9MW,累计安装风电机组45894 A,装机容量62364.2MW, 年增长39.4%o 2012年6月,中国并网风电5258万千瓦,取代美国成为世界笫一风电大国。
风力发电是利用风能来发电,而风力发电机组(简称风电机组)是将风能转化为电能的机械。
风电机组主要由叶轮、传动系统、发电机、控制系统、偏航系统、塔架与基础等部分组成。
风电机组基本结构见图1所示。
图1风力发电机组结构图3风电机组典型火灾事故随着风电产业迅猛发展,投运风电机组数量高速增加,风电机组火灾事故的发生数量也越来越多。
火灾不仅给风机带来毁灭性的破坏,如果附近的草原或者林场连带点燃,将会带来更大的经济损失和社会风险。
风力发电机组火灾事故原因及防范措施摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,风力发电工程建设越来越多。
风能发电中的发电厂主要是把风力转化成机械能或者电力的一个机器设备,在所有风能发电的组件中都有着很关键的地位。
在当前的现实状况中,如果风力发电机还在长期的超负荷运行,就会产生各类故障,想有效地降低故障的风险,一定要做好对设备的保养以及故障的修复,这就可以在一定程度上提升发电机的工作质量。
本文就风力发电机组火灾事故的原因及防范措施进行研究,以供参考。
关键词:风电场;风电机组;运行故障引言在全球能源结构向绿色、低碳化发展的背景下,能源市场对可再生能源的开发利用的需求非常迫切。
风能凭借其易获得性及技术开发日趋完善的优势,在近年来的能源市场中占据了很重要的席位,双碳目标的提出,为中国风电行业再次注入强心剂。
中国石化也在积极落实双碳目标,大力发展新能源产业,积极部署风电项目。
1风力发电基本原理风机发电厂是将风力转换成机械功率,将机械动力再转换成能量的一个发电设备。
风能发电的基本原理可通过下列描述:通过风力驱动风车叶片回转过程,再通过增速机去提升转动速率,从而使发电机运行。
而根据当前国家的风能发电机技术,在大约是3m/s的微风转速下就可以启动实现并网发电。
2风力发电机组运行中的常见故障2.1发电机故障发电机是风力发电机组的核心部件之一,通常被称为感应电机,是将叶轮转动产生的机械能转化为电能的重要装置。
其转子和变频器连接到一起,为转子回路提供频率可调的电压。
由于受外界环境影响,加上为了满足实际工况要求,发电机需要切换不同的运行模式。
长期运行易出现转速过高、温度高、内循环风冷入口过温等故障,导致发电机转速过高主要是变桨出现卡滞,瞬间风速过大,转速传感器跳变等原因造成的。
发电机温度高主要表现为:绕组温度高、轴承温度高,主要原因是接线回路虚接或错接,水冷系统堵塞,水冷系统压力低,传感器故障,轴承磨损,电腐蚀,润滑失效等。
风力发电机组典型火灾原因分析与消防系统
文章通过研究几例风力发电机组典型火灾事故,按照火灾发生部位进行分类对风机火灾事故的发生原因进行分析,阐述了风电机组专用消防系统的构成和工作原理。
标签:风力发电机组;火灾;消防系统
1 引言
中国风能资源丰富,大力发展风力发电对调整能源结构、保障能源安全、应对气候变化、促进经济社会可持续发展具有重要意义。
近年在国家一系列政策的推动下,风电装机容量迅速增长,风电装备制造业也快速发展。
2011年我国并网风电超过50GW,当年并网14.5GW,均稳居世界第一。
随着大批量各种型号的风电机组投运和运行时间的增加,各类事故频发,其中火灾事故占有相当大的比例,多造成风电机组全部烧毁,给企业带来巨大的经济损失。
2 风电发展现状介绍
根据全球风能理事会最新数据显示,1996年至2011年间全球风电年新增装机容量从1996年的1280MW增至2011年41236MW,全球风电累计装机容量年复合增长率为25.86%,累计装机容量1996年6100MW增至2011年238,351MW。
可以看出全球风电累计总装机容量逐年稳步增长。
2012年3月,中国可再生能源学会风能专业委员会正式公布《2011年中国风电装机容量统计》。
2011年中国(不包括台湾地区)新增安装风电机组11409台,装机容量17630.9MW,累计安装风电机组45894台,装机容量62364.2MW,年增长39.4%。
2012年6月,中国并网风电5258万千瓦,取代美国成为世界第一风电大国。
风力发电是利用风能来发电,而风力发电机组(简称风电机组)是将风能转化为电能的机械。
风电机组主要由叶轮、传动系统、发电机、控制系统、偏航系统、塔架与基础等部分组成。
风电机组基本结构见图1所示。
图1 风力发电机组结构图
3 风电机组典型火灾事故
随着风电产业迅猛发展,投运风电机组数量高速增加,风电机组火灾事故的发生数量也越来越多。
火灾不仅给风机带来毁灭性的破坏,如果附近的草原或者林场连带点燃,将会带来更大的经济损失和社会风险。
风机往往安装在距离地面几十米甚至百米以上的高空,一旦发生火灾,在地面进行灭火显然不切实际。
美国风机协会有一项统计,在风力发电行业中,火灾在保险索赔中占有7%的份额,
同时造成9%的保险损失。
以下是几例风电机组典型火灾事故。
3.1 2010年2月8日贺兰山某风电场,运行人员在值班室监控计算机上发现#2线路#16风机报Manual brake故障,20分钟后该条线路其他三台风机通信中断。
半小时后值班人员到现场确认风机已经倒塌起火,随后采取灭火措施及相邻风机断电措施。
本次事故的原因是发电机故障引起主开关跳开(变频器记录缺相),触发安全链动作,变桨蓄电池电量不足,无法顺桨停机,造成超速和振动。
在振动及超速的联合作用下,一只叶片空中解体飞出,进一步加大了振动及载荷。
在巨大的振动及载荷的持续作用下,塔筒倒塌,齿轮箱油漏出,与刹车盘等高温发热部件接触起火。
3.2 2011年4月西北地区某风电场#23风机通讯中断,经过两次连接无法恢复通讯后,风电场检修人员马上开车到达现场,发现#23风机着火。
当时风机已停止转动,机舱及一只垂直向上的叶片在燃烧,同时发现一叶片已收桨,燃烧的叶片未收桨,另一叶片未收桨。
因风机正在燃烧,无法靠近箱变断开电源,通过远程控制将35KV线路所有风机停机。
风电场迅速拨打119进行火灾报警,同时风电场人员与风机厂家人员在安全范围外设置了警戒线,并设专人在路口把守,防止人员受到伤害。
消防人员到达现场后,因消防设备喷水扬程无法达到风机着火点高度,放弃扑救工作。
垂直向上燃烧的叶片在烧断后,掉落地面燃尽。
另两只叶片根部灼烧。
本次事故的直接原因是变桨控制系统程序存在严重缺陷,导致桨叶未收桨,高速刹车系统长期工作线路过热老化产生火源,造成风机整体烧毁。
间接原因是主控系统蓄电池检测程序存在严重安全隐患,刹车系统和机舱罩壳存在严重防护和火灾隐患。
3.3 2011年6月东北地区某风电场一风机报警“Manual break”(手动刹车),检修人员到达风机后后发现风机机舱冒烟,机舱、轮毂及垂直向上的叶片在燃烧,三只叶片均已收桨。
火焰全部熄灭后统计的事故损失为:机舱烧毁、三只叶片根部烧损、其中一只叶片烧损严重、轮毂外壳烧毁、第三节塔筒过火。
本次事故的直接原因是主控柜通往通讯滑环的400V AC 电缆因磨损导致电缆短路、引燃电缆,产生火源,进而将机舱内可燃物引燃,造成风机整体烧毁。
4 风电机组火灾特点及原因
风电机组发生火灾的特点为:可燃物种类多,火灾载荷密度大;火灾种类多,极易发生电气火灾、固体火灾和液体火灾;通风换气迅速,火灾蔓延速度快;设备价值高,火灾损失大;火灾扑救难度大。
风电机组容易发生火灾的部位和设备如下:
5 风电机组消防系统
由于风电机组独特的结构、安装的地理位置及其工作环境等多方面原因,传统的消防系统已经不能满足风电机组消防要求。
综合考虑风电机组容易发生火灾的部位、灭火剂与灭火系统、火灾探测器及控制策略等因素,需要采取有针对性
的防火措施,开发风电机组专用消防系统,并不断进行优化与集成。
风电机组专用消防系统应能满足以下要求:做到智能监测、智能防护,自动控制,无需人员值守;做到及早发现火情,实现多级预防;消防报警系统与自动灭火系统联动及时有效;传感器、灭火设备设施满足机组运行环境的要求;能够实现高速灭火,防止事故进一步扩大造成重大经济损失;设备设施性能稳定可靠,能长期运行,运行成本低。
风电机组消防系统一般包含以下装置:温度传感器、烟雾传感器、火焰探测器、空气采样探测器、灭火介质、消防系统控制盘、通信系统。
烟雾传感器可用于风电机组所有位置,用以监测轮毂、机舱、塔筒等处的烟雾浓度,将浓度变量转换成有对应关系的输出信号传输至控制盘,继而通过通信系统至风电场主控。
同理,温度传感器、是将以上位置的温度信息传送至风电场主控。
火焰探测器、空气采样探测器能实时监测空气中是否存在火焰以及空气采样的信息。
以上传感器等元器件一般安装在监测对象附近,在火灾早期就起到监测作用。
灭火介质的选取也很重要,应尽量选择无残留、无腐蚀、无导电性能的材料,同时还需满足风电机组运行的环境条件,如温度、天气、设备密封性等。
适用于风电机组的灭火药剂一般选取高压二氧化碳、惰性气体(如七氟丙烷、氮气、氩气等)、细水雾(添加少量的防复燃药剂)和泡沫液等。
目前主流的风电机组消防系统分为两类,全淹没式和半淹没式两种。
全淹没式消防系统将风机组机舱视为一个密闭空间,若发生火灾,灭火介质迅速充满机舱,达到灭火功能。
半淹没式消防系统与之不同,是在风机组机舱重点防火部位设置消防设备设施,进行重点保护。
半淹没式消防系统又可分为直接式和间接式两种。
在防护空间内发生火灾时,直接灭火系统的火灾探测管将会在正对火情的位置破裂出隐形喷射口,灭火介质将通过喷射口直接喷射到火情位置,从而在极短时间内消灭火源,实现极早期火情探测和极早期灭火。
极早期火灾发生时,火灾探测传感器会将火情信号传递到火灾声光报警装置及风电场控制中心,风电场控制中心接到火灾信号后可以采取相应保护动作和措施。
间接灭火系统在探测到防护空间发生火灾后,控制系统接收到火灾信号后打开灭火介质存储设施开关,灭火介质将通过布置在重点防护部位的喷射口进行有效的灭火。
间接灭火系统同样可以将风机组火灾信号传送至风电场控制中心,以便进行下一步灭火措施的开展。
6 结束语
风机的火灾隐患是全球风电行业共同面临的难题,与国外陆续出台相应的强制规范标准相比,国内在此项工作方面尚有很大差距。
但随着风电机组的单机容量的增加,经济价值也相应增加,风电制造商和运营方也逐渐认识到自动消防系统应用在风电机组的必要性和紧迫性。
参考文献
[1]李俊峰等.2012中国风电发展报告[M].中国环境科学出版社.2012年.
[2]杨旭坤.风力发电机组火灾危险性及防范措施[J].消防技术与产品信息.2011(5).
[3]曹勇兵.风力发电机组火灾原因分析及对策[J].消防技术与产品信息.2011(7).
[4]寻征轩.自动消防系统在风力发电机组中的应用[J].上海电机学院学报.2010(2).
[5]徐大军,张晋,刘连喜,马建民,高云升,彭燕华.风力发电机组火灾特性与消防系统应用研究[J].消防科学与技术.2010(12).
作者简介:刘卿(1974.12- ),女,河北省石家庄,本科学历,注册安全工程师,安全评价师,河北建投新能源有限公司安全监察部工作,研究方向:风力发电运营安全管理。