рефераты, курсовые, дипломы >>> безопасность жизнедеятельности

 

Как уберечься от пожаров на ветроэнергетических установках

 

Как уберечься от пожаров на ветроэнергетических установках

Г.С. Дмитриев

«Энергия» 2006, № 4. С. 35-39.

Пожары на ветроэнергетических установках (ВЭУ) случаются достаточно редко, но, как правило, их результатом становится полное разрушение турбины. Если пожар в гондоле ВЭУ на высоте уже начался, его очень тяжело приостановить, пожарной команде непросто добраться до места возгорания,особое оборудование для этого имеется в наличии совсем редко, а напора воды часто не хватает для того, чтоб достать струёй до таковой высоты (высота современных ВЭУ мощностью до 5 МВт достигает 130 м; при мощности 150-200 кВт их высота составляет не менее 30 м).

Если установка сгорела, то, по данным страховой компании WindPro, на её замену требуется от 9 до 12 месяцев, а это утраты энергии для владельца установки. Но традиционно производители ВЭУ стараются как можно быстрее убрать её из виду. Пожары на установках являются предпосылкой от 9 до 20% исков к страховым компаниям.

Пожары на ВЭУ происходят по двум главным причинам — удар молнии либо технические ошибки и неисправности. В обоих вариантах горят смазочные материалы, масла, трансмиссионные горючие воды и оболочка гондолы.

Пожары от ударов молний

Не каждый удар молнии приводит к пожару. Почаще удар молнии вызывает поправимый вред — это, как правило, разрушенная лопасть, которую позже заменяют. Но уж если пламя возникло, это ведет к полному разрушению установки. Вероятная частота ударов молнии значительно зависит от места расположения ВЭУ и её размеров. Площадки континентальной Европы сравнимо редко подвергаются ударам молнии. Почаще молнии сверкают и попадают в ветроустановки на севере Германии и в Альпах, в то время как в Дании удар молнии в ВЭУ — уникальность. Страховая компания WindPro констатирует, что удары молний в ветротурбины почаще происходят в США, чем в Европе. Так, в штате Техас это совсем нередкое явление. Совсем большой вред молнии наносят ВЭУ в стране восходящего солнца, в особенности в ветреные зимы с переменной погодой. Данные, собранные в стране восходящего солнца, показывают ужасную картину. Лишь за один сезон и лишь в одной области Хонсю лопасти на 55 ВЭУ были разрушены молниями. Суммарный оцененный вред за год превысил 5.5 млн. Долл., А цена профилактических мероприятий составила около половины данной суммы.

С развитием ветроэнергетики размеры и мощности ВЭУ растут, что делает их все более подверженными ударам молнии. Ветропарки, расположенные на морских акваториях, также находятся в зоне завышенного риска от попадания молний. Создание лопастей из углеродных волокон с высокой электропроводностью, применяемое в настоящее время для понижения массы лопастей и для их упрочнения,увеличивает уязвимость ВЭУ для молний.

По мере роста мощности и размеров ВЭУ производители все большее внимание стали уделять усложняющимся системам молниезащиты. К примеру, в ВЭУ типа V90 производства компании Vestas встроены предохранительные электроды, которые идут от самых кончиков лопастей до дна башни, где установлена система заземления.

остальные производители не употребляют углеродные волокна в огромных лопастях. Так, для ВЭУ Multibride мощностью 5 МВт лопасти выполнены без углеродного волокна. Компания Епегсоп также старается избегать внедрения углеродных волокон в лопастях ВЭУ модели Е-112.

английская компания ЕА Technology пробует решить делему защиты от молний более «профилактическим» способом, а конкретно системой предварительной локации молний. Система предсказывает вероятное место возникновения молниевых разрядов за два часа, давая операторам ВЭУ возможность заблаговременно приостановить свои установки для предотвращения вреда. В согласовании с исследованиями компании ЕА Technology, основывающимися на статистике, собранной на площадке, где в среднем в год происходит 10 разрядов молний, это явление можно предсказать заблаговременно не более чем за 4 часа.

В США за прошедшие десятилетия были установлены тыщи маленьких, по нынешним масштабам, ВЭУ мощностью 80-150 кВт. В то время молниезащита лопастей в агрегатах американского производства не была распространена повсеместно, и в итоге имели место удары молний в ВЭУ и пожары. Но ветеран ветроэнергетики США Поль Гайп рекламирует как самые надежные на вторичном рынке ветроагрегатов старые ВЭУ датского и германского производства мощностью 150-200 кВт, уже в то время оборудованные молниезащитой.

* Атлас ветров России / А.Н. Старков, Л. Ландберг, П.П. Безруких, М.М. Борисенко. — М.: «Можайск — Терра», 2000.

Какова ситуация в России? Во-первых, у нас ВЭУ насчитываются лишь десятками, и крупная часть из них установлена после 2000 г. Поэтому статистики ударов молний в них фактически не имеется. Хотя лучше всего собирать её с самого начала, в особенности для того, чтоб составить представление о более опасных местах для расположения ветропарков и сопоставить их с картой ветроэнергетического потенциала «Атласа ветров России»*.

ВЭУ либо больших ветропарков, расположенных в море, в нашей стране пока вообще нет. Самый большой континентальный ветропарк России находится в Калининградской области вблизи п. Куликово. Суммарная мощность его равна 5.1 МВт, он состоит из 21 ВЭУ датского производства. Второй по количеству агрегатов и установленной мощности ветропарк находится вблизи г. Анадырь на Чукотке и состоит из 10 ВЭУ украинского производства единичной мощностью 250 кВт. Средняя мощность ВЭУ по России составляет чуток более 200 кВт. Большая часть установок оборудованы молниезащитными устройствами, заземляющими электродами.

Автокраны соответствующей грузоподъемности, пригодные для монтажа больших, по нашим масштабам, ветроагрегатов довольно редки, а в неких местностях просто отсутствуют. Так, для монтажа ВЭУ Wincon 200 мощностью 200 кВт с массой гондолы 8 т в Мурманске нашелся лишь один автокран, работавший на пределе собственной грузоподъемности при высоте башни ВЭУ в 28 м. Если бы установка была мощностью 300 кВт, пришлось бы употреблять вертолет, что существенно увеличило бы расходы на её возведение. Таковым образом, для начала процесса развития ветроэнергетики нужно сразу решать вопрос о разработке специального кранового хозяйства. Это же можно сказать и о противопожарном оборудовании.

Технические неисправности и человеческий фактор

Другой распространенной предпосылкой пожаров являются технические ошибки и неисправности. Выяснение предпосылки действия после пожара просит достаточно много времени и средств. Пожары такового рода появляются от перегрева и искрения. Дополнительным фактором риска является присутствие воспламеняющихся жидкостей и аэрозолей.

Человеческий фактор также имеет место при возникновении пожаров на ВЭУ. В основном он проявляется в невнимательности эксплуатационного персонала при профилактических ремонтах и осмотрах. В начале развития ветроэнергетики пожары частенько появлялись от сломанных контактов электрооборудования, которые нагревались либо искрили. Происходящие рядом разливы масла, наличие горючей оболочки кабелей из пластика, резины либо другого воспламеняющегося материала представляют потенциальную опасность.

Пожар может быть результатом поломки либо некондиционного состояния какого-или компонента. В 2003 г. Прототип германской ВЭУ Vensys 62 мощностью 1.2 МВт сгорел из-за замыкания в «устойчивом к поломкам» комплекте батарей в системе контроля поворота лопастей.

Пожар может произойти также из-за осушения главных подшипников на главном валу. Итог — их нагрев, загорание остатков смазки и мощный пожар. Такое событие может быть вызвано, к примеру, режимом долгих и нередких торможений и наличием при этом горючих материалов вблизи горячих подшипников.

Как избежать пожаров на ВЭУ

Самое основное средство от пожаров — довольно нередкие и тщательные осмотры и ремонтно-профилактические работы. Необходимо отслеживать и ликвидировать трение кабелей о вибрирующие и крутящиеся части. Смотреть за состоянием изоляции кабелей, так как её разрушение ведет к маленьким замыканиям и пожару.

Сломанная либо истертая труба маслопровода может вызвать протечку масла, которое потом попадает в трущиеся части. Если масло попадает в контакты, может быть возгорание от искрения и пожар. Это же относится и к протечкам из труб водяного остывания — утрата воды в системе остывания генераторов и остальных компонентов ведет к их перегреву и возникновению пожара.

Применение телекоммуникационных следящих систем, дистанционно связанных с персональным компьютером в диспетчерской, может существенно понизить риск вреда, вызванного ошибкой персонала либо поломкой компонента установки. Подобные системы традиционно отслеживают температуру масла и воды в критических местах, уровень вибрации, изменение уровня шума ВЭУ.

В Европе телекоммуникационные системы получают обширное распространение по двум главным причинам. Первая — огромное количество ВЭУ (несколько десятков тыщ). Даже физически тяжело отыскать такую армию эксплуатационного персонала.

Вторая причина в том, что зарплата этого персонала обязана соответствовать европейским эталонам. А это означает, что расходы на эксплуатацию могут существенно возрасти и составить сумму, огромную, чем расходы на оснащение ветроагрегатов телекоммуникационными системами. Необходимо иметь в виду, что тут находятся еще два фактора, облегчающих применение этих систем в Европе — маленький уровень воровства и приемлемый уровень аренды телекоммуникационных каналов для передачи информации.

В России дело обстоит с точностью до напротив — существенно проще нанять дежурный персонал со сравнимо маленький зарплатой, который сразу будет осуществлять и охранные функции, чем арендовать каналы связи, стоящие, как и все связанное с телекоммуникацией в России, очень дорого, и потом содержать целый штат охраны как самих установок, так и контрольного электронного оборудования.

По правилам эксплуатации ВЭУ, их профилактический осмотр и контроль обязаны проводиться в согласовании со серьезным графиком: первый осмотр — через месяц после пуска в эксплуатацию, следующие — через каждые полгода. Для каждой установки обязан быть составлен свой график посещений и проверок с указанием, что конкретно необходимо осматривать и что — контролировать. Тут под словом «осматривать» предполагается поиск видимых нарушений и дефектов, а под словом «контролировать» — проверка компонентов и деталей на соответствие их обычным требованиям, к примеру проверка момента затяжки болтов либо величины сопротивления изоляции.

Ветропарк «Куликово», состоящий из 21 агрегата, принадлежит и эксплуатируется АО «Янтарьэнерго». Для обслуживания ВЭУ тут имеется особая бригада из двух рабочих и профессионалы. Для спасения людей в случае возникновения пожара во время профилактических работ эта бригада носит с собой особый спасательный набор, состоящий из троса, карабинов и специальной лебедки с ручным приводом. Применение такового комплекса дает возможность людям спуститься из гондолы к основанию агрегата вне башни, если возгорание произойдет в распределительном шкафу внутри башни либо в гондоле. Впрочем, возможность этого совсем мала, так как практически все профилактические осмотры и контроль, а тем более ремонт осуществляются при остановленном агрегате. Более сложные электротехнические работы проводятся при выключении агрегата от сети и даже запирании основного электрического ключа. Но все же лучше перестраховаться и быть готовым к хоть какой нежданности, ведь речь идет не лишь о денежном вреде, но и о жизни людей.

Системы пожарной сохранности

Полезным является применение особых противопожарных систем с распрыскиванием либо распылением подавляющей огонь пены либо порошка, функционально соединенных с ключевыми системами ВЭУ. Некие производители разрабатывают новейшие системы пожаротушения и верят,что, встраивая подобные системы в свои изделия, к примеру гондолы ВЭУ, они упрощают пожаротушение. Производители патентованных систем пожаротушения в остальных областях индустрии дают их как нужные составляющие для установки на ВЭУ.

Одной из таковых систем, которая может быть встроена в ВЭУ на хоть какой стадии её жизни, является система «Firetrace». В системе употребляется подача по трубам, проложенным параллельно хоть какой работающей части ВЭУ (к примеру параллельно гидравлической системе), CO2 либо другого огнеподавителя в течение нескольких секунд после появления огня. Это понижает вред от появившегося пожара до минимума. Подобные системы проектируются для автоматической работы на больших ВЭУ без необходимости ручного включения и наблюдения.

Что касается России, то, к примеру, в ветропарке «Куликово» в распределительных шкафах установлены самосрабатывающие порошковые огнетушители. О остальных автоматических системах противопожарной сохранности на русских ВЭУ у автора данных нет.

Заключение

Как уже упоминалось выше, сбор и анализ статистических данных по ударам молний и пожарам на ВЭУ поможет при принятии решений о выборе перспективных площадок для их стройки. Верный подход к решению трудности пожаробезопасности не лишь выручит человеческие жизни, что является более принципиальной задачей этих мероприятий, но и обеспечит понижение рисков при подготовке бизнес-планов и получении кредитов от российских либо забугорных банков и инвесторов. А это приведет к общему понижению стоимости проекта, увеличению его экономической эффективности. Таковым образом, этот сугубо технический вопрос имеет далеко идущие экономические последствия для всего развития ветроэнергетики в мире и в России.

перечень литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.courier.com.ru


 
Еще рефераты и курсовые из раздела
Взаимосвязь сохранности нефтепродуктообеспечения и утрат нефтепродуктов
Взаимосвязь сохранности нефтепродуктообеспечения и утрат нефтепродуктов В.И. Кабанов В настоящее время в согласовании с законодательными актами на местности русской...

Общие понятия безопасности путешествия
Реферат: Общие понятия безопасности путешествия В среднем обычная туристская страховка стоит туристу до 1,5 USD в день. А если учесть, что туристов насчитывается в мире более...

Действие электромагнитных лучей на организм человека и методы борьбы с ними
действие электромагнитных лучей на организм человека и  методы борьбы с ними Введение Волновые процессы очень обширно распространены в природе. В природе...

Смерч
Смерч – одно из ожесточенных, разрушительных явлений природы. По мнению В.В. Кушина, смерч - это не ветер, а скрученный в тонкостенную трубу «хобот» дождя, который вращается вокруг оси со...

Болезни при работе на ПЭВМ
Болезни при работе на ПЭВМ Введение Ни для кого не секрет, что компьютеризацию сейчас принято считать панацеей – лишь компьютер может повысить эффективность...