海上風電機組新型消防系統(tǒng)應(yīng)用研究

海上風電機組作為當前新能源的主要組成之一，極大推進了我國清潔能源事業(yè)的發(fā)展。隨著風力發(fā)電裝機規(guī)模的急劇增長，機組工作年限增長，其事故呈日益增長趨勢。海上風電機組內(nèi)的可燃物較多，風電機組在發(fā)生雷擊、電氣故障或者出現(xiàn)過熱元件以及明火作業(yè)時，特別容易引起火災(zāi)。國內(nèi)外關(guān)于海上風電機組的消防措施，基本采用干粉或氣溶膠產(chǎn)品，但該型式的消防系統(tǒng)觸發(fā)后對人體、設(shè)備、環(huán)境會造成一定影響。因此，研發(fā)出一種高壓細水霧型式的海上風電機組新型消防系統(tǒng)，兼顧人員、風機設(shè)備安全和環(huán)境保護，實現(xiàn)“三無”風機消防系統(tǒng)，進一步提高海上風電機組的能源生產(chǎn)效率及應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：海上風電機組；新型消防系統(tǒng)；高壓細水霧引言近年來，隨著環(huán)保意識的日益提升，國家越來越重視清潔能源的發(fā)展，風能發(fā)電方案已經(jīng)成為全世界可再生能源發(fā)展的重要方向之一[1]。風電技術(shù)裝配是風電產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，由于風電機組一般處于無人運維的工作模式，一旦風電設(shè)施因短路、雷擊等引發(fā)火災(zāi)，短時間內(nèi)就會造成較為嚴重的后果。一、海上風電機組新型消防系統(tǒng)的基本內(nèi)容（一）技術(shù)詳情海上風電機組新型消防系統(tǒng)主要采用高壓細水霧的滅火方式。當前以高壓細水霧作為滅火的消防系統(tǒng)，在眾多行業(yè)當中均可看到其身影，是當前市面上常用的消防系統(tǒng)?，F(xiàn)階段二氧化碳、七氟丙烷、惰性氣體IG-541等產(chǎn)品構(gòu)建的消防系統(tǒng)，在實際滅火過程中存在較多的不確定因素，最大問題在于空間不完全密閉情況下的滅火效率不高，如超細干粉、氣溶膠無降溫效果，對于電氣深位火災(zāi)，只能一次性噴放，復燃幾率較高以及對人體和環(huán)境都有一定影響[2]。因此，選用高壓細水霧滅火系統(tǒng)作為海上升壓站或風電機組的消防系統(tǒng)，可利用其滅火、降溫、降煙機理和優(yōu)異性能可快速隔離火源、對火災(zāi)現(xiàn)場煙霧和有毒氣體進行有效降解和封堵，形成逃生通道，有利于人員疏散和保護消防隊員的生命安全，對人身、設(shè)備、環(huán)境無傷害，被認為是解決諸多火災(zāi)難題的有效手段。（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高壓細水霧滅火系統(tǒng)由高壓主泵、穩(wěn)壓泵、電磁閥、過濾器、泵控制柜、水箱組件、供水管網(wǎng)、輔助變壓器、EPS電源、高壓細水霧噴頭等部件組成[3]。（三）技術(shù)特點從環(huán)保性、效率、安裝等方面來看，高壓細水霧滅火系統(tǒng)具備安全無污染、降煙易疏散、易安裝維護、絕緣性能好、阻隔熱輻射、撲救損失小、滅火效率高等特點。安全無污染：將水作為主要滅火原料，在降低人員危害的同時，保護環(huán)境。降煙易疏散：對燃燒產(chǎn)生的煙塵進行沖洗，增加現(xiàn)場滅火可操作性，延長火災(zāi)的人員疏散時間，為消防救援爭取更多時間。易安裝維護：實際滅火用水相對較少，常規(guī)蓄水即可滿足安裝條件，并且管道材料輕薄，是耐腐蝕的不銹鋼，安裝時間和后勤檢修維護非常方便。絕緣性能好：與管道配套的噴頭較為細小，在高壓作用下，以水霧進行滅火。完成滅火后，在高溫環(huán)境下會自行蒸發(fā)，最大限度降低水對電氣化設(shè)備的損害。阻隔熱輻射：滅火系統(tǒng)開始運行后，所產(chǎn)生的水蒸氣可以快速隔絕火源與空氣的接觸，并且增加空氣濕度，弱化火源的燃燒條件，預(yù)先增加即將燃燒物品的濕度，有效阻擋火勢蔓延。撲救損失小：在高壓細水霧運行過程中，實際用水量約為噴淋式消防的百分之一，水霧狀的滅火方式可以最大程度降低水對電器的危害，從而增加滅火后的重建效率。滅火效率高：作為結(jié)合了傳統(tǒng)滅火方式和氣化滅火方式的消防系統(tǒng)，不但可以抑制火勢蔓延，同時還可以實現(xiàn)臨時滅火，保障在重大火災(zāi)條件下，為消防救援人員爭取更多的救援時間。二、海上風電機組新型消防與傳統(tǒng)消防的應(yīng)用對比海上風電機組新型消防系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)消防系統(tǒng)來說，最大的區(qū)別在于應(yīng)用方面[4]，如表1、表2所示。由表1可知，傳統(tǒng)的消防系統(tǒng)主要以干粉氣溶膠為主，在實際消防應(yīng)用項目當中，兩種消防物質(zhì)表現(xiàn)出的消防能力均存在一定的不足之處，傳統(tǒng)消防難以滿足當前各種消防預(yù)防場景的消防應(yīng)用需求，僅能滿足部分基本場景的消防需求[5]。海上風電機組新型消防系統(tǒng)應(yīng)用主要以高壓細水霧為主。對于同類消防應(yīng)用項目來說，高壓細水霧消防系統(tǒng)體現(xiàn)出較高的應(yīng)用價值，相較于表1的傳統(tǒng)消防系統(tǒng)來說，消防能力得到較大程度提高，體現(xiàn)出較高的實際消防應(yīng)用能力及優(yōu)勢。因此，以高壓細水霧為主的海上風電機組新型消防系統(tǒng)才能被應(yīng)用到海水能源生產(chǎn)及開發(fā)場景當中，從而保證能源的穩(wěn)定生產(chǎn)和生產(chǎn)場景的安全性，為陸地生產(chǎn)活動提供源源不斷的環(huán)保能源。三、海上風電機組新型消防系統(tǒng)實際應(yīng)用以國內(nèi)某海上風電項目應(yīng)用為例。經(jīng)過科研隊伍的研發(fā)，一種小型高壓細水霧泵組系統(tǒng)，配備了專用變壓器和大功率工業(yè)UPS，開發(fā)了專用的旋轉(zhuǎn)高壓軟管系統(tǒng)，與塔筒與風電機組制造商合作開發(fā)了管路固定系統(tǒng)，實現(xiàn)了主泵控制器與風電機組遠程監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，從而將其應(yīng)用于國內(nèi)某海上風電項目上，使其成為該項目的消防系統(tǒng)[6]。該系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)如表2所示，實際配置情況如圖1所示。在實際應(yīng)用當中，按照該項目的實際應(yīng)用情況和項目不同的應(yīng)用內(nèi)容與產(chǎn)品特性，對其進行了優(yōu)化與實施，并通過總結(jié)實施內(nèi)容，證明了此種優(yōu)化方式的有效性，具體內(nèi)容如下。首先，系統(tǒng)啟動方面的優(yōu)化。該項目采用閉式系統(tǒng)，出現(xiàn)火災(zāi)后，閉式噴頭當中的玻璃泡在高溫的作用下，就會出現(xiàn)破碎情況，從而釋放管道中的壓力，此時穩(wěn)定水壓的泵開始工作，保證水壓可以長期保持在1MPa左右，達到＞1.2MPa后便可關(guān)閉，之后流量開關(guān)及時反饋水流量信息至控制中心，使控制中心可以按照滅火情況及時制定滅火措施[7]。系統(tǒng)控制方式：具有自動啟動、機械應(yīng)急啟動方式。其次，卷盤系統(tǒng)方面的優(yōu)化。通過更換圖1A高壓卷盤機的方式，使卷盤系統(tǒng)的應(yīng)用效率得到提高，如圖2A所示。最后，新增排水系統(tǒng)。按照該消防系統(tǒng)實際應(yīng)用情況，綜合分析后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，可能存在漏水情況，進而通過增設(shè)排水系統(tǒng)的方式有效處理和預(yù)防該問題，確保該項目的消防系統(tǒng)能夠不受漏水的影響，如圖2B所示。結(jié)語綜上所述，在研究過程中，本文在明確研究主題的同時，細化研究主要內(nèi)容，通過對比分析的方式，體現(xiàn)研究主體的應(yīng)用價值，通過實際案例，直觀呈現(xiàn)海上風電機組新型消防系統(tǒng)在實際項目中的具體應(yīng)用