CN103585737A - 风力发电机组自动消防控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种风力发电机组自动消防控制系统，其特征在于：包括吸气式感烟火灾探测报警装置、消防监控装置、自动灭火装置及专用防火封堵装置；所述的吸气式感烟火灾探测报警装置，包括吸气式感烟火灾探测器及配套采样管道；所述的消防监控装置，安装于风力发电场中央控制中心，所述的自动灭火装置包括脉冲式干粉自动灭火装置和气溶胶自动灭火装置，用于实现全淹没灭火保护；所述的专用防火封堵装置安装于风力发电机组机舱与塔筒连接处，本发明的吸气式感烟火灾探测报警装置实时采样，自分析、自决策报警级别，便于工作人员实时掌握火情进展，根据报警级别正确、可靠地实施消防措施，完善的信息自提供与自分析能力，易于消防管理工作正确、有序的进行。
Description
技术领域
本发明涉及一种消防系统，特别涉及一种风电领域风电发电机组自动消防控制系统。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生新能源，越来越受到世界各国的重视。目前，风力发电技术发展迅猛，安全事故却不断发生，其中火灾事故占了很大的比例，火灾事故给风电产业造成了巨大的经济损失。
风力发电机组一般安装在比较偏远的地方，离消防救援中心较远，甚至一些风力发电机组安装在海上，使得消防补给难以及时供给，给火灾事故抢险造成了一定的困难。除此，风力发电机组高度一般为70～100米，且火灾事故发生时着火点温度极高，普通的消防设备无法将火完全熄灭。
风力发电机组发生火警应尽早发现，尽早扑灭，否则，火灾蔓延会造成巨大的经济损失，
为了克服风力发电机组火灾引起的问题，申请号2009100352014的中国专利申请公开了一种风电机舱消防自动测控及应急系统，虽然在一定程度上针对风力发电机组火灾问题提出了解决方案，但仍有一些困难亟待解决，体现在：第一，没有划分出较为合理的消防报警等级和每一消防报警等级下的消防模式，也不能根据火灾参数值立即执行相应的消防模式。第二，消防系统仅采用惰性气体灭火系统，没有针对风力发电机组不同部件采用相应的灭火物质，同时惰性气体易使得人窒息并产生其它生理危害。第三，使用的探测器为温度传感器、烟雾传感器和氧气浓度传感器，因此灵敏度不够高。第四，在火灾远程监控时不能准确的找到火源并且针对风电机舱内不同部位的火灾严重程度进行有针对的消防，也没有提及控制灭火物质的喷射流速问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种风力发电机组自动消防控制系统，本系统根据风力发电机组火患的特征，针对火患潜在区域进行早期防控，将火源在初发期即进行控制和处理，将火患损失降低到最小。
一种风力发电机组自动消防控制系统，包括吸气式感烟火灾探测报警装置、消防监控装置及自动灭火装置；
所述的吸气式感烟火灾探测报警装置安装于风力发电机组的机舱内，包括吸气式感烟火灾探测器及配套的采样管道；
所述的消防监控装置，安装于风力发电场中央控制中心，通过风电场光纤通道与各风力发电机组间的吸气式感烟火灾探测器进行实时信号交互，发出电脉冲信号至自动灭火装置，形成独立的消防监控系统；
所述的自动灭火装置包括脉冲式干粉自动灭火装置和气溶胶自动灭火装置，用于实现全淹没灭火保护；
优选的，所述的风力发电机组自动消防控制系统还包括专用防火封堵装置；
所述的专用防火封堵装置安装于风力发电机组机舱与塔筒连接处，发生火灾事故时，用于阻止火灾通过电缆在机舱与各塔筒段间传递。
进一步的，所述的吸气式感烟火灾探测器用于实时采集空气样本，空气样本通过与吸气式感烟火灾探测器连接的采样管道上的采样孔进入吸气式感烟火灾探测器内置的激光探测器分析室内进行烟雾浓度测定，吸气式感烟火灾探测器根据烟雾的测定浓度值划分多级报警等级，产生报警等级信号；
作为技术方案的进一步补充，吸气式感烟火灾探测器采集的空气样本中含有烟雾成分，则吸气式感烟火灾探测器控制关闭采样管道上的全部采样孔，再将采样孔逐个打开用以取样空气样本，测定样本中的烟雾浓度值，用以定位烟雾位置，产生位置信号；
报警等级信号及位置信号组成报警信号，报警信号通过风电场光纤通道传输至消防监控装置，消防监控装置将报警信号记录、分析，执行控制决策及输出电脉冲信号。
进一步的，所述的电脉冲信号包括电脉冲启动信号及电脉冲喷射速度信号。
进一步的，所述的脉冲式干粉自动灭火装置安装于风力发电机组的机舱及塔筒底层；
所述的气溶胶自动灭火装置安装于各电气控制柜、轮毂、机舱及塔筒底层各分区。
进一步的，所述的自动灭火装置具备自动、自身温控和手动三种启动方式；
所述的自动启动方式为通过接收消防监控装置发出的电脉冲信号启动自动灭火装置；
所述的自身温控为通过自感应高温或明火启动自动灭火装置；
所述的手动启动为通过接收操作人员通过消防监控装置发出的手动启动电脉冲信号启动自动灭火装置。
本发明的有益效果为：
1、本发明将报警级别细化，依据火险等级制定对应报警级别，实施不同的消防措施，优化了消防过程中的人力及物力分；
2、吸气式感烟火灾探测报警装置实时采样，自分析、自决策报警级别，便于工作人员实时掌握火情进展，根据报警级别正确、可靠地实施消防措施，完善的信息自提供与自分析能力，易于消防管理工作正确、有序的进行；
3、根据风电机舱内的机械部件和电气部件的特性，安装不同灭火介质的灭火装置，可以加强灭火针对性，提高灭火的成功率，同时避免了风电机舱内的部件因灭火物质的使用不当而造成损坏；
4、本发明使用将气溶胶作为灭火介质的一种，可以消除使用惰性气体灭火造成人员窒息伤害或其它生理影响的可能性；
5、本发明采用的吸气式感烟火灾探测报警装置灵敏度高，并且具有火源定位功能，消防人员可通过读取其与消防监控装置的交互信息，迅速找到火源位置并精确决策灭火物质的喷射流速，以最优化的方式在火情出现的第一时间将其遏制，避免火灾扩散；
6、本发明提出的灭火装置多启动状态的应用，采用多种监控方式对防护区域内的火灾进行监视，各种启动状态相互配合，避免了单一启动状态下出现的火灾漏报、错报的问题，最大限度地缩短火灾的发现时间及扑灭时间，最小化火灾造成的经济和环境的损失；
7、在多状态启动及监控的模式下，本发明采用全淹没灭火保护方法灭火，最大化灭火的效率，使火灾在最快的时间内完全、有效地扑灭。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明吸气式感烟火灾探测报警装置的示意图；
图3为本发明的工作流程图；
其中，1、采样管道末端帽，2、采样孔，3、采样管道，4、吸气式感烟火灾探测器。
具体实施方式
结合附图及具体实施例对本发明进一步说明。
一种风力发电机组自动消防控制系统，其特征在于：包括吸气式感烟火灾探测报警装置、消防监控装置及自动灭火装置；
所述的吸气式感烟火灾探测报警装置安装于风力发电机组的机舱内，包括吸气式感烟火灾探测器及配套采样管道；
所述的消防监控装置，安装于风力发电场中央控制中心，通过风电场光纤通道与各风力发电机组间的吸气式感烟火灾探测器进行实时信号交互，发出电脉冲信号至自动灭火装置，形成独立的消防监控系统；
所述的自动灭火装置包括脉冲式干粉自动灭火装置和气溶胶自动灭火装置，用于实现全淹没灭火保护；
优选的，所述的风力发电机组自动消防控制系统还包括专用防火封堵装置；
所述的专用防火封堵装置安装于风力发电机组机舱与塔筒连接处，发生火灾事故时，用于阻止火灾通过电缆在机舱与各塔筒段间传递。
进一步的，所述的吸气式感烟火灾探测器用于实时采集空气样本，空气样本通过与吸气式感烟火灾探测器连接的采样管道上的采样孔进入吸气式感烟火灾探测器内置的激光探测器分析室内进行烟雾浓度测定，吸气式感烟火灾探测器根据烟雾的测定浓度值划分多级报警等级，产生报警等级信号；
作为技术方案的进一步补充，吸气式感烟火灾探测器采集的空气样本中含有烟雾成分，则吸气式感烟火灾探测器控制关闭采样管道上的全部采样孔，再将采样孔逐个打开用以取样空气样本，测定样本中的烟雾浓度值，用以定位烟雾位置，产生位置信号；
报警等级信号及位置信号组成报警信号，报警信号通过风电场光纤通道传输至消防监控装置，消防监控装置将报警信号记录、分析，执行控制决策，报警信号触发监控平台的声光报警装置向运行管理人员告警，运行管理人员通过消防监控平台对所显示的报警级别、报警位置信息进行火灾盘查与确认，依此信息采取相应的消防措施；
所述的消防措施包括停机检查、切断消防系统以外的电源及发射电脉冲信号。
进一步的，所述的电脉冲信号包括电脉冲启动信号及电脉冲喷射速度信号。
进一步的，所述的脉冲式干粉自动灭火装置安装于风力发电机组的机舱及塔筒底层；
所述的气溶胶自动灭火装置安装于各电气控制柜、轮毂、机舱及塔筒底层各分区。
进一步的，所述的自动灭火装置具备自动、自身温控和手动三种启动方式；
所述的自动启动方式为通过接收消防监控装置发出的电脉冲信号启动自动灭火装置；
所述的自身温控为通过自感应高温或明火启动自动灭火装置；
所述的手动启动为通过接收操作人员通过消防监控装置发出的手动启动电脉冲信号启动自动灭火装置。
所述的消防措施包括停机检查、切断消防系统以外的电源及发射电脉冲信号。
所述的脉冲式干粉自动灭火装置，包括由钢制外壳围成的灭火装置本体、法兰盘、爆破铝膜和固定喷嘴，所述的灭火装置本体的内部装有灭火干粉，爆破铝膜紧贴在固定喷嘴的法兰盘上，所述的脉冲式干粉自动灭火装置的法兰盘上固接有气体发生器和固定卡板，气体发生器内装有电活化剂及气体发生剂，固定卡板的启动接线端通过阻燃电缆与启动组件的启动接线端相连，所述的启动组件为机械式感温启动元件；
所述的脉冲式干粉自动灭火装置，具备自动、自身温控和手动三种启动方式，其实现全灭火保护的动作过程为：
A、独立的防火分区或分区内独立保护的设备发生火灾；
A1、吸气式感烟火灾探测报警装置启动报警，报警信号通过风电光纤通道传输至消防监控装置，消防监控装置记录报警信息、执行控制决策、输出电脉冲信号至脉冲式干粉自动灭火装置的气体发生器，气体发生器内的电活化剂接收电脉冲信号，将气体发生剂激活，转入步骤B；
A2、环境空间达到预设定温度或见明火，脉冲式干粉自动灭火装置的机械式感温启动元件自启动，感温元件自启动产生电脉冲信号，通过阻燃电缆将电脉冲信号传输至气体发生器，气体发生器内的电活化剂接收电脉冲信号，将气体发生剂激活，转入步骤B；
A3、风力发电场中央控制中心的工作人员通过消防监控装置直接发送电脉冲信号至脉冲式干粉自动灭火装置的气体发生器，气体发生器内的电活化剂接收电脉冲信号，将气体发生剂激活，转入步骤B；
B、气体发生剂被激活后，钢制外壳围成的灭火装置本体的内部压力突增，突增的压力将爆破铝膜冲破，灭火干粉在加压气体的作用下向保护区域喷射并迅速向四周弥漫，形成全淹没灭火状态，火在灭火干粉连续的物理、化学作用下被扑灭；
所述的气溶胶自动灭火装置，包括柱型金属外壳围成的灭火装置本体，灭火装置本体内装有防震件，防震件内充有气溶胶药剂，灭火装置本体上安装法兰盘，自攻螺丝通过法兰盘将气溶胶自动灭火装置固定在电气控制柜内的支架上，所述的法兰盘上还装有电引发器，电引发器上接有起爆导线，所述的法兰盘上开有一个圆形缝隙，该圆形缝隙周边150mm处禁止放置阻碍气溶胶喷射的障碍物；
所述的气溶胶自动灭火装置，具备自动、自身温控和手动三种启动方式，其实现全灭火保护的动作过程为：
C、独立的防火分区或分区内独立保护的设备发生火灾；
C1、吸气式感烟火灾探测报警装置启动报警，报警信号通过风电光纤通道传输至消防监控装置，消防监控装置记录报警信息、执行控制决策、输出电脉冲信号至气溶胶自动灭火装置的电引发器，电脉冲信号引发电引发器动作，转入步骤D；
C2、防火分区内的温度高达180℃或起爆导线遇到明火、火星、炽热导线，高温信号或起爆信号引发电引发器动作，转入步骤D；
C3、风力发电场中央控制中心的工作人员通过消防监控装置直接发送电脉冲信号至气溶胶自动灭火装置的电引发器，电脉冲信号引发电引发器动作，转入步骤D；
D、气溶胶自动灭火装置启动，防震件内的气溶胶药剂从法兰盘上的圆孔向防护区喷出，在防护空间均匀散布开，形成全淹没灭火状态，抑制燃烧过程中的氧化还原反应，气溶胶遇火发生强烈的吸热分解反应，迅速降低火区温度，同时气溶胶灰蓝色雾状混合物中的灭火颗粒具有极大的比表面积，能淹灭燃烧自由基，中断燃烧反应链，火焰在连续反复的物理、化学作用下很快被扑灭。
本系统还具备告警、故障自检、报警确认、报警复位、历史事件查询、报警信息自动通过邮件及短信转发等其它功能。
Claims (6)
1.一种风力发电机组自动消防控制系统，其特征在于：包括吸气式感烟火灾探测报警装置、消防监控装置及自动灭火装置；
所述的吸气式感烟火灾探测报警装置安装于风力发电机组的机舱内，包括吸气式感烟火灾探测器及配套的采样管道；
所述的消防监控装置，安装于风力发电场中央控制中心，通过风电场光纤通道与各风力发电机组间的吸气式感烟火灾探测器进行实时信号交互，形成独立的消防监控系统；
所述的自动灭火装置包括脉冲式干粉自动灭火装置和气溶胶自动灭火装置，用于实现全淹没灭火保护。
2.如权利要求1所述的风力发电机组自动消防控制系统，其特征在于：吸气式感烟火灾探测器用于实时采集空气样本，空气样本通过与吸气式感烟火灾探测器连接的采集管道上的采用孔进入吸气式感烟火灾探测器内置的激光探测器分析室内进行烟雾浓度测定，吸气式感烟火灾探测器根据烟雾的测定浓度值划分多级报警等级，产生报警等级信号；
吸气式感烟火灾探测器采集样本中含有烟雾成分，吸气式感烟火灾探测器控制关闭采样管道上的全部采样孔，再将采样孔逐个打开用以取样空气样本，测定样本中的烟雾浓度值，用以定位烟雾位置，产生位置信号；
报警等级信号及位置信号组成报警信号，报警信号通过风电场光纤通道传输至消防监控装置，消防监控装置将报警信号记录、分析，执行控制决策及输出电脉冲信号。
3.如权利要求2所述的风力发电机组自动消防控制系统，其特征在于：所述的电脉冲信号包括电脉冲启动信号及电脉冲喷射速度控制信号。
4.如权利要求1所述的风力发电机组自动消防控制系统，其特征在于：所述的脉冲式干粉自动灭火装置安装于风力发电机组的机舱及塔筒底层；
所述的气溶胶自动灭火装置安装于各电气控制柜、轮毂、机舱及塔筒底层各分区，用于实现小区域全淹没灭火保护。
5.如权利要求1或4所述的风力发电机组自动消防控制系统，其特征在于：所述的自动灭火装置具备自动、自身温控和手动三种启动方式；
所述的自动启动方式为通过接收消防监控装置发出的电脉冲信号启动自动灭火装置；
所述的自身温控为通过自感应高温或明火启动自动灭火装置；
所述的手动启动为通过接收操作人员通过消防监控装置发出的手动启动电脉冲信号启动自动灭火装置。
6.如权利要求1所述的风力发电机组自动消防控制系统，其特征在于：还包括专用防火封堵装置，所述的专用防火封堵装置安装于风力发电机组机舱与塔筒连接处，发生火灾事故时，用于阻止火灾通过电缆在机舱与各塔筒段间传递。
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