风电消防安全解决方案110818

2、新型灭火剂自启动灭火系统—检测管工作原理
该系统是由装有高效灭火剂的气瓶、集成容器阀组和火焰检测 管组成。安装时将火焰检测管设置在最可能起火处。火焰检测管 具有灵敏的热源探测功能，一旦着火，管体会在受热最高处自动 爆裂并形成喷口，将灭火介质通过火焰检测管本身(直接系统)或 喷嘴(间接系统)释放到被保护区域灭火，在灭火的同时发出警报。
风电机组的特点
设置 复杂
无人 值守 空间 狭小
自成 体系
位置高
远离救 援中心
着火损 失大
火灾主要起因
主轴、变速 Electrical 箱润滑油摩 Malfunction 擦过热
刹车系统 Mechanical Failure 过热
风电火灾视频1
雷击、电 Lightning Strikes 气设备运 行故障 风电火灾视频2
火灾案例
2006年10月16日，造价约1亿台币的台湾 省台电香山二号风力发电机组失火。
2009年7月14日，内蒙古锡林郭勒草原上 风力发电设备失火，损失上千万。
2010年1月24日华能宝龙山风机--东汽风力 发电机烧毁，损失巨大。主要事故原因是 发电机超速导致联轴器飞车保护打滑，部 件损坏。
火灾案例
新型灭火剂自动灭火系统—高效灭火介质的介绍
新型水系高效灭火剂是本公司发明的一种高效灭火剂，是浓缩型、 泡沫型和抗溶型水成膜灭火剂。它由碳氢表面活性剂、氟碳表面活性 剂、助剂稳定剂等组成。可在油类和固体燃料表面形成一层能抑制燃 料蒸发的膜，靠膜和泡沫的双重作用快速隔离氧气，冷却物体表面， 从而达到快速扑灭火火灾，并防止复燃的目的。其中D38型灭火剂可 用于低温环境-38度以下。
② 火灾隐患多，容易发生电气火灾、固体火灾和液体火灾。且最大的特 点是部分火灾的热源不会因灭火系统的启动而中断，例如一旦制动系统 原因造成火灾，且叶片继续转动，那么会产生持续的高温；
③ 通风换气迅速，机舱内氧浓度充分，火焰蔓延较快；
④ 容易诱发附近的森林、草原等的火灾；
⑤ 火灾的诱因较多，涉及风电机组的主轴、变速箱润滑油摩擦过热，刹 车系统过热，电缆过流，电气设备运行故障等因素；还有雷击、高温、 大风等极端气候，以及违章操作、管理不善和外部火灾等人为或自然因 素。从目前的一些风力发电机火灾事故统计看，这些因素都是有案例发 生的； ⑥ 设备价值高，火灾损失大，一旦发生火灾，将造成巨大的直接和间接 损失。
电弧焊强干扰防误报能力
图像火灾安全监控系统—分布智能图像火灾探测器的优势与特点
• 很强的遮挡火探测能力
汽车后方的遮挡火灾的探测
汽车机舱内的遮挡火灾的探测
图像火灾安全监控系统—分布智能图像火灾探测器的优势与特点
• 很强的抗污染能力
探测器窗口被灰尘遮挡的探测 减光率50%
探测器窗口被油污污染的探测 减光率70%
2010年4月 ，内蒙古辉腾锡勒--苏斯兰 风力发电设备失火，事故原因为液力耦 合器中过多的油脂 。
从2002--2005年三年的时间，德国风力发 电机发生了很多起事故。其中，毁灭性的 火灾事故有22起，其中有16起是由控制柜 引发的，占72.7%。
风力发电机的火灾危险性分析
① 风力发电机组的火灾荷载密集，包括液体、固体物质和电气设备，容 易形成火灾快速蔓延，甚至导致玻璃钢制造的机舱和叶片燃烧；
新型灭火剂自动灭火系统—与超细干粉灭火系统的比较
1. 高效的灭火效能，灭火效能高于超细干粉； 2. 超强的抗复燃，超细干粉系统不具备此功能，详见视频； 3. 超强的隔热能力，超细干粉系统不具备此功能，详见视频； 4. 环保，易于清理，不同于粉尘清理困难 ；
5. 良好的电气绝缘性。
与干粉灭火系统对比试验(录像)
灭火时间小于20秒!
新型灭火剂自动灭火系统—检测管特性
自启动灭火系统的核心是检测管。这种柔韧的充气软管是自启动灭 火系统中最主要的火源探测和单位激活的部件。 自启动灭火系统检测管是一种线状的充气探测装置，对热量、辐射 能或二者的组合能做出敏感反应。当它暴露在热量和辐射能区域时，性 能就会变得更软、更脆弱。随后检测管中的气体便会冲破管壁爆开，释 放管中的气压。检测管的爆裂和降压会立即启动气瓶阀门并释放出灭火 剂。 检测管的细小和柔韧性决定它可以安装在任何光缆或者电线可以安 装并靠近危害源的地方；检测管是一种非金属合成品，它集长时间的抗 漏性、良好的绝缘性、阻燃性、柔韧性以及灵敏的感温性于一体，能在 一定温度范围内可靠爆裂，喷射灭火介质灭火并传递火灾信号。
图像火灾安全监控系统—分布智能图像火灾探测器的优势与特点
• 早期火灾探测报警
电气室火焰早期探测视频
电气室烟雾早期探测视频
烟雾、火焰侦测
烟雾侦测 烟雾侦测 图1 火灾（烟雾、火焰）早期探测功能
火焰侦测
图像火灾安全监控系统—分布智能图像火灾探测器的优势与特点
• 具有自学习能力，有很强的防误报能力
复杂的光干扰防误报能力
光纤以太网交换机
光纤环形网络
AC220V电源
AC220V电源
AC220V电源 AC220V电源 M 1#风机消防报警控制 M M 2#风机消防报警控制 3#风机消防报警控制 M l#风机消防报警控制 k#风机消防报警控制 M M m#风机消防报警控制 AC220V电源 AC220V电源 AC220V电源 M n#风机消防报警控制
基于可见光、近红外视频图像，针对其中的烟雾、火焰进行模式识别的探测方 法。图像烟雾火焰探测系统主要分析视频中的亮度、对比度、边沿信息、清晰 度、纹理和运动等特征和变化，以识别烟雾和火焰。探测装臵一般包括输出数 字和模拟视频的摄像头、图像采集与处理单元和与火灾报警控制系统连接输入 输出界面。
F(Hz)
电缆变配电柜和发电机等部位， 以及机舱的底部容易集油的部位 ，设臵两级报警开关量式线型感 温探测器，报警温度可以选择一 级报警88℃和二级报警105℃， 用于早期发现过热问题。 在塔架 内敷设有电缆的位臵同样敷设这 种线型感温探测器。
线型感温火 灾探测器
Control Gear
2
智能视频火灾报警与事 件监测报警监控系统
新型水基灭火 系统、自动检 测灭火系统的 有效分布覆盖 和保护
采用基于视频图 像火灾探测和智 能监控的图像火 灾安全监控系统 ， 并实现近程、远 程控制。
一、图像火灾安全监控 系统介绍
图像火灾安全监控系统—系统总体架构示意图
远 全程 监图 控像 系火 统灾 安
消防工作站 CMS6000中央监 控管理系统 视频存储与管理 服务器 图例 图像探测器 监控摄像机 报警按钮 灭火系统控制 接上一级网络
图像火灾安全监控系统—分布智能图像火灾探测器的优势与特点
• 即时确认与火情监控
俗话说“耳闻不如一见”，AlarmEye® VID可以在第一时间让你看到火灾的报 警信息、位置信息、发生和发展状况，供监控人员即时确认，并掌握火灾发展 的方向。
图像火灾Baidu Nhomakorabea全监控系统—与智能监控系统的结合
目前国际、国内的行业人士越来越意识到火灾不是一个单一事件，往往 是其它异常事件（例如风机不能停车，供配电系统故障等）引起，或者 是其它灾害事件耦合转换而来，因此采用图像智能分析技术，同时解决 消防和安防双重问题的整合解决方案，得到了国际的认可和推广。
消防安全整合解决方案提供商!
风电消防安全解决方案
北京宇安机电工程开发有限公司
风电消防现状
目前风能市场大约每年有600亿美元的投入，预计全球风能市 场将以每三年增长两倍的速度增加。据报道，截止2009年9月，全 球共报道了122起风电火灾事故，每次事故的财产损失价值从75万 到200万美元不等。 每年大约有 2~3‰ 的风机遭遇火灾，大型风电机组发生火灾 的几率更高，而众多风电机组尚处于无火灾自动防护措施状态，因 此亟待配备自动消防系统。 目前风力发电机组的自动消防安全系统几乎是空白，亟待研究 和实施高性价比的系统技术，并编制相应的规范。
Flickering
Area Ratio
Texture
Frequency
Some physical Features of Flame
Motion
Obscuration
Blurring
Optical Flow of smoke block
Clustering
Some physical Features of Smoke
风力发电机的重点防护部位
1. 轮毂内部的驱动电机、控制柜、电源柜 等； 2. 机舱内部的发电机、液压系统、齿轮箱、 刹车系统、偏航驱动器、控制柜、电容 器柜、连接电缆等； 3. 塔底的变流器、控制柜、变压器、基础 电气柜、计算机柜等。
1 2
3
消防安全系统应解决的关键问题
• 极早期发现火灾和可视化报警监控。由于风电场一般地处偏
超强的隔热效果 （录像）
不同物质的灭火能力 （录像）
新型灭火剂自动灭火系统装置图
1、新型灭火剂自动灭火系统—系统灭火的工作原理
该系统是由装有高效灭火剂的气瓶、集成控制阀组、不同角度的细 水雾喷头和报警控制系统组成。安装时将细水雾喷头布置覆盖最可能 起火处、最可能传播火灾的部位和主要的可燃物部位，另外在主设备 下方顺气流方向设置若干只喷头，扑灭由于底部油渍等可能引起的火 灾。一旦着火，图像火灾探测器和/或线型感温探测器动作，可直接联 动或从控制中心远程联动启动灭火系统，将灭火介质通过喷头直接释 放到被保护区域灭火，在灭火的同时发出警报。
图像火灾安全监控系统—探测器设置方案
1 在发电机机舱内安装1套分布
式智能图像火灾（烟雾、火焰） 探测器，主要用于覆盖机舱内的 主要区域，尤其是重点部位，包 括齿轮箱、刹车盘、发电机、控 制柜等部位。
分布智能图像 火灾探测器 Oil Cooler
1
Generator
Brake
Gearbox
2 针对齿轮箱、刹车系统、传输
• 准确发现火情，及时有效报警，迅速高效灭火； • 灭火介质喷放中、喷放后均具有很好的抗复燃效能； • 能抗振动，防风，防尘、防盐雾等； • 不受极端气候和温度变化影响； • 系统占用空间小，便于安装和维护；
• 自成体系，能有自启动、电动启动等多种启动方式；
• 灭火后现场易于清理，恢复成本低。
风力发电机消防安全解决方案与防火体系
消防工作站
3 在塔架的合适的部位安装一套
视频监控摄像机，用于监测风机 叶片的转动情况。
C
4 前端控制箱，包含开关量报警
3 4
线型感温微 机调制器 视频、报警、控 制信号传输设备
输入、控制输出、视频、数据传 输设备，消防电源设备等。
图3 风力发电机组报警监控系统
图像火灾安全监控系统—分布智能图像火灾探测器
总监控中心
DRM2000/iDRM3000智能视频火灾 报警与事件监测报警监控系统
交换机具有2个冗余的 1000Mbit/s光口，利用冗余 光纤接口，可以组成光纤自 愈环网,系统在重新组态时 冗余倒换时间小于300ms
二总线输入\输出模块 火灾报警控制器
光纤以太网交换机
、风 监力 视发 与电 控机 制组 前探 端测
• 有效的防火和阻火措施。采用经济的方法，提高机舱可燃物的
耐火性能，和阻止火灾的传播与蔓延，这一作用也十分有意义。
• 消防安全系统的环境适应能力。由于风电场使用环境包括大海
、草原等，具有一定的复杂性，这就要求系统具有较高的环境适应能 力。
• 合理的经济性。
风电机组消防安全系统的基本要求
• 无人值守，能提供全天候、不间断的保护；
针对电气柜、进出线电缆 、电缆桥架采用无机和有 机堵料进行封堵，对机舱 外壳、部分电缆等喷涂防 火涂料，提高耐火性能 有效覆盖各易燃部位 和设备，火灾时喷射 灭火，形成有效的覆 盖层，抗复燃或传播 燃烧。
防火封堵 与涂隔
采用分布智能图像火灾探测 器覆盖机舱区域，并采用线 型感温探测器针对机舱的电 气柜、边角隐蔽区域和塔内 塔底设备进行探测。系统提 供远程报警、远程监视、远 程控制功能。
火灾
遗留物品
违章停车
逆行
人员侵入
图2 公路隧道火灾探测与智能监控整合应用示例
对于风力发电厂而言，智能监控可提供对风机叶片工作状态、周边情况 的自动监控报警。与图像火灾报警系统共用显示、存储、管理系统。
二、自动灭火系统介绍
1、新型灭火剂自动灭火系统
2、新型灭火剂自启动灭火系统
3、自动灭火系统方案及流程
远，不便于人员很快赶到现场观察，另外风力发电机组机舱内气流速 度很快，以往的火灾探测方法难以适应这一要求。
• 有效的火灾控制、扑救和抗复燃措施。由于风力发电机组内
气流速度较快，且最大的特点就是由于机组运行的特点，可能产生持 续的高温，也就是火灾存在燃烧的持续热源。因此，有效的灭火方案 应该是可以快速扑灭火灾，并能保持很强的抗复燃能力。