مهار حریق در تجهیزات خاص توربین‌های بادی

منابع حریق:

حریق در توربین‌های بادی می‌تواند منابع متنوع داخلی و خارجی داشته باشد.

فناوری توربین‌های بادی عموما از 4 قسمت تشکیل می‌شود:

1. ناسل‌ها (محفظه موتور و ژنراتور)

2. پره‌های در گردش

3. دکل یا همان برج

4. پایه

که مورد اول و آخر مهم‌ترین مناطق برای حفاظت هستند. در برخی از موارد ایستگاه‌های الکتریکالی در مجاورت پایه‌ها قرار الزامات لازم برای حفاظت حریق از این ایستگاه‌ها نیز باید در نظر گرفته شود.

اکثر اجزای اصلی یک توربین بادی از جمله ژنراتورها،‌ سیستم‌های هیدرولیکی، براکت‌ها و مواردی از این قبیل که در ناسل‌ها قرار دارند باید به خوبی حفاظت شوند.

هر گونه حریق در این تجهیزات می‌تواند خسارات بسیاری در پی داشته باشد که با در نظر گرفتن از کارافتادگی سیستم این هزینه بیشتر نیز می‌شود. باید در نظر داشت که تجهیزات ارزشمند بسیاری در مجاورت یکدیگر قرار گرفته‌اند که در صورت بروز حریق در هر یک از ادوات به دلیل دسترسی دشوار حریق می‌تواند به راحتی به قسمت‌های مجاور نیز سرایت کند.

حفاظت کلی توربین‌های بادی:

توربین‌های بادی ارتفاع زیادی دارند بنابراین آتش‌نشانان نمی‌توانند به سادگی به بالای آن‌ها دسترسی داشته باشند، همچنین خطر سقوط اجسامی که آتش گرفته‌اند مانع از ورود افراد به برج می‌شود، به طور کلی دور از دسترس بودن تجهیزات عملیات اطفا را به تاخیر انداخته و کنترل افراد آتش‌نشان بر روی حریق را دشوار کرده و نمی‌توان به راحتی از گسترش آن ممانعت کرد. (بنابراین ممکن است حریق به سرعت پراکنده شده و علاوه بر توربین به محیط اطراف نیز آسیب بزند).

عوامل خطرزا در توربین‌های بادی عبارتند از:

• خطای الکتریکی یا مکانیکی که موجب تولید جرقه در این تجهیزات می‌شود.
• حجم بالای کابل‌ها و سیم‌پیچ‌ها.
• وجود منابع گرم بیشمار.
• تجمع گرد و غبار،‌ روغن، کابل‌های پلاستیکی و غیره در مجاورت یکدیگر.
• عملیات مربوط تعمیر و نگهداری همچون جوشکاری، برشکاری، سر هم کردن و یا جدا کردن تجهیزات و مواردی از این قبیل و در برخی موارد غفلت پرسنل.

موارد زیر در ایجاد مخاطرات بالقوه به شدت حائز اهمیت‌اند، بنابراین در طراحی باید به آن‌ها توجه داشت و نیازهای سیستم را متناسب با آن‌ها تغییر داد:

• مکان قرار‌گیری تجهیزات که قالبا در کوه‌ها و دشت‌های دور از دسترس قرار دارند.
• حریق‌های مربوط به جنگل‌ها.
• عوامل طبیعی همچون صاعقه که احتمال وقوع آن در نقاط مرتفع بیشتر.
• ساختار و طراحی توربین‌ها که امکان دسترسی آتش‌نشانان به ادوات را محدود می‌کند.
• بار عظیم حریق به خاطر قرار گرفتن الکتریکی، الکترونیکی و مکانیکی در مجاورت یکدیگر.
• ترانسفورماتورهایی که در ژنراتور باد قرار دارند، خطر ولتاژ بالا را اضافه می کنند.

سیستم‌های حفاظت از حریق توربین‌های بادی باید چه ویژگی‌هایی داشته باشند:

• تشخیص و هشدار فوری
• نظارت پیوسته
• امکان نصب سیستم به صورت مستقل و بدون نیاز به تجهیزات جانبی وجود داشته باشد.
• امکان از کار انداختن و قطع کردن اتصال سیستم اطفایی از منبع تغذیه اصلی وجود داشته باشد.
• انتخاب ماده اطفایی متناسب با عوامل ایجاد حریق
• تعمیر و نگهداری به موقع
• آموزش افراد و پرسنل

الزامات طراحی:

برای انتخاب سیستم مناسب لازم است موارد زیر در نظر گرفته شود:

• اثربخشی و زمان استفاده
• میزان ماده اطفایی مورد نیاز: حجم، وزن
• ذخیره‌سازی و توزیع
• بازرسی دوره‌ای
• سایر موارد مرتبط با مخاطرات

همانطور که قبلا هم اشاره کردیم اساسا سیستم اطفای انتخابی برای سه ناحیه از توربین تعریف می‌شود: ناسل،‌ پایه، قسمت میانی و دکل.

هر قسمت ویژگی‌های منحصربفردی دارد که سیستم اطفا به مقتضای آن انتخاب می‌شود.

اطفای موثر توربین‌های بادی:

سیستم‌های اطفای مناسب برای توربین‌‌های بادی را می‌توان به این صورت دسته‌بندی کرد:

* جدول بالا برگرفته از NFPA-E No. 22:2012 F  (+ قابل استفاده / - توصیه نمی‌شود)

 اطفا کننده‌های نامبرده به طور مستقیم در کاهش اکسیژن و حرارت حریق موثرند. این سیستم‌ها به نحوی طراحی شده‌اند که قابلیت حفاظت از تجهیزات و امکانات و در کنار آن افراد و محیط را داشته باشند. ویژگی‌های اصلی سیستم‌های اطفایی که برای توربین‌های بادی به کار گرفته می‌شود به شرح زیر است:

• سیستم به صورت خودکار و خودکفا توانایی مهار حریق را دارد.
• از پراکنده شدن حریق و آسیب رسیدن به تجهیزات مجاور جلوگیری می‌کند.
• ماده اطفایی به کار رفته در این سیستم‌ها کلین است و هیچگونه پسماندی از خود برجا نمی‌گذارد.
• ماده اطفایی به کار رفته رسانای جریان الکتریسیته نیست و موجب خوردگی قطعات فلزی نمی‌شود.
• آثار مخرب ناچیزی بر روی محیط زیست دارد.
• ایمنی و امنیت جانی پرسنل را به خطر نمی‌اندازد.
• با مقررات مربوط به محیط زیست مطابقت دارد.
• تائیدیه‌های ملی و بین‌المللی لازم را کسب نموده است.

مزایای سیستم واترمیست در اطفای حریق توربین‌های بادی:

واترمیست:

سیستم اطفای حریق واترمیست در کنار هزینه پایین کارایی بالایی دارد، این سیستم اطفای حریق تائیدیه‌های بین‌المللی را اخذ نموده و در سریع‌ترین زمان حریق را مهار می‌کند. در سیستم اطفای حریق واترمیست قطرات آب به ذرات بسیار ریز تبدیل شده و به این ترتیب سطح بزرگتری را پوشش داده و فورا حرارت را از محیط جذب می‌کنند. زمانیکه این قطرات ریز بخار می‌شوند، بخار حاصله به خوبی جایگزین اکسیژن شده و  مانع از گسترش مجدد آتش می‌شود.

به کمک این سیستم محفظه تحت حفاظت مملو از آب نمی‌شود بلکه با بهینه‌ترین میزان آب ممکن حریق مهار می‌شود. به این ترتیب آثار نامطلوب به ادوات الکتریکی به کمترین حد خود می‌رسد.

الزامات طراحی سیستم واترمیست:

برای سیستم واترمیست می‌توان از لوله‌کشی خشک یا تر بهره گرفت. در این سیستم نازل‌ها می‌توانند باز یا بسته باشند و سیستم می‌تواند تحت فشار و یا بدون فشار باشد. حتی می‌توان سیستم واترمیست را در حالی بر روی توربین نصب کرد که توربین بادی در حال کار باشد.

اجزای سیستم اطفای حریق واترمیست:

اجزای الکتریکی:

شناسایی حریق که به صورت الکتریکی انجام شده و فرمان تخلیه را به شیربرقی سر کپسل ارسال می‌کند.

مخازن آب که در حقیقت سیلندرهایی هستند که با گاز نیتروژن فشاردهی شد‌ه‌اند. در صورت نیاز به فشار بیشتر می‌توان از پمپ نیز استفاده کرد.

نازل‌هایی از جنس فولاد ضد زنگ که به حرارت حساس هستند که براساس نیاز می‌توانند مساحتی معادل 4 تا 4/7 مترمربع را پوشش دهند.

گازهای خنثی:

از آنجاییکه مکانیسم عملکرد این گازها (آشنایی با سیستم‌های اطفای حریق بر مبنای گازهای خنثی (Inert Gas)  به صورت تخلیه توتال است عموما برای حفاظت از فضاهای محصور همچون اتاق‌های کنترل، تجهیزات الکتریکال و اتاق‌های ماشین‌آلات توصیه می‌شوند.

مزایا:

• هیچگونه اثر مخربی بر روی محیط زیست از خود برجا نمی‌گذارند.
• در دمای پایین عملکرد مطلوبی دارند.
• مقرون به صرفه هستند،‌ به وفور در سراسر جهان یافت می‌شوند، به راحتی می‌توان آن‌ها را مجددا پر کرد.
• هیچگونه تاثیر نامطلوبی بر روی سایر تجهیزات برجای نمی‌گذارند.
• عملکرد آن‌ها تحت تاثیر عوامل محیطی قرار نمی‌گیرد.

سیستم اطفای حریق CO₂:

به خاطر طراحی ویژه این سیستم اطفا (سیستم‌ اطفای حریق گازی CO₂)می‌توان آن را به صورت توتال یا لوکال برای محیط‌های باز یا بسته به کار گرفت.

تنها مطلبی که در مورد سیستم اطفای حریق گازی CO₂ باید در نظر گرفت این است که حتما پیش هشداری برای آن در نظر گرفته شود تا قبل از تخلیه افراد حاضر در محیط فرصت کافی برای تخلیه داشته باشند.

مزایا:

• هیچگونه پسماندی از خود برجای نمی‌گذارد، خورنده یا رسانای جریان الکتریسیته نیست.
• با ایجاد افت دمای شدید فورا اطفا را انجام می‌دهد.
• هزینه پایینی دارد و نصب و راه‌اندازی آن پایین است، بعد از تخلیه می‌توان مجددا کپسول‌ها را پر کرد.
• تغییرات آب و هوایی تاثیر چندانی بر روی آن ندارد.
• بعد از اطفا می‌توان به راحتی به کمک سیستم تهویه ساده گاز را از محیط تخلیه کرد.