CN208911333U - 风力发电机专用冷却灭火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风力发电机消防技术领域，具体地说是一种风力发电机专用冷却灭火装置，包括水箱、高压驱动气瓶、进水管和喷管，所述水箱和高压驱动气瓶固设于风力发电机的塔筒内且输出端分别通过管路与所述进水管的输入端相连，所述进水管的输出端与所述喷管的输入端相连，且所述进水管和喷管均设置于风力发电机的机舱内，在所述喷管上均布有多个细水雾喷嘴。本实用新型利用高压驱动气瓶输出气体压力保证细水雾喷嘴的工作压力，从而在机舱内形成细水雾实现冷却灭火作用，并利用温度传感器监测机舱内温度，能够实现自动冷却灭火，并且能够净化烟雾和废气，电绝缘性好，不会对带电设备造成影响。

Description

风力发电机专用冷却灭火装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电机消防技术领域，具体地说是一种风力发电机专用冷却灭火装置。

背景技术

风能是一种洁净无污染的可再生能源，并且随着科技发展，风力发电技术也日益成熟，已经具备大规模开发的条件。我国风能资源丰富，大力发展风力发电对气候变化、调整国家能源结构、防止环境恶化等方面都具有重要意义。但是随着大批量风力发电机组的投产运行以及风力发电机组运行时间的增加，风力发电机火灾事故也频频发生。

风力发电机因为需要长期运转，容易产生制动过热、组件摩擦过热、风机的发动机内部过热短路等问题。如图1所示，风力发电机通常包括机舱、塔筒、螺旋桨叶等结构，机舱设置于塔筒顶端，螺旋桨叶设置于机舱前端，在机舱内设有齿轮箱、发电机绕组等结构，螺旋桨叶通过主轴带动发电机绕组实现发电。经过实验测试发现，机舱内温度最高的四个位置分别是齿轮箱、齿轮箱轴承、发电机绕组以及发电机传动轴，结合机舱的物理结构分析可知，机舱内最容易引发火灾的两个区域便是发电机所在的区域以及齿轮箱所在的区域。

由于风力发电有其特殊性，因此不同于一般建筑的消防灭火，风力发电消防有自己独特的标准要求，比如2011年，我国工程建设标准化协会就提出了CECS标准《风力发电组防火技术规程》的制订任务，并由公安部天津消防研究所牵头，提出设置气溶胶灭火装置、二氧化碳和七氟丙烷等气体灭火系统、干粉灭火装置以及火探管式灭火装置等若干基本要求。但在实践中发现，像气体灭火、干粉灭火等传统灭火方式并不适用于风力发电机组，比如采用气体灭火，由于风机机舱大多处于100m高空，容易产生对流现象，如何在灭火过程中确保风电机组灭火区域浓度满足规范规定的设计灭火浓度是风机机组气体灭火系统设计的一个难点，而采用干粉灭火，干粉灭火剂会附着在机舱电气设备表面，形成灭火剂残留，不仅后期清理困难，而且容易造成电气元件的污染。

随着灭火技术的发展，消防领域出现了一种细水雾灭火系统，利用雾滴直径很小(直径通常在10～100μm)的细水雾实现冷却灭火，具有高效吸热冷却作用、窒息作用、阻隔辐射热作用等优点，适用于扑救A类、B类、C类和电气类火灾，也特别适用于风力发电机组灭火。但细水雾灭火系统需要较高的压力，通常设计是依靠消防稳压系统稳压，当火灾发生时，细水雾灭火系统启动，消防泵提供灭火水量和水压。但风电机组通常布置分散，位置偏僻，难以满足集中布置消防泵的条件，而且风机机舱高度较高(一般位于100m高空)，如果细水雾喷嘴设计工作压力为1.2MPa(考虑细水雾的绝缘性，喷嘴工作压力越大越好)，加上静扬程，细水雾供水压力需不小于2.0MPa，这给消防设备研发提出了挑战。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风力发电机专用冷却灭火装置，利用高压驱动气瓶喷气带动水流入进水管中，并经由细水雾喷嘴喷出，从而在机舱内形成细水雾实现冷却灭火作用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种风力发电机专用冷却灭火装置，包括水箱、高压驱动气瓶、进水管和喷管，所述水箱和高压驱动气瓶固设于风力发电机的塔筒内且输出端分别通过管路与所述进水管的输入端相连，所述进水管的输出端与所述喷管的输入端相连，且所述进水管和喷管均设置于风力发电机的机舱内，在所述喷管上均布有多个细水雾喷嘴。

在所述水箱输出端与进水管输入端相连的管路上设有进水电磁阀，在所述高压驱动气瓶的输出端与进水管输入端相连的管路上设有进气电磁阀，在所述机舱内设有温度传感器。

所述塔筒内设有供水管道，且所述水箱的输入端与所述供水管道相连。

所述供水管道上设有供水电磁阀。

所述塔筒顶端内部设有一个支架，所述水箱和高压驱动气瓶均固设于所述支架上。

本实用新型的优点与积极效果为：

1、本实用新型利用高压驱动气瓶喷气带动水流入进水管中，并经由细水雾喷嘴1喷出，从而在机舱内形成细水雾实现冷却灭火作用。

2、本实用新型利用温度传感器监测机舱内温度，温度过高时自动控制喷出细水雾，及时冷却或灭火，并且细水雾能有效抑制辐射热引燃周围其他物品，还能够净化烟雾和废气，且电绝缘性好，可有效扑救带电设备，不会对带电设备造成影响。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为细水雾喷嘴，2为喷管，3为机舱，4为进水管，5为发电机组，6为进水电磁阀，7为水箱，8为高压驱动气瓶，9为供水管道，10为塔筒，11为支架，12为进气电磁阀，13为齿轮箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1所示，本实用新型包括水箱7、高压驱动气瓶8、供水管道9、进水管4和喷管2，所述水箱7、高压驱动气瓶8和供水管道9均设置于风力发电机的塔筒10内，且所述水箱7和高压驱动气瓶8固设于塔筒10顶端、机舱3下方位置，所述水箱7下侧的水输入端与所述供水管道9相连，所述进水管4和喷管2均设置于风力发电机的机舱3内，所述水箱7和高压驱动气瓶8的输出端分别通过管路与所述进水管4的输入端相连，所述进水管4的输出端则与所述喷管2的输入端相连，在所述喷管2上均布有多个细水雾喷嘴1。所述细水雾喷嘴1为本领域公知技术。

如图1所示，在所述水箱7输出端与进水管4输入端相连的管路上设有进水电磁阀6，在所述高压驱动气瓶8的输出端与进水管4输入端相连的管路上设有进气电磁阀12，另外在所述供水管道9上设有供水电磁阀，在所述机舱3内设有至少一个温度传感器，各个电磁阀以及所述温度传感器均与机舱外的控制系统相连。各个电磁阀以及所述温度传感器均为本领域公知技术。

如图1所示，在所述塔筒10顶端内部设有一个支架11，所述水箱7和高压驱动气瓶8均固设于所述支架11上。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型工作时，所述温度传感器用于监测机舱3内的温度，主要是发电机组5区域温度和齿轮箱13区域温度，可根据实际需要在机舱3内设置两个或更多温度传感器分别监控不同区域，当温度传感器检测到的温度高于设定温度时即发出信号给控制系统，控制系统先控制打开供水电磁阀，使供水管道9供水充满水箱7，然后控制打开所述进水电磁阀6和进气电磁阀12，由于风机机舱3高度通常设置于100m高空，加上静扬程，一般很难使细水雾喷嘴1水压达到要求，但本实用新型利用高压驱动气瓶8喷气带动水流动，气液混合进入进水管4中，并经由细水雾喷嘴1喷出，利用高压驱动气瓶8输出气体压力保证细水雾喷嘴1的工作压力，从而在机舱3内形成细水雾实现冷却灭火作用。

本实施例中，所述高压驱动气瓶8采用氮气高压气瓶，内部充装压力值为12.5MPa，且所述氮气高压气瓶输出端设有减压器，以根据实际需要调节压力。所述氮气高压气瓶和减压器均为本领域公知技术。

由于风力发电机正常工作时，发电机组5区域温度和齿轮箱13区域温度一般在50～60℃，本实施例设定温度传感器发出信号的温度值为75℃，当高于此温度时，控制系统控制相应电磁阀打开，水箱7内的水在高压驱动气瓶8的输出气体带动下进入进水管4中，并由细水雾喷嘴1喷出细水雾，此时尚未引起火灾，细水雾起到冷却作用，通过快速吸收热量降低机舱3内温度，防患于未然。如果机舱3内温度达到温度传感器设定温度后继续快速升高引起火灾，细水雾喷入火场后迅速蒸发形成蒸汽，降低氧体积分数，在燃烧物周围形成屏障阻挡新鲜空气吸入，快速降低含氧量，从而起到窒息作用使火焰迅速熄灭。另外高压细水雾喷入火场后，蒸发形成的蒸汽可以迅速将燃烧物、火焰和烟雾笼罩，起到阻隔辐射热作用，有效抑制辐射热引燃周围其他物品，并且还能够净化烟雾和废气，电绝缘性好，可有效扑救带电设备。当机舱3内的温度降至所有温度传感器的设定温度以下时，控制系统控制关闭各个电磁阀停止喷出细水雾。

所述喷管2可设置于机舱3内上侧形成淹没式灭火，喷洒细水雾将包括发电机组5区域和齿轮箱13区域在内的各个区域全覆盖。所述喷管2也可以设置于机舱3内的两侧，且输出方向水平朝向机舱3内侧。

高压驱动气瓶8需要定期检查，气压不足时需及时更换气瓶。在风力发电机的塔筒10上设有爬梯用于日常维修，检查气瓶时作业人员同样由所述爬梯爬至塔筒10顶端。

Claims (5)

1.一种风力发电机专用冷却灭火装置，其特征在于：包括水箱(7)、高压驱动气瓶(8)、进水管(4)和喷管(2)，所述水箱(7)和高压驱动气瓶(8)固设于风力发电机的塔筒(10)内且输出端分别通过管路与所述进水管(4)的输入端相连，所述进水管(4)的输出端与所述喷管(2)的输入端相连，且所述进水管(4)和喷管(2)均设置于风力发电机的机舱(3)内，在所述喷管(2)上均布有多个细水雾喷嘴(1)。

2.根据权利要求1所述的风力发电机专用冷却灭火装置，其特征在于：在所述水箱(7)输出端与进水管(4)输入端相连的管路上设有进水电磁阀(6)，在所述高压驱动气瓶(8)的输出端与进水管(4)输入端相连的管路上设有进气电磁阀(12)，在所述机舱(3)内设有温度传感器。

3.根据权利要求1所述的风力发电机专用冷却灭火装置，其特征在于：所述塔筒(10)内设有供水管道(9)，且所述水箱(7)的输入端与所述供水管道(9)相连。

4.根据权利要求3所述的风力发电机专用冷却灭火装置，其特征在于：所述供水管道(9)上设有供水电磁阀。

5.根据权利要求1所述的风力发电机专用冷却灭火装置，其特征在于：所述塔筒(10)顶端内部设有一个支架(11)，所述水箱(7)和高压驱动气瓶(8)均固设于所述支架(11)上。